电机控制装置

文档序号:97579 发布日期:2021-10-12 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 电机控制装置 (Motor control device ) 是由 中村公亮 河村洋 于 2021-04-06 设计创作,主要内容包括:一种电机控制装置,包括与设置在电机(12)中的多个绕组(14,15)相对应的多个控制单元。多个控制单元包括:主控制单元(20)、从控制单元(30)以及至少一个异常监视单元(53,62,64)。从控制单元(30)被配置成:在异常监视单元(53,62,64)在检测到控制单元之间的通信异常之后在确定通信异常之前,使用以下信息来生成电力供应控制命令值,所述信息是通过除了控制单元之间的通信之外的路径获取的并且所述信息在没有检测到控制单元之间的通信异常的正常状态下被保持以用于控制向绕组(14,15)的电力供应;并且执行用于保持电力供应控制命令值的备份控制。(A motor control device includes a plurality of control units corresponding to a plurality of windings (14, 15) provided in a motor (12). The plurality of control units include: a master control unit (20), a slave control unit (30) and at least one anomaly monitoring unit (53, 62, 64). The slave control unit (30) is configured to: before determining a communication abnormality after an abnormality monitoring unit (53, 62, 64) detects the communication abnormality between the control units, generating a power supply control command value using information that is acquired through a path other than the communication between the control units and that is held for controlling power supply to the windings (14, 15) in a normal state where the communication abnormality between the control units is not detected; and performs backup control for holding the power supply control command value.)

电机控制装置

技术领域

本发明涉及电机控制装置。

背景技术

已知控制电机的操作的控制装置,所述电机是施加至车辆的转向机构的辅助扭矩的来源。例如,WO 2018/088465中描述的控制装置控制向两个系统的绕组的电力供应。控制装置包括对应于两个系统的绕组的两个控制单元。

在WO 2018/088465中描述的控制装置基于通过控制单元之间的通信获取的各种类型的信息,在控制单元的控制下控制向两个系统的绕组的电力供应。在这种情况下,为了应对基于控制单元之间的通信线路的断开、由于噪声叠加引起的信号的比特混乱等的控制单元之间的通信异常,当未检测到通信异常时,控制单元将通过通信从其他控制单元获取的值保持为保持值。控制单元使用保持值执行控制,直到检测到通信异常之后实际上被确定为止,由此防止使用错误信息的控制被执行。

发明内容

在WO 2018/088465中描述的控制装置中,有必要单独提供专用存储区域,使得在获取针对应对控制单元之间的通信异常而保持的保持值之前,当由于控制单元之间的通信异常而被更新时,保持值不会被重写并且使用异常细节来保持。

本发明提供了一种电机控制装置,其能够减小用于添加应对控制单元之间的通信异常所需的成分的改变规模。

根据本发明的一个方面的电机控制装置包括:与设置在电机中的多个绕组相对应的多个控制单元。电机控制装置被配置成基于通过多个控制单元之间的通信获取的各种类型的信息,在多个控制单元的控制下控制向绕组的电力供应。多个控制单元包括:主控制单元,被配置成生成用于控制由电机生成的电机扭矩的电力供应控制命令值,作为控制向绕组的电力供应所需的控制信息;以及从控制单元,被配置成通过在通过控制单元之间的通信获取由主控制单元生成的电力供应控制命令值时更新电力供应控制命令值,基于最新的电力供应控制命令值来控制向对应绕组的电力供应。多个控制单元包括:至少一个异常监视单元,被配置成检测控制单元之间的通信的异常,并且监视直到在检测到异常之后在满足预定条件时异常被确定为止的一系列状态。从控制单元被配置成:在异常监视单元在检测到控制单元之间的通信异常之后在确定通信异常之前,使用以下信息生成电力供应控制命令值来代替每当通过控制单元之间的通信获取电力供应控制命令值时更新的电力供应控制命令值,所述信息是通过除了控制单元之间的通信之外的路径获取的并且所述信息在没有检测到控制单元之间的通信异常的正常状态下被保持以用于控制向绕组的电力供应;并且执行用于保持电力供应控制命令值的备份控制。

根据该方面,由于用于供从控制单元执行备份控制的电力供应控制命令值是由从控制单元使用通过除了控制单元之间的通信之外的路径获取的信息生成的,因此即使当检测到通信异常时,由于控制单元之间的通信异常而发生的异常的可能性低。也就是说,即使当检测到控制单元之间的通信异常时更新和重写由从控制单元通过除了控制单元之间的通信之外的路径获取的信息,所述信息也不会引起问题。因此,除了用于正常操作以确保信息的存储区域之外,没有必要在用于在从控制单元执行备份控制时生成电力供应控制命令值的信息被确保之前单独提供用于隔离信息等的专用存储区域。因此,可以减小用于添加应对控制单元之间的通信异常所需的成分的改变规模。

在该方面,从控制单元可以被配置成在异常监视单元在检测到控制单元之间的通信异常之后在确定通信异常之前,使用作为在对应绕组中流动的电流值的实际电流值,作为在控制单元之间的通信正常的状态下被保持以用于控制向绕组的电力供应的信息。

利用这种配置,当从控制单元被切换以执行备份控制时,可以抑制向对应于从控制单元的绕组的电力供应的突然变化,并且抑制电机扭矩的突然变化。

在该方面,从控制单元可以被配置成在异常监视单元在检测到控制单元之间的通信异常之后在确定通信异常之前,使用零值作为在控制单元之间的通信正常的状态下被保持以用于控制向绕组的电力供应的信息。

利用这种配置,在从控制单元执行备份控制时,可以停止向对应于从控制单元的绕组的电力供应,并且防止电机扭矩变得异常。

在这种情况下,可以防止电机扭矩变得异常,但是有可能会出现电机扭矩不足的情况。在该方面,主控制单元可以被配置成控制异常监视单元,使得当从控制单元在异常监视单元在检测到控制单元之间的通信异常之后在确定通信异常之前执行备份控制时,相比于使用电力供应控制命令值的控制单元之间的通信正常的状态,供应至对应绕组的电力的量增加。

