JP4678482B2 - Control device and electric power steering device provided with the same - Google Patents
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Description
この発明は、周期的に割込処理を実行する制御装置、およびこのような制御装置を備えた電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a control device that periodically executes an interrupt process, and an electric power steering device including such a control device.
従来から、ステアリングホイールの操作に応じて電動モータを駆動し、この電動モータの動力を操舵機構に伝達することによって操舵補助を行う電動パワーステアリング装置が車両に搭載されて用いられている。この電動パワーステアリング装置は、たとえば、前記の電動モータと、この電動モータを制御する電動パワーステアリング用ECU(電子制御ユニット)とを備えている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering device that assists steering by driving an electric motor in accordance with an operation of a steering wheel and transmitting the power of the electric motor to a steering mechanism is mounted on a vehicle and used. The electric power steering apparatus includes, for example, the electric motor and an electric power steering ECU (electronic control unit) that controls the electric motor.
電動パワーステアリング用ECUは、たとえば、前記電動モータにバッテリからの電力を供給するモータ駆動回路と、このモータ駆動回路にPWM駆動パルスを与えるPWM駆動パルス生成回路と、このPWM駆動パルス生成回路に対してPWMデューティを表す制御信号を与えるマイクロコンピュータとを含む。
マイクロコンピュータは、CPUとその周辺回路とで構成されている。この周辺回路には、一定の制御周期毎にマイクロコンピュータに割込を与えるタイマが備えられている。CPUは、タイマからの割込が与えられたことに応答して、電動モータを制御するための制御処理を実行する。これにより、一定の制御周期毎に制御処理を行うことができるようになっている。
The electric power steering ECU includes, for example, a motor drive circuit that supplies electric power from a battery to the electric motor, a PWM drive pulse generation circuit that supplies a PWM drive pulse to the motor drive circuit, and the PWM drive pulse generation circuit. And a microcomputer for providing a control signal representing the PWM duty.
The microcomputer is composed of a CPU and its peripheral circuits. This peripheral circuit is provided with a timer for giving an interrupt to the microcomputer at every constant control period. The CPU executes a control process for controlling the electric motor in response to the interruption from the timer. As a result, control processing can be performed at regular control cycles.
CPUが暴走したときに、これをリセットするために、マイクロコンピュータには、カスタムICからなるリセット回路が付設されている。CPUは、制御処理の実行のたびに、監視パルスを生成してリセット回路に与える。リセット回路は、監視パルスの周期(時間間隔)を監視していて、この周期が一定時間を超えると、CPUにリセット信号を与える。これにより、CPUが暴走して、監視パルスを生成できないか、長時間に渡って監視パルスを生成しない異常状態に陥ると、リセット回路によってCPUがリセットされることにより、正常状態へと復帰するようになっている。
しかし、前述のような構成では、タイマの異常等に起因して制御周期にずれが生じると、マイクロコンピュータをリセットするほかに対策がなく、電動パワーステアリング装置は、即座に、システム停止状態となる。これにより、操舵補助が突然停止されることになるため、運転者に著しい不快感を与えるおそれがある。
また、カスタムICからなるリセット回路には、さほど高精度のものが用いられるわけではなく、監視パルスの時間間隔が、制御周期に対して比較的大きなマージンをとって定めた一定時間を超えた場合に、CPUがリセットされることになる。そのため、制御周期の多少のずれは許容せざるを得ず、必ずしも適切な制御周期での制御処理を保証することができない。
However, in the configuration as described above, if the control cycle shifts due to an abnormality of the timer, there is no countermeasure other than resetting the microcomputer, and the electric power steering apparatus immediately enters the system stop state. . As a result, the steering assist is suddenly stopped, which may give the driver a significant discomfort.
In addition, a reset circuit made up of a custom IC is not used with high precision, and the time interval of the monitoring pulses exceeds a fixed time set with a relatively large margin with respect to the control cycle. In addition, the CPU is reset. For this reason, some deviation in the control cycle must be allowed, and control processing in an appropriate control cycle cannot always be guaranteed.
そこで、この発明の目的は、制御周期がずれる異常時にも制御処理の継続が可能であり、また、正確な制御周期で制御処理を実行することができる制御装置、およびこのような制御装置を備えた電動パワーステアリング装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device capable of continuing control processing even in the event of an abnormality in which the control cycle is shifted, and capable of executing the control processing with an accurate control cycle, and such a control device. Another object is to provide an electric power steering device.
