JP2019004682A - モータ制御装置、モータ駆動システム、及び、モータ制御方法 - Google Patents
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以下、各実施形態のECUの構成及び作用効果について実施形態毎に説明する。図6に示す二系統冗長に関する各構成については、適宜記載を省略する。各実施形態のECUの符号は、「10」に続く3桁目に実施形態の番号を付す。
第1実施形態について、図7〜図25を参照して説明する。図7に示すように、ECU101は、第1巻線組801の通電を制御する第1系統制御部601、及び、第2巻線組802の通電を制御する第2系統制御部602を含む。各系統の制御部601、602は、電源開閉回路151、152、電源生成回路161、162、クロック生成回路651、652、クロック監視部661、662、マイコン401、402及びモータ駆動回路701、702を含む。言い換えれば、互いに対応する電源開閉回路、電源生成回路、クロック生成回路、マイコン及びモータ駆動回路を含む一群の構成要素の単位を「系統」という。電源開閉回路151、152は電源経路191、192の途中に設けられる。電源開閉回路151、152は、例えばMOSFETで構成され、マイコン401、402の電源開閉判定部551、552からの指示に従って接続又は開放される。
図8を参照する。初期状態では第1車両スイッチ121及び第2車両スイッチ122はOFFされている。このとき、車両スイッチ信号Sw1、Sw2は電源生成回路161、162に入力されない。ここでは、電源開閉判定部551、552が電源生成回路161、162に対し、初期値として開放指示を出力する構成を想定する。電源開閉回路151、152の接続/開放状態について、図中のブロック内に[接続]又は[開放]と記す。
図9を参照する。第1車両スイッチ121がONされると、第1車両スイッチ信号Sw1が第1電源生成回路161に入力される。また、第1車両スイッチ121と共に第2車両スイッチ122もONし、第2車両スイッチ信号Sw2が第2電源生成回路162に入力される。ここで、電源生成回路161、162への車両スイッチ信号Sw1、Sw2の入力は、信号通信機能のみを有し、電源電圧の供給を伴わないものとする。
図10を参照する。動作2において、各マイコン401、402は、車両スイッチ信号Sw1、Sw2が電源生成回路161、162に入力されたことを検知すると、その後、任意のタイミングで、電源開閉判定部551、552から電源開閉回路151、152へ接続指示を出力する。これにより、ブロック矢印で示すように電源開閉回路151、152を経由して、電源生成回路161、162に電源電圧P1、P2が供給される。供給された電源電圧P1、P2を用いて電源生成回路161、162がマイコン電源を生成することで、マイコン401、402が起動する。
図11を参照する。第1車両スイッチ121がOFFされると、第2車両スイッチ122もOFFする。すると、電源生成回路161、162への車両スイッチ信号Sw1、Sw2の入力が停止する。しかし、電源開閉回路151、152が接続されているので、電源電圧P1、P2は、ブロック矢印で示すように電源開閉回路151、152を経由して、電源生成回路161、162に供給され続ける。
図12を参照する。車両スイッチ信号Sw1、Sw2の入力が停止すると、各マイコン401、402の停止判定部531、532は、自マイコンの電源開閉判定部551、552に停止判定信号を通知する。それを受け、電源開閉判定部551、552は、電源開閉回路151、152へ開放指示を出力する。すると、電源生成回路161、162への電源電圧P1、P2の供給が遮断され、マイコン電源が生成されなくなり、各マイコン401、402が動作を停止する。
図13を参照する。例えば、第1マイコン401は第1車両スイッチ信号Sw1の電圧低下を検知して停止判定を行い、第2マイコン402は第2車両スイッチ信号Sw2の電圧低下を検知して停止判定を行う構成を想定する。この構成では、車両スイッチ信号Sw1、Sw2の電圧差により、各マイコン401、402の判定結果で異なる場合がある。図13の例では、第1車両スイッチ信号Sw1がOFFされたとき、第2車両スイッチ信号Sw2はONのままである。このとき、第1マイコン401のみが停止判定され、第2マイコン402は停止判定されずに、電圧供給及びマイコン電源生成が継続する。
次に図15、図16を参照し、第1実施形態のECU101の動作について説明する。図15では、図13に示す比較例の動作5Bと同様に、第1車両スイッチ信号Sw1がOFFされ、第2車両スイッチ信号Sw2はONしている状況を想定する。
第2実施形態について、図26を参照して説明する。図7に示す第1実施形態のECU101の構成に対し、第2実施形態のECU102は、第1マイコン401から第2マイコン402への停止判定信号が送信される信号線541が設けられていない。すなわち、各マイコンの停止判定信号は、マイコン間で相互に通信されるわけでなく、第2マイコン402から第1マイコン401への一方向にのみ送信される。ここで、第1車両スイッチ121がOFFされた時、電源生成回路161、162の特性の違い等により、常に第1マイコン401が第2マイコン402よりも早く停止判定すると仮定する。
