JP2010143458A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特に第1制御部及び第2制御部等の複数の制御部で構成されるシステムに通信速度の異なる2系統以上の通信を行う通信路を設けることによって、データ通信の信頼性向上を図るようにした電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus in which a steering assist force by a motor is applied to a steering system of a vehicle, and in particular, to a system composed of a plurality of control units such as a first control unit and a second control unit. The present invention relates to an electric power steering apparatus in which the reliability of data communication is improved by providing communication paths that perform communication of two or more different systems.
車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク(操舵補助力)を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)制御のデュ−ティ比の調整で行っている。 An electric power steering device for energizing a vehicle steering device with an auxiliary load by a rotational force of a motor energizes an auxiliary load to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer. It is supposed to be. Such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of motor current in order to accurately generate assist torque (steering assist force). In the feedback control, the motor applied voltage is adjusted so that the difference between the current command value and the detected motor current is small. Generally, the adjustment of the motor applied voltage is a duty of PWM (pulse width modulation) control. This is done by adjusting the tee ratio.
電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図5に示して説明すると、ステアリングホイール1のコラム軸2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4A及び4B、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイロッド6に連結されている。コラム軸2には、ステアリングホイール1の操舵トルクを検出するトルクセンサ10が設けられており、ステアリングホイール1の操舵力を補助するモータ20が減速ギア3を介してコラム軸2に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット30には、バッテリ13から電力が供給されると共に、イグニションキー11を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクTと車速センサ12で検出された車速Vとに基づいてアシスト(操舵補助)指令の電流指令値Iの演算を行い、演算された電流指令値Iに基づいてモータ120に供給する電流を制御する。
The general configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. 5. The column shaft 2 of the
このような電動パワーステアリング装置の制御装置において、動作の相互監視と情報の分散処理によってシステムの信頼性を向上すると共に、CPUやMCU(Micro Controller Unit)若しくはMPU(Micro Processor Unit)の処理負荷を軽減する目的で、第1制御部及び第2制御部の2つのCPU又はMCUでコントロールユニット30を構成する制御装置が出現している。そして、演算情報と動作状況との情報交換を高速かつリアルタイムに行うことにより、通信の高速化とソフトウェアの処理負荷の問題を解決するため、第1制御部と第2制御部間のデータ通信をシリアル通信で行う制御装置が提案されている。
In such a control device for an electric power steering apparatus, the reliability of the system is improved by mutual monitoring of operations and distributed processing of information, and the processing load of the CPU, MCU (Micro Controller Unit) or MPU (Micro Processor Unit) is increased. For the purpose of mitigation, a control device has appeared that constitutes the
図6はその一例を示しており、コントロールユニット30は、トルクセンサ10からの操舵トルクT及び車速センサ12からの車速V等に基づいてモータ電流指令値を演算する第1制御部31Aと、この第1制御部31Aにより算出されたモータ電流指令値に基づいて、モータ駆動部33を介してモータ20を駆動する第2制御部32Aとを備えている。本例ではモータ20が3相(U,V,W)になっているため、モータ駆動部33も3相ブリッジ回路となっており、U相のFET31U及び32U、V相のFET31V及び32V、W相のFET31W及び32Wで構成されている。また、モータ20の各相電流IU、IV、IWは電流検出部34の電流検出器34U、34V、34Wで検出され、それぞれ第2制御部32Aにフィードバックされている。第2制御部32Aは、生成した各相モータ電流指令値と電流検出部34からのモータ電流Iu、Iv、Iwとの偏差がそれぞれ0となるように、モータ駆動部33を介してモータ20を制御する。更に、第1制御部31Aと第2制御部32Aとの間は、シリアルポートを介したシリアル通信路35により相互接続されている。
FIG. 6 shows an example. The
このような構成において、第1制御部31Aは、先ずトルクセンサ10により検出された操舵トルクT及び車速センサ12により検出された車速Vを読込んでモータ電流指令値を演算し、演算したモータ電流指令値をシリアル通信路35により第2制御部32Aへ送信する。モータ電流指令値は、シリアルに1ビットずつ順次第2制御部32Aへ送信される。
In such a configuration, the
一方、第2制御部32Aにおいては、先ずシリアル通信が正常に行われているか否か、例えばチェックサム等によりシリアル通信の正常或いは異常を判定する。そして、シリアル通信が正常に行われていると判定した場合、第2制御部32Aはシリアル通信路35により送信されたモータ電流指令値を受信し、この受信したモータ電流指令値に基づいてモータ駆動部33を介してモータ20を駆動制御する。また、シリアル通信が正常に行われていない異常と判定した場合、第2制御部32Aはモータ20の駆動制御を停止する。即ち、シリアル通信が異常の場合には、第2制御部32Aへのデータ送信が途切れ、第2制御部32Aはモータ電流指令値(目標値)を認識できない認識不能の状態となる。そして、モータ電流指令値が不明な状態でモータ20が駆動制御された場合、モータ20は予期しない挙動を示す恐れがあるため、モータ20の駆動制御を停止する。
On the other hand, in the
しかし、シリアル通信が正常に行われているか否かを判定するために、チェックサムやCRC(Cyclic Redundancy Check)等のチェックコードを生成して照合演算を行っていたのでは、ソフトウェアの処理負荷が大きくなってしまうという問題がある。 However, in order to determine whether or not serial communication is normally performed, if a check code such as a checksum or CRC (Cyclic Redundancy Check) is generated to perform a collation operation, the processing load of the software is reduced. There is a problem that it gets bigger.
