JP2004173372A

JP2004173372A - Motor controller

Info

Publication number: JP2004173372A
Application number: JP2002334231A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Suzuki; 浩鈴木
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP4052099B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller which can improve a reliability in motor drive control. <P>SOLUTION: The second MPU limits a variation ▵ between this motor command value A sent from a first MPU and the last motor command value X into a specified value P assumed beforehand or under. That is, the second MPU calculates the variation ▵ between this motor command value A and the last motor command value X, and when it determines that this variation ▵ is over a specified value P, it calculates a new motor command value, based on the variation ▵, the last motor command value X, and the specified value P. The second MPU makes this new motor command value a normal motor command value Y, and controls the drive of the electric motor, based on this motor command value Y. Accordingly, even if instant communication trouble or bit transformation occurs, the variation ▵ of the motor command value is suppressed to the specified value P or under, whereby the action change of the electric motor is minimized, too. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型のモータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、分散型のモータ制御装置としては、２つのＭＰＵ間のデータ通信をパラレル通信で行うようにしたもの（以下、「第１の従来技術」という。）と、シリアル通信で行うようにしたもの（以下、「第２の従来技術」という。）が知られている。
【０００３】
（第１の従来技術）
まず、２つのＭＰＵ間のデータ通信をパラレル通信で行うようにした従来のモータ制御装置について説明する。図１３に示すように、例えば電動パワーステアリング装置のモータ制御装置１００は、操舵トルクＴ及び車速Ｖ等に基づいてモータ指令値を演算する第１のＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１０１と、この第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値に基づいてモータ１０２を駆動する第２のＭＰＵ１０３とを備えている。第１のＭＰＵ１０１のパラレルポート１０１ａと第２のＭＰＵ１０３のパラレルポート１０３ａとの間はパラレル通信ライン１０４により相互に接続されている。モータ指令値は８ビットのデータであるので、パラレル通信ライン１０４は８本のデータラインＤ０〜Ｄ７を備えている。
【０００４】
図１４（ａ）に示すように、第１のＭＰＵ１０１はまず各種のセンサにより検出されたセンサ信号を読み込む。即ち、トルクセンサ（図示略）により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ（図示略）により検出された車速Ｖを読み込む（Ｓ３０１）。次に、第１のＭＰＵ１０１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて予め記憶された特性マップを参照してモータ指令値（アシスト指令電流値）を演算する（Ｓ３０２）。そして、第１のＭＰＵ１０１は算出したモータ指令値をパラレルポート１０１ａにセットして処理を終了する。第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値は各データラインＤ０〜Ｄ７によりビット毎に第２のＭＰＵ１０３へ送られる。以後、第１のＭＰＵ１０１はＳ３０１〜Ｓ３０３の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
【０００５】
一方、第２のＭＰＵ１０３においては、次のような処理が行われる。即ち、図１４（ｂ）に示すように、第２のＭＰＵ１０３はまず第１のＭＰＵ１０１から送られてきたモータ指令値をパラレルポート１０３ａにラッチ（保持）、即ち受信する（Ｓ４０１）。そして、第２のＭＰＵ１０３は受信したモータ指令値に基づいてモータ１０２を駆動制御する（Ｓ４０２）。以後、第２のＭＰＵ１０３はＳ４０１及びＳ４０２の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
【０００６】
（第２の従来技術）
次に、２つのＭＰＵ間のデータ通信をシリアル通信で行うようにした従来のモータ制御装置について説明する。この第２の従来技術のモータ制御装置は２つのＭＰＵ間のデータ通信をパラレル通信で行うようにした点で前記第１の従来技術と異なる。従って、前記第１の従来技術と同様の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０００７】
図１６に示すように、第１のＭＰＵ１０１と第２のＭＰＵ１０３との間はシリアル通信ライン１０５により相互に接続されている。
図１７（ａ）に示すように、まず第１のＭＰＵ１０１は各種のセンサにより検出されたセンサ信号を読み込む。即ち、トルクセンサ（図示略）により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ（図示略）により検出された車速Ｖを読み込む（Ｓ５０１）。次に、第１のＭＰＵ１０１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて予め記憶された特性マップを参照してモータ指令値（アシスト指令電流値）を演算する（Ｓ５０２）。そして、第１のＭＰＵ１０１は算出したモータ指令値（例えば８ビットのデータ）をシリアル通信ライン１０５により第２のＭＰＵ１０３へ送る（Ｓ５０３）。モータ指令値を構成するデータは直列的に１ビットずつ第２のＭＰＵ２２へ送られる。以後、第１のＭＰＵ１０１はＳ５０１〜Ｓ５０３の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
【０００８】
一方、第２のＭＰＵ１０３においては、次のような処理が行われる。即ち、図１７（ｂ）に示すように、第２のＭＰＵ１０３はまずシリアル通信が正常に行われているか否かを判断する（Ｓ６０１）。例えば第２のＭＰＵ１０３はチェックサム等によりシリアル通信の正常異常を判定する。そして、シリアル通信が正常に行われていると判断したとき（Ｓ６０１でＹＥＳ）、第２のＭＰＵ１０３はシリアル通信ライン１０５により送られてきたデータ、即ちモータ指令値を受信し（Ｓ６０２）、この受信したモータ指令値に基づいてモータ１０２を駆動制御する（Ｓ６０３）。
【０００９】
シリアル通信が正常に行われていないと判断したとき（Ｓ６０１でＮＯ）、第２のＭＰＵ１０３はモータ１０２の駆動制御を停止する（Ｓ６０４）。シリアル通信が異常の場合、第２のＭＰＵ１０３へのデータ送信が途切れ、第２のＭＰＵ１０３はモータ指令値（目標値）を認識不能となる。そして、モータ指令値が不明な状態でモータ１０２が駆動制御された場合、当該モータ１０２は予期しない挙動を示すおそれがある。このため、モータ１０２を停止させるのである。以後、第２のＭＰＵ１０３はＳ６０１及びＳ６０２の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
（第１の従来技術）
ところが、２つのＭＰＵ間のデータ通信をパラレル通信で行うようにした前記従来のモータ制御装置においては、次のような問題があった。即ち、電動パワーステアリング装置で使用されている分散型のモータ制御装置は小型化の傾向にあり、これに伴って、シグナル系とパワー系との干渉に起因して信号にスイッチングノイズ等の各種ノイズが重畳しやすくなる。そして、第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値を８ビットのパラレル通信ライン１０５で第２のＭＰＵ１０３へ送る際、ノイズが発生したタイミングでデータが第２のＭＰＵ１０３のパラレルポート１０３ａにラッチされると、第２のＭＰＵ１０３は「０」を「１」又は「１」を「０」と誤認識する。換言すれば、いわゆるビット化けが発生する。この結果、第２のＭＰＵ１０３は、正しいモータ指令値を受け取ることができない。
【００１１】
第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値を例えば「＋１００」とした場合、これを符号付の２進数で表すと「０１１００１００（Ｂ）」となる。ここで、最上位ビットは正負（＋，−）を示す符号ビットであり、最上位から２桁目以降が数値を示す数値ビットとなる。ちなみに、正は「０」、負は「１」で示される。このモータ指令値の各ビットはパラレル通信ライン１０４の８本のデータラインＤ０〜Ｄ７によりそれぞれ第２のＭＰＵ１０３へ送られる。
【００１２】
そして、このモータ指令値の送信時において、上位ビット（例えば上位４ビット「０１１０」）のうち最上位から２桁目以降のいずれかの数値ビットにビット化けが発生すると、第２のＭＰＵ１０３は誤認識した過剰なモータ指令値に基づいてモータ１０２を駆動制御する。
【００１３】
例えば第１のＭＰＵ１０１により算出されたモータ指令値を「＋３６＝００１００１００（Ｂ）」とした場合に最上位から２桁目がビット化けすると、第２のＭＰＵ１０３はモータ指令値を「０１１００１００（Ｂ）」と誤認識する。これは１０進数で表すと＋１００であり、本来のモータ指令値「＋３６」に比べて過大な値となる。
【００１４】
また、図１５に示すように、例えばモータ指令値の最上位ビットの信号にノイズが重畳し、このタイミングで第２のＭＰＵ１０３でラッチされると、第２のＭＰＵ１０３はモータ指令値を１１１００１００（Ｂ）と誤認識する。これは１０進数で表すと「−１００」である。即ち、第２のＭＰＵ１０３は本来とは逆方向の電流指令をモータ１０２へ出力し、モータ１０２は本来正回転されるべきであるにもかかわらず、逆回転（逆アシストの方向へ回転）する。
【００１５】
このように、上位のビットほど桁数が大きいのでモータ１０２の挙動に与える影響が大きい。そして、このモータ指令値の上位ビットがビット化けすると、前述したような過大なモータ指令値又は逆方向のモータ指令値に基づいてモータ１０２が駆動されることとなり、当該モータ１０２が意図しない挙動を示すおそれがあった。ひいては、モータ駆動制御の信頼性が損なわれるという問題があった。
【００１６】
（第２の従来技術）
一方、２つのＭＰＵ間のデータ通信をシリアル通信で行うようにした前記従来のモータ制御装置においては、シリアル通信が正常に行われていないと判断したときにはモータ１０２の駆動制御を停止するようにしていた。これにより、モータ１０２の予期しない挙動は回避できるものの、モータ駆動制御の信頼性が損なわれるという問題があった。このモータ制御装置が例えば電動パワーステアリング装置に使用されている場合、モータ１０２が停止されることにより操舵性能が著しく低下する。
【００１７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、モータ駆動制御の信頼性を確保することができるモータ制御装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、前記第２のＭＰＵには、今回のモータ指令値と前回のモータ指令値との変化量を予め想定された所定値以下に制限する変化量制限手段を備えたことを要旨とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、前記変化量制限手段は、今回のモータ指令値と前回のモータ指令値との変化量を演算する変化量演算手段と、前記変化量演算手段により算出されたモータ指令値の変化量が予め想定された所定値以下か否かを判断する変化量判断手段と、前記変化量判断手段によりモータ指令値の変化量が前記所定値を越えていると判断されたとき、前記変化量演算手段により算出されたモータ指令値の変化量と前回のモータ指令値と前記予め想定されたモータ指令値の変化量とに基づいて新たなモータ指令値を演算するモータ指令値演算手段と、を備えたことを要旨とする。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置において、前記モータ指令値は、モータ電流指令値、モータ角速度指令値及びモータ角度指令値のうち少なくとも一つであることを要旨とする。
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、第１のＭＰＵにより演算されたモータ指令値は通信ラインにより第２のＭＰＵへ送られる。第２のＭＰＵは、今回のモータ指令値と前回のモータ指令値との変化量を予め想定された所定値以下に制限する。即ち、モータ指令値が前記所定値を越えて変化することはない。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のモータ制御装置の作用に加えて、今回のモータ指令値と前回のモータ指令値との変化量が演算され、この変化量が予め想定された所定値以下かどうかが判断される。モータ指令値の変化量が前記所定値を越えていると判断されたとき、前記変化量と前回のモータ指令値と前記所定値とに基づいて新たなモータ指令値が演算される。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、第２のＭＰＵは、モータ電流指令値、モータ角速度指令値及びモータ角度指令値のうち少なくとも一つに基づいてモータを駆動制御する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態；ＥＰＳ；パラレル通信）
以下、本発明を電動パワーステアリング装置のモータ制御装置に具体化した第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００２４】
（全体構成）
