DE102019203339B4

DE102019203339B4 - Motorsteuervorrichtung und Motorantriebssystem

Info

Publication number: DE102019203339B4
Application number: DE102019203339.3A
Authority: DE
Inventors: Masaya Taki; Koichi Nakamura; Toshimitsu Sakai; Nobuyori Nakajima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2022-06-23
Anticipated expiration: 2039-03-13
Also published as: DE102019203339A1; JP2019161944A; US20190283800A1; US11518435B2; JP7010081B2

Abstract

Motorsteuervorrichtung, aufweisend:mehrere Motorantriebsschaltungen (701, 702) zum Antreiben mindestens eines Motors (80);mehrere Computer (401, 402), von denen jeder einen Antriebssignalerzeugungsabschnitt (451, 452) und einen Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitt (441, 442) beinhaltet, wobei der Antriebssignalerzeugungsabschnitt (451, 452) ein Motorantriebssignal erzeugt und einen Befehl an jede Motorantriebsschaltung (701, 702) ausgibt und der Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitt (441, 442) eine Antriebszeitgebung erzeugt, die eine Pulszeitgebung des Motorantriebssignals ist; undmehrere Takterzeugungsschaltungen (651, 652) zum unabhängigen Erzeugen von Takten, die als Referenzen für Operationen der mehreren Computer dienen,wobei mindestens einer der mehreren Computer (401, 402) als ein übertragungsseitiger Computer festgelegt ist, der in Synchronisation mit seiner Antriebszeitgebung operiert und ein Synchronisationssignal zum Synchronisieren von Antriebszeitgebungen der mehreren Computer (401, 402) erzeugt und überträgt, und mindestens ein anderer der mehreren Computer (401, 402) als ein empfangsseitiger Computer festgelegt ist, der das Synchronisationssignal empfängt, das von dem übertragungsseitigen Computer übertragen wird;der übertragungsseitige Computer und der empfangsseitige Computer mehrere spezifische periodische Verarbeitungen ausführen, die bei Zyklusperioden unterschiedlicher natürlicher Vielfacher einer Zyklusperiode des Synchronisationssignals auszuführen sind und synchronisiert werden müssen; undjede Zeitgebung der mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen basierend auf dem Synchronisationssignal bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dassder übertragungsseitige Computer und der empfangsseitige Computer die mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen synchron in einem spezifischen synchronen Zustand und in einem spezifischen asynchronen Zustand ausführen beziehungsweise nicht ausführen; undmindestens zu der Zeit des Umschaltens von dem spezifischen asynchronen Zustand in den spezifischen synchronen Zustand einer des übertragungsseitigen Computers und des empfangsseitigen Computers an den anderen des übertragungsseitigen Computers und des empfangsseitigen Computers eine Steuerstartunterrichtung überträgt, die eine Zeitgebung angibt, dass ein Steuerstart durch die mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen möglich ist, bei einer Zyklusperiode von N-Mal (N≥1) einer gemeinsamen Zyklusperiode entsprechend eines kleinsten gemeinsamen Vielfachen der Zyklusperioden der spezifischen periodischen Verarbeitungen, wobeiwenn ein Computer des übertragungsseitigen Computers und des empfangsseitigen Computers nicht mit dem anderen Computer des übertragungsseitigen Computers und des empfangsseitigen Computers während einer fortgeführten Operation des einen Computers nicht synchronisiert ist und in dem spezifischen asynchronen Zustand ist, der eine Computer einen Steuermodus von einer Koordinationssteuerung, die durch den einen Computer und den anderen Computer ausgeführt wird, in eine unabhängige Steuerung umschaltet, die durch nur den einen Computer ausgeführt wirdwenn der andere Computer seine Operation nach temporärem Stoppen seiner Operation wiederherstellt, der eine Computer die Steuerstartunterrichtung an den anderen Computer zur Neusynchronisation mit dem einen Computer überträgt, undwenn der andere Computer seinen Operationszustand von dem spezifischen asynchronen Zustand in den spezifischen synchronen Zustand nach Wiederherstellung seiner Operation ändert, der eine Computer mindestens einen Teil seiner Steuerung von der unabhängigen Steuerung zur Koordinationssteuerung umschaltet.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Motorsteuervorrichtung zum Steuern eines Motors durch mehrere Computer und ein Motorantriebssystem einschließlich der Motorsteuervorrichtung.
Herkömmlicherweise führt in einer Motorsteuervorrichtung, die das Antreiben eines Motors mit mehreren Computern steuert, jeder Computer synchron mehrere periodische Verarbeitungen mit unterschiedlichen Verarbeitungszyklusperioden aus.
Beispielsweise hat eine elektronische Antriebsvorrichtung, die in der WO 2016 / 135 840 A offenbart ist, eine Konfiguration in der ein Taktgenerator vorgesehen ist, und ein Takt von dem Taktgenerator wird in eine erste Triggerschaltung, eine zweite Triggerschaltung und eine dritte Triggerschaltung eingegeben, die entsprechende vorbestimmte Frequenzteiler aufweisen, um Triggersignale durch Frequenzteilung des Taktsignals von dem Taktgenerator zu erzeugen. Drei Typen von Triggersignalen, die unterschiedliche Zyklusperioden aufweisen, werden gemeinsam in eine erste CPU und eine zweite CPU eines Computers eingegeben. Jede CPU führt drei Arten periodischer Verarbeitungen basierend auf jedem Triggersignal aus, synchronisiert einen Steuerbefehl und gibt diesen aus.
Die kürzeste Zyklusperiode (beispielsweise 50 µs) des Triggersignals, das von der dritten Triggerschaltung stammt, gibt eine Trägerzyklusperiode eines PWM-Signals an. Stromerfassungsinformationen und Rotationspositionsinformationen werden in Antwort auf das Triggersignal der zweitkürzesten Zyklusperiode (beispielsweise 200 µs), das von der zweiten Triggerschaltung ausgegeben wird, gespeichert. Drehmomentinformationen werden in Antwort auf das Triggersignal mit der längsten Zyklusperiode (beispielsweise 1 ms), das von der ersten Triggerschaltung ausgegeben wird, gespeichert.
Die WO 2018 / 012 419 A1 lehrt eine Motorsteuervorrichtung mit weiteren Merkmalen, die auch gemeinsam mit den erfindungsgemäßen Merkmalen eingesetzt werden sein können. Die JP 2017 - 184 388 A offenbart eine Motorsteuervorrichtung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 10.
In der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung ist die Triggerschaltung für jede mehrerer periodischer Verarbeitungen vorgesehen, die Synchronisation erfordern, und jede Triggerschaltung ist konfiguriert, um ein Triggersignal unter Verwendung des Taktsignals zu erzeugen, das heißt, eines Synchronisationssignals. Demnach ist es notwendig, die Anzahl von Triggerschaltungen zu erhöhen, wenn die Anzahl periodischer Verarbeitungen zunimmt, die Synchronisation erfordern. Es ist ferner notwendig, die Anzahl der Synchronisationssignale zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung geht das vorstehend beschriebene Problem an und ihre Aufgabe ist es, eine Motorsteuervorrichtung, die eine geringere Anzahl von Synchronisationssignalen unter mehreren Computern zum Ausführen mehrerer periodischer Verarbeitungen, die Synchronisation erfordern, benötigt, und ein Motorantriebssystem unter Verwendung der Motorsteuervorrichtung bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt weist eine Motorsteuervorrichtung mehrere Motorantriebsschaltungen zum Antreiben mindestens eines Motors, mehrere Computer und mehrere Takterzeugungsschaltungen auf. Jeder Computer beinhaltet einen Antriebssignalerzeugungsabschnitt, der ein Motorantriebssignal erzeugt und einen Befehl an jede Motorantriebsschaltung ausgibt, und einen Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitt, der eine Antriebszeitgebung als eine Pulszeitgebung des Motorantriebssignals erzeugt. Die mehreren Takterzeugungsschaltungen erzeugen unabhängig Takte, die als Referenzen für Operationen der mehreren Computer dienen. Mindestens einer der mehreren Computer ist als ein übertragungsseitiger Computer festgelegt, der in Synchronisation mit seiner Antriebszeitgebung operiert und ein Synchronisationssignal zum Synchronisieren von Antriebszeitgebungen der mehreren Computer erzeugt und überträgt. Mindestens ein anderer der mehreren Computer ist als ein empfangsseitiger Computer festgelegt, der das Synchronisationssignal empfängt, das von dem übertragungsseitigen Computer übertragen wird. Der übertragungsseitige Computer und der empfangsseitige Computer führen mehrere spezifische periodische Verarbeitungen aus, die bei Zyklusperioden unterschiedlicher natürlicher Vielfacher einer Zyklusperiode des Synchronisationssignals auszuführen sind und synchronisiert werden müssen. Jede Zeitgebung der mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen wird basierend auf dem Synchronisationssignal bestimmt.

1 ist ein schematisches Diagramm einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung einschließlich einer ECU, die ein Motorantriebssystem eines in Maschinenelektronik integrierten Typs ist;
2 ist ein schematisches Diagramm einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung einschließlich einer ECU, die ein Motorantriebssystem eines von Maschinenelektronik separierten Typs ist;
3 ist eine axiale Querschnittsansicht eines dualen elektromechanisch integrierten Motors;
4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV von 3;
5 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration eines Mehrphasenkoaxialmotors darstellt;
6 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm einer ECU (Motorsteuervorrichtung) gemäß jeder Ausführungsform;
7 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm einer ECU (Motorsteuervorrichtung) gemäß einer ersten Ausführungsform;
8 ist ein Zeitdiagramm, das eine interne Operation eines zweiten Computers darstellt, der zwei Typen periodischer Verarbeitungen ausführt;
9 ist ein Zeitdiagramm, das eine Zeitgebung für eine periodische Verarbeitung nach Rücksetzen des zweiten Computers gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt, das keine Steuerstartunterrichtung verwendet;
10 ist ein Zeitdiagramm, das eine Zeitgebung für eine periodische Verarbeitung nach Rücksetzen des zweiten Computers gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
11 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerschaltverarbeitung darstellt, die zur Computerrücksetzzeit ausgeführt wird;
12 ist ein Steuerzyklusperiodensynchronisationskonfigurationsdiagramm gemäß einer zweiten Ausführungsform;
13 ist ein Zeitdiagramm, das eine Zeitgebung jeder periodischen Verarbeitung nach Rücksetzen des zweiten Computers in der zweiten Ausführungsform darstellt; und
14 ist ein Zeitdiagramm, das eine Zeitgebung jeder periodischen Verarbeitung nach Rücksetzen des ersten Computers in der zweiten Ausführungsform darstellt.

Eine Motorsteuervorrichtung wird mit Bezug auf mehrere Ausführungsformen beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt sind. In jeder Ausführungsform ist eine ECU (elektronische Steuereinheit), die als eine Motorsteuervorrichtung vorgesehen ist und auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung eines Fahrzeugs angewandt wird, konfiguriert, um eine Energieversorgung eines Motors zum Ausgeben eines Lenkunterstützungsdrehmoments zu steuern. Die ECU und der Motor bilden ein Motorantriebssystem. In den folgenden Ausführungsformen sind im Wesentlichen gleiche strukturelle und funktionelle Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen, um dadurch die Beschreibung zu vereinfachen. Die folgende erste und zweite Ausführungsform wird kollektiv als vorliegende Ausführungsformen bezeichnet.
