JP6166473B2 - モータ制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載されるモータ制御装置に関する。
特許文献1に記載される安全保護システムでは、機器を制御するマイコンの故障を2つの演算部を比較することにより検出可能であり、故障時は、エラーの通知もしくは、機能の停止を行う。
しかし、車両に搭載されるモータ制御装置に適用する安全保護システムでは、高速走行中や機器に高い残留電荷があるときに、故障が発生した場合、エラー通知もしくは、機能の停止では不十分である。たとえば、電動車両の場合、高速走行中でのモータの急停止による事故発生時やインバータキャパシタに高い残留電荷がある時の故障発生時において、感電事故を防止する必要がある。
特開2013−149041号公報
特許文献1に示すような従来の制御装置では、1つの演算部が故障と診断された場合には、他の演算部による制御を継続することができず、車両に搭載されたモータ制御の継続性が担保されていない。
請求項1に記載のモータ制御装置は、第1マイコン及び第2マイコンより故障に関する情報を受け取り、モータを制御する統合制御部を備え、第1マイコンは、第1CPUと、第1自己診断機能部を有する第2CPUと、第2CPUから第1CPUへ通信をして第1CPUの故障を検出する第1内部通信機能部と有し、第2マイコンは、第3CPUと、第3CPUから第1マイコンへ通信して第1マイコンの故障を検出する第2外部通信機能部とを有し、統合制御部は、第1マイコンにおいて、第2CPUが第1自己診断機能部により故障と判定された場合でも、第1内部通信機能部と第2外部通信機能部の故障検出結果に基づき、第1CPUの故障を監視し、当該監視結果に基づき第1CPUの処理を継続する。
本発明は、第2CPUが故障と診断されても、第1CPUの制御を継続できることにより、車両に搭載されるモータの制御が安全に継続可能である。
第1の実施の形態におけるモータ制御装置の回路図である。 第1の実施の形態における動作を説明するフローチャートである。 第2の実施の形態におけるモータ制御装置の回路図である。 第2の実施の形態における動作を説明するフローチャートである。 第3の実施の形態におけるモータ制御装置の回路図である。 第3の実施の形態における動作を説明するフローチャートである。 第4の実施の形態におけるモータ制御装置の回路図である。 第4の実施の形態における動作を説明するフローチャートである。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係わるモータ制御装置1の全体構成を示す回路図である。
モータ制御装置1は、第1マイコン100と、第2マイコン200と、統合制御部300と、第1モータ400と、第2モータ500とを備えている。
第1マイコン100は、第1CPU120と、第2CPU110と、第1内部通信機能部130と、第1故障判定通知部140と、第1PWM信号生成部150とを備え、モータ制御用のPWM信号を生成したり、第1CPU120や第2CPU110の故障診断などを行う。第1マイコン100は、第2CPU110と、第1CPU120とを有するマルチコアマイコンである。
第1内部通信機能部130は、第2CPU110と第1CPU120との間に設けられ、共有メモリ等を介した通信を行うことで、第1CPU120の故障を検知する。
第1故障判定通知部140は、第1内部通信機能部130などから故障の通知を受け、リトライの結果、真に故障と判定したものを統合制御部300へ通知する。
第1PWM信号生成部150は、モータ制御用のPWM信号を生成して、PWM信号を統合制御部300へ出力する。第1PWM信号生成部150は、第2CPU110により動作される。
第2CPU110は、第1コア111と、第1自己診断機能部115とを備える。第1自己診断機能部115は、第2コア112と、故障診断部113とを備える。
第1コア111は、演算機能を有する。たとえば、一般的なCPUの命令フェッチ、デコード、演算処理、演算結果をメモリ等へ出力する機能を有する。また、第2CPU110のコア周辺モジュールであるバス、IOコントローラ、内部メモリ等の故障は第1コア111で検出する。そして、第1コア111は、演算処理結果を故障診断部113へ伝える。
第2コア112は、演算機能を有する。たとえば、一般的なCPUの命令フェッチ、デコード、演算処理、演算結果をメモリ等へ出力する機能を有する。そして、第1コア111と同一演算を行い、演算処理結果を故障診断部113へ伝える。
故障診断部113は、第1コア111の演算処理結果と第2コア112の演算処理結果を比較して一致しなければ、異常と判定する。異常から復帰できない場合は第2CPU110の故障と判断し、第1故障判定通知部140へ故障を伝える。
第1自己診断機能部115は、上述した第2コアと、第1コア111の演算処理結果と第2コア112の演算処理結果を比較し故障を診断する故障診断部113とを有する。
第1内部通信機能部130は、第2CPU110と第1CPU120との間に設けられ、第1コア111が、第1CPU120と共有メモリ等を介して通信を行い、共有メモリ等を介した通信を行うことで、第1CPU120の故障を検知する。故障が検知された場合は、第1故障判定通知部140へ故障が伝えられる。
第1故障判定通知部140は、第1自己診断機能部115、第1内部通信機能部130から故障の通知を受け、リトライの結果、即ち、所定回数の故障の通知を受けた場合に、真に故障と判定したものを統合制御部300へ通知する。具体的には、第1自己診断機能部115からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第2CPU110が故障であることを統合制御部300へ通知する。また、第1内部通信機能部130からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第1CPU120が故障であることを統合制御部300へ通知する。
第2マイコン200は、第3CPU210と、第2外部通信機能部260と、第2故障判定通知部240と、第2PWM信号生成部250とを備え、モータ制御用のPWM信号を生成したり、第1マイコン100の故障診断などを行う。
第2外部通信機能部260は、第1マイコン100の第1CPU120と第2マイコン200と通信をすることで、第1マイコン100の故障を検出する。具体的には、第3CPU210からの例題演算を第1CPU120で処理して、その結果の一致を確認する。不一致であれば第1CPU120が故障していると判断し、第2故障判定通知部240へ故障を通知する。
