WO2019198407A1 - 電子制御装置及びその診断方法 - Google Patents
電子制御装置及びその診断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2019198407A1 WO2019198407A1 PCT/JP2019/010205 JP2019010205W WO2019198407A1 WO 2019198407 A1 WO2019198407 A1 WO 2019198407A1 JP 2019010205 W JP2019010205 W JP 2019010205W WO 2019198407 A1 WO2019198407 A1 WO 2019198407A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- current
- ground
- connector
- voltage conversion
- inverter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D15/00—Steering not otherwise provided for
- B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
- B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
- B62D5/0484—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures for reaction to failures, e.g. limp home
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
- H02P29/028—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the motor continuing operation despite the fault condition, e.g. eliminating, compensating for or remedying the fault
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
- H02P25/22—Multiple windings; Windings for more than three phases
Definitions
- the present invention relates to a redundantly configured electronic control device and a diagnosis method thereof.
- the electronic control device for vehicles is required to have high safety and reliability, and a system is built with redundancy so that control can be continued even if a failure or failure occurs.
- EPS Electrical Power Steering
- sudden loss of assist becomes a problem as the vehicle becomes larger and lane keep assist is adopted. Therefore, for example, in Patent Document 1, two motor drive circuits are formed, and an electric motor wound with two sets of multiphase motor windings is controlled for each system, so that even if one system fails, the other The steering force assist can be continued by driving the electric motor in this system.
- the current capacity of each power connector and harness should be half that of one system. Is desirable in terms of cost and size.
- the ground of the control circuit is made common, if one of the ground connectors fails to open, the current capacity of the other ground system may be exceeded. That is, when the currents of the two drive circuits are concentrated on the normal system ground connector and the ground harness, the contacts may be overheated, which may cause a so-called joint failure. Thus, if the two drive circuits cannot be energized at the same time, a “sudden loss of assist” occurs.
- the present invention has been made in view of the circumstances as described above.
- the purpose of the present invention is to provide a ground connector in a system in which a power system, a drive system, and a control system are made redundant and a ground of the control system is shared.
- Another object of the present invention is to provide an electronic control device capable of continuing drive control of an electric motor with a normal system and a diagnostic method thereof when a ground harness is abnormal.
- the electronic control device of the present invention is connected to the first power connector and the first ground connector, the second power connector and the second ground connector, and the first power connector and the first ground connector.
- a first inverter that energizes and drives the first winding set of the electric motor, and is connected to the second power supply connector and the second ground connector, and is energized and driven by the second winding set of the electric motor. Operates with the first inverter and the first and second internal power supply voltages generated from the external power supply voltages applied to the first inverter, the first power connector, the first ground connector, the second power connector and the second ground connector, respectively.
- the first and second control circuits for controlling the first and second inverters, the ground of the first inverter, and the first and second controls, respectively.
- a first current-voltage conversion element provided between a common ground of the path and detecting an abnormal state of the first ground connector; a ground of the second inverter; and a common of the first and second control circuits And a second current-voltage conversion element provided between the ground and detecting an abnormal state of the second ground connector.
- a first power connector and a first ground connector, a second power connector and a second ground connector, the first power connector and the first power connector a first inverter connected to the ground connector and energized to drive the first winding set of the electric motor, connected to the second power connector and the second ground connector, and connected to the second winding set of the electric motor.
- a second inverter that is driven by energization, and first and second generated from external power supply voltages applied to the first power connector, the first ground connector, the second power connector, and the second ground connector, respectively.
- First and second control circuits that operate with an internal power supply voltage and control the first and second inverters, respectively, and ground and front of the first inverter
- a first current-voltage conversion element provided between a common ground of the first and second control circuits for detecting an abnormal state of the first ground connector; a ground of the second inverter; and the first
- the first and second ground connectors in an electronic control device provided between a common ground of the second control circuit and a second current-voltage conversion element for detecting an abnormal state of the second ground connector.
- a method of diagnosing wherein the output voltages of the first and second current-voltage conversion elements are input to the first and second control circuits, respectively, and the first and second control circuits respectively include the first and second control circuits. And determining whether the second ground connector is in an abnormal state.
- the first or second control circuit detects the abnormal state of the first or second ground connector based on the current flowing through the first or second current-voltage conversion element.