Als erstes wird eine gemeinsame Konfiguration einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung, eines Motorantriebssystems und dergleichen in jeder Ausführungsform mit Bezug auf 1 bis 6 beschrieben. 1 und 2 zeigen eine Gesamtkonfiguration eines Lenksystems 99 einschließlich einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung 90. 1 zeigt eine Konfiguration eines in Maschinenelektronik integrierten Typs, in dem eine ECU 10 integral auf einer Seite in der axialen Richtung des Motors 80 ausgebildet ist. 2 zeigt eine Konfiguration eines von Maschinenelektronik separierten Typs, in dem die ECU 10 und der Motor 80 physisch separiert sind und elektrisch mittels eines Kabelbaums verbunden sind. Obwohl die in 1 dargestellte elektrische Servolenkungsvorrichtung 90 ein Lenksäulenunterstützungstyp ist, kann sie als ein Zahnstangenunterstützungstyp konfiguriert sein.
Das Lenksystem 99 beinhaltet ein Lenkrad 91, eine Lenkwelle 92, ein Ritzel 96, eine Zahnstange 97, Straßenräder 98, die elektrische Servolenkungsvorrichtung 90 und dergleichen. Die Lenkwelle 92 ist mit dem Lenkrad 91 gekoppelt. Das Ritzel 96, das an einem axialen Ende der Lenkwelle 92 vorgesehen ist, greift in die Zahnstange 97 ein. Die Straßenräder 98 sind an beiden lateralen Enden der Lenkwelle beispielsweise mittels Spurstangen vorgesehen. Wenn ein Fahrer das Lenkrad 91 dreht, dreht sich die Lenkwelle 92, die mit dem Lenkrad 91 gekoppelt ist. Eine Drehbewegung der Lenkwelle 92 wird in eine lineare Bewegung der Zahnstange 97 durch das Ritzel 96 gewandelt und die Straßenräder 98 werden zu einem Winkel entsprechend einem Versatzbetrag der Zahnstange 97 gelenkt.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 90 beinhaltet einen Lenkdrehmomentsensor 93, die ECU 10, den Motor 80, ein Untersetzungsgetriebe 94 und dergleichen. Der Lenkdrehmomentsensor 93 ist an einem Zwischenabschnitt der Lenkwelle 92 zum Erfassen eines Lenkdrehmoments vorgesehen, das durch den Fahrer ausgeübt wird. In der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist der Lenkdrehmomentsensor 93 ein dualer Typ, der einen ersten Drehmomentsensor 931 und einen zweiten Drehmomentsensor 932 beinhaltet und ein erstes Lenkdrehmoment trq1 und ein zweites Lenkdrehmoment trq2 jeweils auf duale Weise erfasst. Falls die Lenkdrehmomentsensoren 93 nicht redundant vorgesehen sind, kann ein erfasster Wert eines Lenkdrehmoments trq gemeinsam für die dualen Systeme verwendet werden. Nachfolgend werden, wo die Lenkdrehmomente trq1 und trq2 redundant erfasst werden, dies aber nicht essentiell ist, die zwei Drehmomente trq1 und trq2 einfach als ein Lenkdrehmoment trq bezeichnet.
Basierend auf den Lenkdrehmomenten trq1 und trq2 steuert die ECU 10 Antreiben des Motors 80 so, dass der Motor 80 ein gewünschtes Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Lenkoperation erzeugt. Das durch den Motor 80 erzeugte Unterstützungsdrehmoment wird auf die Lenkwelle 92 mittels des Untersetzungsgetriebes 94 übertragen. Die ECU 10 erlangt elektrische Winkel θ1, θ2 des Motors 80, die durch den Rotationswinkelsensor erfasst werden, und die Lenkdrehmomente trq1, trq2, die durch den Lenkdrehmomentsensor 93 erfasst werden. Die ECU steuert Antreiben des Motors 80, basierend auf derartig erfassten Informationen und anderen Informationen wie einem Motorstrom, der innerhalb der ECU 10 erfasst wird.
Eine Konfiguration des Motors 80 des in Maschinenelektronik integrierten Typs, in dem die ECU 10 integral auf einer Seite in der axialen Richtung des Motors 80 ausgebildet ist, wird gemäß 3 und 4 beschrieben. Die ECU 10 ist koaxial mit einer Achse Ax einer Welle 97 der Seite gegenüberliegend zu einer Ausgangswelle des Motors 80 positioniert. Als eine andere Ausführungsform kann die ECU 10 integral mit dem Motor 80 auf der Ausgangsseite des Motors 80 konfiguriert sein. Der Motor 80 ist ein dreiphasiger bürstenloser Motor, der einen Stator 840, einen Rotor 860 und ein Gehäuse 830 beinhaltet, das diese aufnimmt.
Der Stator 840 hat einen Statorkern 845, der an dem Gehäuse 830 fixiert ist, und zwei dreiphasige erste und zweite Wicklungssätze 801, 802, die an den Statorkern 845 angebaut sind. Leitungsdrähte 851, 853 und 855 erstrecken sich von jeder Phasenwicklung, die den ersten Wicklungssatz 801 ausbildet. Leitungsdrähte 852, 854 und 856 erstrecken sich von jeder Phasenwicklung, die den zweiten Wicklungssatz 802 ausbildet. Der Rotor 860 hat die Welle 87, die durch ein hinteres Lager 835 und ein vorderes Lager 836 getragen wird, und einen Rotorkern 865, in den die Welle 87 eingepasst ist. Der Rotor 860 ist radial innerhalb des Stators 840 vorgesehen, um relativ zu dem Stator 840 drehbar zu sein. Ein Permanentmagnet 88 ist an einem Ende der Welle 87 vorgesehen.
Das Gehäuse 830 hat ein zylindrischen Kasten 834 mit Boden, der einen Hinterenderahmen 837 und einen Vorderenderahmen 838 aufweist, der auf einer Seite eines offenen Endes des Kastens 834 vorgesehen ist. Der Kasten 834 und der Vorderenderahmen 838 sind aneinander durch Bolzen oder dergleichen befestigt. Die Leitungsdrähte 851, 852 und dergleichen jedes Wicklungssatzes 801, 802 passieren Leitungsdrahteinführlöcher 839 des Hinterenderahmens 837, um sich in der axialen Richtung zur Seite der ECU 10 zu erstrecken und sind mit einer Leiterplatte 230 verbunden.
Die ECU beinhaltet eine Abdeckung 21, eine Wärmesenke 22, die an der Abdeckung 21 fixiert ist, die Leiterplatte 230, die an der Wärmesenke 22 fixiert ist, und weitere elektronische Komponenten, die auf der Leiterplatte 230 montiert sind. Die Abdeckung 21 ist vorgesehen, um die elektronischen Komponenten vor externen Wirkungen zu schützen und zu verhindern, dass Staub und Wasser in die ECU 10 eindringen. Die Abdeckung 21 ist aus einem Abdeckabschnitt 213 und einem Externverbindungsverbinderabschnitt 214 zur Verbindung mit externen Energieversorgungskabeln und Signalkabeln ausgebildet. Energieversorgungsanschlüsse 215 und 216 des Externverbindungsverbinderabschnitts 214 sind mit der Leiterplatte 230 verbunden, obwohl es nicht dargestellt ist.
Die Leiterplatte 230 ist beispielsweise eine bedruckte Leiterplatte und ist positioniert, um den Hinterenderahmen 837 zugewandt zu sein, und ist an der Wärmesenke 22 fixiert. Auf der Leiterplatte 230 sind elektronische Komponenten der ersten Systemgruppe und der zweiten Systemgruppe unabhängig für jedes System montiert, sodass die zwei Systeme in einer vollständig redundanten Konfiguration vorgesehen sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Leiterplatte 230 einzeln vorgesehen, jedoch können in einer anderen Ausführungsform zwei oder mehr Leiterplatten vorgesehen sein. Von zwei Hauptoberflächen der Leiterplatte 230 wird eine Oberfläche, die dem Hinterenderahmen 837 zugewandt ist, als eine Motorseitenoberfläche 237 bezeichnet, und eine Oberfläche, die gegenüberliegend zur Motorseitenoberfläche 237 ist, das heißt genauer, eine Oberfläche, die der Wärmesenke 22 zugewandt ist, wird als eine Abdeckungsseitenoberfläche 238 bezeichnet.
Auf der Motorseitenoberfläche 237 sind mehrere Schaltelemente 241, 242, Rotationswinkelsensoren 251, 252, benutzerspezifische ICs 261, 262 und dergleichen montiert. In der vorliegenden Ausführungsform gibt es sechs Schaltelemente 241 und 242 für jedes System, die obere und untere Arme von drei Phasen von Motorantriebsschaltungen bilden, die später gemäß 5 bis 7 beschrieben werden. Die Rotationswinkelsensoren 251 und 252 sind positioniert, um dem Permanentmagneten 88 zugewandt zu sein, der an dem axialen Ende der Welle 87 vorgesehen ist. Die benutzerspezifischen ICs 261, 262 und Computer 401, 402 sind als Steuerschaltungen der ECU 10 vorgesehen. Die Computer 401 und 402 sind Mikrocomputer, die später beschrieben werden. In den benutzerspezifischen ICs 261, 262 sind beispielsweise Taktüberwachungsschaltungen 661 bzw. 662 und dergleichen, die in 6 dargestellt sind, vorgesehen.
Auf der Abdeckungsseitenoberfläche 238 sind die Computer 401, 402, Kondensatoren 281, 282, Induktivitäten 271, 272 und dergleichen montiert. Insbesondere sind der erste Computer 401 und der zweite Computer 402 auf derselben Abdeckungsseitenoberfläche 238 derselben Leiterplatte 230 mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen positioniert. Die Kondensatoren 281 und 282 glätten einen Eingangsstrom, der von einer Energieversorgungsbatterie bereitgestellt wird, und verhindern, dass Rauschen, das aufgrund der Schaltoperation oder dergleichen der Schaltelemente 241 bzw. 242 erzeugt wird und sich ausbreitet. Die Induktivitäten 271 und 272 bilden Filterschaltungen zusammen mit den Kondensatoren 281 bzw. 282.
Wie in 5 und 6 dargestellt ist, ist der Motor 80, der durch die ECU zu steuern ist, ein dreiphasiger bürstenloser Motor, der zwei Paare von dreiphasigen Wicklungssätzen 801 und 802 aufweist, die koaxial vorgesehen sind. Die Wicklungssätze 801 und 802 haben die gleichen elektrischen Eigenschaften und sind auf dem gemeinsamen Statorkern 845 gewickelt, während sie voneinander durch einen elektrischen Winkel von 30 Grad verschoben sind. Aus diesem Grund werden die Wicklungssätze 801 und 802 so gesteuert, dass Phasenströme, die die gleiche Amplitude und eine Phasendifferenz von 30 Grad haben, bereitgestellt werden.