利用这种配置,在假设当从控制单元执行备份控制时停止向对应于从控制单元的绕组的电力供应的情况下,可以防止电机扭矩变得异常,并且抑制电机扭矩不足的情况的发生。

在该方面,从控制单元可以被配置成当异常监视单元确定控制单元之间的通信处于正常状态时,使用与主控制单元中相同的方法生成从侧电力供应控制命令值,作为与在主控制单元中生成的电力供应控制命令值对应的信息,并且从控制单元可以被配置成在异常监视单元在检测到控制单元之间的通信异常之后在确定通信异常之前,使用从侧电力供应控制命令值作为在控制单元之间的通信正常的状态下被保持以用于控制向绕组的电力供应的信息。

利用这种配置,当从控制单元被切换以执行备份控制时,可以抑制供应给对应于从控制单元的绕组的电力的突然变化,并且抑制电机扭矩的突然变化。

在该方面,电力供应控制命令值可以包括用于反馈控制实际电流值的电流命令值和由主控制单元生成以生成电流命令值的扭矩命令值,该实际电流值是由于电力供应而在绕组中流动的电流值。在该方面,电力供应控制命令值可以是用于生成用于反馈控制实际电流值的电流命令值的扭矩命令值,该实际电流值是由于电力供应而在绕组中流动的电流值。在该方面,电力供应控制命令值可以是用于反馈控制实际电流值的电流命令值,该实际电流值是由于电力供应而在绕组中流动的电流值。

利用根据该方面的电机控制装置,可以减小用于添加应对控制单元之间的通信异常所需的成分的改变规模。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义,其中,相同的标记表示相同的元素,并且在附图中:

图1是示意性地示出电机控制装置的配置的图。

图2是示出根据第一实施方式的电机控制装置的微型计算机的功能的框图;

图3是示出根据第二实施方式的微型计算机的功能的框图;

图4是示出根据第三实施方式的微型计算机的功能的框图;

图5是示出根据第四实施方式的微型计算机的功能的框图;以及

图6是示出根据第五实施方式的用作第二微型计算机的功能单元的保护处理单元的框图。

具体实施方式

第一实施方式

在下文中,将参照附图描述根据第一实施方式的电机控制装置。如图1所示,电机控制装置11控制电机12的操作。电机控制装置11例如是控制单元,该控制单元向车辆的转向机构施加电机扭矩并且通过控制电机12的操作来执行用于辅助驾驶员的转向操作等的动力转向控制。

电机12是三相无刷电机。电机12包括转子13、第一绕组群14、第二绕组群15、第一旋转角传感器16和第二旋转角传感器17。第一绕组群14和第二绕组群15中的每一个都包括U相线圈、V相线圈和W相线圈。第一旋转角传感器16和第二旋转角传感器17检测电机12的转子13的旋转角θm1和θm2。

电机控制装置11和电机12即第一绕组群14和第二绕组群15经由汇流条或线缆等彼此连接。电机控制装置11控制向每个系统的第一绕组群14和第二绕组群15的电力供应。电机控制装置11包括:主控制单元20,其是被配置成控制向第一绕组群14的电力供应的第一控制单元;以及从控制单元30,其是被配置成控制向第二绕组群15的电力供应的第二控制单元。

主控制单元20包括:作为控制电路的第一微型计算机21(在下文中被称为“第一微型计算机”)、第一逆变器电路22和第一电流传感器23。

第一旋转角传感器16、第一电流传感器23、车速传感器40和第一扭矩传感器41连接至第一微型计算机21。第一电流传感器23检测实际电流值I1,该实际电流值I1是在第一绕组群14中流动的电流值。实际电流值I1被检测为在第一逆变器电路22与第一绕组群14之间的电力供应路径中生成的相电流值。在图1中,为了便于描述,相的连接线和相的电流传感器被共同示出为单个。车速传感器40检测车速值V,该车速值V是指示作为车辆的行驶速度的车速的值。第一扭矩传感器41检测转向扭矩Th1,该转向扭矩Th1是指示通过驾驶员的转向操作施加至转向机构的扭矩的值。

第一微型计算机21生成命令信号S1,该命令信号S1是用于第一逆变器电路22的PWM(脉宽调制)信号。第一微型计算机21使用旋转角θm1和实际电流值I1控制向第一绕组群14的电力供应。

第一逆变器电路22是PWM型三相逆变器,并且通过基于由第一微型计算机21生成的命令信号S1使各相的切换元件进行切换来将从DC电力源供应的DC电力转换成三相AC电力。与命令信号S1对应的电流经由第一逆变器电路22被供应至第一绕组群14。

从控制单元30基本上具有与主控制单元20相同的配置。也就是说,从控制单元30包括:作为控制电路的第二微型计算机31(在下文中被称为“第二微型计算机”)、第二逆变器电路32和第二电流传感器33。

第二旋转角传感器17、第二电流传感器33、车速传感器40和第二扭矩传感器42连接至第二微型计算机31。第二电流传感器33检测实际电流值I2,该实际电流值I2是在第二绕组群15中流动的电流值。实际电流值I2被检测为在第二逆变器电路32与第二绕组群15之间的电力供应路径中生成的相电流值。在图1中,为了便于描述,相的连接线和相的电流传感器被共同示出为单个。第二扭矩传感器42检测转向扭矩Th2,该转向扭矩Th2是指示通过驾驶员的转向操作施加至转向机构的扭矩的值。

第二微型计算机31生成命令信号S2,该命令信号S2是用于第二逆变器电路32的PWM信号。第二微型计算机31使用旋转角θm2和实际电流值I2控制向第二绕组群15的电力供应。