- the ground harness is broken or abnormal, drive control of the electric motor can be continued with a normal system.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering system to which an electronic control device of the present invention is applied.
- 1 is a circuit diagram of an electronic control device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of first and second inverters and an electric motor in the electronic control device shown in FIG. 2.
- FIG. 3 is a circuit diagram showing a flow of current from first and second power supplies when the electronic control device shown in FIG. 2 is normal.
- FIG. 3 is a circuit diagram showing a flow of current from first and second power sources when a GND connector is opened in the electronic control device shown in FIG. 2.
- It is a perspective view which shows the structural example of the connector part in the electronic control apparatus shown in FIG.
- It is a perspective view which shows the other structural example of the connector part in the electronic control apparatus shown in FIG.
- FIG. 1 shows a schematic configuration of an electric power steering (EPS) system 100 to which an electronic control device of the present invention is applied.
- the EPS system 100 includes a steering wheel 10, a steering angle sensor 11, a steering torque sensor 12, an electric motor 13 for assisting steering force, an ECU 14 for EPS control, a vehicle position detection sensor 15, an automatic operation controller 16, and a power source (battery) 17a. , 17b and the like.
- a steering angle sensor 11, a steering torque sensor 12, an electric motor 13, and a speed reducer 20 are provided in a steering column 19 that includes the steering shaft 18.
- the steering torque generated in the steering shaft 18 is detected by the steering torque sensor 12, and the electric motor 13 is operated by the EPS control ECU 14 based on the detected torque value and the vehicle speed signal. Is driven to generate a steering force corresponding to the traveling state of the vehicle to assist.
- the rack shaft 22 moves horizontally to the left and right in the advancing direction, whereby the steering operation is transmitted to the wheels (steered wheels) 23, 23. Change direction.
- the vehicle position detection sensor 15 such as a camera
- an automatic driving request and a steering angle command are sent from the automatic driving controller 16 to the EPS control ECU 14 based on the position information.
- the EPS control ECU 14 calculates the turning amount based on the steering angle detection value detected by the steering angle sensor 11, the torque detection value of the steering shaft 18 detected by the steering torque sensor 12, and the like.
- the steering wheel 10 is operated via the speed reducer 20 so as to approach the steering angle commanded by the automatic operation controller 16.
- FIG. 2 shows an electronic control device according to an embodiment of the present invention.
- This electronic control device corresponds to the EPS control ECU 14 in the EPS system 100 of FIG.
- the housing 30 of the EPS control ECU 14 houses the first and second inverters 31a and 31b, the first and second control circuits 32a and 32b, the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b, and the like. ing.
- the housing 30 is provided with a first power connector 33a, a first ground connector (referred to as a first GND connector) 34a, a second power connector 33b, and a second ground connector (referred to as a second GND connector) 34b.
- the first power connector 33a and the first GND connector 34a are supplied with electric power from the first power source 17a through a first power harness 35a and a first ground harness (referred to as a first GND harness) 36a.
- Electric power is supplied to the second power connector 33b and the second GND connector 34b from the second power source 17b through a second power harness 35b and a second ground harness (referred to as a second GND harness) 36b, respectively.
- a power supply relay 38a is connected to the first power supply connector 33a through a power supply line 37a, and a power supply input section (positive electrode side) of the first control circuit 32a is connected.
- the power supply relay 38a controls supply and interruption of power from the first power supply 17a to the first inverter 31a based on the output signal of the first control circuit 32a.
- One end of a first shunt resistor 39a that detects a phase current flowing through the first winding group in the electric motor 13 is connected to the ground terminal (negative electrode side) of the first inverter 31a.
- the other end of the first shunt resistor 39a is connected to the first GND connector 34a via the GND line 40a.
- One end of the first current-voltage conversion element 41a is connected to the first shunt resistor 39a and the first GND connector 34a via the GND line 40a, and the other end is connected to the negative side of the first control circuit 32a (second control circuit 32b). And common ground).
- the power supply relay 38b is connected to the second power supply connector 33b through the power supply line 37b, and the power input portion of the second control circuit 32b is connected.
- the power supply relay 38b controls supply and interruption of electric power from the second power supply 17b to the second inverter 31b based on the output signal of the second control circuit 32b.