In 6 ist eine Kombination des ersten Wicklungssatzes 801, des ersten Computers 401, der ersten Motorantriebsschaltung 701 und dergleichen bezüglich einer Stromversorgungssteuerung für den ersten Wicklungssatz 801 als eine erste Systemgruppe GR1 definiert. Die andere Kombination des zweiten Wicklungssatzes 802, des zweiten Computers 402, der zweiten Motorantriebsschaltung 702 und dergleichen bezüglich einer Stromversorgungssteuerung für den zweiten Wicklungssatz 802 ist als eine zweite Systemgruppe GR2 definiert. Die erste Systemgruppe GR1 und die zweite Systemgruppe GR2 sind aus zwei unabhängigen Sätzen von Elementgruppen in einem vollständig duplizierten System ausgebildet.
In der Beschreibung wird, wenn nötig, „erste“ und „zweite“ an strukturelle Komponenten und Signale der ersten Systemgruppe GR1 und der zweiten Systemgruppe GR2 zur Unterscheidung angehängt. Jedoch, wenn es nicht notwendig ist, wird „erste“ und „zweite“ nicht angehängt. Ferner werden die strukturellen Komponenten und Signale in der ersten Systemgruppe GR1 und der zweiten Systemgruppe GR2 mit „1“ bzw. „2“ an dem Ende der Bezugszeichen unterschieden. Nachfolgend wird für eine bestimmte strukturelle Komponente die Systemgruppe einschließlich einer derartigen Komponente als „Eigensystem“ bezeichnet und ein anderes System wird als „das andere System“ bezeichnet. Auf ähnliche Weise wird bezüglich der zwei Computer 401 und 402 der Computer des Eigensystems als „Eigencomputer“ bezeichnet und ein anderer Computer des anderen Systems wird als „der andere Computer“ bezeichnet.
Eine erste Verbindungseinheit 351 der ECU 10 beinhaltet einen ersten Energieversorgungsverbinder 131, einen ersten Fahrzeugkommunikationsverbinder 311 und einen ersten Drehmomentverbinder 331. Eine zweite Verbindungseinheit 352 beinhaltet einen zweiten Energieversorgungsverbinder 132, einen zweiten Fahrzeugkommunikationsverbinder 312 und einen zweiten Drehmomentverbinder 332. Jede der Verbindungseinheiten 351 und 352 kann als eine einzelne Verbindungseinheit ausgebildet sein oder kann in mehrere Verbindungseinheiten separiert sein.
Der erste Energieversorgungsverbinder 131 ist mit einer ersten Energieversorgungsbatterie 111 verbunden, die eine Gleichspannungsbatterie ist. Energie der ersten Energieversorgungsbatterie 111 wird dem ersten Wicklungssatz 801 mittels des ersten Energieversorgungsverbinders 131, einem Energieversorgungsrelais 141, der ersten Motorantriebsschaltung 701 und einem ersten Motorrelais 731 zugeführt. Die Energie der ersten Energieversorgungsbatterie 111 wird ebenso dem ersten Computer 401 und Sensoren der ersten Systemgruppe GR1 bereitgestellt. Der zweite Energieversorgungsverbinder 132 ist mit einer zweiten Energieversorgungsbatterie 112 verbunden, die ebenso eine Gleichspannungsbatterie ist. Energie der zweiten Energieversorgungsbatterie 112 wird dem zweiten Wicklungssatz 802 mittels des zweiten Energieversorgungsverbinders 132, einem zweiten Energieversorgungsrelais 142, der zweiten Motorantriebsschaltung 102 und einem zweiten Motorrelais 732 bereitgestellt. Die Energie der zweiten Energieversorgungsbatterie 112 wird ebenso dem zweiten Computer 402 und Sensoren der zweiten Systemgruppe GR2 bereitgestellt. Falls die Energieversorgung nicht redundant bereitgestellt werden kann, können die zwei Energieversorgungsverbinder 131 und 132 mit einer gemeinsamen Energieversorgungsbatterie verbunden sein.
Falls CANs redundant als ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk bereitgestellt werden, ist der erste Fahrzeugkommunikationsverbinder 311 zwischen einem ersten CAN 301 und einer ersten Fahrzeugkommunikationsschaltung 321 verbunden und der zweite Fahrzeugkommunikationsverbinder 312 ist zwischen einem zweiten CAN 302 und einer zweiten Fahrzeugkommunikationsschaltung 322 verbunden.
Falls CANs nicht redundant bereitgestellt werden, können die Energieversorgungsverbinder 131 und 132 mit einem gemeinsamen CAN 30 verbunden sein. Als ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk außer CAN kann ein Netzwerk jedes beliebigen Standards wie CAN-FD (CAN mit flexibler Datenrate) oder FlexRay verwendet werden. Die Fahrzeugkommunikationsschaltungen 321 und 322 kommunizieren bidirektional Informationen mit dem Computer 401 des einen Systems und dem Computer 402 des anderen Systems.
Der erste Drehmomentverbinder 331 ist zwischen dem ersten Drehmomentsensor 931 und einer ersten Drehmomentsensoreingabeschaltung 341 verbunden. Die erste Drehmomentsensoreingabeschaltung 341 unterrichtet den ersten Computer 401 über das Lenkdrehmoment trq1, das durch den ersten Drehmomentsensor 931 erfasst wird. Der zweite Drehmomentverbinder 332 ist zwischen dem zweiten Drehmomentsensor 932 und einer zweiten Drehmomentsensoreingabeschaltung 342 verbunden. Die zweite Drehmomentsensoreingabeschaltung 342 unterrichtet den zweiten Computer 402 über das Lenkdrehmoment trq2, das durch den zweiten Drehmomentsensor 932 erfasst wird.
Unterschiedliche Verarbeitungen in den Computern 401 und 402 können Softwareverarbeitungen eines Computerprogramms sein, das in einer greifbaren Speichereinrichtung wie einem ROM gespeichert ist und durch eine CPU ausgeführt wird, oder können Hardwareverarbeitungen sein, die durch spezielle elektronische Schaltungen ausgeführt werden. Die Computer 401 und 402 operieren basierend auf Referenztakten, die durch eine erste Takterzeugungsschaltung 651 und eine zweite Takterzeugungsschaltung 652 erzeugt werden. Eine erste Taktüberwaschungsschaltung 661 und eine zweite Taktüberwaschungsschaltung 662 überwachen die Referenztakte, die durch die Takterzeugungsschaltung 651 beziehungsweise durch die Takterzeugungsschaltung 652 erzeugt werden.
Der erste Computer 401 erzeugt ein erstes Motorantriebssignal Dr1 zum Steuern der Operation der Schaltelemente 241 der ersten Motorantriebsschaltung 701 und gibt einen erfassten Wert als einen Operationsbefehl an die erste Motorantriebsschaltung 701 aus. Ferner erzeugt der erste Computer 401 ein erstes Energieversorgungsrelaisantriebssignal Vpr1 und ein erstes Motorrelaisantriebssignal Vmr1. Der zweite Computer 402 erzeugt ein zweites Motorantriebssignal Dr2 zum Steuern der Operation der Schaltelemente 242 der zweiten Motorantriebsschaltung 702 und gibt einen erfassten Wert als einen Operationsbefehl an die zweite Motorantriebsschaltung 702 aus. Ferner erzeugt der zweite Computer 402 ein zweites Energieversorgungsrelaisantriebssignal Vpr2 und ein zweites Motorrelaisantriebssignal Vmr2. Die Energieversorgungsrelaisantriebssignale Vpr1 und Vpr2, die durch die Computer 401 beziehungsweise 402 erzeugt werden, werden den Energieversorgungsrelais 141 beziehungsweise 142 sowie anderen Computern mitgeteilt bzw. werden diese darüber unterrichtet.
Die Computer 401 und 402 sind konfiguriert, um wechselseitig Informationen durch Zwischen-Computer-Kommunikation zwischen Computern zu senden bzw. zu übertragen und zu empfangen. Die Computer 401 und 402 senden und empfangen wechselseitig Stromerfassungswerte, Strombefehlswerte und dergleichen mittels Zwischen-Computer-Kommunikation zwischen den Computern und treiben den Motor 80 durch Kooperation der ersten Systemgruppe GR1 und der zweiten Systemgruppe GR2 an. Ein Kommunikationsrahmen der Zwischen-Computer-Kommunikation beinhaltet den Stromerfassungswert und dergleichen. Ferner können in manchen Fällen ein Strombefehlswert, ein Stromgrenzwert, ein Aktualisierungszähler, ein Statussignal, ein CRC-Signal, das ein Fehlererfassungswertsignal ist, ein Prüfsummensignal oder dergleichen beinhaltet sein. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Ausführungsform ungeachtet der Kommunikationsinhalte der Zwischen-Computer-Kommunikation operativ ist. Das heißt, nach Bedarf können andere Informationen gesendet und empfangen werden, oder ein Teil oder alle der Daten, die vorstehend beschrieben sind, müssen nicht beinhaltet sein.
Falls jeder Computer Signale von dem anderen Computer mittels der Zwischen-Computer-Kommunikation nicht empfängt, obwohl er die Energieversorgungsrelaisantriebssignale Vpr1 und Vpr2 von dem anderen Computer empfängt, wird der andere Computer als normal bestimmt und die Zwischen-Computer-Kommunikation zwischen den Computern wird als abnormal bestimmt. Andererseits, falls jeder Computer die Energieversorgungsrelaisantriebssignale Vpr1 und Vpr2 von dem anderen Computer nicht empfängt und das Signal von dem anderen Computer durch die Zwischen-Computer-Kommunikation nicht empfängt, wird der andere Computer als abnormal bestimmt.
Die erste Motorantriebsschaltung 701 ist ein dreiphasiger Inverter mit den Schaltelementen 241 und konvertiert elektrische Energie, die für den ersten Wicklungssatz 801 bereitzustellen ist. Die Schaltelemente der ersten Motorantriebsschaltung 701 werden gesteuert, um ein- und auszuschalten, basierend auf dem Motorrelaisantriebssignal GR1, das von der ersten Computer 401 ausgegeben wird. Die zweite Motorantriebsschaltung 702 ist ebenso ein dreiphasiger Inverter mit den Schaltelementen 242 und konvertiert elektrische Energie, die dem zweiten Wicklungssatz 802 bereitzustellen ist. Die Schaltelemente 242 der zweiten Motorantriebsschaltung 702 werden gesteuert, um ein- und auszuschalten, basierend auf dem Motorrelaisantriebssignal GR2, das von dem zweiten Computer 402 ausgegeben wird.
Das erste Energieversorgungsrelais 141 ist zwischen dem ersten Energieversorgungsverbinder 131 und der ersten Motorantriebsschaltung 701 vorgesehen und wird durch das erste Energieversorgungsrelaisantriebssignal Vpr1 gesteuert, das von dem ersten Computer 401 ausgegeben wird. Wenn das erste Energieversorgungsrelais 141 im Ein-Zustand ist, wird Stromfluss zwischen der ersten Energieversorgungsbatterie 111 und der ersten Motorantriebsschaltung 701 erlaubt. Während das erste Energieversorgungsrelais 141 im Aus-Zustand ist, wird der Stromfluss zwischen der ersten Energieversorgungsbatterie 111 und der ersten Motorantriebsschaltung 701 abgeschaltet. Das zweite Energieversorgungsrelais 142 ist zwischen dem zweiten Energieversorgungsverbinder 132 und der zweiten Motorantriebsschaltung 702 vorgesehen und wird durch das zweite Energieversorgungsrelaisantriebssignal Vpr2 gesteuert, das von dem zweiten Computer 402 ausgegeben wird. Wenn das zweite Energieversorgungsrelais 142 im Ein-Zustand ist, wird Stromfluss zwischen der zweiten Energieversorgungsbatterie 112 und der zweiten Motorantriebsschaltung 702 erlaubt. Wenn das zweite Energieversorgungsrelais 142 im Aus-Zustand ist, wird der Stromfluss zwischen der zweiten Energieversorgungsbatterie 112 und der zweiten Motorantriebsschaltung 702 abgeschaltet.