第二逆变器电路32是PWM型三相逆变器,并且通过基于由第二微型计算机31生成的命令信号S2使各相的切换元件进行切换来将从DC电力源供应的DC电力转换成三相AC电力。与命令信号S2对应的电流经由第二逆变器电路32被供应至第二绕组群15。

第一微型计算机21和第二微型计算机31经由通信总线L向彼此发送作为信息的数字信号并从彼此接收作为信息的数字信号。例如,作为同步串行通信的一种标准的串行外围接口(SPI)被用作经由通信总线L的通信标准,该通信总线L在第一微型计算机21与第二微型计算机31之间执行。

第一微型计算机21生成作为数字信号的包括指示第一微型计算机21所属的系统的状态的信号的各种信号COM1,并且经由通信总线L将所生成的信号COM1发送至第二微型计算机31。第二微型计算机31生成作为数字信号的包括指示第二微型计算机31所属的系统的状态的信号的各种信号COM2,并且经由通信总线L将所生成的信号COM2发送至第一微型计算机21。每当在预定操作周期中的每一个中获取信号时,由已接收到信号的微型计算机21和31利用最新信息来更新由以这种方式以通信总线L作为路径获取的信号COM1和COM2指示的信息。

下面将描述第一微型计算机21和第二微型计算机31的功能。微型计算机21和31包括作为图中未示出的中央处理单元的CPU 21a和31a以及存储器21b和31b,并且CPU 21a和31a在预定操作周期中的每一个中执行存储在存储器21b和31b中的程序。因此,执行各种处理。

图2示出了由微型计算机21和31执行的一些处理。图2所示的处理是通过使CPU21a和31a按所实现的处理的类型执行存储在存储器21b和31b中的程序来实现的一些处理。

旋转角θm1、实际电流值I1、转向扭矩Th1和车速值V被输入至第一微型计算机21。第一微型计算机21基于这些输入状态变量生成并输出命令信号S1。

具体地,第一微型计算机21包括:计算扭矩命令值T*的第一扭矩命令值计算单元50;以及计算命令信号S1的第一电流控制单元51。转向扭矩Th1和车速值V被输入至第一扭矩命令值计算单元50。第一扭矩命令值计算单元50基于输入状态变量来计算扭矩命令值T*。所生成的扭矩命令值T*被输出至第一电流控制单元51,并且作为信号COM1之一经由通信总线L被输出至第二微型计算机31。扭矩命令值T*被设置为第一绕组群14和第二绕组群15生成作为针对电机12所需的总扭矩的生成扭矩的一半(50%)所需的电流值。

第一电流控制单元51包括:计算电流命令值I1*的第一电流命令值计算单元51a;以及生成命令信号S1的第一电流F/B(反馈)控制单元51b。扭矩命令值T*被输入至第一电流命令值计算单元51a。第一电流命令值计算单元51a基于扭矩命令值T*计算dq坐标系中的电流命令值I1*。计算出的电流命令值I1*被输出至第一电流F/B控制单元51b。

电流命令值I1*、旋转角θm1和实际电流值I1被输入至第一电流F/B控制单元51b。第一电流F/B控制单元51b通过基于旋转角θm1将实际电流值I1映射至dq坐标来计算dq坐标系中的实际电流值。第一电流F/B控制单元51b通过基于坐标的电流差执行电流反馈控制使得dq坐标系中的实际电流值符合dq坐标系中的电流命令值I1*来生成命令信号S1。所生成的命令信号S1被输出至第一逆变器电路22。因此,与命令信号S1对应的驱动电力从第一逆变器电路22被供应至第一绕组群14。

旋转角θm2、实际电流值I2、转向扭矩Th2、车速值V以及由第一微型计算机21生成的扭矩命令值T*被输入至第二微型计算机31。第二微型计算机31基于这些输入状态变量生成并输出命令信号S2。

具体地,第二微型计算机31包括第二扭矩命令值计算单元60和第二电流控制单元61,第二扭矩命令值计算单元60计算作为与由第一微型计算机21生成的扭矩命令值T*对应的信息的从侧扭矩命令值TS*,第二电流控制单元61计算命令信号S2。

转向扭矩Th2和车速值V被输入至第二扭矩命令值计算单元60。第二扭矩命令值计算单元60基于输入状态变量来计算从侧扭矩命令值TS*。所生成的从侧扭矩命令值TS*作为信号COM2之一经由通信总线L被输出至第一微型计算机21。使用与第一微型计算机21相同的方法计算从侧扭矩命令值TS*,并且从侧扭矩命令值TS*可以说是通过估计扭矩命令值T*来计算的估计扭矩命令值。从侧扭矩命令值TS*用于微型计算机21和31,以通过与由第一微型计算机21生成的扭矩命令值T*进行比较来监视其中是否发生了异常。

第二电流控制单元61包括:计算电流命令值I2*的第二电流命令值计算单元61a;生成命令信号S2的第二电流F/B控制单元61b;以及选择电流命令值I2*的适当值的命令值切换单元63。

由第一微型计算机21生成的扭矩命令值T*被输入至第二电流命令值计算单元61a。第二电流命令值计算单元61a基于扭矩命令值T*计算dq坐标系中的电流命令值I2*。计算出的电流命令值I2*被输出至命令值切换单元63,并且电流命令值I2*被命令值切换单元63选择为适当值,并且作为最终电流命令值I2*被输出至第二电流F/B控制单元61b。

旋转角θm2、实际电流值I2以及由命令值切换单元63选择为适当值的最终电流命令值I2*被输入至第二电流F/B控制单元61b。第二电流F/B控制单元61b通过基于旋转角θm2将实际电流值I2映射至dq坐标来计算dq坐标系中的实际电流值。第二电流F/B控制单元61b通过基于坐标的电流差执行电流反馈控制使得dq坐标系中的实际电流值符合dq坐标系中的电流命令值I2*来生成命令信号S2。所生成的命令信号S2被输出至第二逆变器电路32。因此,与命令信号S2对应的驱动电力从第二逆变器电路32被供应至第二绕组群15。

