马达控制装置、马达驱动系统、以及马达控制方法

文档序号:1316145 发布日期:2020-07-10 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 马达控制装置、马达驱动系统、以及马达控制方法 (Motor control device, motor drive system, and motor control method ) 是由 中村功一 中岛信赖 泷雅也 于 2018-11-16 设计创作,主要内容包括:马达控制装置具备多个功率变换器(601、602)、和多个微机(401、402),控制具有多个绕线组的马达(80)的驱动。多个微机(401、402)在启动后,对本系统的构成要素实施初始检查。多个微机(401、402)禁止在初始检查被异常判定的系统的马达驱动。另外,多个微机(401、402)在初始检查中两个以上的系统被正常判定时,在被正常判定的两个以上的系统使定时同步并开始马达驱动。另外,多个微机(401、402)在初始检查中仅一个系统被正常判定时,利用被正常判定的一个系统开始马达驱动。(The motor control device is provided with a plurality of power converters (601, 602) and a plurality of microcomputers (401, 402), and controls the driving of a motor (80) having a plurality of winding groups. After the start-up, the microcomputers (401, 402) perform initial inspections of the components of the system. The microcomputers (401, 402) prohibit the motor driving of the system determined as abnormal in the initial inspection. When two or more systems are determined to be normal in the initial test, the plurality of microcomputers (401, 402) synchronize the timing of the two or more systems determined to be normal and start the motor driving. When only one system is determined to be normal in the initial inspection, the plurality of microcomputers (401, 402) start motor driving using the one system determined to be normal.)

马达控制装置、马达驱动系统、以及马达控制方法

相关申请的交叉引用

本申请主张于2017年11月30日申请的专利申请编号2017-230332的优先权,并在此引用其全部内容。

技术领域

本公开涉及通过多个微机控制马达的驱动的马达控制装置、具备该马达控制装置的马达驱动系统、以及马达控制方法。

背景技术

以往,已知有利用冗余地设置的多个微机控制马达的驱动的马达控制装置。例如专利文献1所公开的电动助力转向装置在主微机与子微机之间发送/接收信息,并对输入到各微机的传感器值、以及各微机运算出的运算值进行比较若有背离则进行异常判定。异常侧的微机停止动作,利用正常侧的微机继续马达的驱动。

专利文献1:日本特开2015-081013号公报

专利文献1的以往技术不具有在微机启动后的马达驱动开始时使两微机的动作同步的方法。例如若各微机的启动定时存在偏差,则有随之马达驱动开始定时偏移的可能性。这样一来,有在开始马达驱动之后的微机与开始前的微机之间产生指令值的背离,而尽管两系统均正常,但误判定为异常的可能性。

若通过冗余化设置多个与各微机对应的传感器、电源,则更容易产生微机间的背离。特别是在冗余地设置电源,各微机从独立的电源被电源供给的系统中,微机的启动定时偏移,而指令值背离的可能性提高。除此之外,有使多个系统同时动作的前提下的控制、故障安全处理不正常地发挥作用的可能性。或者,需要与多个系统不同时进行动作的状况对应的处置。

另外,在应用于车辆的电动助力转向装置那样要求较高的可靠性的系统的马达控制装置中,在微机启动后,在马达驱动开始前,通过各微机实施诊断开关元件、传感器等是否没有异常的初始检查。若通过初始检查进行了正常判定,则能够开始马达驱动。然而,若各微机实施的初始检查的结束定时产生偏移,则有各系统的马达驱动开始定时偏移的担心。

发明内容

本公开的目的在于提供在多个微机的启动后,不管初始检查的结束定时的偏移,而使多个系统的马达驱动开始定时同步的马达控制装置。

并且本公开的目的在于提供具备该马达控制装置的马达驱动系统、以及该马达控制装置的马达控制方法。

本公开的马达控制装置控制具有多个绕线组的马达的驱动。该马达控制装置具备多个功率变换器、和多个微机。多个功率变换器与多个绕线组对应地设置,对从一个以上的电源输入的功率进行变换并供给至多个绕线组。多个微机与多个功率变换器对应地设置,运算用于命令各功率变换器的驱动信号。

将包含绕线组、功率变换器以及微机的构成要素的单位定义为“系统”。多个微机在启动后,对本系统的构成要素实施初始检查。

多个微机禁止在初始检查被异常判定的系统的马达驱动。另外,多个微机在初始检查中两个以上的系统被正常判定时,在被正常判定的两个以上的系统使定时同步并开始马达驱动。另外,多个微机在初始检查中仅一个系统被正常判定时,利用被正常判定的一个系统开始马达驱动。

即,在初始检查中先被正常判定的系统的微机在其后等待对其它系统进行正常判定,之后与其它系统的微机同步地开始马达驱动。因此,能够防止由于马达驱动开始定时的偏移所引起的指令值的背离而产生的误判定等。另外,能够适当地实施使多个系统同时动作的前提下的控制、故障安全处理。