この問題を解決するための電動パワーステアリング装置の制御装置が、特開2007−161141号公報(特許文献1)に開示されている。特許文献1に記載の装置では、シリアル通信によりデータを第1MCUから第2MCUに送信する際に、第1MCUで元のデータと反転したデータを生成して、反転データを第2MCUに送信するようにしている。第2MCUにおいて、送信されてきた反転データを再度反転して、送信されてきた元のデータと比較し、両データが一致すれば正常であると判定して通信完了とする。一方、両データが一致しない場合には異常が生じているので、所定の異常処理を実行するようにしている。
A control device for an electric power steering apparatus for solving this problem is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-161141 (Patent Document 1). In the apparatus described in
また、特開2004−173370号公報(特許文献2)には、第1MPUと第2MPUによってモータを制御し、第1MPUと第2MPUとの間にシリアル通信ライン及びパラレル通信ラインを設けたモータ制御装置が開示されている。第1MPUは、シリアル通信ライン及びパラレル通信ラインによってモータ指令値を第2MPUに伝送する。第2MPUはシリアル通信が正常に行われていると判断したときは、シリアル通信ラインにより送られてきたモータ指令値を受信するようにし、一方、シリアル通信が正常に行われていないと判断したときは、パラレル通信ラインにより送られてきたモータ指令値を受信するようにしている。
従来の電動パワーステアリング装置では、通信路に故障が生じた場合或いはノイズにより発生する通信エラーが発生した場合に、直ちにモータ制御を停止する必要があるという問題がある。特に高速通信(例えば60kbps)はノイズの影響を受けやすく、従来の高速通信を目的とした装置では、上記のような故障や通信エラー発生の頻度が高く、ステアリング装置を操舵する際に運転者が違和感を持つ事が想定される。 The conventional electric power steering apparatus has a problem that it is necessary to stop the motor control immediately when a failure occurs in the communication path or when a communication error occurs due to noise. In particular, high-speed communication (for example, 60 kbps) is easily affected by noise, and in the conventional device for high-speed communication, the frequency of occurrence of the above-described failures and communication errors is high. It is assumed to have a sense of incongruity.
特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置によれば、シリアル通信に異常が生じていると判定した場合、モータ制御を停止して所定の異常処理を行うようにしているが、所定の異常処理の内容については具体的に開示されていない。
According to the control device of the electric power steering device described in
また、特許文献2に記載のモータ制御装置は、シリアル通信が正常に行われていないと判断されたとき、パラレル通信ラインにより送られてきたモータ指令値を受信するようにしている。しかし、パラレル通信ラインにより送られてきたモータ指令値は、通常時のシリアル通信ラインにより送られるモータ指令値に比べて精度が落ちるという問題がある。 Further, the motor control device described in Patent Document 2 receives a motor command value sent via a parallel communication line when it is determined that serial communication is not normally performed. However, there is a problem that the motor command value sent through the parallel communication line is less accurate than the motor command value sent through the normal serial communication line.
