JP2020125997A - Electric motor controller and electric motor control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータ制御装置および電動モータ制御方法に関する。 The present invention relates to an electric motor control device and an electric motor control method.
従来から、車両のステアリングの操舵補助等を行うために使用される電動モータにおいて、ロータの回転軸の回転角度を検出するセンサの冗長構成に関する技術が知られている。例えば、特許文献１は、１つの電源回路からの電力供給が不能となった場合であっても、継続してアクチュエータの駆動制御が可能なセンサ装置を開示する。このセンサ装置は、２系統の巻線を有する電動モータのモータ回転角を検出する３つのセンサコア部と、各センサコア部に電力を供給する２つの電源と、各センサコア部の出力信号を受信し、電動モータに駆動指令信号を出力する２つのマイクロプロセッサと、を有する。１つのセンサコア部の出力信号が、他の２つのセンサコア部の出力信号の平均値から所定以上乖離している場合、当該出力信号に対応するセンサを異常と判断する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a technique related to a redundant configuration of a sensor that detects a rotation angle of a rotation shaft of a rotor in an electric motor used to assist steering of a vehicle. For example, Patent Document 1 discloses a sensor device capable of continuously driving and controlling an actuator even when power supply from one power supply circuit is disabled. This sensor device receives three sensor core parts for detecting a motor rotation angle of an electric motor having two windings, two power sources for supplying electric power to each sensor core part, and an output signal of each sensor core part, And two microprocessors that output drive command signals to the electric motor. When the output signal of one sensor core unit deviates from the average value of the output signals of the other two sensor core units by a predetermined amount or more, the sensor corresponding to the output signal is determined to be abnormal.
しかし、上述したセンサ装置では、３つのセンサと２つの制御部がすべて接続されて冗長化されているため、マイクロプロセッサである制御部は常に３つのセンサの出力信号に基づきセンサの正常／異常を判断する必要があり、すべてが正常と判断される場合でも判断負荷が高くなる。また、センサと制御部との配線の数も増加するためコストが増加したり、重量が増加する。 However, in the above-described sensor device, since the three sensors and the two control units are all connected and made redundant, the control unit, which is a microprocessor, always determines whether the sensor is normal or abnormal based on the output signals of the three sensors. It is necessary to make a judgment, and even if all are judged to be normal, the judgment load becomes high. In addition, the number of wires between the sensor and the control unit also increases, which increases cost and weight.
本発明は、かかる事情を鑑みて考案されたものであり、複数の電動モータと、電動モータの制御に用いる信号を出力するセンサを備える電動モータ制御装置において、より少ない個数のセンサで、判断負荷を小さくし、異常時にどのセンサが異常値を出力しているのかを確認できる電動モータ制御装置および電動モータ制御方法を提供するものである。 The present invention has been devised in view of such circumstances, and in an electric motor control device including a plurality of electric motors and a sensor that outputs a signal used for controlling the electric motors, a judgment load can be reduced with a smaller number of sensors. It is intended to provide an electric motor control device and an electric motor control method which can reduce which is and which sensor outputs an abnormal value at the time of abnormality.
上記課題を解決するために、第１系統の電動モータとその第１系統の冗長系である第２系統の電動モータを制御する電動モータ制御装置であって、第１系統の第１電動モータの駆動を制御する第１制御部と、第２系統の第２電動モータの駆動を制御する第２制御部と、第１制御部に検出信号を出力する第１センサと、第２制御部に検出信号を出力する第２センサと、第１制御部および第２制御部に検出信号を出力する第３センサと、第１制御部と第２制御部が互いに通信を行うための系統間通信線と、を備え、第１制御部は、第１センサと第３センサの検出信号に基づき第１系統センサ異常の有無を判断し、第２制御部は、第２センサと第３センサの検出信号に基づき第２系統センサ異常の有無を判断し、第１制御部が第１系統センサ異常が有ると判断し、または、第２制御部が第２系統センサ異常が有ると判断した場合、第１制御部および／または第２制御部は、系統間通信線を介して得た相手方のセンサ異常の有無の情報に基づきどのセンサにおいて異常があるのかを判断する電動モータ制御装置が提供される。
これによれば、いずれかの系統でセンサ異常が有りと判断された場合相手方制御部のセンサ異常の有無の情報に基づきどのセンサにおいて異常があったのかを判断することで、より少ない個数のセンサで、判断負荷を小さくし、異常時にどのセンサが異常値を出力しているのかを確認できる電動モータ制御装置を提供することができる。
In order to solve the above problems, an electric motor control device for controlling an electric motor of a first system and an electric motor of a second system, which is a redundant system of the first system, is provided for a first electric motor of a first system. A first control unit that controls the drive, a second control unit that controls the drive of the second electric motor of the second system, a first sensor that outputs a detection signal to the first control unit, and a detection by the second control unit. A second sensor that outputs a signal, a third sensor that outputs a detection signal to the first control unit and the second control unit, and an inter-system communication line for the first control unit and the second control unit to communicate with each other. And the first control unit determines whether there is a first system sensor abnormality based on the detection signals of the first sensor and the third sensor, and the second control unit determines the detection signals of the second sensor and the third sensor. If the first control unit determines that there is a first system sensor abnormality, or if the second control unit determines that there is a second system sensor abnormality, the first control The control unit and/or the second control unit is provided with an electric motor control device that determines which sensor has an abnormality based on information on the presence/absence of a sensor abnormality of the other party obtained through the inter-system communication line.