另外,本公开的马达控制装置在初始检查中仅一个系统被正常判定时,仅利用该系统开始马达驱动。因此,例如在应用于电动助力转向装置的情况下,至少能够确保辅助功能。

优选本公开的马达控制装置在初始检查的期间,在经过规定的基本诊断时间时多个中一部分系统被正常判定,其它的系统为诊断未结束的情况下,仅利用在基本诊断时间内被正常判定的系统亦即先行系统开始马达驱动。由此,先行系统不会一直等待对其它的系统进行正常判定,而能够利用一个系统先行地开始驱动马达。

另外,提供上述的马达控制装置的马达控制方法。由此,能够得到与上述的马达控制装置相同的作用效果。

附图说明

通过参照附图下述的详细的记述,本公开的上述目的以及其它的目的、特征、优点变得更加明确。该附图是,

图1是各实施方式的ECU作为机电一体式的马达驱动系统应用的电动助力转向装置的构成图,

图2是各实施方式的ECU作为机电独立式的马达驱动系统应用的电动助力转向装置的构成图,

图3是双系统机电一体式马达的轴向剖视图,

图4是图3的IV-IV线剖视图,

图5是表示多相同轴马达的构成的示意图,

图6是第一实施方式的ECU(马达控制装置)的整体构成图,

图7是第一实施方式的ECU(马达控制装置)的控制框图,

图8是第一实施方式的启动时处理的时序图(1),

图9是第一实施方式的启动时处理的时序图(2),

图10是第一实施方式的启动时处理的时序图(3),

图11是第一实施方式的启动时处理的流程图(1),

图12是第一实施方式的启动时处理的流程图(2),

图13是第二实施方式的启动时处理的流程图,

图14是第三实施方式的启动时处理的时序图,

图15是第四实施方式的ECU(马达控制装置)的整体构成图。

具体实施方式

以下,基于对附图马达控制装置的多个实施方式进行说明。在各实施方式中,作为“马达控制装置”的ECU应用于车辆的电动助力转向装置,控制输出转向操纵辅助转矩的马达的通电。另外,通过ECU以及马达构成“马达驱动系统”。对多个实施方式中实际上相同的构成附加相同的附图标记并省略说明。将以下的第一~第四实施方式概括地称为“本实施方式”。

首先,作为在各实施方式共用的事项,参照图1~图4对应用的电动助力转向装置的构成、马达的构成等进行说明。在图1、图2示出包含电动助力转向装置90的转向系统99的整体构成。在图1图示与马达80的轴向的一侧一体构成ECU10的“机电一体式”的构成,在图2图示利用线束连接ECU10与马达80的“机电独立式”的构成。此外,图1、图2中的电动助力转向装置90为柱辅助式,但也能够同样地应用于齿条辅助式的电动助力转向装置。

转向系统99包含方向盘91、转向轴92、小齿轮96、齿条轴97、车轮98、以及电动助力转向装置90等。在方向盘91连接有转向轴92。设置于转向轴92的前端的小齿轮96与齿条轴97啮合。在齿条轴97的两端经由转向横拉杆等设置有一对车轮98。若驾驶员使方向盘91旋转,则与方向盘91连接的转向轴92旋转。转向轴92的旋转运动通过小齿轮96变换为齿条轴97的直线运动,将一对车轮98转向操纵与齿条轴97的位移量对应的角度。

电动助力转向装置90包含转向操纵转矩传感器93、ECU10、马达80、以及减速齿轮94等。转向操纵转矩传感器93设置于转向轴92的中途,检测驾驶员的转向操纵转矩。在图1、图2所示的方式中,双重化的转向操纵转矩传感器93包含第一转矩传感器931以及第二转矩传感器932,双重检测第一转向操纵转矩trq1以及第二转向操纵转矩trq2。在未冗余地设置转向操纵转矩传感器的情况下,也可以双系统共同地使用一个转向操纵转矩trq的检测值。

ECU10基于转向操纵转矩trq1、trq2,控制马达80的驱动以使马达80产生所希望的辅助转矩。马达80输出的辅助转矩经由减速齿轮94传递到转向轴92。ECU10获取旋转角传感器检测出的马达80的电角度θ1、θ2以及转向操纵转矩传感器93检测出的转向操纵转矩trq1、trq2。ECU10基于这些信息、在ECU10内部检测出的马达电流等信息,控制马达80的驱动。

参照图3、图4对与马达80的轴向的一侧一体构成ECU10的机电一体式马达800的构成进行说明。在图3所示的方式中,ECU10在马达80的与输出侧相反侧,同轴地配置于轴87的轴Ax。此外,在其它的实施方式中,ECU10也可以在马达80的输出侧,与马达80一体构成。马达80是三相无刷马达,具备定子840、转子860、以及收容它们的壳体830。

定子840具有固定于壳体830的定子铁心845、和组装于定子铁心845的两组三相绕线组801、802。从构成第一绕线组801的各相绕组延伸出导线851、853、855。从构成第二绕线组802的各相绕组延伸出导线852、854、856。转子860具有通过后轴承835以及前轴承836支承的轴87、和嵌入了轴87的转子铁心865。转子860设置于定子840的内侧,能够相对于定子840进行相对旋转。在轴87的一端设置有永磁铁88。