図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１は、電動パワーステアリング制御装置（以下「制御装置２」という。）及び当該制御装置２により駆動制御される電動モータ３を備えており、この電動モータ３の出力軸にはギヤ４が固定されている。電動モータ３は三相同期式永久磁石モータで構成したブラシレスモータであり、モータ回転角センサ（例えばホール素子）５を備えている。モータ回転角センサ５は電動モータ３の回転角θｍ、即ち電動モータ３を構成するロータの磁極位置を示す電気角を検出し、この検出結果（モータ回転角信号）を制御装置２へ送る。
【００２５】
一方、ステアリングホイール（以下、「ハンドル７」という）にはステアリングシャフト８が連結されており、同ステアリングシャフト８には減速歯車９が固定されている。この減速歯車９には前記電動モータ３のギヤ４が噛合している。ステアリングシャフト８にはトーションバー（ねじりばね）１０が組み込まれており、当該トーションバー１０にはトルクセンサ１１が設けられている。トルクセンサ１１は、運転者によりハンドル７が操舵されてステアリングシャフト８が回転した際のトーションバー１０の捻れ量に基づいて、当該ハンドル７に作用する操舵トルクＴを検出する。この操舵トルク信号は制御装置２へ送られる。
【００２６】
前記減速歯車９にはピニオンシャフト１２を介してピニオンギヤ１３が固定されている。このピニオンギヤ１３はラック１４と噛合しており、当該ラック１４の両端にはそれぞれタイロッド１５が固定されている。タイロッド１５の先端部にはナックルアーム１６が回動可能に連結されており、両ナックルアーム１６，１６間にはクロスメンバ１７が回動可能に連結されている。両ナックルアーム１６，１６にはそれぞれ前輪１８が取り付けられている。
【００２７】
前後左右の各車輪にはそれぞれ車速センサ１９が設けられている（図１では、一方の前輪１８の車速センサ１９のみ図示する）。車速センサ１９は車輪速（車輪の単位時間当たりの回転数、即ち回転速度）を検出し、この検出結果（車輪速信号）を制御装置２へ送る。制御装置２は車速センサ１９から送られてきた車輪速信号に基づいて車速Ｖを演算する。
【００２８】
さて、運転者によりハンドル７が回動操作されると、ステアリングシャフト８が回転する。この回転はトーションバー１０、ピニオンシャフト１２及びピニオンギヤ１３を介してラック１４へ伝達され、同ラック１４の軸動に変換される。これにより、両前輪１８，１８が転舵される。
【００２９】
このとき、制御装置２は、トルクセンサ１１により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１９により検出された車速Ｖに基づいて、所定の操舵補助トルク（アシストトルク）を発生させるように電動モータ３を正逆駆動制御する。電動モータ３の回転はギヤ４を介して減速歯車９に伝達され、当該減速歯車９により回転数が減少されてピニオンシャフト１２及びピニオンギヤ１３に伝達される。ピニオンギヤ１３の回転はラック１４に伝達され、同ラック１４の軸動に変換される。このようにして、ハンドル７の回動操作による前輪１８の操舵に対してアシストトルクが付与される。
【００３０】
（制御装置）
次に、制御装置２の電気的構成について説明する。
図１に示すように、制御装置２は、第１のＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２１、第２のＭＰＵ２２、第１のＲＯＭ（読み出し専用メモリ）２３、第１のＲＡＭ（読み出し書き込み専用メモリ）２４、第２のＲＯＭ２５、第２のＲＡＭ２６及びモータ駆動装置２７を備えている。また、制御装置２は電流センサ２８を備えている。
【００３１】
第１のＲＯＭ２３には、第１のＭＰＵ２１が実行する基本アシスト制御プログラム及びハンドル戻し制御プログラム等の各種の制御プログラム、各種のデータ及び各種の特性マップ等が格納されている。各種の特性マップはそれぞれ車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められたものであり、例えば車速Ｖと操舵トルクＴとに基づいて基本アシスト電流を求めるための基本アシストトルクマップや車速、操舵角速度及び操舵絶対角に基づいてハンドル戻し指令電流を求めるためのマップがある。
【００３２】
第１のＲＡＭ２４は、第１のＲＯＭ２３に書き込まれた各種の制御プログラムを展開して第１のＭＰＵ２１が各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。また、第１のＲＡＭ２４は第１のＭＰＵ２１が各種の演算処理を行う際の各種の演算処理結果等を一時的に記憶する。
【００３３】
第１のＭＰＵ２１にはトルクセンサ１１及び車速センサ１９がそれぞれ入出力インターフェイス（図示略）を介して接続されている。第１のＭＰＵ２１はトルクセンサ１１及び車速センサ１９から得られる各種の情報に基づいて基本アシスト制御プログラム及びハンドル戻し制御プログラム等の各種の制御プログラムを実行する。
【００３４】
第２のＲＯＭ２５には、第２のＭＰＵ２２が実行する電流制御プログラムやＰＷＭ演算プログラム等の各種の制御プログラム及び各種のデータ等が格納されている。
【００３５】
第２のＲＡＭ２６は、第２のＭＰＵ２２に書き込まれた各種の制御プログラムを展開して第２のＭＰＵ２２が各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。また、第２のＲＡＭ２６は第２のＭＰＵ２２が各種の演算処理を行う際の各種の演算処理結果等を一時的に記憶する。
【００３６】
第２のＭＰＵ２２にはモータ回転角センサ５及び電流センサ２８がそれぞれ入出力インターフェイス（図示略）を介して接続されている。第２のＭＰＵ２２は、第１のＭＰＵ２１における演算結果やモータ回転角センサ５及び電流センサ２８から得られる各種の情報等に基づいて電流制御プログラムやＰＷＭ演算プログラム等の各種の制御プログラムを実行する。
【００３７】
（モータ駆動装置）
図２に示すように、モータ駆動装置２７は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３１Ｕ，３２Ｕの直列回路と、ＦＥＴ３１Ｖ，３２Ｖの直列回路と、ＦＥＴ３１Ｗ，３２Ｗの直列回路とが並列に接続されることにより構成されている。ＦＥＴ３１Ｕ，３２Ｕ間の接続点３３Ｕは電動モータ３のＵ相巻線に接続され、ＦＥＴ３１Ｖ，３２Ｖ間の接続点３３Ｖは電動モータ３のＶ相巻線に接続され、ＦＥＴ３１Ｗ，３２Ｗ間の接続点３３Ｗは電動モータ３のＷ相巻線に接続されている。
【００３８】
モータ駆動装置２７と車両に搭載されたバッテリ３４との間の電源ラインＬｐ上には昇圧回路（図示略）が設けられており、当該昇圧回路は第２のＭＰＵ２２からの指令信号（昇圧回路制御信号）に基づいてバッテリ３４の電圧を昇圧し、これをモータ駆動装置２７の各直列回路にそれぞれ印加する。
【００３９】
図２に示すように、電流センサ２８はモータ駆動装置２７から電動モータ３へ出力される３相の励磁電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをそれぞれ検出するｕ相電流センサ２８ｕ、ｖ相電流センサ２８ｖ及びｗ相電流センサ２８ｗを備えている。ｕ相電流センサ２８ｕ、ｖ相電流センサ２８ｖ及びｗ相電流センサ２８ｗは検出したｕ相励磁電流Ｉｕ、ｖ相励磁電流Ｉｖ及びｗ相励磁電流Ｉｗをそれぞれ第２のＭＰＵ２２へ送る。
【００４０】
（第１及び第２のＭＰＵの接続間係）
図２に示すように、第１のＭＰＵ２１と第２のＭＰＵ２２との間はパラレル通信ラインＬｃにより接続されている。パラレル通信ラインＬｃは第１のＭＰＵ２１から第２のＭＰＵ２２へ送るモータ指令値のビット長と同じ本数のデータラインを備えている。本実施形態では、モータ指令値のビット長は８ビットとされているので、パラレル通信ラインＬは８本のデータラインＤ０〜Ｄ７を備えている。
【００４１】
また、第１のＭＰＵ２１はパラレルポート４１を備えており、第２のＭＰＵ２２はパラレルポート４２を備えている。両パラレルポート４１，４２はそれぞれビット位置ｂ０〜ｂ７の８ビット長のパラレルポートである。第１のＭＰＵ２１のパラレルポート４１と第２のＭＰＵ２２のパラレルポート４２との間、具体的には両パラレルポート４１，４２のビット位置ｂ０〜ｂ７間はそれぞれデータラインＤ０〜Ｄ７により接続されている。
【００４２】
第１のＭＰＵ２１は、前記基本アシストトルクマップに基づいて、車速Ｖ及び操舵トルクＴに対応した基本アシスト電流値を演算し、この演算結果（即ち、モータ指令値）をパラレル通信ラインＬｃにより第２のＭＰＵ２２へ送る。
【００４３】
第２のＭＰＵ２２はモータ回転角センサ５により検出された電動モータ３の回転角θｍに基づいて、ｕ相電流センサ２８ｕ、ｖ相電流センサ２８ｖ及びｗ相電流センサ２８ｗにより検出されたｕ相励磁電流Ｉｕ、ｖ相励磁電流Ｉｖ及びｗ相励磁電流Ｉｗをｄ−ｑ変換してｄ軸及びｑ軸電流を求める。そして、第２のＭＰＵ２２は第１のＭＰＵ２１から送られてきた基本アシスト電流値と前記ｑ軸電流とに基づいてＰＩ制御値を演算する。
【００４４】
第２のＭＰＵ２２はＰＩ制御値に応じたＰＷＭ演算を行い、このＰＷＭ演算の結果（モータ制御信号）をモータ駆動装置２７に対して、具体的にはＦＥＴ３１Ｕ，３２Ｕ、ＦＥＴ３１Ｖ，３２Ｖ、ＦＥＴ３１Ｗ，３２Ｗに対してそれぞれ出力する。モータ駆動装置２７は、送られてきたＰＷＭ演算の結果に基づいて電動モータ３に対する基本アシスト電流（３相の励磁電流）の供給を３相の励磁電流路を介して行う。電動モータ３は基本アシスト電流の供給に基づいてハンドル７に対して基本アシスト力を付与する。
【００４５】
（実施形態の作用）
次に、前述のように構成した電動パワーステアリング制御装置の動作を図３（ａ），（ｂ）に示すフローチャートに従って説明する。図３（ａ）に示すフローチャートは第１のＲＯＭ２３に予め格納された各種の制御プログラムに従って実行される。図３（ｂ）に示すフローチャートは第２のＲＯＭ２５に予め格納された各種の制御プログラムに従って実行される。尚、本実施形態では「ステップ」を「Ｓ」と略記する。
【００４６】
（第１のＭＰＵの動作）
図３（ａ）に示すように、第１のＭＰＵ２１は、まずセンサ信号、即ちトルクセンサ１１により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１９により検出された車速Ｖを読込む（Ｓ１０１）。そして、第１のＭＰＵ２１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいてｍビット（本実施形態では８ビット）のモータ指令値（アシスト指令電流値）Ａを演算する（Ｓ１０２）。
【００４７】
次に、第１のＭＰＵ２１は算出したモータ指令値Ａの全ビットをパラレルポート４１にセットする（Ｓ１０３）。このとき、パラレルポート４１の各ビット位置ｂ０〜ｂ７とモータ指令値の各ビット位置とが相互に対応している。そして、第１のＭＰＵ２１はパラレルポート４１にセットされたデータをパラレル通信ラインＬｃにより第２のＭＰＵ２２へ送る。
【００４８】
以後、第１のＭＰＵ２１はＳ１０１〜Ｓ１０３の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
（第２のＭＰＵの動作）
一方、第２のＭＰＵ２２においては、次のような処理が行われる。即ち、図３（ｂ）に示すように、第２のＭＰＵ２２は、まず第１のＭＰＵ２１からパラレル通信ラインＬｃにより送られてきたモータ指令値Ａをパラレルポート４２にラッチ、即ち受信する（Ｓ２０１）。
【００４９】
次に、第２のＭＰＵ２２は、今回受信したモータ指令値Ａと前回受信したモータ指令値Ｘとの差、即ちモータ指令値の変化量Δ（Δ＝Ａ−Ｘ）を演算する（Ｓ２０２）。
【００５０】
次に、第２のＭＰＵ２２は、Ｓ２０２において算出されたモータ指令値の変化量Δが所定値Ｐ以下か否かを判断する（Ｓ２０３）。この所定値Ｐはモータ指令の変化量の許容可能な最大の変化量であり、装置モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められた値である。
【００５１】
モータ指令値の変化量Δが所定値Ｐ以下であると判断したとき（Ｓ２０３でＹＥＳ）、第２のＭＰＵ２２は今回受信したモータ指令値Ａを正規のモータ指令値Ｙとして採用し（Ｓ２０４）、この正規のモータ指令値Ｙに基づいて電動モータ３を駆動制御する（Ｓ２０５）。そして、第２のＭＰＵ２２は今回のモータ指令値Ｙを前回のモータ指令値Ｘとして記憶し（Ｓ２０６）、処理を終了する。
【００５２】
一方、モータ指令値の変化量Δが所定値Ｐを越えていると判断したとき（Ｓ２０３でＮＯ）、第２のＭＰＵ２２は今回受信したモータ指令値Ａは異常値であると判断して、所定の変化量ガード処理を実行する（Ｓ２０７）。即ち、第２のＭＰＵ２２は、次式（１）に基づいてモータ指令値の変化量Δが所定値Ｐ以下となるように新たなモータ指令値を求め、この新たなモータ指令値を正規のモータ指令値Ｙとして採用する。
【００５３】
Ｙ＝Ｘ＋Ｓｉｇｎ（Δ）×Ｐ…（１）
ここで、Ｙは今回採用する正規のモータ指令値である。Ｘは前回採用されたモータ指令値である。例えばエンジン始動時においては、前回のエンジン停止時に記憶されたモータ指令値を今回の初期値（暫定値）として使用する。Ｓｉｇｎ（Δ）は、変化量Δ＞０ならばＳｉｇｎ（Δ）＝＋１、変化量Δ＜０＝０ならばＳｉｇｎ（Δ）＝０、変化量Δ＜０ならばＳｉｇｎ（Δ）＝−１の値を取る符号関数である。Ｐは予め想定されたモータ指令値の許容され得る最大の変化量である。
【００５４】
このように、第２のＭＰＵ２２は、式（１）に基づく演算により前回のモータ指令値Ｘに対して所定値Ｐを加算した結果を今回のモータ指令値に設定する処理を行う。即ち、モータ指令値の変化量は最大で所定値Ｐとされる。換言すれば、モータ指令値の変化量は所定値Ｐ以下に制限される。また、今回のモータ指令値と前回のモータ指令値との変化量Δが所定値Ｐを越えている場合にはＳ２０７における変化量ガード処理が実行されることにより、その度に採用されるモータ指令値は傾き１で徐々に正常値に接近し、収束する。
【００５５】
そして、第２のＭＰＵ２２はＳ２０７で設定された正規のモータ指令値Ｙに基づいて電動モータ３を駆動制御する（Ｓ２０５）と共に、前回のモータ指令値Ｘを更新し（Ｓ２０６）、処理を終了する。
【００５６】
次に、前述したモータ指令値の変化量ガード処理をより具体的に説明する。例えば、図４に示すように、通信途中において信号にノイズが重畳し、第１のＭＰＵ２１により算出されたモータ指令値が例えば２．５であるにもかかわらず、第２のＭＰＵ２２ではモータ指令値を１５と認識されるような場合がある（図３（ｂ）のＳ２０１を参照）。
【００５７】
前回のモータ指令値を例えば「６」とすると、変化量Δは「＋９」（Δ＝１５−６＝９）となる（図３（ｂ）のＳ２０２を参照）。このとき、モータ指令値の採り得る最大の変化量である所定値Ｐを「５」とすると、この場合のモータ指令値の変化量は「＋９」であり所定値Ｐ（Ｐ＝５）を越えている（図３（ｂ）のＳ２０３を参照）。
【００５８】
従って、第２のＭＰＵ２２は前記式（１）に基づいて新たな正規のモータ指令値Ｙを演算する。いま、前回のモータ指令値Ｘ＝６、変化量Δ＞０なのでＳｉｇｎ（Δ）＝＋１、所定値Ｐ＝５であるので、新たなモータ指令値Ｙの値は１１（Ｙ＝６＋１×５＝１１）となる（図３（ｂ）のＳ２０７を参照）。第２のＭＰＵ２２は、算出した「１１」を正規のモータ指令値として採用する。
【００５９】
