JP2018038176A - Motor control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device.
複数系統の巻線を有するモータの動作を制御するモータ制御装置として、例えば、特許文献1に記載のものがある。
特許文献1には、車両のステアリング装置において、舵取機構に対して動力を付与するように、第1モータ巻線を有する第1モータ、及び第2モータ巻線を有する第2モータの2系統のモータの動作を制御する操舵制御装置を備えるものが開示されている。この操舵制御装置では、第1モータに対して電流を供給するように第1駆動回路と組み合わせて設けられる第1ECUにより構成される第1システムと、第2モータに対して電流を供給するように第2駆動回路と組み合わせて設けられる第2ECUにより構成される第2システムとを備えるようにしている。なお、各ECUには、ステアリングホイールの操舵角が外部から位置信号としてそれぞれ個別に入力されているとともに、各モータの回転角を検出する回転角センサがそれぞれ個別に接続されている。
As a motor control device that controls the operation of a motor having a plurality of windings, for example, there is one described in
In
具体的には、第1ECUは、位置信号を用いてトルク指令値を生成する。このトルク指令値は、第1ECUによって第1ECUと第2ECUとにそれぞれ分配される。各ECUは、第1ECUによって分配されたトルク指令値に基づいて、各ECUに接続されている回転角センサの検出結果を用いてそれぞれ組み合わせて設けられている各駆動回路の動作を制御するようにしている。すなわち、各ECUにおいて、第1ECUはマスターとして動作し、第2ECUはスレーブとして動作するように構成されている。 Specifically, the first ECU generates a torque command value using the position signal. The torque command value is distributed to the first ECU and the second ECU by the first ECU. Each ECU controls the operation of each drive circuit provided in combination using the detection result of the rotation angle sensor connected to each ECU based on the torque command value distributed by the first ECU. ing. That is, in each ECU, the first ECU operates as a master, and the second ECU operates as a slave.
上記特許文献1に記載されているように、各ECUがマスター又はスレーブの何れかで動作するように構成されている場合、マスターである第1ECUにはマスターとして制御に必要な位置信号等の外部信号が入力される一方、スレーブである第2ECUにはスレーブとして制御に必要な位置信号等の外部信号が入力される。例えば、外部信号がマスターであるかスレーブであるかによって異なる場合、マスター用の外部信号が正しくマスターである第1ECUに入力されるとともに、スレーブ用の外部信号が正しくスレーブである第2ECUに入力されるように、各ECUに対して正しく入力されなければならない。
As described in
仮に、各ECUに対してコネクタの接続間違い等によって外部信号が誤入力されることがあると、モータの制御について本来の性能を発揮することができなくなる可能性がある。これは、車両において、舵取機構に対して動力を付与するものに限らず、モータの動作を制御するものであれば同様である。 If an external signal is erroneously input to each ECU due to a connector connection error or the like, the original performance of the motor control may not be exhibited. This is not limited to applying power to the steering mechanism in the vehicle, and is the same as long as it controls the operation of the motor.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部信号の入力状態に関係なくモータの制御において本来の性能を発揮できるモータ制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a motor control device capable of exhibiting original performance in motor control regardless of the input state of an external signal.
上記課題を解決するモータ制御装置は、複数系統の巻線を有するモータの動作を制御する複数の制御系統を備え、各制御系統は、各系統の巻線に対してそれぞれ電流を供給するように駆動回路と組み合わせて設けられる演算部を含んで構成されるものであり、各演算部のそれぞれがマスターの演算部又はスレーブの演算部として動作するように構成されている。このモータ制御装置において、マスターの演算部は、巻線に対して供給する電流量の目標となる電流指令値を演算し、当該電流指令値をスレーブの演算部に対して出力し、マスターの演算部及びスレーブの演算部は、上記電流指令値に基づいて、属する制御系統の駆動回路の動作をそれぞれ制御するように構成されている。また、各演算部は、マスターの演算部である場合にスレーブの演算部に対して電流指令値を出力するように出力態様を切り替える出力切替部をそれぞれ有している。そして、各演算部のうち少なくとも一つの演算部は、マスターの演算部である場合に入力されるマスター用の外部信号が入力されているか、スレーブの演算部である場合に入力されるスレーブ用の外部信号が入力されているかに基づいて、各演算部がマスターの演算部及びスレーブの演算部の何れで動作するのかを判定するマスタースレーブ判定部を有しており、各演算部は、マスタースレーブ判定部の判定結果に基づいて、出力切替部における電流指令値の出力態様を切り替えるように構成されている。 A motor control device that solves the above problems includes a plurality of control systems that control the operation of a motor having a plurality of windings, and each control system supplies current to each winding of each system. An arithmetic unit provided in combination with the drive circuit is included, and each arithmetic unit is configured to operate as a master arithmetic unit or a slave arithmetic unit. In this motor control device, the master calculation unit calculates a current command value that is the target of the amount of current to be supplied to the windings, and outputs the current command value to the slave calculation unit. Each of the unit and the slave calculation unit is configured to control the operation of the drive circuit of the control system to which it belongs based on the current command value. In addition, each arithmetic unit has an output switching unit that switches an output mode so as to output a current command value to a slave arithmetic unit when the arithmetic unit is a master arithmetic unit. In addition, at least one of the calculation units is input with a master external signal input when the calculation unit is a master calculation unit or is input with a slave calculation unit when the calculation unit is a slave. Based on whether an external signal is input, each arithmetic unit has a master / slave determination unit that determines whether each arithmetic unit operates as a master arithmetic unit or a slave arithmetic unit. Based on the determination result of the determination unit, the output mode of the current command value in the output switching unit is switched.
上記構成によれば、各演算部では、マスター用の外部信号及びスレーブ用の外部信号の何れが入力される場合であっても、入力される外部信号の種類に応じてマスターの演算部及びスレーブの演算部の何れで動作するのかが判定される。この判定と合わせて、出力切替部による出力態様も切り替えられることによって、各演算部は、その時の外部信号の入力状態に応じて、マスターの演算部又はスレーブの演算部で動作する。したがって、上記[発明が解決しようとする課題]で述べたような外部信号の誤入力を存在させなくすることができ、外部信号の入力状態に関係なくモータの制御において本来の性能を発揮することができる。 According to the above configuration, in each arithmetic unit, regardless of whether an external signal for master or an external signal for slave is input, the arithmetic unit for the master and the slave according to the type of external signal to be input It is determined which one of the operation units operates. In conjunction with this determination, the output mode by the output switching unit is also switched, so that each calculation unit operates in the master calculation unit or the slave calculation unit in accordance with the input state of the external signal at that time. Therefore, it is possible to eliminate the erroneous input of the external signal as described in the above [Problems to be solved by the invention], and to exhibit the original performance in the motor control regardless of the input state of the external signal. Can do.
上記モータ制御装置において、各演算部は、マスタースレーブ判定部をそれぞれ有していることが望ましい。
上記構成によれば、モータの制御の冗長化の信頼性を向上させることができる。
In the motor control device, each arithmetic unit preferably has a master / slave determination unit.
According to the above configuration, it is possible to improve the reliability of motor control redundancy.
具体的には、上記モータ制御装置において、マスター用の外部信号及びスレーブ用の外部信号は、制御系統の駆動回路の動作を制御するために用いられる信号である。この場合、例えば、マスター用の外部信号及びスレーブ用の外部信号は、互いに通信方式又は通信周期が異なる信号である。 Specifically, in the motor control device, the master external signal and the slave external signal are signals used to control the operation of the drive circuit of the control system. In this case, for example, the external signal for master and the external signal for slave are signals having different communication methods or communication cycles.
これら構成によれば、制御系統の駆動回路の動作を制御するための構成を用いて、上記[発明が解決しようとする課題]で述べたような外部信号の誤入力を存在させなくすることができる。これにより、構成上の変更の及ぶ範囲を小さくすることができ、汎用性を向上させることができる。 According to these configurations, by using the configuration for controlling the operation of the drive circuit of the control system, it is possible to eliminate the erroneous input of the external signal as described in the above [Problems to be solved by the invention]. it can. Thereby, the range which a structural change reaches can be made small and versatility can be improved.
その他、上記モータ制御装置において、マスター用の外部信号及びスレーブ用の外部信号は、制御系統の駆動回路の動作を制御するためには用いられない信号であってもよい。
この構成によれば、マスター用の外部信号及びスレーブ用の外部信号は、何れの信号であるか判別可能に構成されていればよく、構成の自由度が高いと言える。したがって、汎用性をさらに向上させることができる。
In the motor control device, the master external signal and the slave external signal may be signals that are not used to control the operation of the drive circuit of the control system.