Die Energieversorgungsrelais 141 und 142 in der vorliegenden Ausführungsform sind Halbleiterrelais wie beispielsweise MOSFETs. Falls die Energieversorgungsrelais 141 und 142 parasitäre Dioden wie MOSFETs aufweisen, ist es bevorzugt, ein Rückwärtsverbindungsschutzrelais (nicht dargestellt) bereitzustellen, das in Serie verbunden ist, sodass die parasitären Dioden rückwärts relativ zu den Energieversorgungsrelais 141 und 142 verbunden sind. Alternativ können die Energieversorgungsrelais 141 und 142 mechanische Relais sein.
Das erste Motorrelais 731 ist in einem Energieversorgungspfad von jeder Phase zwischen der ersten Motorantriebsschaltung 701 und dem ersten Wicklungssatz 801 vorgesehen und wird durch ein erstes Motorrelaisantriebssignal Vmr1 gesteuert, das von dem ersten Computer 401 ausgegeben wird. Wenn das erste Motorrelais 731 im Ein-Zustand ist, wird ein Stromfluss zwischen der ersten Motorantriebsschaltung 701 und dem ersten Wicklungssatz 801 erlaubt. Wenn das erste Motorrelais 731 im Aus-Zustand ist, wird der Stromfluss zwischen der ersten Motorantriebsschaltung 701 und dem ersten Wicklungssatz 801 abgeschaltet. Das zweite Motorrelais 732 ist in einem Energieversorgungspfad jeder Phase zwischen der zweiten Motorantriebsschaltung 702 und dem zweiten Wicklungssatz 802 vorgesehen und wird durch ein zweites Motorrelaisantriebssignal Vmr2 gesteuert, das von dem zweiten Computer 401 ausgegeben wird. Wenn das zweite Motorrelais 732 im Ein-Zustand ist, wird Stromfluss zwischen der zweiten Motorantriebsschaltung 702 und dem zweiten Wicklungssatz 802 erlaubt. Ist das zweite Motorrelais 732 im Aus-Zustand, wird der Stromfluss zwischen der zweiten Motorantriebsschaltung 702 und dem zweiten Wicklungssatz 802 abgeschaltet.
Der erste Stromsensor 741 erfasst einen Strom Im 1, der in jeder Phase des ersten Wicklungssatzes 801 bereitgestellt wird, und gibt einen erfassten Wert an den ersten Computer 401 aus. Der zweite Stromsensor 742 erfasst einen Strom Im2, der in jeder Phase des zweiten Wicklungssatzes 802 bereitgestellt wird, und gibt einen erfassten Wert an den zweiten Computer 402 aus. Falls die Rotationswinkelsensoren 251 und 252 redundant bereitgestellt werden, erfasst der erste Rotationswinkelsensor 251 einen elektrischen Winkel θ1 des Motors 80 und gibt einen erfassten Wert an den ersten Computer 401 aus. Der zweite Rotationswinkelsensor 252 erfasst einen elektrischen Winkel θ2 des Motors 80 und gibt einen erfassten Wert an den zweiten Computer 402 aus. Falls die Rotationswinkelsensoren nicht redundant bereitgestellt werden, wird beispielsweise der elektrische Winkel der zweiten Systemgruppe durch eine Gleichung θ2 = θ1 + 30 basierend auf dem elektrischen Winkel θ1 der ersten Systemgruppe, der durch den ersten Rotationswinkelsensor 251 erfasst wird, berechnet.
Nachfolgend werden die Konfiguration und operative Wirkungen der ECU jeder Ausführungsform beschrieben. Eine Beschreibung der jeweiligen strukturellen Komponenten bezüglich der Dualsystemredundanz wie in 6 dargestellt ist, wird, wenn angemessen, vereinfacht.
(Erste Ausführungsform)
Die erste Ausführungsform wird gemäß 1 bis 6 beschrieben. Wie in 7 dargestellt ist, beinhaltet die ECU 10 eine erste Systemgruppensteuereinheit 601 zum Steuern der Stromversorgung des ersten Wicklungssatzes 801 und eine zweite Systemgruppensteuereinheit 602 zum Steuern der Stromversorgung des zweiten Wicklungssatzes 802. Die Steuereinheiten 601 und 602 der jeweiligen Systeme beinhalten die Takterzeugungsschaltungen 651 und 652 für den Computer 401, 402, und Motorantriebsschaltungen 701, 702. Das heißt, eine Einheit einer Gruppe struktureller Komponenten einschließlich der Takterzeugungsschaltung, des Computers und der Motorantriebsschaltung bilden ein System.
In dieser Spezifikation wird die Steuerung, die durch mehrere Computer 401 und 402 in Synchronisation ausgeführt wird, als Koordinationssteuerung bezeichnet. Die mehreren Computer 401 und 402 treiben den Motor 80 in zwei Systemen durch Koordinationssteuerung an. Wenn ein Computer sich nicht mit dem anderen Computer synchronisieren kann, während er in Betrieb ist, wird die Steuerung, die hauptsächlich nur Informationen verwendet, die durch den einen Computer erlangt werden, das heißt, die Steuerung, die die Informationen beschränkt, die von dem anderen Computer erlangt werden, als unabhängige Steuerung bezeichnet. Typischerweise ist dies die Steuerung, die ausgeführt wird, während der andere Computer stoppt, zu operieren, während nur ein Computer operiert. In diesem Fall treibt ein Computer den Motor 80 in einem System an. Zusätzlich beinhaltet die unabhängige Steuerung eine Steuerung, in der jeder Computer 401, 402 einzeln in einem asynchronen Zustand operiert.
Die erste Takterzeugungsschaltung 651 und die zweite Takterzeugungsschaltung 652 erzeugen unabhängig Referenztakte, die der erste Computer 401 beziehungsweise der zweite Computer 402 als Operationszeitgebungsreferenzen verwenden. Die Computer 401 und 402 erzeugen die Motorantriebssignale Dr1 und Dr2 durch Ausführen vorbestimmter Steuerberechnungen basierend auf unterschiedlichen Eingangsinformationen und geben diese an die Motorantriebsschaltungen 701 beziehungsweise 702 aus. Hierbei werden Zeitgebungen der Steuerberechnungen basierend auf den Takten bestimmt, die durch die Takterzeugungsschaltungen 651 und 652 erzeugt werden.
Die Motorantriebsschaltungen 701 und 702 liefern Ströme an die Wicklungssätze 801 und 802 basierend auf den Motorantriebssignalen Dr1 und Dr2, die als Steuerbefehle von den Computern 401 beziehungsweise 402 ausgegeben werden. Typischerweise sind die Motorantriebsschaltungen 701 und 702 Leistungskonversionsschaltungen, in denen mehrere Schaltelemente wie MOSFETs brückenartig verbunden sind. Ferner sind die Motorantriebssignale Dr1 und Dr2 Schaltsignale zum Ein- und Ausschalten jedes Schaltelements. Beispielsweise sind in der vorliegenden Ausführungsform, in der der dreiphasige bürstenlose Motor angetrieben wird, die Motorantriebsschaltungen 701 und 702 als dreiphasige Inverter konfiguriert.
Jeder der Computer 401 und 402 hat unabhängig einen ROM zum Speichern eines Steuerprogramms, das durch eine CPU und fixierte Werte von Parametern auszuführen ist, einen RAM zum temporären Speichern und Halten von Berechnungsverarbeitungsergebnissen und kann nicht auf das ROM und das RAM des anderen Computers Bezug nehmen. Unter dieser Annahme sind die zwei Computer 401 und 402 durch eine Synchronisationssignalleitung 483 verbunden. Die Anzahl von Synchronisationssignalleitungen 483 ist nicht auf eine beschränkt und mehrere Synchronisationssignalleitungen 483 können vorgesehen sein.
Diese Synchronisationssignalleitung 483 ist nicht auf eine dedizierte Leitung zur Synchronisationssignalübertragung, die später beschrieben wird, beschränkt und kann eine Kommunikationsleitung sein, die gemeinsam zur Kommunikation außer eines Synchronisationssignals verwendet wird. So eine Kommunikationsleitung kann beispielsweise eine Taktleitung, die für Zwischen-Computer-Kommunikation verwendet wird, oder eine serielle Kommunikationsleitung zum Kommunizieren von Informationen wie Strom sein. Ferner ist es anstelle der Kommunikation durch die Synchronisationssignalleitung möglich, über das Synchronisationssignal durch Ändern eines Pegels eines Portsignals von dem ersten Computer 401 an den zweiten Computer 402 zu unterrichten.
Der erste Computer 401 und der zweite Computer 402 haben eine allgemeine Konfiguration einschließlich jeweils Synchronisationsstartausführungsabschnitten 431, 432, Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitten 441, 442, Antriebssignalerzeugungsabschnitten 451, 452, Steuerrechenabschnitten 461, 462 und Kommunikationsabschnitten 471, 472. Die Synchronisationsstartausführungsabschnitte 431 und 432 aktivieren die Operationen der Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitte 441 beziehungsweise 442.
Die Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitte 441 und 442 erzeugen Antriebszeitgebungen, die Pulszeitgebungen der Motorantriebssignale Dr1 und Dr2 sind, beispielsweise unter Verwendung eines PWM-Trägers, der für jede Phase gemein ist, und geben entsprechend zugeordnet Befehle an die Antriebssignalerzeugungsabschnitte 451 und 452 und die Steuerrechenabschnitte 461 und 462 aus. Die Antriebssignalerzeugungsabschnitte 451 und 452 vergleichen Tastverhältnisse von Spannungsbefehlssignalen mit dem PWM-Träger beispielsweise, um die Motorantriebssignale Dr1 und Dr2 zu erzeugen, die PWM-Signale sind, und geben Antriebsbefehle an die Motorantriebsschaltungen 701 bzw. 702 aus.
Basierend auf den Zeitgebungsanweisungen von den Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitten 441 und 442 führen die Steuerrechenabschnitte 461 und 462 Steuerberechnungen durch mehrere periodische Verarbeitungen aus und geben Befehle an die Antriebssignalerzeugungsabschnitte 451 beziehungsweise 452 aus. Die Kommunikationsabschnitte 471 und 472 kommunizieren Unterrichtungen für Steuerstarts, die später beschrieben werden, zwischen den Computern 401 beziehungsweise 402 beispielsweise mittels der Signalleitung 484. Zusätzlich nehmen die Kommunikationsabschnitte 471 und 472 wechselseitig Bezug auf Daten mit den Steuerrechenabschnitten 461 beziehungsweise 462. In einer zweiten Ausführungsform, die später beschrieben wird, werden Kommunikationstaktsignale, die zwischen den Kommunikationsabschnitten 471 und 472 kommuniziert werden, durch die Synchronisationsstartausführungsabschnitte 431 und 132 erlangt, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie angegeben ist.
