JP6266748B2 - モータ制御システムおよびモータ制御方法 - Google Patents
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Description
本発明によるモータ制御方法は、複数のモータと複数のモータに対応して各モータを制御する複数のモータ制御用ECUとに代替専用ECUを接続し、モータ制御用ECUは、制御信号を生成する制御回路部と制御信号を受けてモータの駆動信号を生成する駆動回路部とを有し、代替専用ECUは、モータ制御用ECUのいずれかに故障が発生した場合に、故障が発生したモータ制御用ECUの駆動回路部を代替する代替駆動回路部を有し、モータ制御用ECUのいずれかで制御回路部に故障が発生した場合に、故障が発生したモータ制御用ECU以外のいずれかのモータ制御用ECUにより、代替専用ECUの代替駆動回路部を用いて、故障が発生したモータ制御用ECUと接続されたモータに対する制御を行うことを特徴とする。
図1は、第1の実施の形態に係わるモータ制御システムの構成図である。
モータ制御システムは、モータ100からモータnのn台のモータを備え、各モータ100〜nに対応してモータ制御用ECU1からモータ制御用ECUnのn台のモータ制御用ECUを備える。更に、モータ制御用ECU1〜nのいずれかが故障した場合にその代替として機能する1台の代替専用ECUpを備える。なお、モータ100〜nは、自動車の電動化に伴って設けられた、例えば、ステアリング、ブレーキ、パーキングブレーキ、ワイパー、ドアミラー、シートベルトなどを作動させるモータである。
各モータ制御用ECU1〜nのいずれか、例えばモータ制御用ECU1の制御回路部11が故障した場合は、モータ制御用ECU1からモータ制御用ECU1が故障したことを示す故障情報が信号線L11を介してネットワークNに流される。もしくは、モータ制御用ECU1が正常に機能していることを示す生存情報がネットワークNに流されなくなる。生存情報がネットワークNに流されなくなる場合として、モータ制御用ECU1が完全に故障して、モータ制御用ECU1から故障したことを示す故障情報をもはや流すことができなくなった場合である。
次に、優先順位を付けてバックアップ動作を行う例について図2を参照して説明する。 図2は、優先順位テーブルを示す図である。優先順位テーブルは、図1のモータ制御用ECUが6台(n=6)であると仮定し、モータ制御用ECU1からモータ制御用ECU6の優先順位を示した優先順位テーブルである。このテーブルは、代替専用ECUpの代替制御回路部p1の記憶部Mに記憶されている。優先順位は数値が少ない方が高く、数値が大きい方が低いものとする。
図3は、代替専用ECUpがモータ制御用ECU1〜nのバックアップ動作を行う際に参照する制御機能テーブルの一例を示す図である。制御機能テーブルは、図1のモータ制御用ECU1〜nが6台(n=6)であると仮定した場合を示す。このテーブルは、代替専用ECUpの代替制御回路部p1の記憶部Mに記憶されている。このテーブルでは、モータ制御用ECU1からモータ制御用ECU6までの制御回路部11〜61が有する制御機能をA、B、C、Dの4種類に分けて、制御回路部11〜61が正常時に実行する制御機能を該当欄に“×”で示し、制御回路部11〜61の故障時に代替専用ECUpが対応するモータ100〜nの制御を行うために最低限必要な制御機能を該当欄に“×”で示している。
第1の実施の形態の変形例について図4を参照して説明する。
図4はモータ制御システムの構成図である。
モータ制御システムは、複数のモータ100〜n、101〜mおよびモータ制御用ECU1〜n、11〜mを、2つのグループに分けて、各グループ毎に代替専用ECUp、qを有する構成である。
図5は、第2の実施の形態に係わるモータ制御システムの構成図である。
各モータ制御用ECU1〜nは、制御回路部11〜n1と駆動回路部12〜n2とを有している。各モータ制御用ECU1〜nの接続状態および制御回路部11〜n1と駆動回路部12〜n2の構成は第1の実施の形態と同様でありその説明を省略する。なお、各モータ制御用ECU1〜nの制御回路部11〜n1は、後述する優先順位テーブル、制御機能テーブル、代替可能ECUテーブル、モータ制御割合テーブル、モータ優先順位テーブルなどを記憶する記憶部M1〜Mnを備える。
各モータ制御用ECU1〜nのいずれか、例えばモータ制御用ECU1の駆動回路部12が故障した場合、モータ制御用ECU1は、駆動回路部12の出力を停止し、信号線L11とネットワークNと信号線Lpを介して代替専用ECUpの使用権を取得し、モータ100を制御するためのPWM信号などの制御信号を信号線L13を介して代替専用ECUpの代替駆動回路部p2へ伝え、モータ100の制御を継続するバックアップ動作を行う。
次に、上記のバックアップ動作において、代替が可能でより優先順位の低いモータ制御用ECUを用いて、モータに対する制御を継続する例について説明する。
次に、バックアップ動作を行なっているモータ制御用ECUが本来制御していたモータに対する制御も継続して行う例について説明する。