この新たなモータ指令値Ｙは前回のモータ指令値Ｘに対して予め想定されたモータ指令値の許容され得る最大の変化量（＝所定値Ｐ；ここではＰ＝５）だけ増加された値であるので、この新たなモータ指令値に基づいて電動モータ３を駆動制御しても、当該電動モータ３が予期しない動作を示すことはない。電動モータ３は実験段階で予期し得る範囲内の挙動を示すにとどまり、何ら問題はない。そして、モータ指令値は徐々に正常値（図４における変化量ガード後のモータ指令値）に接近するように変化する。
【００６０】
このため、図４に示すように、例えばビット化け（ビットエラー）に起因してモータ指令値が急激に変化しても、このモータ指令値の変化量は所定値Ｐ以下の値に制限される。電動モータ３はこの制限されたモータ指令値に基づいて駆動制御されるので、当該電動モータ３の挙動変化も最小限に抑えられる。
【００６１】
例えばモータ指令値の符号ビットがビット化けしても、前回のモータ指令値に対する変化量が所定値Ｐ以下に制限されることにより、いきなり電動モータ３が逆回転駆動（逆アシスト）されるようなことはない。同様に、モータ指令値の最上位から２桁目等の重みの大きい数値ビットにビット化けが発生した場合であっても、モータ指令値は所定値Ｐを越えるような変化をすることはない。即ち、第２のＭＰＵ２２は、ビット化けしたデータ（モータ指令値）に基づいて電動モータ３を駆動制御しても、当該電動モータ３が予期しない挙動を示すことはない。従って、電動モータ３の駆動制御の信頼性が向上する。
【００６２】
尚、本実施形態において、Ｓ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０４及びＳ２０７の各処理は、今回のモータ指令値Ａと前回のモータ指令値Ｘとの変化量Δを予め想定された所定値Ｐ以下に制限する変化量制限手段を構成する。Ｓ２０２の処理は今回のモータ指令値Ａと前回のモータ指令値Ｘとの変化量Δを演算する変化量演算手段を構成する。Ｓ２０３は前記変化量演算手段により算出されたモータ指令値の変化量Δが予め想定された所定値Ｐ以下か否かを判断する変化量判断手段を構成する。Ｓ２０７は前記変化量演算手段により算出されたモータ指令値の変化量Δと前回のモータ指令値Ｘと前記予め想定されたモータ指令値の変化量Ｐとに基づいて新たなモータ指令値を演算するモータ指令値演算手段を構成する。
【００６３】
（実施形態の効果）
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第２のＭＰＵ２２は今回のモータ指令値Ａと前回のモータ指令値Ｘとの変化量Δを予め想定された所定値Ｐ以下に制限するようにした。具体的には、第２のＭＰＵ２２は、今回のモータ指令値Ａと前回のモータ指令値Ｘとの変化量Δを演算し、この変化量Δが予め想定された所定値Ｐ以下かどうかを判断する。モータ指令値の変化量Δが前記所定値Ｐを越えていると判断したとき、第２のＭＰＵ２２は前記変化量Δと前回のモータ指令値Ｘと前記所定値Ｐとに基づいて新たなモータ指令値を演算する。第２のＭＰＵ２２はこの新たなモータ指令値を正規の今回のモータ指令値Ｙとして採用し、このモータ指令値Ｙに基づいて電動モータ３を駆動制御する。従って、瞬時の通信不良やビット化けが発生してもモータ指令値の変化量Δが所定値Ｐ以下に抑えられることにより、電動モータ３の挙動変化も最小限に抑制される。このため、通信不良やビット化けが発生しても電動モータ３の駆動制御を停止することなく、継続することができる。モータ指令値は所定値Ｐを越えて変化することがないので、電動モータ３の駆動制御性能、ひいては電動パワーステアリング装置１の操舵性能が著しく悪化することはない。従って、電動モータ３の駆動制御の信頼性を確保することができる。ひいては、電動パワーステアリング装置１の信頼性を確保することもできる。
【００６４】
（２）モータ指令値としてモータ電流指令値（具体的には、基本アシスト電流値）が使用されている。このため、モータを同じく電流制御するシステムに制御装置２を応用することができる。
【００６５】
（第２実施形態；ＥＰＳ；シリアル通信）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態はパラレル通信ラインがシリアル通信ラインに置換されている点で前記第１実施形態と異なる。従って、前記第１実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００６６】
図５に示すように、第１のＭＰＵ２１と第２のＭＰＵ２２との間はシリアル通信ラインＬｃｓによりそれぞれ接続されている。第１のＭＰＵ２１は算出したモータ指令値をシリアル通信ラインＬｃｓにより直列的に１ビットずつ第２のＭＰＵ２２へ送る（図３（ａ）のフローチャート及び図６（ａ）のＳ１０３をそれぞれ参照）。そして、第２のＭＰＵ２２はシリアル通信ラインＬｃｓにより送られてきたモータ指令値Ａを受信し（図６（ｂ）におけるＳ２０１を参照）、このモータ指令値Ａに前述した変化量制限処理（図３（ｂ）におけるＳ２０２〜Ｓ２０４及びＳ２０７）を施す。第２のＭＰＵ２２は、この変化量ガード処理後のモータ指令値を正規のモータ指令値Ｙとして採用し、このモータ指令値Ｙに基づいて電動モータ３を駆動制御する（図３（ｂ）のフローチャート参照）。
【００６７】
従って、本実施形態によれば、第１のＭＰＵ２１と第２のＭＰＵ２２との間のデータ通信をシリアル通信により行うようにした制御装置２において、前記第１実施形態の（１）及び（２）番目の効果と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
（第３実施形態；ＶＧＲＳ；パラレル通信）
次に、本発明をギヤ比可変ステアリングシステム（ＶＧＲＳ）に具体化した第３実施形態を説明する。本実施形態は制御対象が電動パワーステアリング装置の電動モータではなくギヤ比可変ステアリングシステムの電動モータである点で前記第１実施形態と異なる。従って、前記第１実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００６９】
図７に示すように、ギヤ比可変ステアリングシステム５１のステアリングホイール（以下、ハンドル５２」という。）には第１ステアリングシャフト５３の一端が接続されており、この第１ステアリングシャフト５３の他端にはギヤ比可変ユニット５４の入力側に接続されている。ギヤ比可変ユニット５４の出力側には第２ステアリングシャフト５５の一端が接続されており、この第２ステアリングシャフト５５の他端はステアリングギヤボックス５６の入力側に接続されている。このステアリングギヤボックス５６はピニオンギヤ（図示略）を備えており、このピニオンギヤはラック軸５７に噛み合っている。第２ステアリングシャフト５５に入力された回転運動はピニオンギヤを介してラック軸５７に伝達され、当該ラック軸５７の軸方向運動に変換される。
【００７０】
ギヤ比可変ユニット５４は第１ステアリングシャフト５３と第２ステアリングシャフト５５とを作動連結する減速機５８及びこの減速機５８を駆動する電動モータ５９等を備えている。この電動モータ５９の駆動により第１ステアリングシャフト５３と第２ステアリングシャフト５５との間の伝達比（ステアリングギヤ比）が減速機５８を介して変化する。ちなみに、ステアリングギヤ比とは、本実施形態におけるラック＆ピニオン方式の電動パワーステアリング装置１の場合、ハンドル７の全回転角度（ロックからロックまで）と車輪（転舵輪）の切れ角との比をいう。
【００７１】
図８に示すように、ギヤ比可変ステアリングシステム５１は、第１ステアリングシャフト５３の回転角（即ち、操舵角θｈ）を検出する操舵角センサ６１及び第２ステアリングシャフト５５の回転角（即ち、出力角θｐ）を検出する出力角センサ６２を備えている。また、ギヤ比可変ステアリングシステム５１は、車速Ｖを検出する車速センサ６３及び電動モータ５９の回転角（電気角）を検出する回転角センサ６４を備えている。
【００７２】
操舵角センサ６１により検出された操舵角θｈ、出力角センサ６２により検出された出力角θｐ、車速センサ６３により検出された車速Ｖ及び回転角センサ６４により検出された電動モータ５９の回転角θｍはそれぞれギヤ比可変ステアリングシステム５１の制御装置６５へ送られる。制御装置６５は操舵角θｈ、出力角θｐ、車速Ｖ及び回転角θｍに基づいて電動モータ５９を駆動制御する。
【００７３】
即ち、制御装置６５の第１のＭＰＵ２１は、操舵角θｈ及び車速Ｖに基づいて、第１のＲＯＭ２３（図１参照）に予め格納されたモータ回転角特性マップ（図示略）を参照してギヤ比可変ユニット５４における電動モータ５９のモータ回転角指令値（モータ角度指令値）を演算する。モータ回転角特性マップは、車速Ｖの増加に対するモータ回転角指令値の変化を示したものであり、モータ回転角指令値は車速Ｖに応じて一義的に決まる。
【００７４】
第１のＭＰＵ２１は算出したモータ指令値（モータ回転角指令値）Ａの全ビット（８ビット）をパラレル通信ラインＬｃにより第２のＭＰＵ２２へ送る（図３（ａ）のフローチャート参照）。そして、第２のＭＰＵ２２はパラレル通信ラインＬｃにより送られてきたモータ指令値Ａを受信し、このモータ指令値Ａに前述した変化量制限処理（図３（ｂ）におけるＳ２０２〜Ｓ２０４及びＳ２０７）を施す。第２のＭＰＵ２２は、この変化量ガード処理後のモータ指令値を正規のモータ指令値Ｙとして採用し、このモータ指令値Ｙに基づいて電動モータ３を駆動制御する（図３（ｂ）のフローチャート参照）。
【００７５】
このとき、回転角センサ６４により検出された電動モータ５９の回転角θｍは第２のＭＰＵ２２へ帰還される。そして、第２のＭＰＵ２２は、第１のＭＰＵ２１により算出されたモータ回転角指令値と実際の電動モータ５９の回転角θｍとが一致するようにモータ電流をフィードバック制御する。
【００７６】
車速Ｖに応じた伝達比（ステアリングギヤ比）が設定されることにより、ハンドル７の取り回し性能が向上する。例えば停車時や低速走行時にはハンドル７の操舵角θｈに対してギヤ比可変ユニット５４の出力角θｐが大きくなるようにステアリングギヤ比が設定される。この結果、より少ないハンドル操作で旋回することができる。また、高速走行時にはハンドル７の操舵角θｈに対してギヤ比可変ユニット５４の出力角θｐが小さくなるようにステアリングギヤ比が設定される。この結果、穏やかで安定感のある車両応答が実現される。
【００７７】
従って、本実施形態によれば、モータ指令値としてモータ角度指令値（具体的には、モータ回転角指令値）を使用するようにしたシステムにおいて、前記第１実施形態の（１）及び（２）番目の効果と同様の効果を得ることができる。また、モータを同じく角度制御（位置制御）する他のシステムに制御装置６５を応用することもできる。
【００７８】
（第４実施形態；工作機械（ＮＣ）；パラレル通信）
次に、本発明をＮＣ工作機械に具体化した第４実施形態を説明する。本実施形態は制御対象が電動パワーステアリング装置の電動モータではなくＮＣ工作機械のテーブル送り用の電動モータである点で前記第１実施形態と異なる。従って、前記第１実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００７９】
図９に示すように、ＮＣ工作機械７１の固定テーブル７２にはボールねじ７３が軸受け（図示略）を介して回転可能に支持されており、このボールねじ７３の外端部は送り用電動モータ７４の出力軸にカップリング（図示略）を介して連結されている。また、ボールねじ７３にはナット７５が螺合されている。このナット７５はボールねじ７３の正逆回転に伴って螺進及び螺退可能とされている。ナット７５の上面には移動テーブル７６を介して主軸台７７が一体移動可能に設けられている。主軸台７７には主軸用モータ７８が固定されており、主軸用モータ７８の出力軸には主軸７９が作動連結されている。主軸７９の先端にはタップ等の工具８０が取り付けられている。
【００８０】
従って、送り用電動モータ７４が駆動されると、ボールねじ７３の回転によりナット７５が当該ボールねじ７３に沿って往復移動し、これに伴って移動テーブル７６もボールねじ７３の軸線に沿う方向（図９に示す矢印方向）へ往復移動する。主軸用モータ７８が駆動されると、主軸７９と共に工具８０が正逆回転する。
【００８１】
ＮＣ工作機械７１は送り用電動モータ７４の回転角θｍｓを検出する送り用モータ回転角センサ８１、及び主軸用モータ７８の回転角θｍｐを検出する主軸用モータ回転角センサ８２を備えている。送り用モータ回転角センサ８１及び主軸用モータ回転角センサ８２により検出された回転角θｍｓ及び回転角θｍｐはそれぞれＮＣ工作機械７１の制御装置９１へ送られる。
【００８２】
図１０に示すように、制御装置９１は第１のＭＰＵ２１、第２のＭＰＵ２２、送り用モータ駆動装置９２、主軸用モータ駆動装置９３及びＰＬＯ（プログラム可能論理制御装置）９４を備えている。このＰＬＯ９４は第１のＭＰＵ２１に接続されている。また、ＰＬＯ９４には入出力装置（操作盤）９５が接続されている。ＰＬＯ９４はシーケンサ機能を備えており、第１のＭＰＵ２１が実行すべきＮＣプログラムを判断及び選択して所定のプログラム指令により、第１のＭＰＵ２１にそのＮＣプログラムを実行させる。
【００８３】
即ち、第１のＭＰＵ２１は、所定の制御周期毎にＰＬＯ９４からの所定のプログラム指令に基づいて送り用電動モータ７４に対するモータ指令値（モータ角度指令値；移動テーブル７６の送り量）及び主軸用モータ７８に対するモータ指令値（モータ角速度指令値；主軸７９の回転角速度）をそれぞれ演算する。
【００８４】
第１のＭＰＵ２１は算出したモータ指令値（モータ角度指令値及びモータ角速度指令値）Ａの全ビット（８ビット）をパラレル通信ラインＬｃにより第２のＭＰＵ２２へ送る（図３（ａ）のフローチャート参照）。そして、第２のＭＰＵ２２はパラレル通信ラインＬｃにより送られてきたモータ指令値Ａを受信し、このモータ指令値Ａに前述した変化量制限処理（図３（ｂ）におけるＳ２０２〜Ｓ２０４及びＳ２０７）を施す。第２のＭＰＵ２２は、この変化量ガード処理後のモータ指令値を正規のモータ指令値Ｙとして採用し、このモータ指令値Ｙに基づいて送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８をそれぞれ駆動制御する（図３（ｂ）のフローチャート参照）。
【００８５】
このとき、送り用モータ回転角センサ８１により検出された回転角θｍｓ及び主軸用モータ回転角センサ８２により検出された回転角θｍｐはそれぞれ第２のＭＰＵ２２へ帰還される。第２のＭＰＵ２２はこれら回転角θｍｓ，θｍｐに基づいて送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８のモータ電流をそれぞれフィードバック制御する。即ち、第２のＭＰＵ２２は、モータ指令値（モータ角度指令値及びモータ角速度指令値）と実際のモータの回転角（電気角）θｍｓ，θｍｐとをそれぞれ一致させるように送り用電動モータ７４及び主軸用モータ７８をそれぞれ駆動制御する。
【００８６】
従って、本実施形態によれば、モータ指令値としてモータ角度指令値及びモータ角速度指令値を使用するようにしたシステムにおいて、前記第１実施形態の（１）及び（２）番目の効果と同様の効果を得ることができる。また、モータを同じく速度（角速度）制御する他のシステムに制御装置９１を応用することもできる。
【００８７】
（別例）
尚、前記実施形態は以下のような別例に変更して実施してもよい。
・第３実施形態において、図１１に示すように、パラレル通信ラインＬｃをシリアル通信ラインＬｃｓに置き換えるようにしてもよい。このようにしても、前記第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