- One end of a second shunt resistor 39b that detects a phase current flowing through the second winding set in the electric motor 13 is connected to the ground terminal of the second inverter 31b.
- the other end of the second shunt resistor 39b is connected to the second GND connector 34b via the GND line 40b.
- One end of the second current-voltage conversion element 41b is connected to the second shunt resistor 39b and the second GND connector 34b via the GND line 40b, and the other end is connected to the negative side of the second control circuit 32b (the first control circuit 32a). And common ground).
- the first control circuit 32a controls the first inverter 31a, and includes a microcomputer 42a, a drive circuit 43a, a power supply circuit 44a, a current detection circuit 45a, a diode Da, and the like.
- the second control circuit 32b controls the second inverter 31b, and includes a microcomputer 42b, a drive circuit 43b, a power supply circuit 44b, a current detection circuit 45b, a diode Db, and the like.
- the microcomputers 42a and 42b communicate with each other to share information on failure and abnormality of not only the own system but also other systems.
- the drive circuits 43a and 43b are respectively controlled by supplying PWM (Pulse Width Modulation) signals to the first and second winding sets of the electric motor 13 under the control of the microcomputers 42a and 42b.
- the current detection circuits 45a and 45b have a relatively simple configuration, and detect current (current amount or current direction) directly using the current-voltage conversion elements 41a and 41b without using an amplifier circuit or a buffer circuit. It is supposed to be.
- a power supply voltage is applied to the power supply circuit 44a from the first power supply 17a via the diode Da to generate a first internal power supply voltage of, for example, 5V and supply it to the microcomputer 42a, the drive circuit 43a, and the current detection circuit 45a, respectively.
- the current detection circuit 45a includes an NPN transistor Tra and resistors R2a and R3a.
- the resistor R2a is connected between the collector of the NPN transistor Tra and the internal power supply Va, and the base is connected to the digital output terminal DO of the microcomputer 42a.
- One end of the resistor R3a is connected to the analog input terminal AD of the microcomputer 42a, and is connected to the emitter of the NPN transistor Tra, and the other end is connected to one end of the first current-voltage conversion element 41a.
- a current path from one end of the first current-voltage conversion element 41a to the analog input terminal AD of the microcomputer 42a via the resistor R3a transmits the voltage of the first current-voltage conversion element 41a to the microcomputer 42a. Acts as the first transmission line.
- the current detection circuit 45a has a function as a first potential setting unit that changes the potential of the first transmission line under the control of the microcomputer 42a. That is, the NPN transistor Tra is set to an off state during normal operation and an on state during diagnosis under the control of the microcomputer 42a. For example, the NPN transistor Tra is turned on when the vehicle (EPS control ECU 14) is started. When the NPN transistor Tra is turned on, a current flows from the internal power supply Va to the common ground via the resistor R2a, the NPN transistor Tra, the resistor R3a, and the resistor R1a. The voltage at one end of the resistor R3a at this time is input to the microcomputer 42a and converted into digital data.
- the microcomputer 42a is configured to change the level of the current detection signal input from the current-voltage conversion element 41a to the analog input terminal AD by controlling the NPN transistor Tra. Then, when the level of the current detection signal is changed by the microcomputer 42a, it is confirmed whether or not it is within a predetermined range (intermediate potential), and when it deviates, the two-system integrated arithmetic value of the current flowing to the inverters 31a and 31b is obtained. Reduce.
- a power supply voltage is applied to the power supply circuit 44b from the second power supply 17b via the diode Db, and for example, a second internal power supply voltage of 5V is generated, and is supplied to the microcomputer 42b, the drive circuit 43b, and the current detection circuit 45b. Supply.
- the current detection circuit 45b includes an NPN transistor Trb and resistors R2b and R3b.
- the resistor R1b is connected between the collector of the NPN transistor Trb and the internal power supply Vb, and the base is connected to the digital output terminal DO of the microcomputer 42b.
- One end of the resistor R3b is connected to the analog input terminal AD of the microcomputer 42b, and is connected to the emitter of the NPN transistor Trb, and the other end is connected to one end of the second current-voltage conversion element 41b.