According to this configuration, the master external signal and the slave external signal need only be configured to be distinguishable, and it can be said that the configuration is highly flexible. Therefore, versatility can be further improved.
上述の各構成によれば、マスタースレーブ判定部を有していてもこれ自体に異常が生じてしまうと、全ての演算部がマスターの演算部で動作することを判定したり、全ての演算部がスレーブの演算部で動作することを判定したりする可能性がある。 According to each configuration described above, even if the master / slave determination unit is included, if an abnormality occurs in the master / slave determination unit, it is determined that all the calculation units operate in the master calculation unit, or all the calculation units May be determined to operate in the arithmetic unit of the slave.
そこで、上記モータ制御装置において、マスタースレーブ判定部の判定内容に異常が生じた場合、各演算部では、マスターの演算部及びスレーブの演算部の何れで動作するのかが予め定められていることが望ましい。 Therefore, in the motor control device, when an abnormality occurs in the determination contents of the master / slave determination unit, each calculation unit may determine in advance which of the master calculation unit and the slave calculation unit operates. desirable.
上記構成によれば、マスタースレーブ判定部に異常が生じたとしても、全ての演算部がマスターの演算部で動作したり、全ての演算部がスレーブの演算部で動作したりすることがなくなる。すなわち、マスターの演算部と、スレーブの演算部とを少なくとも存在させることができる。この場合、モータの制御において本来の性能に至らない可能性はあっても、制御系統の駆動回路の動作を継続できない状態に陥ることは少なくとも回避される。したがって、モータの制御について信頼性を向上させることができる。 According to the above configuration, even if an abnormality occurs in the master / slave determination unit, all the calculation units do not operate as the master calculation unit, and all the calculation units do not operate as the slave calculation unit. That is, at least a master calculation unit and a slave calculation unit can exist. In this case, even if there is a possibility that the original performance is not achieved in the motor control, it is at least avoided that the operation of the drive circuit of the control system cannot be continued. Therefore, the reliability of the motor control can be improved.
本発明によれば、外部信号の入力状態に関係なくモータの制御において本来の性能を発揮することができる。 According to the present invention, the original performance can be exhibited in the motor control regardless of the input state of the external signal.
(第1実施形態)
以下、モータ制御装置の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、車両Aには、後述する操舵機構2に対して車両Aの進行方向を自動的に変化させる動力を付与することによって、例えば、車両Aが走行中に車線を逸脱することを防ぐ車線逸脱防止支援システムを構築する車両転舵システム1が搭載されている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the motor control device will be described.
As shown in FIG. 1, for example, the vehicle A deviates from the lane while the vehicle A travels by applying power to the steering mechanism 2 described later to automatically change the traveling direction of the vehicle A. A
操舵機構2は、ユーザーにより操作されるステアリングホイール10と、ステアリングホイール10と固定されるステアリングシャフト11とを備えている。ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール10と連結されたコラムシャフト11aと、コラムシャフト11aの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト11bと、インターミディエイトシャフト11bの下端部に連結されたピニオンシャフト11cとを有している。ピニオンシャフト11cの下端部は、ラックアンドピニオン機構13を介してラックシャフト12に連結されている。ステアリングシャフト11の回転運動は、ラックアンドピニオン機構13を介してラックシャフト12の軸方向の往復直線運動に変換される。この往復直線運動が、ラックシャフト12の両端にそれぞれ連結されたタイロッド14を介して、左右の転舵輪15にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪15の転舵角が変化する。
The steering mechanism 2 includes a
ステアリングホイール10と固定されたコラムシャフト11aの途中には、操舵機構2に対して付与する動力の発生源であるモータ20を有するアクチュエータ3が設けられている。例えば、モータ20は、表面磁石同期電動機(SPMSM)であり、3相(U,V,W)の駆動電力に基づいて回転する3相ブラシレスモータである。モータ20の回転軸21は、減速機構22を介してコラムシャフト11aに連結されている。アクチュエータ3は、モータ20の回転軸21の回転力を減速機構22を介してコラムシャフト11aに伝達する。このコラムシャフト11aに付与されるモータ20のトルク(回転力)が動力(転舵力)となり、左右の転舵輪15の転舵角を変化させる。
In the middle of the
図2に示すように、モータ20は、その回転軸21を中心に回転するロータ23と、ロータ23の外周に配置されるステータ24とを備えている。ロータ23には、その表面に永久磁石が固定されている。永久磁石は、ロータ23の周方向に異なる極性(N極、S極)が交互に並んで配置されている。こうした永久磁石は、モータ20が回転する際に磁界、すなわち界磁を形成する。ステータ24には、3相(U相、V相、W相)の複数の巻線25が円環状に配されている。巻線25は、第1系統巻線26と第2系統巻線27とに分類される。第1系統巻線26及び第2系統巻線27は、それぞれスター結線されている。なお、各系統巻線26,27は、それぞれの各相の巻線がステータ24の周に沿って系統毎に交互に配置されたり、それぞれの各相の巻線がステータ24の周に沿って纏めて並べて配置されたり、同一ティースにステータ24の径方向に積層されて配置されたりする。
As shown in FIG. 2, the
図1の説明に戻り、アクチュエータ3には、モータ20の制御量である電流量を制御することによって、モータ20の動作(駆動)を制御するモータ制御装置30が接続されている。モータ制御装置30は、車両Aに設けられる各種のセンサの検出結果に基づいて、モータ20の動作を制御する。各種のセンサとしては、例えば、2つ(個別)のトルクセンサ50,51、及び2つ(個別)の回転角センサ52,53がある。
Returning to the description of FIG. 1, the actuator 3 is connected to a
各トルクセンサ50,51はコラムシャフト11aに設けられ、各回転角センサ52,53はモータ20に設けられている。各トルクセンサ50,51は、ユーザーのステアリング操作によりステアリングシャフト11に加えられる負荷である操舵トルクの大きさ及び向きを示す値であるトルク値Tm1,Tm2をそれぞれ検出する。各回転角センサ52,53は、モータ20の回転軸21の回転角度θm1,θm2をそれぞれ検出する。なお、各回転角度θm1,θm2と、ユーザーのステアリング操作に連動するコラムシャフト11aの回転角及び転舵輪15の舵角との間には相関関係がある。回転角度θm1,θm2に処理を施し、これに換算係数を乗算すれば、コラムシャフト11aの回転角及び転舵輪15の舵角、すなわち実角度を算出できる。
The