Ferner hat der erste Computer 401 einen Synchronisationssignalerzeugungsabschnitt 411. In der vorliegenden Ausführungsform funktioniert der erste Computer 401 als Synchronisationssignalübertragungsseitencomputer und der zweite Computer 402 funktioniert als ein Synchronisationssignalempfangsseitencomputer. Für jeden der Computer 401 und 402 wird der Computer selbst (Eigencomputer) als der eine Computer und der Computer außer dem einen Computer wird als der andere Computer bezeichnet.
Der Synchronisationssignalerzeugungsabschnitt 411 des ersten Computers 401 erzeugt ein Synchronisationssignal, das mit der Antriebszeitgebung, die durch den Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitt 441 erzeugt wird, synchronisiert wird, wodurch die Antriebszeitgebungen der zwei Computer 401 und 402 synchronisiert werden. Dann sendet der Synchronisationssignalerzeugungsabschnitt 411 das Synchronisationssignal an den zweiten Computer 402 mittels der Synchronisationssignalleitung 483. Das Synchronisationssignal, das durch den zweiten Computer empfangen wird, wird durch den Synchronisationsüberprüfungsabschnitt 422 und den Synchronisationsstartausführungsabschnitt 432 erlangt.
Der zweite Computer 402 hat den Synchronisationsüberprüfungsabschnitt 422. Der Synchronisationsüberprüfungsabschnitt 422 überprüft, ob das Synchronisationssignal gegenwärtig normal empfangen wird und die periodischen Verarbeitungen, die Synchronisation zwischen den Computern 401 und 402 erfordern, synchronisiert sind. Das heißt, der Synchronisationsüberprüfungsabschnitt 422 überprüft, ob mehrere spezifische periodische Verarbeitungen gegenwärtig in einem spezifischen synchronen Zustand sind, in dem Synchronisation unter den spezifischen periodischen Verarbeitungen ausgeführt wird. Der Synchronisationsüberprüfungsabschnitt 422 wird durch den Synchronisationsstartausführungsabschnitt 432 des zweiten Computers 402 aktiviert und unterrichtet den Kommunikationsabschnitt 472 über das Überprüfungsergebnis bezüglich des Synchronisationszustands. Ferner wird die Antriebszeitgebung des Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitts 422 basierend auf dem Überprüfungsergebnis des Synchronisationsüberprüfungsabschnitts 422 korrigiert.
Zyklusperioden der mehreren periodischen Verarbeitungen der vorstehend beschriebenen Steuerrechenabschnitte 461 und 462 werden auf ein natürliches Vielfaches der Zyklusperiode des Synchronisationssignals festgelegt. Beispielsweise werden in einem Fall, in dem die Zyklusperiode des Synchronisationssignal 200 µs beträgt, die Zyklusperioden der mehreren periodischen Verarbeitungen auf 200 µs, 400 µs (zweimal), 1 ms (fünfmal) und dergleichen festgelegt. Zwischen den Computern 401 und 402 werden die Zeitgebungen der mehreren periodischen Verarbeitungen basierend auf dem Synchronisationssignal synchronisiert.
In der herkömmlichen Vorrichtung (beispielsweise gemäß der WO 2016 / 135 840 A) werden mehrere Triggersignale mit unterschiedlichen Zyklusperioden durch mehrere Triggerschaltungen zum Synchronisieren von Steuerbefehlen basierend auf den Triggersignalen erzeugt. Demnach ist es notwendig, die Anzahl von Triggerschaltungen zu erhöhen, wenn die Anzahl von periodischen Verarbeitungen, die Synchronisation erfordern, zunimmt. Es ist ferner notwendig, die Anzahl der Synchronisationssignale zu erhöhen. In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch die Anzahl der Synchronisationssignale in mehreren Computern, die mehrere periodische Verarbeitungen ausführen, die Synchronisation erfordern, reduziert.
8 zeigt insbesondere eine interne Operation des zweiten Computers 402, der zwei Typen von periodischen Verarbeitungen ausführt. Ein Synchronisationssignal mit einer Zyklusperiode mit 200 µs wird als ein Pulssignal von dem ersten Computer 401 an den zweiten Computer 402 gesendet. In diesem Beispiel wird die Zeitgebung der fallenden Flanke des Synchronisationssignals als ein Trigger verwendet. Nachfolgend wird die Zeitgebung der fallenden Flanke des Synchronisationssignals, das durch den zweiten Computer 402 empfangen wird, als Synchronisationssignalempfangszeitgebung bezeichnet.
In dem zweiten Computer 402 operieren Periodenzeitgeber der Zyklusperiode mit 200 µs, die gleich der Synchronisationssignalperiode ist, und der Zyklusperiode mit 400 µs, die zweimal die Synchronisationssignalperiode ist. Unter der Annahme, dass die Empfangszeitgebungen der Synchronisationssignale aufeinanderfolgend t1, t2, t3, t4 und so weiter sind, wird der 200-µs-Periodenzeitgeber bei jeder Empfangszeitgebung des Synchronisationssignals zurückgesetzt, das heißt, zu Zeiten t1, t2, t3, t4 und so weiter. Der 400-µs-Periodenzeitgeber wird einmal alle zweimal der Synchronisationssignalempfangszeitgebungen zurückgesetzt, das heißt, bei Zeiten t2 und t4. Die Zeitgebung der Zyklusperiode mit 200 µs wird durch einen Vergleich zwischen dem 200-ps-Periodenzeitgeber und einem vorbestimmten Referenzwert bestimmt. Die Zeitgebung der Zyklusperiode mit 400 µs wird ebenso durch einen Vergleich zwischen dem 200-ps-Periodenzeitgeber und einem vorbestimmten Referenzwert bestimmt.
Wie vorstehend beschrieben ist, werden die mehreren periodischen Verarbeitungen bei Zyklusperioden ausgeführt, die sich voneinander bezüglich der Zyklusperiode des Synchronisationssignals unterscheiden, was voneinander unterschiedliche natürliche Zahlen sind. Es wird angenommen, dass „n“ und „m“ natürliche Zahlen sind, die sich voneinander unterscheiden (n≠m). Die 200-ps-Periode-Verarbeitung wird mit n = 1 ausgeführt und die 400-ps-Periode-Verarbeitung wird mit m = 2 ausgeführt. Unter den mehreren periodischen Verarbeitungen wird die periodische Verarbeitung, die Synchronisation unter den Mikrocomputern 401 und 402 erfordert, als eine spezifische periodische Verarbeitung bezeichnet. Verarbeitungen, die keiner Synchronisation, sogar in den periodischen Verarbeitungen, bedürfen, sind nicht in der spezifischen periodischen Verarbeitung beinhaltet.
Der erste Computer 401 bestimmt die Zyklusperiodenzeitgebung seiner spezifischen periodischen Verarbeitung basierend auf dem Synchronisationssignal, das durch ihn selbst erzeugt wird. Der zweite Computer 402 bestimmt seine Zyklusperiodenzeitgebung der spezifischen periodischen Verarbeitung basierend auf dem Synchronisationssignal, das von dem ersten Computer 401 empfangen wird. Demnach werden die spezifischen periodischen Verarbeitungen beider Computer 401 und 402 in Synchronisation ausgeführt. Wie vorstehend beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform jede Zeitgebung der mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen basierend auf einem Synchronisationssignal bestimmt.
Falls die Zyklusperiode des Synchronisationssignals 200 µs ist und drei Arten von periodischen Verarbeitungen von 200 µs, 400 µs, 1 ms (1.000 µs) ausgeführt werden, synchronisiert die periodische Verarbeitung mit 200 µs einmal pro Synchronisationssignal, die periodische Verarbeitung mit 400 µs wird einmal alle zwei Synchronisationssignale ausgeführt und die periodische Verarbeitung mit 1 ms wird einmal alle fünf Synchronisationssignale ausgeführt.
Wenn die Computer 401 und 402 fortfahren, in den Operationszuständen zu sein, ohne temporär jeweilige Operationen zu stoppen, nachdem beide der Computer 401 und 402 gleichzeitig aktiviert wurden und das Synchronisationssignal normal von dem ersten Computer 401 an den zweiten Computer 402 gesendet wird, wird dieser Operationszustand als eine normale Operation bezeichnet. Ein Zustand, in dem mehrere spezifische periodische Verarbeitungen synchron in den Computern 401 und 402 während der normalen Operation ausgeführt werden, wird als ein spezifischer synchroner Zustand bezeichnet. Es ist zu beachten, dass die periodischen Verarbeitungen außer den spezifischen periodischen Verarbeitungen nicht synchronisiert werden müssen.
Indessen wird in einem Fall, in dem einer der Computer fortfährt zu operieren, aber der andere Computer temporär die Operation stoppt, oder in dem Fall, in dem eine Abnormalität bei der Erzeugung des Synchronisationssignals oder der Kommunikation auftritt, die Synchronisation der spezifischen periodischen Verarbeitung nicht länger aufrechterhalten. Ein Zustand außer einem derartigen spezifischen synchronen Zustand wird als ein spezifischer asynchroner Zustand bezeichnet. Das heißt, der spezifische asynchrone Zustand beinhaltet beide Fälle, in denen beide Computer 401 und 402 asynchron die spezifischen periodischen Verarbeitungen ausführen und nur einer der Computer die spezifische periodische Verarbeitung ausführt.
Wenn der Computer, der seine Operation temporär gestoppt hat, zurückgesetzt wird, oder wenn eine temporäre Abnormalität des Synchronisationssignals wiederhergestellt wird, ist es erforderlich, dass die mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen neu synchronisiert werden und ein Übergang von dem spezifischen asynchronen Zustand zu dem der spezifischen Synchronisation erlangt wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird als ein Mittel zum Lösen des Problems, die Kommunikation der Unterrichtung über den Steuerstart, die über die Zeitgebung unterrichtet, bei der die Steuerung durch mehrere spezifische periodische Verarbeitungen gestartet werden kann, ausgeführt. Das heißt, durch die Steuerstartunterrichtung wird über die Übergangszeitgebung von dem spezifischen asynchronen Zustand zu dem spezifischen synchronen Zustand unterrichtet.
9 zeigt eine Zeitgebung für eine periodische Verarbeitung nach Rücksetzen des zweiten Computers 402 in einem Vergleichsbeispiel, das die Steuerstartunterrichtung nicht verwendet. Vor einer Zeit tq werden die Zeitgebung der periodischen Verarbeitung mit 200 µs und der periodischen Verarbeitung mit 400 µs des zweiten Computers 402 basierend auf den Empfangszeitgebungen t1 bis t4 des Synchronisationssignals bestimmt. Irgendwelche dieser periodischen Verarbeitungen werden mit der periodischen Verarbeitung des ersten Computers 401 synchronisiert. Von Zeit tq bis Zeit tr stoppt der zweite Computer 402 seine Operation temporär, während die Operation des ersten Computers 401 fortbesteht. Nach der Zeit tr, wenn der zweite Computer 402 zurückgesetzt ist, werden die Zeitgebung der periodischen Verarbeitung mit 200 µs und der periodischen Verarbeitung mit 400 µs basierend auf der Zeitgebung t10 des ersten Synchronisationssignals bestimmt.