壳体830具有包含后边框837的有底筒状的外壳834、和设置于外壳834的一端的前边框838。外壳834以及前边框838通过螺栓等相互紧固。各绕线组801、802的导线851、852等插入后边框837的导线插入孔839向ECU10侧延伸,并与基板230连接。

ECU10具备罩21、固定于罩21的散热片22、固定于散热片22的基板230、以及安装于基板230的各种电子部件。罩21保护电子部件不受外部的冲击,或者防止灰尘、水等浸入ECU10内。罩21具有连接来自外部的供电电缆、信号电缆的外部连接用连接器部214、和罩部213。外部连接用连接器部214的供电用端子215、216经由未图示的路径与基板230连接。

基板230例如是印刷电路基板,设置在与后边框837对置的位置,并固定于散热片22。在基板230按照每个系统独立地设置有双系统的各电子部件,成为完全冗长构成。在本实施方式中基板230为一个,但在其它的实施方式中,也可以具备两个以上的基板。将基板230的两个主面中与后边框837对置的面称为马达面237,并将其相反侧的面,即与散热片22对置的面称为罩面238。

在马达面237安装有多个开关元件611-616、621-626、旋转角传感器251、252、定制IC261、262等。在本实施方式中对于各系统多个开关元件611-616、621-626为六个,构成马达驱动电路的三相上下臂。旋转角传感器251、252配置为与设置于轴87的前端的永磁铁88对置。定制IC261、262以及微机401、402具有ECU10的控制电路。

在罩面238安装有微机401、402、电容器281、282、以及电感器271、272等。特别是,在同一基板230的同一侧的面亦即罩面238隔开规定间隔配置第一微机401以及第二微机402。电容器281、282将从电源输入的功率平滑化,另外,防止开关元件611-616、621-626的开关动作等所引起的噪声的流出。电感器271、272与电容器281、282一起构成滤波电路。

如图5、图6所示,作为ECU10的控制对象的马达80,是在同轴设置有两组三相绕线组801、802的三相无刷马达。绕线组801、802的电特性相同,以电角度相互偏移30[deg]的方式配置于共用的定子。

(第一实施方式)

接下来按照实施方式对ECU10的详细构成进行说明。将第一实施方式的ECU的附图标记设为“101”,将第四实施方式的ECU的附图标记设为“104”。ECU101、104均为具备两个作为“功率变换器”的逆变器601、602、以及两个微机401、402的双系统的马达控制装置,向具有两组绕线组801、802的马达80供给功率。这里,将包含绕线组、逆变器以及微机的构成要素的单位定义为“系统”。

在说明书中,根据需要,在词头对第一系统的构成要素或者信号附加“第一”,在词头对第二系统的构成要素或者信号附加“第二”来进行区分。对各系统共用的事项附加“第一、第二”,并集中记载。另外,除了开关元件之外,在第一系统的构成要素或者信号的附图标记的末尾附加“1”,并对第二系统的构成要素或者信号的附图标记的末尾附加“2”进行记载。另外,对于某一构成要素来说,将包含该构成要素的系统称为“本系统”,将另一方的系统称为“其它系统”。

第一实施方式的ECU101和第四实施方式的ECU104的与逆变器601、602以及微机401、402连接的电池等电源的数目不同。如图6所示,第一实施方式的ECU101从两个电源111、112对各系统被电源供给。另一方面,如图15所示,第四实施方式的ECU104从共用的一个电源11进行分支来对各系统被电源供给。首先,依次对应用于具有两个电源111、112的系统的第一实施方式的ECU101的构成以及作用效果进行说明。

在图6示出ECU101的整体构成。ECU101具备逆变器601、602、电源继电器141、142、微机401、402、以及电流传感器741、742等。

逆变器601、602例如分别将MOSFET等六个开关元件611-616、621-626桥接。第一逆变器601根据来自第一微机401的驱动信号进行开关动作,对第一电源111的直流功率进行变换,并供给至第一绕线组801。第二逆变器602根据来自第二微机402的驱动信号进行开关动作,对第二电源112的直流功率进行变换,并供给至第二绕线组802。

在逆变器601、602的各输入部的电源线设置有电源继电器141、142。图6所例示的电源继电器141、142包含串联连接了寄生二极管朝向相互相反的方向的两个开关元件的电源逆连接时的保护功能。另外,电源继电器也可以由不包含逆连接防止功能的一个开关元件或者机械式继电器构成。另外,在逆变器601、602的输入部设置有平滑电容器281、282。

第一电流传感器741检测对第一系统的逆变器601以及绕线组801的各相进行通电的电流Im1,并输出给第一微机401。第二电流传感器742检测对第二系统的逆变器602以及绕线组802的各相进行通电的电流Im2,并输出给第二微机402。

第一旋转角传感器251检测马达80的电角度θ1,并输出给第一微机401。第二旋转角传感器252检测马达80的电角度θ2,并输出给第二微机402。此外,在未冗余地设置旋转角传感器的情况下,例如也可以基于第一旋转角传感器251检测出的第一系统的电角度θ1,根据“θ2=θ1+30deg”的式计算第二系统的电角度θ2。