前記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、所定の制御周期を計時して割込を発生する第1計時手段(21)と、この第1計時手段が割込を発生する周期を監視するために計時動作を行う第2計時手段(22)と、前記第1計時手段からの割込を受けて所定の制御処理を実行する制御手段(31)と、前記第1計時手段による割込発生時における前記第2計時手段の計時結果を参照して、前記第1計時手段による割込発生周期が前記制御周期と一致しているかどうかを判定する割込周期判定手段(38)と、この割込周期判定手段によって、前記割込発生周期と前記制御周期とが不一致であると判定されたときに、当該割込発生周期と前記制御周期との偏差の分だけ、前記第1計時手段による計時開始タイミングを修正することにより前記割り込み発生周期を前記制御周期と一致させる計時修正手段(36)とを含むことを特徴とする制御装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下この項において同じ。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成によれば、第1計時手段は所定の制御周期を計時して割込を発生し、この割込を受けて、制御手段により、所定の制御処理が実行される。これにより、制御手段は、制御周期毎に所定の制御処理を実行できる。一方、第1計時手段が割込を発生する周期は、第2計時手段の計時結果を用いて監視される。すなわち、第1計時手段による割込発生時における第2計時手段の計時結果に基づき、第1計時手段による割込発生周期が制御周期と一致しているかどうかが判定される。これが不一致のときには、割込発生周期と制御周期との偏差の分だけ、第1計時手段による計時開始タイミングが修正される。その結果、第1計時手段の割込発生周期が所定の制御周期からずれている場合であっても、制御手段には、制御周期毎に割込が与えられることになる。これにより、制御手段は、引き続き、制御周期毎に前記所定の制御処理を継続することができる。それとともに、割込発生周期のずれが補正されるので、正確な制御周期で制御処理を行うことができる。 According to this configuration, the first time measuring means counts a predetermined control cycle to generate an interrupt, and upon receiving this interrupt, the control means executes a predetermined control process. Thereby, the control means can perform a predetermined control process for every control period. On the other hand, the period at which the first time measuring means generates an interrupt is monitored using the time measurement result of the second time measuring means. That is, it is determined whether or not the interrupt generation period by the first time measuring means coincides with the control period based on the time measurement result of the second time measuring means when the interrupt is generated by the first time measuring means. This is when the mismatch by the amount of the deviation between the interrupt generation period and the control period, the timer starts timing by the first timing means is corrected. As a result, even if the interrupt generation period of the first time measuring means is deviated from the predetermined control period, the control means is given an interrupt for each control period. Thereby, the control means can continue the predetermined control process every control cycle. At the same time, since the deviation of the interrupt generation cycle is corrected, the control process can be performed with an accurate control cycle.
前記第1計時手段は、前記制御周期を計時する毎にリセットされて計時を再開するものであってもよい。この場合に、前記計時修正手段は、前記割込発生周期と前記制御周期との偏差に応じて、前記第1計時手段による計時開始(再開)タイミングを制御するものであることが好ましい。この構成によれば、第1計時手段が制御周期の計時を完了する以前に割込を発生する異常が生じると、計時修正手段は、第1計時手段の計時開始タイミングをずらすことにより、割込発生周期を制御周期と一致させる。こうして、第1計時手段に異常が生じた場合でも、正確な制御周期で割込を発生させることができる。 The first time measuring means may be reset every time the control cycle is timed to restart timekeeping. In this case, it is preferable that the time correction means controls timing (start) timing by the first time measurement means in accordance with a deviation between the interrupt generation period and the control period. According to this configuration, when an abnormality that generates an interrupt occurs before the first time measuring means completes the control cycle time measurement, the time correcting means shifts the time counting start timing of the first time measuring means, thereby interrupting. Make the generation period coincide with the control period. Thus, even when an abnormality occurs in the first time measuring means, an interrupt can be generated with an accurate control cycle.
また、前記第2計時手段は、前記第1計時手段よりも長い異常判定周期を計時する毎にリセットされて計時を再開するものであってもよい。この場合に、前記割込周期判定手段は、前回の割込発生時の前記第2計時手段の計時結果と、今回の割込発生時の前記第2計時手段の計時結果との差を前記割込発生周期として求める割込周期演算手段(33)と、この割込周期演算手段によって演算された割込発生周期と前記制御周期とを比較判定する比較手段(37)とを含むものであることが好ましい。前記比較手段は、割込周期演算手段によって演算された割込発生周期と前記制御周期との偏差を求める偏差演算手段(34)と、この偏差演算手段によって求められた偏差が実質的に零かどうかを判定する判定手段(35)とを含むものであってもよい。このような構成より、第2計時手段の計時結果に基づいて、第1計時手段による割込発生周期の異常を監視することができる。 Further, the second time measuring means may be reset every time when an abnormality determination period longer than that of the first time measuring means is measured to restart time measurement. In this case, the interrupt cycle determination means calculates the difference between the time measurement result of the second time measurement means at the time of the previous interrupt occurrence and the time measurement result of the second time measurement means at the time of the current interrupt occurrence. It is preferable to include an interrupt period calculating means (33) obtained as an interrupt generation period, and a comparison means (37) for comparing and determining the interrupt generation period calculated by the interrupt period calculating means and the control period. . The comparing means includes a deviation calculating means (34) for obtaining a deviation between the interrupt generation period calculated by the interrupt period calculating means and the control period, and whether the deviation obtained by the deviation calculating means is substantially zero. And determination means (35) for determining whether or not. With such a configuration, it is possible to monitor the abnormality of the interrupt generation cycle by the first time measuring means based on the time measurement result of the second time measuring means.