在该实施方式中,基本上,即,在执行正常操作时,驱动电力基于由第一微型计算机生成21并由微型计算机21和31经由通信总线L共享的扭矩命令值T*被供应至第一绕组群14和第二绕组群15。当微型计算机之间的通信例如基于通信总线L的断开、值的固定等存在异常时,第二微型计算机31不能获取由第一微型计算机21生成的扭矩命令值T*。微型计算机之间的通信异常包括可以恢复至正常状态的异常和不能恢复至正常状态的异常。当发生可以恢复至正常状态的异常时,认为优选的是,即使在假设异常将恢复至正常状态的情况下不能获得由第一微型计算机21生成的扭矩命令值T*,第二微型计算机31也向第二绕组群15连续地供应电力。为了实现其目的,第二微型计算机31被配置成在微型计算机之间的通信存在异常并且异常可以恢复至正常状态的情况下执行用于适当地维持电机12的驱动的备份控制。下面将详细描述与备份控制相关联的功能。

如图2所示,第二微型计算机31包括:用于监视微型计算机之间的通信状况的异常监视单元62;以及用于根据微型计算机之间的通信状况将扭矩命令值T*切换至适当值的命令值切换单元63。

由第一微型计算机21发送的包括扭矩命令值T*的信号COM1被输入至异常监视单元62。异常监视单元62基于信号COM1检测微型计算机之间的通信异常,并且监视直到在检测到异常之后在满足预定条件时异常被确定为止的一系列状况。

具体地,异常监视单元62监视其中可以接收到信号COM1的“正常状态”、其中可以确定异常发生并且可以恢复至正常状态的“其中检测到异常的状态”、以及其中可以确定异常发生并且可以恢复至正常状态并且不能接收COM1信号作为微型计算机之间的通信的通信状态的“其中异常被确定的状态”。基于未接收到信号COM1的次数来监视这些通信状态。当不能在适当定时接收信号时或者当可以在适当定时接收信号并且其值的校验和存在异常时,未接收到信号COM1。当信号COM1的绝对值在设计上大于上限值时或者当COM1中包括指示第一微型计算机21的异常的信息时,也未接收到信号COM1。

例如,异常监视单元62对作为信号COM1的未接收的连续次数的未接收次数进行计数,并且当未接收的次数小于阈值次数时确定其处于其中微型计算机之间的通信正常的状态,即错误主动状态。例如,阈值次数是若干次,例如两次。

当未接收次数等于或大于阈值次数并且该状态的持续时间小于阈值时间时,异常监视单元62确定其处于其中检测到微型计算机之间的通信异常的状态,即错误被动状态。例如,阈值时间是若干秒,例如一秒。当未接收次数小于阈值次数时,异常监视单元62确定微型计算机之间的通信恢复至正常状态。

当未接收次数等于或大于阈值次数并且该状态持续阈值时间时,异常监视单元62确定满足预定条件,并且其处于其中微型计算机之间的通信异常被确定的状态,即总线断开状态。其中微型计算机之间的通信异常被确定的状态是除非满足特殊条件例如通信复位否则不能恢复至正常状态的状态。

然后,异常监视单元62基于微型计算机之间的通信的通信状态来生成异常标记FLG。异常监视单元62在其中微型计算机之间的通信正常的状态下不生成异常标记FLG。当检测到微型计算机之间的通信异常时,异常监视单元62生成异常标记FLG(1)作为指示该事实的信息。当微型计算机之间的通信中的异常被确定时,异常监视单元62生成异常标记FLG(2)作为指示该事实的信息。所生成的异常标记FLG(1)被输出至命令值切换单元63,并且所生成的异常标记FLG(2)被输出至第二电流控制单元61。当输入异常标记FLG(2)时,第二电流控制单元61停止命令信号S2的生成和输出,使得停止向第二绕组群15的电力供应。异常标记FLG(2)可以被输出至第二逆变器电路32。在这种情况下,当输入异常标记FLG(2)时,第二逆变器电路32停止其操作,使得停止向第二绕组群15供应电力。

命令值切换单元63包括:保持单元70,其在其中微型计算机之间的通信不正常的状态下保持适当值作为电流命令值I2*;以及切换单元71,其根据微型计算机之间的通信的通信状态切换输出作为最终电流命令值I2*的值的选择状态。

实际电流值I2和异常标记FLG(1)被输入至保持单元70。当在预定操作周期中的每一个中输入并更新随时间变化的实际电流值I2的同时输入异常标记FLG(1)时,保持单元70将在相应输入定时处输入的实际电流值I2的值存储为保持值D。此处,所保持的实际电流值I2是dq坐标系中的基于旋转角θm2而映射至dq坐标的实际电流值,并且可以是q坐标系中由第二电流F/B控制单元61b计算的实际电流值。

在已经输入异常标记FLG(1)之后继续已经输入异常标记FLG(1)的状态的情况下,保持单元70可以停止实际电流值I2的输入。实际电流值I2是通过与微型计算机进行通信所经由的通信总线L不同的路径获取的信息,并且是由第二微型计算机31在预定操作周期中的每一个中确保的用于控制向第二绕组群15的电力供应的目的的信息。存储为保持值D的实际电流值I2是由第二微型计算机31确保的用于在其中微型计算机之间的通信正常的状态下控制向第二绕组群15的电力供应的目的的信息,并且是在检测到微型计算机之间的通信异常紧之前确保的信息。

在输入异常标记FLG(1)的同时,保持值D被临时存储并保持在其中电流命令值I2*的值要被存储在第二微型计算机31的存储器31b的预定存储区域中的区域中。其中存储有保持值D的存储区域不是针对备份控制而单独确保的存储区域,而是从正常操作开始使用的存储区域。也就是说,保持单元70的功能是将在输入异常标记FLG(1)时的实际电流值I2存储在存储器31b的预定存储区域中,使得实际电流值I2可以用作电流命令值I2*的值。当未输入异常标记FLG(1)时,通过更新第二微型计算机31的存储器31b的预定存储区域来删除保持值D。在这种情况下,当停止实际电流值I2的输入时,保持单元70可以解除输入的停止。经存储的保持值D被输出至切换单元71。

