专利名称：控制系统及电动动力转向控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括主控制装置及对该主控制装置的动作状态进行监视的副控制装置的控制系统、及使用该控制系统的电动动力转向控制装置。
背景技术：
众所周知，电动动力转向控制装置是通过将电动机的驱动力用作辅助力来减轻驾驶员的转向力的系统，但上述电动机的控制中使用微机，若该微机发生异常，则会产生异常的辅助力，对安全不利。因此，微机的可靠性变得更加重要，以往，则进行即使微机进行异常动作也能确保安全的微机可靠性提高对策。作为上述那样使用电动动力转向控制装置的控制系统，以往提出的控制系统中，具有主控制装置即微机、及对该主控制装置的动作状态进行监视的副控制装置，当主控制 装置的动作状态异常的情况下，副控制装置检测出其异常并停止主控制装置的动作。例如，日本专利特开2009 - 132281号公报中所示的现有的控制系统具有与车载LAN相连接的主运算装置；与车载LAN相连接的副运算装置；在主运算装置和副运算装置之间进行通信的通信装置，副运算装置将从主运算装置经由通信装置传输过来的信息和从车载LAN获得的信息进行比较，从而检测出主运算装置的异常。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利特开2009-132281号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题专利文献I所示的现有控制系统的情况下，需要将车载LAN连接到主运算装置和副运算装置两者上，因此，需要对副运算装置也设置LAN通信电路，存在成本增加的问题。本发明是为了解决上述那样的现有装置中的问题而完成的，其目的在于提供具备如下副控制装置的控制系统，该副控制装置上无需设置有LAN通信电路，能以廉价的结构来监视主控制装置。此外，本发明的目的在于提供具备如下副控制装置和廉价且可靠性高的电动动力转向控制装置，该副控制装置上无需设置有LAN通信电路，能以廉价的结构来监视主控制装置的动作状态。解决技术问题所采用的技术方案本发明所涉及的控制系统包括主控制装置，该主控制装置基于输入信号来生成对被控制对象进行控制的输出；副控制装置，该副控制装置对所述主控制装置的动作状态进行监视；通信处理单元，该通信处理单元进行在所述主控制装置和所述副控制装置之间的通信；以及限制单元，该限制单元基于所述副控制装置进行的所述监视，对所述主控制装置的所述输出加以限制，其特征在于，所述主控制装置具有第一信号处理单元，该第一信号处理单元基于所述输入信号来生成第一信号，该第一信号用于所述输出的生成；以及第二信号处理单元，该第二信号处理单元基于所述输入信号来生成与所述第一信号实质上等价的第二信号，所述通信处理单元具有将所述第一信号和所述第二信号从所述主控制装置传输到所述副控制装置的功能，所述副控制装置具有比较判定处理单元，该比较判定处理单元对从所述主控制装置经由所述通信处理单元而传输的所述第一信号和所述第二信号进行比较，在这些信号之间的偏差在规定值以上的状态持续第一规定时间以上时判定为异常，所述限制单元构成为基于所述比较判定单元判定的所述异常，对所述主控制装置的所述输出施加规定限制。此外，本发明所涉及的控制系统包括主控制装置，该主控制装置基于输入信号来生成对被控制对象进行控制的输出；副控制装置，该副控制装置对所述主控制装置的动作状态进行监视；通信处理单元，该通信处理单元进行在所述主控制装置和所述副控制装置之间的通信；以及限制单元，该限制单元基于所述副控制装置进行的所述监视，对所述主控制装置的所述输出加以限制，其特征在于，所述主控制装置具有第一信号处理单元，该第一信号处理单元基于所述输入信号来生成第一信号，该第一信号用于所述输出信号的生成；第二信号处理单元，该第二信号处理单元基于所述输入信号来生成与所述第一信号实 质上等价的第二信号；以及初始化处理单元，该初始化处理单元周期性地对所述第二信号进行初始化，所述通信处理单元具有将所述第一信号和所述第二信号从所述主控制装置传输到所述副控制装置的功能，所述副控制装置具有比较判定处理单元，该比较判定处理单元将从所述主控制装置经由所述通信处理单元传输来的所述第一信号和所述第二信号进行比较，当这些信号间的偏差在规定值以上的状态持续第一规定时间以上时，判定为异常；初始化判定处理单元，该初始化判定处理单元在所述第二信号未被所述初始化处理单元初始化的状态持续第二规定时间以上时，判定为异常；以及异常判定单元，该异常判定单元在所述比较判定处理单元和所述初始化判定处理单元中的至少一个判定出所述异常时，判定为异常，所述限制单元构成为在所述异常判定单元判定出所述异常时，对所述主控制装置的所述输出施加规定限制。在本发明所涉及的控制系统中，优选地，所述初始化处理单元构成为在所述通信处理单元进行所述传输后，对所述第二信号进行初始化，所述第二信号处理单元的处理周期设定成比所述初始化处理单元的初始化周期要长。本发明所涉及的电动动力转向控制装置包括主控制装置，该主控制装置生成对电动机进行控制的输出，该电动机生成与驾驶员的转向转矩相对应的转向辅助转矩；副控制装置，该副控制装置对所述主控制装置的动作状态进行监视；通信处理单元，该通信处理单元进行所述主控制装置和所述副控制装置之间的通信；以及限制单元，该限制单元基于所述副控制装置进行的所述监视，对所述主控制装置的所述输出加以限制，其特征在于，包括转矩检测单元，该转矩检测单元对由驾驶员对车辆转向轴施加的转向转矩进行检测；以及电动机电流检测单元，该电动机电流检测单元对流过所述电动机的电动机电流进行检测，所述主控制装置包括第一车速信号处理单元，该第一车速信号处理单元基于从车速传感器输入的车速信号来生成第一车速信号；第二车速信号处理单元，该第二车速信号处理单元基于所述车速信号来生成与所述第一车速信号实质上等价的第二车速信号；目标电流决定部，该目标电流决定部至少基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