第2故障判定通知部240は、第2外部通信機能部260から故障の通知を受け、リトライの結果、真に故障と判定したものを統合制御部300へ通知する。具体的には、第2外部通信機能部260からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第1CPU120が故障であることを統合制御部300へ通知する。
第2PWM信号生成部250は、モータ制御用のPWM信号を生成して、PWM信号を統合制御部300へ出力する。
統合制御部300は、第1故障判定通知部140及び第2故障判定通知部240からの通知に基づいて故障判定を行い、正常であれば、第1PWM信号生成部150から送出されたPWM信号を第1モータ400へ供給し、第2PWM信号生成部250から送出されたPWM信号を第2モータ500へ供給する。統合制御部300は、第1故障判定通知部140及び第2故障判定通知部240からの通知に基づいて故障判定を行い、例えば、第2CPU110が故障と判定された場合は、第1PWM信号生成部150から送出されたPWM信号を第1モータ400へ供給しない制御を行う。ここで、第1モータ400は、車両の駆動に用いられる駆動モータであり、第2モータ500は、回生モータである。
図2は、統合制御部300の故障判定動作を説明するフローチャートを示す。
第1マイコン100及び第2マイコン200は常時故障診断を行っており、その診断結果は、第1マイコン100の第1故障判定通知部140及び第2マイコン200の第2故障判定通知部240より、統合制御部300へ通知されている。
以下に説明する図2のフローチャートは、統合制御部300の図示省略する制御部が実行する動作を示す。なお、このフローチャートで示す動作と同様に動作する論理回路を統合制御部300内にハードウェアとして設けてもよい。
統合制御部300は、第1マイコン100の第2CPU110及び第1CPU120の故障判定を開始する。なお、故障とは、想定以外の動作を定常的に実行し続けることを示し、ハードウェア故障及び、ソフトウェア故障を示す。
ステップS1は、第1マイコン100の第2CPU110の故障を監視するもので、第1マイコン100の第1自己診断機能部115の結果をもとに判定する(判定モード1)。正常な場合は、ステップS11に進み、第2CPU110は正常と判定する。故障の場合は、ステップS12に進み、第2CPU110は故障と判定する。ステップS11の判定後、ステップS2へ進み、ステップS12の判定後、ステップS32へ進む。
ステップS2は、第1マイコン100の第1CPU120と第2CPU110との間で故障を監視するものであり、第1内部通信機能部130の結果をもとに判定する(判定モード2)。正常な場合は、ステップS21に進み、第1CPU120は正常と判定する。故障の場合は、ステップS32へ進む。ステップS21の判定後、ステップS31へ進む。
ステップS31は、第1マイコン100の故障及び、第1マイコンの第1CPU120の故障を監視するものであり、第2外部通信機能部260の結果をもとに判定する(判定モード3)。正常の場合は、上記ステップS21で既に判定されているように、第1CPU120は正常と判定する。故障の場合は、ステップS33に進み、第2CPU110及び第1CPU120は故障と判定する。この判定は、第1自己診断機能部115が故障したときを考慮した診断であり、ステップS11及びステップS21の判定と矛盾があるため、第2CPU110及び第1CPU120は故障であると判定する。
ステップS32は、ステップS31と同様に、第1マイコン100の故障及び、第1マイコンの第1CPU120の故障を監視するものであり、第2外部通信機能部260の結果をもとに判定する(判定モード3)。正常の場合は、ステップS34に進み、第1CPU120は正常、第2CPU110は故障と判定する。この判定は、ステップS2の判定と矛盾があるため、ステップS32に従い、第2CPU110が故障であると判定し、更に第1CPU120が正常であると判定する。したがって、この場合は第1CPU120の処理を継続することが可能である。
ステップS32で、故障の場合は、ステップS35に進み、第1CPU120は故障であると判定する。
以上の故障判定において、第2マイコン200は故障していないことを前提とする。統合制御部300は、例えば、第1CPU120もしくは第2CPU110が故障と判定された場合は、第1PWM信号生成部150から送出されたPWM信号を第1モータ400へ供給しないで遮断する制御を行う。
(第2の実施の形態)
図3は、第2の実施の形態に係わるモータ制御装置1の全体構成を示す回路図である。第1内部通信機能部130と第1CPU120の構成が第1の実施の形態と相違する。
モータ制御装置1は、第1マイコン100と、第2マイコン200と、統合制御部300と、第1モータ400と、第2モータ500とを備えている。
第1マイコン100は、第1CPU120と、第2CPU110と、第1内部通信機能部130と、第1故障判定通知部140と、第1PWM信号生成部150とを備え、モータ制御用のPWM信号を生成したり、第1CPU120や第2CPU110の故障診断などを行う。第1マイコン100は、第2CPU110と、第1CPU120とを有するマルチコアマイコンである。
第1内部通信機能部130は、第2CPU110と第1CPU120との間に設けられ、共有メモリ等を介した通信を行うことで、第1CPU120の故障を検知する。
第1故障判定通知部140は、第1内部通信機能部130などから故障の通知を受け、リトライの結果、真に故障と判定したものを統合制御部300へ通知する。
第1PWM信号生成部150は、モータ制御用のPWM信号を生成して、PWM信号を統合制御部300へ出力する。第1PWM信号生成部150は、第2CPU110により動作される。
第2CPU110は、第1コア111と第1自己診断機能部115を備える。第2CPU110は、第1の実施の形態で示した構成と同様の構成を備えているのでその詳細は省略する。
第1自己診断機能部115は、第1コア111の演算処理結果と第1自己診断機能部115内部の第2コア(図示省略)の演算処理結果を比較して第2CPU110の故障を診断し、第1故障判定通知部140へ故障を伝える。
第1CPU120は、第3コア121を備え、第3コア121は、演算機能を有する。たとえば、一般的なCPUの命令フェッチ、デコード、演算処理、演算結果をメモリ等へ出力する機能を有する。