・第４実施形態において、図１２に示すように、パラレル通信ラインＬｃをシリアル通信ラインＬｃｓに置き換えるようにしてもよい。このようにしても、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
・第１〜第６実施形態では、第１のＭＰＵ２１及び第２のＭＰＵ２２をそれぞれ同一の制御装置２，６５，９１に備えるようにしたが、例えば第１のＭＰＵ２１を制御装置２，６５，９１の外部に設けるようにしてもよい。このようにすれば、制御装置２，６５，９１の小型化が図られる。
【００９０】
・第１〜第３実施形態において、第１のＭＰＵ２１の機能を電動パワーステアリング装置１及びギヤ比可変ステアリングシステム５１以外の他のシステムのＭＰＵに行わせるようにしてもよい。例えば、電動パワーステアリング装置１、ギヤ比可変ステアリングシステム５１及びＳＣ（スタビリティコントロール；安定性制御）等を組み合わせて統合制御するようにした車両システムにおいて、この車両システムを統合制御する統合制御ＥＣＵ（電子制御装置）によりモータ指令値を演算する。そして、この演算結果を例えばＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）通信（即ち，自動車内ＬＡＮ）により第２のＭＰＵ２２へ送る。この演算結果（モータ指令値）に基づいてモータ電流制御を行い、電動パワーステアリング装置１の電動モータ３及びギヤ比可変ステアリングシステム５１の電動モータ５９等の駆動制御を行う。このようにすれば、制御装置２，６５の小型化が図られる。
【００９１】
・本実施形態では第１のＭＰＵ２１及び第２のＭＰＵ２２をそれぞれ８ビットシステムとしたが、例えば１６ビットシステムなど任意のビット数のシステムとしてもよい。
【００９２】
（付記）
次に前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
・車両の操舵系にトルク伝達可能に設けられて操舵補助トルクを発生するモータと、前記モータを駆動するモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段を通電制御することにより前記モータを駆動制御するモータ制御装置とを備えた電動パワーステアリング装置において、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置。
【００９３】
・ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置であって、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、車速を検出する車速センサと、前記伝達比可変機構を駆動する電動モータと、車速センサにより検出された車速に基づいて前記伝達比を設定すると共に操舵角センサにより検出された操舵角に基づいて前記電動モータを駆動制御する制御手段とを備えたギヤ比可変ステアリングシステムにおいて、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のモータ制御装置を備えたギヤ比可変ステアリングシステム。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によれば、今回のモータ指令値と前回のモータ指令値との変化量を予め想定された所定値以下に制限するようにしたので、モータ指令値が急激に変化することが抑制され、モータ駆動制御の信頼性を確保させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における電動パワーステアリング装置の概略構成図。
【図２】第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図３】（ａ）は第１実施形態における第１のＭＰＵのデータ送信時の処理を示すフローチャート、
（ｂ）は第１実施形態における第２のＭＰＵのデータ受信時の処理を示すフローチャート。
【図４】第１実施形態における変化量ガード処理によるモータ指令値の変化の状態を示す特性図。
【図５】第２実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図６】（ａ）は第２実施形態における第１のＭＰＵのデータ送信時の処理の一部を示すフローチャート、
（ｂ）は第２実施形態における第２のＭＰＵのデータ受信時の処理の一部を示すフローチャート。
【図７】第３実施形態におけるギヤ比可変ステアリングシステムの概略構成図。
【図８】第３実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図９】第４実施形態におけるＮＣ工作機械の概略構成図。
【図１０】第４実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図１１】別の実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図１２】別の実施形態におけるモータ制御装置の回路図。
【図１３】第１の従来のモータ制御装置の回路図。
【図１４】（ａ）は第１の従来の第１のＭＰＵのデータ送信時における処理を示すフローチャート、
（ｂ）は第１の従来の第２のＭＰＵのデータ受信時における処理を示すフローチャート。
【図１５】データのビット化けの発生状況を示すタイミングチャート。
【図１６】第２の従来のモータ制御装置の回路図。
【図１７】（ａ）は第２の従来の第１のＭＰＵのデータ送信時における処理を示すフローチャート、
（ｂ）は第２の従来の第２のＭＰＵのデータ受信時における処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
３，５９，７４，７８…電動モータ、
２，６５，９１…モータ制御装置を構成する制御装置、
２１…第１のＭＰＵ、
２２…第２のＭＰＵ、
４３…ローパスフィルタ、
Ａ…今回のモータ指令値、
Ｌｃ…パラレル通信ライン、
Ｌｃｓ…シリアル通信ライン、
Ｐ…所定値（モータ指令の変化量の許容可能な最大の変化量）、
Ｘ…前回のモータ指令値、
Ｙ…正規のモータ指令値、
Δ…モータ指令値の変化量。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a distributed motor control device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a distributed motor control device, data communication between two MPUs is performed by parallel communication (hereinafter, referred to as “first conventional technology”), and serial communication is performed. (Hereinafter, referred to as "second related art").
[0003]
(First prior art)
First, a conventional motor control device in which data communication between two MPUs is performed by parallel communication will be described. As shown in FIG. 13, for example, a motor control device 100 of an electric power steering device includes a first MPU (Micro Processing Unit) 101 that calculates a motor command value based on a steering torque T, a vehicle speed V, and the like, and the first MPU 101. And a second MPU 103 for driving the motor 102 based on the motor command value calculated by the MPU 101. The parallel port 101a of the first MPU 101 and the parallel port 103a of the second MPU 103 are mutually connected by a parallel communication line 104. Since the motor command value is 8-bit data, the parallel communication line 104 has eight data lines D0 to D7.
[0004]
As shown in FIG. 14A, the first MPU 101 first reads sensor signals detected by various sensors. That is, a steering torque T detected by a torque sensor (not shown) and a vehicle speed V detected by a vehicle speed sensor (not shown) are read (S301). Next, the first MPU 101 calculates a motor command value (assist command current value) based on the steering torque T and the vehicle speed V with reference to a previously stored characteristic map (S302). Then, the first MPU 101 sets the calculated motor command value in the parallel port 101a and ends the processing. The motor command value calculated by the first MPU 101 is sent to the second MPU 103 bit by bit through the data lines D0 to D7. Thereafter, the first MPU 101 repeats the processing of S301 to S303 at every predetermined control cycle.
[0005]
On the other hand, in the second MPU 103, the following processing is performed. That is, as shown in FIG. 14B, the second MPU 103 first latches (holds) the motor command value transmitted from the first MPU 101 to the parallel port 103a, that is, receives the motor command value (S401). Then, the second MPU 103 controls the driving of the motor 102 based on the received motor command value (S402). Thereafter, the second MPU 103 repeats the processing of S401 and S402 at every predetermined control cycle.
[0006]
(Second conventional technology)
Next, a conventional motor control device in which data communication between two MPUs is performed by serial communication will be described. This second prior art motor control device differs from the first prior art in that data communication between two MPUs is performed by parallel communication. Therefore, the same components as those of the first related art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0007]
As shown in FIG. 16, the first MPU 101 and the second MPU 103 are mutually connected by a serial communication line 105.
As shown in FIG. 17A, first, the first MPU 101 reads sensor signals detected by various sensors. That is, a steering torque T detected by a torque sensor (not shown) and a vehicle speed V detected by a vehicle speed sensor (not shown) are read (S501). Next, the first MPU 101 calculates a motor command value (assist command current value) based on the steering torque T and the vehicle speed V with reference to a previously stored characteristic map (S502). Then, the first MPU 101 sends the calculated motor command value (for example, 8-bit data) to the second MPU 103 via the serial communication line 105 (S503). Data constituting the motor command value is sent to the second MPU 22 serially one bit at a time. Thereafter, the first MPU 101 repeats the processing of S501 to S503 every predetermined control cycle.
[0008]