号来决定所述电动机的目标电流；以及电动机电流控制部，该电动机电流控制部基于所述决定的目标电流来生成对所述电动机电流进行控制的输出，所述通信处理单元具有将所述第一信号和所述第二信号从所述主控制装置传输到所述副控制装置的功能，所述副控制装置包括比较判定处理单元，该比较判定处理单元将从所述主控制装置经由通信处理单元传输来的所述第一车速信号和所述第二车速信号进行比较，当这些信号不一致的状态持续第一规定时间以上时，判定为异常；车速判定单元，该车速判定单元在所述比较判定处理单元判定为异常时，判定为异常；以及电动机电流异常判定单元，该电动机电流异常判定单元至少基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号和所述车速判定单元的判定结果，设定电流阈值，在所述检测出的电动机电流检测值超过所述电流阈值的状态持续第三规定时间以上时，判定为异常，所述限制单元在所述电动机电流异常判定单元判定出所述异常时，对所述电动机电流控制部的所述输出进行规定限制。 此外，本发明所涉及的电动动力转向控制装置包括主控制装置，该主控制装置生成对电动机进行控制的输出，该电动机生成与驾驶员的转向转矩相对应的转向辅助转矩；副控制装置，该副控制装置对所述主控制装置的动作状态进行监视；通信处理单元，该通信处理单元进行所述主控制装置和所述副控制装置之间的通信；以及限制单元，该限制单元基于所述副控制装置进行的所述监视，对所述主控制装置的所述输出加以限制，其特征在于，包括转矩检测单元，该转矩检测单元对由驾驶员对车辆转向轴施加的转向转矩进行检测；以及电动机电流检测单元，该电动机电流检测单元对流过所述电动机的电动机电流进行检测，所述主控制装置包括第一车速信号处理单元，该第一车速信号处理单元基于从车速传感器输入的车速信号来生成第一车速信号；第二车速信号处理单元，该第二车速信号处理单元基于所述车速信号来生成与所述第一车速信号实质上等价的第二车速信号；目标电流决定部，该目标电流决定部至少基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号来决定所述电动机的目标电流；电动机电流控制部，该电动机电流控制部基于所述决定的目标电流来生成对所述电动机电流进行控制的输出；以及初始化处理单元，该初始化处理单元周期性地对所述第二车速信号进行初始化，所述通信处理单元具有将所述第一信号和所述第二信号从所述主控制装置传输到所述副控制装置的功能，所述副控制装置包括比较判定处理单元，该比较判定处理单元将从所述主控制装置经由通信处理单元传输来的所述第一车速信号和所述第二车速信号进行比较，当这些信号不一致的状态持续第一规定时间以上时，判定为异常；初始化判定处理单元，该初始化判定处理单元在所述第二车速信号未被所述初始化处理单元初始化的状态持续第二规定时间以上时，判定为异常；车速判定单元，该车速判定单元在所述比较判定处理单元和所述初始化判定处理单元中的至少一个判定为异常时，判定为异常；以及电动机电流异常判定单元，该电动机电流异常判定单元至少基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号和所述车速判定单元的判定结果，设定电流阈值，在所述检测出的电动机电流超过所述电流阈值的状态持续第三规定时间以上时，判定为异常，所述限制单元在所述电动机电流异常判定单元判定出所述异常时，对所述电动机电流控制部的所述输出进行规定限制。在本发明所涉及的电动动力转向控制装置中，优选地，所述电流阈值基于所述检测出的转向转矩、所述第一车速信号和所述车速判定单元的判定结果而被决定，所述电流阈值设定为具有第一电流阈值和第二电流阈值，其中第一电流阈值是所述车速判定单元的判定结果为正常且所述第一车速信号小于规定值时的电流阈值，第二电流阈值是所述车速判定单元的判定结果为异常或所述第一车速信号在规定值以上时的电流阈值，所述第二电流阈值比所述第一电流阈值要小。进一步地,本发明所涉及的电动动力转向控制装置中，优选地,包括自动停车控制单元，该自动停车控制单元输出自动停车控制电流和自动停车控制指示标记，该自动停车控制电流用于进行自动停车控制，该自动停车控制指示标记在使所述自动停车控制动作时成为开且使所述电动机停车控制停止时成为关，电流加法单元，该电流加法单元将所述自动停车控制电流和所述电动机的目标电流相加以生成新目标电流，所述电流阈值基于所述检测出的转向转矩、所述第一车速信号、由所述车速判定单元所进行的判定结果、及所述自动停车控制指示标记而被决定，所述电流阈值设定为具有第一电流阈值和第二电流阈值，其中第一电流阈值是所述车速判定单元的判定结果为正 常且所述第一车速信号小于规定值且所述自动停车控制指示标记为开时的电流阈值，第二电流阈值是所述车速判定单元的判定结果为异常或第一车速信号在规定值以上或所述自动停车控制指示标记为关时的电流阈值，所述第二电流阈值比所述第一电流阈值要小。发明效果根据本发明所涉及的控制系统，其包括主控制装置，该主控制装置基于输入信号来生成对被控制对象进行控制的输出；副控制装置，该副控制装置对所述主控制装置的动作状态进行监视；通信处理单元，该通信处理单元进行所述主控制装置和所述副控制装置之间的通信；以及限制单元，该限制单元基于所述副控制装置进行的所述监视，对所述主控制装置的所述输出加以限制，所述主控制装置具有第一信号处理单元，该第一信号处理单兀基于所述输入信号来生成第一信号，该第一信号用于所述输出的生成；以及第二信号处理单元，该第二信号处理单元基于所述输入信号来生成与所述第一信号实质上等价的第二信号，所述通信处理单元具有将所述第一信号和所述第二信号从所述主控制装置传输到所述副控制装置的功能，所述副控制装置具有比较判定处理单元，该比较判定处理单元对从所述主控制装置经由所述通信处理单元而传输的所述第一信号和所述第二信号进行比较，在这些信号之间的偏差在规定值以上的状态持续第一规定时间以上时判定为异常，所述限制单元构成为基于所述比较判定单元判定的所述异常，对所述主控制装置的所述输出施加规定限制，因此，无需对副控制装置设置LAN通信电路，能以廉价的结构来对主控制装置进行监视。