請求項2記載の発明は、前記第1計時手段は、前記制御周期を計時する毎にリセットされて計時を再開するものであり、前記第2計時手段は、前記制御周期よりも長い異常判定周期を計時する毎に異常判定割込を発生するものであり、前記第1計時手段が前記異常判定周期内に発生する割込回数を計数する割込回数計数手段(41)と、前記第2計時手段からの異常判定割込を受けて、前記割込回数計数手段によって計数された割込回数が所定の下限しきい値に達しているかどうかを判定し、前記割込回数が前記下限しきい値に達していない場合に、割込停止異常が生じていると判定する割込停止判定手段(42)とをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の制御装置である。
According to a second aspect of the present invention, the first timekeeping means is reset every time the control period is timed and restarts timekeeping, and the second timekeeping means is an abnormality determination period longer than the control period. An interrupt determination counter (41) for counting the number of interrupts generated within the abnormality determination cycle by the first time counting means, and the second time counting. In response to an abnormality determination interrupt from the means, it is determined whether or not the number of interrupts counted by the interrupt count counting means has reached a predetermined lower threshold, and the interrupt count is the
この構成によれば、第2計時手段によって計時される異常判定周期内に第1計時手段が発生する割込回数が所定の下限しきい値に達していない場合に、割込停止異常が生じていると判定される。すなわち、第1計時手段からの割込が発生されていないか、この割込の発生周期が通常時よりも長くなっている異常(割込停止異常)が検出されることになる。
請求項3記載の発明は、前記制御手段が前記第1計時手段からの割込を受けて前記所定の制御処理を実行する毎に監視パルスを発生する監視パルス発生手段(32)と、この監視パルス発生手段によって発生される監視パルスの発生周期を監視し、この監視パルスの発生周期が所定のパルス周期異常判定時間に達したことに応答して当該制御装置をリセットするリセット手段(11)と、前記割込停止判定手段が割込停止異常が生じていると判定したことに応答して前記監視パルス発生手段による監視パルスの発生を禁止するパルス発生禁止手段(44)とをさらに含むことを特徴とする請求項2記載の制御装置である。
According to this configuration, when the number of interrupts generated by the first time measuring means does not reach the predetermined lower threshold within the abnormality determination cycle timed by the second time measuring means, an interrupt stop abnormality occurs. It is determined that That is, an abnormality (interruption stop abnormality) is detected in which an interrupt from the first time measuring means is not generated or the generation cycle of this interrupt is longer than normal.
According to a third aspect of the present invention, there is provided monitoring pulse generation means (32) for generating a monitoring pulse every time the control means receives an interrupt from the first time measuring means and executes the predetermined control processing, and the monitoring pulse generating means (32). A reset means (11) for monitoring the generation period of the monitoring pulse generated by the pulse generation means and resetting the control device in response to the generation period of the monitoring pulse reaching a predetermined pulse period abnormality determination time; And pulse generation prohibiting means (44) for prohibiting generation of the monitoring pulse by the monitoring pulse generating means in response to the interrupt stop determining means determining that an interrupt stop abnormality has occurred. The control device according to
この構成によれば、割込停止異常が発生すると、監視パルスが発生されなくなり、その結果、リセット手段によって当該制御装置がリセットされることになる。こうして、第1計時手段からの割込が停止してしまった場合には、当該制御装置をリセットすることができる。
請求項4記載の発明は、所定の制御周期を計時して割込を発生し、前記制御周期を計時する毎にリセットされて計時を再開する第1計時手段(21)と、この第1計時手段が割込を発生する周期を監視するために計時動作を行い、前記制御周期よりも長い異常判定周期を計時する毎に異常判定割込を発生する第2計時手段(22)と、前記第1計時手段からの割込を受けて所定の制御処理を実行する制御手段(31)と、前記第1計時手段による割込発生時における前記第2計時手段の計時結果を参照して、前記第1計時手段による割込発生周期が前記制御周期と一致しているかどうかを判定する割込周期判定手段(38)と、この割込周期判定手段によって、前記割込発生周期と前記制御周期とが不一致であると判定されたときに、当該割込発生周期と前記制御周期との偏差に応じて、前記第1計時手段による計時動作を修正する計時修正手段(36)と、前記第1計時手段が前記異常判定周期内に発生する割込回数を計数する割込回数計数手段(41)と、前記第2計時手段からの異常判定割込を受けて、前記割込回数計数手段によって計数された割込回数が所定の下限しきい値に達しているかどうかを判定し、前記割込回数が前記下限しきい値に達していない場合に、割込停止異常が生じていると判定する割込停止判定手段(42)と、前記制御手段が前記第1計時手段からの割込を受けて前記所定の制御処理を実行する毎に監視パルスを発生する監視パルス発生手段(32)と、この監視パルス発生手段によって発生される監視パルスの発生周期を監視し、この監視パルスの発生周期が所定のパルス周期異常判定時間に達したことに応答して当該制御装置をリセットするリセット手段(11)と、前記割込停止判定手段が割込停止異常が生じていると判定したことに応答して前記監視パルス発生手段による監視パルスの発生を禁止するパルス発生禁止手段(44)とを含むことを特徴とする制御装置である。
請求項5記載の発明は、前記割込回数計数手段によって計数された割込回数が所定の上限しきい値に達したときに、前記第2計時手段による異常判定割込発生に異常が生じていると判定する計時異常判定手段(42)をさらに含むことを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の制御装置である。
請求項6記載の発明は、前記パルス発生禁止手段が、さらに、前記計時異常判定手段が第2計時手段による異常判定割込発生に異常が生じていると判定したことに応答して前記監視パルス発生手段による監視パルスの発生を禁止するものであることを特徴とする請求項3または4に係る請求項5記載の制御装置である。
請求項7記載の発明は、前記第1計時手段が、前記制御周期を計時する毎にリセットされて計時を再開するものであり、前記第2計時手段が、前記第1計時手段よりも長い異常判定周期を計時する毎に異常判定割込を発生するものであり、前記第2計時手段が前記異常判定周期を計時する間に前記第1計時手段が発生する割込回数を計時する割込回数計数手段(41)と、この割込回数計数手段によって計数された割込回数が所定の上限しきい値に達したときに、前記第2計時手段による異常判定割込発生に異常が生じていると判定する計時異常判定手段(42)とをさらに含む、請求項1記載の制御装置である。この構成により、第2計時手段による異常判定割込が発生されないか、またはこの異常判定割込の発生周期が通常よりも長くなった場合に、異常が生じているものと判定することができる。
According to this configuration, when an interrupt stop abnormality occurs, the monitoring pulse is not generated, and as a result, the control device is reset by the reset means. Thus, when the interruption from the first time measuring means has stopped, the control device can be reset.