异常标记FLG(1)、由第二电流命令值计算单元61a生成的电流命令值I2*和由保持单元70保持的保持值D被输入至切换单元71。电流命令值I2*被输入至切换单元71的第一输入端N1,并且保持值D被输入至切换单元71的第二输入端N2。切换单元71控制命令值的选择状态,使得当未输入异常标记FLG(1)时,输入至第一输入端N1的电流命令值I2*作为最终电流命令值I2*被输出至第二电流F/B控制单元61b。另一方面,当在其中输入至第一输入端N1的电流命令值I2*被输出至第二电流F/B控制单元61b的选择状态下输入异常标记FLG(1)时,切换单元71控制命令值的选择状态,使得输入至第二输入端N2的保持值D作为最终电流命令值I2*被输出至第二电流F/B控制单元61b。在输入异常标记FLG(1)的同时,连续地维持其中保持值D作为最终电流命令值I2*被输出的选择状态。当未输入异常标记FLG(1)时,将其中保持值D作为最终电流命令值I2*被输出的选择状态控制为其中输入至第一输入端N1的电流命令值I2*被输出的选择状态。异常标记FLG(2)可以被输入至切换单元71。在这种情况下,在输入异常标记FLG(2)的同时,可以维持其中保持值D作为电流命令值I2*被输出的选择状态,或者可以停止电流命令值I2*的输出。

关于以这种方式被选择为适当值的最终电流命令值I2*,在未输入异常标记FLG(1)时,基于从第一微型计算机21发送的扭矩命令值T*而生成的电流命令值I2*被输出至第二电流F/B控制单元61b。关于最终电流命令值I2*,在输入异常标记FLG(1)时,保持值D代替基于从第一微型计算机21发送的扭矩命令值T*而生成的电流命令值I2*被输出至第二电流F/B控制单元61b。

也就是说,当检测到微型计算机之间的通信异常时,第二微型计算机31使用作为电流命令值I2*的保持值D代替基于从第一微型计算机21发送的扭矩命令值T*而生成的电流命令值I2*来执行用于在第二电流F/B控制单元61b的控制下控制向第二绕组群15的电力供应的备份控制。在本实施方式中,电力供应控制命令值包括扭矩命令值T*和电流命令值I2*。

下面将描述该实施方式的操作。根据本实施方式,使用实际电流值I2来生成用于第二微型计算机31执行备份控制的电流命令值I2*,该实际电流值I2是由第二微型计算机31通过与在微型计算机之间的通信的路径不同的路径获取的信息。因此,即使在检测到微型计算机之间的通信异常时,由于检测到的异常而发生异常的可能性也很低。也就是说,即使在检测到微型计算机之间的通信异常的同时更新和重写信息时,由第二微型计算机31通过与在微型计算机之间的通信的路径不同的路径获取的信息也不会引起问题。因此,在第二微型计算机31的存储器31b中,除了用于正常操作以便确保信息的存储区域之外,在确保用于在第二微型计算机31执行备份控制时生成电流命令值I2*的信息之前,不需要单独设置用于隔离信息等的专用存储区域。

下面将描述该实施方式的优点。(1)在本实施方式中,使用实际电流值I2来生成用于第二微型计算机31执行备份控制的电流命令值I2*,该实际电流值I2是由第二微型计算机31通过除了在微型计算机之间的通信之外的路径获取的信息。因此,可以减小用于添加应对微型计算机之间的通信异常所需要的成分的改变的规模。

(2)在本实施方式中,使用实际电流值I2来生成用于第二微型计算机31执行备份控制的电流命令值I2*。因此,当第二微型计算机31被切换以执行备份控制时,可以抑制对第二绕组群15的电力供应的突然改变,并且可以抑制电机扭矩的突然改变。

第二实施方式

下面将描述根据第二实施方式的电机控制装置。与前述实施方式等中相同的元件将由相同的附图标记表示,并且将不重复其描述。

如图3所示,根据本实施方式的第一微型计算机21包括第一扭矩命令值计算单元52和第一异常监视单元53。从第二微型计算机31发送的包括从侧扭矩命令值TS*的信号COM2被输入至第一异常监视单元53。第一异常监视单元53使用与根据第一实施方式的异常监视单元62中的方法相同的方法,基于信号COM2来检测微型计算机之间的通信异常,并且监视直到在检测到异常之后在满足预定条件时异常被确定为止的一系列状态。

在其中微型计算机之间的通信正常的状态下,第一异常监视单元53不生成异常标记FLG。当检测到微型计算机之间的通信异常时,第一异常监视单元53生成异常标记FLG(1)作为指示该事实的信息。当微型计算机之间的通信异常被确定时,第一异常监视单元53生成异常标记FLG(2)作为指示该事实的信息。所生成的异常标记FLG(1)和FLG(2)被输出至第一扭矩命令值计算单元52。

当输入异常标记FLG(1)和FLG(2)时,第一扭矩命令值计算单元52生成被设置为在其中微型计算机之间通信正常的状态下的值的两倍的值的扭矩命令值T*,使得由第一绕组群14生成用于生成电机12所需的全部(100%)生成扭矩所需的电流命令值I1*。也就是说,由第一电流命令值计算单元51a生成的电流命令值I1*被设置为在其中异常标记FLG(1)和FLG(2)未被输入至的微型计算机之间的通信正常的状态下的值的两倍的值,使得供应至第一绕组群14的电力量增加。