此外，根据本发明所涉及的控制系统，其包括主控制装置，该主控制装置基于输入信号来生成对被控制对象进行控制的输出；副控制装置，该副控制装置对所述主控制装置的动作状态进行监视；通信处理单元，该通信处理单元进行所述主控制装置和所述副控制装置之间的通信；以及限制单元，该限制单元基于所述副控制装置进行的所述监视，对所述主控制装置的所述输出加以限制，所述主控制装置具有第一信号处理单元，该第一信号处理单元基于所述输入信号来生成第一信号，该第一信号用于所述输出信号的生成；第二信号处理单元，该第二信号处理单元基于所述输入信号来生成与所述第一信号实质上等价的第二信号；以及初始化处理单元，该初始化处理单元周期性地对所述第二信号进行初始化，所述通信处理单元具有将所述第一信号和所述第二信号从所述主控制装置传输到所述副控制装置的功能，所述副控制装置具有比较判定处理单元，该比较判定处理单元将从所述主控制装置经由所述通信处理单元传输来的所述第一信号和所述第二信号进行比较，当这些信号间的偏差在规定值以上的状态持续第一规定时间以上时，判定为异常；初始化判定处理单元，该初始化判定处理单元在所述第二信号未被所述初始化处理单元初始化的状态持续第二规定时间以上时，判定为异常；以及异常判定单元，该异常判定单元在所述比较判定处理单元和所述初始化判定处理单元中的至少一个判定出所述异常时，判定为异常，所述限制单元构成为在所述异常判定单元判定出所述异常时，对所述主控制装置的所述输出施加规定限制，因此，无需对副控制装置设置LAN通信电路，能以廉价的结构来对主控制装置进行监视，并且，即使在初始化处理停止的情况下，也能利用副控制装置检测出异常。进一步地，根据本发明所涉及的电动动力转向控制装置，其包括转矩检测单元，该转矩检测单元对由驾驶员对车辆转向轴施加的转向转矩进行检测；以及电动机电流检测单元，该电动机电流检测单元对流过电动机的电动机电流进行检测，主控制装置包括第一车速信号处理单元，该第一车速信号处理单元基于从车速传感器输入的车速信号来生成第一车速信号；第二车速信号处理单元，该第二车速信号处理单元基于所述车速信号来生成与所述第一车速信号实质上等价的第二车速信号；目标电流决定部，该目标电流决定部至少基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号来决定所述电动机的目标电流；以及电动机电流控制部，该电动机电流控制部基于所述决定的目标电流来生成对所述电动机电流 进行控制的输出，通信处理单元具有将所述第一信号和所述第二信号从所述主控制装置传输到副控制装置的功能，所述副控制装置包括比较判定处理单元，该比较判定处理单元将从所述主控制装置经由通信处理单元传输来的所述第一车速信号和所述第二车速信号进行比较，当这些信号不一致的状态持续第一规定时间以上时，判定为异常；车速判定单元，该车速判定单元在所述比较判定处理单元判定为异常时，判定为异常；以及电动机电流异常判定单元，该电动机电流异常判定单元至少基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号和所述车速判定单元的判定结果，设定电流阈值，在所述检测出的电动机电流检测值超过所述电流阈值的状态持续第三规定时间以上时，判定为异常，所述限制单元构成为在所述电流异常判定单元判定出所述异常时，对所述电动机电流控制部的所述输出进行规定限制，因此，无需对副控制装置设置LAN通信电路，能以廉价的结构来对主控制装置可靠地进行监视。而且，例如仅在极低速下起到作用的自动停车控制进行动作的情况下，将电动机电流阈值扩大，使自动停车控制变得可能，在不进行自动停车控制的行驶时，将电动机电流阈值设定为能确保行驶时的安全的值，且即使在主控制装置内的车速输入处理发生异常的情况下，也将电动机电流阈值设定为能确保行驶时的安全的值，从而能确保安全的同时还能进行自动停车控制和动力转向控制。此外，根据本发明所涉及的电动动力转向控制装置，其包括转矩检测单元，该转矩检测单元对由驾驶员对车辆转向轴施加的转向转矩进行检测；以及电动机电流检测单元，该电动机电流检测单元对流过电动机的电动机电流进行检测，主控制装置包括第一车速信号处理单元，该第一车速信号处理单元基于从车速传感器输入的车速信号来生成第一车速信号；第二车速信号处理单元，该第二车速信号处理单元基于所述车速信号来生成与所述第一车速信号实质上等价的第二车速信号；目标电流决定部，该目标电流决定部至少基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号来决定所述电动机的目标电流；电动机电流控制部，该电动机电流控制部基于所述决定的目标电流来生成对所述电动机电流进行控制的输出；以及初始化处理单元，该初始化处理单元周期性地对所述第二车速信号进行初始化，所述通信处理单元具有将所述第一信号和所述第二信号从所述主控制装置传输到所述副控制装置的功能，所述副控制装置包括比较判定处理单元，该比较判定处理单元将从所述主控制装置经由通信处理单元传输来的所述第一车速信号和所述第二车速信号进行比较，当这些信号不一致的状态持续第一规定时间以上时，判定为异常；初始化判定处理单元，该初始化判定处理单元在所述第二车速信号未被所述初始化处理单元初始化的状态持续第二规定时间以上时，判定为异常；车速判定单元，该车速判定单元在所述比较判定处理单元和所述初始化判定处理单元中的至少一个判定为异常时，判定为异常；以及电动机电流异常判定单元，该电动机电流异常判定单元至少基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号和所述车速判定单元的判定结果，设定电流阈值，在所述检测出的电动机电流超过所述电流阈值的状态持续第三规定时间以上时，判定为异常，所述限制单元构成为在所述电动机电流异常判定单元判定出所述异常时，对所述电动机电流控制部的所述输出进行规定限制，因此，无需对副控制装置设置LAN通信电路，能以廉价的结构来对主控制装置可靠地进行监视。而且，例如仅在极低速下起到作用的自动停车控制进行动作的情况下，将电动机电流阈值扩大，使自动停车控制变得可能，在不进行自动停车控制的行驶时，将电动机电流阈值设定为能确保行驶时的安全的值，且即使在主控制装置内的车速输入处理发生异·常的情况下，也将电动机电流阈值设定为能确保行驶时的安全的值，从而能确保安全的同时还能进行自动停车控制和动力转向控制。此外，在副控制装置的初始化判定中，在第二信号未被初始化的状态持续的情况下，判断为异常，因此，即使在初始化处理停止的情况下，也能利用副控制装置检测出异常。