第1内部通信機能部130は、第2CPU110の第1コア111と第1CPU120の第3コア121との間に設けられ、第2CPU110が、第1CPU120と共有メモリ等を介して通信を行い、共有メモリ等を介した通信を行うことで、第1CPU120の故障を検知する。更に、第1CPU120が、第2CPU110と共有メモリ等を介して通信を行い、共有メモリ等を介した通信を行うことで、第2CPU110の故障を検知する。故障が検知された場合は、第1故障判定通知部140へ故障を伝える。
第1故障判定通知部140は、第1自己診断機能部115、第1内部通信機能部130から故障の通知を受け、リトライの結果、真に故障と判定したものを統合制御部300へ通知する。具体的には、第1自己診断機能部115からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第2CPU110が故障であることを統合制御部300へ通知する。また、第1内部通信機能部130からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第1CPU120が故障であることを、更に、第1内部通信機能部130からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第2CPU110が故障であることを統合制御部300へ通知する。
第2マイコン200は、第3CPU210と、第2外部通信機能部260と、第2故障判定通知部240と、第2PWM信号生成部250とを備え、モータ制御用のPWM信号を生成したり、第1マイコン100の故障診断などを行う。
第2外部通信機能部260は、第1マイコン100の第1CPU120の第3コア121と第2マイコン200と通信をすることで、第1マイコン100の故障を検出する。具体的には、第3CPU210からの例題演算を第1CPU120の第3コア121で処理して、その結果の一致を確認する。不一致であれば第1CPU120が故障していると判断し、第2故障判定通知部240へ故障を通知する。
第2故障判定通知部240は、第2外部通信機能部260から故障の通知を受け、リトライの結果、真に故障と判定したものを統合制御部300へ通知する。具体的には、第2外部通信機能部260からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第1CPU120が故障であることを統合制御部300へ通知する。
第2PWM信号生成部250は、モータ制御用のPWM信号を生成して、PWM信号を統合制御部300へ出力する。
統合制御部300は、第1故障判定通知部140及び第2故障判定通知部240からの通知に基づいて故障判定を行い、正常であれば、第1PWM信号生成部150から送出されたPWM信号を第1モータ400へ供給し、第2PWM信号生成部250から送出されたPWM信号を第2モータ500へ供給する。統合制御部300は、第1故障判定通知部140及び第2故障判定通知部240からの通知に基づいて故障判定を行い、例えば、第2CPU110が故障と判定された場合は、第1PWM信号生成部150から送出されたPWM信号を第1モータ400へ供給しない制御を行う。ここで、第1モータ400は、車両の駆動に用いられる駆動モータであり、第2モータ500は、回生モータである。
図4は、統合制御部300の故障判定動作を説明するフローチャートを示す。
第1マイコン100及び第2マイコン200は常時故障診断を行っており、その診断結果は、第1マイコン100の第1故障判定通知部140及び第2マイコン200の第2故障判定通知部240より、統合制御部300へ通知されている。
以下に説明する図4のフローチャートは、統合制御部300の図示省略する制御部が実行する動作を示す。なお、このフローチャートで示す動作と同様に動作する論理回路を統合制御部300内にハードウェアとして設けてもよい。
統合制御部300は、第1マイコン100の第2CPU110及び第1CPU120の故障判定を開始する。なお、故障とは、想定以外の動作を定常的に実行し続けることを示し、ハードウェア故障及び、ソフトウェア故障を示す。
ステップS1は、第1マイコン100の第2CPU110の故障を監視するもので、第1マイコン100の第1自己診断機能部115の結果をもとに判定する(判定モード1)。正常な場合は、ステップS11に進み、第2CPU110は正常と判定する。故障の場合は、ステップS12に進み、第2CPU110は故障と判定する。ステップS11の判定後、ステップS2−1へ進み、ステップS12の判定後、ステップS32へ進む。
ステップS2−1は、第1マイコン100の第1CPU120から第2CPU110の故障を監視するものであり、第1内部通信機能部130の結果をもとに判定する(判定モード21)。正常な場合は、ステップS2−2に進む。故障の場合は、ステップS32へ進む。
ステップS2−2は、第1マイコン100の第2CPU110から第1CPU120の故障を監視するものであり、第1内部通信機能部130の結果をもとに判定する(判定モード22)。正常な場合は、ステップS21に進み、第1CPU120は正常と判定する。故障の場合は、ステップS2−3へ進む。
ステップS2−3は、第1マイコン100の第2CPU110は故障であると判定する。この場合は、第2CPU110の第1自己診断機能部115が故障であることを示している。ステップS2−3の判定後、ステップS32へ進む。
ステップS21の判定後、ステップS31へ進む。ステップS31は、第1マイコン100の故障及び、第1マイコンの第1CPU120の故障を監視するものであり、第2外部通信機能部260の結果をもとに判定する(判定モード3)。正常の場合は、上記ステップS21で既に判定されているように、第1CPU120は正常と判定する。故障の場合は、ステップS33に進み、第2CPU110及び第1CPU120は故障と判定する。この判定は、第1自己診断機能部115が故障したときを考慮した診断であり、ステップS11及びステップS21の判定と矛盾があるため、第2CPU110及び第1CPU120は故障であると判定する。
ステップS32は、ステップS31と同様に、第1マイコン100の故障及び、第1マイコンの第1CPU120の故障を監視するものであり、第2外部通信機能部260の結果をもとに判定する(判定モード3)。正常の場合は、ステップS34に進み、第1CPU120は正常、第2CPU110は故障と判定する。この判定は、ステップS2の判定と矛盾があるため、ステップS32に従い、第2CPU110が故障であると判定し、更に第1CPU120が正常であると判定する。したがって、この場合は第1CPU120の処理を継続することが可能である。