On the other hand, in the second MPU 103, the following processing is performed. That is, as shown in FIG. 17B, the second MPU 103 first determines whether or not serial communication is normally performed (S601). For example, the second MPU 103 determines whether the serial communication is normal or abnormal based on a checksum or the like. When it is determined that the serial communication is normally performed (YES in S601), the second MPU 103 receives the data transmitted through the serial communication line 105, that is, the motor command value (S602). The drive of the motor 102 is controlled based on the motor command value thus obtained (S603).
[0009]
When it is determined that the serial communication is not normally performed (NO in S601), the second MPU 103 stops the drive control of the motor 102 (S604). If the serial communication is abnormal, data transmission to the second MPU 103 is interrupted, and the second MPU 103 cannot recognize the motor command value (target value). If the motor 102 is drive-controlled in a state where the motor command value is unknown, the motor 102 may exhibit unexpected behavior. Therefore, the motor 102 is stopped. After that, the second MPU 103 repeats the processing of S601 and S602 every predetermined control cycle.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
(First prior art)
However, the conventional motor control device in which data communication between two MPUs is performed by parallel communication has the following problems. That is, the distributed motor control device used in the electric power steering device tends to be miniaturized, and accordingly, various kinds of noises such as switching noise are included in the signal due to interference between the signal system and the power system. Are easily superimposed. Then, when the motor command value calculated by the first MPU 101 is transmitted to the second MPU 103 via the 8-bit parallel communication line 105, data is latched by the parallel port 103a of the second MPU 103 at the timing when noise occurs. Then, the second MPU 103 erroneously recognizes “0” as “1” or “1” as “0”. In other words, so-called garbled bits occur. As a result, the second MPU 103 cannot receive a correct motor command value.
[0011]
When the motor command value calculated by the first MPU 101 is, for example, “+100”, this is “01100100 (B)” when represented by a signed binary number. Here, the most significant bit is a sign bit indicating positive / negative (+,-), and the second and subsequent digits from the most significant are numerical bits indicating a numerical value. Incidentally, positive is indicated by “0” and negative is indicated by “1”. Each bit of the motor command value is sent to the second MPU 103 via eight data lines D0 to D7 of the parallel communication line 104, respectively.
[0012]
At the time of transmission of the motor command value, if any of the upper 2 bits (for example, the upper 4 bits “0110”) is garbled in any of the numerical bits after the second digit from the most significant bit, the second MPU 103 erroneously performs The drive of the motor 102 is controlled based on the recognized excessive motor command value.
[0013]
For example, when the motor command value calculated by the first MPU 101 is “+ 36 = 00100100 (B)” and the second digit from the highest digit is garbled, the second MPU 103 sets the motor command value to “01100100 (B)”. ". This is +100 in decimal notation, which is an excessive value compared to the original motor command value “+36”.
[0014]
Also, as shown in FIG. 15, for example, when noise is superimposed on the signal of the most significant bit of the motor command value and latched by the second MPU 103 at this timing, the second MPU 103 changes the motor command value to 11100100 (B ). This is "-100" in decimal notation. That is, the second MPU 103 outputs a current command in the direction opposite to the original direction to the motor 102, and the motor 102 rotates in the reverse direction (rotates in the direction of the reverse assist) although the motor 102 is supposed to rotate in the normal direction.
[0015]
As described above, the higher-order bits have a larger number of digits, and thus have a greater effect on the behavior of the motor 102. If the upper bits of the motor command value are garbled, the motor 102 is driven based on the excessive motor command value or the reverse motor command value as described above, and the motor 102 Could be shown. As a result, there is a problem that the reliability of the motor drive control is impaired.
[0016]
(Second conventional technology)
On the other hand, in the conventional motor control device in which the data communication between the two MPUs is performed by serial communication, the drive control of the motor 102 is stopped when it is determined that the serial communication is not normally performed. Was. As a result, although unexpected behavior of the motor 102 can be avoided, there is a problem that the reliability of motor drive control is impaired. When this motor control device is used, for example, in an electric power steering device, the stopping performance of the motor 102 significantly reduces the steering performance.
[0017]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a motor control device that can ensure the reliability of motor drive control.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In the first aspect of the present invention, the second MPU includes a change amount limiting unit that limits a change amount between the current motor command value and the previous motor command value to a predetermined value or less. That is the gist.
[0019]
According to a second aspect of the present invention, in the motor control device according to the first aspect, the change amount limiting means includes a change amount calculating means for calculating a change amount between a current motor command value and a previous motor command value. A change amount determining means for determining whether the change amount of the motor command value calculated by the change amount calculating means is equal to or less than a predetermined value, and a change amount of the motor command value by the change amount determining means; When it is determined that the difference exceeds the predetermined value, a new value is obtained based on the change amount of the motor command value calculated by the change amount calculating means, the previous motor command value, and the previously assumed change amount of the motor command value. And a motor command value calculating means for calculating a desired motor command value.
[0020]
According to a third aspect of the present invention, in the motor control device according to the first or second aspect, the motor command value is at least one of a motor current command value, a motor angular velocity command value, and a motor angle command value. The gist is that there is.