图I是表示本发明的实施方式I所涉及的电动动力转向控制装置的基本结构的框图。图2是本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置的控制框图。图3是本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置的控制框图。图4是本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的PI控制的控制框图。图5A是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置的处理的流程图。图5B是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置的其它处理的流程图。图6A是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置的第一信号处理单元的处理的流程图。图6B是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置的第二信号处理单元的处理的流程图。图7是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的正常时的控制特性轨迹的特性图。图8是表示本发明的实施方式I所涉及的控制装置及电动动力转向控制装置中的通信处理单元的处理的流程图。图9是本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的副控制装置的控制框图。图10是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的副控制装置的电动机电流阈值选择处理的框图。图IlA是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的第一电动机电流阈值的说明图。 图IlB是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的第二电动机电流阈值的说明图。图12是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置正常动作时且低速行驶时的动作的时序图。图13是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置正常动作时且以低速行驶以外的车速行驶时的动作的时序图。图14是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的使第一信号处理单元停止后的动作的时序图。图15是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的使第二信号处理单元停止后的动作的时序图。图16是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的使初始化处理单元的处理停止后的动作的时序图。图17是本发明的实施方式2所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置的控制框图。图18是表示本发明的实施方式2所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的通信处理单元的处理的流程图。图19是本发明的实施方式2所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的副控制装置的控制框图。图20是本发明的实施方式2所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的电动机电流阈值选择处理单元的控制框图。图21是表示本发明的实施方式2所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置正常动作时、车速小于规定值且自动停车控制指示标记为开时的时序图。图22是表示本发明的实施方式2所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置正常动作时、车速小于规定值且自动停车控制指示标记为关时的动作的时序图。
具体实施例方式实施方式I.图I是表示本发明的实施方式I所涉及的电动动力转向控制装置的基本结构的框图。在图I中，由驾驶员操作的方向盘I固定于转向轴2，将驾驶员的转向转矩传递给转向轴2。构成转矩检测单元的转矩传感器3检测出施加到转向轴2的转向转矩，将与该检测值对应的转矩信号输入到对电动动力转向和发动机进行控制的控制单元(以下称作EPS-ECU)5。车速传感器4检测出车速，将与该检测值对应的信号输入到EPS-E⑶5。将从进行自动停车控制的自动停车控制装置(未图示)发送过来的自动停车控制信号11输入到EPS-E⑶5。电动机6基于来自EPS-ECU5的信号进行驱动。电动机6的输出经由传动装置7施加于转向轴2，对驾驶员的转向力进行辅助。将驾驶员造成的转向转矩和电动机6造成的转向辅助转矩即辅助转矩进行合成后的转矩则从转向轴2经由齿条齿轮机构8而传递到车辆的前轮9。电池10向EPS-E⑶5供电。接着，对EPS-ECU5的内部结构进行说明。图2是本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置的控制框图。