According to this, when it is determined that there is a sensor abnormality in one of the systems, a smaller number of sensors can be determined by determining which sensor has an abnormality based on the information on the presence or absence of a sensor abnormality of the partner control unit. Thus, it is possible to provide an electric motor control device that can reduce the judgment load and can confirm which sensor outputs an abnormal value at the time of an abnormality.
さらに、第１制御部が第１系統センサ異常が有ると判断した場合であって、系統間通信線を介して得た情報が第２制御部では第２系統センサ異常が無しである場合、第１制御部は、第１センサが異常であると判断し、系統間通信線を介して得た情報が第２制御部では第２系統センサ異常が有りである場合、第１制御部は、第３センサが異常であると判断することを特徴としてもよい。
これによれば、両制御部で異常が有ると判断される場合は共通するセンサに異常があると判断し、一方の制御部のみで異常があると判断される場合は制御部固有のセンサに異常があると判断することで、どのセンサが異常値を出力しているのかを確認できる。
Further, when the first control unit determines that there is a first system sensor abnormality, and the information obtained via the inter-system communication line indicates that the second control unit has no second system sensor abnormality, The first control unit determines that the first sensor is abnormal, and if the information obtained via the inter-system communication line indicates that the second control unit has the second system sensor abnormality, the first control unit determines that It may be characterized in that the three sensors are judged to be abnormal.
According to this, when it is determined that there is an abnormality in both control units, it is determined that the common sensor has an abnormality, and when it is determined that only one control unit has an abnormality, the sensor unique to the control unit determines By determining that there is an abnormality, it is possible to confirm which sensor outputs the abnormal value.
さらに、第１制御部は、第１センサが異常であると判断した場合、第２制御部から系統間通信線を介して得る検出信号に基づき第１電動モータの駆動を制御し、第３センサが異常であると判断した場合、第１センサが出力する検出信号に基づき第１電動モータの駆動を制御することを特徴としてもよい。
これによれば、異常を出力したセンサを特定した後は正常なセンサの情報のみで電動モータの駆動制御を継続することで、実効性のある冗長性を有した電動モータ制御装置を提供することができる。
Further, when the first control unit determines that the first sensor is abnormal, the first control unit controls the drive of the first electric motor based on the detection signal obtained from the second control unit via the inter-system communication line, and the third sensor When it is determined that is abnormal, the drive of the first electric motor may be controlled based on the detection signal output from the first sensor.
According to this, it is possible to provide an electric motor control device having effective redundancy by continuing the drive control of the electric motor only with the information of the normal sensor after the sensor that outputs the abnormality is specified. You can
さらに、第１センサ、第２センサ、および、第３センサは、同一の被検出物の検出信号を出力することを特徴としてもよい。
これによれば、それぞれのセンサが同一の被検出物の検出信号を出力することで、異常時にどのセンサが異常値を出力しているのかを明確に確認できる。
Further, the first sensor, the second sensor, and the third sensor may output the same detection signal of the detected object.
According to this, since each sensor outputs the detection signal of the same detected object, it is possible to clearly confirm which sensor outputs the abnormal value at the time of abnormality.
さらに、第１センサ、第２センサ、および、第３センサは、それぞれ異なる電源から電力が供給されていることを特徴としてもよい。
これによれば、それぞれのセンサがそれぞれ異なる電源から電力が供給されていることで、１つの電源が異常となっても、どのセンサが異常かを判断することができる。
Further, the first sensor, the second sensor, and the third sensor may be supplied with electric power from different power sources.
According to this, since each sensor is supplied with electric power from a different power supply, even if one power supply becomes abnormal, it can be determined which sensor is abnormal.
上記課題を解決するために、２つの電動モータをそれぞれ制御する２つの制御系と３つのセンサを有する電動モータ制御方法であって、第１制御系は、第１センサと第３センサの検出信号に基づき第１系統センサ異常の有無を判断し、第２制御系は、第２センサと第３センサの検出信号に基づき第２系統センサ異常の有無を判断し、第１制御系で第１系統センサ異常が有りと判断された場合、第２制御系の第２系統センサ異常の有無の情報に基づきどのセンサにおいて異常があるのかを判断する電動モータ制御方法が提供される。
これによれば、一方の制御系でセンサ異常が有りと判断された場合、他方の制御系のセンサ異常の有無の情報に基づきどのセンサにおいて異常があるのかを判断することで、より少ない個数のセンサで、判断負荷を小さくし、異常時にどのセンサが異常値を出力しているのかを確認できる電動モータ制御方法を提供することができる。
In order to solve the above problems, there is provided an electric motor control method having two control systems for controlling two electric motors and three sensors, wherein the first control system includes detection signals of the first sensor and the third sensor. The first control system determines whether there is a sensor abnormality in the first system, and the second control system determines whether there is a sensor abnormality in the second system based on the detection signals of the second sensor and the third sensor. Provided is a method for controlling an electric motor, which determines which sensor has an abnormality based on the information on the presence/absence of an abnormality in the second system sensor of the second control system when it is determined that there is a sensor abnormality.
According to this, when it is determined that there is a sensor abnormality in one control system, a smaller number of sensors can be detected by determining which sensor has an abnormality based on the information regarding the presence or absence of a sensor abnormality in the other control system. It is possible to provide an electric motor control method in which a sensor can reduce a judgment load and can confirm which sensor outputs an abnormal value when an abnormality occurs.
