DE112020000915T5

DE112020000915T5 - Motorsteuervorrichtung und Elektrobremsvorrichtung die sie verwendet, und Motorsteuerverfahren und Elektrobremssteuerverfahren, das es verwendet

Info

Publication number: DE112020000915T5
Application number: DE112020000915.7T
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Nakamura; Tohma Yamaguchi; Asahi Watanabe
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2021-11-04
Also published as: US20220185250A1; JP2020182275A; CN113678367A; JP7242399B2; WO2020217795A1; KR102555204B1; KR20210126714A

Abstract

Eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Motorsteuervorrichtung zu schaffen, die eine Redundanz realisieren kann, während sie eine Zunahme der Anzahl von Teilen und der Anzahl von Verbindungssignalleitungen niederhält.Die Erfindung enthält Winkelsensoren 102 und 103 zum Detektieren eines Drehwinkels eines Motors, eine MPU 107 zum Steuern des Motors auf der Grundlage eines Hubsensors 117 und Empfangen des detektierten Werts des Winkelsensors 102, eine MPU 108 zum Steuern des Motors auf der Grundlage des Hubsensors 117 und Empfangen des detektierten Werts des Winkelsensors 103 und Kommunikationseinheiten 115 und 116 zum Senden und Empfangen von Signalen zwischen den MPUs 107 und 108. Die MPU 107 enthält eine Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 114 zum Detektieren eines Fehlers der Winkelsensoren 102 und 103 gemäß dem detektierten Wert des Winkelsensors 102, dem detektierten Wert des Winkelsensors 103, der über die Kommunikationseinheit 115 empfangen wird, und einem Steuerwinkel des Motors, der in Reaktion auf den Hubsensor 117 erzeugt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuervorrichtung und eine Elektrobremsvorrichtung, die sie verwendet, und ein Motorsteuerverfahren und ein Elektrobremssteuerverfahren, das es verwendet.
Technischer Hintergrund
In letzter Zeit schritt die elektrische Motorisierung von Fahrzeugen fort und die Anwendung einer Motorsteuerung durch elektrische Motorisierung des Bremsens, des Lenkens und dergleichen hat sich ausgedehnt. Deshalb ist es die wichtigste Aufgabe, eine Zuverlässigkeit nicht nur in einem Motor, sondern auch in einem elektrischen und elektronischen System, das einen Sensor zum Detektieren des Betriebszustands eines Motors, eine MPU zum Durchführen einer Steuerung und dergleichen enthält, zu verbessern. Insbesondere ist eine Fehlerdiagnosefunktion in einem Sensor zum Detektieren des Betätigungszustands eines Steuersystems wichtig.
Als eine Sensorfehlerdiagnosetechnologie wurden einige Vorrichtungen, die z. B. in Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2 beschrieben sind, vorgeschlagen.
Patentliteratur 1 offenbart eine Technik, wobei: ein Motorstellungssensor zum Detektieren einer Drehstellung (eines Winkels) eines Motorrotors und zwei Antriebswellensensoren zum Detektieren jedes Drehwinkels der Motorantriebswelle vorgesehen sind; dann, wenn eine Differenz zwischen den zwei Antriebswellensensoren ein vorgegebener Wert oder mehr ist, bestimmt wird, dass einer oder beide Antriebswellensensoren anomal sind; anschließend ein Vorliegen oder ein Fehlen einer Anomalie im Motorstellungssensor bestimmt wird und eine Motorsteuerung gestoppt wird, falls der Motorstellungssensor anomal ist, während der Motorstellungssensor einen Antriebswellendrehwinkel berechnet, falls der Motorstellungssensor normal ist.
Ferner offenbart Patentliteratur 2 eine Technik, wobei zwei Temperatursensoren mit getrennten MPUs verbunden sind und eine Unter-MPU eine Haupt-MPU und einen Temperatursensor, der mit ihr verbunden ist, diagnostiziert.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 6340658
Patentliteratur 2: Japanisches Patent Nr. 4997219

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In Patentliteratur 1 erhöhen sich, da ein Motorstellungssensor eines weiteren Typs zur Diagnose der zwei Antriebswellensensoren angefertigt und mit der MPU verbunden wird, die Anzahl von Teilen und die Anzahl von Verbindungssignalleitungen zum Verbinden der Sensoren und der MPU und es liegt eine Wahrscheinlichkeit vor, dass ein Fehler in den vermehrten Teilen auftritt und eine Trennung in den Signalleitungen auftritt, was die Zuverlässigkeit verschlechtert.
Ferner kann in Patentliteratur 2 dann, wenn ein Fehler auf der Unter-MPU-Seite auftritt, keine Diagnose der Haupt-MPU-Seite durchgeführt werden und deshalb wird die Verarbeitung gestoppt.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Motorsteuervorrichtung und eine Elektrobremsvorrichtung, die sie verwendet, und ein Motorsteuerverfahren und ein Elektrobremssteuerverfahren unter Verwendung desselben Steuerverfahrens zu schaffen, die eine Redundanz erreichen können, während sie eine Zunahme der Anzahl der Teile und der Anzahl der Verbindungssignalleitungen niederhalten.