第3実施形態について、図27を参照して説明する。図21に示す第2実施形態のECU102の構成に対し、第3実施形態のECU103は、さらに第1マイコン401が停止判定部531を有していない。すなわち、第1、第2実施形態では、各マイコン401、402が停止判定部531、532を有しているのに対し、第3実施形態では、第2マイコン402のみが停止判定部532を有している。
第4実施形態について、図28、図29を参照して説明する。第1実施形態のECU101において、車両スイッチ信号Sw1、Sw2の入力に伴って、電源電圧が電源生成回路161、162に供給される構成を想定する。そして、車両スイッチ信号Sw1、Sw2のOFF後、電源開閉判定部551、552による電源開放指示時に、車両スイッチ信号Sw1、Sw2の再ONが重なる場合を想定する。このとき、電源開閉回路151、152から電源生成回路161、162への供給電圧が十分低下する前に、車両スイッチ信号Sw1、Sw2に伴って供給される電圧を用いて電源生成回路161、162がマイコン電圧を生成し続ける可能性が考えられる。
(a)上記実施形態の制御対象であるモータ80は、二組の巻線組801、802が共通のステータに互いに電気角30degずらして配置される多重巻線モータである。その他の実施形態で制御対象とされるモータは、二組以上の巻線組が同位相で配置されるものでもよい。また、二組以上の巻線組が一つのモータの共通のステータに配置される構成に限らず、例えば各巻線組が別々に巻回された複数のステータにより協働してトルクを出力する複数のモータに適用されてもよい。また、多相ブラシレスモータの相の数は、三相に限らず四相以上でもよい。さらに駆動対象のモータは、交流ブラシレスモータに限らず、ブラシ付き直流モータとしてもよい。その場合、「モータ駆動回路」としてHブリッジ回路を用いてもよい。
111、112・・・電源、
161、162・・・電源生成回路、
401・・・第1マイコン、
402・・・第2マイコン、
451、452・・・駆動信号生成部、
531、532・・・停止判定部、
541、542・・・信号線、
701、702・・・モータ駆動回路、 80・・・モータ。
Claims (23)
- 一つ以上のモータ(80)を駆動する複数のモータ駆動回路(701、702)と、
電源(111、112)に接続された電源生成回路(161、162)が生成するマイコン電源により動作し、前記複数のモータ駆動回路にそれぞれ指令するモータ駆動信号を生成する駆動信号生成部(451、452)を有する複数のマイコン(401、402)と、
を備え、
前記複数のマイコンのうち少なくとも一つのマイコンは、自マイコンの動作が停止されようとしていることを判定し、その情報を停止判定信号として他マイコンに送信する停止判定部(531、532)を有し、
一つ以上の他マイコンから前記停止判定信号を受信したマイコンは、少なくとも他マイコンの前記停止判定信号に基づいて、自マイコンの動作を実際に停止させるモータ制御装置。 - 前記複数のマイコンが動作の基準とするクロックをそれぞれ独立して生成する複数のクロック生成回路(651、652)をさらに備える請求項1に記載のモータ制御装置。
- 一つ以上の他マイコンから前記停止判定信号を受信したマイコンは、受信した他マイコンの前記停止判定信号のうち少なくとも一つの他マイコンの前記停止判定信号、及び、自マイコンの前記停止判定信号に基づいて、自マイコンの動作を実際に停止させる請求項1または2に記載のモータ制御装置。
- 一つ以上の他マイコンから前記停止判定信号を受信したマイコンは、受信した全ての他マイコンの前記停止判定信号、及び、自マイコンの前記停止判定信号に基づいて、自マイコンの動作を実際に停止させる請求項3に記載のモータ制御装置。
- 自マイコンの前記停止判定信号の出力から上限待ち時間が経過したとき、他マイコンからの前記停止判定信号の受信の有無にかかわらず自マイコンの動作を停止させる請求項3または4に記載のモータ制御装置。
- 前記複数のマイコンは、それぞれ前記停止判定部を有し、各前記停止判定部による前記停止判定信号を相互に通知する請求項1〜5のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
- 前記複数のマイコンは、前記電源生成回路への電圧供給経路を開閉する電源開閉回路(151、152)に対し接続又は開放を指示する電源開閉判定部(551、552)をさらに有し、
前記電源開閉判定部は、前記停止判定信号が通知されたとき、前記電源開閉回路に開放指示を出力し各マイコンの動作を実際に停止させる請求項1〜6のいずれか一項に記載のモータ制御装置。 - 各マイコンのリセットをコントロールするリセットコントロール部(171、172)をさらに備え、
前記リセットコントロール部は、前記停止判定信号に基づいて各マイコンの動作を停止させる請求項1〜7のいずれか一項に記載のモータ制御装置。 - 前記リセットコントロール部は、マイコン外部に設けられ、マイコンのリセット端子をコントロールするICとして構成される請求項8に記載のモータ制御装置。
- 車両に搭載され、車両スイッチ信号(Sw1、Sw2)が入力されたとき前記電源生成回路に電圧が供給されるように構成されたモータ制御装置であって、
前記複数のマイコンは、前記車両スイッチ信号の入力を監視し、前記車両スイッチ信号が一旦OFFした後、再入力されたとき、対応する前記リセットコントロール部にリセット指示を通知し、
当該リセット指示を受けた前記リセットコントロール部は、対応するマイコンをリセットする請求項8または9に記載のモータ制御装置。 - 前記複数のマイコン間で信号が通信される信号線(541、542)をさらに備える請求項1〜10のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