在图2中，与图I的标号相同的标号表示相同的部分。在图2中，EPS-E⑶5包括输入有来自转矩传感器3的信号的第一 Ι/F电路501、以及经由CANBUS (控制局域网总线Control Area Network Bus)输入有来自车速传感器4的车速信号和从自动停车控制装置发送过来的自动停车控制信号11的第二 Ι/F电路502。第二 Ι/F电路502根据自动停车控制信号11输出下述的自动停车控制信号ImtPA和自动 停车标记Flag_PA。而且，EPC-E⑶5包括编程为进行电动动力转向控制的主控制器即主微机503 ;驱动继电器的继电器驱动电路504;在下述的异常时将电动机6的电动机电流断开的继电器505 ;用于对流过电动机6的电动机电流进行检测的分流电阻506 ;对分流电阻506两端所产生的电位差进行放大并输入到主微机503的电流检测电路507 ;以及与(AND)电路508，该与电路508用于在主微机503和副微机511两者产生使电动机6启动(ON)的输出时，将电动机6进行驱动。分流电路506和电流检测电路构成迎面电流检测单元。此外，副微机511构成副控制装置。EPS-E⑶5还包括为控制电动机6的电流而以晶体管构成桥接电路的电动机驱动电路510 ;对该电动机驱动电路510进行驱动的FET驱动电路509 ；以及用于进行主微机503和副微机511之间的通信的通信处理单元即通信电路512。副微机511构成为利用来自第一 Ι/F电路501的转矩信号(以下有时会简称为转向转矩)TRQ、来自电流检测电路507的电动机电流信号(以下有时简称为电动机电流)Imd,下述的第一信号即第一车速信号Vsp_STl及第二信号即第二车速信号Vsp_ST2,来检测出主微机503的异常，检测出其异常时，经由与电路508如下所述那样对电动机6的电流加以限制。接着，对主微机503的动作进行说明。图3是本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置的控制框图。在图3中，主微机503包括以处理周期a (例如I [ms])进行处理的第一处理部503a、及以处理周期b (例如O. I [ms])进行处理的第二处理部503b。首先，对第一处理部503a进行说明。第一处理部503a包括第一信号处理单元即第一车速输入处理单元503c ;第二信号处理单元即第二车速输入处理单元503d ；自动停车控制信号输入处理单元503e ；目标电流决定部503f ;通信处理单元即微机间通信处理单元503g;以及加法单元503h。
第一车速输入处理单元503c获取从CANBUS以规定周期c (例如100 [ms])输入的来自车速传感器4的车速信号Vsp_ST，生成第一车速信号Vsp_STl。第二车速输入处理单元503d获取从CANBUS以规定周期c (例如100 [ms])输入的来自车速传感器4的车速信号Vsp_ST,生成第二车速信号Vsp_ST2。自动停车控制信号输入处理单元503e基于从CANBUS输入的自动停车控制信号11，生成自动停车控制用目标电流ImtPAl。目标电流决定部503f基于转矩信号TRQ和第一车速信号Vsp_STl，来决定动力转向控制用目标电流ImtEPS。微机间通信处理503g将第一车速信号Vsp_STl和第二车速信号Vsp_ST2传输至副微机511。加法单元503h将自动停车控制用目标电流ImtPAl和动力转向控制用目标电流ImtEPS进行相 加并生成最终目标电流Imt。接着，对第二处理部503b进行说明。第二处理部503b包括电动机电流输入处理单元503i和电动机电流控制部503j。电动机电流输入处理单元503i对从电流检测电路507输入的电动机电流Imd进行A/D转换，生成电动机电流检测信号Imdl，使电动机6朝右方向旋转的电流为正，使电动机6朝左方向旋转的电流为负。电动机电流控制部503j将最终目标电流Imt和电动机电流检测信号Imdl进行比较，进行反馈控制以使两者相一致。图4是本发明的实施方式I所涉及的电动动力转向控制装置中的PI控制的控制框图。电动机电流控制部503j由例如图4所示的一般的PI控制器来构成。即，在图4中，将来自电动机电流输入处理单元503i的电动机电流检测信号Imdl和来自加法单元503h的最终目标电流Imt进行比较，利用比例项和积分项进行反馈控制以使该两者相一致，并产生电动机输出DmtM。接着，对主微机503的第一处理部503a中的处理内容进行说明。图5A是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置的处理的流程图。在图2、图3及图5A中，首先，在步骤SlOl中，输入来自转矩传感器3的信号并生成转矩信号TRQ。接着，在步骤S102中，第一车速输入处理单元503c基于来自车速传感器4的车速信号Vsp_ST进行处理，生成第一车速信号Vsp_STl。接着，在步骤S103中，第二车速输入处理单元503d进行处理，生成第二车速信号Vsp_SP2。接着，在步骤S104中，输入来自第二 Ι/F电路502的自动停车控制信号ImtPA并由自动停车控制信号输入处理单元503e进行处理，生成自动停车控制用目标电流ImtPAl。在步骤S105中，根据来自第一 Ι/F电路501的转矩信号TRQ和第一车速信号Vsp_STl，由目标电流决定部503f根据下述图7所示特性来决定动力转向控制用目标电流ImtEPS。图7是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的正常时的控制特性轨迹的特性图，其中纵轴表示上述电动机6的最终目标电路Imt(图7中显示为“指示电流”)，横轴表示转矩TRQ。如图7所示,最终目标电流(指示电流)Imt相对于转矩TRQ的特性会根据第一车速信号Vsp_STl的值而变化。上述的目标电流决定部503f根据该图7所示特性，来决定动力转向控制用目标电流ImtEPS。接着，在步骤S106中，由加法处理单元503h将自动停车控制用目标电流ImtPAl和动力转向控制用目标电流ImtEPS相加并生成最终目标电流Imt。最终，在步骤S107中，将第一车速信号Vsp_SPl和第二车速信号Vsp_SP2传输至副微机511。图5A的处理以规定周期(例如I [ms])来进行。