(Action)
According to the first aspect, the motor command value calculated by the first MPU is sent to the second MPU via the communication line. The second MPU limits the amount of change between the current motor command value and the previous motor command value to a predetermined value or less. That is, the motor command value does not change beyond the predetermined value.
[0021]
According to the second aspect of the invention, in addition to the operation of the motor control device according to the first aspect, a change amount between the current motor command value and the previous motor command value is calculated, and the change amount is calculated in advance. It is determined whether the value is equal to or less than an assumed predetermined value. When it is determined that the change amount of the motor command value exceeds the predetermined value, a new motor command value is calculated based on the change amount, the previous motor command value, and the predetermined value.
[0022]
According to the invention described in claim 3, in addition to the effect of the invention described in claim 1 or 2, the second MPU includes a motor current command value, a motor angular speed command value, and a motor angle command value. The drive of the motor is controlled based on at least one of them.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment; EPS; parallel communication)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in a motor control device of an electric power steering device will be described with reference to FIGS.
[0024]
(overall structure)
As shown in FIG. 1, an electric power steering device (EPS) 1 includes an electric power steering control device (hereinafter, referred to as “control device 2”) and an electric motor 3 that is driven and controlled by the control device 2. A gear 4 is fixed to an output shaft of the electric motor 3. The electric motor 3 is a brushless motor composed of a three-phase synchronous permanent magnet motor, and includes a motor rotation angle sensor (for example, a Hall element) 5. The motor rotation angle sensor 5 detects the rotation angle θm of the electric motor 3, that is, an electrical angle indicating the position of the magnetic pole of the rotor constituting the electric motor 3, and sends the detection result (motor rotation angle signal) to the control device 2.
[0025]
On the other hand, a steering shaft 8 is connected to a steering wheel (hereinafter, referred to as a “handle 7”), and a reduction gear 9 is fixed to the steering shaft 8. The gear 4 of the electric motor 3 meshes with the reduction gear 9. A torsion bar (torsion spring) 10 is incorporated in the steering shaft 8, and the torsion bar 10 is provided with a torque sensor 11. The torque sensor 11 detects the steering torque T acting on the steering wheel 7 based on the amount of twist of the torsion bar 10 when the steering wheel 8 is rotated by the steering of the steering wheel 7 by the driver. This steering torque signal is sent to the control device 2.
[0026]
A pinion gear 13 is fixed to the reduction gear 9 via a pinion shaft 12. The pinion gear 13 meshes with a rack 14, and tie rods 15 are fixed to both ends of the rack 14. A knuckle arm 16 is rotatably connected to the tip of the tie rod 15, and a cross member 17 is rotatably connected between the knuckle arms 16, 16. A front wheel 18 is attached to each of the knuckle arms 16,16.
[0027]
Each of the front, rear, left and right wheels is provided with a vehicle speed sensor 19 (in FIG. 1, only the vehicle speed sensor 19 of one front wheel 18 is shown). The vehicle speed sensor 19 detects the wheel speed (the number of rotations of the wheel per unit time, that is, the rotation speed), and sends the detection result (wheel speed signal) to the control device 2. The control device 2 calculates the vehicle speed V based on the wheel speed signal sent from the vehicle speed sensor 19.
[0028]
When the driver rotates the steering wheel 7, the steering shaft 8 rotates. This rotation is transmitted to the rack 14 via the torsion bar 10, the pinion shaft 12, and the pinion gear 13, and is converted into the axial movement of the rack 14. As a result, both front wheels 18, 18 are steered.
[0029]
At this time, the control device 2 controls the electric motor 3 to generate a predetermined steering assist torque (assist torque) based on the steering torque T detected by the torque sensor 11 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 19. Controls forward / reverse drive. The rotation of the electric motor 3 is transmitted to the reduction gear 9 via the gear 4, and the rotation speed is reduced by the reduction gear 9 and transmitted to the pinion shaft 12 and the pinion gear 13. The rotation of the pinion gear 13 is transmitted to the rack 14 and is converted into the axial movement of the rack 14. In this way, assist torque is applied to the steering of the front wheel 18 by the turning operation of the handle 7.
[0030]
(Control device)
Next, the electrical configuration of the control device 2 will be described.
As shown in FIG. 1, the control device 2 includes a first MPU (Micro Processing Unit) 21, a second MPU 22, a first ROM (read only memory) 23, a first RAM (read only memory) 24. , A second ROM 25, a second RAM 26, and a motor driving device 27. Further, the control device 2 includes a current sensor 28.
[0031]
The first ROM 23 stores various control programs such as a basic assist control program and a handle return control program executed by the first MPU 21, various data, various characteristic maps, and the like. The various characteristic maps are obtained in advance by experimental data based on a vehicle model and well-known theoretical calculations. For example, a basic assist torque map and a vehicle speed for obtaining a basic assist current based on the vehicle speed V and the steering torque T are provided. There is a map for obtaining the steering wheel return command current based on the steering angular velocity and the steering absolute angle.
[0032]
The first RAM 24 is a data work area in which various control programs written in the first ROM 23 are developed and the first MPU 21 executes various arithmetic processes. In addition, the first RAM 24 temporarily stores various calculation processing results when the first MPU 21 performs various calculation processing.
[0033]
The torque sensor 11 and the vehicle speed sensor 19 are connected to the first MPU 21 via input / output interfaces (not shown), respectively. The first MPU 21 executes various control programs such as a basic assist control program and a steering wheel return control program based on various information obtained from the torque sensor 11 and the vehicle speed sensor 19.
[0034]
The second ROM 25 stores various control programs such as a current control program and a PWM operation program executed by the second MPU 22 and various data.
[0035]
The second RAM 26 is a data work area in which various control programs written in the second MPU 22 are developed and the second MPU 22 executes various arithmetic processes. In addition, the second RAM 26 temporarily stores various calculation processing results when the second MPU 22 performs various calculation processing.
[0036]
The motor rotation angle sensor 5 and the current sensor 28 are connected to the second MPU 22 via input / output interfaces (not shown). The second MPU 22 executes various control programs such as a current control program and a PWM calculation program based on the calculation results of the first MPU 21 and various information obtained from the motor rotation angle sensor 5 and the current sensor 28.
[0037]
(Motor drive)
As shown in FIG. 2, the motor driving device 27 is configured such that a series circuit of FETs (field effect transistors) 31U and 32U, a series circuit of FETs 31V and 32V, and a series circuit of FETs 31W and 32W are connected in parallel. It is configured. A connection point 33U between the FETs 31U and 32U is connected to a U-phase winding of the electric motor 3, a connection point 33V between the FETs 31V and 32V is connected to a V-phase winding of the electric motor 3, and a connection point 33W between the FETs 31W and 32W. Is connected to the W-phase winding of the electric motor 3.
[0038]
A booster circuit (not shown) is provided on a power supply line Lp between the motor drive device 27 and a battery 34 mounted on the vehicle, and the booster circuit provides a command signal (boost circuit control) from the second MPU 22. The voltage of the battery 34 is boosted based on the signal) and applied to each series circuit of the motor driving device 27.
[0039]
As shown in FIG. 2, current sensors 28 are u-phase current sensors 28 u, v-phase current sensors 28 v and w which respectively detect three-phase excitation currents Iu, Iv, and Iw output from motor drive device 27 to electric motor 3. A phase current sensor 28w is provided. The u-phase current sensor 28u, the v-phase current sensor 28v, and the w-phase current sensor 28w send the detected u-phase excitation current Iu, v-phase excitation current Iv, and w-phase excitation current Iw to the second MPU 22, respectively.
[0040]
(Connection between the first and second MPUs)
As shown in FIG. 2, the first MPU 21 and the second MPU 22 are connected by a parallel communication line Lc. The parallel communication lines Lc have the same number of data lines as the bit length of the motor command value sent from the first MPU 21 to the second MPU 22. In the present embodiment, since the bit length of the motor command value is 8 bits, the parallel communication line L includes eight data lines D0 to D7.
[0041]
The first MPU 21 has a parallel port 41, and the second MPU 22 has a parallel port 42. The parallel ports 41 and 42 are 8-bit parallel ports at bit positions b0 to b7, respectively. The data lines D0 to D7 are connected between the parallel port 41 of the first MPU 21 and the parallel port 42 of the second MPU 22, specifically, the bit positions b0 to b7 of the two parallel ports 41 and 42, respectively. .
[0042]
The first MPU 21 calculates a basic assist current value corresponding to the vehicle speed V and the steering torque T based on the basic assist torque map, and outputs the calculation result (that is, the motor command value) to the second communication line Lc via the parallel communication line Lc. To the MPU 22.
[0043]
The second MPU 22 detects the u-phase excitation current detected by the u-phase current sensor 28u, the v-phase current sensor 28v, and the w-phase current sensor 28w based on the rotation angle θm of the electric motor 3 detected by the motor rotation angle sensor 5. The d-axis and q-axis currents are obtained by dq conversion of Iu, v-phase excitation current Iv and w-phase excitation current Iw. Then, the second MPU 22 calculates a PI control value based on the basic assist current value sent from the first MPU 21 and the q-axis current.
[0044]
The second MPU 22 performs a PWM operation according to the PI control value, and outputs the result of the PWM operation (motor control signal) to the motor driving device 27, specifically, FETs 31U and 32U, FETs 31V and 32V, FETs 31W and 32W. Is output for each. The motor drive device 27 supplies the basic assist current (three-phase excitation current) to the electric motor 3 via the three-phase excitation current path based on the result of the PWM calculation sent. The electric motor 3 applies a basic assist force to the steering wheel 7 based on the supply of the basic assist current.
[0045]
(Operation of the embodiment)
Next, the operation of the electric power steering control device configured as described above will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. The flowchart shown in FIG. 3A is executed according to various control programs stored in the first ROM 23 in advance. The flowchart shown in FIG. 3B is executed according to various control programs stored in the second ROM 25 in advance. In this embodiment, “step” is abbreviated as “S”.
[0046]
(Operation of the first MPU)
As shown in FIG. 3A, the first MPU 21 first reads a sensor signal, that is, a steering torque T detected by the torque sensor 11 and a vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 19 (S101). Then, the first MPU 21 calculates an m-bit (8-bit in this embodiment) motor command value (assist command current value) A based on the steering torque T and the vehicle speed V (S102).
[0047]
Next, the first MPU 21 sets all bits of the calculated motor command value A in the parallel port 41 (S103). At this time, the bit positions b0 to b7 of the parallel port 41 and the bit positions of the motor command value correspond to each other. Then, the first MPU 21 sends the data set in the parallel port 41 to the second MPU 22 via the parallel communication line Lc.
[0048]
Thereafter, the first MPU 21 repeats the processing of S101 to S103 at every predetermined control cycle.
(Operation of the second MPU)
On the other hand, in the second MPU 22, the following processing is performed. That is, as shown in FIG. 3B, the second MPU 22 first latches the motor command value A sent from the first MPU 21 via the parallel communication line Lc to the parallel port 42, that is, receives the motor command value A (S201). .
[0049]
Next, the second MPU 22 calculates a difference between the currently received motor command value A and the previously received motor command value X, that is, a change amount Δ (Δ = A−X) of the motor command value (S202).