Lösung des Problems
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist die Erfindung gekennzeichnet durch einen ersten Winkelsensor und einen zweiten Winkelsensor zum Detektieren eines Drehwinkels eines Motors, eine erste Steuerschaltung zum Steuern des Motors auf der Grundlage eines Anweisungswerts und Empfangen des detektierten Werts des ersten Winkelsensors, eine zweite Steuerschaltung zum Steuern des Motors auf der Grundlage des Anweisungswerts und Empfangen des detektierten Werts des zweiten Winkelsensors und eine Kommunikationseinheit zum Senden und Empfangen von Signalen zwischen der ersten Steuerschaltung und der zweiten Steuerschaltung, wobei die erste Steuerschaltung eine Winkelsensorfehler-Detektionseinheit zum Detektieren eines Fehlers des ersten Winkelsensors und des zweiten Winkelsensors gemäß dem detektierten Wert des ersten Winkelsensors, dem detektierten Wert des zweiten Winkelsensors, der über die Kommunikationseinheit empfangen wird, und dem Steuerwinkel des Motors, der in Reaktion auf den Anweisungswert erzeugt wird, enthält.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine Motorsteuervorrichtung und eine Elektrobremsvorrichtung, die sie verwendet, und ein Motorsteuerverfahren und ein Elektrobremssteuerverfahren, das es verwendet, zu schaffen, die eine Redundanz realisieren können, während sie eine Zunahme der Anzahl der Teile und der Anzahl der Verbindungssignalleitungen niederhalten.
Figurenliste

1 ist eine Blockstrukturansicht einer Elektrobremssteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist ein Ablaufplan eines Fehlerdetektionsverfahrens eines Winkelsensors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
3 ist ein Ablaufplan, wenn eine Motorsteuerung durch lediglich eine MPU gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird.
4 ist eine Blockstrukturansicht einer Motorsteuereinheit 109 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
5 ist eine Blockstrukturansicht einer Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine Blockstrukturansicht einer Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 113 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
7 ist eine Ansicht, die ein Bestimmungsbeispiel durch die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
8 ist eine Blockstrukturansicht einer Elektrobremssteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuervorrichtung und die Beschreibung wird im Folgenden als ein Beispiel im Falle des Anwendens des oben Beschriebenen auf eine Elektrobremssteuervorrichtung vorgenommen.
Verschiedene Komponenten der Erfindung müssen nicht einzeln unabhängig voneinander sein, jedoch kann eine Komponente aus mehreren Materialien gebildet sein, können mehrere Komponenten aus einem Material gebildet sein, kann eine Komponente aus einem Teil einer weiteren Komponente gebildet sein oder kann ein Teil einer Komponente mit einem Teil einer weiteren Komponente überlappen.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Blockstrukturansicht einer Elektrobremssteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. In 1 ist ein Elektrobremssattel 101 ein Teil, das eine Scheibenbremse eines Reifens in einem Fahrzeug bildet und mit einer Funktion zum Steuern des Öffnens und des Schließens eines Bremsbelags, der die Bremsscheibe gemäß einem Motor zusammendrückt, versehen ist.
In dieser Ausführungsform wird ein bürstenloser Gleichstrommotor mit Doppelwicklung verwendet.
Ein Winkelsensor 102 (ein erster Winkelsensor) und ein Winkelsensor 103 (ein zweiter Winkelsensor), die im Elektrobremssattel 101 enthalten sind, sind Mittel zum Detektieren jedes Drehwinkels einer Welle des bürstenlosen Gleichstrommotors 104 mit Doppelwicklung und im Allgemeinen ist ein Drehgeber bekannt.
Der bürstenlose Gleichstrommotor 104 mit Doppelwicklung als eine Ansteuereinheit des Elektrobremssattels 101 ist aus zwei Systemen, die jeweils drei Spulenwicklungen, die um einen Rotor angeordnet sind, besitzen, zusammengesetzt und wenn eine Wicklung eines Systems beschädigt ist, können die Wicklungen des weiteren Systems einen Strom weiterleiten und verhindern daher einen Drehstopp des Motors. Somit werden Dreiphasenströme der zwei Systeme in die jeweiligen Spulen eingegeben. Als ein Steuerbeispiel erzeugen zwei Spulen normalerweise jeweils eine Drehkraft von 50 %, was in einer Gesamtmenge von 100 % der Drehkraft resultiert; allerdings wird, wenn eine der Spulen ausfällt, die weitere verwendet, um die Drehkraft zu erzeugen und um daher eine Verringerung der Drehkraft zu verhindern.
Die Motorantriebe 105 und 106 sind Mittel zum Ausgeben jedes Dreiphasenstroms, der zum Antreiben des Motors nötig ist, gemäß einem Steuersignal aus einer Motorsteuereinheit 109, die in einer MPU 107 (Mikrocomputereinheit) als eine erste Steuerschaltung enthalten ist, und einem Steuersignal aus einer Motorsteuereinheit 110, die in einer MPU 108 als eine zweite Steuerschaltung enthalten ist.
Die MPUs 107 und 108 sind Mittel, um nach Eingabe eines Eingabesignals vom Hubsensor 117 den Motor im Elektrobremssattel in Reaktion auf das Signal zu steuern, die elektrische Bremse zu betätigen. In dieser Ausführungsform wird eine redundante Konfiguration genommen, die mit zwei MPUs zum Realisieren einer einfach ausfallsicheren Technologie (1-ausfallsicher) versehen ist. Gemäß der einfach ausfallsicheren Technologie ersetzt dann, wenn einer der Hauptteile, die das System bilden, ausfällt und die Funktion verliert, der weitere Teil einen Teil der Funktion, um das Antreiben für einen vorgegebenen Zeitraum fortzusetzen.