在图6省略从转向操纵转矩传感器93输入到微机401、402的转向操纵转矩trq1、trq2的图示。第一微机401基于转向操纵转矩trq1、以及电流Im1、旋转角θ1等反馈信息,运算对第一逆变器601进行命令的驱动信号。第二微机402基于转向操纵转矩trq2、以及电流Im2、旋转角θ2等反馈信息,运算对第二逆变器602进行命令的驱动信号。

在图7示出ECU101的更详细的控制构成。在图7中,第一系统和第二系统全部由独立的两组要素组构成,成为所谓的“完全双系统”的冗长构成。

在ECU101的第一连接器部351包含有第一电源连接器131、第一车辆通信连接器311、以及第一转矩连接器331。在第二连接器部352包含有第二电源连接器132、第二车辆通信连接器312、以及第二转矩连接器332。连接器部351、352既可以分别形成为单一的连接器,也可以分割为多个连接器。

第一电源连接器131与第一电源111连接。第一电源111的功率经由电源连接器131、电源继电器141以及第一逆变器601,供给至第一绕线组801。另外,第一电源111的功率也供给至第一微机401以及第一系统的传感器组。

第二电源连接器132与第二电源112连接。第二电源112的功率经由电源连接器132、电源继电器142以及第二逆变器602,供给至第二绕线组802。另外,第二电源112的功率也供给至第二微机402以及第二系统的传感器组。

在冗余地设置CAN作为车辆通信网络的情况下,第一车辆通信连接器311连接在第一CAN301与第一车辆通信电路321之间。第二车辆通信连接器312连接在第二CAN302与第二车辆通信电路322之间。在未冗余地设置CAN的情况下,双系统的车辆通信连接器311、312也可以与共用的CAN30连接。另外,作为CAN以外的车辆通信网络,可以使用CAN-FD(CAN withFlexible Data rate:灵活数据速率)、FlexRay等任何标准的网络。车辆通信电路321、322在与本系统以及其它系统的各微机401、402之间双向地对信息进行通信。

第一转矩连接器331连接在第一转矩传感器931与第一转矩传感器输入电路341之间。第一转矩传感器输入电路341将第一转矩连接器331检测到的转向操纵转矩trq1通知给第一微机401。第二转矩连接器332连接在第二转矩传感器932与第二转矩传感器输入电路342之间。第二转矩传感器输入电路342将第二转矩连接器332检测到的转向操纵转矩trq2通知给第二微机402。

微机401、402中的各处理既可以是基于由CPU执行预先存储于ROM等实体的存储器装置(即,能够读出的非瞬态有形记录介质)的程序的软件处理,也可以是基于专用的电子电路的硬件处理。

第一微机401对操作第一逆变器601的开关动作的驱动信号进行运算,并命令给第一逆变器601。另外,第一微机401控制第一电源继电器141的开闭。第二微机402对操作第二逆变器602的开关动作的驱动信号进行运算,并命令给第二逆变器602。另外,第二微机402控制第二电源继电器142的开闭。

微机401、402能够通过微机间通信,相互发送/接收信息。特别是在本实施方式中,微机401、402通过微机间通信相互发送/接收初始检查的诊断信息。而且,若对两系统进行正常判定,则微机401、402使双系统同步地开始驱动马达80,从而开始电动助力转向装置90中的辅助。换句话说,本实施方式的微机401、402特别具有作为“辅助开始判定部”的功能。后述初始检查以及辅助开始判定的详细。

对于如以上那样应用于具备两个电源111、112的系统的双系统的ECU101,之后对在电源接通后到微机401、402启动,并开始马达80的启动为之的启动时处理进行详细说明。理想而言优选同时接通两个电源111、112。但是,由于各种重要因素,假定第一电源111以及第二电源112的接通定时偏移的可能性。

参照图8、图9、图10的时序图对第一电源111以及第二电源112的接通定时偏移的情况下的第一实施方式的启动时处理的例子进行说明。在该例子中,第一电源111先接通,第二电源112延迟接通。在电源接通后,各微机401、402经由启动顺序,为了判定各系统的构成部件,特别是为了进行马达驱动控制较重要的部件正常实施初始检查。

具体而言优选初始检查的诊断对象包含有构成逆变器601、602的开关元件611-616、621-626。开关元件611-616、621-626如命令那样进行动作,对各绕线组801、802供给所希望的交流功率是马达驱动控制中的最低限度的基本功能。

另外,电源继电器141、142设置于逆变器601、602的输入部,能够切断从电源111、112向逆变器601、602的电源供给。在假设检测到电源供给系统的异常的情况下,从安全上的观点来看通过电源继电器141、142可靠地切断电流较重要。即,正因为保证电源继电器141、142正常,才能够开始通电。因此,优选在初始检查的诊断对象包含有开关元件611-616、621-626或者电源继电器141、142的至少一方。

另外,需要确认在该判定以前输出初始检查所使用的传感器值的传感器正常。例如在基于检测电流、马达转速实施初始检查的情况下,优选首先使电流传感器741、742以及旋转角传感器251、252的检查完成。