根据本实施方式的第二微型计算机31包括第二异常监视单元64和命令值切换单元65。第二异常监视单元64与根据第一实施方式的异常监视单元62相同。

命令值切换单元65包括:存储单元72,其在其中微型计算机之间的通信不正常的状态下存储适当的值作为电流命令值I2*;以及切换单元73,其根据微型计算机之间的通信的通信状态切换输出作为最终电流命令值I2*的值的选择状态。

存储单元72是存储器31b的预定存储区域,在该预定存储区域中存储有例如用于在第二微型计算机31等的启动过程中设置命令信号S1的初始值的“零(0)值”。“零(0)值”是通过与微型计算机彼此通信所经由的通信总线L不同的路径获取的并且是由第二微型计算机31从存储器31b正常操作的时间起使用的预定存储区域中预先确保的用于控制向第二绕组群15的电力供应的目的的信息,并且是与微型计算机之间的通信的通信状态无关而确保的信息。以这种方式存储的“零(0)值”连接至切换单元73的第二输入端N2。

“零(0)值”通常被输入至切换单元73的第二输入端N2。切换单元73控制命令值的选择状态,使得在未输入异常标记FLG(1)时,输入至切换单元73的第一输入端N1的电流命令值I2*作为最终电流命令值I2*被输出至第二电流F/B控制单元61b。另一方面,当在其中输入至第一输入端N1的电流命令值I2*被输出至第二电流F/B控制单元61b的选择状态下输入异常标记FLG(1)时,切换单元73控制命令值的选择状态,使得输入至第二输入端N2的“零(0)值”作为最终电流命令值I2*被输出至第二电流F/B控制单元61b。在输入异常标记FLG(1)的同时,连续地维持其中“零(0)值”作为电流命令值I2*被输出的选择状态。当未输入异常标记FLG(1)时,将其中“零(0)值”作为电流命令值I2*被输出的选择状态控制为其中输入至第一输入端N1的电流命令值I2*被输出的选择状态。异常标记FLG(2)可以被输入至切换单元73。在这种情况下,在其中输入异常标记FLG(2)的状况下,可以维持其中“零(0)值”作为最终电流命令值I2*被输出的选择状态,或者可以停止最终电流命令值I2*的输出。

也就是说,在检测到微型计算机之间的通信异常的同时,第二微型计算机31使用作为电流命令值I2*的“零(0)值”代替基于从第一微型计算机21发送的扭矩命令值T*而生成的电流命令值I2*来执行用于在第二电流F/B控制单元61b的控制下控制向第二绕组群15的电力供应的备份控制。

根据该实施方式,可以实现与第一实施方式相同的操作和优点。可以进一步实现以下优点。(3)在本实施方式中,使用“零(0)值”来生成用于第二微型计算机31执行备份控制的电流命令值I2*。因此,在第二微型计算机31执行备份控制的同时,可以停止向第二绕组群15的电力供应,并且可以抑制电机扭矩变得异常。

(4)在本实施方式中,生成被设置为在其中微型计算机之间的通信正常的状态下的值的两倍的值的电流命令值I2*,使得在第二微型计算机31执行备份控制的同时,第一微型计算机21增加供应至第一绕组群14的电力量。因此,假设在第二微型计算机31执行备份控制的同时停止向第二绕组群15的电力供应,则可以抑制电机扭矩变得异常,并且可以抑制其中电机扭矩不足的状况的发生。

第三实施方式

下面将描述根据第三实施方式的电机控制装置。与前述实施方式等中相同的元件将由相同的附图标记表示,并且将不再重复其描述。

如图4所示,根据该实施方式的第二微型计算机31包括命令值切换单元66,而不是根据第一实施方式的命令值切换单元63。除了由保持单元74保持的值不同之外,命令值切换单元66与根据第一实施方式的命令值切换单元63具有相同的配置。

命令值切换单元66设置在第二扭矩命令值计算单元60与第二电流控制单元61之间。命令值切换单元66包括保持单元74和切换单元75,保持单元74在微型计算机之间的通信不正常的状态下保持作为扭矩命令值T*的适当值,切换单元75根据微型计算机之间的通信的通信状态切换作为最终扭矩命令值T*输出的值的选择状态。

在命令值切换单元66中,从侧扭矩命令值TS*和异常标记FLG(1)被输入至保持单元74。当在预定操作周期中的每一个中输入并且更新不时变化的从侧扭矩命令值TS*时输入异常标记FLG(1)时,保持单元74将在对应输入定时处输入的从侧扭矩命令值TS*存储为保持值D。当输入异常标记FLG(1)之后输入异常标记FLG(1)的状态持续时,保持单元74可以停止从侧扭矩命令值TS*的输入。从侧扭矩命令值TS*是通过与微型计算机通信所借助于的通信总线L不同的路径获取的信息,并且是出于用于控制向第二绕组群15的电力供应的目的由第二微型计算机31在预定操作周期中的每一个中确保的信息。存储为保持值D的从侧扭矩命令值TS*是出于用于在微型计算机之间的通信正常的状态下控制向第二绕组群15的电力供应的目的由第二微型计算机31确保的信息,并且是在检测到微型计算机之间的通信异常紧之前确保的信息。在该实施方式中,电力供应控制命令值是扭矩命令值T*,并且从侧电力供应控制命令值是从侧扭矩命令值TS*。

异常标记FLG(1)、由第一微型计算机21生成的扭矩命令值T*以及由保持单元74保持的保持值D被输入至切换单元75。扭矩命令值T*被输入至切换单元75的第一输入端N1,并且保持值D被输入至切换单元75的第二输入端N2。切换单元75控制命令值的选择状态,使得在未输入异常标记FLG(1)时,输入至第一输入端N1的扭矩命令值T*作为最终扭矩命令值T*输出至第二电流控制单元61。另一方面,当在输入至第一输入端N1的扭矩命令值T*被输出至第二电流控制单元61的选择状态下输入异常标记FLG(1)时,切换单元75控制命令值的选择状态,使得输入至第二输入端N2的保持值D作为最终扭矩命令值T*被输出至第二电流控制单元61。在输入异常标记FLG(1)时,保持值D作为最终扭矩命令值T*输出的选择状态被持续保持。当没有输入异常标记FLG(1)时,将保持值D作为最终扭矩命令值T*输出的选择状态控制为输出输入至第一输入端N1的扭矩命令值T*的选择状态。异常标记FLG(2)可以被输入至切换单元75。在这种情况下,在输入异常标记FLG(2)时,可以保持输出保持值D作为扭矩命令值T*的选择状态,或者可以停止输出扭矩命令值T*。