以上説明したように、本発明によれば、複数の電動モータと、電動モータの制御に用いる信号を出力するセンサを備える電動モータ制御装置において、より少ない個数のセンサで、判断負荷を小さくし、異常時にどのセンサが異常値を出力しているのかを確認できる電動モータ制御装置および電動モータ制御方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, in an electric motor control device including a plurality of electric motors and a sensor that outputs a signal used for controlling the electric motor, a smaller number of sensors can reduce the judgment load, It is possible to provide an electric motor control device and an electric motor control method capable of confirming which sensor outputs an abnormal value when an abnormality occurs.
以下では、図面を参照しながら、本発明に係る実施例について説明する。
＜第一実施例＞
図１を参照し、本実施例における電動モータ制御装置１００を説明する。電動モータ制御装置１００は、車両に搭載される電動パワーステアリングに使用される３相の電動モータＭＴを制御するための制御装置である。電動モータＭＴは、１個のロータに２巻線を備え、２系統に冗長化されたモータである。電動モータＭＴは、これに限定されず、１個のロータに１巻線を備えたモータを２個用いて、２系統に冗長化されたモータであってもよい。電動モータ制御装置１００が制御する電動モータは、本実施例の電動モータＭＴ以外に、たとえば、自動車の電子化に伴う冗長システムでは電子制御ブレーキにおける電磁弁などがあり、また、ＩＴ系システムでは、無停電電源装置におけるコンバータやインバータ、サーバにおけるハードディスクなどである。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First embodiment>
An electric motor control device 100 according to this embodiment will be described with reference to FIG. 1. The electric motor control device 100 is a control device for controlling a three-phase electric motor MT used for an electric power steering mounted on a vehicle. The electric motor MT is a motor in which one rotor has two windings and which is redundant in two systems. The electric motor MT is not limited to this, and may be a two-system redundant motor that uses two motors each having one winding for one rotor. The electric motor controlled by the electric motor control device 100 includes, in addition to the electric motor MT according to the present embodiment, for example, a solenoid valve in an electronically controlled brake in a redundant system associated with computerization of an automobile, and an IT system includes: These include converters and inverters in uninterruptible power supplies and hard disks in servers.
電動モータ制御装置１００は、第１系統Ｋ１の第１電動モータＭ１と、その第１電動モータＭ１の冗長系である第２系統Ｋ２の第２電動モータＭ２との２系統に冗長化された電動モータＭＴを制御するため、２系統に冗長化された構成を有する。第１系統Ｋ１の電動モータ制御装置１００は、第１電動モータＭ１を駆動する第１駆動部Ｄ１と、第１駆動部Ｄ１を制御することにより第１電動モータＭ１の駆動を制御する第１制御部Ｃ１と、第１制御部Ｃ１に検出信号を出力する第１センサＳ１と、第１センサＳ１に電力を供給する第１センサ用電源Ｐ１と、を備える。 The electric motor control device 100 has two systems, a first electric motor M1 of the first system K1 and a second electric motor M2 of the second system K2, which is a redundant system of the first electric motor M1 and are redundantly configured. In order to control the motor MT, it has a redundant configuration in two systems. The electric motor control device 100 of the first system K1 includes a first drive unit D1 that drives the first electric motor M1, and a first control that controls the drive of the first electric motor M1 by controlling the first drive unit D1. The unit C1 includes a first sensor S1 that outputs a detection signal to the first controller C1, and a first sensor power supply P1 that supplies power to the first sensor S1.
第１制御部Ｃ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とメモリを備えるマイクロコンピュータにより構成され、第１駆動部Ｄ１に対して、３相の第１電動モータＭ１を制御するためのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号を出力する。第１駆動部Ｄ１は、第１制御部Ｃ１が出力したＰＷＭ制御信号からスイッチング素子駆動信号を生成するドライバ（図示せず）と、そのスイッチング素子駆動信号により制御され、３相の各相に設けられたスイッチング素子を有するブリッジ回路（図示せず）とを有し、第１電動モータＭ１を駆動する。 The first control unit C1 is configured by a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit) and a memory, and controls the first drive unit D1 by a PWM (Pulse Width Modulation) for controlling the three-phase first electric motor M1. ) Output a control signal. The first driving unit D1 is provided with a driver (not shown) that generates a switching element driving signal from the PWM control signal output from the first control unit C1, and is controlled by the switching element driving signal, and is provided for each of the three phases. And a bridge circuit (not shown) having a switching element that operates the first electric motor M1.
第１センサＳ１は、たとえば、電動モータＭＴのロータの回転軸に設けられたマグネットから得られるロータの回転角を取得するＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサや、ステアリングに付加されるトルクを検出するトルクセンサなどである。第１センサＳ１がＭＲセンサである場合、第１センサＳ１の検出物はロータであり、検出対象はロータの回転角である。また、第１センサＳ１がトルクセンサである場合、第１センサＳ１の検出物はステアリングであり、検出対象はステアリングに付加されるトルクである。第１センサＳ１は、これらの例示したセンサに限られず、後述する第２センサＳ２および第３センサＳ３と同一の被検出物、同一の被検出対象を検出するセンサである。第１センサ用電源Ｐ１は、第１センサＳ１のための電源であり、後述する第２センサＳ２および第３センサＳ３に電力を供給する電源とは独立した電源である。 The first sensor S1 is, for example, an MR (Magnetic Resistance) sensor that obtains a rotation angle of the rotor obtained from a magnet provided on a rotation shaft of the rotor of the electric motor MT, or a torque sensor that detects a torque applied to the steering wheel. And so on. When the first sensor S1 is an MR sensor, the object detected by the first sensor S1 is the rotor, and the detection target is the rotation angle of the rotor. When the first sensor S1 is a torque sensor, the object detected by the first sensor S1 is the steering wheel, and the detection target is the torque applied to the steering wheel. The first sensor S1 is not limited to these exemplified sensors, and is a sensor that detects the same detected object and the same detected object as the second sensor S2 and the third sensor S3 described later. The first sensor power supply P1 is a power supply for the first sensor S1 and is a power supply independent of a power supply that supplies power to the second sensor S2 and the third sensor S3 described later.