在第一实施方式中作为原则,对于各诊断对象来说,相同规格的诊断对象数目相同,并按照每个系统冗余地设置,各微机401、402的初始检查处理量相等。因此,特别是若在微机间取得运算开始的同步,则理想而言初始检查的时间不会不一致。但是,由于以下那样的重要因素,考虑各微机401、402的初始检查的时间不一致的可能性。

(1)在由于继电器的接通/断开等而等待电压的上升/降低的情况下,时间根据电路的元件参数而偏移。例如,在以5ms周期进行判定的情况下,若在第一系统的接通后,在4.9ms达到判定值,在第二系统的接通后,在5.1ms达到判定值,则判定时间偏移。(2)由于电源电压的不同,电容器等的充电时间产生数十~数百ms量级的差。

在本实施方式中,通过微机间通信相互发送/接收各微机401、402的初始检查的诊断信息,即诊断未完成还是结束、诊断结果是正常还是异常的信息。在图8~图10中,以端部尖锐的带状的图形示出进行微机间通信的期间。通过微机间通信共享定时信息,各微机401、402能够使处理同步。另外,通过发送/接收各系统的异常信息,能够根据状况切换双系统驱动和单系统驱动,进行适当的驱动。此外,除了微机间通信以外,微机401,402间的通信方法也可以使用简单且成本较低的“1/0”的数字端口输出。另外,也可以使用CAN通信或者专用信号线。

并且,对基于各微机401、402的运算的同步进行补充。优选各微机401、402在启动时使微机的运算,具体而言使微机间通信、传感检测系统、稳定性等相关的运算同步。若以同步为前提设计处理,则微机间通信产生通信不成立,或者引起意料之外的动作。另外,产生一方的系统使用落后一个周期的数据的情况。若传感检测系统的运算不同步,则使用时间偏移的值。关于稳定性,特别是电动助力转向装置是非常不稳定的系统,所以必须进行稳定化控制。若非同步或者产生延迟,则不能够保证想要的稳定性。在最坏的情况下,有控制失败引起预想不到的动作的担心。

返回到图8~图10的说明。微机401、402在初始检查实施后,根据其结果,开始利用双系统或者单系统的马达驱动。或者,虽然现实可能性较低,但在两系统均被异常判定的情况下中止驱动。以下,以与“马达驱动开始”相同的意思使用“辅助开始”,以与“初始检查”相同的意思使用“诊断”。另外,在时序图以及流程图的说明中,适当地省略“第一电源111”、“第二电源112”、“第一微机401”、“第二微机402”等的附图标记的记载。

在图8~图10的例子中都是通过正常判定先结束第一微机的初始检查。另外,在图8、图9的例子中,第二微机的初始检查虽然与第一微机相比延迟,但最终进行正常判定并结束。在图10的例子中,第二微机的初始检查在说明的范围内最终未结束。此外,虽然在时序图中未图示,但在初始检查中被异常判定的情况下,被异常判定的系统在该时刻判断为驱动停止。

如图8所示,在时刻t1a接通第一电源,并开始第一微机的启动顺序。在时刻t1b启动顺序结束,第一微机开始第一系统的初始检查。在时刻t1c第一微机通过正常判定结束第一系统的初始检查。在时刻t1c以后,第一系统的辅助开始成为OK的状态。

另一方面,在与时刻t1a相比延迟的时刻t2a接通第二电源,开始第二微机的启动顺序。第二微机在与时刻t1b相比延迟的时刻t2b开始第二系统的初始检查,并在与时刻t1c相比延迟的时刻t2c通过正常判定结束第二系统的初始检查。这里,时刻t2c是在图9的例子中进行说明的基本诊断时间内的时刻。在时刻t2c以后,第二系统的辅助开始成为OK的状态。

在从第一微机的初始检查结束的时刻t1c到第二微机的初始检查结束的时刻t2c为止的期间,在微机间通信中,从第一微机发送“辅助开始OK”,从第二微机发送“诊断未结束”的信号。诊断未结束是指辅助开始NG。此时,第一微机并不单独地开始辅助,而等待第二微机的诊断结束。

其后,若经过时刻t2c,则在微机间通信中,从第一微机以及第二微机双方发送“辅助开始OK”的信号。由此,第一微机以及第二微机识别本系统以及其它系统为辅助开始OK的状态。然后,第一微机以及第二微机在相同的时刻t1d、t2d同步地开始双系统的马达驱动。

接下来在图9中,第一微机相关的时刻t1a、t1b、t1c的动作、以及第二微机相关的时刻t2a、t2b的动作与图8相同。但是,在图9的例子中,第二微机的初始检查结束的时刻t2c在“基本诊断时间”的经过后。这里,基本诊断时间是指先结束初始检查的第一微机在本系统的辅助开始前等待第二微机的初始检查的诊断结束的上限时间。