Die Motorsteuereinheiten 109 und 110 sind Mittel zum Betätigen des Motors um den Winkel, der dem Eingabesignal vom Hubsensor 117 entspricht. Die Struktur der Motorsteuereinheiten 109 und 110 wird später unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Die Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheiten 111 und 112 sind Mittel zum Erzeugen jedes Ausgabeerwartungswerts zum Bestimmen, ob jede Ausgabe der Winkelsensoren 102 und 103 normal ist oder nicht. Die Struktur der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheiten 111 und 112 wird später unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Die Winkelsensorfehler-Detektionseinheiten 113 und 114 sind Mittel zum Bestimmen, ob die jeweiligen Winkelsensoren normal sind oder nicht. Die Struktur der Winkelsensorfehler-Detektionseinheiten 113 und 114 wird später unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Die Kommunikationseinheiten 115 und 116 sind Mittel zum Senden und Empfangen von Daten zwischen den MPUs 107 und 108. Zum Beispiel werden die oben beschriebenen Einheiten durch das CAN-Kommunikationsverfahren, das die Kommunikationsnorm für Fahrzeuge ist, realisiert.
Der Hubsensor 117 ist ein Mittel zum Detektieren eines Tretbetrags, wenn ein Fahrer auf das Bremspedal tritt. Um eine redundante Konfiguration zu erreichen, enthält das oben Beschriebene zwei Tretbetragdetektionseinheiten, deren Ausgänge mit der MPU 107 bzw. der MPU 108 verbunden sind.
Dann wird der Vorgang in dem Blockdiagramm, das in 1 gezeigt ist, beschrieben. Wenn ein Fahrer während des Fahrens eines Fahrzeugs, an dem die Elektrobremse, die die Motorsteuervorrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform enthält, montiert ist, auf das Bremspedal tritt, detektiert der Hubsensor 117 den Betrag der Tretänderung und die Motorsteuereinheit 109 und die Motorsteuereinheit 110 in der MPU 107 und der MPU 108 empfangen die detektierten Werte. Die Motorsteuereinheit 109 und die Motorsteuereinheit 110 steuern den Drehbetrag und die Drehzahl der Motoren in Übereinstimmung mit dem Tretänderungsbetrag pro Zeiteinheit, um den bürstenlosen Gleichstrommotor 104 mit Doppelwicklung im Elektrobremssattel 101 zu drehen. Der Winkelsensor 102 und der Winkelsensor 103 detektieren den Drehwinkel pro Steuereinheitszeit des Motors und die MPU 107 und die MPU 108 empfangen die detektierten Werte, um den oben Beschriebenen zu der Motorsteuereinheit 109 und der Motorsteuereinheit 110 zurückzuführen. Gemäß der oben beschriebenen Steuerung wird ein Bremsvorgang durch Steuern einer Reibungskraft zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe im Elektrobremssattel durchgeführt.
Dann wird ein Fehlerdetektionsverfahren des Winkelsensors unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 ist ein Ablaufplan des Fehlerdetektionsverfahrens des Winkelsensors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung und ein Ablaufplan beim Start des Betriebs und im Normalbetrieb.
Der Winkelsensor 102 detektiert einen Winkel des bürstenlosen Gleichstrommotors 104 mit Doppelwicklung und gibt den Ausgabewert (den detektierten Wert) in die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 113 in der MPU 107 ein (Schritt S10). Mit anderen Worten empfängt die MPU 107 den vom Winkelsensor 102 detektierten Wert.
Der Winkelsensor 103 detektiert einen Winkel des bürstenlosen Gleichstrommotors 104 mit Doppelwicklung, die MPU 108 empfängt den Ausgabewert (den detektierten Wert) und der oben beschriebene Wert wird über die Kommunikationseinheit 116 der MPU 108 und die Kommunikationseinheit 115 der MPU 107 in die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 113 in der MPU 107 eingegeben (Schritt S11).
Die Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 erzeugt einen Steuerwinkel des Motors in Reaktion auf den Hubsensor 117 und gibt den oben Beschriebenen in die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 113 ein (Schritt S12).
Die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 113 vergleicht drei Ausgaben des Winkelsensors 102, des Winkelsensor 103 und der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 mit einem Bestimmungsschwellenwert und führt eine Fehlerdiagnose durch (Schritt S13). Der Bestimmungsschwellenwert ist eine Referenz zum Bestimmen des Vorliegens oder des Fehlens einer Fehlerdiagnose. In der Fehlerdiagnose wird die folgende Verarbeitung gemäß der Ausgabe einer Bestimmungseinheit 408 der Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 113, die später beschrieben wird, durchgeführt.
Wenn eine Differenz der drei Ausgaben innerhalb eines Schwellenwerts liegt, wird bestimmt, dass ein Motorsteuersystem, das die zwei Winkelsensoren, den Motor 104 und die MPUs 107 und 108 enthält, normal ist (Nein in Schritt S14). Wenn die Differenz außerhalb des Schwellenwerts liegt, wird bestimmt, dass das Motorsteuersystem, das die zwei Winkelsensoren, den Motor 104 und die MPUs 107 und 108 enthält, anomal ist (Ja in Schritt S14), und dann wird eine Motorsteuerung durch die MPU 107 und die MPU 108 gestoppt (Schritt S15).
Dann werden eine Ausgabe des Winkelsensors 102 und ein Fehler des Winkelsensors 103 bestimmt. Wenn eine Ausgabedifferenz zwischen dem Ausgabewert des Winkelsensors 103, der über die Kommunikationseinheiten 116 und 115 erhalten wird, und dem Ausgabewert der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 außerhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt, wird bestimmt, dass der Winkelsensor 103 ausfällt (Ja in Schritt S16). Wenn bestimmt wird, dass der Winkelsensor 103 ausfällt, wird die Motorsteuerung durch die MPU 108 gestoppt und lediglich die MPU 107 führt die Motorsteuerung durch (Schritt S17). In diesem Fall gibt die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 113 eine Stoppanweisung zu der Motorsteuereinheit 110 in der MPU 108 über die Kommunikationseinheit 115 aus.