The invention according to claim 4 is the first timekeeping means (21) for measuring the predetermined control cycle, generating an interrupt, resetting every time the control cycle is timed, and restarting the timekeeping. A second timing means (22) for performing a time measuring operation to monitor a period in which the means generates an interrupt, and generating an abnormality determination interrupt every time an abnormality determination period longer than the control period is measured; The control means (31) which receives an interrupt from the first time measuring means and executes a predetermined control process, and referring to the time measurement result of the second time measuring means at the time of occurrence of the interrupt by the first time measuring means, An interrupt period determining means (38) for determining whether or not the interrupt generation period by the time measuring means coincides with the control period, and the interrupt generation period and the control period are determined by the interrupt period determining means. When it is determined that there is a mismatch, Time correction means (36) for correcting the time measuring operation by the first time measuring means according to the deviation between the generation period and the control period, and the number of interruptions generated by the first time measuring means within the abnormality determination period. In response to an abnormality determination interrupt from the interrupt counting means (41) for counting and the second timing means, the number of interrupts counted by the interrupt count counting means reaches a predetermined lower threshold. Interrupt stop determining means (42) for determining whether or not an interrupt stop abnormality has occurred when the number of interrupts has not reached the lower threshold value, and the control means A monitoring pulse generating means (32) for generating a monitoring pulse every time the predetermined control processing is executed in response to an interrupt from the time measuring means, and a monitoring pulse generation period generated by the monitoring pulse generating means is monitored. And this monitoring pulse The reset means (11) for resetting the control device in response to the occurrence period reaching a predetermined pulse period abnormality determination time, and the interrupt stop determination means determining that an interrupt stop abnormality has occurred And a pulse generation prohibiting means (44) for prohibiting the generation of the monitoring pulse by the monitoring pulse generating means in response to the above.
According to a fifth aspect of the present invention, when the number of interrupts counted by the interrupt number counting means reaches a predetermined upper limit threshold, an abnormality occurs in the occurrence of an abnormality determination interrupt by the second timing means. The control device according to any one of
According to a sixth aspect of the present invention, the pulse generation prohibiting means further includes the monitoring pulse in response to the timing abnormality determination means determining that an abnormality has occurred in the abnormality determination interrupt generation by the second timing means. 6. The control device according to claim 3, wherein generation of the monitoring pulse by the generating means is prohibited.
The invention according to claim 7 is one in which the first time measuring means is reset every time the control cycle is timed and the time measurement is resumed, and the second time measuring means is an abnormality longer than the first time measuring means. all SANYO for generating an abnormality judgment interrupt every timing the determination period, an interrupt to time the interrupt number of the first counting means is generated between said second time counting means for counting the abnormality determination period When the number of interruptions counted by the number of times counting means (41) and the number of interruption counting means reaches a predetermined upper limit threshold, an abnormality has occurred in the occurrence of an abnormality determination interruption by the second time counting means. The control device according to
請求項8記載の発明は、前記制御手段が前記第1計時手段からの割込を受けて前記所定の制御処理を実行する毎に監視パルスを発生する監視パルス発生手段(32)と、この監視パルス発生手段によって発生される監視パルスの発生周期を監視し、この監視パルスの発生周期が所定のパルス周期異常判定時間に達したことに応答して当該制御装置をリセットするリセット手段(11)と、前記計時異常判定手段が第2計時手段による異常判定割込発生に異常が生じていると判定したことに応答して前記監視パルス発生手段による監視パルスの発生を禁止するパルス発生禁止手段(44)とをさらに含む、請求項7記載の制御装置である。これにより、第2計時手段の異常判定割込の発生に異常が生じたときに、当該制御装置をリセットすることができる。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided monitoring pulse generation means (32) for generating a monitoring pulse each time the control means receives an interrupt from the first time measuring means and executes the predetermined control processing, and the monitoring pulse generating means (32). A reset means (11) for monitoring the generation period of the monitoring pulse generated by the pulse generation means and resetting the control device in response to the generation period of the monitoring pulse reaching a predetermined pulse period abnormality determination time; The pulse generation prohibiting means (44) for prohibiting the generation of the monitoring pulse by the monitoring pulse generating means in response to the fact that the timing abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the occurrence of the abnormality determination interrupt by the second timing means. The control device according to claim 7, further comprising : Thereby, when an abnormality occurs in the occurrence of the abnormality determination interrupt of the second time measuring means, the control device can be reset.
請求項9記載の発明は、操舵のための操作部材(1)の操作量を検出する操作量検出手段(3)と、操舵機構(2)に操舵補助力を与えるための動力を発生する電動モータ(M)と、この電動モータを制御するための前記請求項1ないし8のいずれかに記載の制御装置(10)とを含み、前記制御手段は、前記操作量検出手段によって検出された操作量に応じて前記電動モータを駆動制御するための制御処理を実行するものであることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
The invention according to claim 9 is an operation amount detection means (3) for detecting an operation amount of the operation member (1) for steering, and an electric motor for generating power for applying a steering assist force to the steering mechanism (2). A motor (M) and a control device (10) according to any one of
この構成によれば、第1計時手段による割込の発生周期にずれが生じたときには、この第1計時手段による計時動作を修正することにより、所定の制御周期で割込が発生し、これに応じて電動モータを駆動制御するための制御処理が行われる状態を継続することができる。こうして、電動パワーステアリング装置による操舵補助が突然停止される事態を回避して、運転者に著しい不快感を与えることを回避できる。それとともに、第1計時手段による割込発生周期のずれによらずに、正確な制御周期で電動モータを駆動制御できるため、優れた操舵フィーリングを実現することができる。 According to this configuration, when a deviation occurs in the interrupt generation cycle by the first time measuring means, by correcting the time measuring operation by the first time measuring means, an interrupt is generated at a predetermined control period. Accordingly, it is possible to continue the state in which the control process for driving and controlling the electric motor is performed. In this way, it is possible to avoid a situation in which the steering assistance by the electric power steering apparatus is suddenly stopped and to give the driver a significant discomfort. At the same time, since the electric motor can be driven and controlled with an accurate control cycle without depending on the deviation of the interrupt generation cycle by the first time measuring means, an excellent steering feeling can be realized.