次に、バックアップ動作を行っているモータ制御用ECUが、バックアップ動作中に優先順位の高いモータ制御要求に対する制御を行う場合について説明する。
図9は、第3の実施の形態に係わるモータ制御システムの構成図である。
図9は、説明をわかりやすくするため、実施の形態の最小構成である2台のモータ制御用ECU1、2とモータ100、200が1台の代替専用ECUpに接続された構成で説明するが、第2の実施の形態で示した図5と同様に、多数のモータ制御用ECU1〜nが1台の代替専用ECUpに接続された構成でも同様である。
モータ制御用ECU1、2のいずれかの駆動回路部12、22が故障した場合について説明する。
第3の実施の形態の変形例について図10を参照して説明する。
図10は、説明をわかりやすくするため、実施の形態の最小構成であるモータ制御用ECU1、2とモータ100、200に1台の代替専用ECUpが接続された構成で説明するが、第2の実施の形態で示した図5と同様に、多数のモータ制御用ECU1〜nが1台の代替専用ECUpに接続された構成でも同様である。
その後、信号線LpとネットワークNと信号線L21を介してモータ制御用ECU2に使用権を付与したことを通知する。
第3の実施の形態の変形例について図11を参照して説明する。
図11は、説明をわかりやすくするため、実施の形態の最小構成であるモータ制御用ECU1、2とモータ100、200が1台の代替専用ECUpに接続された構成で説明するが、第2の実施の形態で示した図5と同様に、多数のモータ制御用ECU1〜nが1台の代替専用ECUpに接続された構成でも同様である。また、図9に示した第3の実施の形態と同一箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。
第3の実施の形態では、説明をわかりやすくするため、実施の形態の最小構成であるモータ制御用ECU1、2とモータ100、200が各2台、代替専用ECUpが1台の構成で説明したが、第2の実施の形態で示した図5と同様に、多数のモータ制御用ECU1〜nが1台の代替専用ECUpに接続された構成にしてもよい。この場合、各モータ制御用ECU1〜nの制御回路部11〜n1には、記憶部M1〜nが備えられ、優先順位テーブル、制御機能テーブル、代替可能ECUテーブル、モータ制御割合テーブル、モータ優先順位テーブルなどを記憶する。そして、制御回路部11〜n1は、これらのテーブルを参照して、第2の実施の形態で述べたと同様に、代替可能ECU、モータ制御割合、モータ優先順位などの制御を実行するように構成してもよい。
(1)第1の実施の形態では代替制御回路部p1に記憶部Mを備えて、記憶部Mに各種のテーブルを記憶し、第2の実施の形態および第3の実施の形態では、制御回路部11〜n1に記憶部M1〜Mnを備えて、記憶部M1〜Mnに各種のテーブルを記憶するようにした。しかし、これらのテーブルは制御回路部が参照できれば何処に記憶されていてもよい。例えば、ネットワークNに接続された他のECU(図示省略)に記憶されていてもよい。
(1)モータ制御システムは、複数のモータ100〜nと複数のモータ100〜nに対応して各モータ100〜nを制御する複数のモータ制御用ECU1〜nとに接続された代替専用ECUpを備え、代替専用ECUpは、モータ制御用ECU1〜nのいずれかに故障が発生した場合に、故障が発生したモータ制御用ECUと接続されたモータに対する制御を行う。したがって、各モータ制御用ECU毎に専用のバックアップECUを用意する必要が無い為、低コストでモータ制御用ECU1〜nのバックアップを行うことができる。
12〜n2 駆動回路部
N ネットワーク
p 代替専用ECU
p1 代替制御回路部
p2 代替駆動回路部
M 記憶部
M1〜Mn 記憶部
Claims (11)
- 複数のモータと前記複数のモータに対応して各モータを制御する複数のモータ制御用ECUとに接続された代替専用ECUを備え、
前記モータ制御用ECUは、制御信号を生成する制御回路部と前記制御信号を受けてモータの駆動信号を生成する駆動回路部とを有し、
前記代替専用ECUは、前記モータ制御用ECUのいずれかに故障が発生した場合に、前記故障が発生したモータ制御用ECUの前記駆動回路部を代替する代替駆動回路部を有し、
前記モータ制御用ECUのいずれかで前記制御回路部に故障が発生した場合に、前記故障が発生したモータ制御用ECU以外のいずれかのモータ制御用ECUは、前記代替専用ECUの前記代替駆動回路部を用いて、前記故障が発生したモータ制御用ECUと接続されたモータに対する制御を行うことを特徴とするモータ制御システム。 - 請求項1に記載のモータ制御システムにおいて、
前記モータ制御用ECUのいずれかで前記駆動回路部に故障が発生した場合に、前記故障が発生したモータ制御用ECUの前記制御回路部は、前記代替専用ECUの前記代替駆動回路部を用いて、前記故障が発生したモータ制御用ECUと接続されたモータに対する制御を行うことを特徴とするモータ制御システム。 - 請求項2に記載のモータ制御システムにおいて、
前記故障が発生したモータ制御用ECUの前記制御回路部と、前記代替専用ECUの前記代替駆動回路部とを接続する専用線を備え、