第２系統Ｋ２の電動モータ制御装置１００は、第２電動モータＭ２を駆動する第２駆動部Ｄ２と、第２駆動部Ｄ２を制御することにより第２電動モータＭ２の駆動を制御する第２制御部Ｃ２と、第２制御部Ｃ２に検出信号を出力する第２センサＳ２と、第２センサＳ２に電力を供給する第２センサ用電源Ｐ２と、を備える。これらのそれぞれの構成要素は、第１系統Ｋ１における対応する構成要素と同じなので、重複記載を避けるため説明を省略する。 The electric motor control device 100 of the second system K2 includes a second drive unit D2 that drives the second electric motor M2, and a second control that controls the drive of the second electric motor M2 by controlling the second drive unit D2. A section C2, a second sensor S2 that outputs a detection signal to the second controller C2, and a second sensor power supply P2 that supplies power to the second sensor S2 are provided. Since these respective constituent elements are the same as the corresponding constituent elements in the first system K1, the description thereof will be omitted to avoid redundant description.
電動モータ制御装置１００は、第１系統Ｋ１に含まれる第１センサＳ１と第２系統Ｋ２に含まれる第２センサＳ２に加え、第１系統Ｋ１に含まれる第１制御部Ｃ１および第２系統Ｋ２に含まれる第２制御部Ｃ２に対して検出信号を出力する第３センサＳ３を備える。第３センサＳ３も、第１センサＳ１および第２センサＳ２と同様、たとえば、電動モータＭＴのロータの回転軸に設けられたマグネットから得られるロータの回転角を取得するＭＲセンサや、ステアリングに付加されるトルクを検出するトルクセンサなどである。第３センサＳ３は、第１センサＳ１および第２センサＳ２と同一の被検出物、同一の被検出対象を検出する。たとえば、第３センサＳ３は、第１センサＳ１および第２センサＳ２がＭＲセンサの場合、ＭＲセンサでもよいし、レゾルバであってもよい。このように、第１センサＳ１、第２センサＳ２、および、第３センサＳ３は、同一の被検出物の検出信号を出力する。それぞれのセンサが同一の被検出物の検出信号を出力することで、異常時にどのセンサが異常値を出力しているのかを明確に確認できる。 The electric motor control device 100 includes, in addition to the first sensor S1 included in the first system K1 and the second sensor S2 included in the second system K2, the first controller C1 and the second system K2 included in the first system K1. And a third sensor S3 that outputs a detection signal to the second control unit C2 included in. Similarly to the first sensor S1 and the second sensor S2, the third sensor S3 is also added to the MR sensor for obtaining the rotation angle of the rotor obtained from the magnet provided on the rotation shaft of the rotor of the electric motor MT and the steering. A torque sensor for detecting the generated torque. The third sensor S3 detects the same detected object and the same detected object as the first sensor S1 and the second sensor S2. For example, the third sensor S3 may be an MR sensor or a resolver when the first sensor S1 and the second sensor S2 are MR sensors. In this way, the first sensor S1, the second sensor S2, and the third sensor S3 output the detection signal of the same detected object. Since the respective sensors output the same detection signal of the detected object, it is possible to clearly confirm which sensor outputs the abnormal value at the time of abnormality.
また、電動モータ制御装置１００は、第３センサ用電源Ｐ３を備える。第３センサ用電源Ｐ３は、第３センサＳ３のための電源であり、上述した第１センサＳ１および第２センサＳ２に電力を供給する第１センサ用電源Ｐ１および第２センサ用電源Ｐ２とは独立した電源である。このように、電動モータ制御装置１００では、第１センサＳ１、第２センサＳ２、および、第３センサＳ３は、それぞれ異なる電源から電力が供給されている。それぞれのセンサがそれぞれ異なる電源から電力が供給されていることで、１つの電源が異常となっても、どのセンサが異常かを判断することができる。 Further, the electric motor control device 100 includes a third sensor power source P3. The third sensor power source P3 is a power source for the third sensor S3, and is different from the first sensor power source P1 and the second sensor power source P2 that supply power to the first sensor S1 and the second sensor S2 described above. It is an independent power source. As described above, in the electric motor control device 100, the first sensor S1, the second sensor S2, and the third sensor S3 are supplied with power from different power sources. Since each sensor is supplied with power from a different power source, even if one power source becomes abnormal, it is possible to determine which sensor is abnormal.