- a current path from one end of the second current-voltage conversion element 41b to the analog input terminal AD of the microcomputer 42b via the resistor R3b transmits the voltage of the second current-voltage conversion element 41b to the microcomputer 42b. 2 Work as a transmission line.
- the current detection circuit 45b has a function as a second potential setting unit that sets the potential of the second transmission line under the control of the microcomputer 42b. That is, the NPN transistor Trb is set to an off state during normal operation and an on state during diagnosis under the control of the microcomputer 42b. For example, the NPN transistor Trb is turned on when the vehicle (EPS control ECU 14) is started. When the NPN transistor Trb is turned on, a current flows from the internal power supply Vb to the common ground via the resistor R2b, the NPN transistor Trb, the resistor R3b, and the resistor R1b. The voltage at one end of the resistor R3b at this time is input to the microcomputer 42b and converted into digital data.
- the microcomputer 42b is configured to change the level of the current detection signal input from the current-voltage conversion element 41b to the analog input terminal AD by controlling the NPN transistor Trb. Then, when the level of the current detection signal is changed by the microcomputer 42b, it is confirmed whether or not it is within a predetermined range (intermediate potential), and when it deviates, the two-system integrated arithmetic value of the current supplied to the inverters 31a and 31b is obtained. Reduce.
- the potential difference between the ground of the inverters 31a and 31b and the common ground of the control circuits 32a and 32b is preferably 0.3 V or less.
- the resistance value of the current-voltage conversion elements 41a and 41b (resistors R1a and R1b) is 0.1 ⁇ , and the resistance values of the resistors R2a and R3a are 10 k ⁇ , the current-voltage
- the circuit current flowing through the conversion elements 41a and 41b is 1A, and a voltage of 0.1V is generated. Therefore, the threshold value for abnormality determination is greater than 0V, and the resistance value of the current-voltage conversion elements 41a and 41b is 0.1 ⁇ , whereas the threshold value is 1V. Abnormality judgment becomes possible by flowing.
- the input voltage to the current detection circuits 45a and 45b is 0.3V or less. Since the withstand voltage (forward voltage of the ESD protection diode) of the current detection circuits 45a and 45b and the common-mode input voltage are often 0.3V or less, malfunctions and destruction are suppressed by setting the input voltage to 0.3V or less. it can. Further, by providing the resistors R1a and R1b, it is possible to compensate for the floating of the ground potential.
- the first current-voltage conversion element 41a is provided between the first GND connector 34a and the common ground of the first and second control circuits 32a and 32b, and detects a ground current.
- the second current-voltage conversion element 41b is provided between the second GND connector 34b and the common ground of the first and second control circuits 32a and 32b, and detects a ground current.
- the first current-voltage conversion element 41a includes a resistor R1a and a capacitor C1a connected in parallel
- the second current-voltage conversion element 41b includes a resistor R1b and a capacitor C1b connected in parallel. Is done.
- Resistors R1a and R1b convert the detected ground current into a voltage.
- the capacitors C1a and C1b function to suppress the generation of a transient potential difference between the grounds of the inverters 31a and 31b and the common ground of the control circuits 32a and 32b, and may be provided as necessary.
- FIG. 3 shows a configuration example of the first and second inverters 31a and 31b and the electric motor 13 in the electronic control device shown in FIG.
- the electric motor 13 that assists the steering force is a three-phase motor, which is a first phase U-phase coil Ua, V-phase coil Va, and W-phase coil Wa (first winding set 13a);
- a U-phase coil Ub, a V-phase coil Vb, and a W-phase coil Wb (second winding set 13b) of the second system are provided, each of which can be individually driven by the first inverter 31a and the second inverter 31b.
- the first and second inverters 31 a and 31 b are driven by energizing the corresponding winding sets of the electric motor 13.
- the first inverter 31a includes three sets of switch elements that drive the U-phase, V-phase, and W-phase coils Ua, Va, Wa of the electric motor 13 for each phase via the drive lines DUa, DVa, DWa, respectively.
- the second inverter 31b includes three sets of switch elements that drive the U-phase, V-phase, and W-phase coils Ub, Vb, Wb of the electric motor 13 for each phase via the drive lines DUb, DVb, DWb, respectively. Is a three-phase bridge circuit configuration.