ステップS32で、故障の場合は、ステップS35に進み、第1CPU120は故障であると判定する。
以上の故障判定において、第2マイコン200は故障していないことを前提とする。統合制御部300は、例えば、第1CPU120もしくは第2CPU110が故障と判定された場合は、第1PWM信号生成部150から送出されたPWM信号を第1モータ400へ供給しないで遮断する制御を行う。
第1の実施の形態では、第1CPU120及び第2CPU110の故障を検知できるが、第2の実施の形態では、第1CPU120、第2CPU110、および第1自己診断機能部115の故障を検知できる。
(第3の実施の形態)
図5は、第3の実施の形態に係わるモータ制御装置1の全体構成を示す回路図である。第1の実施の形態に、第1外部通信機能部160と第4CPU220と第2内部通信機能部230とを付加した構成である。
モータ制御装置1は、第1マイコン100と、第2マイコン200と、統合制御部300と、第1モータ400と、第2モータ500とを備えている。
第1マイコン100は、第1CPU120と、第2CPU110と、第1内部通信機能部130と、第1故障判定通知部140と、第1PWM信号生成部150とを備え、モータ制御用のPWM信号を生成したり、第1CPU120や第2CPU110の故障診断などを行う。第1マイコン100は、第2CPU110と、第1CPU120とを有するマルチコアマイコンである。
第1内部通信機能部130は、第2CPU110と第1CPU120との間に設けられ、共有メモリ等を介した通信を行うことで、第1CPU120の故障を検知する。
第1故障判定通知部140は、第1自己診断機能部115と、第1内部通信機能部130と、後述の第1外部通信機能部160から故障の通知を受け、リトライの結果、真に故障と判定したものを統合制御部300へ通知する。具体的には、第1自己診断機能部115からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第2CPU110が故障であることを統合制御部300へ通知する。また、第1内部通信機能部130からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第1CPU120が故障であることを統合制御部300へ通知する。
第1PWM信号生成部150は、モータ制御用のPWM信号を生成して、PWM信号を統合制御部300へ出力する。第1PWM信号生成部150は、第2CPU110により動作される。
第2CPU110は、第1自己診断機能部115を備える。第2CPU110は、第1の実施の形態で示した構成と同様の構成を備えているのでその詳細は省略する。
第1自己診断機能部115は、図示省略した第1コア111の演算処理結果と第2コア112の演算処理結果を比較して第2CPU110の故障を診断し、第1故障判定通知部140へ故障を伝える。
第1内部通信機能部130は、第2CPU110と第1CPU120との間に設けられ、第2CPU110が、第1CPU120と共有メモリ等を介して通信を行い、共有メモリ等を介した通信を行うことで、第1CPU120の故障を検知する。故障が検知された場合は、第1故障判定通知部140へ故障を伝える。
第1外部通信機能部160は、第2マイコン200の第3CPU210と第1マイコン100と通信をすることで、第2マイコン200の故障を検出する。具体的には、第1CPU120からの例題演算を第2外部通信機能部260を介して第3CPU210で処理して、その結果を受けてその一致を確認する。不一致であれば第3CPU210が故障していると判断し、第1故障判定通知部140へ故障を通知する。
第2マイコン200は、第3CPU210と、第4CPU220と、第2内部通信機能部230と、第2外部通信機能部260と、第2故障判定通知部240と、第2PWM信号生成部250とを備え、モータ制御用のPWM信号を生成したり、第2マイコン200の自己診断や第1マイコン100の故障診断などを行う。第2マイコン200は、第4CPU220と、第3CPU210とを有するマルチコアマイコンである。
第4CPU220は、第2自己診断機能部225を備える。第2自己診断機能部225は、第2CPU110の第1自己診断機能部115と同様の構成であり、第4CPU220の故障を診断し、第2故障判定通知部240へ故障を伝える。
第2内部通信機能部230は、第4CPU220と第3CPU210との間に設けられ、第4CPU220が、第3CPU210と共有メモリ等を介して通信を行い、共有メモリ等を介した通信を行うことで、第3CPU210の故障を検知する。故障が検知された場合は、第2故障判定通知部240へ故障を伝える。
第2外部通信機能部260は、第1マイコン100の第1CPU120と第2マイコン200と通信をすることで、第1マイコン100の故障を検出する。具体的には、第3CPU210からの例題演算を第1外部通信機能部160を介して第1CPU120で処理して、その結果を受けてその一致を確認する。不一致であれば第1CPU120が故障していると判断し、第2故障判定通知部240へ故障を通知する。
第2故障判定通知部240は、第2自己診断機能部225、第2内部通信機能部230、第2外部通信機能部260から故障の通知を受け、リトライの結果、真に故障と判定したものを統合制御部300へ通知する。具体的には、第2自己診断機能部225からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第4CPU220が故障であることを統合制御部300へ通知する。また、第2内部通信機能部230からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第3CPU210が故障であることを統合制御部300へ通知する。また、第2外部通信機能部260からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第1CPU120が故障であることを統合制御部300へ通知する。
第2PWM信号生成部250は、モータ制御用のPWM信号を生成して、PWM信号を統合制御部300へ出力する。
統合制御部300は、第1故障判定通知部140及び第2故障判定通知部240からの通知に基づいて故障判定を行い、正常であれば、第1PWM信号生成部150から送出されたPWM信号を第1モータ400へ供給し、第2PWM信号生成部250から送出されたPWM信号を第2モータ500へ供給する。統合制御部300は、第1故障判定通知部140及び第2故障判定通知部240からの通知に基づいて故障判定を行い、例えば、第2CPU110が故障と判定された場合は、第1PWM信号生成部150から送出されたPWM信号を第1モータ400へ供給しない制御を行う。ここで、第1モータ400は、車両の駆動に用いられる駆動モータであり、第2モータ500は、回生モータである。