また、各トルクセンサ50,51は、同一構成をなしており、例えば、操舵トルクに応じたデジタル値を出力するホールIC(素子)である。各トルクセンサ50,51は、共にコラムシャフト11aを検出対象とするものであり、共に正常な場合、略同一のデジタル値を出力するものである。これにより、各トルクセンサ50,51、すなわちこれらの検出結果である操舵トルクの情報は冗長化されている。これと同様、各回転角センサ52,53は、同一構成をなしており、例えば、モータ20の回転軸21の回転角度に応じたデジタル値を出力するホールIC(素子)である。各回転角センサ52,53は、共に回転軸21を検出対象とするものであり、共に正常な場合、略同一のデジタル値を出力するものである。これにより、各回転角センサ52,53、すなわちこれらの検出結果である回転角度の情報は冗長化されている。
The
また、モータ制御装置30には、車載される上位制御装置40が接続されている。上位制御装置40は、車両Aの進行方向を自動的に変化させる自動操舵制御(車線維持制御)をモータ制御装置30に対して指示する。
The
上位制御装置40は、車両Aに設けられるカーナビ等のGPSやその他の車載センサ(カメラ、距離センサ、ヨーレートセンサ、レーザー等)や車路間通信による車両周辺環境検出部54の検出結果に基づいて、自動操舵制御に用いる2つ(個別)の角度指令値θs1*,θs2*を所定周期毎に演算する。そして、上位制御装置40は、演算した各角度指令値θs1*,θs2*をモータ制御装置30に対して所定周期毎に個別に出力する。本実施形態において、各角度指令値θs1*はマスター用の外部信号の一例であり、角度指令値θs2*はスレーブ用の外部信号の一例である。
The
車両周辺環境検出部54は、各種センサから車両周辺環境を検出することによって、これらに基づき角度情報θvを演算する。角度情報θvは、例えば、道路に対する車両Aの相対的な方向である。これは、車両Aの進行方向を示す成分(状態量)であり、車両Aの直進方向に対する転舵輪15の舵角である。そのため、転舵輪15の舵角に換算可能な各回転角度θm1,θm2は、車両Aの実際の進行方向を示す成分となる。また、自動操舵制御に用いる各角度指令値θs1*,θs2*は、車両Aの進行方向を示す成分の目標値となる。各角度指令値θs1*,θs2*は、原則、同一値であり、自動操舵制御の角度指令値の情報は冗長化されている。
The vehicle surrounding
なお、モータ制御装置30には、図示しない切替スイッチが接続されている。切替スイッチは、ユーザーにより操作され、モータ制御装置30が自動操舵制御を実行する自動操舵モードを設定するか否かの切り替えを指示する。モータ制御装置30は、自動操舵モードの設定が指示される間、自動操舵制御を実行し、ユーザーによるステアリング操作の介入(以下、「介入操作」という)があれば、自動操舵制御を中断してステアリング操作を補助する介入制御を実行する。また、モータ制御装置30は、自動操舵モードの設定が指示されない間(設定しないことが指示される間)、自動操舵制御を実行しないで、ステアリング操作を補助するアシスト制御を実行する。この場合、モータ制御装置30は、上位制御装置40が出力する各角度指令値θs1*,θs2*を無効化する。
The
次に、車両転舵システム1の電気的構成についてモータ制御装置30の機能と合わせて説明する。
図2に示すように、モータ制御装置30は、モータ20の第1系統巻線26に対して電流(駆動電力)を供給する制御系統を構成する第1電子制御装置31(以下、「第1ECU」という)と、モータ20の第2系統巻線27に対して電流(駆動電力)を供給する制御系統を構成する第2電子制御装置32(以下、「第2ECU」という)とを備えている。各電子制御装置31,32は、互いに独立した制御系統を構成するECU(Electronic Control Unit)である。
Next, the electrical configuration of the
As shown in FIG. 2, the
第1ECU31には、トルクセンサ50及び回転角センサ52が接続されている。第1ECU31には、インターフェースcom11(通信回線)を介してトルクセンサ50からトルク値Tm1が入力されるとともに、回転角センサ53から回転角度θm1が入力される。また、第1ECU31には、インターフェースcom12(通信回線)を介して上位制御装置40から角度指令値θs1*が入力される。これと同様、第2ECU32には、トルクセンサ51及び回転角センサ53が接続されている。第2ECU32には、インターフェースcom21(通信回線)を介してトルクセンサ51からトルク値Tm2が入力されるとともに、回転角センサ53から回転角度θm2が入力される。また、第2ECU32には、インターフェースcom22(通信回線)を介して上位制御装置40から角度指令値θs2*が入力される。なお、各ECU31,32には、各系統巻線26,27に電流を供給するための個別の直流電源がそれぞれ接続されている。
A
各ECU31,32は、モータ制御装置30内において、第1ECU31に設けられているインターフェースcom13(通信回線)と、第2ECU32に設けられているインターフェースcom23(通信回線)とを介して互いに情報を入出力可能に接続されている。なお、各インターフェースcom13,com23を介しては、後述のトルク指令値及び回転角度を少なくとも含む複数の情報が、例えば、シリアル通信等によって、第1ECU31から第2ECU32の一方向に一度に送信されるとともに、第2ECU32から第1ECU31の一方向に一度に送信される。
Each of the
第1ECU31は、第1演算処理部310、第1駆動回路311、第1電流センサ312、及び第1角度演算部313を有している。また、第2ECU32は、第2演算処理部320、第2駆動回路321、第2電流センサ322、及び第2角度演算部323を有している。
The
各駆動回路311,321は、複数のMOSFET等のスイッチング素子を有してなる、3相(U相、V相、W相)のインバータ回路である。各駆動回路311,321は、直列に接続された2つのFET(Field effect transistor)を1組とする3組のアーム(単相ハーフブリッジ)が、それぞれ直流電源の+端子と−端子との間に並列に接続されてなる。
Each of the
各電流センサ312,322は、各駆動回路311,321と各系統巻線26,27との間の給電経路に生じる各相の各電流値I1,I2を検出する。
各角度演算部313,323は、各回転角センサ52,53から出力されたデジタル値V1,V2に基づいて、モータ20の回転軸21の回転角度を示す各回転角度θm1,θm2を演算する。
The
The
第1演算処理部310は、予め定めた制御周期毎に周期処理を実行することによって、上位制御装置40とともに、トルクセンサ50、回転角センサ52(第1角度演算部313)、及び第1電流センサ312のそれぞれの値を取り込む。そして、第1演算処理部310は、周期処理を通じて、第1PWM信号P1を生成し、第1駆動回路311(第1系統巻線26)を制御対象としてPWM制御する。これと同様、第2演算処理部320は、予め定めた制御周期毎に周期処理を実行することによって、上位制御装置40とともに、トルクセンサ51、回転角センサ53(第2角度演算部323)、及び第2電流センサ322のそれぞれの値を取り込む。そして、第2演算処理部320は、周期処理を通じて、第2PWM信号P2を生成し、第2駆動回路321(第2系統巻線27)を制御対象としてPWM制御する。
The first
また、各演算処理部310,320は、互いに必要な情報を取り込む。各演算処理部310,320は、相手の演算処理部を通じて、指令値やセンサの検出結果や相手の演算処理部の異常に関わる情報等を取り込む。
In addition, each of the
次に、第1演算処理部310及び第2演算処理部320の機能について詳しく説明する。
図3に示すように、各演算処理部310,320は、例えば、単数又は複数のCPU(Central Processing Unit)からなるマイクロプロセスユニット(MPU)であり、[特許請求の範囲]で記載する「演算部」の一例である。
Next, functions of the first
As illustrated in FIG. 3, each of the
各演算処理部310,320は、位置フィードバック演算部(以下、「位置F/B部」という)410,420、角度変換部411,421、アシストトルク演算部412,422、電流フィードバック演算部(以下、「電流F/B部」という)413,423、及びPWM出力部414,424をそれぞれ有している。また、各演算処理部310,320は、異常検出部415,425及び出力切替部416,426をそれぞれ有している。
The
各位置F/B部410,420は、上位制御装置40から得られる各角度指令値θs1*,θs2*と、各角度変換部411,421を通じて得られる各実角度θs1,θs2との差である角度偏差に基づいて、自動操舵トルク成分Ts1*,Ts2*を演算する。自動操舵トルク成分Ts1*,Ts2*は、各系統巻線26,27を通じてモータ20に発生させるべき自動操舵トルク(動力)に対応した電流量の目標値である。すなわち、自動操舵トルク成分Ts1*,Ts2*は電流指令値である。
The position F /
各角度変換部411,421は、各角度演算部313,323からそれぞれ得られる各回転角度θm1,θm2をそれぞれ積算することによって、0〜360°よりも広い角度領域の数値の角度である絶対角度に変換する。そして、各角度変換部411,421は、絶対角度に変換した各回転角度θm1,θm2に係数を乗算して各実角度θs1,θs2を算出する。この係数は、減速機構22とモータ20の回転軸21との回転速度比に応じて定められている。
The
なお、各位置F/B部410,420は、自動操舵モードの設定中、介入操作があることを判断できる場合、各自動操舵トルク成分Ts1*,Ts2*の値に関係なく零値を出力する。この場合と同様、各位置F/B部410,420は、自動操舵モードの非設定中、上位制御装置40が出力する各角度指令値θs1*,θs2*を無効化しているので、零値を出力する。
If the position F /
各アシストトルク演算部412,422は、各トルクセンサ50,51から得られる各トルク値Tm1,Tm2に基づいて、アシストトルク成分Ta1*,Ta2*を演算する。アシストトルク成分Ta1*,Ta2*は、各系統巻線26,27を通じてモータ20に発生させるべきアシストトルク(動力)に対応した電流量の目標値である。すなわち、各アシストトルク成分Ta1*,Ta2*は電流指令値である。
The assist
各電流F/B部413,423には、第1ECU31において演算された自動操舵トルク成分Ts1*とアシストトルク成分Ta1*との加算値であるトルク指令値T1*、及び第2ECU32において演算された自動操舵トルク成分Ts2*とアシストトルク成分Ta2*との加算値であるトルク指令値T2*の何れかのトルク指令値が入力される。なお、自動操舵トルク成分とアシストトルク成分との加算値であるトルク指令値は電流指令値である。
