JP2015081013A - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メインマイコン10とサブマイコン11は、入力系データと、この情報の基づき演算された出力系データとを互いに送受信し、互いにそれらのデータ値を比較し、メインマイコン10は自己が異常と判定し、サブマイコン11は正常と判定した場合、サブマイコン11がモータ2を制御できるように信号を出力し、一方サブマイコン11は、メインマイコン10が異常と判定し、自己は正常と判定した場合、モータ2を制御するように自己の制御量信号を出力し、また、サブマイコン11は自己が異常で、メインマイコン10が正常と判断した場合、メインマイコンがモータ2を制御できるように信号を出力する。
【選択図】図2
Description
以下、この発明の実施の形態1を図に基づいて説明する。図1は電動パワーステアリング制御装置全体の回路構成図であり、1は制御ユニットであり、主にメインマイコン10、サブマイコン11、駆動回路12、電源リレー13、インターフェース回路14、15から構成されている。また、メインマイコン10とサブマイコン11は、相互に情報の授受を行うことができるように通信手段の一部を構成する通信ライン16が接続されている。2はハンドル(図示せず)の操舵力をアシストする電動モータ(以下、モータと称する)、3はハンドルの操舵力を検出するトルクセンサ、4は車速センサ、5はその他車両の情報を検出するセンサ、6はバッテリであり、これらが車両の各場所に搭載されている。各種情報を得るトルクセンサ3、車速センサ4、その他車両の情報を得るセンサ5は、制御ユニット1への入力手段となる。
ステップS15では異常があったため、その異常の内容に応じて出力が異なり、メインマイコン10が異常の場合、メインマイコンからはインターフェース回路14、15がサブマイコン11で駆動可能なようにHigh信号を連続出力する。一方、サブマイコンは自己の演算結果であるD2に基づきモータを制御するように制御信号を出力する。逆にサブマイコン11が異常でメインマイコンが正常と判定された場合は、S14の通常出力となる。
次に実施の形態2について説明する。実施の形態1においては、異常時は正常な前回値との差異が少ない方の値を優先的に使用することについて説明したが、正常な前回値より小さい値、つまりモータ回転制御をより抑える方の値を優先的に使用する方法でもよい。特に正常な前回値が高負荷領域の場合、よりモータ制御を抑制する方向の制御量となる方の値を選択する。逆に低負荷領域では前述の説明のように前回値との差が少ない方を選択するものであってもよい。高負荷領域とは、モータ能力、例えば電流、回転数が最大能力近傍、又は能力の半分以上の領域を意味している。この高負荷状態か否かの判別は、両マイコンの演算値、例えば目標モータ電流値C、又は制御信号値Dで簡単にできるものであることが望ましい。
次に実施の形態3について説明する。実施の形態1においては、両マイコンの一方が異常である場合を想定して対応策を説明してきたが、別の異常の発生モードも考慮しなければならない。まず両マイコンとも異常と判定する場合も存在する。例えば、センサ信号が断線したような場合、実施の形態1で説明した処理では両マイコンとも差異が発生せず、正常と判定される。しかし、このような異常は単一のマイコン、例えばメインマイコンのみで信号が入力されないことで異常を検出できるので問題はない。しかし、何かの影響で実施の形態1におけるA1、A2が共に異常をきたした場合には、両マイコンとも図3のフラグAがセットされる。さらに前回(n−1)と比較した結果、一方のマイコンのみがたまたま異常と判定されてしまい、適切な判定とならない可能性がある。
次に、別のメインマイコンとサブマイコンの異常判定方法について説明する。
(1) 一方のマイコンで異常を検出した場合、トルクセンサ3の左右方向と制御信号値Dの一致する方を正常とみなす。つまりハンドル操作方向に対してトルクが増加する方向の情報を得たにもかかわらず、制御信号が変化なし、又はアシスト力を減少する方向の結果が出たものは異常とし、制御信号の方向が一致しているマイコンが正常と判断するものである。
(2) トルクセンサ3の値の前回値との差分、及び制御信号値Dの前回値との差分をそれぞれ演算し、制御信号値の差分がトルクセンサの差分と比例関係にある方、又は同調関係にある方を正常とし、それ以外を異常と判断する。
(3) さらに上記(2)の差分が所定値以上の方を異常と判断する。
(4) 同様に前回値の差分の加速度を演算し、加速度同士を比較し比例関係、同調関係にある方を正常とし、それ以外を異常と判断する。
(5) 各信号値(センサ入力値A、B又は制御信号値D)が所定値以上の方を異常と判断する。この場合別の信号、例えば車速によりその所定値を可変してもよい。
(6) 制御信号値Dにおいて、通常の駆動モードでない方を異常とみなす。例えば駆動回路の直列接続されたスイッチング素子の両方をON制御する信号、又は、駆動回路のスイッチング素子をPWM制御するにもかかわらず、100%デューティ信号を出力しようとしている等々、予め決められた出力モードでない方を異常と判断する。