図6は、統合制御部300の故障判定動作を説明するフローチャートを示す。
第1マイコン100及び第2マイコン200は常時故障診断を行っており、その診断結果は、第1マイコン100の第1故障判定通知部140及び第2マイコン200の第2故障判定通知部240より、統合制御部300へ通知されている。
以下に説明する図6のフローチャートは、統合制御部300の図示省略する制御部が実行する動作を示す。なお、このフローチャートで示す動作と同様に動作する論理回路を統合制御部300内にハードウェアとして設けてもよい。
統合制御部300は、第1マイコン100及び第2マイコン200の故障判定を開始する。なお、故障とは、想定以外の動作を定常的に実行し続けることを示し、ハードウェア故障及び、ソフトウェア故障を示す。
ステップS1は、第1マイコン100の第2CPU110の故障を監視するもので、第1マイコン100の第1自己診断機能部115の結果をもとに判定する(判定モード1)。正常な場合は、ステップS11に進み、第2CPU110は正常と判定する。故障の場合は、ステップS12に進み、第2CPU110は故障と判定する。ステップS11の判定後、ステップS2へ進み、ステップS12の判定後、ステップS4へ進む。
ステップS2は、第1マイコン100の第1CPU120と第2CPU110との間で故障を監視するものであり、第1内部通信機能部130の結果をもとに判定する(判定モード2)。正常な場合は、ステップS21に進み、第1CPU120は正常と判定する。故障の場合は、ステップS4へ進む。ステップS21の判定後、ステップS4へ進む。
ステップS4は、第2マイコン200の第4CPU220の故障を監視するもので、第2マイコン200の第2自己診断機能部225の結果を基に判定する(判定モード1)。正常な場合は、ステップS41に進み、第4CPU220は正常と判定する。故障の場合は、ステップS42に進み、第4CPU220は故障と判定する。ステップS41の判定後、ステップS5へ進み、ステップS42の判定後、ステップS62へ進む。
ステップS5は、第2マイコン200の第3CPU210と第4CPU220との間で故障を監視するものであり、第2内部通信機能部230の結果をもとに判定する(判定モード2)。正常な場合は、ステップS51に進み、第3CPU210は正常と判定する。故障の場合は、ステップS62へ進む。ステップS51の判定後、ステップS61へ進む。
ステップS61は、第1CPU120が正常であるか否かを判別し、正常であればステップS71へ進み、正常でなければステップS32へ進む。このステップの判別は、ステップS1の判定結果を判別したものである。
ステップS32は、第1マイコン100の故障及び、第1マイコンの第1CPU120の故障を監視するものであり、第2外部通信機能部260の結果をもとに判定する(判定モード3)。正常の場合は、ステップS34に進み、第1CPU120は正常、第2CPU110は故障と判定する。この判定は、ステップS2、S61の判定と矛盾があるため、ステップS32に従い、第2CPU110が故障であると判定し、更に第1CPU120が正常であると判定する。したがって、この場合は第1CPU120の処理を継続することが可能である。
ステップS32で、故障の場合は、ステップS35に進み、第1CPU120は故障であると判定する。
ステップS61で、第1CPU120が正常であればステップS71へ進む。ステップS71は、第2マイコン200の故障及び第2マイコン200の第3CPU210の故障を監視するもので、第1外部通信機能部160の結果を基に判定する(判定モード3)。
正常の場合は、ステップS31に進む。
ステップS31は、第1マイコン100の故障及び、第1マイコンの第1CPU120の故障を監視するものであり、第2外部通信機能部260の結果をもとに判定する(判定モード1)。正常の場合は、上記ステップS21で既に判定されているように、第1CPU120は正常と判定する。故障の場合は、ステップS33に進み、第2CPU110及び第1CPU120は故障と判定する。この判定は、第1自己診断機能部115が故障したときを考慮した診断であり、ステップS11及びステップS21の判定と矛盾があるため、第2CPU110及び第1CPU120は故障であると判定する。
ステップS71で、正常でなければステップS73へ進む。ステップS73は、第2自己診断機能部225が故障したときを考慮した診断であり、ステップS41及びステップS51の判定と矛盾があるため、第3CPU210及び第4CPU220は故障であると判定する。ステップS73で判定した後は上記ステップS31に進む。
ステップS62は、ステップS61と同様に、第1CPU120が正常であるか否かを判別し、正常であればステップS72へ進み、正常でなければステップS76へ進む。
ステップS72は、第2マイコン200の故障及び第2マイコン200の第3CPU210の故障を監視するもので、第1外部通信機能部160の結果を基に判定する(判定モード3)。正常の場合は、ステップS74に進む。
ステップS74は、第3CPU210は正常、第4CPU220は故障と判定する。この判定は、ステップS5の判定と矛盾があるため、ステップS72に従い、第4CPU220が故障であると判定し、更に第3CPU210が正常であると判定する。したがって、この場合は第3CPU210の処理を継続することが可能である。
ステップS72で、故障の場合は、ステップS75に進み、第3CPU210は故障であると判定する。
ステップS76は、第1マイコン100及び第2マイコン200が同時に故障したと判定するが、別モジュールであるそれぞれのマイコンが同時に同一の原因で故障することは想定しておらず、判定を無視する。
統合制御部300は、例えば、第1CPU120もしくは第2CPU110が故障と判定された場合は、第1PWM信号生成部150から送出されたPWM信号を第1モータ400へ供給しないで遮断する制御を行う。また、例えば、第3CPU210もしくは第4CPU220が故障と判定された場合は、第2PWM信号生成部250から送出されたPWM信号を第2モータ500へ供給しないで遮断する制御を行う。
第1、2の実施の形態では、第2マイコン200の第3CPU210が故障している場合には、第1CPU120及び第2CPU110が故障していると誤判定してしまうが、第3の実施の形態では、第2マイコン200の第3CPU210の故障判定もしているので誤判定することはない。