また、電動モータ制御装置１００は、第１制御部Ｃ１と第２制御部Ｃ２が互いに通信を行うための系統間通信線ＬＮを備える。系統間通信線ＬＮは、第１制御部Ｃ１と第２制御部Ｃ２が互いに通信を行うことができる通信線であればよく、たとえば、互いのＣＰＵのＲｅａｄ／Ｗｒｉｔｅ命令の通信を行うことができるもの、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）通信を行うことができるもの、Ｓｏｃｋｅｔ通信を行うことができるものなどである。 Further, the electric motor control device 100 includes an inter-system communication line LN for the first control unit C1 and the second control unit C2 to communicate with each other. The inter-system communication line LN may be a communication line that allows the first control unit C1 and the second control unit C2 to communicate with each other, and for example, can communicate Read/Write commands of the CPUs of each other. These include a device that can perform SPI (Serial Peripheral Interface) communication and a device that can perform Socket communication.
第１制御部Ｃ１は、第１センサＳ１から検出信号Ｔ１と第３センサＳ３から検出信号Ｔ３の入力を受け取る。第２制御部Ｃ２は、第２センサＳ２から検出信号Ｔ２と第３センサＳ３から検出信号Ｔ３の入力を受け取る。第１制御部Ｃ１は、検出信号Ｔ１および検出信号Ｔ３に基づき第１系統センサ異常の有無を判断する。第２制御部Ｃ２は、検出信号Ｔ２および検出信号Ｔ３に基づき第２系統センサ異常の有無を判断する。第１系統センサとは、第１系統Ｋ１で使用されるセンサであって、具体的には第１センサＳ１と第３センサＳ３である。同様に、第２系統センサとは、第２系統Ｋ２で使用されるセンサであって、具体的には第２センサＳ２と第３センサＳ３である。 The first controller C1 receives the detection signal T1 from the first sensor S1 and the detection signal T3 from the third sensor S3. The second controller C2 receives inputs of the detection signal T2 from the second sensor S2 and the detection signal T3 from the third sensor S3. The first control unit C1 determines whether there is a first system sensor abnormality based on the detection signals T1 and T3. The second control unit C2 determines whether or not there is a second system sensor abnormality based on the detection signals T2 and T3. The first system sensor is a sensor used in the first system K1, and is specifically the first sensor S1 and the third sensor S3. Similarly, the second system sensor is a sensor used in the second system K2, specifically, the second sensor S2 and the third sensor S3.
図２および図３を参照し、第１制御部Ｃ１と第２制御部Ｃ２のセンサ異常の有無の判断について説明する。図２に示すように、第１制御部Ｃ１は、Ｓ１００において、第１センサＳ１からの検出信号Ｔ１と第３センサＳ３からの検出信号Ｔ３の信号差（｜Ｔ１−Ｔ３｜）を求める。第１制御部Ｃ１は、Ｓ１０２において、その信号差が閾値α未満か否かを比較する。閾値αは、第１センサＳ１および第３センサＳ３における検出信号の検出精度やノイズを考慮し、同じ検出対象から得た同じ値として許容できる誤差として適宜設定される。その信号差が閾値α未満である場合、第１制御部Ｃ１は、Ｓ１０４において、第１センサＳ１は正常であると判断する。 The determination as to whether or not there is a sensor abnormality in the first control unit C1 and the second control unit C2 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. As shown in FIG. 2, in S100, the first control unit C1 obtains the signal difference (|T1-T3|) between the detection signal T1 from the first sensor S1 and the detection signal T3 from the third sensor S3. In S102, the first control unit C1 compares whether or not the signal difference is less than the threshold value α. The threshold value α is appropriately set as an allowable error as the same value obtained from the same detection target in consideration of the detection accuracy and noise of the detection signals of the first sensor S1 and the third sensor S3. When the signal difference is less than the threshold value α, the first control unit C1 determines in S104 that the first sensor S1 is normal.
その信号差が閾値α以上である場合すなわち第１系統Ｋ１におけるセンサ（第１センサＳ１）の異常の可能性がある場合、第１制御部Ｃ１は、Ｓ１０６において、系統間通信線ＬＮを介して第２制御部Ｃ２と通信を行い、第２系統Ｋ２のセンサ情報、すなわち第２センサＳ２の検出信号Ｔ２と第２制御部Ｃ２が取得した第３センサＳ３の検出信号Ｔ３の情報に基づき第２制御部Ｃ２がセンサの正常／異常について判断した情報を受信する。第１制御部Ｃ１は、Ｓ１０８において、第２系統Ｋ２のセンサが正常か否か検査する。 When the signal difference is equal to or larger than the threshold value α, that is, when there is a possibility of an abnormality in the sensor (first sensor S1) in the first system K1, the first control unit C1 transmits the inter-system communication line LN in S106. It communicates with the second control unit C2, and the second based on the sensor information of the second system K2, that is, the detection signal T2 of the second sensor S2 and the detection signal T3 of the third sensor S3 acquired by the second control unit C2. The control unit C2 receives the information on whether the sensor is normal or abnormal. In S108, the first control unit C1 checks whether or not the sensor of the second system K2 is normal.