接着，对主微机503的第二处理部503b中的处理内容进行说明。图5B是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置的其它处理的流程图。在图2、图3及图5B中，首先，在步骤S201中，将由电动机电流输入处理单元503i基于来自电流检测电路507的电流信号Imd而生成的电动机电流检测信号Imdl输入至电动机电流控制部503j。接着，在步骤S202中，根据在上述图5A的步骤S106中生成的最终目标电流Imt和上述步骤S201中获得的电动机电流检测信号Imdl，由上述图4所示PI控制来进行电流控制，输出电动机电流DmtM以驱动电动机6。以上处理以规定周期(例如O. I [ms])来进行。接着，对图3所示的上述第一车速输入处理单元503c所进行的处理，即图5A中的步骤S102的处理的详细内容进行说明。图6A是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置的第一信号处理单元的处理的流程图。
在图2、图3及图6A中，首先，在步骤S301中，对是否接收到来自车速传感器4的车速信号进行判定。该判定根据来自第二 Ι/F电路502的车速接收标记是否为“I”来进行。若步骤S301中的判定结果即车速接收标记为“1”，判定为有接收(是)，则前进到步骤S302，获取作为车速数据的车速信号Vsp_ST，将该值代入X。S卩，X成为获取的车速信号Vsp_ST。接着，在步骤S303中，若在步骤S302中获取的车速信号Vsp_ST为下述初始化后的初始值FFh (是)，则前进到步骤S304，将初始值FFh代入X。若步骤S303中的判定结果即获取的车速信号Vsp_ST不为初始值FFh(否)，则直接前进到步骤S305。在步骤S305中，将代入到X的值(X = FFh、或X = Vsp_ST)代入第一车速信号Vsp_STl。在步骤S301中的判定结果、即车速接收标记不为“I”即没有接收到车速信号的情况下(否)，则不进行上述步骤S302至S305的处理，第一车速信号Vsp_STl保持上次值。下面，重复执行图6A所示流程图的处理，从而对第一车速信号Vsp_STl进行更新。接着，对图3所示的第二车速输入处理单元503d所进行的处理，即图5A中的步骤S103的处理的详细内容进行说明。图6B是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的主控制装置的第二信号处理单元的处理的流程图。在图2、图3及图6B中，首先，在步骤S401中，对是否接收到来自车速传感器4的车速信号进行判定。该判定根据来自第二 Ι/F电路502的车速接收标记是否为“I”来进行。若步骤S401中的判定结果即车速接收标记为“1”，判定为有接收(是)，则前进到步骤S402，获取作为车速数据的车速信号Vsp_ST，将该值代入X。S卩，X成为获取的车速信号Vsp_ST。接着，在步骤S403中，若在步骤S402中获取的车速信号Vsp_ST为下述初始化后的初始值FFh (是)，则前进到步骤S404，将初始值FFh代入X。若步骤S403中的判定结果即获取的车速信号Vsp_ST不为初始值FFh(否)，则直接前进到步骤S405。在步骤S405中，将代入到X的值(X = FFh、或X = Vsp_ST)代入第二车速信号Vsp_STl。在步骤S401中的判定结果、即车速接收标记不为“I”即没有接收到车速信号的情况下(否)，则不进行上述步骤S302至S305的处理，第二车速信号Vsp_STl保持上次值。最终，为获取下一次的车速信号，在步骤S406中，对车速接收标记FlagPA进行初始化并设为“O”。下面，重复执行图6B所示流程图的处理，从而对第二车速信号Vsp_ST2进行更新。
接着，对图3所示的上述微机间通信处理单元503g所进行的处理，即图5A中的步骤S107的处理的详细内容进行说明。图8是表示本发明的实施方式I所涉及的控制装置及电动动力转向控制装置中的通信处理单元的处理的流程图。在图8中，首先，在步骤S501中将上述第一车速输入处理单元503c所获得的第一车速信号Vsp_STl发送到副微机511，接着，在步骤S502中将上述第二车速输入处理单元503d所获得的第二车速信号Vsp_ST2发送到副微机511。接着，在步骤S503中对第二车速信号Vsp_ST2进行初始化，将初始值FFh代入第二车速信号Vsp_ST2。下面，重复执行图8所示流程图的处理。另外，步骤S503的处理构成初始化处理单元。接着，对图2所示的上述副控制装置即副微机511中的处理进行说明。图9是本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的副控制装置的控制框图。在图9中，电动机电流阈值选择处理单兀511a根据第一车速信号Vsp_STl和第二 车速信号Vsp_ST2，来生成阈值选择信号F_ILselect。电动机电流异常判定部51 Ib根据由电动机电流阈值选择处理单元511a所生成的阈值选择信号F_Ilselect、从电流检测电路507输入的电动机电流Imd、及从转矩传感器3经由第一 Ι/F电路501而输入的转矩信号TRQ，来判定电动机电流Imd是否有异常，若正常，则电动机电流判定输出F_S5设为“0”，若异常，则电流判定输出F_S5设为“ I ”。来自电动机电流异常判定部511b的电流判定输出F_S5为“I”且持续第三规定时间(例如50 “ms”)的情况下，第三计时器处理单元511c将第三计时器输出F_S6设为“1”，其它情况下，则第三计时器输出F_S6设为“O”。电动机输出单元511d在第三计时器输出F_S6为“O”时，设电动机输出DmtS为“1”，第三计时器输出F_S6为“I”时，设电动机输出DmtS为“O”。