In each of the current F /
そして、各電流F/B部413,423は、各トルク指令値T1*,T2*の何れかのトルク指令値と、回転角度及び各相電流値とに基づいて、PWM制御のデューティ指令値D1*,D2*を演算する。なお、この場合の回転角度は、入力されたトルク指令値を演算した各演算部が属する各ECU31,32において得られる回転角度である一方、各相電流値は、各電流F/B部413,423が属する各ECU31,32において得られる各相電流値である。
Each current F /
各PWM出力部414,424は、属する各ECU31,32において演算された各デューティ指令値D1*,D2*に基づいて、各PWM信号P1,P2を演算する。
各異常検出部415,425は、属する各ECU31,32において電流の供給対象とする各系統巻線26,27への給電等の動作に関わる制御を継続できない異常が生じているか否か自己診断する自己診断機能を有している。各異常検出部415,425は、属する各ECU31,32において得られる各角度指令値θs1*,θs2*、各回転角度θm1,θm2、又は各トルク値Tm1,Tm2に異常が生じているか否か自己診断する。
Each
Each
第1演算処理部310の異常検出部415は、トルク値Tm1、角度指令値θs1*、及び回転角度θm1がそれぞれ予め定めた周期毎に入力されているか否か、入力されている各値が前回値との比較や二乗平均和の演算等に基づいて妥当であるか否かを判定する。これは、第2演算処理部320の異常検出部425についても同様である。
The
トルク値Tm1が予め定めた周期毎に入力されていない場合、インターフェースcom11の断線の可能性がある。トルク値Tm1が妥当でない場合、トルクセンサ50のセンサ異常の可能性がある。また、角度指令値θs1*が予め定めた周期毎に入力されていない場合、インターフェースcom12の断線の可能性がある。角度指令値θs1*が妥当でない場合、上位制御装置40の演算異常の可能性がある。また、回転角度θm1が予め定めた周期毎に入力されていない場合、回転角センサ52又は第1角度演算部313の断線の可能性がある。また、回転角度θm1が妥当でない場合、回転角センサ52のセンサ異常、第1角度演算部313の演算異常の可能性がある。これらは、トルク値Tm2、角度指令値θs2*、及び回転角度θm2の異常についても同様である。
When the torque value Tm1 is not input every predetermined period, there is a possibility that the interface com11 is disconnected. When the torque value Tm1 is not appropriate, there is a possibility that the
各異常検出部415,425は、属する各ECU31,32において異常が生じていることを自己診断する場合、その結果として異常フラグFLG1,FLG2を出力する。各異常フラグFLG1,FLG2は、属するECUの出力切替部に対して出力されるとともに、各インターフェースcom13,com23を介して他方(相手側)のECUの出力切替部に対して出力される。これにより、各演算処理部310,320(各出力切替部416,426)は、属するECUにおいて異常が生じていることを検出するとともに、他方(相手側)のECUにおいて異常が生じていることを検出する。
When each
各出力切替部416,426には、属する各ECU31,32において演算等から得られる各トルク指令値T1*,T2*、各回転角度θm1,θm2、及び各異常フラグFLG1,FLG2が入力される。
Respective torque command values T1 *, T2 *, rotation angles θm1, θm2, and abnormality flags FLG1, FLG2 obtained by calculation or the like in the
そして、各出力切替部416,426は、属する各ECU31,32の各電流F/B部413、423に対して、第1演算処理部310で得られるトルク指令値T1*及び回転角度θm1を出力するか、第2演算処理部320で得られるトルク指令値T2*及び回転角度θm2を出力するかを切り替える。例えば、第1演算処理部310の出力切替部416が電流F/B部413に対して、トルク指令値T1*及び回転角度θm1を出力する場合、同じく第2演算処理部320の出力切替部426は、電流F/B部423に対して、トルク指令値T1*及び回転角度θm1を出力する。これは、トルク指令値T2*及び回転角度θm2を出力する場合も同様である。
Then, each
本実施形態において、各異常検出部415,425を通じて共に異常が生じていることを検出しない、各ECU31,32が正常である場合、各ECU31,32の間では、角度指令値θs1*が入力されるECUをマスターとして動作させ、角度指令値θs2*が入力されるECUをスレーブとして動作させるように構成されている。
In the present embodiment, when the
図3に示したように、本実施形態では、角度指令値θs1*が第1ECU31、角度指令値θs2*が第2ECU32にそれぞれ入力されているので、第1ECU31、すなわち第1演算処理部310がマスターで動作し、第2ECU32、すなわち第2演算処理部320がスレーブで動作する。この場合、各演算処理部310,320の各PWM信号P1,P2の演算には、マスターの第1演算処理部310により演算されるトルク指令値T1*が用いられるとともに、マスターの第1演算処理部310が属する第1ECU31に接続されている回転角センサ52により検出される回転角度θm1が用いられる。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, since the angle command value θs1 * is input to the
本実施形態において、角度指令値θs2*は、例えば、CAN(Contoller Area Network、登録商標)の通信方式で伝送されるものであり、角度指令値θs1*は、CANの通信方式に対して一度に多くの情報量を高速で伝送することのできる、例えば、CANFD(CAN with Flexible Date Rate)の通信方式で伝送されるものである。すなわち、角度指令値θs1*を用いる場合には、角度指令値θs2*を用いる場合と比較して、多くの情報を短周期で得ることができ、多くの情報が反映された自動操舵トルク指令値(トルク指令値)を演算することができる。これにより、本実施形態では、角度指令値θs1*が入力されるECUがマスターで動作する場合、モータ20の制御として最適な制御を実現することができる。
In the present embodiment, the angle command value θs2 * is transmitted, for example, in a CAN (Contoller Area Network, registered trademark) communication system, and the angle command value θs1 * is transmitted at a time with respect to the CAN communication system. A large amount of information can be transmitted at a high speed, for example, a CANFD (CAN with Flexible Date Rate) communication method. That is, when the angle command value θs1 * is used, much information can be obtained in a short period compared to the case where the angle command value θs2 * is used, and the automatic steering torque command value in which much information is reflected. (Torque command value) can be calculated. Thereby, in this embodiment, when ECU which receives angle command value (theta) s1 * operate | moves by a master, optimal control as control of the
これにより、各演算処理部310,320は、互いに位相が一致する各PWM信号P1,P2を演算するように同期動作し、各駆動回路311,321(各系統巻線26,27)に対しては基本的に同じタイミングで同じだけの電流量の電流を供給するように構成されている。すなわち、各演算処理部310,320の各PWM信号P1,P2の演算には、同一のトルク指令値及び回転角度が用いられ、各駆動回路311,321(各系統巻線26,27)で合わせて必要な電流量となるように演算されるトルク指令値が用いられる。本実施形態のトルク指令値は、モータ20に発生させるトルク全体のうちの半分(50%)に対応した電流量の目標値として演算される。
As a result, the
具体的には、図3中、太線で示すように、マスターの第1演算処理部310の出力切替部416は、位置F/B部410で演算した自動操舵トルク成分Ts1*と、アシストトルク演算部412で演算したアシストトルク成分Ta1*との加算値であるトルク指令値T1*を電流F/B部413に対して出力する。同時にマスターの第1演算処理部310は、トルク指令値T1*及び回転角度θm1を、各インターフェースcom13,com23を介してスレーブの第2演算処理部320の出力切替部426に対して出力する。
Specifically, as indicated by a thick line in FIG. 3, the
そして、マスターの第1演算処理部310は、自身で演算したトルク指令値T1*と、属する第1ECU31に接続されている回転角センサ52を通じて検出した回転角度θm1とを用いて、第1駆動回路311(第1系統巻線26)を制御対象としてPWM制御する。また、スレーブの第2演算処理部320は、マスターの第1演算処理部310で演算されたトルク指令値T1*と、当該マスターの第1演算処理部310が属する第1ECU31に接続されている回転角センサ52を通じて検出された回転角度θm1とを用いて、第2駆動回路321(第2系統巻線27)を制御対象としてPWM制御する。