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成例を説明するためのブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、車両に搭載されて用いられ、操舵のための操作部材としてのステアリングホイール1の操作に応じて電動モータMを駆動し、この電動モータMが発生する動力を操舵機構2に機械的に伝達することによって操舵補助を行うものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration example of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. This electric power steering apparatus is used by being mounted on a vehicle, drives an electric motor M in accordance with an operation of a
この電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール1に加えられた操舵トルクを操作量として検出する操作量検出手段としてのトルクセンサ3と、制御装置としての電動パワーステアリング用ECU(電子制御ユニット)10とを備えている。ECU10には、車両の速度(車速)を検出する車速センサ4の出力信号が与えられている。そして、このECU10は、トルクセンサ3および車速センサ4からの信号に基づき、電動モータMを駆動制御する。
This electric power steering device includes a torque sensor 3 as an operation amount detecting means for detecting a steering torque applied to the
ECU10は、マイクロコンピュータ20と、PWM(パルス幅変調)パルス生成回路15と、モータ駆動回路16と、電流検出回路17とを備えている。マイクロコンピュータ20は、操舵トルク、車速および電動モータMに流れる電流に基づいて、電動モータMを制御するための制御信号を生成して、PWMパルス生成回路15に与える。PWMパルス生成回路15は、与えられた制御信号に対応するデューティのPWMパルスを生成してモータ駆動回路16に入力する。このモータ駆動回路16は、PWMパルス生成回路15から与えられるPWMパルスに基づいてオン/オフされる複数のスイッチング素子を含み、前記制御信号に対応する電流を電動モータMに供給する。そして、モータ駆動回路16から電動モータMに供給される電流(モータ電流)が、電流検出回路17によって検出されて、その検出結果がマイクロコンピュータ20にフィードバックされるようになっている。
The
マイクロコンピュータ20は、CPU30と、その周辺回路とを含む。周辺回路には、CPU30に動作クロックを供給するクロック発生器23と、トルクセンサ3からの信号をディジタル信号に変換するA/D変換器24と、車速センサ4からの信号をディジタル信号に変換するA/D変換器25と、CPU30の動作プログラム等を記憶したメモリ26とが含まれている。さらに、前記周辺回路には、所定の制御周期を計時してCPU30に対する割込を発生する第1タイマ21と、前記制御周期よりも長い異常判定周期を計時する毎に異常判定割込をCPU30に与える第2タイマ22とが含まれている。
The microcomputer 20 includes a
第1タイマ21は、所定の制御周期(200μ秒)を計時する毎にリセットされて計時を再開するものである。また、第2タイマ22は、前記制御周期よりも長い異常判定周期(たとえば5m秒)を計時する毎にリセットされて計時を再開するものである。
CPU30は、メモリ26に記憶された動作プログラムに基づいて、電動モータMを制御するための制御処理を実行する。この制御処理は、第1タイマ21からの割込が与えられる毎に実行される。これによって、電動モータMを駆動制御するための制御処理が前記制御周期毎に繰り返し実行されることになる。
The
The
ECU10には、さらに、リセット回路11が備えられている。CPU30は、前記の制御処理を実行する毎にリセット回路11に対して監視パルスを与える。リセット回路11は、この監視パルスによってリセットされて計時を再開するタイマ回路(いわゆるウォッチドッグタイマ)からなり、所定のパルス周期異常判定時間まで計時すると、CPU30にリセット信号を与える。すなわち、CPU30が暴走して、パルス周期異常判定時間にわたって監視パルスを生成することができない状態に至ると、リセット回路11によってCPU30がリセットされ、その結果、マイクロコンピュータ20を初期化するためのリセット処理が行われることになる。
The
図2は、CPU30の機能的な構成を説明するためのブロック図である。CPU30は、メモリ26に記憶されたプログラムを実行することにより、実質的に複数の機能処理部としての働きを有することになる。この複数の機能処理部には、トルクセンサ3が検出する操舵トルクおよび車速センサ4が検出する車速に基づいて電動モータMに供給すべき目標電流値を演算し、この目標電流値を達成するための制御信号をPWMパルス生成回路15に与えるための制御部31が含まれている。
FIG. 2 is a block diagram for explaining a functional configuration of the
さらに、前記複数の機能処理部には、制御部31が前記の制御処理を実行する毎に監視パルスを発生する監視パルス発生部32が含まれている。また、前記複数の機能処理部には、第1タイマ21が割込を発生する毎に第2タイマ22の計時結果を参照して割込発生周期を求める割込周期演算部33と、求められた割込発生周期と前記制御周期との偏差を演算する偏差演算部34と、この偏差が実質的に零かどうかを判定する判定部35と、前記偏差が実質的に零でない場合、偏差演算部34によって求められた偏差に基づいて第1タイマ21の計時開始タイミングを修正する計時修正部36とが含まれている。
Further, the plurality of function processing units include a monitoring
割込周期演算部33は、前回の割込発生時の第2タイマの計時結果と、今回の割込発生時の第2タイマの計時結果との差を割込発生周期として求めるものである。偏差演算部34および判定部35は、割込周期演算部33によって演算された割込発生周期と前記制御周期とを比較判定する比較手段37を構成している。そして、この比較手段37と割込周期演算部33とによって、割込周期判定手段38が構成されている。
The interrupt
計時修正部36は、偏差演算部34によって求められた偏差に基づいて第1タイマ21の計時開始(再開)タイミングを補正するものであり、これにより、第1タイマ21から制御部31に与えられる割込が、所定の制御周期で正確に発生されることになる。
CPU30のプログラム処理によって実現される前記複数の処理部には、さらに、第2タイマ22が計時する異常判定周期内に第1タイマ21が発生する割込回数を計数する割込回数計数手段としての割込回数カウンタ41と、この割込回数カウンタ41によって計数された割込回数を所定の下限しきい値と比較する割込停止判定部42と、前記割込回数カウンタ41によって計数された割込回数を所定の上限しきい値と比較する計時異常判定手段としてのタイマ異常判定部43と、割込停止判定部42およびタイマ異常判定部43による判定結果を受けて、監視パルス発生部32による監視パルスの発生を禁止するパルス発生禁止部44とが含まれている。割込回数カウンタ41は、第1タイマ21が割込を発生する毎にカウントアップし、第2タイマ22からの異常判定割込によってリセットされるカウンタである。
The
The plurality of processing units realized by the program processing of the