关于以这种方式被选择为适当值的最终扭矩命令值T*,在未输入异常标记FLG(1)时,将从第一微型计算机21发送的扭矩命令值T*输出至第二电流控制单元61。关于最终扭矩命令值T*,在输入异常标记FLG(1)时,将保持值D而不是从第一微型计算机21发送的扭矩命令值T*输出至第二电流控制单元61。

根据该实施方式,可以实现与第一实施方式相同的操作和优点。还可以实现以下优点。(5)在该实施方式中,用于供第二微型计算机31执行备份控制的扭矩命令值T*是使用从侧扭矩命令值TS*生成的。因此,当第二微型计算机31被切换以执行备份控制时,可以抑制供应给第二绕组群15的电力的突然变化,并且抑制电机扭矩的突然变化。

第四实施方式

如图5所示,除了由第一电流控制单元51的第一电流命令值计算单元51a生成的电流命令值I2*代替由第一扭矩命令值计算单元50生成的扭矩命令值T*经由通信总线L输出至第二微型计算机31之外,根据该实施方式的第一微型计算机21与根据第一实施方式的第一微型计算机21具有相同的配置。

在根据该实施方式的第二微型计算机31中,除了没有提供根据第一实施方式的第二电流命令值计算单元61a之外,第二电流控制单元67与根据第一实施方式的第二电流控制单元61具有相同的配置。

第一电流命令值计算单元51a计算电流命令值I1*,该电流命令值I1*被设定为第一绕组群14和第二绕组群15生成作为针对电机12所需的总扭矩的生成扭矩的一半(50%)所需的电流值。生成的电流命令值I1*被输出至第一电流控制单元51并且作为信号COM1之一的电流命令值I2*经由通信总线L输出至第二微型计算机31。输入至第二微型计算机31的电流命令值I2*被输入至命令值切换单元63并且被输入至切换单元71的第一输入端N1。

第一扭矩命令值计算单元50生成扭矩命令值T*,该扭矩命令值T*被设定为第一绕组群14生成针对电机12所需的总(100%)生成扭矩所需的电流值。在该实施方式中,电力供应控制命令值是电流命令值I2*。

根据该实施方式,可以实现与第一实施方式相同的操作和优点。

第五实施方式

下面将描述根据第五实施方式的电机控制装置。与前述实施方式等中相同的元件将由相同的附图标记表示,并且将不再重复其描述。

如图6所示,根据该实施方式的第二微型计算机31包括保护处理单元80。在第一、第二或第四实施方式中,保护处理单元80被设置在命令值切换单元63或65与第二电流F/B控制单元61b之间。

保护处理单元80包括:输出保护命令值Rg*以抑制电流命令值I2*的突然变化的保护单元90;以及切换作为电流命令值I2*输出的值的选择状态以抑制电流命令值I2*的突然变化的切换单元91。

作为从命令值切换单元63或65输出的电流命令值I2*的当前电流命令值I2*(N)和作为先前输出至第二电流F/B控制单元61b的电流命令值I2*的先前电流命令值I2*(N-1)被输入至保护单元90。保护单元90基于当前电流命令值I2*(N)和先前电流命令值I2*(N-1)来计算保护命令值Rg*。生成的保护命令值Rg*被输出至切换单元91。

具体地,在当前电流命令值I2*(N)偏离预定的允许范围时,保护单元90输出保护命令值Rg*。在该实施方式中,允许范围是针对先前电流命令值I2*(N-1)使用预定保护阈值Gth设定的范围,并且该范围等于或小于通过将先前电流命令值I2*(N-1)和保护阈值Gth相加而获得的值的绝对值。保护命令值Rg*是通过将先前电流命令值I2*(N-1)和保护阈值Gth相加而获得的值,并且是与从电流命令值I2*的先前值到当前值的变化宽度相关联的允许范围的最大值或最小值。

例如,当命令值切换单元63或65切换选择状态时,可能发生诸如在切换之前或之后输出至第二电流F/B控制单元61b的电流命令值I2*的突然变化的不期望转变。另一方面,保护阈值Gth被设定为在假设在切换命令值切换单元63或65的选择状态之前或之后输出至第二电流F/B控制单元61b的电流命令值I2*没有突然改变的情况下通过实验获取的范围内的值。

从命令值切换单元63或65输出的当前电流命令值I2*(N)和从保护单元90输出的保护命令值Rg*被输入至切换单元91。当前电流命令值I2*(N)被输入至切换单元91的第一输入端M1,并且保护命令值Rg*被输入至切换单元91的第二输入端M2。切换单元91被配置成切换选择状态,使得切换要将当前电流命令值I2*(N)和保护命令值Rg*中的哪一个输出作为电流命令值I2*。

具体地,保护处理单元80确定当前电流命令值I2*(N)是否偏离由保护单元90设定的允许范围。然后,保护处理单元80基于当前电流命令值I2*(N)控制切换单元91的选择状态。在当前电流命令值I2*(N)没有偏离由保护单元90设定的允许范围时,保护处理单元80控制切换单元91的选择状态,使得当前电流命令值I2*(N)被输出作为电流命令值I2*。另一方面,在当前电流命令值I2*(N)偏离由保护单元90设定的允许范围时,保护处理单元80控制切换单元91的选择状态,使得保护命令值Rg*被输出作为电流命令值I2*。根据该实施方式的保护处理单元80被设置在根据第三实施方式的命令值切换单元66与第二电流控制单元61之间,并且因此实现与上述相同的功能。