Andererseits wird, wenn die Ausgabedifferenz zwischen dem Ausgabewert des Winkelsensors 103, der über die Kommunikationseinheiten 116 und 115 erhalten wird, und dem Ausgabewert der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 innerhalb des Schwellenwerts liegt, bestimmt, dass der Winkelsensor 103 normal ist (Nein in Schritt S16).
Dann wird, wenn eine Ausgabedifferenz zwischen dem Ausgabewert des Winkelsensors 102 und dem Ausgabewert der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 außerhalb des Schwellenwerts liegt, bestimmt, dass der Winkelsensor 102 ausfällt (Ja in Schritt S18). Wenn bestimmt wird, dass der Winkelsensor 102 ausfällt, führt lediglich die MPU 108 die Motorsteuerung durch (Schritt S19).
Andererseits wird, wenn die Ausgabedifferenz zwischen dem Ausgabewert des Winkelsensors 102 und dem Ausgabewert der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 innerhalb des Schwellenwerts liegt, bestimmt, dass der Winkelsensor 102 normal ist (Nein in Schritt S18).
Dann wird, wenn die Ausgabedifferenz zwischen den zwei Sensoren (den Winkelsensoren 102 und 103) innerhalb des Schwellenwerts liegt und die Ausgabe der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 und die Ausgabedifferenz außerhalb des Schwellenwerts liegen, bestimmt, dass das Motorsteuersystem ausfällt (Ja in Schritt S20). Wenn bestimmt wird, dass das Motorsteuersystem ausfällt, führt lediglich die MPU 108 die Motorsteuerung durch (Schritt S19).
Andererseits wird, wenn die Ausgabedifferenz zwischen den zwei Sensoren (den Winkelsensoren 102 und 103) innerhalb des Schwellenwerts liegt und die Ausgabe der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 und die Ausgabedifferenz innerhalb des Schwellenwerts liegen, bestimmt, dass das Motorsteuersystem normal ist (Nein in Schritt S20), und die Motorsteuerung wird fortgesetzt.
Die oben beschriebenen Schritte werden in vorgegebenen Zeitintervallen (z. B. 1 ms) während des Betriebs des Motors durchgeführt. Dann wird unter Bezugnahme auf 3 eine Beschreibung der Fehlerdiagnose im Falle des Durchführens der Motorsteuerung lediglich durch die MPU 108 vorgenommen. 3 ist ein Ablaufplan zum Durchführen der Fehlerdiagnose im Falle des Durchführens der Motorsteuerung lediglich durch die MPU auf einer Seite gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
In Schritt S18 von 2 wird dann, wenn lediglich die MPU 108 die Motorsteuerung durchführt, die Fehlerdiagnose gemäß dem folgenden Ablauf durchgeführt.
In 3 wird ein Winkel des bürstenlosen Gleichstrommotors 104 mit Doppelwicklung durch den Winkelsensor 103 detektiert und sein Ausgabewert wird in die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 114 in der MPU 108 eingegeben (Schritt S30). Mit anderen Worten empfängt die MPU 108 den vom Winkelsensor 103 detektierten Wert.
Die Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 112 erzeugt einen Steuerwinkel des Motors in Reaktion auf den Hubsensor 117 und gibt den oben beschriebenen in die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 114 ein (Schritt S31).
Die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 114 vergleicht zwei Ausgaben des Winkelsensors 103 und der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 mit dem Bestimmungsschwellenwert, um die Fehlerdiagnose durchzuführen (Schritt S32), und gibt die Bestimmungsergebnisse aus (Schritt S33). Die Fehlerdiagnose wird gemäß der folgenden Verarbeitung gemäß der Ausgabe der Bestimmungseinheit der Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 114, die später beschrieben wird, durchgeführt.
Wenn eine Differenz zwischen dem Ausgabewert des Winkelsensors 103 und der Ausgabe der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 112 außerhalb des Bereichs des Bestimmungsschwellenwerts liegt, wird bestimmt, dass der Winkelsensor 103 und das Motorsteuersystem ausfallen (Ja in Schritt S34), und die Motorsteuerung durch die MPU 108 wird gestoppt (Schritt S35).
Andererseits wird, wenn die Differenz zwischen dem Ausgabewert des Winkelsensors 103 und der Ausgabe der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 112 im Bereich des Bestimmungsschwellenwerts liegt, bestimmt, dass der Winkelsensor 103 und das Motorsteuersystem normal sind (Nein in Schritt S34), und die Motorsteuerung durch die MPU 108 wird fortgesetzt.
Dann wird unter Bezugnahme auf 4 eine Struktur der Motorsteuereinheit 109 beschrieben. 4 ist eine Blockstrukturansicht der Motorsteuereinheit 109 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Eine Änderungsbetragsdetektionseinheit 201 ist ein Mittel zum Detektieren eines Änderungsbetrags des Bremspedals gemäß einem Eingabesignal vom Hubsensor 117. Das Eingabesignal vom Hubsensor 117 ist ein Anweisungswert zum Steuern des Motors.
Eine Winkelberechnungseinheit 202 ist ein Mittel zum Umwandeln des Änderungsbetrags des Hubsensors in einen Sollwinkel (einen Steuerwinkel), der durch die Drehung des Motors realisiert wird.
Eine Differenzberechnungseinheit 203 ist ein Mittel zum Berechnen einer Differenz zwischen den Ist-Winkelinformationen, die vom Sensor 102 eingegeben werden, und dem Sollwinkel, der durch die Winkelberechnungseinheit 202 erhalten wird.