[0050]
Next, the second MPU 22 determines whether or not the variation Δ of the motor command value calculated in S202 is equal to or less than a predetermined value P (S203). The predetermined value P is a maximum allowable change amount of the change amount of the motor command, and is a value obtained in advance by experimental data based on a device model, a well-known theoretical calculation, or the like.
[0051]
When it is determined that the change amount Δ of the motor command value is equal to or smaller than the predetermined value P (YES in S203), the second MPU 22 adopts the motor command value A received this time as a normal motor command value Y (S204). The drive of the electric motor 3 is controlled based on the regular motor command value Y (S205). Then, the second MPU 22 stores the current motor command value Y as the previous motor command value X (S206), and ends the processing.
[0052]
On the other hand, when it is determined that the variation Δ of the motor command value exceeds the predetermined value P (NO in S203), the second MPU 22 determines that the motor command value A received this time is an abnormal value, and Is executed (S207). That is, the second MPU 22 determines a new motor command value based on the following equation (1) so that the change amount Δ of the motor command value is equal to or less than the predetermined value P, and converts the new motor command value to a regular motor command value. Adopted as command value Y.
[0053]
Y = X + Sign (Δ) × P (1)
Here, Y is a regular motor command value adopted this time. X is the motor command value used last time. For example, when starting the engine, the motor command value stored when the engine was stopped last time is used as the current initial value (temporary value). Sign (Δ) is Sign (Δ) = + 1 if the change amount Δ> 0, Sign (Δ) = 0 if the change amount Δ <0 = 0, and Sign (Δ) = − 1 if the change amount Δ <0. Is a sign function that takes the value of P is the maximum allowable variation of the motor command value assumed in advance.
[0054]
As described above, the second MPU 22 performs the process of setting the result obtained by adding the predetermined value P to the previous motor command value X by the calculation based on Expression (1) as the current motor command value. That is, the amount of change in the motor command value is set to the predetermined value P at maximum. In other words, the amount of change in the motor command value is limited to the predetermined value P or less. When the change amount Δ between the current motor command value and the previous motor command value exceeds the predetermined value P, the change amount guard process in S207 is executed, so that the motor command value adopted each time is changed. The value gradually approaches a normal value with a slope 1 and converges.
[0055]
Then, the second MPU 22 controls the drive of the electric motor 3 based on the regular motor command value Y set in S207 (S205), updates the previous motor command value X (S206), and ends the process. .
[0056]
Next, the above-described motor command value change amount guard processing will be described more specifically. For example, as shown in FIG. 4, noise is superimposed on a signal during communication, and although the motor command value calculated by the first MPU 21 is, for example, 2.5, the motor command value is calculated by the second MPU 22. May be recognized as 15 (see S201 in FIG. 3B).
[0057]
Assuming that the previous motor command value is, for example, “6”, the change amount Δ is “+9” (Δ = 15−6 = 9) (see S202 in FIG. 3B). At this time, assuming that the predetermined value P, which is the maximum change amount that the motor command value can take, is “5”, the change amount of the motor command value in this case is “+9” and exceeds the predetermined value P (P = 5). (See S203 in FIG. 3B).
[0058]
Therefore, the second MPU 22 calculates a new regular motor command value Y based on the above equation (1). Now, since the previous motor command value X = 6 and the change amount Δ> 0, Sign (Δ) = + 1 and the predetermined value P = 5. Therefore, the value of the new motor command value Y is 11 (Y = 6 + 1 × 5 = 11) (see S207 in FIG. 3B). The second MPU 22 adopts the calculated “11” as a regular motor command value.
[0059]
This new motor command value Y is a value that is increased by the maximum allowable change amount (= predetermined value P; here, P = 5) of the motor command value assumed in advance with respect to the previous motor command value X. Therefore, even when the electric motor 3 is drive-controlled based on the new motor command value, the electric motor 3 does not exhibit an unexpected operation. The electric motor 3 only behaves within a range that can be expected in the experimental stage, and there is no problem. Then, the motor command value gradually changes so as to approach a normal value (the motor command value after the variation guard in FIG. 4).
[0060]
For this reason, as shown in FIG. 4, even if the motor command value changes rapidly due to, for example, bit corruption (bit error), the amount of change in the motor command value is limited to a value equal to or less than the predetermined value P. . Since the drive of the electric motor 3 is controlled based on the limited motor command value, a change in the behavior of the electric motor 3 is also minimized.
[0061]
For example, even if the sign bit of the motor command value is garbled, the amount of change with respect to the previous motor command value is limited to a predetermined value P or less, so that the electric motor 3 is immediately driven in reverse rotation (reverse assist). Never. Similarly, even if a bit is garbled in a numerical bit having a large weight such as the second digit from the most significant position of the motor command value, the motor command value does not change beyond the predetermined value P. That is, even when the second MPU 22 controls the drive of the electric motor 3 based on the garbled data (motor command value), the electric motor 3 does not exhibit unexpected behavior. Therefore, the reliability of the drive control of the electric motor 3 is improved.
[0062]
Note that, in the present embodiment, the processes of S202, S203, S204, and S207 are performed by changing the amount of change Δ between the current motor command value A and the previous motor command value X to a predetermined value P or less. The quantity limiting means is constituted. The processing of S202 constitutes a change amount calculating means for calculating a change amount Δ between the current motor command value A and the previous motor command value X. S203 constitutes a change amount determining means for determining whether or not the change amount Δ of the motor command value calculated by the change amount calculating means is equal to or less than a predetermined value P assumed in advance. In step S207, a new motor command value is calculated based on the change amount Δ of the motor command value calculated by the change amount calculating means, the previous motor command value X, and the previously assumed change amount P of the motor command value. It constitutes motor command value calculation means.
[0063]
(Effects of the embodiment)
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The second MPU 22 limits the amount of change Δ between the current motor command value A and the previous motor command value X to a predetermined value P or less. Specifically, the second MPU 22 calculates a change amount Δ between the current motor command value A and the previous motor command value X, and determines whether or not the change amount Δ is equal to or less than a predetermined value P assumed in advance. I do. When the second MPU 22 determines that the change amount Δ of the motor command value exceeds the predetermined value P, the second MPU 22 generates a new motor command based on the change amount Δ, the previous motor command value X, and the predetermined value P. Calculate the value. The second MPU 22 adopts this new motor command value as a regular current motor command value Y, and controls the driving of the electric motor 3 based on the motor command value Y. Therefore, even if an instantaneous communication failure or garbled bit occurs, the change amount Δ of the motor command value is suppressed to the predetermined value P or less, so that a change in the behavior of the electric motor 3 is also minimized. Therefore, even if a communication failure or bit corruption occurs, the drive control of the electric motor 3 can be continued without stopping. Since the motor command value does not change beyond the predetermined value P, the drive control performance of the electric motor 3 and, consequently, the steering performance of the electric power steering device 1 do not significantly deteriorate. Therefore, the reliability of the drive control of the electric motor 3 can be ensured. As a result, the reliability of the electric power steering device 1 can be ensured.
[0064]
(2) A motor current command value (specifically, a basic assist current value) is used as the motor command value. For this reason, the control device 2 can be applied to a system that similarly controls the current of the motor.
[0065]
(Second embodiment; EPS; serial communication)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment differs from the first embodiment in that the parallel communication line is replaced by a serial communication line. Therefore, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
[0066]
As shown in FIG. 5, the first MPU 21 and the second MPU 22 are connected by a serial communication line Lcs. The first MPU 21 sends the calculated motor command value to the second MPU 22 serially one bit at a time via the serial communication line Lcs (see the flowchart in FIG. 3A and S103 in FIG. 6A, respectively). Then, the second MPU 22 receives the motor command value A sent by the serial communication line Lcs (see S201 in FIG. 6B), and applies the above-described change amount limiting process (FIG. 3) to the motor command value A. (S202 to S204 and S207 in (b)) are performed. The second MPU 22 adopts the motor command value after the change amount guard processing as a regular motor command value Y, and controls the drive of the electric motor 3 based on the motor command value Y (flowchart in FIG. 3B). reference).
[0067]
Therefore, according to the present embodiment, in the control device 2 configured to perform data communication between the first MPU 21 and the second MPU 22 by serial communication, (1) and (2) of the first embodiment The same effect as the second effect can be obtained.
[0068]
(Third embodiment; VGRS; parallel communication)
Next, a third embodiment in which the present invention is embodied in a variable gear ratio steering system (VGRS) will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the control target is not the electric motor of the electric power steering device but the electric motor of the variable gear ratio steering system. Therefore, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
[0069]
As shown in FIG. 7, one end of a first steering shaft 53 is connected to a steering wheel (hereinafter, referred to as a handle 52) of the variable gear ratio steering system 51, and the other end of the first steering shaft 53 is connected to the other end. Is connected to the input side of the variable gear ratio unit 54. One end of a second steering shaft 55 is connected to the output side of the variable gear ratio unit 54, and the other end of the second steering shaft 55 is connected to the input side of a steering gear box 56. The steering gear box 56 includes a pinion gear (not shown), and the pinion gear meshes with a rack shaft 57. The rotational motion input to the second steering shaft 55 is transmitted to the rack shaft 57 via the pinion gear, and is converted into the axial motion of the rack shaft 57.
[0070]
The variable gear ratio unit 54 includes a speed reducer 58 that operatively connects the first steering shaft 53 and the second steering shaft 55, and an electric motor 59 that drives the speed reducer 58. By the driving of the electric motor 59, the transmission ratio (steering gear ratio) between the first steering shaft 53 and the second steering shaft 55 changes via the speed reducer 58. Incidentally, in the case of the rack and pinion type electric power steering device 1 in the present embodiment, the steering gear ratio is a ratio between the total rotation angle (from lock to lock) of the handle 7 and the turning angle of the wheel (steered wheel). Say.
[0071]
As shown in FIG. 8, the variable gear ratio steering system 51 includes a steering angle sensor 61 for detecting a rotation angle of the first steering shaft 53 (ie, the steering angle θh) and a rotation angle (ie, output) of the second steering shaft 55. An output angle sensor 62 for detecting the angle θp) is provided. The variable gear ratio steering system 51 includes a vehicle speed sensor 63 for detecting a vehicle speed V and a rotation angle sensor 64 for detecting a rotation angle (electric angle) of the electric motor 59.
[0072]
The steering angle θh detected by the steering angle sensor 61, the output angle θp detected by the output angle sensor 62, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 63, and the rotation angle θm of the electric motor 59 detected by the rotation angle sensor 64 are: Each is sent to the control device 65 of the variable gear ratio steering system 51. The control device 65 controls the driving of the electric motor 59 based on the steering angle θh, the output angle θp, the vehicle speed V, and the rotation angle θm.
[0073]
That is, the first MPU 21 of the control device 65 refers to the motor rotation angle characteristic map (not shown) stored in advance in the first ROM 23 (see FIG. 1) based on the steering angle θh and the vehicle speed V to change the gear. A motor rotation angle command value (motor angle command value) of the electric motor 59 in the ratio variable unit 54 is calculated. The motor rotation angle characteristic map shows a change in the motor rotation angle command value with an increase in the vehicle speed V, and the motor rotation angle command value is uniquely determined according to the vehicle speed V.