割込停止判定部42は、割込回数カウンタ41によって計数された割込回数が下限しきい値に達していない場合に、第1タイマ21からの割込発生が停止している異常(割込停止異常)が生じていると判定し、パルス発生禁止部44に対して監視パルスの発生を停止させるための指令を与える。一方、タイマ異常判定部43は、割込回数カウンタ41によって計数された割込回数が所定の上限しきい値に達している場合に、パルス発生禁止部44に対して監視パルスの発生を停止させるための指令を与える。
The interrupt
前記上限しきい値は、前記下限しきい値よりも大きく定められている。また、前記上限しきい値は、第2タイマ22によって計時される異常判定周期内に正常な状態の第1タイマ21が発生する可能性のある割込回数に等しいか、それよりも僅かに多い値に定められている。タイマ異常判定部43において、割込発生回数が上限しきい値に達していると判定される場合とは、第2タイマ22に異常が生じている場合である。この場合、割込回数カウンタ41のカウント値がリセットされないので、その計数値が前記上限しきい値に達することになる。
The upper threshold is set larger than the lower threshold. The upper threshold value is equal to or slightly larger than the number of interrupts that can be generated by the normal
第1タイマ21からの割込発生周期にずれや異常が生じると、計時修正部36によって第1タイマ21の計時開始タイミングがずらされる。これにより、制御部31は、第1タイマ21の異常によらずに、前記制御周期毎に割込を受けることになる。
図3は、実際の動作例を説明するためのタイムチャートであり、図3(a)は第1タイマ21の計時時間(タイマ値)の時間変化を示し、図3(b)は、第2タイマ22の計時時間(タイマ値)の時間変化を示している。
When a deviation or abnormality occurs in the interrupt generation period from the
FIG. 3 is a time chart for explaining an actual operation example. FIG. 3A shows a time change of the time measured (timer value) of the
第2タイマ22は、異常判定周期(たとえば5m秒)にわたって計時を継続した後に、リセットされて計時を再開するように繰り返し動作するようになっている。一方、第1タイマ21は、異常判定周期よりもはるかに短い制御周期(たとえば200μ秒)にわたって計時を継続した後にリセットされて計時を再開するように繰り返し動作するようになっている。
The
したがって、第2タイマ22によって計時される異常判定周期内において、第1タイマ21は、制御周期ずつの計時を繰り返し実行して、制御部31に対して制御周期毎に割込を与える。この割込のタイミング毎に、第2タイマ22のタイマ値が取得されて、割込周期演算部33(図2参照)により、割込発生周期が求められることになる。
第1タイマ21に何らかの異常が発生して、参照符号A1で示すように、この第1タイマ21が、その計時動作の開始から、制御周期よりも短い時間(たとえば100μ秒)で割込を発生する異常状態に陥った場合を想定する。この場合、割込周期演算部33、偏差演算部34および判定部35の働きによって、割込発生周期に異常が生じたことが直ちに検出される。
Therefore, the
When some abnormality occurs in the
このとき、計時修正部36は、偏差演算部34によって求められる偏差(200μ秒−100μ秒)の分だけ、第1タイマ21の計時開始タイミングを遅延させるように、この第1タイマ21を制御する。その結果、参照符号A2で示すように、前記偏差の分(100μ秒)の停止時間の後に、第1タイマ21が計時を開始し、100μ秒後に再び割込を発生する。したがって、ただちに、所定の制御周期(200μ秒)毎に割込が発生して制御部31に与えられる状態に復帰することになる。こうして、第1タイマ21に異常が生じた場合であっても、制御部31は、所定の制御周期毎に電動モータMを駆動制御するための制御処理を継続することができ、いわゆる延命制御を行うことができる。
At this time, the
ただし、第1タイマ21に異常が生じているため、永続的に制御をするのは不都合であるので、操舵補助力を少しずつ低下させることで、運転者に与える不快感を低減させる。
一方、参照符号A3で示すように、第1タイマ21に異常が発生して、割込が全く発生されなくなる場合も考えられる。この場合には、第2タイマ22によって計時される異常判定周期内における割込発生回数が所定の下限しきい値に満たなくなり、パルス発生禁止部44(図2参照)によって、監視パルスの発生が禁止される。これにより、リセット回路11(図1参照)の働きによって、マイクロコンピュータ20がリセットされて初期化されることになる。
However, since an abnormality has occurred in the
On the other hand, as indicated by reference symbol A3, there may be a case where an abnormality occurs in the
以上のように、この実施形態によれば、第1タイマ21による割込発生周期にずれが生じれば、このずれが計時修正部36などの働きによって修正されるので、いわゆる延命制御が可能であり、かつ、制御部31に、正確な制御周期で制御処理を実行させることができる。これにより、電動モータMの駆動制御が突然停止して操舵補助が中止されることにより運転者に著しい不快感を与えることを防止できるとともに、通常時には、正確な制御周期による電動モータMの制御によって、優れた操舵フィーリングを実現することができる。
As described above, according to this embodiment, if a deviation occurs in the interrupt generation cycle by the
一方、第1タイマ21からの割込の発生が停止した場合や、第2タイマ22に故障が生じた場合には、CPU30からの監視パルスの発生が禁止されることにより、リセット回路11の働きによって、マイクロコンピュータ20を確実にリセットすることができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、前記の実施形態では、この発明が電動パワーステアリング装置に適用された例について説明したが、この発明に係る制御装置は、電動パワーステアリング装置以外の制御装置に対しても同様に適用することができるものである。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
On the other hand, when the generation of an interrupt from the
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the electric power steering apparatus has been described. However, the control apparatus according to the present invention is similarly applied to a control apparatus other than the electric power steering apparatus. It is something that can be done. In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
1…ステアリングホイール、20…マイクロコンピュータ、37…比較手段、38…割込周期判定手段
DESCRIPTION OF
Claims (9)
この第1計時手段が割込を発生する周期を監視するために計時動作を行う第2計時手段と、