根据该实施方式,可以实现与前述实施方式相同的操作和优点。还可以实现以下优点。(6)在该实施方式中,当命令值切换单元63或65切换选择状态时,输出至第二电流F/B控制单元61b的电流命令值I2*可能引起不期望转变,并且因此存在电机扭矩的突然改变的可能性。

因此,保护处理单元80被设置在命令值切换单元63或65与第二电流F/B控制单元61b之间。因此,当命令值切换单元63或65切换选择状态并且输出至第二电流F/B控制单元61b的电流命令值I2*具有不期望转变时,该转变被保护命令值Rg*抑制。因此,可以减小由命令值切换单元63或65进行的选择状态的切换对电机扭矩的变化的影响。当该实施方式应用于第三实施方式时,这是相同的。

前述实施方式可以被修改如下。除非出现技术冲突,否则实施方式和以下修改示例可以彼此组合。在第一、第二和第四实施方式中,在第二微型计算机31执行备份控制时,电流命令值I2*可以变化。例如,在第一实施方式中,在电流命令值I2*已经被设定为先前的实际电流值I2之后,电流命令值I2*可以逐渐减小至“零值(0)”。这种配置可以通过组合第二实施方式和第五实施方式来实现。在第三实施方式中,在从侧扭矩命令值TS*已经被设定为扭矩命令值T*之后,从侧扭矩命令值TS*可以逐渐减小至“零值(0)”。

在第一和第三至第五实施方式中,可以类似于第二实施方式设置第一异常监视单元53。在这种情况下,第一异常监视单元53被配置成向第一扭矩命令值计算单元50输出异常标记FLG(2)。第一扭矩命令值计算单元50被配置成生成扭矩命令值T*,该扭矩命令值T*被设定为在未输入异常标记FLG(2)的微型计算机之间的通信正常的状态下的值的两倍,使得当输入异常标记FLG(2)时,供应至第一绕组群14的电力的量增加。

在第二实施方式中,从第一微型计算机21发送至第二微型计算机31的命令值可以是命令信号S1即PWM信号,或者是在生成PWM信号的过程中获取的电压命令值。在这种情况下,由第二微型计算机31获取的实际电流值I2或旋转角θm2可以作为信号COM2中的一个信号经由通信总线L输出至第一微型计算机21。在这种情况下,可以实现与第二实施方式中相同的优点。

在第一、第四和第五实施方式中,当第二微型计算机31使用与第一微型计算机21中相同的方法计算电流命令值I2*时,由第二微型计算机31计算的电流命令值I2*可以如在第三实施方式中那样由保持单元70保持。

在第二实施方式中,第一异常监视单元53可以被配置成仅输出异常标记FLG(2),或者可以省略第一异常监视单元53。

在第二实施方式中,可以采用与其他实施方式中相同的第一扭矩命令值计算单元50来代替第一扭矩命令值计算单元52。在第二实施方式中,第一扭矩命令值计算单元52可以生成扭矩命令值T*,仅当输入异常标记FLG(1)和FLG(2)中之一时,该扭矩命令值T*被设定为微型计算机之间的通信正常的状态下的值的两倍。

在第一、第三、第四和第五实施方式中,异常标记FLG(2)可以输入至保持单元70或74。在这种情况下,当输入异常标记FLG(2)时,保持单元70或74将保持值D更新为“零值(0)”。

在前述实施方式中,第一扭矩命令值计算单元50或52可以不使用车速值V,或者可以组合使用另一因素,只要至少转向扭矩Th1用于计算扭矩命令值T*即可。这对于根据前述实施方式的第二扭矩命令值计算单元60是相同的,只要至少使用转向扭矩Th2,就可以不使用车速值V或者可以组合使用另一因素。

在第五实施方式中,保护阈值Gth可以基于车速值V或另一因素而变化。在第五实施方式中,可以使用另一方法,只要生成保护命令值Rg*使得当前电流命令值I2*(N)在由保护单元90设定的允许范围内即可。

在第五实施方式中,保护单元90可以被配置成在以下情况中的一个情况下起作用:微型计算机之间的通信正常的状态改变为检测到异常的状态的情况;以及检测到微型计算机之间的通信异常的状态改变为微型计算机之间的通信正常的状态的情况。

在前述实施方式中,当不可以在适当的定时处接收到信号COM1或信号COM2时,或者当可以在适当的定时处接收到信号但是在校验和方面值异常时,微型计算机之间的通信的通信状态可以被确定为至少是未接收状态。

在前述实施方式中,通过检测各种电压,例如与微型计算机21和31的操作相关联的操作电压,可以将未接收状态确定为微型计算机之间的通信的通信状态。

在前述实施方式中,当未接收的次数等于或大于比阈值次数大的第二阈值次数时,可以检测到微型计算机之间的通信的通信状态异常。在前述实施方式中,通信总线L的数目可以增加至两个或更多个总线,以使微型计算机之间的通信冗余。在这种情况下,当存在任何正常的总线时,微型计算机之间的通信被确定为正常,当存在一个正常的总线并且检测到该总线中的异常时,第二微型计算机31执行备份控制,并且当所有总线中的异常被确定时,停止向第二绕组群15供应电力。

在前述实施方式中,当微型计算机之间的通信异常被确定时,第二微型计算机31可以基于从侧扭矩命令值TS*向第二绕组群15继续供应电力,并且独立于第一微型计算机21操作。

在前述实施方式中,构成电机控制装置11的CPU可以被实现为以下电路:该电路包括执行计算机程序的一个或更多个处理器;或者一个或更多个专用硬件电路,例如执行各种处理中的至少一些的专用集成电路;或者处理器和专用硬件电路的组合。存储器可以由通用或专用计算机可以访问的所有可用介质构成。

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