[0074]
The first MPU 21 sends all bits (8 bits) of the calculated motor command value (motor rotation angle command value) A to the second MPU 22 via the parallel communication line Lc (see the flowchart of FIG. 3A). Then, the second MPU 22 receives the motor command value A sent by the parallel communication line Lc, and performs the above-described change amount limiting process (S202 to S204 and S207 in FIG. 3B) on the motor command value A. Apply. The second MPU 22 adopts the motor command value after the change amount guard processing as a regular motor command value Y, and controls the drive of the electric motor 3 based on the motor command value Y (flowchart in FIG. 3B). reference).
[0075]
At this time, the rotation angle θm of the electric motor 59 detected by the rotation angle sensor 64 is returned to the second MPU 22. Then, the second MPU 22 performs feedback control on the motor current so that the motor rotation angle command value calculated by the first MPU 21 matches the actual rotation angle θm of the electric motor 59.
[0076]
By setting the transmission ratio (steering gear ratio) according to the vehicle speed V, the steering performance of the steering wheel 7 is improved. For example, when the vehicle is stopped or running at low speed, the steering gear ratio is set such that the output angle θp of the variable gear ratio unit 54 becomes larger than the steering angle θh of the steering wheel 7. As a result, it is possible to turn with less steering operation. Further, the steering gear ratio is set such that the output angle θp of the variable gear ratio unit 54 becomes smaller than the steering angle θh of the steering wheel 7 during high-speed running. As a result, a gentle and stable vehicle response is realized.
[0077]
Therefore, according to the present embodiment, in the system in which the motor angle command value (specifically, the motor rotation angle command value) is used as the motor command value, (1) and (2) of the first embodiment are used. ) The same effect as that of the second effect can be obtained. Further, the control device 65 can be applied to another system for controlling the angle of the motor (position control).
[0078]
(Fourth embodiment; machine tool (NC); parallel communication)
Next, a fourth embodiment in which the present invention is embodied in an NC machine tool will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the control target is not the electric motor of the electric power steering device but the table feed electric motor of the NC machine tool. Therefore, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
[0079]
As shown in FIG. 9, a ball screw 73 is rotatably supported on a fixed table 72 of an NC machine tool 71 via a bearing (not shown). An outer end of the ball screw 73 is connected to an electric motor for feeding. 74 is connected to the output shaft via a coupling (not shown). A nut 75 is screwed into the ball screw 73. The nut 75 can be advanced and retracted with the forward and reverse rotation of the ball screw 73. A headstock 77 is provided on an upper surface of the nut 75 via a moving table 76 so as to be integrally movable. A spindle motor 78 is fixed to the headstock 77, and a spindle 79 is operatively connected to an output shaft of the spindle motor 78. A tool 80 such as a tap is attached to the tip of the main shaft 79.
[0080]
Therefore, when the feed electric motor 74 is driven, the rotation of the ball screw 73 causes the nut 75 to reciprocate along the ball screw 73, and accordingly, the moving table 76 also moves in the direction along the axis of the ball screw 73 ( (Arrow direction shown in FIG. 9). When the spindle motor 78 is driven, the tool 80 rotates forward and backward together with the spindle 79.
[0081]
The NC machine tool 71 includes a feed motor rotation angle sensor 81 that detects the rotation angle θms of the feed electric motor 74, and a spindle motor rotation angle sensor 82 that detects the rotation angle θmp of the spindle motor 78. The rotation angle θms and the rotation angle θmp detected by the feed motor rotation angle sensor 81 and the main shaft motor rotation angle sensor 82 are sent to the control device 91 of the NC machine tool 71, respectively.
[0082]
As shown in FIG. 10, the control device 91 includes a first MPU 21, a second MPU 22, a feed motor drive device 92, a spindle motor drive device 93, and a PLO (programmable logic control device) 94. This PLO 94 is connected to the first MPU 21. An input / output device (operation panel) 95 is connected to the PLO 94. The PLO 94 has a sequencer function, determines and selects an NC program to be executed by the first MPU 21, and causes the first MPU 21 to execute the NC program according to a predetermined program command.
[0083]
That is, the first MPU 21 controls the motor command value (motor angle command value; feed amount of the moving table 76) for the feed electric motor 74 and the spindle motor based on a predetermined program command from the PLO 94 at each predetermined control cycle. The motor command value for 78 (motor angular speed command value; rotational angular speed of the main shaft 79) is calculated.
[0084]
The first MPU 21 sends all bits (8 bits) of the calculated motor command value (motor angle command value and motor angular velocity command value) A to the second MPU 22 via the parallel communication line Lc (see the flowchart of FIG. 3A). ). Then, the second MPU 22 receives the motor command value A sent by the parallel communication line Lc, and performs the above-described change amount limiting process (S202 to S204 and S207 in FIG. 3B) on the motor command value A. Apply. The second MPU 22 adopts the motor command value after the change amount guard processing as a normal motor command value Y, and controls the drive of the feed electric motor 74 and the main shaft motor 78 based on the motor command value Y. (Refer to the flowchart of FIG. 3B).
[0085]
At this time, the rotation angle θms detected by the feed motor rotation angle sensor 81 and the rotation angle θmp detected by the main shaft motor rotation angle sensor 82 are respectively fed back to the second MPU 22. The second MPU 22 feedback-controls the motor currents of the feed electric motor 74 and the spindle motor 78 based on the rotation angles θms and θmp. That is, the second MPU 22 controls the feed electric motor 74 and the main shaft so that the motor command values (motor angle command value and motor angular velocity command value) and the actual motor rotation angles (electrical angles) θms and θmp respectively match. Drive motors 78 are respectively controlled.
[0086]
Therefore, according to the present embodiment, in a system in which the motor angle command value and the motor angular velocity command value are used as the motor command value, the same effects as (1) and (2) of the first embodiment are obtained. The effect can be obtained. Further, the control device 91 can be applied to another system for controlling the speed (angular speed) of the motor.
[0087]
(Another example)
The above-described embodiment may be modified and implemented as follows.
In the third embodiment, as shown in FIG. 11, the parallel communication line Lc may be replaced with a serial communication line Lcs. Even in this case, the same effect as in the third embodiment can be obtained.
[0088]
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 12, the parallel communication line Lc may be replaced with a serial communication line Lcs. Even in this case, the same effect as in the fourth embodiment can be obtained.
[0089]
In the first to sixth embodiments, the first MPU 21 and the second MPU 22 are provided in the same control device 2, 65, 91, respectively. For example, the first MPU 21 is provided in the control device 2, 65, 91. May be provided outside. By doing so, the size of the control devices 2, 65, 91 can be reduced.
[0090]
In the first to third embodiments, the function of the first MPU 21 may be performed by an MPU of a system other than the electric power steering device 1 and the variable gear ratio steering system 51. For example, in a vehicle system in which the electric power steering device 1, the variable gear ratio steering system 51, and SC (stability control; stability control) are combined for integrated control, an integrated control ECU (IC) for integrated control of the vehicle system is provided. An electronic control unit) calculates a motor command value. Then, the calculation result is sent to the second MPU 22 by, for example, CAN (Controller Area Network) communication (ie, in-vehicle LAN). Motor current control is performed based on the calculation result (motor command value), and drive control of the electric motor 3 of the electric power steering device 1 and the electric motor 59 of the variable gear ratio steering system 51 is performed. By doing so, the size of the control devices 2 and 65 can be reduced.
[0091]
In the present embodiment, each of the first MPU 21 and the second MPU 22 is an 8-bit system, but may be a system having an arbitrary number of bits such as a 16-bit system.
[0092]
(Note)
Next, technical ideas that can be grasped from the embodiment and other examples will be additionally described below.
A motor provided in the steering system of the vehicle so as to be capable of transmitting torque to generate a steering assist torque, a motor driving means for driving the motor, and a motor control for driving and controlling the motor by energizing the motor driving means An electric power steering device comprising: a motor control device according to claim 1;
[0093]
A steering control device for a vehicle including a transmission ratio variable mechanism that changes a transmission ratio between a steering angle of a steering wheel and a steering angle of a steered wheel, wherein the steering angle sensor detects a steering angle of the steering wheel. A vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed, an electric motor for driving the transmission ratio variable mechanism, and the transmission ratio set based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor, and based on a steering angle detected by a steering angle sensor. A variable gear ratio steering system comprising a motor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the variable gear ratio steering system includes a control unit for controlling the electric motor.
[0094]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the amount of change between the current motor command value and the previous motor command value is limited to a predetermined value or less, a sudden change in the motor command value is suppressed, It is possible to ensure the reliability of the motor drive control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram of a motor control device according to the first embodiment.
FIG. 3A is a flowchart illustrating a process of transmitting data by a first MPU according to the first embodiment;
FIG. 4B is a flowchart illustrating a process when the second MPU receives data in the first embodiment.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a state of a change in a motor command value by a change amount guard process in the first embodiment.
FIG. 5 is a circuit diagram of a motor control device according to a second embodiment.
FIG. 6A is a flowchart illustrating a part of a process at the time of data transmission of a first MPU according to the second embodiment;
(B) is a flowchart showing a part of a process at the time of data reception of the second MPU in the second embodiment.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a variable gear ratio steering system according to a third embodiment.
FIG. 8 is a circuit diagram of a motor control device according to a third embodiment.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an NC machine tool according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is a circuit diagram of a motor control device according to a fourth embodiment.
FIG. 11 is a circuit diagram of a motor control device according to another embodiment.
FIG. 12 is a circuit diagram of a motor control device according to another embodiment.
FIG. 13 is a circuit diagram of a first conventional motor control device.
FIG. 14A is a flowchart showing a process at the time of data transmission of a first conventional MPU,
(B) is a flowchart showing processing at the time of data reception of the first conventional second MPU.
FIG. 15 is a timing chart showing the occurrence of garbled data.
FIG. 16 is a circuit diagram of a second conventional motor control device.
FIG. 17 (a) is a flowchart showing processing of the second conventional first MPU when transmitting data,
10B is a flowchart illustrating a process performed by the second conventional MPU when receiving data.
[Explanation of symbols]
3,59,74,78 ... electric motor,
2, 65, 91: a control device constituting a motor control device;
21 ... First MPU,
22 ... the second MPU,
43 ... Low-pass filter,
A: Current motor command value
Lc: parallel communication line,
Lcs: Serial communication line,
P: predetermined value (maximum allowable change amount of the change amount of the motor command),
X: Previous motor command value,
Y: Regular motor command value,
Δ: the amount of change in the motor command value.

Claims

A first MPU that calculates a motor command value, a second MPU that drives and controls a motor based on the motor command value calculated by the first MPU, and a first MPU and a second MPU. In the motor control device provided with a communication line to be connected, the second MPU includes a change amount limit that limits a change amount between a current motor command value and a previous motor command value to a predetermined value or less. Motor control device with means.

The change amount limiter is a change amount calculator that calculates a change amount between a current motor command value and a previous motor command value,
Change amount determining means for determining whether the change amount of the motor command value calculated by the change amount calculating means is equal to or less than a predetermined value assumed in advance,
When the change amount determining means determines that the change amount of the motor command value exceeds the predetermined value, the change amount of the motor command value calculated by the change amount calculating means, the previous motor command value, and the 2. The motor control device according to claim 1, further comprising: a motor command value calculation unit configured to calculate a new motor command value based on the assumed change amount of the motor command value. 3.

3. The motor control device according to claim 1, wherein the motor command value is at least one of a motor current command value, a motor angular velocity command value, and a motor angle command value. 4.