接下来，一旦电动机输出DmtS设为“0”，在EPS-ECU5的电源断开之前，将电动机输出DmtS维持为“O”。接着，对电动机电流阈值选择处理单元511a的动作进行说明。图10是表示本发明的实施方式I所涉及的控制系统及电动动力转向控制装置中的副微机的电动机电流阈值选择处理的框图。在图10中，低速判定处理511al对第一车速信号Vsp_STl是否小于进行自动停车控制的车速(例如10 [km/h])进行判定，若小于进行该自动停车控制的车速，则低速判定输出F_A1设为“1”，若为进行自动停车控制的速度以上，则低速判定输出F_A1设为“O”。车速比较判定处理单元511a2对第一车速信号Vsp_STl和第二车速信号Vsp_ST2进行比较，若不一致(异常)，则车速比较判定输出F_A2设为“1”，若一致(正常)，则车速比较判定输出F_A2 设为 “O”。上述车速比较判定处理单元511a2的车速比较判定输出F_A2在第一规定时间(例如500[ms])内持续为“I”的情况下,第一计时器处理单兀511a3将第一计时器输出F_S1设为“1”，其它情况下，将第一计时器输出F_S1设为“O”并进行输出。若第二车速信号Vsp_ST2为初始值FFh，初始化判定处理单元511a4将初始化判定输出F_A3设为“0”，若不为初始值FFh，则初始化判定处理单元51 la4将初始化判定输出F_A3设为“ I ”。初始化判定处理输出F_A3为“ I ”且持续第二规定时间(例如500 “ms”)的情况下，第二计时器处理单元51 la5将第二计时器输出F_S2设为“ I ”，其它情况下，则第二计时器输出F_S2设为“O”。选择逻辑处理单元511a6对于低速判定处理输出F_A1、第一计时器输出F_S1、第二计时器输出F_S2，根据下述的表I的真值表，输出选择逻辑输出F_Ilselect。[表 I]
权利要求
1.一种控制系统，包括 主控制装置，该主控制装置基于输入信号来生成对被控制对象进行控制的输出； 副控制装置，该副控制装置对所述主控制装置的动作状态进行监视； 通信处理单元，该通信处理单元进行所述主控制装置和所述副控制装置之间的通信；以及 限制单元，该限制单元基于所述副控制装置进行的所述监视，对所述主控制装置的所述输出加以限制， 该控制系统的特征在于， 所述主控制装置具有 第一信号处理单元，该第一信号处理单元基于所述输入信号来生成第一信号，该第一信号用于所述输出的生成；以及 第二信号处理单元，该第二信号处理单元基于所述输入信号来生成与所述第一信号实质上等价的第二信号， 所述通信处理单元具有将所述第一信号和所述第二信号从所述主控制装置传输到所述副控制装置的功能， 所述副控制装置具有比较判定处理单元，该比较判定处理单元对从所述主控制装置经由所述通信处理单元而传输的所述第一信号和所述第二信号进行比较，在这些信号之间的偏差在规定值以上的状态持续第一规定时间以上时判定为异常， 所述限制单元构成为基于所述比较判定单元判定的所述异常，对所述主控制装置的所述输出施加规定限制。
2.一种控制系统,包括 主控制装置，该主控制装置基于输入信号来生成对被控制对象进行控制的输出； 副控制装置，该副控制装置对所述主控制装置的动作状态进行监视； 通信处理单元，该通信处理单元进行所述主控制装置和所述副控制装置之间的通信；以及 限制单元，该限制单元基于所述副控制装置进行的所述监视，对所述主控制装置的所述输出加以限制， 该控制系统的特征在于， 所述主控制装置具有 第一信号处理单元，该第一信号处理单元基于所述输入信号来生成第一信号，该第一信号用于所述输出信号的生成； 第二信号处理单元，该第二信号处理单元基于所述输入信号来生成与所述第一信号实质上等价的第二信号；以及 初始化处理单元，该初始化处理单元周期性地对所述第二信号进行初始化， 所述通信处理单元具有将所述第一信号和所述第二信号从所述主控制装置传输到所述副控制装置的功能， 所述副控制装置具有 比较判定处理单元，该比较判定处理单元对从所述主控制装置经由所述通信处理单元而传输的所述第一信号和所述第二信号进行比较，在这些信号之间的偏差在规定值以上的状态持续第一规定时间以上时判定为异常； 初始化判定处理单元，该初始化判定处理单元在所述第二信号未被所述初始化处理单元初始化的状态持续了第二规定时间以上时判定为异常；以及 异常判定单元，该异常判定单元在所述比较判定处理单元和所述初始化判定处理单元中的至少一个判定所述异常时，判定为异常， 所述限制单元构成为在所述异常判定单元判定出所述异常时，对所述主控制装置的所述输出施加规定限制。
3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于， 所述初始化处理单元构成为在所述通信处理单元进行所述传输后进行所述第二信号的初始化，所述第二信号处理单元的处理周期设定成比所述初始化处理单元的初始化周期要长。
4.一种电动动力转向控制装置,包括 主控制装置，该主控制装置生成对电动机进行控制的输出，该电动机生成与驾驶员的转向转矩相对应的转向辅助转矩； 副控制装置，该副控制装置对所述主控制装置的动作状态进行监视； 通信处理单元，该通信处理单元进行所述主控制装置和所述副控制装置之间的通信；以及 限制单元，该限制单元基于所述副控制装置进行的所述监视，对所述主控制装置的所述输出加以限制， 该电动动力转向控制装置的特征在于， 包括 转矩检测单元，该转矩检测单元对由驾驶员对车辆转向轴施加的转向转矩进行检测；以及 电动机电流检测单元，该电动机电流检测单元对流过所述电动机的电动机电流进行检测， 所述主控制装置包括 第一车速信号处理单元，该第一车速信号处理单元基于从车速传感器输入的车速信号来生成第一车速信号； 第二车速信号处理单元，该第二车速信号处理单元基于所述车速信号来生成与所述第一车速信号实质上等价的第二车速信号； 目标电流决定部，该目标电流决定部至少基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号来决定所述电动机的目标电流；以及 