(第4の実施の形態)
図7は、第4の実施の形態に係わるモータ制御装置1の全体構成を示す回路図である。第3の実施の形態における、第1外部通信機能部160と第2外部通信機能部260の接続関係が異なる構成である。
モータ制御装置1は、第1マイコン100と、第2マイコン200と、統合制御部300と、第1モータ400と、第2モータ500とを備えている。
第1マイコン100は、第1CPU120と、第2CPU110と、第1内部通信機能部130と、第1故障判定通知部140と、第1PWM信号生成部150とを備え、モータ制御用のPWM信号を生成したり、第1CPU120や第2CPU110の故障診断などを行う。第1マイコン100は、第2CPU110と、第1CPU120とを有するマルチコアマイコンである。
第1内部通信機能部130は、第2CPU110と第1CPU120との間に設けられ、共有メモリ等を介した通信を行うことで、第1CPU120の故障を検知する。
第1故障判定通知部140は、第1内部通信機能部130などから故障の通知を受け、リトライの結果、真に故障と判定したものを統合制御部300へ通知する。具体的には、第1自己診断機能部115からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第2CPU110が故障であることを統合制御部300へ通知する。また、第1内部通信機能部130からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第1CPU120が故障であることを統合制御部300へ通知する。また、第1外部通信機能部160からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第4CPU220が故障であることを統合制御部300へ通知する。
第1PWM信号生成部150は、モータ制御用のPWM信号を生成して、PWM信号を統合制御部300へ出力する。第1PWM信号生成部150は、第2CPU110により動作される。
第2CPU110は、第1自己診断機能部115を備える。第2CPU110は、第1の実施の形態で示した構成と同様の構成を備えているのでその詳細は省略する。
第1自己診断機能部115は、図示省略した第1コア111の演算処理結果と第2コア112の演算処理結果を比較して第2CPU110の故障を診断し、第1故障判定通知部140へ故障を伝える。
第1内部通信機能部130は、第2CPU110と第1CPU120との間に設けられ、第2CPU110が、第1CPU120と共有メモリ等を介して通信を行い、共有メモリ等を介した通信を行うことで、第1CPU120の故障を検知する。故障が検知された場合は、第1故障判定通知部140へ故障を伝える。
第1外部通信機能部160は、第2マイコン200の第4CPU220と第1マイコン100と通信をすることで、第2マイコン200の故障を検出する。具体的には、第1CPU120からの例題演算を第4CPU220で処理して、その結果の一致を確認する。不一致であれば第4CPU220が故障していると判断し、第1故障判定通知部140へ故障を通知する。
第2マイコン200は、第3CPU210と、第4CPU220と、第2内部通信機能部230と、第2外部通信機能部260と、第2故障判定通知部240と、第2PWM信号生成部250とを備え、モータ制御用のPWM信号を生成したり、第2マイコン200の自己診断や第1マイコン100の故障診断などを行う。第2マイコン200は、第4CPU220と、第3CPU210とを有するマルチコアマイコンである。
第4CPU220は、第2自己診断機能部225を備える。第2自己診断機能部225は、第2CPU110の第1自己診断機能部115と同様の構成であり、第4CPU220の故障を診断し、第2故障判定通知部240へ故障を伝える。
第2内部通信機能部230は、第4CPU220と第3CPU210との間に設けられ、第4CPU220が、第3CPU210と共有メモリ等を介して通信を行い、共有メモリ等を介した通信を行うことで、第3CPU210の故障を検知する。故障が検知された場合は、第2故障判定通知部240へ故障を伝える。
第2外部通信機能部260は、第1マイコン100の第2CPU110と第2マイコン200と通信をすることで、第1マイコン100の故障を検出する。具体的には、第3CPU210からの例題演算を第2CPU110で処理して、その結果の一致を確認する。不一致であれば第2CPU110が故障していると判断し、第2故障判定通知部240へ故障を通知する。
第2故障判定通知部240は、第2自己診断機能部225、第2内部通信機能部230、第2外部通信機能部260から故障の通知を受け、リトライの結果、真に故障と判定したものを統合制御部300へ通知する。具体的には、第2自己診断機能部225からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第4CPU220が故障であることを統合制御部300へ通知する。また、第2内部通信機能部230からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第3CPU210が故障であることを統合制御部300へ通知する。また、第2外部通信機能部260からの故障を受けて、真に故障と判定した場合は、第2CPU110が故障であることを統合制御部300へ通知する。
第2PWM信号生成部250は、モータ制御用のPWM信号を生成して、PWM信号を統合制御部300へ出力する。
統合制御部300は、第1故障判定通知部140及び第2故障判定通知部240からの通知に基づいて故障判定を行い、正常であれば、第1PWM信号生成部150から送出されたPWM信号を第1モータ400へ供給し、第2PWM信号生成部250から送出されたPWM信号を第2モータ500へ供給する。統合制御部300は、第1故障判定通知部140及び第2故障判定通知部240からの通知に基づいて故障判定を行い、例えば、第2CPU110が故障と判定された場合は、第1PWM信号生成部150から送出されたPWM信号を第1モータ400へ供給しない制御を行う。ここで、第1モータ400は、車両の駆動に用いられる駆動モータであり、第2モータ500は、回生モータである。
図8は、統合制御部300の故障判定動作を説明するフローチャートを示す。
第1マイコン100及び第2マイコン200は常時故障診断を行っており、その診断結果は、第1マイコン100の第1故障判定通知部140及び第2マイコン200の第2故障判定通知部240より、統合制御部300へ通知されている。