前記第1計時手段からの割込を受けて所定の制御処理を実行する制御手段と、
前記第1計時手段による割込発生時における前記第2計時手段の計時結果を参照して、前記第1計時手段による割込発生周期が前記制御周期と一致しているかどうかを判定する割込周期判定手段と、
この割込周期判定手段によって、前記割込発生周期と前記制御周期とが不一致であると判定されたときに、当該割込発生周期と前記制御周期との偏差の分だけ前記第1計時手段による計時開始タイミングを修正することにより前記割り込み発生周期を前記制御周期と一致させる計時修正手段とを含むことを特徴とする制御装置。 A first time measuring means for measuring a predetermined control cycle and generating an interrupt;
A second time measuring means for performing a time measuring operation in order to monitor a cycle in which the first time measuring means generates an interrupt;
Control means for executing a predetermined control process in response to an interrupt from the first time measuring means;
An interrupt period for determining whether or not an interrupt generation period by the first time measuring means coincides with the control period by referring to a time measurement result of the second time measuring means when an interrupt is generated by the first time measuring means A determination means;
This interrupt period determination unit, when said interrupt generation period and the control period is determined to be mismatched, by an amount corresponding the first time counting means of the difference between the interrupt generation period and the control period A control device comprising: a time correction means for adjusting the interrupt generation period to match the control period by correcting a time measurement start timing .
前記第2計時手段は、前記制御周期よりも長い異常判定周期を計時する毎に異常判定割込を発生するものであり、
前記第1計時手段が前記異常判定周期内に発生する割込回数を計数する割込回数計数手段と、
前記第2計時手段からの異常判定割込を受けて、前記割込回数計数手段によって計数された割込回数が所定の下限しきい値に達しているかどうかを判定し、前記割込回数が前記下限しきい値に達していない場合に、割込停止異常が生じていると判定する割込停止判定手段とをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の制御装置。 The first timekeeping means is reset every time the control cycle is timed, and restarts timekeeping,
The second timing means generates an abnormality determination interrupt every time an abnormality determination period longer than the control period is measured,
Interrupt number counting means for counting the number of interrupts generated by the first time counting means within the abnormality determination cycle;
In response to the abnormality determination interrupt from the second time counting means, it is determined whether or not the interrupt count counted by the interrupt count counting means has reached a predetermined lower threshold, and the interrupt count is 2. The control device according to claim 1, further comprising interrupt stop determination means for determining that an interrupt stop abnormality has occurred when the lower limit threshold is not reached.
この監視パルス発生手段によって発生される監視パルスの発生周期を監視し、この監視パルスの発生周期が所定のパルス周期異常判定時間に達したことに応答して当該制御装置をリセットするリセット手段と、
前記割込停止判定手段が割込停止異常が生じていると判定したことに応答して前記監視パルス発生手段による監視パルスの発生を禁止するパルス発生禁止手段とをさらに含むことを特徴とする請求項2記載の制御装置。 Monitoring pulse generating means for generating a monitoring pulse every time the control means receives an interrupt from the first time measuring means and executes the predetermined control processing;
Resetting means for monitoring the generation period of the monitoring pulse generated by the monitoring pulse generating means and resetting the control device in response to the generation period of the monitoring pulse reaching a predetermined pulse period abnormality determination time;
And further comprising pulse generation prohibiting means for prohibiting generation of a monitoring pulse by the monitoring pulse generating means in response to the interrupt stop determining means determining that an interrupt stop abnormality has occurred. Item 3. The control device according to Item 2.