- each switch element of the first inverter 31a is composed of N-channel MOSFETs 51 to 56
- each switch element of the second inverter 31b is composed of N-channel MOSFETs 61 to 66.
- the MOSFETs 51 and 52 in the first inverter 31a have a drain and a source connected in series between one end of the power relay 38a and the first shunt resistor 39a, and one end of the drive line DUa is connected to a common connection point.
- the drain and source are connected in series between one end of the power relay 38a and the first shunt resistor 39a, and one end of the drive line DVa is connected to a common connection point.
- the MOSFETs 55 and 56 have a drain and a source connected in series between one end of the power supply relay 38a and the first shunt resistor 39a, and one end of the drive line DWa is connected to a common connection point.
- the diodes D11 to D16 connected in the forward direction between the source and drain in the MOSFETs 51 to 56 are parasitic diodes.
- the MOSFETs 61 and 62 in the second inverter 31b are connected in series between the drain and source between one end of the power relay 38b and the second shunt resistor 39b, and one end of the drive line DUb is connected to a common connection point.
- the MOSFETs 63 and 64 the drain and the source are connected in series between one ends of the power supply relay 38b and the second shunt resistor 39b, and one end of the drive line DVb is connected to a common connection point.
- the MOSFETs 65 and 66 have a drain and a source connected in series between one end of the power supply relay 38b and the second shunt resistor 39b, and one end of the drive line DWb is connected to a common connection point.
- the diodes D21 to D22 connected in the forward direction between the source and drain in the MOSFETs 61 to 66 are parasitic diodes.
- the microcomputers 42a and 42b detect abnormal states of the first and second GND connectors 34a and 34b based on the energization directions of the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b, respectively. .
- the first power supply harness 35a, the first power supply connector 33a, the power supply line 37a, the power supply relay 38a, the first inverter 31a, and the first shunt resistor 39a are connected from the positive electrode of the first power supply 17a.
- a large current flows to the negative electrode of the first power supply 17a through the GND line 40a, the first GND connector 34a, and the first GND harness 36a.
- the second GND harness 36b is disconnected from the second GND connector 34b and is in an open state, for example, as indicated by a cross in FIG.
- the current flowing from the positive electrode of the second power supply 17b to the second power supply harness 35b, the second power supply connector 33b, the power supply line 37b, the power supply relay 38b, the second inverter 31b, and the second shunt resistor 39b is GND.
- the first power supply harness 35a, the first power supply connector 33a, the power supply line 37a, the power supply relay 38a, the first inverter 31a, the first shunt resistor 39a A large current flows to the negative electrode of the first power supply 17a via the GND line 40a, the second GND connector 34a, and the first GND harness 36a.
- a minute current flows to the negative electrode of the first power supply 17a through the harness 36a.
- the microcomputer 42a can detect the open state of the first GND connector 34a when the energization direction of the first current-voltage conversion element 41a is reversed, and the microcomputer 42b can detect the energization direction of the second current-voltage conversion element 41b. Can be detected when the second GND connector 34b is open.
- the microcomputer 42a When the microcomputer 42a detects the open state of the first GND connector 34a, the microcomputer 42a reduces or stops the current supplied to the first winding set 13a of the electric motor 13 by the first inverter 31a.
- the microcomputer 42b detects the open state of the second GND connector 34b, the microcomputer 42b reduces or stops the current supplied to the second winding set 13b of the electric motor 13 by the second inverter 31b. Since the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b cannot detect a negative current, the first and second microcomputers 42a and 42b detect 0 V. By determining whether the voltage is 0 V, the reverse of the energization direction can be detected.
- the determination of the abnormal state is not limited to the direction of the current flowing through the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b, and can be detected by various methods. For example, when the current value based on the voltage detected by the first or second current-voltage conversion element 41a or 41b by the first or second microcomputer 42a or 42b exceeds a predetermined value or exceeds a predetermined range. Then, it is determined that the first or second GND connector 34a or 34b of the own system is in an abnormal state.
- the first or second GND connector of the own system may be determined. In this determination, the time of the duration or the count value of the counter is used, and the connector rating is taken into consideration, and setting is made so as not to burn or damage before the abnormality determination.