Nach dem Rücksetzen des zweiten Computers 402 werden die periodischen Zeitgebungen des ersten Computers 401 und des zweiten Computers 402 immer mit der periodischen Verarbeitung von 200 µs synchronisiert, die die gleiche wie die Periode des Synchronisationssignals ist. Jedoch ändert sich bezüglich der periodischen Verarbeitung mit 400 µs mit der doppelten Periode des Synchronisationssignals die relative Zeitgebung bezüglich des Synchronisationssignals nicht vor und nach dem Operationsstopp, aber nach dem Rücksetzen weichen die periodische Zeitgebung mit 400 µs des ersten Computers 401 und die periodische Zeitgebung mit 400 µs des zweiten Computers 402 voneinander ab, wie durch eine Kreuzschraffur in 9 angegeben ist.
10 zeigt die Zeitgebung für eine periodische Verarbeitung nach Rücksetzen des zweiten Computers 402 in der ersten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist. In der ersten Ausführungsform wird, wie durch eine Schraffierung mit schrägen Linien angegeben ist, die Zwischen-Computer-Kommunikation der Steuerstartunterrichtung für die Neusynchronisation ausgeführt. Die Steuerstartunterrichtung wird bei einer Zyklusperiode von N-Mal (N≥1) der Zyklusperiode mit 400 µs kommuniziert, was das kleinste gemeinsame Vielfache von 200 µs und 400 µs ist. Das heißt, die Steuerstartunterrichtung kann bei Intervallen von 400 x N µs, wie beispielsweise 800 µs, 1.200 µs, außer 400 µs ausgeführt werden, die in 10 dargestellt sind.
Die Periode des kleinsten gemeinsamen Vielfachen der Zyklusperiode von mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen entsprechend 400 µs in diesem Beispiel wird als eine gemeinsame Zyklusperiode bezeichnet. In einem anderen Beispiel, wenn es sieben Zyklusperioden mit 200 µs, 1 ms, 5 ms, 10 ms, 20 ms, 40 ms und 80 ms gibt, ist die gemeinsame Zyklusperiode 80 ms. Ferner ist zusätzlich zu dem vorstehend beispielhaft dargestellten Fall, wenn es eine spezifische periodische Verarbeitung einer Periode mit 3 ms gibt, die gemeinsame Zyklusperiode 240 ms. In diesem Fall, wenn es nicht notwendig ist, die periodische Verarbeitung mit 3 ms auszuführen, wird sie von der spezifischen periodischen Verarbeitung ausgeschlossen, und die gemeinsame Periode kann auf 80 ms festgelegt werden.
In 10 ist die Zeitgebung jeder periodischen Verarbeitung vor der Zeit tq, wenn die Operation des zweiten Computers 402 gestoppt ist, die gleiche wie in 9. Nach der Zeit tr, wenn der zweite Computer 402 zurückgesetzt ist, liegt die Empfangszeitgebung t10 des ersten Synchronisationssignals vor der Steuerstartunterrichtung. Somit wird der Zyklusperiodenzeitgeber des zweiten Computers 402 nicht gestartet. Dann wird, nachdem der zweite Computer 402 die Steuerstartunterrichtung bei der Zeit ts empfängt, der Zyklusperiodenzeitgeber zum Starten der spezifischen periodischen Verarbeitung gestartet. Dann werden die Zeitgebungen der periodischen Verarbeitung mit 200 µs und der periodischen Verarbeitung mit 400 µs basierend auf der Empfangszeitgebung t11 des nächsten Synchronisationssignals bestimmt. Demzufolge wird nach Rücksetzung des zweiten Computers 402 die 400-µs-Zyklusperiode-Zeitgebung des zweiten Computers 402 immer mit der 400-µs-Zyklusperiode-Zeitgebung des ersten Computers 401 synchronisiert, ohne verschoben zu werden.
Die Steuerstartunterrichtung kann unter Verwendung der dedizierten Signalleitung kommuniziert werden, oder kann durch die Zwischen-Computer-Kommunikation kommuniziert werden, wenn die Zwischen-Computer-Kommunikationen ausgeführt werden. Ein Zählerwert, der bei einer Periode von N-Mal der gemeinsamen Zyklusperiode gelöscht wird, kann den Daten für die Zwischen-Computer-Kommunikation bereitgestellt werden, um über den Steuerstart zu unterrichten.
Die Steuerstartunterrichtung kann mindestens kommuniziert werden, wenn von dem spezifischen asynchronen Zustand zum spezifischen synchronen Zustand übergegangen wird. Das heißt, die Steuerstartunterrichtung kann konstant bei der zyklischen Periode von N-Mal der gemeinsamen Zyklusperiode kommuniziert werden oder die Kommunikation kann gestartet werden, nachdem der temporäre Stopp des anderen Computers erfasst wird. Als ein Erfassungsverfahren für temporäres Stoppen des anderen Computers ist es möglich zu erfassen, dass die Kommunikationsdaten der Zwischen-Computer-Kommunikation nicht korrekt von dem Partnercomputer empfangen werden können. Andere Erfassungsverfahren können alternativ verwendet werden. Die Kommunikation des Synchronisationssignals ist unnötig, während der andere Computer gestoppt ist. Aus diesem Grund wird, sogar wenn die Kommunikationskapazität der Kommunikation der Steuerstartunterrichtung verwendet wird, die Steuerbarkeit nicht beeinträchtigt.
Ebenso kann der Synchronisationsüberprüfungsabschnitt 422 die Steuerstartunterrichtung durch die Zwischen-Computer-Kommunikation kommunizieren, nur wenn bestimmt wird, dass er gegenwärtig in dem spezifischen asynchronen Zustand ist. Mit dieser Konfiguration wird nur das Synchronisationssignal in dem spezifischen synchronen Zustand kommuniziert. Es ist demnach möglich, eine Zunahme der Kommunikationskapazität, die durch die Steuerstartunterrichtung verursacht wird, zu unterdrücken.
Wie vorstehend beschrieben ist, da die ECU 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Zeitgebung mehrerer spezifischer periodischer Verarbeitungen der zwei Computer 401 und 402 basierend auf einem Synchronisationssignal bestimmt, kann die Anzahl von Synchronisationssignalen reduziert werden. Ferner kommuniziert die ECU 10 der vorliegenden Ausführungsform die Steuerstartunterrichtung mit der Zyklusperiode von N-Mal der gemeinsamen Zyklusperiode, was dem kleinsten gemeinsamen Vielfachen mehrerer spezifischer periodischer Verarbeitungen entspricht. Demzufolge kann die ECU 10 richtig die mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen zu der Zeit des Rücksetzens, nachdem der andere Computer temporär gestoppt ist, während die Operation von einem Computer fortbesteht, oder zu der Zeit der Wiederherstellung nach Auftreten der Synchronisationssignalabnormalität synchronisieren.
Als Nächstes wird gemäß einem Ablaufdiagramm von 11 eine Steuermodus-Umschaltverarbeitung zur Zeit des Rücksetzens eines Computers beschrieben. In dem folgenden Ablaufdiagramm gibt der Buchstabe „S“ einen Verarbeitungsschritt an. Hierbei wird beispielsweise der erste Computer als der eine Computer (Eigencomputer) angenommen, der programmiert ist, um die in 11 dargestellte Verarbeitung auszuführen, und der zweite Computer 402 wird als der andere Computer angenommen.
Beim Anfangszustand von S1 treiben der eine Computer und der andere Computer den Motor 80 in zwei Systemen durch Koordinationssteuerung an. Zu dieser Zeit sind die Computer in dem spezifischen synchronen Zustand, in dem mehrere spezifische periodische Verarbeitungen in einem synchronisierten Zustand ausgeführt werden.
Danach fährt der eine Computer mit seiner Operation fort. Andererseits, wenn der andere Computer seine Operation stoppt, wird bei S2 mit JA entschieden und S3 wird ausgeführt. Bei S3 schaltet die ECU 10 den Steuermodus von der koordinierten Steuerung zur unabhängigen Steuerung durch nur den einen Computer um und treibt den Motor 80 in einem System an. Zu dieser Zeit sind die Computer in dem spezifischen asynchronen Zustand, in dem mehrere spezifische periodische Verarbeitungen nicht in Synchronisation ausgeführt werden. Anschließend, wenn der Computer zurückgesetzt wird, sendet der eine Computer die Steuerstartunterrichtung an den anderen Computer.
Wenn die mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen erneut zwischen dem einen Computer und dem anderen Computer synchronisiert werden und der Übergang von dem spezifischen asynchronen Zustand zu dem spezifischen synchronen Zustand getätigt wird, resultiert S5 in JA, was die neue Synchronisierung angibt, und S6 wird ausgeführt. Bei S6 schaltet die ECU 10 den Steuermodus mancher Steuerung von der unabhängigen Steuerung in die koordinierte Steuerung um. Danach resultiert bei einer vorbestimmten Zeitgebung S7 in JA und S8 wird ausgeführt. Bei S8 schaltet die ECU 10 den Steuermodus der verbleibenden Steuerung von der unabhängigen Steuerung in die koordinierte Steuerung um.
Insbesondere, wenn S5 durch Neusynchronisation nach dem Rücksetzen in JA resultiert, wird beispielsweise nur Kommunikation von Diagnoseinformationen und dergleichen unter Verwendung der Zwischen-Computer-Kommunikation zur koordinierten Steuerung zurückgeführt. Andererseits wird bezüglich der anderen Steuerung nur die Synchronisation der spezifischen periodischen Verarbeitung ausgeführt und die Steuerinhalte selbst werden nicht zur koordinierten Steuerung zurückgeführt, während die unabhängige Steuerung selbst beibehalten wird. Beispielsweise ist es, indem die Unterstützungssteuerung, die die Lenkradoperation beeinträchtigt, nicht zur koordinierten Steuerung zurückgeführt wird, möglich, ein Auftreten eines Schocks für die Lenkoperation zu vermeiden.
Die vorbestimmte Zeitgebung von S7 ist beispielsweise ein Fall, in dem ein Zündungsschalter erneut eingeschaltet wird, nachdem er ausgeschaltet ist. Ebenso können zu der Zeit, in der nicht gelenkt wird, beide Computer neu gestartet werden, nachdem sie gestoppt sind. Zu dieser Zeit werden alle die Steuerungen, die in den mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen einschließlich der Unterstützungssteuerung ausgeführt werden, durch die koordinierte Steuerung ausgeführt.
(Zweite Ausführungsform)
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform gemäß 12 bis 14 beschrieben. 12 zeigt einen synchronen Zustand von Steuerzyklusperioden. Das Synchronisationssignal wird von einem Ausgangsanschluss OUT des ersten Computers 401, der ein Synchronisationsmaster einer Zeitgebungssynchronisation ist, an einen Eingangsanschluss IN des zweiten Computers 402 gesendet, der ein Synchronisationsslave der Zeitgebungssynchronisation ist. Ferner funktioniert der zweite Computer 402 als ein Kommunikationsmaster für Zwischen-Computer-Kommunikation zwischen dem ersten Computer 401 und dem zweiten Computer 402 und der erste Computer 401 funktioniert als ein Kommunikationsslave für die Zwischen-Computer-Kommunikation.