电动机电流控制部，该电动机电流控制部基于所述决定的目标电流来生成对所述电动机电流进行控制的输出， 所述通信处理单元具有将所述第一信号和所述第二信号从所述主控制装置传输到所述副控制装置的功能， 所述副控制装置包括 比较判定处理单元，该比较判定处理单元将从所述主控制装置经由通信处理单元传输来的所述第一车速信号和所述第二车速信号进行比较，当这些信号不一致的状态持续第一规定时间以上时，判定为异常； 车速判定单元，该车速判定单元在所述比较判定处理单元判定为异常时，判定为异常；以及 电动机电流异常判定单元，该电动机电流异常判定单元至少基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号和所述车速判定单元的判定结果，设定电流阈值，在所述检测出的电动机电流检测值超过所述电流阈值的状态持续第三规定时间以上时，判定为异常， 所述限制单元构成为在所述电动机电流异常判定单元判定出所述异常时，对所述电动机电流控制部的所述输出进行规定限制。
5.—种电动动力转向控制装置,包括 主控制装置，该主控制装置生成对电动机进行控制的输出，该电动机生成与驾驶员的转向转矩相对应的转向辅助转矩； 副控制装置，该副控制装置对所述主控制装置的动作状态进行监视； 通信处理单元，该通信处理单元进行所述主控制装置和所述副控制装置之间的通信；以及 限制单元，该限制单元基于所述副控制装置进行的所述监视，对所述主控制装置的所述输出加以限制， 该电动动力转向控制装置的特征在于， 包括 转矩检测单元，该转矩检测单元对由驾驶员对车辆转向轴施加的转向转矩进行检测；以及 电动机电流检测单元，该电动机电流检测单元对流过所述电动机的电动机电流进行检测， 所述主控制装置包括 第一车速信号处理单元，该第一车速信号处理单元基于从车速传感器输入的车速信号来生成第一车速信号； 第二车速信号处理单元，该第二车速信号处理单元基于所述车速信号来生成与所述第一车速信号实质上等价的第二车速信号； 目标电流决定部，该目标电流决定部至少基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号来决定所述电动机的目标电流； 电动机电流控制部，该电动机电流控制部基于所述决定的目标电流来生成对所述电动机电流进行控制的输出；以及 初始化处理单元，该初始化处理单元周期性地对所述第二车速信号进行初始化，所述通信处理单元具有将所述第一信号和所述第二信号从所述主控制装置传输到所述副控制装置的功能， 所述副控制装置包括 比较判定处理单元，该比较判定处理单元将从所述主控制装置经由通信处理单元传输来的所述第一车速信号和所述第二车速信号进行比较，当这些信号不一致的状态持续第一规定时间以上时，判定为异常； 初始化判定处理单元，该初始化判定处理单元在所述第二车速信号未被所述初始化处理单元初始化的状态持续第二规定时间以上时，判定为异常； 车速判定单元，该车速判定单元在所述比较判定处理单元和所述初始化判定处理单元中的至少一个判定为异常时，判定为异常；以及 电动机电流异常判定单元，该电动机电流异常判定单元至少基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号和所述车速判定单元的判定结果，设定电流阈值，在所述检测出的电动机电流超过所述电流阈值的状态持续第三规定时间以上时，判定为异常， 所述限制单元构成为在所述电动机电流异常判定单元判定出所述异常时，对所述电动机电流控制部的所述输出进行规定限制。
6.如权利要求4或5所述的电动动力转向控制装置，其特征在于， 所述电流阈值基于所述检测出的转向转矩和所述第一车速信号和由所述车速判定单元所进行的判定结果而被决定， 所述电流阈值设定为具有第一电流阈值和第二电流阈值，其中第一电流阈值是所述车速判定单元的判定结果为正常且所述第一车速信号小于规定值时的电流阈值，第二电流阈值是所述车速判定单元的判定结果为异常或所述第一车速信号在规定值以上时的电流阈值，所述第二电流阈值比所述第一电流阈值要小。
7.如权利要求4或5所述的电动动力转向控制装置,其特征在于,包括 自动停车控制单元，该自动停车控制单元输出自动停车控制电流和自动停车控制指示标记，该自动停车控制电流用于进行自动停车控制，该自动停车控制指示标记在使所述自动停车控制动作时成为开且使所述电动机停车控制停止时成为关；以及 电流加法单元，该电流加法单元将所述自动停车控制电流和所述电动机的目标电流相加以生成新目标电流， 所述电流阈值基于所述检测出的转向转矩、所述第一车速信号、由所述车速判定单元所进行的判定结果、及所述自动停车控制指示标记而被决定， 所述电流阈值设定为具有第一电流阈值和第二电流阈值，其中第一电流阈值是所述车速判定单元的判定结果为正常且所述第一车速信号小于规定值且所述自动停车控制指示标记开时的电流阈值，第二电流阈值是所述车速判定单元的判定结果为异常或第一车速信号在规定值以上或所述自动停车控制指示标记关时的电流阈值，所述第二电流阈值比所述第一电流阈值要小。
全文摘要
本发明提供一种具备如下副控制装置的控制系统，该副控制装置上无需设置有LAN通信电路，能以廉价的结构来监视主控制装置，主控制装置具有第一信号处理单元，该第一信号处理单元基于输入信号来生成输出的生成所使用的第一信号；以及第二信号处理单元，该第二信号处理单元基于所述输入信号来生成与所述第一信号实质上等价的第二信号，通信处理单元具有将第一信号和第二信号从主控制装置传输到副控制装置的功能，副控制装置具有比较判定处理单元，该比较判定处理单元对从主控制装置传输的第一信号和第二信号进行比较，在这些信号之间的偏差在规定值以上的状态持续第一规定时间以上时判定为异常，限制单元构成为基于比较判定单元判定的所述异常，对主控制装置的输出施加规定限制。
文档编号B62D5/04GK102917940SQ20108006713
公开日2013年2月6日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者岩元庆介, 高塚有史 申请人:三菱电机株式会社