Then, the first
すなわち、図3中、ブロック内にドットを付すように、第1演算処理部310において、第1PWM信号P1を出力するため、位置F/B部410、角度変換部411(第1角度演算部313(回転角センサ52))、アシストトルク演算部412、電流F/B部413、PWM出力部414、及び出力切替部416が各種処理を実行する。また、第2演算処理部320において、第2PWM信号P2を出力するために、電流F/B部423、PWM出力部424、及び出力切替部426が各種処理を実行する。
That is, in FIG. 3, in order to output the first PWM signal P1 in the first
また、図3中、ブロック内にドットを付すように、第1演算処理部310において、異常検出部415が、第1ECU31に異常が生じていることを自己診断する。
そして、異常検出部415によって、マスターであるECUに異常が生じていることが検出される場合、角度指令値θs2*が入力されるECUをマスターとし、角度指令値θs1*が入力されるECUをスレーブとするように各ECU31,32の間でマスタースレーブの関係が切り替えるように構成されている。
Further, in FIG. 3, in the first
When the
この場合、各演算処理部310,320の各PWM信号P1,P2の演算には、マスターの第2演算処理部320により演算されるトルク指令値T2*が用いられるとともに、マスターの第2演算処理部320が属する第2ECU32に接続されている回転角センサ53により検出される回転角度θm2が用いられる。
In this case, the torque command value T2 * calculated by the master second
具体的には、異常検出部415は、異常フラグFLG1を第1演算処理部310の出力切替部416に対して出力する。同時に異常検出部415は、異常フラグFLG1を各インターフェースcom13,com23を介して第2演算処理部320の出力切替部426に対して出力する。
Specifically, the
これにより、マスターの第2演算処理部320の出力切替部426は、位置F/B部420で演算した自動操舵トルク成分Ts2*と、アシストトルク演算部422で演算したアシストトルク成分Ta2*との加算値であるトルク指令値T2*を電流F/B部423に対して出力する。同時にマスターの第2演算処理部320は、トルク指令値T2*及び回転角度θm2を、各インターフェースcom13,com23を介してスレーブの第1演算処理部310の出力切替部416に対して出力する。
As a result, the
そして、マスターの第2演算処理部320は、自身で演算したトルク指令値T2*と、属する第2ECU32に接続されている回転角センサ53を通じて検出した回転角度θm2とを用いて、第2駆動回路321(第2系統巻線27)を制御対象としてPWM制御する。また、スレーブの第1演算処理部310は、マスターの第2演算処理部320で演算されたトルク指令値T2*と、当該マスターの第2演算処理部320が属する第2ECU32に接続されている回転角センサ53を通じて検出された回転角度θm2とを用いて、第1駆動回路311(第1系統巻線26)を制御対象としてPWM制御する。
Then, the second
このように、本実施形態では、各ECU31,32を備え、これらに対して個別に接続される各トルクセンサ50,51及び各回転角センサ52,53を備えるとともに、各角度指令値θs1*,θs2*が個別に入力されることによって、モータ20(各系統巻線26,27)の動作に関わる制御の冗長化が図られている。
As described above, the present embodiment includes the
ここまで、角度指令値θs1*が第1ECU31、角度指令値θs2*が第2ECU32にそれぞれ入力される例を説明したが、角度指令値θs1*の通信回線がインターフェースcom12ではなくインターフェースcom22に接続され、当該角度指令値θs1*が第2ECU32(第2演算処理部320)に入力される場合もある。この場合、角度指令値θs2*の通信回線がインターフェースcom22ではなくインターフェースcom12に接続され、当該角度指令値θs2*が第1ECU31(第1演算処理部310)に入力される。これは、CANの通信方式と、CANFDの通信方式とは、通常、プロトコルの方式も同一であり、これらの通信方式の間ではインターフェースについても同一のものを用いることができるからである。この場合であっても、角度指令値θs1*が入力されるECUをマスターで動作させることによって、モータ20の制御として最適な制御を実現する必要がある。
So far, the example in which the angle command value θs1 * is input to the
これに対して、本実施形態は、各角度指令値θs1*が各ECU31,32(各演算処理部310,320)の何れに入力される場合であっても、角度指令値θs1*が入力されるECUをマスター、角度指令値θs2*が入力されるECUをスレーブとして動作させることができる機能を有している。
On the other hand, in the present embodiment, the angle command value θs1 * is input regardless of whether each angle command value θs1 * is input to each of the
以下、マスタースレーブの何れで動作するのか判定するための機能について説明する。
図3に示すように、各演算処理部310,320は、マスタースレーブ判定部417,427をそれぞれ有している。各マスタースレーブ判定部417,427は、属する各ECU31,32に入力されている各角度指令値θs1*,θs2*に基づいて、属する各ECU31,32、すなわち各演算処理部310,320がマスタースレーブの何れで動作するのか判定する。なお、各マスタースレーブ判定部417,427は、車両Aにおけるイグニッションオン後、すなわちモータ20を駆動させる準備段階であるモータ制御装置30の起動処理時に、マスタースレーブの何れで動作するのか判定する。
Hereinafter, a function for determining which of the master and slave will operate will be described.
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、各角度指令値θs1*,θs2*は、CANFDであるかCANであるか通信方式の違いを有している。この通信方式の違いは、通信周期の違いから判別することができ、例えば、CANFDの通信方式が通信周期Xmsの場合、CANの通信方式が通信周期Xmsと比較して遅い(大きい値である)通信周期Ymsとなる。各マスタースレーブ判定部417,427は、通信周期の違いから通信方式を判定し、入力されている信号が各角度指令値θs1*,θs2*の何れであるかを判定する。そして、各マスタースレーブ判定部417,427は、通信周期からCANFDの通信方式の信号が入力されていることを判定する場合、属する各ECU31,32の各演算処理部310,320がマスターで動作することを判定する。また、各マスタースレーブ判定部417,427は、通信周期からCANの通信方式の信号が入力されていることを判定する場合、属する各ECU31,32の各演算処理部310,320がスレーブで動作することを判定する。
As shown in FIG. 4, each angle command value θs1 *, θs2 * has a difference in communication system, which is CANFD or CAN. The difference in the communication method can be determined from the difference in the communication cycle. For example, when the CANFD communication method is the communication cycle Xms, the CAN communication method is slower than the communication cycle Xms (a large value). The communication cycle is Yms. Each master-
図3の例では、図5に実線で示すように、角度指令値θs1*がCANFDの通信方式でインターフェースcom12(図5中、CANI/F)を介して第1演算処理部310のマスタースレーブ判定部417に入力される。この場合、マスタースレーブ判定部417は、CANFDの通信方式の信号が入力されていることを判定し、第1演算処理部310がマスターで動作することを判定する。そして、マスタースレーブ判定部417は、マスターで動作することを指示するマスターフラグFLGMを、出力切替部416に対して出力する。これにより、出力切替部416は、第1ECU31において演算等から得られるトルク指令値T1*及び回転角度θm1を電流F/B部413に対して出力するように出力態様を切り替える。
In the example of FIG. 3, as indicated by the solid line in FIG. 5, the master command determination of the first
また、同じく図5に実線で示すように、角度指令値θs2*がCANの通信方式でインターフェースcom22(図5中、CANI/F)を介して第2演算処理部320のマスタースレーブ判定部427に入力される。この場合、マスタースレーブ判定部427は、CANの通信方式の信号が入力されていることを判定し、第2演算処理部320がスレーブで動作することを判定する。そして、マスタースレーブ判定部427は、スレーブで動作することを指示するスレーブフラグFLGSを、出力切替部426に対して出力する。これにより、出力切替部426は、第1ECU31において演算等から得られるトルク指令値T1*及び回転角度θm1を電流F/B部423に対して出力するように出力態様を切り替える。