本発明は上述のような事情によりなされたものであり、本発明の目的は、モータを第1制御部及び第2制御部の複数の制御部で分散制御してシステムの安全性を向上させると共に、通信速度の異なる2系統以上の通信路を設け、いずれかの通信路に異常(故障を含む)が発生した場合でも、異常が発生した通信路以外の他の通信路によって、モータ制御を継続できるようにした電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to improve the safety of the system by controlling the motor by a plurality of control units of the first control unit and the second control unit. , Provide two or more communication paths with different communication speeds, and continue to control the motor with another communication path other than the communication path where the abnormality occurred even if an abnormality (including a failure) occurs in any of the communication paths An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can be used.
本発明は、少なくとも操舵トルクに基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、モータの電流値及び前記電流指令値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与する前記モータを駆動制御するモータ駆動制御部とを具備すると共に、前記電流指令値演算部及び前記モータ駆動制御部が相互に通信可能な第1制御部及び第2制御部で構成されている電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記第1制御部と前記第2制御部との間に、通信速度の異なる2系統以上の通信路を設けてデータ通信を行い、前記2系統以上の通信路の内いずれかの通信路に異常が発生した場合でも、前記異常が発生した通信路以外の他の通信路によって前記データ通信を継続することにより達成される。 The present invention drives and controls a current command value calculation unit that calculates a current command value based on at least a steering torque, and a motor current value and a motor that applies a steering assist force to a steering mechanism based on the current command value. The present invention relates to an electric power steering apparatus that includes a motor drive control unit and includes a first control unit and a second control unit in which the current command value calculation unit and the motor drive control unit can communicate with each other. The above object is to provide data communication by providing two or more communication paths having different communication speeds between the first control section and the second control section, and one of the two or more communication paths. This is achieved by continuing the data communication through a communication path other than the communication path where the abnormality has occurred even when an abnormality occurs in the communication path.
本発明の上記目的は、前記2系統以上の通信路が、高速シリアル通信が可能である高速通信路と、低速シリアル通信が可能である低速通信路とで構成されていることによって、或いは前記第2制御部は、通常時は前記高速通信路によるデータ通信によって受信したデータを用いて前記モータの制御を行うことによって、或いは前記第1制御部及び前記第2制御部は前記高速通信路によるデータ通信における異常を検出する異常検出部を備え、前記異常検出部が前記異常を検出した場合、前記第2制御部は前記低速通信路によるデータ通信によって受信したデータを用いて前記モータの制御を行うことによって、或いは前記異常検出部が前記異常を検出しなくなったときに、前記第2制御部は前記高速通信路によるデータ通信によって受信したデータを用いて前記モータの制御を行うことによって、或いは前記低速通信路で前記データ通信を行う場合、前記第1制御部は前記第2制御部に送信するセンサ信号を、前記第2制御部で処理が行われる時間に合わせて推定する推定処理を行うことによって、或いは前記高速通信路のシリアル通信速度が60kbps以上であることによって、或いは前記低速通信路のシリアル通信速度が9.0kbps程度であることによって、より効果的に達成される。 The object of the present invention is that the two or more communication channels are configured by a high-speed communication channel capable of high-speed serial communication and a low-speed communication channel capable of low-speed serial communication, or 2 The control unit normally controls the motor using data received by data communication through the high-speed communication path, or the first control unit and the second control unit use the data through the high-speed communication path. An abnormality detection unit for detecting an abnormality in communication is provided, and when the abnormality detection unit detects the abnormality, the second control unit controls the motor using data received by data communication through the low-speed communication path. Or when the abnormality detection unit no longer detects the abnormality, the second control unit has received the data communication through the high-speed communication path. The first control unit transmits a sensor signal transmitted to the second control unit to the second control unit by controlling the motor using a data or when performing the data communication through the low-speed communication path. The estimation processing is performed according to the time at which the processing is performed, or the serial communication speed of the high-speed communication path is 60 kbps or higher, or the serial communication speed of the low-speed communication path is about 9.0 kbps. It is achieved more effectively by being.
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、モータを制御するためのCPUやMCU等で成る第1制御部と第2制御部との間に通信速度の異なる2系統以上の通信路を設けているため、高速通信路に異常が発生した場合でも、異常発生していない他の通信路を用いることによってモータ制御を継続させることができる。このため、電動パワーステアリング装置のモータ制御システムにおける安全性の向上を実現することができる。 According to the electric power steering device of the present invention, two or more communication paths having different communication speeds are provided between the first control unit and the second control unit, which are composed of a CPU, MCU, or the like for controlling the motor. Therefore, even when an abnormality occurs in the high-speed communication path, motor control can be continued by using another communication path in which no abnormality has occurred. For this reason, the improvement of the safety | security in the motor control system of an electric power steering apparatus is realizable.