Kommunikationsdaten 1->2 werden von einem Übertragungsanschluss Tx des ersten Computers 401 zu einem Empfangsanschluss Rx des zweiten Computers 402 übertragen und Kommunikationsdaten 2->1 werden von einem Übertragungsanschluss Tx des zweiten Computers 402 an einen Empfangsanschluss Rx des ersten Computers 401 übertragen. Ferner wird ein Kommunikationstakt, der als eine Referenz für die Zeitgebung der Steuerstartunterrichtung dient, von dem CLKOUT-Anschluss des zweiten Computers 402 an einen CLKIN-Anschluss des ersten Computers 401 übertragen.
In einer Konfiguration, die Zwischen-Computer-Kommunikation verwendet, speichert, wenn der zweite Computer 402, der der Kommunikationsmaster ist, rückgesetzt wird, der erste Computer 401, der der Kommunikationsslave ist, in einer Zwischen-Computer-Kommunikation Pufferunterrichtungsinformationen entsprechend der Steuerstartunterrichtung bei Intervallen von N-Mal der gemeinsamen Zyklusperiode. Dann wartet der erste Computer 401 auf die Unterrichtung von dem zweiten Computer 402. In diesem Fall ist die Zwischen-Computer-Kommunikation als Mittel zum Erkennen der Synchronisationszeitgebung nicht ausreichend. Demnach wird als Mittel zur Unterrichtung von dem ersten Computer 401, der der Kommunikationsslave ist, an den zweiten Computer 402, der der Kommunikationsmaster ist, Synchronisation unter Verwendung der folgenden Informationen in Kombination realisiert.
Ferner wird separat zur Zwischen-Computer-Kommunikation detaillierte Zeitgebung durch Verwenden des Synchronisationssignals, das zur Synchronisationszeitgebungsunterrichtung dient, unterrichtet. Dann wird unter Verwendung der Zwischen-Computer-Kommunikation die Synchronisationszeitgebung der spezifischen periodischen Verarbeitung unterrichtet. Diese Unterrichtungsinformationen werden bei der gleichen Zyklusperiode wie das Synchronisationssignal aktualisiert. Falls beispielsweise die Unterrichtung des Synchronisationssignals die Zeitgebung der steigenden Flanke eines Pulses ist, wird sie während einer Periode von einer gegenwärtigen steigenden Flanke zu einer nächsten steigenden Flanke aktualisiert. Ferner wird sie in einem Fall, in dem die Unterrichtung des Synchronisationssignals die Zeitgebung der steigenden Flanke und einer fallenden Flanke des Pulses ist, während einer Periode von der steigenden Flanke zur fallenden Flanke des Pulses aktualisiert.
In Anbetracht eines vorstehend beschriebenen Hintergrunds wird die Synchronisation der Steuerzyklusperioden wie in 12 dargestellt bereitgestellt. 13 und 14 zeigen eine Operation der Konfiguration der zweiten Ausführungsform. Der erste Computer 401 und der zweite Computer 402 führen periodisch die Zwischen-Computer-Kommunikation für die Steuerstartunterrichtung und die Kommunikation des Synchronisationssignals während der normalen Operation aus. Die Steuerstartunterrichtung und die Unterrichtungsinformationen entsprechend der Steuerstartunterrichtung sind durch eine Schraffierung mit durchgezogener Linie angegeben. Ferner ist der Kommunikationstakt des zweiten Computers 402 durch eine Schraffierung mit unterbrochener Linie angegeben.
In 13 wird eine Synchronisationssignalempfangszeitgebung neben einer Kommunikationszeitgebung ts(o) der Steuerstartunterrichtung als ty(o) angenommen. Die periodische Verarbeitung mit 200 µs, die 400-µs-Periode-Verarbeitung und die periodische Verarbeitung mit 1 ms durch den zweiten Computer 402 werden jeweils nach Verzögerungsperioden α, β und γ ausgehend von der Synchronisationssignalempfangszeitgebung ty (o), die eine Referenz darstellt, gestartet. Der zweite Computer 402 wird zu einer Zeit tr nach Stoppen seiner Operation bei einer Zeit tq zurückgesetzt.
Der zweite Computer 402 überträgt den Kommunikationstakt an den ersten Computer 401 während einer Periode ausgehend von der Rücksetzzeit tr seit der Empfangszeitgebung ts (r) der nächsten Steuerstartunterrichtung. Zu dieser Zeit, wenn die Übertragung des Kommunikationstakts später als die Unterrichtungsinformationsaktualisierungsperiode des ersten Computer 401 ist, ist wahrscheinlich, dass der erste Computer 401 fehlschlägt, den Kommunikationstakt zur Zeit des zweiten Aktualisierens der Unterrichtungsinformation zu erlangen. Demnach ist es bevorzugt, dass der zweite Computer 402 den Kommunikationstakt bei einer kürzeren Zyklusperiode als die Zyklusperiode überträgt, in der der erste Computer 401 die Unterrichtungsinformationen aktualisiert.
Nach der Empfangszeit ts (r) der Steuerstartunterrichtung aktiviert der zweite Computer 402 jeden Zeitgeber für eine periodische Verarbeitung mit Bezug auf die Empfangszeit ty (r) des nächsten Synchronisationssignals und startet mehrere spezifische periodische Verarbeitungen. Jedoch, da es nur für den zweiten Computer 402 notwendig ist, eindeutig die Zeitgebung zu bestimmen, bei der jeder Zeitgeber für eine periodische Verarbeitung aktiviert ist, gibt es keine Beschränkung auf die nächste Empfangszeit des Synchronisationssignals, sondern die Synchronisationssignalempfangszeit, die nach der nächsten und nachfolgenden Zeiten kommt, als Basis verwendet werden.
In 14 wird die Kommunikationszeitgebung nach der Kommunikationszeit ts (o) der Steuerstartunterrichtung als ts (o+1) angenommen. Die periodische Verarbeitung mit 200 µs, die 400-µs-Periode-Verarbeitung und die periodische Verarbeitung mit 1 ms durch den ersten Computer 401 werden jeweils nach Verzögerungsperioden α, β und γ ausgehend von der Kommunikationszeit ts(o+1), die eine Referenz darstellt, gestartet. Der erste Computer 401 wird zu der Zeit tr nach Stoppen seiner Operation bei Zeit tq zurückgesetzt.
Der erste Computer 401 wartet auf die Unterrichtung während einer Periode ausgehend von der Rücksetzzeit tr bis zur Empfangszeit ts(r) der nächsten Steuerstartunterrichtung, das heißt, führt Polling aus. Nach der Empfangszeit ts(r) der Steuerstartunterrichtung vom zweiten Computer 402, aktiviert der erste Computer 401 jeden Zeitgeber für eine periodische Verarbeitung bezüglich der Kommunikationszeit ts(r+1) der nächsten Zwischen-Computer-Kommunikation und startet mehrere spezifische periodische Verarbeitungen. Da es jedoch nur für den ersten Mikrocomputer 401 notwendig ist, eindeutig die Zeitgebung zu bestimmen, bei der jeder Zeitgeber für eine periodische Verarbeitung aktiviert wird, gibt es keine Beschränkung auf die nächste Kommunikationszeit und die Kommunikationszeit, die auf die nächste und nachfolgenden Zeiten folgt, kann als Basis verwendet werden.
(Weitere Ausführungsform)

(A) In der vorstehenden Beschreibung zeigt 11 ein Beispiel, in dem während einer Periode fortgeführter Operation von einem Computer der andere Computer nach Stoppen seiner Operation zurückgesetzt wird. Jedoch ist diese Verarbeitung nicht auf den Fall beschränkt, in dem die Rücksetzoperation ausgeführt wird, sondern kann auf alle Fälle angewandt werden, in denen die Operation wieder aufgenommen wird, nachdem die Computer aus irgendeinem Grund nicht synchronisiert werden können. Demnach entspricht ein Fall, in dem der andere Computer temporär seine Operation stoppt, einem Fall, in dem ein Computer nicht mit dem anderen Computer synchronisiert werden kann. Ferner entspricht das Rücksetzen einer Wiederaufnahme der Operation oder einer Neusynchronisation.
(B) Wie vorstehend beschrieben ist, ist die unabhängige Steuerung eine Steuerung, die durch primäres Verwenden nur von Informationen, die durch sie selbst erlangt werden, ausgeführt wird, während Verwenden von Informationen, die von anderen Computern erlangt werden, beschränkt ist. Das heißt, sogar im Fall der unabhängigen Steuerung können manche Informationen, die von anderen Computern erlangt werden, in manchen Fällen verwendet werden. Beispielsweise, wenn es nicht möglich ist, sich mit anderen Computern zu synchronisieren, kann der eine Computer durch Erlangen von Informationen der anderen Computer operieren, die asynchron durch eine externe Leitung der ECU, wie beispielsweise CAN, erlangt werden. In diesem Fall operiert jeder Computer 401, 402 einzeln in dem asynchronen Zustand und führt die unabhängige Steuerung aus.
(C) Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen müssen in dem Fall, in dem die Zeitgebung der mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen in jedem Computer 401, 402 nur basierend auf einem Synchronisationssignal bestimmt wird, die Computer 401 und 402 nicht die Steuerstartunterrichtung bei einer Periode von N-Mal der gemeinsamen Periode unter den spezifischen periodischen Verarbeitungen kommunizieren. Demzufolge kann die Anzahl von Synchronisationssignalen, zumindest verglichen mit der herkömmlichen Vorrichtung, reduziert werden.

Wenn ein Teil der Steuerung von S6 umgeschaltet wird, die zur Computerrücksetzzeit ausgeführt wird, die in 11 dargestellt ist, ist es denkbar, dass nur die Steuerung, die in der periodischen Verarbeitung mit 200 µs ausgeführt wird, die gleich der Synchronisationssignalperiode ist, in die Koordinationssteuerung umgeschaltet wird. In diesem Fall müssen, da es nicht notwendig ist, die spezifischen periodischen Verarbeitungen anderer Perioden zu synchronisieren, die Computer 401 und 402 die Steuerstartunterrichtung bei einer Periode von N-Mal der gemeinsamen Periode jeder spezifischen periodischen Verarbeitung nicht kommunizieren.
(D) Der Motor 80, der in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zu steuern ist, ist ein Motor mit mehreren Wicklungen, von denen zwei Paare von Wicklungssätzen 801 und 802 auf einem gemeinsamen Stator angeordnet sind, während sie voneinander durch den elektrischen Winkel von 30 Grad verschoben sind. Als eine weitere Ausführungsform können zwei oder mehr Sätze von Wicklungen in der gleichen Phase in dem zu steuernden Motor angeordnet sein. Ferner ist die Motorkonfiguration nicht auf eine Konfiguration mit zwei oder mehr Sätzen von Wicklungen beschränkt, die auf dem gemeinsamen Stator angeordnet sind. Beispielsweise können mehrere Motoren, von denen jeder jeweilige Wicklungssätze hat, die auf jeweiligen Statoren gewickelt sind, gemeinsam ein Drehmoment ausgeben. Ferner ist die Anzahl von Phasen des mehrphasigen bürstenlosen Motors nicht auf drei Phasen beschränkt, sondern kann vier oder mehr Phasen betragen. Ferner ist der anzutreibende Motor nicht auf den bürstenlosen Wechselstrommotor beschränkt, sondern er kann ein Gleichstrommotor mit Bürste sein. In diesem Fall kann eine H-Brückenschaltung als eine Motorantriebsschaltung verwendet werden.