Similarly, as indicated by a solid line in FIG. 5, the angle command value θs2 * is transmitted to the master /
一方、図5に破線で示すように、角度指令値θs2*がCANの通信方式でインターフェースcom12を介して第1演算処理部310に入力される場合、マスタースレーブ判定部417は、CANの通信方式の信号が入力されていることを判定し、第1演算処理部310がスレーブで動作することを判定する。そして、マスタースレーブ判定部417は、スレーブで動作することを指示するスレーブフラグFLGSを、出力切替部416に対して出力する。これにより、出力切替部416は、第2ECU32において演算等から得られるトルク指令値T2*及び回転角度θm2を電流F/B部413に対して出力するように出力態様を切り替える。
On the other hand, as shown by a broken line in FIG. 5, when the angle command value θs2 * is input to the first
また、同じく図5に破線で示すように、角度指令値θs1*がCANFDの通信方式でインターフェースcom22を介して第2演算処理部320に入力される場合、マスタースレーブ判定部427は、CANFDの通信方式の信号が入力されていることを判定し、第2演算処理部320がマスターで動作することを判定する。そして、マスタースレーブ判定部427は、マスターで動作することを指示するマスターフラグFLGMを、出力切替部426に対して出力する。これにより、出力切替部426は、第2ECU32において演算等から得られるトルク指令値T2*及び回転角度θm2を電流F/B部423に対して出力するように出力態様を切り替える。
Similarly, as indicated by a broken line in FIG. 5, when the angle command value θs1 * is input to the second
また、各マスタースレーブ判定部417,427は、マスターフラグを各インターフェースcom13,com23を介して他方(相手側)のECUのマスタースレーブ判定部に対して出力する。これにより、各マスタースレーブ判定部417,427は、各マスタースレーブ判定部417,427において判定内容に異常が生じているか否かを検出する。なお、各マスタースレーブ判定部417,427は、共に同じマスターフラグを出力している場合や、共にスレーブフラグを出力している場合、判定内容に異常が生じていることを検出する。なお、各マスタースレーブ判定部417,427が共に同じマスターフラグ又はスレーブフラグを出力するとは、上位制御装置40自体の異常に起因して、各マスタースレーブ判定部417,427に対して、共に角度指令値θs1*が入力されていたり、共に角度指令値θs2*が入力されていたりする場合もある。
Each master-
これらの場合、各マスタースレーブ判定部417,427は、入力されている角度指令値に関係なく、属するECUがマスタースレーブの何れで動作するのかを予め定めている。例えば、第1演算処理部310のマスタースレーブ判定部417は、各マスタースレーブ判定部417,427において判定内容に異常が生じている場合、第1演算処理部310がマスターで動作することを判定する。また、第2演算処理部320のマスタースレーブ判定部427は、各マスタースレーブ判定部417,427において判定内容に異常が生じている場合、第2演算処理部320がスレーブで動作することを判定する。
In these cases, each of the master
以上に説明した本実施形態によれば、以下に示す作用及び効果を奏する。
(1)各演算処理部310,320では、各角度指令値θs1*,θs2*の何れが入力される場合であっても、入力される角度指令値に応じてマスタースレーブの何れで動作するのかが判定される。この判定と合わせて、各出力切替部416,426による出力態様も切り替えられることによって、各演算処理部310,320は、その時の角度指令値の何れが入力されているかの入力状態に応じて、マスタースレーブの何れかで動作する。したがって、上記[発明が解決しようとする課題]で述べたような各角度指令値θs1*,θs2*の誤入力を存在させなくすることができ、各角度指令値θs1*,θs2*の入力状態に関係なくモータ20の制御において本来の性能を発揮することができる。
According to the present embodiment described above, the following operations and effects are achieved.
(1) Which of the angle command values θs1 * and θs2 * is input in each of the
(2)本実施形態では、上記[発明が解決しようとする課題]で述べたような各角度指令値θs1*,θs2*の誤入力を存在させなくすることができるので、その対策自体が不要となる。したがって、各ECU31,32、すなわち各演算処理部310,320の間で、例えば、各角度指令値θs1*,θs2*用の各インターフェースcom12,com22のコネクタ形状を異ならせる等、構成を変更させる必要がなくなり、汎用性を向上させることができる。
(2) In this embodiment, it is possible to eliminate the erroneous input of the angle command values θs1 * and θs2 * as described in the above [Problems to be solved by the invention], so that the countermeasure itself is unnecessary. It becomes. Accordingly, it is necessary to change the configuration between the
(3)本実施形態において、各演算処理部310,320は、マスタースレーブ判定部417,427をそれぞれ有しているので、モータ20の制御の冗長化の信頼性を向上させることができる。
(3) In this embodiment, since each arithmetic processing part 310,320 has the master slave determination part 417,427, respectively, the reliability of the redundancy of control of the
(4)マスタースレーブの何れで動作するのかを判定するために用いる各角度指令値θs1*,θs2*は、各ECU31,32の各駆動回路311,321の動作を制御するために用いられる信号としている。また、各角度指令値θs1*,θs2*は、互いに通信方式又は通信周期が異なる信号としている。
(4) The angle command values θs1 * and θs2 * used to determine which one of the master and slave operates are signals used for controlling the operation of the
これら構成によれば、各ECU31,32の各駆動回路311,321の動作を制御するための構成を用いて、上記[発明が解決しようとする課題]で述べたような各角度指令値θs1*,θs2*の誤入力を存在させなくすることができる。これにより、構成上の変更の及ぶ範囲を小さくすることができ、汎用性を向上させることができる。
According to these configurations, the angle command values θs1 * as described in the above [Problems to be Solved by the Invention] using the configuration for controlling the operations of the
(5)本実施形態によれば、各マスタースレーブ判定部417,427を有していてもこれらの判定内容自体に異常が生じてしまうと、各演算処理部310,320が共にマスターで動作することを判定したり、各演算処理部310,320が共にスレーブで動作することを判定したりする可能性がある。
(5) According to the present embodiment, even if each of the master /
そこで、本実施形態において、各マスタースレーブ判定部417,427の判定内容に異常が生じた場合、各マスタースレーブ判定部417,427では、属する各ECU31,32がマスタースレーブの何れで動作するのかを予め定めている。
Therefore, in this embodiment, when an abnormality occurs in the determination contents of the master
そのため、各マスタースレーブ判定部417、427の判定内容に異常が生じたとしても、各演算処理部310,320が共にマスターで動作したり、各演算処理部310,320が共にスレーブで動作したりする可能性がなくなる。すなわち、マスターの演算処理部と、スレーブの演算処理部とを少なくとも存在させることができる。この場合、モータ20の制御において本来の性能に至らない可能性はあっても、各ECU31,32の各駆動回路311,321の動作を継続できない状態に陥ることは少なくとも回避される。したがって、モータ20の制御について信頼性を向上させることができる。
Therefore, even if an abnormality occurs in the determination contents of the master /
(第2実施形態)
次に、モータ制御装置の第2実施形態について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成などは、同一の符号を付すなどして、その重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the motor control device will be described. In addition, the same structure as embodiment already demonstrated attaches | subjects the same code | symbol, and the duplicate description is abbreviate | omitted.