また、通信速度9.0kbps程度の低速通信は、通信速度60kbps以上の高速通信に比べてノイズの影響を受けにくいため、異常発生時に低速通信路を用いることは、システムの安全性を向上させる上で効果的である。 In addition, since low-speed communication at a communication speed of about 9.0 kbps is less susceptible to noise than high-speed communication at a communication speed of 60 kbps or higher, using a low-speed communication path when an abnormality occurs improves the safety of the system. It is effective.
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、少なくともステアリングシャフトに発生する操舵トルク及び車速に基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、モータの電流値及び電流指令値に基づいてステアリング機構に操舵アシストを付与するモータを駆動制御するモータ駆動制御部とを具備すると共に、電流指令値演算部及びモータ駆動制御部が相互に通信可能な第1制御部及び第2制御部で構成されており、第1制御部と第2制御部との間には通信速度の異なる2系統以上の通信路を設けてデータ通信を行う。2系統以上の通信路の内いずれかの通信路で異常が発生した場合でも、異常発生していない他の通信路を用いてデータ通信を行うようにするので、モータ制御を継続させることができ、電動パワーステアリング装置のモータ制御システムにおける安全性の向上を実現することができる。 An electric power steering apparatus according to the present invention includes a current command value calculation unit that calculates a current command value based on at least a steering torque and a vehicle speed generated in a steering shaft, and a steering mechanism based on a current value and a current command value of a motor. A motor drive control unit that drives and controls a motor that gives steering assist, and a current command value calculation unit and a motor drive control unit are configured by a first control unit and a second control unit that can communicate with each other. The data communication is performed by providing two or more communication paths having different communication speeds between the first control unit and the second control unit. Even if an abnormality occurs in any one of two or more communication paths, data communication is performed using another communication path in which no abnormality has occurred, so that motor control can be continued. Thus, it is possible to improve safety in the motor control system of the electric power steering apparatus.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の構成例を図6に対応させて示す図である。本発明では、モータ電流指令値を演算するCPUやMPU等で成る第1制御部31と、電流指令値及び計測されたモータ電流値Iu、Iv、Iwに基づいてモータ20を制御するCPUやMPU等で成る第2制御部32とを具備しており、モータ20には、ロータの回転位置を示す電気角であるモータ回転角θmを検出するモータ回転角センサ(図示せず)が取り付けられている。検出されたモータ回転角θmは第2制御部32に入力され、角速度の算出等に利用される。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the present invention corresponding to FIG. In the present invention, a
第1制御部31にはトルクセンサ10からの操舵トルクT及び車速センサ12からの車速Vがそれぞれ入力され、第1制御部31は、少なくとも入力された操舵トルクT及び車速Vに基づいてモータ駆動のためのモータ電流指令値を演算する。また、第2制御部32には、モータ回転角センサからモータ回転角θmが入力され、電流検出部34で計測されたモータ電流Iu、Iv、Iwが入力される。モータ駆動装置33のFET31U及びFET32U間の接続点33Uはモータ20のU相巻線に接続され、FET31V及びFET32V間の接続点33Vはモータ20のV相巻線に接続され、FET31W及びFET32W間の接続点33Wはモータ20のW相巻線に接続されている。第2制御部32はPI制御、慣性等の各種補償、PWM制御等を経て、モータ駆動のための制御指令をモータ駆動装置33に供給する。
The