前記故障が発生したモータ制御用ECUの前記制御回路部は、前記専用線を介して前記代替専用ECUの前記代替駆動回路部と接続して、前記故障が発生したモータ制御用ECUと接続されたモータに対する制御を行うことを特徴とするモータ制御システム。 - 請求項1に記載のモータ制御システムにおいて、
前記複数のモータ制御用ECUの優先順位を記憶する優先順位記憶部を備え、
前記モータ制御用ECUのいずれかで前記制御回路部に故障が発生した場合に、前記故障が発生したモータ制御用ECU以外のモータ制御用ECUの中で前記優先順位が最も低いモータ制御用ECUは、前記代替専用ECUの前記代替駆動回路部を用いて、前記故障が発生したモータ制御用ECUと接続されたモータに対する制御を行うことを特徴とするモータ制御システム。 - 請求項1に記載のモータ制御システムにおいて、
前記複数のモータ制御用ECUの各々について、代替可能なモータ制御用ECUの情報を記憶する代替可能ECU記憶部を備え、
前記モータ制御用ECUのいずれかで前記制御回路部に故障が発生した場合に、前記故障が発生したモータ制御用ECU以外のいずれかのモータ制御用ECUは、前記代替可能ECU記憶部に記憶されている情報に基づいて代替可能なモータ制御用ECUを決定し、
前記決定されたモータ制御用ECUは、前記代替専用ECUの前記代替駆動回路部を用いて、前記故障が発生したモータ制御用ECUと接続されたモータに対する制御を行うことを特徴とするモータ制御システム。 - 請求項5に記載のモータ制御システムにおいて、
前記複数のモータ制御用ECUの優先順位を記憶する優先順位記憶部を備え、
前記モータ制御用ECUのいずれかで前記制御回路部に故障が発生した場合に、前記故障が発生したモータ制御用ECU以外のいずれかのモータ制御用ECUは、前記代替可能ECU記憶部に記憶されている情報と、前記優先順位記憶部に記憶されている優先順位とに基づいて代替可能なモータ制御用ECUを決定することを特徴とするモータ制御システム。 - 請求項1に記載のモータ制御システムにおいて、
前記モータ制御用ECUのいずれかで前記制御回路部に故障が発生した場合に、前記故障が発生したモータ制御用ECU以外のいずれかのモータ制御用ECUは、故障が発生する前に実施していたモータに対するモータ制御を行わずに、前記故障が発生したモータ制御用ECUと接続されたモータに対する制御を行うことを特徴とするモータ制御システム。 - 請求項1に記載のモータ制御システムにおいて、
前記モータ制御用ECUのいずれかで前記制御回路部に故障が発生した場合に、前記故障が発生したモータ制御用ECU以外のいずれかのモータ制御用ECUは、故障が発生する前に実施していたモータに対する制御と、前記故障が発生したモータ制御用ECUと接続されたモータに対する制御とを、あらかじめ決められた割合に従い時分割で行うことを特徴とするモータ制御システム。 - 請求項8に記載のモータ制御システムにおいて、
故障前のモータ制御と故障後のモータ制御とのモータ制御との割合を示すモータ制御割合を予め記憶するモータ制御割合記憶部を備え、
前記モータ制御用ECUのいずれかで前記制御回路部に故障が発生した場合に、前記故障が発生したモータ制御用ECU以外のいずれかのモータ制御用ECUは、前記モータ制御割合記憶部に記憶されたモータ制御割合に従ってモータ制御を時分割で行うことを特徴とするモータ制御システム。 - 請求項1に記載のモータ制御システムにおいて、
前記複数のモータに対するモータ制御要求を受け付けるモータ優先順位を記憶するモータ優先順位記憶部を備え、
前記モータ制御用ECUのいずれかで前記制御回路部もしくは前記駆動回路部に故障が発生した場合に、前記故障が発生したモータ制御用ECU以外のいずれかのモータ制御用ECUは、同一の処理タイミングで前記モータ制御要求が発生した場合に、前記発生したモータ制御要求を前記モータ優先順位に基づいて、前記故障が発生する前に実施していたモータに対するモータ制御、もしくは前記故障が発生したモータ制御用ECUに対応するモータに対するモータ制御のうちモータ優先順位の高いモータ制御要求に対するモータ制御を行うことを特徴とするモータ制御システム。 - 複数のモータと前記複数のモータに対応して各モータを制御する複数のモータ制御用ECUとに代替専用ECUを接続し、
前記モータ制御用ECUは、制御信号を生成する制御回路部と前記制御信号を受けてモータの駆動信号を生成する駆動回路部とを有し、
前記代替専用ECUは、前記モータ制御用ECUのいずれかに故障が発生した場合に、前記故障が発生したモータ制御用ECUの前記駆動回路部を代替する代替駆動回路部を有し、
前記モータ制御用ECUのいずれかで前記制御回路部に故障が発生した場合に、前記故障が発生したモータ制御用ECU以外のいずれかのモータ制御用ECUにより、前記代替専用ECUの前記代替駆動回路部を用いて、前記故障が発生したモータ制御用ECUと接続されたモータに対する制御を行うことを特徴とするモータ制御方法。
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