在图9的例子中,从第一微机的初始检查开始时亦即时刻t1b开始起算基本诊断时间。除此之外,也可以将第一微机的初始检查结束时亦即时刻t1c,或者,将后续的第二微机的初始检查开始时亦即时刻t2b等作为基本诊断时间的起算时。即,基本诊断时间只要至少设定于初始检查的期间即可。例如在将时刻t1c作为基本诊断时间的起算时的情况下,第一微机在起算的同时,被解释为在基本诊断时间内进行了正常判定。

在从时刻t1c到基本诊断时间的经过时亦即时刻t1e为止的期间,在微机间通信中,从第一微机发送“辅助开始OK”,从第二微机发送“诊断未结束”的信号。若在保持该状态的状态下达到时刻t1e,则第二微机的初始检查对于基本诊断时间判定为“超时”。因此,在时刻t1e第一微机仅利用被正常判定的第一系统的单系统开始马达驱动。在该例子中,将开始了驱动的第一系统称为“先行系统”。此外,在该时刻,也可以将超时的第二系统视为故障,而采取故障通知等处置。但是,在图9的例子中,从时刻t1e开始进一步设定“延长诊断时间”。延长诊断时间是在先行系统亦即第一系统的单系统驱动开始后,第一微机进一步等待第二微机的初始检查的诊断结束的上限时间。

在图9中,第二微机在时刻t1e后,在延长诊断时间内的时刻t2c通过正常判定结束初始检查。在该例子中,将在延长诊断时间内被正常判定的第二系统称为“后续系统”。其后,在从时刻t2c到时刻t2d为止的期间,在微机间通信中,从第二微机发送“辅助开始OK”的信号。这样一来,第一微机以及第二微机相互发送/接收定时信息,并在时刻t2d同步地开始利用双系统的马达驱动。由此,从作为先行系统的第一系统的单系统驱动模式移至基于先行系统亦即第一系统、以及后续系统亦即第二系统的双系统驱动模式。

在图10的例子中,相对于图9的例子,在延长诊断时间的经过时亦即时刻t1f第二微机的诊断仍未结束。因此,第二微机的初始检查对于延长诊断时间也判定为“超时”。即,在时刻t1f的时刻,决定不驱动第二系统,并决定第一系统在之后也继续单系统驱动。另外,对第二系统例如采取故障通知等处置。

接着,参照图11、图12的流程图,对第一实施方式的启动时处理进行说明。图11与图8、图9的时序图对应,示出从基本诊断时间内至基本诊断时间经过时的处理。图12与图9、图10的时序图对应,示出在基本诊断时间的经过后,从延长诊断时间内至延长诊断时间经过时的处理。另外,将在图8~图10中第一微机进行初始检查的第一系统设为“本系统”,并将第二微机进行初始检查的第二系统设为“其它系统”进行说明。在以下的流程图的说明中符号“S”表示步骤。

在图11中,以本系统在基本诊断时间内与其它系统相比先在初始检查中进行了正常判定为前提。第一微机在S13,判断是否对本系统进行了正常判定,并在S14中判断是否对其它系统进行了正常判定。在基本诊断时间内本系统以及其它系统均被正常判定的情况下,在S13判定为是,在S14判定为是,并移至S15,第一微机以及第二微机同步地开始双系统驱动。

在对本系统进行了正常判定之后的S14未对其它系统进行正常判定的情况下,判定为否。在S14为否的情况下,包含其它系统已经被异常判定的情况、和诊断未结束所以不明确正常还是异常的情况。在S14判定为否时,在S16,辨别对其它系统被异常判定,或者,还是诊断未结束。在其它系统进行异常判定,而在S16判定为是的情况下,移至S19s,第一微机开始利用本系统的单系统驱动。

在S16其它系统的诊断未结束,而判定为否的情况下,在S17中基本计数器自加1,之后移至S18。在S18中,判断基本计数器是否达到基本诊断时间。若基本计数器未达到基本诊断时间,而在S18判定为否,则返回到S14之前。若基本计数器达到基本诊断时间,则在S18判定为是,超时成立。该情况下,在S19s第一微机开始利用本系统的单系统驱动。

在本系统亦即第一系统作为先行系统开始单系统驱动时,对后续系统亦即第二系统开始延长计数器。在图12中,以这样的状况为前提。

在S23中本系统为单系统驱动中。第一微机在S24判断其它系统是否进行了正常判定。在延长诊断时间内对其它系统被正常判定的情况下,在S24判定为是,并移至S25。在S25第二微机与先行驱动的第一系统同步地开始第二系统的驱动。这样一来,从仅第一系统的单系统驱动模式移至第一、第二系统的双系统驱动模式。

在S24中其它系统未进行正常判定的情况下,判定为否。在S24中为否的情况下,包含其它系统已经被异常判定的情况、和诊断未结束所以不明确正常还是异常的情况。在S24判定为否时,在S26中,辨别其它系统被异常判定,或者,还是诊断未结束。在对其它系统进行异常判定,而在S26判定为是的情况下,移至S29,第一微机继续利用本系统的单系统驱动。