電流検出部34は、モータ駆動装置33からモータ20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相電流検出部34U、V相電流検出部34V及びW相電流検出部34Wを備えている。U相電流検出部34U、V相電流検出部34V及びW相電流検出部34Wで検出されたU相励磁電流Iu、V相励磁電流Iv及びW相励磁電流Iwはそれぞれ第2制御部32にフィードバックされている。
The
第1制御部31と第2制御部32との間には、データの通信を行うために通信速度の異なる2系統の通信路として高速通信路36及び低速通信路37が設けられており、本例では高速通信路36では通信速度60kbps以上の高速シリアル通信が行われ、低速通信路37では通信速度9kbps程度の低速シリアル通信が行われるようになっている。高速通信路36を用いた高速シリアル通信によるデータ通信、及び低速通信路37を用いた低速シリアル通信によるデータ通信は常時行われている。第2制御部32は、通常時は高速シリアル通信によって送信されるデータを使用する。第1制御部31及び第2制御部32は、高速シリアル通信の異常(故障を含む)を検出する異常検出部(若しくは異常検出機能)を備えており、異常検出部で異常を検出した場合には、第2制御部32は低速シリアル通信によって送信されるデータを使用する。通信異常の検出は、ハードウェア又はソフトウェアで行うことができる。第2制御部32が低速シリアル通信によって送信されるデータを使用している間も高速シリアル通信は継続されており、異常検出部において高速シリアル通信の異常が検出されなくなったときには、再度第2制御部32は高速シリアル通信によって送信されるデータを使用する。
Between the
第1制御部31と第2制御部32において行われる制御の動作例を、図2のフローチャートを参照して説明する。
An operation example of control performed in the
第1制御部31は先ずトルクセンサ10により検出された操舵トルクTと車速センサ12で検出された車速Vを読み込み(ステップS10)、これらのセンサ信号に基づいてモータ電流指令値の演算を行う(ステップS11)。演算されたモータ電流指令値は、高速通信路36を用いた高速シリアル通信及び低速通信路37を用いた低速シリアル通信によって第2制御部32に送信されるが(ステップS12)、通常時において第2制御部32は、高速シリアル通信によって送信されるモータ電流指令値を使用する(ステップS20)。このモータ電流指令値に基づいてモータ20の制御を行う(ステップS21)。
The
即ち、異常発生のない通常時は、第2制御部32は高速通信路36を用いた高速シリアル通信によって送信されるデータを用いる。高速シリアル通信では図3(A)に示されるように、データ通信に要する時間が短いため、第1制御部31においてセンサ信号が読み込まれる毎にモータ電流指令値が演算され、そのモータ電流指令値が第2制御部32に送信される。第2制御部32は、第1制御部31から送信されたモータ電流指令値を受信して、そのモータ電流指令値に基づいてモータ20を制御する動作を繰り返す。
That is, during normal times when no abnormality occurs, the
一方、第1制御部31及び第2制御部32には異常検出部が備えられており、高速通信路36による高速シリアル通信に異常が発生した場合に、第1制御部31及び第2制御部32において異常が検出されるようになっている(ステップS13及びステップS22)。つまり、一方で通信異常が発生すると、他方もハードウェア上通信異常が発生する。これ以降は、高速シリアル通信の異常が検出されなくなるまで、第1制御部31及び第2制御部32間の制御は、低速通信路37による低速シリアル通信によって行う。
On the other hand, the
高速通信路36の異常発生後においても、第1制御部31は先ず操舵トルクT及び車速Vを読み込む(ステップS14)。低速シリアル通信の場合、第1制御部31からデータを送信した時間と第2制御部32でデータが受信される時間との間に差が生じ、この誤差が無視できなくなる。そこで、第1制御部31は、読み込んだセンサ信号から、第2制御部32でデータが受信される時間のセンサ信号を推定し(ステップS15)、推定されたセンサ信号からモータ電流指令値を演算し(ステップS16)、演算されたモータ電流指令値を低速通信路37の低速シリアル通信で第2制御部32に送信する(ステップS17)。
Even after the occurrence of an abnormality in the high-
第2制御部32は低速シリアル通信によって送信されたモータ電流指令値を使用し(ステップS23)、このモータ電流指令値に基づいてモータ20の制御を行う(ステップS24)。以降は、低速通信路37による低速シリアル通信によるモータ20の制御が継続される。
The
即ち、異常発生後は、第2制御部は低速通信路37を用いた低速シリアル通信によって送信されるデータを用いる。低速シリアル通信では図3(B)に示されるように、第1制御部31でデータを送信する時間と第2制御部32でデータを受信する時間との差を無視できないため、センサ信号が読み込まれると読み込まれたセンサ信号に基づいて、データが送信され第2制御部32で受信される時間におけるセンサ信号を推定し、推定されたセンサ信号に基づいてモータ電流指令値を演算し、そのモータ電流指令値を低速通信路37で第2制御部32に送信する。第2制御部32は、第1制御部31から送信されたモータ電流指令値を受信して、そのモータ電流指令値に基づいてモータ20を制御する。低速通信路37を用いた場合、データ通信に要する時間を無視できないため、センサ信号が読み込まれる毎にモータ電流指令値の推定値を送信することはできない。そのため、第2制御部32は次にモータ電流指令値が受信されるまでの間、その前に受信されたモータ電流指令値の値に基づいてモータ制御を行う。
That is, after the occurrence of an abnormality, the second control unit uses data transmitted by low-speed serial communication using the low-