Eine PID-Steuereinheit 204 ist ein Mittel zum Steuern einer Kraft, die an den Motor angelegt wird, gemäß dem Differenzbetrag der Differenzberechnungseinheit 203 zum Berechnen eines Drehmomentbetrags, der im Motor in jedem Steuerzeitraum erzeugt wird.
Eine Dreiphasensteuereinheit 205 ist ein Mittel zum Steuern einer Frequenz, einer Phase und eines Tastverhältnisses eines Dreiphasenpulses, der gemäß der Ausgabe der PID-Steuereinheit 204 ausgegeben wird, das ferner die Pulsanzahl zählt und die Gesamtzähleranzahl für jeden Steuerzeitraum ausgibt. Obwohl sie nicht veranschaulicht ist, besitzt die Motorsteuereinheit 110 dieselbe Struktur, wie oben beschrieben ist.
Dann wird unter Bezugnahme auf 5 eine Struktur der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 beschrieben. 5 ist eine Blockstrukturansicht der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Eine Speichereinheit 301 ist ein Mittel zum Speichern der Ausgabe einen Steuerzeitraum zuvor des Winkelsensors 102.
Eine Winkelberechnungseinheit 302 ist ein Mittel zum Berechnen eines Winkels, um den durch die aktuelle Motorsteuerung von dem Winkel vor einem Steuerzeitraum gedreht wird, und der Pulsanzahl, die in der aktuellen Steuerung zum Motor ausgegeben wird. Dieser Wert ist als ein Ausgabeerwartungswert des Winkelsensors definiert. Obwohl sie nicht veranschaulicht ist, besitzt die Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 112 dieselbe Struktur, wie oben beschrieben ist.
Dann wird unter Bezugnahme auf 6 eine Struktur der Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 113 beschrieben. 6 ist eine Blockstrukturansicht der Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 113 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Jede der Differenzdetektionseinheiten 401, 404 und 406 ist ein Mittel zum Erhalten einer Differenz zwischen zwei Eingabewerten, ferner Erhalten des Betrag davon und Ausgeben des oben Beschriebenen.
Eine Bestimmungsschwellenwert-Speichereinheit 402 ist ein Mittel zum Speichern eines Schwellenwerts zum Bestimmen, ob der Winkelsensor 102 normal ist oder nicht.
Jede der Binarisierungseinheiten 403, 405 und 407 vergleicht den Schwellenwert, der in der Bestimmungsschwellenwert-Speichereinheit 402 gespeichert ist, mit dem Eingabewert jeder der Differenzdetektionseinheiten 401, 404 und 406: wenn der detektierte Differenzwert der Bestimmungsschwellenwert oder weniger ist, gibt die oben beschriebene Einheit „1“ aus, was normal bedeutet, und sonst gibt sie „0“ aus, was einen Fehler bedeutet.
Die Bestimmungseinheit 408 ist ein Mittel zum Bestimmen, ob das Motorsteuersystem (die MPU 107, der Motorantrieb 105 und der Motor 104) die Winkelsensoren 102 und 103, die MPU 107, den Motorantrieb 105 und den Motor 104 enthält, gemäß den Eingabewerten aus den drei Binarisierungseinheiten 403, 405 und 407. Obwohl sie nicht veranschaulicht ist, besitzt die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit 114 dieselbe Struktur, wie oben beschrieben ist.
Dann wird unter Bezugnahme auf 7 ein Bestimmungsbeispiel der Bestimmungseinheit 408 in jeder der Winkelsensorfehler-Detektionseinheiten 113 und 114 beschrieben. 7 ist eine Ansicht, die ein Bestimmungsbeispiel der Winkelsensorfehler-Detektionseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 7 gibt die Ausgabeergebnisse der Ausgabe Y im Hinblick auf die Eingaben A, B und C an.
In 7 ist die Aufschlüsselung von Y drei des Winkelsensors 102, des Winkelsensors 103 und des Motorsteuersystems. Wenn die Eingaben A, B und C von den Binarisierungseinheiten 403, 405 und 407, die in die Bestimmungseinheit 408 eingegeben werden, alle „1“ sind, werden alle als normal bestimmt. Währenddessen werden dann, wenn die Eingaben A, B und C alle „0“ sind, die zwei Winkelsensoren und das Motorsteuersystem alle als ausfallend bestimmt.
Aus den Eingaben A, B und C wird dann, wenn die Eingabe C „1“ ist und die weiteren „0“ sind, bestimmt, dass der Winkelsensor 102 ausfällt. Aus den Eingaben A, B und C wird dann, wenn B „1“ ist und die weiteren „0“ sind, bestimmt, dass der Winkelsensor 103 ausfällt. Aus den Eingaben A, B und C wird dann, wenn A „1“ ist und die weiteren „0“ sind, bestimmt, dass das Motorsteuersystem ausfällt.
Gemäß dieser Ausführungsform können selbst dann, wenn einer der Winkelsensoren und das Motorsteuersystem ausfallen, der weitere Winkelsensor und das Motorsteuersystem verwendet werden, um die Motorsteuerung fortzusetzen. In diesem Fall wird gemäß der Ausführungsform jeglicher Sensor außer den oben beschriebenen Winkelsensoren nicht neu verwendet und deshalb ist es möglich, die Redundanz zu realisieren, während eine Zunahme der Anzahl der Teile und der Anzahl der Verbindungssignalleitungen niedergehalten wird.