第２系統Ｋ２のセンサが正常であった場合、第１制御部Ｃ１は、Ｓ１１０において、第１センサＳ１が異常であると判断する。そして、第１制御部Ｃ１は、Ｓ１１２において、系統間通信線ＬＮを介して第２系統Ｋ２のセンサの情報を取得し、第２系統Ｋ２のセンサの情報を使用して代替制御を行う。第２系統Ｋ２のセンサが異常であった場合、第１制御部Ｃ１は、Ｓ１１４において、第１系統Ｋ１および第２系統Ｋ２の両方に対して検出信号Ｔ３を出力する第３センサＳ３が異常であると判断する。そして、第１制御部Ｃ１は、Ｓ１１６において、第１センサＳ１は正常である判断し、第１センサＳ１からの検出信号Ｔ１を使用して制御を継続する。 When the sensor of the second system K2 is normal, the first controller C1 determines in S110 that the first sensor S1 is abnormal. Then, in S112, the first control unit C1 acquires the information of the sensor of the second system K2 through the inter-system communication line LN, and performs the alternative control using the information of the sensor of the second system K2. When the sensor of the second system K2 is abnormal, the first control unit C1 determines that the third sensor S3 that outputs the detection signal T3 to both the first system K1 and the second system K2 is abnormal in S114. Judge that there is. Then, in S116, the first control unit C1 determines that the first sensor S1 is normal, and continues the control using the detection signal T1 from the first sensor S1.
また、図３に示すように、第２制御部Ｃ２は、Ｓ２００において、第２センサＳ２からの検出信号Ｔ２と第３センサＳ３からの検出信号Ｔ３の信号差（｜Ｔ２−Ｔ３｜）を求める。第２制御部Ｃ２は、Ｓ２０２において、その信号差が閾値α未満か否かを比較する。その信号差が閾値α未満である場合、第２制御部Ｃ２は、Ｓ２０４において、第２センサＳ２は正常であると判断する。 Further, as shown in FIG. 3, in S200, the second control unit C2 obtains the signal difference (|T2-T3|) between the detection signal T2 from the second sensor S2 and the detection signal T3 from the third sensor S3. .. The second control unit C2 compares in S202 whether or not the signal difference is less than the threshold value α. When the signal difference is less than the threshold value α, the second control unit C2 determines in S204 that the second sensor S2 is normal.
その信号差が閾値α以上である場合すなわち第２系統Ｋ２におけるセンサ（第２センサＳ２）の異常の可能性がある場合、第２制御部Ｃ２は、Ｓ２０６において、系統間通信線ＬＮを介して第１制御部Ｃ１と通信を行い、第１系統Ｋ１のセンサ情報、すなわち第１センサＳ１の検出信号Ｔ１と第１制御部Ｃ１が取得した第３センサＳ３の検出信号Ｔ３の情報に基づき第１制御部Ｃ１がセンサの正常／異常について判断した情報を受信する。第２制御部Ｃ２は、Ｓ２０８において、第１系統Ｋ１のセンサが正常か否か検査する。 When the signal difference is equal to or larger than the threshold value α, that is, when there is a possibility of an abnormality in the sensor (second sensor S2) in the second system K2, the second control unit C2, in S206, via the inter-system communication line LN. It communicates with the first control unit C1, and the first based on the sensor information of the first system K1, that is, the detection signal T1 of the first sensor S1 and the detection signal T3 of the third sensor S3 acquired by the first control unit C1. The control unit C1 receives the information on whether the sensor is normal or abnormal. In S208, the second control unit C2 checks whether or not the sensor of the first system K1 is normal.
第１系統Ｋ１のセンサが正常であった場合、第２制御部Ｃ２は、Ｓ２１０において、第２センサＳ２が異常であると判断する。そして、第２制御部Ｃ２は、Ｓ２１２において、系統間通信線ＬＮを介して第１系統Ｋ１のセンサの情報を取得し、第１系統Ｋ１のセンサの情報を使用して代替制御を行う。第１系統Ｋ１のセンサが異常であった場合、第２制御部Ｃ２は、Ｓ２１４において、第１系統Ｋ１および第２系統Ｋ２の両方に対して検出信号Ｔ３を出力する第３センサＳ３が異常であると判断する。そして、第２制御部Ｃ２は、Ｓ２１６において、第２センサＳ２は正常である判断し、第２センサＳ２からの検出信号Ｔ２を使用して制御を継続する。 When the sensor of the first system K1 is normal, the second control unit C2 determines in S210 that the second sensor S2 is abnormal. Then, in S212, the second control unit C2 acquires the information of the sensor of the first system K1 via the inter-system communication line LN, and performs the alternative control using the information of the sensor of the first system K1. If the sensor of the first system K1 is abnormal, the second control unit C2 determines that the third sensor S3 that outputs the detection signal T3 to both the first system K1 and the second system K2 is abnormal in S214. Judge that there is. Then, in S216, the second control unit C2 determines that the second sensor S2 is normal, and continues the control using the detection signal T2 from the second sensor S2.
このように、第１制御部Ｃ１が第１系統Ｋ１のセンサ異常が有ると判断し、または、第２制御部Ｃ２が第２系統Ｋ２のセンサ異常が有ると判断した場合、第１制御部Ｃ１と第２制御部Ｃ２の一方または両方は、系統間通信線ＬＮを介して得た相手方のセンサ異常の有無の情報に基づきどのセンサにおいて異常があるのかを判断する。これによれば、より少ない個数のセンサで、判断負荷を小さくし、異常時にどのセンサが異常値を出力しているのかを確認できる電動モータ制御装置１００を提供することができる。 In this way, when the first control unit C1 determines that there is a sensor abnormality in the first system K1 or the second control unit C2 determines that there is a sensor abnormality in the second system K2, the first control unit C1 One or both of the second control unit C2 and the second control unit C2 determine which sensor has an abnormality based on the information on the presence/absence of a sensor abnormality of the other party obtained via the inter-system communication line LN. According to this, it is possible to provide the electric motor control device 100 with a smaller number of sensors, which can reduce the judgment load and can confirm which sensor outputs an abnormal value at the time of an abnormality.