図6及び図7に示すように、本実施形態において、上位制御装置40は、各角度指令値θs1*,θs2*の他、モータ制御装置30の各ECU31,32に対してマスタースレーブの何れで動作するのかを指示する2つ(個別)のフラグ指示信号FM,FSを出力する。上位制御装置40は、各フラグ指示信号FM,FSを、車両Aにおけるイグニッションオン後のモータ制御装置30の起動処理時に合わせて出力する。フラグ指示信号FMは、マスターで動作することを各ECU31,32に認識させるために出力される信号である。このフラグ指示信号FMは、角度指令値θs1*に対応付けて出力される。フラグ指示信号FSは、スレーブで動作することを各ECU31,32に認識させるために出力される信号である。このフラグ指示信号FSは、角度指令値θs2*に対応付けて出力される。本実施形態において、フラグ指示信号FMはマスター用の外部信号の一例であり、フラグ指示信号FSはスレーブ用の外部信号の一例である。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the present embodiment, the
本実施形態において、各フラグ指示信号FM,FSは、マスタースレーブの何れで動作するのかを判定するためにのみ用いる信号であって、モータ20の制御、すなわち各ECU31,32において各PWM信号P1,P2を演算するためには用いられない信号である。
In the present embodiment, the flag instruction signals FM and FS are signals used only for determining which one of the master and slave operates, and control the
例えば、図7に示すように、第1ECU31には、インターフェースcom12を介して上位制御装置40から角度指令値θs1*が入力されるとともに、インターフェースcom14(通信回線)を介して上位制御装置40からフラグ指示信号FMが入力される。このフラグ指示信号FMは、第1演算処理部310のマスタースレーブ判定部417に入力される。
For example, as shown in FIG. 7, the angle command value θs1 * is input to the
また、同じく図7に示すように、第2ECU32には、インターフェースcom22を介して上位制御装置40から角度指令値θs2*が入力されるとともに、インターフェースcom24(通信回線)を介して上位制御装置40からフラグ指示信号FSが入力される。このフラグ指示信号FSは、第2演算処理部320のマスタースレーブ判定部427に入力される。
Similarly, as shown in FIG. 7, the angle command value θs2 * is input to the
図7の例では、角度指令値θs1*が入力される第1ECU31に対してフラグ指示信号FM、角度指令値θs2*が入力される第2ECU32に対してフラグ指示信号FSがそれぞれ入力され、第1ECU31、すなわち第1演算処理部310がマスターで動作し、第2ECU32、すなわち第2演算処理部320がスレーブで動作する。
In the example of FIG. 7, the flag instruction signal FM is input to the
図6に示すように、各フラグ指示信号FM,FSは、通信方式(通信周期)が同一であり、例えば、CANFDの通信方式(通信周期Xms)で共に伝送される。一方、各フラグ指示信号FM,FSは、異なるデジタル値(情報)から構成されるものであり、そのデジタル値から各マスタースレーブ判定部417,427が違いを認識できるように構成されている。各マスタースレーブ判定部417,427は、デジタル値を判定し、入力されている信号が各フラグ指示信号FM,FSの何れであるかを判定する。そして、各マスタースレーブ判定部417,427は、フラグ指示信号FMを示すデジタル値が入力されていることを判定する場合、属する各ECU31,32の各演算処理部310,320がマスターで動作することを判定する。また、各マスタースレーブ判定部417,427は、フラグ指示信号FSを示すデジタル値が入力されていることを判定する場合、属する各ECU31,32の各演算処理部310,320がスレーブで動作することを判定する。
As shown in FIG. 6, the flag instruction signals FM and FS have the same communication method (communication cycle), and are transmitted together, for example, in the CANFD communication method (communication cycle Xms). On the other hand, each flag instruction signal FM, FS is composed of different digital values (information), and each master
図7に実線で示すように、フラグ指示信号FMがインターフェースcom14(図7中、CANI/F)を介してマスタースレーブ判定部417に入力される場合、マスタースレーブ判定部417は、第1演算処理部310がマスターで動作することを判定する。そして、マスタースレーブ判定部417は、マスターで動作することを指示するマスターフラグFLGMを、出力切替部416に対して出力する。
As indicated by a solid line in FIG. 7, when the flag instruction signal FM is input to the master
また、同じく図7に実線で示すように、フラグ指示信号FSがインターフェースcom24(図7中、CANI/F)を介してマスタースレーブ判定部427に入力される場合、マスタースレーブ判定部427は、第2演算処理部320がスレーブで動作することを判定する。そして、マスタースレーブ判定部427は、スレーブで動作することを判定したことを指示するスレーブフラグFLGSを、出力切替部426に対して出力する。
Similarly, as indicated by a solid line in FIG. 7, when the flag instruction signal FS is input to the master /
一方、図7に破線で示すように、フラグ指示信号FSがインターフェースcom14を介して第1演算処理部310に入力される場合、マスタースレーブ判定部417は、第1演算処理部310がスレーブで動作することを判定する。そして、マスタースレーブ判定部417は、スレーブで動作することを指示するスレーブフラグFLGSを、出力切替部416に対して出力する。
On the other hand, as indicated by a broken line in FIG. 7, when the flag instruction signal FS is input to the first
また、同じく図7に破線で示すように、フラグ指示信号FMがインターフェースcom24を介して第2演算処理部320に入力される場合、マスタースレーブ判定部427は、第2演算処理部320がマスターで動作することを判定する。そして、マスタースレーブ判定部427は、マスターで動作することを指示するマスターフラグFLGMを、出力切替部426に対して出力する。
Similarly, as indicated by a broken line in FIG. 7, when the flag instruction signal FM is input to the second
以上に説明した本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)〜(3),(5)の作用及び効果に加えて、以下の作用及び効果を得ることができる。
(6)マスタースレーブの何れで動作するのかを判定するために用いる各フラグ指示信号FM,FSは、各ECU31,32の各駆動回路311,321の動作を制御するために用いられない信号としている。この場合、各フラグ指示信号FM,FSは、何れの信号であるか判別可能に構成されていればよく、構成の自由度が高いと言える。したがって、汎用性をさらに向上させることができる。
According to this embodiment described above, the following actions and effects can be obtained in addition to the actions and effects (1) to (3) and (5) of the first embodiment.
(6) The flag instruction signals FM and FS used for determining which one of the master and slave operates is a signal that is not used to control the operation of the
なお、上記各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第1実施形態において、各角度指令値θs1*,θs2*は、各マスタースレーブ判定部417,427が違いを認識できるように構成されていればよい。すなわち、通信方式(通信周期)が同一であっても、異なるデジタル値(情報)で構成される信号であればよく、例えば、角度指令値θs1*が角度指令値θs2*と比較して多くのパラメータを基に演算されるように構成されていたりしてもよい。
In addition, each said embodiment can also be implemented with the following forms.
-In 1st Embodiment, each angle command value (theta) s1 *, (theta) s2 * should just be comprised so that each master-slave determination part 417,427 can recognize a difference. In other words, even if the communication method (communication cycle) is the same, it is only necessary that the signal is composed of different digital values (information). For example, the angle command value θs1 * is more compared to the angle command value θs2 *. You may be comprised so that it may calculate based on a parameter.
・第1実施形態では、マスタースレーブの何れで動作するのかを判定するために用いる信号として、各角度指令値θs1*,θs2*の替わりに、モータ制御装置30と他の制御装置(ECU)から入力される信号、例えば、車両Aのモータ制御装置30と他のECUを介して入力される車速信号を用いるようにしてもよい。このように、車速信号を用いる場合、第1実施形態は、自動操舵制御を実行しないで、ステアリング操作を補助するアシスト制御のみを実行するステアリング装置のモータを制御対象としてもよい。
In the first embodiment, instead of the angle command values θs1 * and θs2 *, a signal used for determining which of the master and slaves is operated, from the
・第1実施形態において、各角度指令値θs1*,θs2*の通信方式の組み合わせは、インターフェースについて同一のものを用いることができる通信方式の組み合わせであれば変更してもよい。 -In 1st Embodiment, you may change the combination of the communication system of each angle command value (theta) s1 *, (theta) s2 * if it is the combination of the communication system which can use the same thing about an interface.
・第1実施形態のモータ制御装置30では、上位制御装置40から入力される各角度指令値θs1*,θs2*が少なくとも冗長化されていればよく、各トルクセンサ50,51の検出結果、及び各回転角センサ52,53の検出結果については冗長化されていなくてもよい。
In the
・第2実施形態において、各フラグ指示信号FM,FSは、各マスタースレーブ判定部417,427が違いを認識できるように構成されていればよい。すなわち、デジタル値が同一であっても、異なる通信方式(通信周期)で構成される信号であればよく、例えば、フラグ指示信号FMがCANFDの通信方式、フラグ指示信号FSがCANの通信方式で伝送されるように構成されていたりしてもよい。
-In 2nd Embodiment, each flag instruction | indication signal FM and FS should just be comprised so that each master
・第2実施形態において、各フラグ指示信号FM,FSの通信方式は、CANやフレックスレイ(Flex Ray、登録商標)を用いるように変更してもよい。
・第2実施形態は、自動操舵制御を実行しないで、ステアリング操作を補助するアシスト制御のみを実行するステアリング装置のモータを制御対象としてもよい。
In the second embodiment, the communication method of the flag instruction signals FM and FS may be changed to use CAN or Flex Ray (registered trademark).
-2nd Embodiment is good also considering the motor of the steering device which performs only the assist control which assists steering operation as a control object, without performing automatic steering control.