以下に説明する図8のフローチャートは、統合制御部300の図示省略する制御部が実行する動作を示す。なお、このフローチャートで示す動作と同様に動作する論理回路を統合制御部300内にハードウェアとして設けてもよい。
統合制御部300は、第1マイコン100及び第2マイコン200の故障判定を開始する。なお、故障とは、想定以外の動作を定常的に実行し続けることを示し、ハードウェア故障及び、ソフトウェア故障を示す。
ステップS1は、第1マイコン100の第2CPU110の故障を監視するもので、第1マイコン100の第1自己診断機能部115の結果をもとに判定する(判定モード1)。正常な場合は、ステップS11に進み、第2CPU110は正常と判定する。故障の場合は、ステップS12に進み、第2CPU110は故障と判定する。ステップS11の判定後、ステップS2へ進み、ステップS12の判定後、ステップS4へ進む。
ステップS2は、第1マイコン100の第1CPU120と第2CPU110との間で故障を監視するものであり、第1内部通信機能部130の結果をもとに判定する(判定モード2)。正常な場合は、ステップS21に進み、第1CPU120は正常と判定する。故障の場合は、ステップS4へ進む。ステップS21の判定後、ステップS4へ進む。
ステップS4は、第2マイコン200の第4CPU220の故障を監視するもので、第2マイコン200の第2自己診断機能部225の結果を基に判定する(判定モード1)。正常な場合は、ステップS41に進み、第4CPU220は正常と判定する。故障の場合は、ステップS42に進み、第4CPU220は故障と判定する。ステップS41の判定後、ステップS5へ進み、ステップS42の判定後、ステップS62’へ進む。
ステップS5は、第2マイコン200の第3CPU210と第4CPU220との間で故障を監視するものであり、第2内部通信機能部230の結果をもとに判定する(判定モード2)。正常な場合は、ステップS51に進み、第3CPU210は正常と判定する。故障の場合は、ステップS62’へ進む。ステップS51の判定後、ステップS61’へ進む。
ステップS61’は、第2CPU110が正常であるか否かを判別し、正常であればステップS71へ進み、正常でなければステップS32へ進む。
ステップS32は、第1マイコン100の故障及び第1マイコンの第2CPU110の故障を監視するものであり、第2外部通信機能部260の結果をもとに判定する(判定モード3)。正常の場合は、ステップS34’に進み、第1CPU120は故障、第2CPU110は正常と判定する。この判定は、ステップS1、S61’の判定と矛盾があるため、ステップS32に従い、第2CPU110が正常であると判定し、更に第1CPU120が故障であると判定する。したがって、この場合は第2CPU110の処理を継続することが可能である。
ステップS32で、故障の場合は、ステップS35’に進み、第2CPU110は故障であると判定する。
ステップS61’で、第2CPU110が正常であればステップS71へ進む。ステップS71は、第2マイコン200及び第2マイコン200の第4CPU220の故障を監視するもので、第1外部通信機能部160の結果を基に判定する(判定モード3)。正常の場合は、ステップS31に進む。
ステップS31は、第1マイコン100の故障及び、第1マイコンの第2CPU110の故障を監視するものであり、第2外部通信機能部260の結果をもとに判定する。正常の場合は、上記ステップS21、S61’で既に判定されているように、第1CPU120は正常と判定する。故障の場合は、ステップS33に進み、第2CPU110及び第1CPU120は故障と判定する。この判定は、第1自己診断機能部115が故障したときを考慮した診断であり、ステップS11及びステップS21の判定と矛盾があるため、第2CPU110及び第1CPU120は故障であると判定する。
ステップS71で、正常でなければステップS73へ進む。ステップS73は、第2自己診断機能部225が故障したときを考慮した診断であり、ステップS41及びステップS51の判定と矛盾があるため、第3CPU210及び第4CPU220は故障であると判定する。ステップS73で判定した後は上記ステップS31に進む。
ステップS62’は、ステップS61’と同様に、第2CPU110が正常であるか否かを判別し、正常であればステップS72へ進み、正常でなければステップS76へ進む。
ステップS72は、第2マイコン200及び第2マイコン200の第4CPU220の故障を監視するもので、第1外部通信機能部160の結果を基に判定する(判定モード3)。正常の場合は、ステップS74’に進む。正常でない場合は、ステップS75に進む。
ステップS74’は、第3CPU210は故障、第4CPU220は正常と判定する。この判定は、ステップS4の判定と矛盾があるため、ステップS72に従い、第4CPU220が正常であると判定し、更に第3CPU210が故障であると判定する。したがって、この場合は第4CPU220の処理を継続することが可能である。
ステップS72で、故障の場合は、ステップS75に進み、第3CPU210は故障であると判定する。
ステップS76は、第1マイコン100及び第2マイコン200が同時に故障したと判定するが、別モジュールであるそれぞれのマイコンが同時に同一の原因で故障することは想定しておらず、判定を無視する。
統合制御部300は、例えば、第1CPU120もしくは第2CPU110が故障と判定された場合は、第1PWM信号生成部150から送出されたPWM信号を第1モータ400へ供給しないで遮断する制御を行う。また、例えば、第3CPU210もしくは第4CPU220が故障と判定された場合は、第2PWM信号生成部250から送出されたPWM信号を第2モータ500へ供給しないで遮断する制御を行う。
第1、2の実施の形態では、第2マイコン200の第3CPU210が故障している場合には、第1CPU120及び第2CPU110が故障していると誤判定してしまうが、第4の実施の形態では、第2マイコン200の第3CPU210の故障判定もしているので誤判定することはない。
(変形例)
本発明は、以上説明した第1〜第4の実施の形態を次のように変形して実施することができる。
(1)第1自己診断機能部115、第1内部通信機能部130、第1故障判定通知部140、第1PWM信号生成部150は第1マイコン100内の回路構成図として示したが、第1マイコン100内においてソフトウェアの処理で同様の機能を実現するものであってもよい。また、第2自己診断機能部225、第2内部通信機能部230、第2故障判定通知部240、第2PWM信号生成部250は第2マイコン200内の回路構成図として示したが、第2マイコン200内においてソフトウェアの処理で同様の機能を実現するものであってもよい。