在S26中其它系统诊断未结束,而判定为否的情况下,在S27中延长计数器自加1,并移至S28。在S28中,判断延长计数器是否达到延长诊断时间。若延长计数器未达到延长诊断时间,而在S28判定为否,则返回到S24之前。若延长计数器达到延长诊断时间,则在S28中判定为是,超时成立。该情况下,在S29中第一微机继续利用本系统的单系统驱动。换句话说,移至双系统驱动模式的可能性消失。

对第一实施方式的启动时处理的效果进行说明。这里,作为比较例,假定从初始检查结束的系统开始依次隔开时间差开始辅助的装置。在该比较例中,由于在开始马达驱动后的微机和开始前的微机之间产生指令值的背离,而尽管两系统均正常,但误判定为异常的可能性。另外,有使两个系统同时动作的前提下的控制、故障安全处理不正常地发挥作用的可能性。或者,需要与多个系统不同时动作的状况对应的处置。

与此相对,在第一实施方式中,在初始检查中在基本诊断时间内对两个系统进行正常判定的情况下,双系统同步地开始辅助。因此,能够防止由于辅助开始定时的偏移所引起的指令值的背离而产生的误判定等。另外,能够适当地实施使两个系统同时动作的前提下的控制、故障安全处理。特别是在按照系统设置两个电源111、112的ECU101中,电源接通定时的偏移对初始检查结束定时的偏移造成影响的可能性较高,所以能够有效地发挥上述的启动时处理的效果。

另外,在第一实施方式中,在初始检查中设定基本诊断时间以及延长诊断时间的两个阶段的超时。通过设定基本诊断时间的超时,在本系统在初始检查中先被正常判定时,不会一直等待对其它系统进行正常判定,而能够利用单系统先行开始辅助。

另外,通过设置延长诊断时间,在后续的其它系统与基本诊断时间经过时相比稍微延迟地被正常判定的情况下,能够从单系统驱动模式移至双系统驱动模式,使辅助性能提高。并且通过设定延长诊断时间的超时,不会一直等待其它系统的正常判定,而能够决定利用单系统驱动继续,使控制稳定。

此外,作为第一实施方式的变形例,也可以不设定延长诊断时间的超时。该情况下,只要其它系统未进行异常判定,则不管初始检查的时间,而在对其它系统进行正常判定的时刻从单系统驱动模式移至双系统驱动模式。

(第二实施方式)

参照图13的流程图对第二实施方式进行说明。在第二实施方式中,在初始检查中不设定基本诊断时间,而等待本系统以及其它系统的正常判定或者异常判定来选择驱动模式。与图11相同,将第一微机进行初始检查的第一系统设为“本系统”,并将第二微机进行初始检查的第二系统设为“其它系统”来进行说明。在图13中对实际与图11相同的步骤附加相同的步骤编号。另外,在重复与上述的步骤相同的步骤的情况下,在上述的步骤编号的末尾附加“A”。

在S11、S12中,判断是否对本系统以及其它系统被异常判定。若本系统以及其它系统的任何一个均未进行异常判定,则在S11判定为否,在S12判定为否。在S11或者S12为否的情况下,包含本系统或者其它系统已经被正常判定的情况、和诊断未结束所以不明确正常还是异常的情况。后述的S11A、S12A也相同。在S14中,辨别对其它系统进行了正常判定,或者还是诊断未结束,在S13中,辨别对其它系统进行了正常判定,或者还是诊断未完成。若对其它系统以及本系统进行正常判定,而在S14判定为是,并且,在S13判定为是,则移至S15,第一、第二微机同步地开始双系统驱动。

在S14中其它系统诊断未结束的情况下,返回到S12之前,在S13中本系统诊断未结束的情况下,返回到S11之前。此外,在S11~S14的例程中S11与S12顺序不同,S13与S14顺序不同。但是,为了方便,如图13那样进行记载。例如在S13判定为否而返回到S11之前的情况下,已经决定S12的否以及S14的是,即已经决定其它系统的正常判定,所以在第二次以后的循环中,跳过S12以及S14即可。

另一方面,若在S11对本系统进行异常判定则移至S12A。另外,在S12对其它系统被异常判定则移至S11A。在S12A对其它系统被异常判定的情况下,或者,在S11A对本系统被异常判定的情况下,由于两系统异常,所以在S20中止马达驱动。若其它系统在S12A为诊断未结束,并在S14A进行正常判定,则在S19o开始其它系统的单系统驱动。若本系统在S11A为诊断未结束,并在S13A进行正常判定,则在S19s中开始本系统的单系统驱动。

在第二实施方式中,在双系统均正常时,第一、第二微机同步地开始双系统驱动这一点与第一实施方式相同。因此,与第一实施方式相同,能够得到指令值的背离所引起的误判定防止,或者使双系统同时动作的前提下的控制、处理的实施可能化等作用效果。

(第三实施方式)

参照图14的时序图对第三实施方式进行说明。第三实施方式相对于第一实施方式,追加在各微机的启动顺序中实施微机间的握手,使初始检查的开始定时同步这一点。“握手”是指第一微机以及第二微机相互发送/接收表示做好了开始初始检查的准备的就绪信号的处理。在正常地发送/接收了就绪信号时判定为“握手成功”,第一微机以及第二微机同时开始初始检查。