第2制御部32が低速通信路37を用いた低速シリアル通信によって送信されるデータを使用している間も、高速通信路36を用いた高速シリアル通信は行われている。異常検出部において高速シリアル通信の異常が検出されなくなった場合(ステップS18及びステップS25)、第1制御部31の制御はステップS10に戻り、第2制御部32の制御はステップS20に戻る。つまり、一方で通信異常が復帰すると、他方もハードウェア上通信異常が復帰する。そして、第2制御部32は、再度高速通信路37を用いた高速シリアル通信によって送信されるデータを使用するようになる。なお、通信異常が復旧しない場合は、通信異常が毎回発生する。
High-speed serial communication using the high-
異常検出部による高速シリアル通信の異常の検出は、例えばタイムアウトエラーやオーバーランエラーの有無に基づいて行う。異常検出部は、予め設定された所定時間内に次のデータ(ビット)が送られてこない場合に、タイムアウトエラーを検出する。データ受信中に次のデータが送られてきた場合には、異常検出部はオーバーランエラーを検出する。 The abnormality detection unit detects the abnormality of the high-speed serial communication based on, for example, the presence or absence of a timeout error or an overrun error. The abnormality detection unit detects a time-out error when the next data (bit) is not sent within a predetermined time set in advance. When the next data is sent during data reception, the abnormality detection unit detects an overrun error.
また、異常検出部はチェックサムによりシリアル通信エラーを検出するようにしても良い。この場合、第1制御部31はモータ電流指令値のチェックサムを計算し、このチェックサムを添付してデータを第2制御部32に送信する。第2制御部32は、送信されてきたモータ電流指令値からチェックサムを計算して、第1制御部31から送られてきたチェックサムと一致するか検査する。両者が異なる場合、高速シリアル通信に異常が発生していることが検出される。
In addition, the abnormality detection unit may detect a serial communication error using a checksum. In this case, the
或いは、特許文献1に記載されているように、第1制御部31で元のデータと反転したデータを生成して第2制御部32に送信し、第2制御部32で反転データを再度反転して元のデータと比較することによって、高速シリアル通信に異常が発生していることを検出するようにしても良い。
Alternatively, as described in
また、異常検出部を第2制御部32に設け、第1制御部31に低速通信路37で送信するようにしても良い。
In addition, an abnormality detection unit may be provided in the
図4は、センサ信号読み込みからモータ制御に至るまでの、各動作のタイミングを説明する図であり、図4(A)は高速通信路36を用いた場合を示し、図4(B)は低速通信路37を用いた場合を示している。
4A and 4B are diagrams for explaining the timing of each operation from sensor signal reading to motor control. FIG. 4A shows the case where the high-
図4(A)に示されるように、高速通信路36を用いる場合はデータ通信が短時間でできるため、センサ信号が読み込まれる毎に第1制御部31はモータ電流指令値を送信し、第2制御部32は送信されたモータ電流指令値を受信し、そのモータ電流指令値に基づいてモータ制御を行っている。
As shown in FIG. 4A, when the high-
低速通信路37を用いる場合はデータ通信に要する時間を無視できないため、図4(B)に示されるように第1制御部31はセンサ信号の推定を行う。推定処理(a)では、推定処理(a)が行われている間に読み込まれるセンサ信号に基づいて、時間(a)におけるセンサ信号の推定値を算出し、算出された値は暫定推定値(a)となる。操舵感に与える違和感を軽減するために推定許容範囲(a)を設けており、暫定推定値(a)が推定許容範囲(a)に含まれるか否かの判定を行う。本例の場合、暫定推定値(a)は推定許容範囲(a)に含まれるので、暫定推定値(a)を推定値(a)として、時間(a´)に推定値(a)に基づいて算出されたモータ電流指令値(a)を第2制御部32へ送信する。モータ電流指令値(a)は時間(a)に第2制御部32で受信され、第2制御部32は次に受信するモータ電流指令値(b)が送信されるまでの間、モータ電流指令値(a)に基づいてモータ制御を行う。
Since the time required for data communication cannot be ignored when the low-
次に第1制御部31は、推定処理(b)において、時間(b)におけるセンサ信号を推定する。図4(B)に示されるように、この推定処理(b)で算出された暫定推定値(b)は推定許容範囲(b)を超えているので、推定許容範囲(b)の上限を推定値(b)として、推定値(b)に基づいてモータ電流指令値(b)を算出する。そして、第1制御部31は時間(b´)にモータ電流指令値(b)を送信し、第2制御部32は時間(b)にモータ電流指令値(b)を受信する。第2制御部32は次に受信するモータ電流指令値(c)が送信されてくるまで、モータ電流指令値(b)に基づいてモータ制御を行う。
Next, the