以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)モータ制御装置は、第1マイコン100及び第2マイコン200より故障に関する情報を受け取り、モータ400、500を制御する統合制御部300を備える。第1マイコン100は、第1CPU120と、第1自己診断機能部115を有する第2CPU110と、第2CPU110から第1CPU120へ通信をして第1CPU120の故障を検出する第1内部通信機能部130と有する。第2マイコン200は、第3CPU210と、第3CPU210から第1マイコン100へ通信して第1マイコン100の故障を検出する第2外部通信機能部260とを有する。統合制御部300は、第1マイコン100において、第2CPU110が第1自己診断機能部115により故障と判定された場合でも、第1内部通信機能部130と第2外部通信機能部260の故障検出結果に基づき、第1CPU120の故障を監視し、当該監視結果に基づき第1CPU120の処理を継続する。したがって、第2CPUが故障と診断されても、第1CPUの制御を継続できることにより、車両に搭載されるモータの制御が安全に継続可能である。
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。
100 第1マイコン
200 第2マイコン
300 統合制御部
400 第1モータ
500 第2モータ
120 第1CPU
110 第2CPU
115 第1自己診断機能部
130 第1内部通信機能部
140 第1故障判定通知部
150 第1PWM信号生成部
160 第1外部通信機能部
210 第3CPU
220 第4CPU
225 第2自己診断機能部
230 第2内部通信機能部
240 第2故障判定通知部
250 第2PWM信号生成部
260 第2外部通信機能部

Claims (6)

  1. 第1マイコン及び第2マイコンより故障に関する情報を受け取り、モータを制御する統合制御部を備え、
    前記第1マイコンは、第1CPUと、第1自己診断機能部を有する第2CPUと、前記第2CPUから前記第1CPUへ通信をして前記第1CPUの故障を検出する第1内部通信機能部と有し、
    前記第2マイコンは、第3CPUと、前記第3CPUから前記第1マイコンへ通信して前記第1マイコンの故障を検出する第2外部通信機能部とを有し、
    前記統合制御部は、
    前記第1マイコンにおいて、前記第2CPUが前記第1自己診断機能部により故障と判定された場合でも、前記第1内部通信機能部と前記第2外部通信機能部の故障検出結果に基づき、前記第1CPUの故障を監視し、当該監視結果に基づき前記第1CPUの処理を継続するモータ制御装置。
  2. 請求項1に記載のモータ制御装置において、
    前記第1マイコンは、前記第2CPUと、前記第1CPUとを有するマルチコアマイコンであり、
    前記第2CPUは、演算処理を実行する第1コアと演算処理を実行する第2コアを有し、
    前記第1自己診断機能部は、前記第1コアの演算処理結果と前記第2コアの演算処理結果を比較して第2CPUの故障を検出し、
    前記第1内部通信機能部は、前記第1コアと前記第1CPUと通信を行い、前記第1CPUの故障を検出するモータ制御装置。
  3. 請求項1または2のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
    前記第1CPU及び前記第2CPUは、車両用のモータである第1モータの制御にかかわる処理を行い、
    前記統合制御部は、
    前記第1マイコンにおいて、前記第2CPUが前記第1自己診断機能部により故障と判定された場合でも、前記第1内部通信機能部と前記第2外部通信機能部の故障検出結果に基づき、前記第1CPUの故障を監視し、当該監視結果に基づき前記第1CPUの処理に基づき前記第1モータの制御を継続するモータ制御装置。
  4. 請求項2に記載のモータ制御装置において、
    前記第1CPUは、演算処理を実行する第3コアを有し、
    前記第1内部通信機能部は、前記第1コアから前記第3コアへの通信を行い、前記第1CPUの故障を検出し、且つ、前記第3コアから前記第1コアへの通信を行い、前記第2CPUの故障を検出するモータ制御装置。
  5. 請求項1〜4に記載のモータ制御装置において、
    前記第2マイコンは、前記第3CPUと、第4CPUとを有するマルチコアマイコンであり、
    前記第2マイコンは、第3CPUと、第2自己診断機能部を有する第4CPUと、前記第4CPUから前記第3CPUへ通信して前記第3CPUの故障を検出する第2内部通信機能部と有し、
    前記第1マイコンは、前記第1CPUから前記第2マイコンへ通信して前記第2マイコンの前記第3CPUの故障を検出する第1外部通信機能部とを有し、
    前記統合制御部は、
    前記第2マイコンにおいて、前記第4CPUが前記第2自己診断機能部により故障と判定された場合でも、前記第2内部通信機能部と前記第1外部通信機能部の故障検出結果に基づき、前記第3CPUの故障を監視し、当該監視結果に基づき前記第3CPUの処理を継続するモータ制御装置。
  6. 請求項1〜4に記載のモータ制御装置において、
    前記第2マイコンは、前記第3CPUと、第4CPUとを有するマルチコアマイコンであり、
    前記第2マイコンは、第3CPUと、第2自己診断機能部を有する第4CPUと、前記第3CPUと前記第4CPUとの間で通信をして故障を検出する第2内部通信機能部と有し、
    前記第2外部通信機能部は、前記第1CPUと前記第4CPUとの間で通信をして前記第4CPUの故障を検出し、
    前記第1マイコンは、前記第1CPUから前記第2マイコンへ通信して前記第2マイコンの前記第4CPUの故障を検出する第1外部通信機能部とを有し、
    前記統合制御部は、
    前記第2マイコンにおいて、前記第4CPUが前記第2自己診断機能部により故障と判定された場合でも、前記第2内部通信機能部と前記第1外部通信機能部の故障検出結果に基づき、前記第4CPUの故障を監視し、当該監視結果に基づき前記第4CPUの処理を継続するモータ制御装置。
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