- the first or second winding set 13a of the electric motor 13 is detected from the first or second inverter 31a or 31b that has detected the open state. Alternatively, the current supplied to 13b is stopped. If the other system inverter is not energized, there is no risk of exceeding the connector rating even if the current system inverter is energized.
- the current supplied from the first inverter 31a to the first winding set 13a of the electric motor 13 is reduced or stopped.
- the current supplied from the second inverter 31b to the second winding set 13b of the electric motor 13 is reduced or stopped.
- the first microcomputer 42a and the second microcomputer 42b perform communication between microcomputers, the current supplied from the first inverter 31a to the first winding set of the electric motor 13, and the second inverter 31b from the first motor 13 of the electric motor 13.
- the output currents of the first and second inverters 31a and 31b may be reduced so that the sum of the currents supplied to the two-winding group is within the rated current.
- the abnormality determination threshold value can be changed according to the current of the own system and the current (or target current) of the other system. If only one system is energized, a voltage drop occurs in the GND harness only in that system, and thus current wraparound to another system occurs via the current-voltage conversion elements 41a and 41b. Therefore, misdiagnosis can be prevented by changing the abnormality determination threshold.
- FIG. 6 shows a configuration example of the connector portion in the EPS control ECU 14 shown in FIG.
- the EPS control ECU 14 is mounted on a printed circuit board (PCB: Printed Circuit Circuit Board) 70.
- a common ground pattern layer 32G of the first and second control circuits 32a and 32b is provided on the element mounting surface of the printed circuit board 70.
- the ground pattern layer of the first inverter 31a is sandwiched by the common ground pattern layer 32G. 31aG and the ground pattern 31bG of the second inverter 31b are formed.
- a projection (junction point) 71 is formed at a position corresponding to the GND connector portion 34, and island-shaped pattern layers 72a and 72b are arranged with the projection 71 interposed therebetween.
- the resistance layer 75a (resistor R1a) that functions as the first current-voltage conversion element 41a is formed so as to straddle the island-shaped pattern layer 72a and the protrusion 71, and the resistance that functions as the second current-voltage conversion element 41b.
- the layer 75b (resistor R1b) is formed so as to straddle the island-shaped pattern layer 72b and the protrusion 71.
- the protrusion 71 is used as a wiring having a pattern thicker (wider) than the width of the resistance layer 75a and the resistance layer 75b itself.
- the metal plates 73a and 73b are bent from the printed circuit board 70 in a stepped manner, and are erected from the element mounting surface so that the tip portions function as the GND connectors 34a and 34b.
- the base portions of the metal plates 73a and 73b are electrically connected to the ground pattern layers 31aG and 31bG, respectively, and the intermediate portions are electrically connected to the island-shaped pattern layers 72a and 72b via the support members 74a and 74b, respectively.
- the first and second GND harnesses 36a and 36b having connector parts having shapes corresponding to the first GND harness 36a and the second GND harness 36b are provided at the tip portions (first and second GND connectors 34a and 34b) of the metal plates 73a and 73b. It is inserted in the direction of arrows AA1 and AA2.
- the pattern (projection 71) between the resistance layer 75a and the resistance layer 75b is used as a wiring having a pattern thicker than the width of the resistance layer 75a and the resistance layer 75b itself.
- the common ground pattern layer 32G of the first and second control circuits 32a and 32b is downstream from the junction 71 of the first and second GND lines 40a and 40b from the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b. Is arranged.
- a failure or failure it is possible to suppress the earth current of the inverters 31a and 31b from being supplied to the ground of the control circuits 32a and 32b.
- FIG. 7 shows another configuration example of the connector portion in the EPS control ECU 14 shown in FIG.
- the solid ground layer 76 may be formed on the back surface of the printed circuit board 70.
- the common ground pattern layer 32G and the solid ground layer 76 are electrically connected via a plurality of through holes 77 formed in the pattern (projection 71) between the resistance layer 75a and the resistance layer 75b of the printed circuit board 70. Connected.
- the solid ground layer 76 is connected through the through hole 77 formed in the printed circuit board 70, and the through hole 77 is connected to the resistance layers (first and second current-voltage conversion elements) 75a and 75b.