(E) Die vorstehend beschriebene Motorsteuervorrichtung kann drei oder mehr Computer beinhalten. Beispielsweise kann das Synchronisationssignal von einem Computer, der auf einer Synchronisationssignalübertragungsseite vorgesehen ist, an mehrere andere Computer übertragen werden, die auf einer Synchronisationssignalempfangsseite vorgesehen sind. Alternativ kann als eine weitere Konfiguration einer ECU einschließlich drei Computern beispielsweise ein Synchronisationssignal von dem ersten Computer zu dem zweiten Computer übertragen werden und ein weiteres Synchronisationssignal wird von dem zweiten Computer an einen dritten Computer übertragen. In dieser Konfiguration funktioniert der zweite Computer als der Synchronisationssignalempfangsseitencomputer bezüglich des ersten Computers und der zweite Computer funktioniert als ein Synchronisationssignalübertragungsseitencomputer bezüglich des dritten Computers. Das heißt, mehrere Computer können in einer Kettenkonfiguration bereitgestellt werden.
Sogar in der Konfiguration mit drei oder mehr Computern kann die Zeitgebung von mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen basierend auf einem Synchronisationssignal wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bestimmt werden. Ferner ist es durch Kommunizieren der Steuerstartunterrichtung bei einer Periode von N-Mal der gemeinsamen Zyklusperiode entsprechend des kleinsten gemeinsamen Vielfachen der mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen möglich, die mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen angemessen zu der Zeit des Rücksetzens, nachdem der andere Computer temporär gestoppt ist, während die Operation von einem Computer (Eigencomputer) fortgeführt wird, oder zu der Zeit der Wiederherstellung nach dem Auftreten der Synchronisationssignalabnormalität zu synchronisieren.
(F) Die Motorsteuervorrichtung ist nicht auf den Motor für die elektrische Servolenkungsvorrichtung beschränkt, sondern kann auf Motoren für beliebige andere Anwendungen angewandt werden.
Die vorliegende Erfindung soll nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein und unterschiedliche weitere Ausführungsformen können implementiert werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

Motorsteuervorrichtung, aufweisend: mehrere Motorantriebsschaltungen (701, 702) zum Antreiben mindestens eines Motors (80); mehrere Computer (401, 402), von denen jeder einen Antriebssignalerzeugungsabschnitt (451, 452) und einen Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitt (441, 442) beinhaltet, wobei der Antriebssignalerzeugungsabschnitt (451, 452) ein Motorantriebssignal erzeugt und einen Befehl an jede Motorantriebsschaltung (701, 702) ausgibt und der Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitt (441, 442) eine Antriebszeitgebung erzeugt, die eine Pulszeitgebung des Motorantriebssignals ist; und mehrere Takterzeugungsschaltungen (651, 652) zum unabhängigen Erzeugen von Takten, die als Referenzen für Operationen der mehreren Computer dienen, wobei mindestens einer der mehreren Computer (401, 402) als ein übertragungsseitiger Computer festgelegt ist, der in Synchronisation mit seiner Antriebszeitgebung operiert und ein Synchronisationssignal zum Synchronisieren von Antriebszeitgebungen der mehreren Computer (401, 402) erzeugt und überträgt, und mindestens ein anderer der mehreren Computer (401, 402) als ein empfangsseitiger Computer festgelegt ist, der das Synchronisationssignal empfängt, das von dem übertragungsseitigen Computer übertragen wird; der übertragungsseitige Computer und der empfangsseitige Computer mehrere spezifische periodische Verarbeitungen ausführen, die bei Zyklusperioden unterschiedlicher natürlicher Vielfacher einer Zyklusperiode des Synchronisationssignals auszuführen sind und synchronisiert werden müssen; und jede Zeitgebung der mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen basierend auf dem Synchronisationssignal bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der übertragungsseitige Computer und der empfangsseitige Computer die mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen synchron in einem spezifischen synchronen Zustand und in einem spezifischen asynchronen Zustand ausführen beziehungsweise nicht ausführen; und mindestens zu der Zeit des Umschaltens von dem spezifischen asynchronen Zustand in den spezifischen synchronen Zustand einer des übertragungsseitigen Computers und des empfangsseitigen Computers an den anderen des übertragungsseitigen Computers und des empfangsseitigen Computers eine Steuerstartunterrichtung überträgt, die eine Zeitgebung angibt, dass ein Steuerstart durch die mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen möglich ist, bei einer Zyklusperiode von N-Mal (N≥1) einer gemeinsamen Zyklusperiode entsprechend eines kleinsten gemeinsamen Vielfachen der Zyklusperioden der spezifischen periodischen Verarbeitungen, wobei wenn ein Computer des übertragungsseitigen Computers und des empfangsseitigen Computers nicht mit dem anderen Computer des übertragungsseitigen Computers und des empfangsseitigen Computers während einer fortgeführten Operation des einen Computers nicht synchronisiert ist und in dem spezifischen asynchronen Zustand ist, der eine Computer einen Steuermodus von einer Koordinationssteuerung, die durch den einen Computer und den anderen Computer ausgeführt wird, in eine unabhängige Steuerung umschaltet, die durch nur den einen Computer ausgeführt wird wenn der andere Computer seine Operation nach temporärem Stoppen seiner Operation wiederherstellt, der eine Computer die Steuerstartunterrichtung an den anderen Computer zur Neusynchronisation mit dem einen Computer überträgt, und wenn der andere Computer seinen Operationszustand von dem spezifischen asynchronen Zustand in den spezifischen synchronen Zustand nach Wiederherstellung seiner Operation ändert, der eine Computer mindestens einen Teil seiner Steuerung von der unabhängigen Steuerung zur Koordinationssteuerung umschaltet.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine dedizierte Signalleitung zum Übertragen der Steuerstartunterrichtung von dem übertragungsseitigen Computer an den empfangsseitigen Computer.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: jeder der Computer (401, 402) einen Kommunikationsabschnitt (471, 472) zum Kommunizieren der Steuerstartunterrichtung durch Zwischen-Computer-Kommunikation beinhaltet.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei: der empfangsseitige Computer einen Synchronisationsüberprüfungsabschnitt zur Überprüfung beinhaltet, ob der Operationszustand gegenwärtig der spezifische synchrone Zustand ist; und der empfangsseitige Computer die Steuerstartunterrichtung kommuniziert, wenn ein Überprüfungsergebnis des Synchronisationsüberprüfungsabschnitts den spezifischen synchronen Zustand angibt.
Motorsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: der empfangsseitige Computer einen Kommunikationstakt als eine Referenz der Zeitgebung der Steuerstartunterrichtung an den übertragungsseitigen Computer überträgt.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei: der empfangsseitige Computer den Kommunikationstakt bei einer Zyklusperiode überträgt, die kürzer als eine Zyklusperiode zum Aktualisieren von Unterrichtungsinformationen entsprechend der Steuerstartunterrichtung, die durch den empfangsseitigen Computer empfangen wird, ist.
Motorsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: der empfangsseitige Computer die mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen basierend auf einer Empfangszeitgebung des Synchronisationssignals, das eine Referenz darstellt, nach Empfangen der Steuerstartunterrichtung von dem übertragungsseitigen Computer startet.
Motorsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: der übertragungsseitige Computer die mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen basierend auf einer Kommunikationszeitgebung der Zwischen-Computer-Kommunikation, die eine Referenz darstellt, nach Empfangen der Steuerstartunterrichtung von dem empfangsseitigen Computer startet.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: nach Umschalten des mindestens einen Teils der Steuerung von der unabhängigen Steuerung zur Koordinationssteuerung der eine Computer ferner einen verbleibenden Teil seiner Steuerung von der unabhängigen Steuerung zur Koordinationssteuerung bei einer vorbestimmten Zeitgebung umschaltet.
Motorsteuervorrichtung aufweisend: mehrere Motorantriebsschaltungen (701, 702) zum Antreiben mindestens eines Motors (80); mehrere Computer (401, 402), von denen jeder einen Antriebssignalerzeugungsabschnitt (451, 452) und einen Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitt (441, 442) beinhaltet, wobei der Antriebssignalerzeugungsabschnitt (451, 452) ein Motorantriebssignal erzeugt und einen Befehl an jede Motorantriebsschaltung (701, 702) ausgibt und der Antriebszeitgebungserzeugungsabschnitt (441, 442) eine Antriebszeitgebung erzeugt, die eine Pulszeitgebung des Motorantriebssignals ist; und mehrere Takterzeugungsschaltungen (651, 652) zum unabhängigen Erzeugen von Takten, die als Referenzen für Operationen der mehreren Computer dienen, wobei mindestens einer der mehreren Computer (401, 402) als ein übertragungsseitiger Computer festgelegt ist, der in Synchronisation mit seiner Antriebszeitgebung operiert und ein Synchronisationssignal zum Synchronisieren von Antriebszeitgebungen der mehreren Computer (401, 402) erzeugt und überträgt, und mindestens ein anderer der mehreren Computer (401, 402) als ein empfangsseitiger Computer festgelegt ist, der das Synchronisationssignal empfängt, das von dem übertragungsseitigen Computer übertragen wird; der übertragungsseitige Computer und der empfangsseitige Computer mehrere spezifische periodische Verarbeitungen ausführen, die bei Zyklusperioden unterschiedlicher natürlicher Vielfacher einer Zyklusperiode des Synchronisationssignals auszuführen sind und synchronisiert werden müssen; und jede Zeitgebung der mehreren spezifischen periodischen Verarbeitungen basierend auf dem Synchronisationssignal bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein Computer des übertragungsseitigen Computers und des empfangsseitigen Computers nicht mit dem anderen Computer des übertragungsseitigen Computers und des empfangsseitigen Computers während einer fortgeführten Operation des einen Computers nicht synchronisiert ist und in dem spezifischen asynchronen Zustand ist, der eine Computer seinen Steuermodus von einer Koordinationssteuerung, die durch den einen Computer und den anderen Computer ausgeführt wird, in eine unabhängige Steuerung umschaltet, die durch nur den einen Computer ausgeführt wird; und wenn der eine Computer und der andere Computer erneut nach Umschalten des Steuermodus in die unabhängige Steuerung synchronisiert sind, der eine Computer nur eine Steuerung, die durch die spezifischen periodischen Verarbeitungen einer gleichen Zyklusperiode wie der des Synchronisationssignals ausgeführt wird, von der unabhängigen Steuerung in die Koordinationssteuerung umschaltet.
Motorsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend: eine Synchronisationssignalleitung (483), die den übertragungsseitigen Computer und den empfangsseitigen Computer zum Kommunizieren des Synchronisationssignals verbindet.
Motorantriebssystem, aufweisend: die Motorsteuervorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11; und den Motor (80), der als ein bürstenloser Motor ausgebildet ist, der mehrere mehrphasige Wicklungssätze (801, 802) aufweist, die koaxial vorgesehen sind und mit Strom durch die Motorsteuervorrichtung (10) versorgt werden.
Motorantriebssystem, aufweisend: die Motorsteuervorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 und angewandt auf ein elektrisches Servolenkungssystem; und den Motor (80), der durch die Motorsteuervorrichtung (10) angetrieben wird und ein Unterstützungsdrehmoment ausgibt.