また、上述したように、電動モータ制御装置１００は、第１制御部Ｃ１が第１系統Ｋ１のセンサ異常が有ると判断した場合であって、系統間通信線ＬＮを介して得た情報が第２制御部Ｃ２では第２系統センサの異常が無しである場合、第１制御部Ｃ１は、第１センサＳ１が異常であると判断する。そして、電動モータ制御装置１００は、系統間通信線ＬＮを介して得た情報が第２制御部Ｃ２では第２系統Ｋ２のセンサ異常が有りである場合、第１制御部Ｃ１は、第３センサＳ３が異常であると判断する。このように、両制御部で異常が有ると判断される場合は共通するセンサに異常があると判断し、一方の制御部のみで異常があると判断される場合は制御部固有のセンサに異常があると判断することで、どのセンサが異常値を出力しているのかを確認できる。 Further, as described above, when the electric motor control device 100 determines that the first control unit C1 has the sensor abnormality of the first system K1, the information obtained via the inter-system communication line LN is the first information. If the second control unit C2 has no abnormality in the second system sensor, the first control unit C1 determines that the first sensor S1 is abnormal. When the information obtained via the inter-system communication line LN indicates that the second control unit C2 has a sensor abnormality of the second system K2, the electric motor control device 100 determines that the first control unit C1 is the third sensor. It is determined that S3 is abnormal. In this way, if it is determined that there is an abnormality in both control units, it is determined that the common sensor has an abnormality, and if it is determined that only one control unit has an abnormality, an abnormality occurs in the sensor unique to the control unit. By determining that there is, it is possible to confirm which sensor outputs the abnormal value.
また、上述したように、第１制御部Ｃ１は、第１センサＳ１が異常であると判断した場合、第２制御部Ｃ２から系統間通信線ＬＮを介して得る検出信号に基づき第１電動モータＭ１の駆動を制御し、第３センサＳ３が異常であると判断した場合、第１センサＳ１が出力する検出信号Ｔ１に基づき第１電動モータＭ１の駆動を制御することが好ましい。このように、異常を出力したセンサを特定した後は正常なセンサの情報のみで電動モータＭＴの駆動制御を継続することで、実効性のある冗長性を有した電動モータ制御装置１００を提供することができる。 Further, as described above, when the first control unit C1 determines that the first sensor S1 is abnormal, the first electric motor is based on the detection signal obtained from the second control unit C2 via the inter-system communication line LN. When the drive of M1 is controlled and it is determined that the third sensor S3 is abnormal, it is preferable to control the drive of the first electric motor M1 based on the detection signal T1 output by the first sensor S1. In this way, after the sensor that has output an abnormality is specified, the drive control of the electric motor MT is continued only with information from the normal sensor, thereby providing the electric motor control device 100 with effective redundancy. be able to.
なお、上述したことは、２つの電動モータをそれぞれ制御する２つの制御系と３つのセンサを有する電動モータ制御方法である。すなわち、この電動モータ制御方法では、第１制御系は、第１センサＳ１と第３センサＳ３の検出信号に基づき第１系統Ｋ１のセンサ異常の有無を判断し、第２制御系は、第２センサＳ２と第３センサＳ３の検出信号に基づき第２系統Ｋ２のセンサ異常の有無を判断する。そして、この電動モータ制御方法では、第１制御系で第１系統Ｋ１のセンサに異常があると判断された場合、第２制御系の第２系統Ｋ２のセンサの異常の有無の情報に基づきどのセンサにおいて異常があるのかを判断する。このように、一方の制御系でセンサ異常が有りと判断された場合、他方の制御系のセンサ異常の有無の情報に基づきどのセンサにおいて異常があるのかを判断することで、より少ない個数のセンサで、判断負荷を小さくし、異常時にどのセンサが異常値を出力しているのかを確認できる電動モータ制御方法を提供することができる。 The above is an electric motor control method having two control systems for controlling two electric motors and three sensors. That is, in this electric motor control method, the first control system determines whether there is a sensor abnormality in the first system K1 based on the detection signals of the first sensor S1 and the third sensor S3, and the second control system uses the second control system. Whether or not there is a sensor abnormality in the second system K2 is determined based on the detection signals of the sensor S2 and the third sensor S3. Then, in this electric motor control method, when it is determined that the sensor of the first system K1 has an abnormality in the first control system, which of the sensors of the second system K2 of the second control system has an abnormality is determined. Determine if there is something wrong with the sensor. In this way, when it is determined that one of the control systems has a sensor abnormality, a smaller number of sensors can be determined by determining which sensor has the abnormality based on the information on the presence or absence of the sensor abnormality of the other control system. Thus, it is possible to provide an electric motor control method in which the judgment load can be reduced and which sensor outputs an abnormal value at the time of abnormality can be confirmed.
なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the illustrated embodiments, but can be implemented with a configuration within a range that does not deviate from the contents described in each item of the claims. That is, the present invention is mainly illustrated and described with respect to particular embodiments, but without departing from the scope of the technical idea and the object of the present invention, with respect to the embodiments described above, the quantity, Those skilled in the art can make various modifications in other detailed configurations.