Zweite Ausführungsform
Dann wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 ist eine Blockstrukturansicht einer Elektrobremssteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform ist von der ersten Ausführungsform dahingehend verschieden, dass die Drucksensoren 604 und 605 vorgesehen sind.
Der elektrische Bremssattel 101 ist mit dem bürstenlosen Gleichstrommotor 104 mit Doppelwicklung, den Winkelsensoren 102 und 103 zum Detektieren des Drehwinkels der Welle dieses bürstenlosen Gleichstrommotors 104 mit Doppelwicklung und einem Drucksensor 604 (einem ersten Drucksensor) und einem Drucksensor 605 (einem zweiten Drucksensor) versehen. Die Drucksensoren 604 und 605 sind Mittel zum Detektieren von Drücken des Bremsbelags gegen die Bremsscheibe. Dieser Ausgabewert wird verwendet, um die Bremskraft zu bestimmen.
Der bürstenlose Gleichstrommotor 104 mit Doppelwicklung in der zweiten Ausführungsform ist aus einem Doppelsystem, dessen Elemente jeweils drei Spulenwicklungen, die um die Drehung angeordnet sind, enthalten, ähnlich dem der ersten Ausführungsform gebildet und selbst wenn eine Wicklung eines Systems beschädigt ist, sind die Wicklungen des weiteren Systems durchgeführt, um daher den Drehstopp des Motors zu verhindern.
Die Motorsteuereinheiten 610 und 615 steuern den Drehwinkel und die Drehzahl des Motors gemäß den Eingaben des Hubsensors 117, der Winkelsensoren 102 und 103 und der Drucksensoren 604 und 605.
Die Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheiten 611 und 616 sind Mittel zum Erzeugen jedes Ausgabeerwartungswerts zum Bestimmen, ob jede Ausgabe der Winkelsensoren 102 und 103 und der Drucksensoren 604 und 605 normal ist oder nicht.
Die Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheiten 611 und 616 erzeugen die jeweiligen Ausgabeerwartungswerte, die den jeweiligen Sensoren des Winkelsensors und des Drucksensors entsprechen. Ferner berechnen die Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheiten 611 und 616 die Ausgabeerwartungswerte der Drucksensoren 604 und 605 beim aktuellen Punkt aus der Pulsanzahl, die von der Motorsteuereinheit 109 eingegeben wird, und den Ausgabewerten der Drucksensoren 604 und 605 vor einem Steuerzeitraum und geben die oben beschriebenen Werte aus, ähnlich der Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 in dem Winkelsensor, der in 5 gezeigt ist.
Die Sensorfehlerdetektionseinheiten 612 und 617 sind Mittel zur Detektion eines Fehlers in den Winkelsensoren 102 und 103 und den Drucksensoren 604 und 605. Jede der Sensorfehlerdetektionseinheiten 612 und 617 in der zweiten Ausführungsform ist mit einer Funktion als die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit und einer Funktion als die Drucksensorfehler-Detektionseinheit versehen. Die Fehlerdetektion der Winkelsensoren 102 und 103 und der Drucksensoren 604 und 605 wird in derselben Verarbeitung ausgeführt, wie in der Struktur von 6 gezeigt ist. In diesem Fall ist der Winkelsensor 102 von 6 durch den Drucksensor 604 ersetzt, um die Fehlerdetektion der Drucksensoren 604 und 605 durchzuführen, und die Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit 111 erzeugt den Ausgabeerwartungswert des Drucksensors.
Gemäß dieser Ausführungsform können selbst dann, wenn der Winkelsensor, der Drucksensor und das Motorsteuersystem in einem System ausfallen, der weitere Winkelsensor, der weitere Drucksensor und das weitere Motorsteuersystem verwendet werden, um die Motorsteuerung fortzusetzen. Zum jetzigen Zeitpunkt kann die Ausführungsform die Redundanz realisieren, während sie eine Zunahme der Anzahl der Teile und der Anzahl der Verbindungssignalleitungen niederhält.
Bezugszeichenliste

101: Elektrobremssattel,
102: Winkelsensor,
103: Winkelsensor,
104: Bürstenloser Gleichstrommotor mit Doppelwicklung,
105: Motorantrieb,
106: Motorantrieb,
107: MPU,
108: MPU,
109: Motorsteuereinheit,
110: Motorsteuereinheit,
111: Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit,
112: Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit,
113: Winkelsensorfehler-Detektionseinheit,
114: Winkelsensorfehler-Detektionseinheit,
115: Kommunikationseinheit,
116: Kommunikationseinheit,
117: Hubsensor,
201: Änderungsbetragsdetektionseinheit,
202: Winkelberechnungseinheit,
203: Differenzberechnungseinheit,
204: PID-Steuereinheit,
205: Dreiphasensteuereinheit,
301: Speichereinheit,
302: Winkelberechnungseinheit,
401: Differenzdetektionseinheit,
402: Bestimmungsschwellenwert-Speichereinheit,
403: Binarisierungseinheit,
404: Differenzdetektionseinheit,
405: Binarisierungseinheit,
406: Differenzdetektionseinheit,
407: Binarisierungseinheit,
408: Bestimmungseinheit,
604: Drucksensor,
605: Drucksensor,
610: Motorsteuereinheit,
611: Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit,
612: Sensorfehlerdetektionseinheit,
615: Motorsteuereinheit,
616: Sensorausgabeerwartungswert-Erzeugungseinheit,
617: Sensorfehlerdetektionseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 6340658 [0005]
JP 4997219 [0005]

Claims