- 前記複数のマイコンは、同一の基板(230)の同一側の面(238)に、所定間隔を空けて配置されている請求項1〜11のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
- 前記複数のマイコンのうち少なくとも一つのマイコン、及び、そのマイコン以外の少なくとも一つのマイコンは、前記モータの駆動を同時に停止する請求項1〜12のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
- 一つ以上のモータ(80)を駆動する複数のモータ駆動回路(701、702)と、
電源(111、112)に接続された電源生成回路(161、162)が生成するマイコン電源により動作し、前記複数のモータ駆動回路にそれぞれ指令するモータ駆動信号を生成する駆動信号生成部(451、452)を有する複数のマイコン(401、402)と、
を備え、
前記複数のマイコンのうち少なくとも一つのマイコン、及び、そのマイコン以外の少なくとも一つのマイコンは、動作を同時に停止するモータ制御装置。 - 一つ以上のモータ(80)を駆動する複数のモータ駆動回路(701、702)と、
電源(111、112)に接続された電源生成回路(161、162)が生成するマイコン電源により動作し、前記複数のモータ駆動回路にそれぞれ指令するモータ駆動信号を生成する駆動信号生成部(451、452)を有する複数のマイコン(401、402)と、
を備え、
前記複数のマイコンのうち少なくとも一つのマイコン、及び、そのマイコン以外の少なくとも一つのマイコンは、前記モータの駆動を同時に停止するモータ制御装置。 - 前記複数のマイコンのうち少なくとも一つのマイコン、及び、そのマイコン以外の少なくとも一つのマイコンは、マイコン間通信により前記モータの駆動を同時に停止する請求項13または15に記載のモータ制御装置。
- 前記複数のマイコンのうち少なくとも一つのマイコンは、自マイコンの動作が停止されようとしていることを判定する停止判定部(531、532)を有し、
前記停止判定部を有する少なくとも一つのマイコンは、他マイコンとの間のマイコン間通信又は他の通信手段の異常時に、前記停止判定部により自マイコンの動作が停止されようとしていることが判定されたとき、自マイコンによる前記モータの駆動を停止する請求項13、15または16に記載のモータ制御装置。 - 自マイコンによる前記モータの駆動中に、他マイコンから、そのマイコンの動作が停止されようとしていることを判定した停止判定信号を受信したマイコンは、当該他マイコンの停止判定が故障によるものである場合を除き、自マイコンによる前記モータの駆動をそのまま継続する請求項13、15、16または17に記載のモータ制御装置。
- 請求項1〜18のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置により通電される複数の多相巻線組(801、802)が同軸に設けられたブラシレスモータとして構成される前記モータと、
を備えるモータ駆動システム。 - 前記モータの軸方向の一方側に前記モータ制御装置が一体に構成されている請求項19に記載のモータ駆動システム。
- 車両の電動パワーステアリング装置に適用され、
請求項1〜18のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置により駆動され、アシストトルクを出力する前記モータと、
を備えるモータ駆動システム。 - 二つの電源(111、112)と、
二つの前記電源からそれぞれ電力が供給される二組の多相巻線組が設けられた前記モータと、
二組の前記多相巻線組への通電をそれぞれ制御する二つの前記マイコン、及び、二つの前記マイコンからそれぞれ前記モータ駆動信号が指令される二つの前記モータ駆動回路を備える前記モータ制御装置と、
操舵トルクを検出し、二つの前記マイコンに出力する二つの操舵トルクセンサ(931、932)と、
前記モータの電気角を検出し、二つの前記マイコンに出力する二つの回転角センサ(251、252)と、
を備える請求項21に記載のモータ駆動システム。 - 一つ以上のモータ(80)を駆動する複数のモータ駆動回路(701、702)と、
電源(111、112)に接続された電源生成回路(161、162)が生成するマイコン電源により動作し、前記複数のモータ駆動回路にそれぞれ指令するモータ駆動信号を生成する駆動信号生成部(451、452)を有する複数のマイコン(401、402)と、
を備えるモータ制御装置によるモータ制御方法であって、
前記複数のマイコンのうち少なくとも一つのマイコンが有する停止判定部(531、532)が、自マイコンの動作が停止されようとしていることを判定する自マイコン停止判定ステップ(S72)と、
前記自マイコン停止判定ステップでの判定に基づき、自マイコンの動作が停止されようとしていることの情報を停止判定信号として他マイコンに送信する停止判定信号送信ステップ(S73)と、
自マイコンが一つ以上の他マイコンから前記停止判定信号を受信する他マイコン停止判定ステップ(S74)と、
自マイコンが、少なくとも他マイコンの前記停止判定信号に基づいて、自マイコンの動作を実際に停止させる動作停止ステップ(S77)と、
を含むモータ制御方法。
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