１００ 電動モータ制御装置
Ｃ１ 第１制御部
Ｃ２ 第２制御部
Ｓ１ 第１センサ
Ｓ２ 第２センサ
Ｓ３ 第３センサ
Ｄ１ 第１駆動部
Ｄ２ 第２駆動部
ＬＮ 系統間通信線
Ｐ１ 第１センサ用電源
Ｐ２ 第２センサ用電源
Ｐ３ 第３センサ用電源
Ｋ１ 第１系統
Ｋ２ 第２系統
ＭＴ 電動モータ
Ｍ１ 第１電動モータ
Ｍ２ 第２電動モータ
100 electric motor control device C1 first control unit C2 second control unit S1 first sensor S2 second sensor S3 third sensor D1 first drive unit D2 second drive unit LN inter-system communication line P1 first sensor power supply P2 second 2 sensor power supply P3 3rd sensor power supply K1 1st system K2 2nd system MT electric motor M1 1st electric motor M2 2nd electric motor
Claims (6)
前記第１系統の第１電動モータの駆動を制御する第１制御部と、
前記第２系統の第２電動モータの駆動を制御する第２制御部と、
前記第１制御部に検出信号を出力する第１センサと、
前記第２制御部に検出信号を出力する第２センサと、
前記第１制御部および前記第２制御部に検出信号を出力する第３センサと、
前記第１制御部と前記第２制御部が互いに通信を行うための系統間通信線と、
を備え、
前記第１制御部は、前記第１センサと前記第３センサの検出信号に基づき第１系統センサ異常の有無を判断し、
前記第２制御部は、前記第２センサと前記第３センサの検出信号に基づき第２系統センサ異常の有無を判断し、
前記第１制御部が前記第１系統センサ異常が有ると判断し、または、前記第２制御部が前記第２系統センサ異常が有ると判断した場合、前記第１制御部および／または前記第２制御部は、前記系統間通信線を介して得た相手方のセンサ異常の有無の情報に基づきどのセンサにおいて異常があるのかを判断する、
電動モータ制御装置。 An electric motor control device for controlling an electric motor of a first system and an electric motor of a second system, which is a redundant system of the first system,
A first controller for controlling the drive of the first electric motor of the first system;
A second controller for controlling the drive of the second electric motor of the second system;
A first sensor that outputs a detection signal to the first control unit;
A second sensor that outputs a detection signal to the second control unit;
A third sensor that outputs a detection signal to the first control unit and the second control unit;
An inter-system communication line for the first control unit and the second control unit to communicate with each other;
Equipped with
The first control unit determines whether there is a first system sensor abnormality based on the detection signals of the first sensor and the third sensor,
The second control unit determines whether there is a second system sensor abnormality based on the detection signals of the second sensor and the third sensor,
When the first control unit determines that the first system sensor abnormality is present, or the second control unit determines that the second system sensor abnormality is present, the first control unit and/or the second system The control unit determines which sensor has an abnormality on the basis of information on the presence or absence of a sensor abnormality of the other party obtained through the inter-system communication line,
Electric motor control device.
前記系統間通信線を介して得た情報が前記第２制御部では前記第２系統センサ異常が無しである場合、前記第１制御部は、前記第１センサが異常であると判断し、
前記系統間通信線を介して得た情報が前記第２制御部では前記第２系統センサ異常が有りである場合、前記第１制御部は、前記第３センサが異常であると判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電動モータ制御装置。 When the first control unit determines that the first system sensor abnormality is present,
If the information obtained through the inter-system communication line is the second system sensor abnormality is not in the second control unit, the first control unit determines that the first sensor is abnormal,
If the information obtained via the inter-system communication line indicates that the second control unit has the second system sensor abnormality, the first control unit determines that the third sensor is abnormal,
The electric motor control device according to claim 1, wherein:
前記第１センサが異常であると判断した場合、前記第２制御部から前記系統間通信線を介して得る検出信号に基づき前記第１電動モータの駆動を制御し、
前記第３センサが異常であると判断した場合、前記第１センサが出力する検出信号に基づき前記第１電動モータの駆動を制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の電動モータ制御装置。 The first control unit,
When it is determined that the first sensor is abnormal, the drive of the first electric motor is controlled based on a detection signal obtained from the second control unit via the inter-system communication line,
When it is determined that the third sensor is abnormal, the drive of the first electric motor is controlled based on the detection signal output by the first sensor,
The electric motor control device according to claim 2, wherein:
第１制御系は、第１センサと第３センサの検出信号に基づき第１系統センサ異常の有無を判断し、
第２制御系は、第２センサと第３センサの検出信号に基づき第２系統センサ異常の有無を判断し、
前記第１制御系で前記第１系統センサ異常が有りと判断された場合、前記第２制御系の前記第２系統センサ異常の有無の情報に基づきどのセンサにおいて異常があるのかを判断する、
電動モータ制御方法。 An electric motor control method having two control systems for respectively controlling two electric motors and three sensors,
The first control system determines whether or not there is a first system sensor abnormality based on the detection signals of the first sensor and the third sensor,
The second control system determines whether or not there is a second system sensor abnormality based on the detection signals of the second sensor and the third sensor,
When it is determined that the first system sensor abnormality is present in the first control system, it is determined which sensor has an abnormality based on the information on the presence or absence of the second system sensor abnormality of the second control system.
Electric motor control method.
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