以下同様の手順で推定処理(c)を行い、時間(c´)にモータ電流指令値(c)を第2制御部32に送信し、第2制御部32は時間(c)にモータ電流指令値(c)を受信して、モータ電流指令値(c)に基づいてモータ制御を行う。
Thereafter, the estimation process (c) is performed in the same procedure, the motor current command value (c) is transmitted to the
上述では、センサ信号として操舵トルクTを例に説明したが、車速Vや操舵角についても同様の処理を行う。 In the above description, the steering torque T is described as an example of the sensor signal, but the same processing is performed for the vehicle speed V and the steering angle.
低速通信路37を用いる場合に設けられた推定許容範囲は、操舵トルクTの変動率、操舵角速度等から運転者が車両との追従性を損なうことのない操舵感を得ることのできる範囲に設定される。この推定許容範囲は、車両の特性によって変化するため、車両毎に調節できるようになっている。
The estimated permissible range provided when using the low-
なお、本発明では、高速通信路36を用いた高速シリアル通信を行う場合には、第1制御部31においてセンサ信号が読み込まれる毎にモータ電流指令値(例えば4byte)が演算され、そのモータ電流指令値を第2制御部32に送信して、モータ20の制御を行うようにしている。このような制御を操舵感に違和感を与えることなく行うためには、1ms以内にモータ電流指令値が到達していれば良く、4byte/1ms=32bit/0.001s=32kbpsとなり、データ受信から制御する時間も必要であり、32kbpsの約倍、つまり約60kbps以上の速度が必要である。また、低速シリアル通信が、ノイズの影響を受けにくく、システムの安全性を向上させるものであるためには、低速通信路37で行われる低速シリアル通信の通信速度は9.0kbps程度であることが好ましい。通信速度はCPUやMCUの性能、或いは電動パワーステアリングの仕様によって異なってくることであり、本発明では少なくとも通信速度が異なる2系統(高速と低速)の通信路が具備されていれば良い。
In the present invention, when high-speed serial communication using the high-
また、上述の実施形態では、第1制御部31と第2制御部32の間に設けられる通信路を、高速通信路36と低速通信路37の2系統の通信路にしているが、第1制御部31と第2制御部32の間に設けられる通信路は、通信速度の異なる2系統以上、例えば3系統、4系統の通信路であっても良い。
In the above-described embodiment, the communication path provided between the
以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.
10 トルクセンサ
12 車速センサ
13 バッテリ
20 モータ
30 コントロールユニット
31、31A 第1制御部
32、32A 第2制御部
33 モータ駆動部
34 電流検出部
35 シリアル通信路
36 高速通信路
37 低速通信路
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1制御部と前記第2制御部との間に、通信速度の異なる2系統以上の通信路を設けてデータ通信を行い、前記2系統以上の通信路の内いずれかの通信路に異常が発生した場合でも、前記異常が発生した通信路以外の他の通信路によって前記データ通信を継続するようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A current command value calculation unit that calculates a current command value based on at least a steering torque; and a motor drive control unit that controls driving of the motor that applies a steering assist force to a steering mechanism based on the current value of the motor and the current command value In the electric power steering apparatus configured by a first control unit and a second control unit that can communicate with each other, the current command value calculation unit and the motor drive control unit,
Two or more communication paths with different communication speeds are provided between the first control section and the second control section to perform data communication, and one of the two or more communication paths is abnormal. Even if this occurs, the data communication is continued through a communication path other than the communication path in which the abnormality has occurred.
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