Motorsteuervorrichtung, die Folgendes umfasst: einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor zum Detektieren eines Drehwinkels eines Motors; eine erste Steuerschaltung zum Steuern des Motors auf der Grundlage eines Anweisungswerts und Empfangen des detektierten Werts des ersten Winkelsensors; eine zweite Steuerschaltung zum Steuern des Motors auf der Grundlage des Anweisungswerts und Empfangen des detektierten Werts des zweiten Winkelsensors; und eine Kommunikationseinheit zum Senden und Empfangen von Signalen zwischen der ersten Steuerschaltung und der zweiten Steuerschaltung, wobei die erste Steuerschaltung eine Winkelsensorfehler-Detektionseinheit zum Detektieren eines Fehlers des ersten Winkelsensors und des zweiten Winkelsensors gemäß dem detektierten Wert des ersten Winkelsensors, dem detektierten Wert des zweiten Winkelsensors, der über die Kommunikationseinheit empfangen wird, und einem Steuerwinkel des Motors, der in Reaktion auf den Anweisungswert erzeugt wird, enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit einen Bestimmungsschwellenwert zum Bestimmen eines Vorliegens oder eines Fehlens einer Fehlerdiagnose besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit bestimmt, dass der zweite Winkelsensor ausfällt, wenn eine Ausgabedifferenz zwischen dem detektierten Wert des zweiten Winkelsensors und dem Steuerwinkel des Motors, der in Reaktion auf den Anweisungswert erzeugt wird, außerhalb des Bestimmungsschwellenwerts liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei dann, wenn bestimmt wird, dass der zweite Winkelsensor ausfällt, die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit die zweite Steuerschaltung stoppt und lediglich die erste Steuerschaltung den Motor steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei dann, wenn bestimmt wird, dass der zweite Winkelsensor normal ist, die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit eine Ausgabedifferenz zwischen dem detektierten Wert des ersten Winkelsensors und dem Steuerwinkel des Motors, der in Reaktion auf den Anweisungswert erzeugt wird, mit dem Bestimmungsschwellenwert vergleicht und einen Fehler des ersten Winkelsensors bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei dann, wenn bestimmt wird, dass der erste Winkelsensor ausfällt, die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit die erste Steuerschaltung stoppt und lediglich die zweite Steuerschaltung den Motor steuert.
Motorsteuerverfahren, wobei ein erster Winkelsensor und ein zweiter Winkelsensor zum Detektieren eines Drehwinkels eines Motors; eine erste Steuerschaltung zum Steuern des Motors auf der Grundlage eines Anweisungswerts und Empfangen des detektierten Werts des ersten Winkelsensors; eine zweite Steuerschaltung zum Steuern des Motors auf der Grundlage des Anweisungswerts und Empfangen des detektierten Werts des zweiten Winkelsensors; und eine Kommunikationseinheit zum Senden und Empfangen von Signalen zwischen der ersten Steuerschaltung und der zweiten Steuerschaltung vorgesehen sind und die erste Steuerschaltung ferner Folgendes enthält: eine Winkelsensorfehler-Detektionseinheit zum Detektieren eines Fehlers des ersten Winkelsensors und des zweiten Winkelsensors; wobei das oben beschriebene Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Eingeben des detektierten Werts des ersten Winkelsensors zur Winkelsensorfehler-Detektionseinheit; Eingeben des detektierten Werts des zweiten Winkelsensors, der über die Kommunikationseinheit empfangen wird, zur Winkelsensorfehler-Detektionseinheit; Eingeben eines Steuerwinkels des Motors, der in Reaktion auf den Anweisungswert erzeugt wird, zur Winkelsensorfehler-Detektionseinheit; und Durchführen einer Fehlerdiagnose gemäß dem detektierten Wert des ersten Winkelsensors, dem detektierten Wert des zweiten Winkelsensors, dem Steuerwinkel des Motors, der in Reaktion auf den Anweisungswert erzeugt wird, und dem Bestimmungsschwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Winkelsensorfehler-Detektionseinheit den Bestimmungsschwellenwert zum Bestimmen eines Vorliegens oder eines Fehlens der Fehlerdiagnose besitzt und das oben beschriebene Verfahren Folgendes umfasst: einen Schritt des Vergleichens einer Ausgabedifferenz zwischen dem detektierten Wert des zweiten Winkelsensors und dem Steuerwinkel des Motors, der in Reaktion auf den Anweisungswert erzeugt wird, mit dem Bestimmungsschwellenwert und des Durchführens einer Fehlerbestimmung des zweiten Winkelsensors in der Winkelsensorfehler-Detektionseinheit.
Verfahren nach Anspruch 8, das Folgendes umfasst: einen Schritt des Vergleichens einer Ausgabedifferenz zwischen dem detektierten Wert des ersten Winkelsensors und dem Steuerwinkel des Motors, der in Reaktion auf den Anweisungswert erzeugt wird, mit dem Bestimmungsschwellenwert und des Durchführens einer Fehlerbestimmung des ersten Winkelsensors in der Winkelsensorfehler-Detektionseinheit, nachdem bestimmt worden ist, dass der zweite Winkelsensor normal ist.
Verfahren nach Anspruch 9, das Folgendes umfasst: einen Schritt des Durchführens einer Fehlerbestimmung der ersten Steuerschaltung gemäß dem detektierten Wert des ersten Winkelsensors, dem detektierten Wert des zweiten Winkelsensors, dem Steuerwinkel des Motors, der in Reaktion auf den Anweisungswert erzeugt wird, und dem Bestimmungsschwellenwert in der Winkelsensorfehler-Detektionseinheit, nachdem bestimmt worden ist, dass der erste Winkelsensor und der zweite Winkelsensor normal sind.
Elektrobremssteuervorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Motor zum Öffnen und Schließen eines Bremsbelags, der eine Bremsscheibe einklemmt; einen ersten Winkelsensor und einen zweiten Winkelsensor zum Detektieren eines Drehwinkels des Motors; einen Hubsensor zum Detektieren eines Tretbetrags des Bremspedals; eine erste Steuerschaltung zum Steuern des Motors auf der Grundlage des Tretbetrags des Hubsensors und Empfangen des detektierten Werts des ersten Winkelsensors; eine zweite Steuerschaltung zum Steuern des Motors auf der Grundlage des Tretbetrags des Hubsensors und Empfangen des detektierten Werts des zweiten Winkelsensors; und eine Kommunikationseinheit zum Senden und Empfangen von Signalen zwischen der ersten Steuerschaltung und der zweiten Steuerschaltung, wobei die erste Steuerschaltung eine Sensorfehlerdetektionseinheit zum Detektieren eines Fehlers des ersten Winkelsensors und des zweiten Winkelsensors gemäß dem detektierten Wert des ersten Winkelsensors, dem detektierten Wert des zweiten Winkelsensors, der über die Kommunikationseinheit empfangen wird, und dem Steuerwinkel des Motors, der in Übereinstimmung mit dem Tretbetrag des Hubsensors erzeugt wird, enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die ferner Folgendes umfasst: einen ersten Drucksensor und einen zweiten Drucksensor zum Detektieren einer Druckkraft des Bremsbelags gegen die Bremsscheibe, wobei die Sensorfehlerdetektionseinheit einen Fehler des ersten Drucksensors und des zweiten Drucksensor gemäß dem detektierten Wert des ersten Drucksensors, dem detektierten Wert des zweiten Drucksensors, der über die Kommunikationseinheit empfangen wird, und dem Steuerwinkel des Motors, der in Übereinstimmung mit dem Tretbetrag des Hubsensors erzeugt wird, detektiert.
Elektrobremssteuerverfahren, wobei ein Motor zum Öffnen und Schließen eines Bremsbelags, der eine Bremsscheibe einklemmt, ein erster Winkelsensor und ein zweiter Winkelsensor zum Detektieren eines Drehwinkels des Motors, ein Hubsensor zum Detektieren eines Tretbetrags des Bremspedals, eine erste Steuerschaltung zum Steuern des Motors auf der Grundlage des Tretbetrags des Hubsensors und Empfangen des detektierten Werts des ersten Winkelsensors, eine zweite Steuerschaltung zum Steuern des Motors auf der Grundlage des Tretbetrags des Hubsensors und Empfangen des detektierten Werts des zweiten Winkelsensors und eine Kommunikationseinheit zum Senden und Empfangen von Signalen zwischen der ersten Steuerschaltung und der zweiten Steuerschaltung vorgesehen sind und die erste Steuerschaltung Folgendes enthält: eine Sensorfehlerdetektionseinheit zum Detektieren eines Fehlers des ersten Winkelsensors und des zweiten Winkelsensors, wobei das oben beschriebene Verfahren, das die folgenden Schritte umfasst: Eingeben des detektierten Werts des ersten Winkelsensors zur Sensorfehlerdetektionseinheit; Eingeben des detektierten Werts des zweiten Winkelsensors, der über die Kommunikationseinheit empfangen wird, zur Sensorfehlerdetektionseinheit; Eingeben des Steuerwinkels des Motors, der in Übereinstimmung mit dem Tretbetrag des Hubsensors erzeugt wird, zur Sensorfehlerdetektionseinheit; und Durchführen einer Fehlerdiagnose gemäß dem detektierten Wert des ersten Winkelsensors, dem detektierten Wert des zweiten Winkelsensors, dem Steuerwinkel des Motors, der in Übereinstimmung mit dem Tretbetrag des Hubsensors erzeugt wird, und dem Bestimmungsschwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Sensorfehlerdetektionseinheit den Bestimmungsschwellenwert zum Bestimmen eines Vorliegens oder eines Fehlens der Fehlerdiagnose besitzt und das oben beschriebene Verfahren einen Schritt des Vergleichens einer Ausgabedifferenz zwischen dem detektierten Wert des zweiten Winkelsensors und dem Steuerwinkel des Motors, der in Übereinstimmung mit dem Tretbetrag des Hubsensors erzeugt wird, mit dem Bestimmungsschwellenwert und des Durchführens einer Fehlerbestimmung des zweiten Winkelsensors in der Sensorfehlerdetektionseinheit umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, das Folgendes umfasst ein Schritt des Vergleichens einer Ausgabedifferenz zwischen dem detektierten Wert des ersten Winkelsensors und dem Steuerwinkel des Motors, der in Übereinstimmung mit dem Tretbetrag des Hubsensors erzeugt wird, mit dem Bestimmungsschwellenwert und des Durchführens einer Fehlerbestimmung des ersten Winkelsensors in der Sensorfehlerdetektionseinheit, nachdem bestimmt worden ist, dass der zweite Winkelsensor normal ist.
Verfahren nach Anspruch 15, das Folgendes umfasst: einen Schritt des Durchführens einer Fehlerbestimmung der ersten Steuerschaltung gemäß dem detektierten Wert des ersten Winkelsensors, dem detektierten Wert des zweiten Winkelsensors, dem Steuerwinkel des Motors, der in Übereinstimmung mit dem Tretbetrag des Hubsensors erzeugt wird, und dem Bestimmungsschwellenwert in der Sensorfehlerdetektionseinheit, nachdem bestimmt worden ist, dass der erste Winkelsensor und der zweite Winkelsensor normal sind.