この第1計時手段が割込を発生する周期を監視するために計時動作を行い、前記制御周期よりも長い異常判定周期を計時する毎に異常判定割込を発生する第2計時手段と、 A second time measuring means for performing a time measuring operation to monitor a period in which the first time measuring means generates an interrupt, and generating an abnormality determination interrupt each time an abnormality determination period longer than the control period is measured;
前記第1計時手段からの割込を受けて所定の制御処理を実行する制御手段と、 Control means for executing a predetermined control process in response to an interrupt from the first time measuring means;
前記第1計時手段による割込発生時における前記第2計時手段の計時結果を参照して、前記第1計時手段による割込発生周期が前記制御周期と一致しているかどうかを判定する割込周期判定手段と、 An interrupt period for determining whether or not an interrupt generation period by the first time measuring means coincides with the control period by referring to a time measurement result of the second time measuring means when an interrupt is generated by the first time measuring means A determination means;
この割込周期判定手段によって、前記割込発生周期と前記制御周期とが不一致であると判定されたときに、当該割込発生周期と前記制御周期との偏差に応じて、前記第1計時手段による計時動作を修正する計時修正手段と、 When it is determined by the interrupt cycle determination means that the interrupt generation cycle and the control cycle do not coincide with each other, the first time counting unit according to a deviation between the interrupt generation cycle and the control cycle A timing correction means for correcting the timing operation by
前記第1計時手段が前記異常判定周期内に発生する割込回数を計数する割込回数計数手段と、 Interrupt number counting means for counting the number of interrupts generated by the first time counting means within the abnormality determination cycle;
前記第2計時手段からの異常判定割込を受けて、前記割込回数計数手段によって計数された割込回数が所定の下限しきい値に達しているかどうかを判定し、前記割込回数が前記下限しきい値に達していない場合に、割込停止異常が生じていると判定する割込停止判定手段と、 In response to the abnormality determination interrupt from the second time counting means, it is determined whether or not the interrupt count counted by the interrupt count counting means has reached a predetermined lower threshold, and the interrupt count is Interrupt stop determination means for determining that an interrupt stop abnormality has occurred when the lower limit threshold is not reached,
前記制御手段が前記第1計時手段からの割込を受けて前記所定の制御処理を実行する毎に監視パルスを発生する監視パルス発生手段と、 Monitoring pulse generating means for generating a monitoring pulse every time the control means receives an interrupt from the first time measuring means and executes the predetermined control processing;
この監視パルス発生手段によって発生される監視パルスの発生周期を監視し、この監視パルスの発生周期が所定のパルス周期異常判定時間に達したことに応答して当該制御装置をリセットするリセット手段と、 Resetting means for monitoring the generation period of the monitoring pulse generated by the monitoring pulse generating means and resetting the control device in response to the generation period of the monitoring pulse reaching a predetermined pulse period abnormality determination time;
前記割込停止判定手段が割込停止異常が生じていると判定したことに応答して前記監視パルス発生手段による監視パルスの発生を禁止するパルス発生禁止手段とを含むことを特徴とする制御装置。 And a pulse generation prohibiting means for prohibiting generation of a monitoring pulse by the monitoring pulse generating means in response to the interrupt stop determining means determining that an interrupt stop abnormality has occurred. .
前記第2計時手段が、前記第1計時手段よりも長い異常判定周期を計時する毎に異常判定割込を発生するものであり、 The second time measuring means generates an abnormality determination interrupt each time an abnormality determination period longer than the first time measuring means is measured,
前記第2計時手段が前記異常判定周期を計時する間に前記第1計時手段が発生する割込回数を計時する割込回数計数手段と、 Interrupt number counting means for counting the number of interrupts generated by the first time measuring means while the second time measuring means time the abnormality determination period;
この割込回数計数手段によって計数された割込回数が所定の上限しきい値に達したときに、前記第2計時手段による異常判定割込発生に異常が生じていると判定する計時異常判定手段とをさらに含む、請求項1記載の制御装置。 Timing abnormality determination means for determining that an abnormality has occurred in the occurrence of an abnormality determination interrupt by the second timing means when the number of interruptions counted by the interruption number counting means reaches a predetermined upper threshold value. The control device according to claim 1, further comprising:
この監視パルス発生手段によって発生される監視パルスの発生周期を監視し、この監視パルスの発生周期が所定のパルス周期異常判定時間に達したことに応答して当該制御装置をリセットするリセット手段と、 Resetting means for monitoring the generation period of the monitoring pulse generated by the monitoring pulse generating means and resetting the control device in response to the generation period of the monitoring pulse reaching a predetermined pulse period abnormality determination time;
前記計時異常判定手段が第2計時手段による異常判定割込発生に異常が生じていると判定したことに応答して前記監視パルス発生手段による監視パルスの発生を禁止するパルス発生禁止手段とをさらに含む、請求項7記載の制御装置。 Pulse generation prohibiting means for prohibiting generation of a monitoring pulse by the monitoring pulse generating means in response to the fact that the timing abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the occurrence of an abnormality determination interrupt by the second timing means; The control device according to claim 7, further comprising:
操舵機構に操舵補助力を与えるための動力を発生する電動モータと、
この電動モータを制御するための前記請求項1ないし8のいずれかに記載の制御装置とを含み、
前記制御手段は、前記操作量検出手段によって検出された操作量に応じて前記電動モータを駆動制御するための制御処理を実行するものであることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An operation amount detection means for detecting an operation amount of the operation member for steering;
An electric motor that generates power for applying steering assist force to the steering mechanism;
Including the control device according to any one of claims 1 to 8 for controlling the electric motor,
The electric power steering apparatus characterized in that the control means executes a control process for driving and controlling the electric motor in accordance with an operation amount detected by the operation amount detection means.
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