在图14中,在接通了第一电源的时刻t1a后,第一微机发送就绪信号R0,但在该时刻还未启动第二微机,所以未接收就绪信号R0。其后,第一微机再次发送就绪信号R1。在该时刻第二微机能够正常地接收就绪信号R1。然后,从第二微机也发送就绪信号R2。第一微机正常地接收就绪信号R2所以握手成功。由此,第一微机以及第二微机在相同的时刻t1b、t2b,同步开始初始检查。

这里,也可以预先分担两个微机中先发送就绪信号的一侧的微机、和在接收了来自对象微机的就绪信号之后,返回本微机的就绪信号的微机的作用。或者,也可以构成为两个微机能够对等地发送/接收就绪信号,即任何的微机都能够先发送就绪信号。

另外,就绪信号既可以使用微机间通信用的信号线进行通信,也可以利用其它的专用线进行通信。例如也可以使用使各微机的计时器同步的同步信号的特定的波形生成就绪信号,该情况下,就绪信号也可以使用同步信号用的信号线进行通信。或者,也可以通过使端口信号的电平变化,来通知就绪信号。

在第三实施方式中,能够不管双系统的电源接通定时的时间差,而使各微机的初始检查的开始定时一致。因此,即使各系统的初始检查的时间稍微偏移,将初始检查结束时刻亦即时刻t1c与时刻t2c的时间差ΔTIC抑制到最小限度的可能性也较高。由此,能够提高在基本诊断时间内双系统能够同步地开始辅助的可能性。

(第四实施方式)

参照与第一实施方式的图6对应的图15对第四实施方式进行说明。第四实施方式的ECU104通过从共用的电源11分支的功率路径,对双系统的逆变器601、602以及微机401、402供给功率。在图15的例子中,在功率路径的分支前设置双系统共用的平滑电容器28,但也可以在功率路径的分支后按照系统设置平滑电容器。

该构成的ECU104与按照系统设置了两个电源111、112的第一实施方式相比,不容易产生电源接通定时的偏移。但是,由于电源路径的电阻的偏差、通信线的长度、电源接通判定的偏移等重要因素,微机401、402的启动定时严格来说不一致。另外,可能同样地产生各微机的初始检查的时间差。并且,例如假定使用电路切换用的继电器122,来切换将第二系统与电池11连接的情况和不连接的情况的构成。在该构成中若由第二微机进行切换继电器122的初始检查,则第一微机以及第二微机负责的检查对象的数目不同,所以成为初始检查的时间产生偏移的重要因素。因此,在第四实施方式的电源构成中,能够得到与上述实施方式相同的作用效果。

(其它的实施方式)

(a)本发明并不限定于上述实施方式所例示的双系统的构成,也能够同样地应用于三系统以上的构成。例如,假定分别包含第一、第二、第三微机的第一系统、第二系统、第三系统的三系统的构成。在依照第一实施方式的方式中,在第一系统以及第二系统在基本诊断时间内进行正常判定,第三系统在基本诊断时间的经过时诊断未结束的情况下,第一微机以及第二微机将第一系统以及第二系统作为先行系统,利用双系统同步地开始马达驱动。该情况下的双系统驱动模式相当于不为全系统驱动模式的“一部分系统驱动模式”。其后,在延长诊断时间内对第三系统被正常判定的情况下,第三系统与先行系统同步地开始马达驱动。

在依照第二实施方式的方式中,例如在对第三系统进行异常判定,对第一系统以及第二系统被正常判定的情况下,利用被正常判定的第一系统以及第二系统的双系统同步地开始马达驱动。另外,例如在对第二系统以及第三系统进行异常判定,仅对第一系统被正常判定的情况下,仅利用第一系统的一个系统开始马达驱动。通过这样的动作,能够得到与双系统的构成相同的作用效果。

(b)作为上述实施方式的控制对象的马达80是在共用的定子以电角度相互偏移30[deg]的方式配置两组绕线组801、802的多重绕组马达。在其它的实施方式中作为控制对象的马达也可以以同相位配置两组以上的绕线组。另外,并不限定于在一个马达的共用的定子配置两组以上的绕线组的构成,例如也可以应用于通过分别卷绕了各绕线组的多个定子配合地输出转矩的多个马达。另外,多相无刷马达的相的数目并不限定于三相也可以是四相以上。并且驱动对象的马达并不限定于交流无刷马达,也可以是带刷的直流马达。该情况下,也可以使用H桥电路作为“功率变换器”。

(c)本公开的马达控制装置并不限定于电动助力转向装置的转向操纵辅助马达,也可以应用于其它的任何的用途的马达。

(d)本公开的初始检查例如也可以是日本特开2015-55898号公报所示那样的程序的完整性验证(安全启动)。

以上,本公开并不限定于这样的实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内,以各种方式实施。

本公开依据实施方式进行了记述。然而,本公开并不限定于该实施方式以及结构。本公开也包含各种变形例以及同等的范围内的变形。另外,各种各样的组合、方式、以及在它们中包含仅一要素、其以上或其以下的其它组合以及方式也在本公开的范畴以及思想范围内。

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