さらに両マイコンの判断の相違がある場合について考える。表1は、考え得る全部の可能性を表に表したものである。「メインマイコン」欄における「メインマイコンチェック」とは、自己自身をチェックした結果であり、「〇」は正常、「X」は異常を示している。また「サブマイコンチェック」とは、サブマイコンから送信されたデータをチェックした結果を示している。同様に「サブマイコン」欄における「メインマイコンチェック」とは、メインマイコンから送信されたデータをチェックした結果であり、「サブマイコンチェック」とは、自己自身のチェック結果である。「制御主体」とは、同行の結果となった場合どちらのマイコンで駆動を継続するかを示したものである。ここで「重大故障」とはどちらのマイコンも正常と判断しがたい状況であり、この場合は制御を中断することを示している。
前記サブマイコンにも前記電動モータを制御するために必要なセンサ情報が入力され、前記電動モータを駆動する駆動回路を制御する出力回路を有し、前記両マイコンは自己が保有する複数のデータ値を互いに送受信する通信手段を有し、各々のマイコンにおいて前記データ値を使用して異常を判定する異常判定手段を備え、前記メインマイコンは自己が異常と判定し、サブマイコンは正常と判定した場合、前記サブマイコンによって前記電動モータを制御できるようにメインマイコンは作動し、一方前記サブマイコンは、前記メインマイコンが異常と判定し、自己は正常と判定した場合、前記電動モータを自己が制御するため自己の制御量信号を前記出力回路から出力し、また、前記サブマイコンは自己が異常で、前記メインマイコンが正常と判断した場合、前記メインマイコンによって前記電動モータを制御できるように信号を前記出力回路から出力するものであって、両マイコンが送受信する情報は、入力手段から入力される入力情報とこの入力情報に基づき演算される出力用制御量の少なくとも2種類のデータ値を使用するものである。
Claims (8)
- 電動モータを制御するための制御ユニットを具備し、前記制御ユニットには、前記電動モータを制御するために必要なセンサ情報が入力され、また前記電動モータを駆動する駆動回路を制御する出力回路を有した主に制御を担うメインマイコンと、前記メインマイコンを監視するサブマイコンを備えた電動パワーステアリング制御装置において、
前記サブマイコンにも前記電動モータを制御するために必要なセンサ情報が入力され、前記電動モータを駆動する駆動回路を制御する出力回路を有し、前記両マイコンは自己が保有する複数のデータ値を互いに送受信する通信手段を有し、各々のマイコンにおいて前記データ値を使用して異常を判定する異常判定手段を備え、前記メインマイコンは自己が異常と判定し、サブマイコンは正常と判定した場合、前記サブマイコンによって前記電動モータを制御できるようにメインマイコンは作動し、一方前記サブマイコンは、前記メインマイコンが異常と判定し、自己は正常と判定した場合、前記電動モータを自己が制御するため自己の制御量信号を前記出力回路から出力し、また、前記サブマイコンは自己が異常で、前記メインマイコンが正常と判断した場合、前記メインマイコンによって前記電動モータを制御できるように信号を前記出力回路から出力することを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - サブマイコンはメインマイコンと比較し同等以下の機能、性能を有し、電動モータを制御するためのセンサ情報はメインマイコンへ入力される情報と比較し同等以下であり、両マイコンが共に正常と判断した場合、前記メインマイコンが優先的に前記電動モータを制御するように出力回路から制御信号を出力することを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 両マイコンが送受信する情報は、入力手段から入力される入力情報とこの入力情報に基づき演算される出力用制御量の少なくとも2種類のデータ値を使用することを特徴とする請求項2記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 異常判定手段は、正常時の前回データ値を格納し、比較した両マイコンの値に差異がある場合、前記正常な前回値との差異が大きい方を異常と判定することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 異常判定手段は、モータ制御が現在高負荷領域か否かを判定し、比較した両マイコンの値に差異があり、高負荷領域である場合、両者のデータ値の大きい方を異常と判定することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング制御装置。
- メインマイコンの異常判定手段は、自己の入力系データ値のみ異常と判定した場合、その入力系データ値にサブマイコンから受信したデータ値を使用して、モータ制御を続行することを特徴とする請求項3記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 異常検出手段は、両マイコンの入力手段であるトルクセンサの入力値と制御量信号との方向、前回値の差分同士の関係状況、又は前記それぞれの値の大きさに基づいて正常・異常を判断することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 両マイコンは、それぞれ自己と他方について正常か異常かの組合せとなるパターンを保有し、異常検出手段は、前記パターンに基づいて、どちらのマイコンで電動モータの駆動を継続するか、又は制御中止とするかを判断することを特徴とする請求項2記載の電動パワーステアリング制御装置。
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