・第2実施形態のモータ制御装置30では、上位制御装置40から入力される各角度指令値θs1*,θs2*、各トルクセンサ50,51の検出結果、及び各回転角センサ52,53の少なくとも何れかが冗長化されていればよい。
In the
・各実施形態において、各演算処理部310,320の少なくとも一つにマスタースレーブ判定部を有していればよく、例えば、第1演算処理部310のマスタースレーブ判定部417のみを残し、第2演算処理部320のマスタースレーブ判定部427を削減することもできる。この場合、マスタースレーブ判定部417は、第1ECU31(第1演算処理部310)に入力される角度指令値やフラグ指示信号からマスタースレーブの何れで動作するのかを判定するようにしてもよい。その他、マスタースレーブ判定部417は、第2ECU32(第2演算処理部320)に入力される外部信号(角度指令値やフラグ指示信号)の情報を得てマスタースレーブの何れで動作するのかを判定するようにしてもよい。そして、マスタースレーブ判定部417は、各ECU31,32の各出力切替部416,426に対してマスタースレーブの何れで動作するのかを指示すればよい。
In each embodiment, it is sufficient that at least one of the
・各実施形態において、各マスタースレーブ判定部417,427がマスタースレーブの何れで動作するのかを判定するタイミングは、車両Aにおけるイグニッションオン後、周期的に到来するように構成されていてもよいし、製品出荷時であってもよい。
-In each embodiment, the timing which determines which of the master
・各実施形態では、各マスタースレーブ判定部417,427において判定内容に異常が生じている場合、モータ20の動作の制御を停止する制御状態へと切り替えられるように構成してもよい。この場合には、アシスト制御についてのみ機能する制御状態へと切り替えられるように構成してもよい。また、各マスタースレーブ判定部417,427において判定内容に異常が生じている情報は、上位制御装置40に入力されるように構成し、上位制御装置40から各角度指令値θs1*,θs2*が出力されないように構成してもよい。
In each embodiment, when there is an abnormality in the determination contents in each of the master
・各実施形態において、第1ECU31の異常時、第1駆動回路311(第1系統巻線26)を通じてモータ20にトルクをいくらか発生させることができるように構成されていればよい。この場合、第1駆動回路311からの第1系統巻線26への電流の供給が絶たれる場合と比較して、モータ20の出力全体の低下を抑制することができる。
In each embodiment, it is only necessary that the
・各実施形態において、モータ制御装置30では、複数の制御系統(ECU)が構成されていればよく、3系統や4系統以上の制御系統が構成されていてもよい。この場合、制御系統の数に合わせて演算処理部(駆動回路等)を増やすとともに、制御系統のそれぞれに対してトルク値、角度指令値、回転角度が個別に入力されるように構成されていればよく、何れかの制御系統がマスターとなってモータ20の動作を制御するように構成されていればよい。
In each embodiment, the
・各実施形態において、モータ20の制御では、実角度として、コラムシャフト11aの回転角度であるステアリング角を用いたり、ピニオンシャフト11cの回転角度であるピニオン角やラックシャフト12の移動位置を用いたりしてもよい。これらの場合、各トルク値Tm1,Tm2は、ステアリング角等に処理を施すことによって、算出することもできる。これにより、各トルクセンサ50,51を省略することができ、部品点数及びコストを削減することができる。
In each embodiment, in the control of the
・各実施形態において、車両転舵システム1は、自動操舵モードの設定が指示されている間に介入操作があった場合、自動操舵制御からアシスト制御に切り替えるように構成されていてもよい。
In each embodiment, the
・各実施形態において、上位制御装置40は、各角度指令値θs1*,θs2*の替わりに、角度偏差をモータ制御装置30に対して出力するようにしてもよい。この場合、上位制御装置40は、各回転角センサ52,53から得られる各回転角度θm1,θm2や、上記ステアリング角等に基づいて、角度偏差を演算すればよい。
In each embodiment, the
・各実施形態において、各アシストトルク成分Ta1*,Ta2*の演算は、各トルク値Tm1,Tm2を少なくとも用いていればよく、車両Aの車速を用いるようにしてもよい。その他、各アシストトルク成分Ta1*,Ta2*の演算は、各トルク値Tm1,Tm2及び車速と、これら以外の要素とを用いるようにしてもよい。また、各自動操舵トルク成分Ts1*,Ts2*の演算は、車両周辺環境(角度情報θv)に基づき演算される各角度指令値θs1*,θs2*を少なくとも用いていればよく、各角度指令値θs1*,θs2*と、車速やそれ以外の要素とを用いるようにしてもよい。 -In each embodiment, calculation of each assist torque component Ta1 *, Ta2 * should just use at least each torque value Tm1, Tm2, and you may make it use the vehicle speed of the vehicle A. FIG. In addition, each of the assist torque components Ta1 * and Ta2 * may be calculated using the torque values Tm1 and Tm2, the vehicle speed, and other factors. The calculation of each of the automatic steering torque components Ts1 * and Ts2 * may use at least the angle command values θs1 * and θs2 * calculated based on the vehicle surrounding environment (angle information θv). You may make it use (theta) s1 * and (theta) s2 *, a vehicle speed, and other elements.
・各実施形態において、車両転舵システム1は、車両の走行を支援する他の機能として、例えば、横滑り防止装置(ビークル・スタビリティ・コントロール)を構築するものであってもよいし、車線逸脱防止支援システムと、横滑り防止装置とを共に構築するものであってもよい。
-In each embodiment, the
・各実施形態では、車両転舵システム1をコラムシャフト11aに動力を付与するタイプに具体化したが、ラックシャフト12に動力を付与するタイプに適用してもよい。この場合、各トルクセンサ50,51は、例えば、ピニオンシャフト11cに設けられるようにしてもよい。
In each embodiment, the
・各実施形態は、車両転舵システム1のモータ20を制御対象としたがこれに限られない。例えば、ステアバイワイヤ式のステアリング装置のモータや、後輪操舵装置や4輪操舵装置(4WS)のモータを制御対象としてもよい。また、各実施形態は、車両以外に搭載されるモータを制御対象としてもよい。
In each embodiment, the
・各変形例は、互いに組み合わせて適用してもよく、例えば、ステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化することと、その他の変形例の構成とは、互いに組み合わせて適用してもよい。 Each modification may be applied in combination with each other. For example, the embodiment of the steer-by-wire steering device and the configuration of the other modification may be applied in combination with each other.
3…アクチュエータ、20…モータ、23…ロータ、24…ステータ、25…巻線、26…第1系統巻線、27…第2系統巻線、30…モータ制御装置、31…ECU、32…ECU、310…第1演算処理部、311…第1駆動回路、320…第2演算処理部、321…第2駆動回路、416,426…出力切替部、417,427…マスタースレーブ判定部、T1*,T2*…トルク指令値、θs1*,θs2*…角度指令値、FM…フラグ指示信号、FS…フラグ指示信号。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Actuator, 20 ... Motor, 23 ... Rotor, 24 ... Stator, 25 ... Winding, 26 ... First system winding, 27 ... Second system winding, 30 ... Motor controller, 31 ... ECU, 32 ... ECU , 310 ... 1st arithmetic processing part, 311 ... 1st drive circuit, 320 ... 2nd arithmetic processing part, 321 ... 2nd drive circuit, 416, 426 ... Output switching part, 417, 427 ... Master-slave determination part, T1 * , T2 * ... torque command value, θs1 *, θs2 * ... angle command value, FM ... flag instruction signal, FS ... flag instruction signal.
Claims (6)
前記マスターの演算部は、前記巻線に対して供給する電流量の目標となる電流指令値を演算し、当該電流指令値を前記スレーブの演算部に対して出力し、
前記マスターの演算部及び前記スレーブの演算部は、前記電流指令値に基づいて、属する前記制御系統の前記駆動回路の動作をそれぞれ制御するように構成されており、
前記各演算部は、前記マスターの演算部である場合に前記スレーブの演算部に対して前記電流指令値を出力するように前記電流指令値の出力態様を切り替える出力切替部をそれぞれ有し、
前記各演算部のうち少なくとも一つの演算部は、前記マスターの演算部である場合に入力されるマスター用の外部信号が入力されているか、前記スレーブの演算部である場合に入力されるスレーブ用の外部信号が入力されているかに基づいて、前記各演算部が前記マスターの演算部及び前記スレーブの演算部の何れで動作するのかを判定するマスタースレーブ判定部を有しており、
前記各演算部は、前記マスタースレーブ判定部の判定結果に基づいて、前記出力切替部における前記電流指令値の出力態様を切り替えるように構成されていることを特徴とするモータ制御装置。 A plurality of control systems for controlling the operation of a motor having a plurality of windings are provided, and each control system has an arithmetic unit provided in combination with a drive circuit so as to supply a current to each winding of each system. In the motor control device that is configured so that each of the calculation units is configured to operate as a master calculation unit or a slave calculation unit,
The master calculation unit calculates a current command value that is a target of the amount of current to be supplied to the winding, and outputs the current command value to the slave calculation unit,
The master calculation unit and the slave calculation unit are configured to control the operation of the drive circuit of the control system to which the master calculation unit belongs based on the current command value, respectively.
Each of the arithmetic units has an output switching unit that switches an output mode of the current command value so as to output the current command value to the slave arithmetic unit when the arithmetic unit is the master.
At least one calculation unit among the calculation units receives a master external signal that is input when the calculation unit is the master or a slave input that is input when the calculation unit is the slave. A master-slave determination unit that determines which of the calculation unit of the master and the calculation unit of the slave operates based on whether an external signal is input,
Each said calculating part is comprised so that the output mode of the said current command value in the said output switching part may be switched based on the determination result of the said master slave determination part.
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