- These resistance layers 75a and 75b are disposed at a distance shorter than the length of the resistance layers 75a and 75b themselves. According to such a configuration, the impedance between the grounds of the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b and the first and second control circuits 32a and 32b can be reduced.
- the first or second control circuit detects an abnormal state of the first or second GND connector based on the energization direction of the first or second current-voltage conversion element. Therefore, the drive control of the electric motor can be continued in a normal system when the GND connector or the GND harness is broken or abnormal. Therefore, in a system in which the power supply system, the drive system, and the control system are made redundant and the ground of the control system is shared, electronic control that can continue the drive control of the electric motor in the normal system when the GND connector or the GND harness is abnormal An apparatus and a diagnostic method thereof can be provided.
- the electronic control device is an EPS control ECU
- the present invention is not limited to the EPS control and can be applied to various devices, devices, and systems.
- the case where the first and second current-voltage conversion elements are resistors has been described as an example, but the current or voltage between the first and second GND connectors and the ground of the first and second control circuits is described.
- a resistor For example, the same effect can be obtained by using the resistance value of the conductive member without providing the resistors of the first and second current-voltage conversion elements.
- a current detection element or a voltage detection element can be used instead of the current-voltage conversion element.
- each of the first and second current-voltage conversion elements is one resistor
- a plurality of resistors may be connected in series. In this case, even if one of the resistors is short-circuited, an abnormality or failure can be detected by the other resistor.
- the current is detected by the first and second current-voltage conversion elements, it is detected by converting it to a voltage, but the current value may be directly measured.
- an amplification circuit or a buffer circuit may be provided for amplification. Absent.
- first power is supplied from the first power supply 17a to the first power supply connector 33a and the first GND connector 34a via the first power supply harness 35a and the first GND harness 36a, respectively, and the second power supply harness 35b and the second GND are supplied from the second power supply 17b.
- the first and second power harnesses 35a and 35b and the first and second GND harnesses 36a are supplied from a single power source. , 36b, respectively, and can be similarly applied to a configuration for supplying power to the first and second power supply connectors 33a, 33b and the first and second GND connectors 34a, 34b.
- the electronic control device includes a first power connector 33a and a first ground connector 34a, a second power connector 33b and a second ground connector 34b, and the first power connector 33a and the first ground connector 34a. Is connected to the first inverter 31a that is energized and driven by the first winding set 13a of the electric motor 13, and the second power connector 33b and the second ground connector 34b. A second inverter 31b that is driven by energizing the winding set 13b, and an external power source applied to the first power connector 33a and the first ground connector 34a, the second power connector 33b, and the second ground connector 34b, respectively.
- First and second control circuits 32a and 32b for controlling the data 31a and 31b, respectively, and a ground of the first inverter 31a and a common ground of the first and second control circuits 32a and 32b.
- first current-voltage conversion element 41a for detecting an abnormal state of the first ground connector 34a
- second current-voltage conversion element 41b for detecting an abnormal state of the second ground connector 34b.
- the output voltage of the first current-voltage conversion element is input to the first control circuit, the first control circuit determines whether or not the first ground connector is in an abnormal state, and the first An output voltage of a two-current-voltage conversion element is input to the second control circuit, and the second control circuit determines whether or not the second ground connector is in an abnormal state.
- the electronic control device includes a first power connector 33a and a first ground connector 34a connected to the first power source 17a, and a second power connector 33b and a second power connector 33b connected to the second power source 17b.
- the first and second internal power supply voltages Va and Vb operate to control the first and second inverters 31a and 31b, respectively.
- a first current-voltage conversion element 41a provided between the control circuits 32a and 32b, the ground of the first inverter 31a and the common ground of the first and second control circuits 32a and 32b, and the second inverter.
- a second current-voltage conversion element 41b provided between the ground 31b and the common ground of the first and second control circuits 32a and 32b, and the first and second control circuits 32a and 32b.
- the abnormal state of the first and second ground connectors 34a and 34b is detected based on the amount of current flowing through the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b.
- the first ground connector 34a the ground of the first inverter 31a, the common ground of the first control circuit 32a, and the first ground for commonly connecting the first current-voltage conversion element 41a.
- a second ground line 40b that commonly connects the second ground connector 34b, the ground of the second inverter 31b, the common ground of the second control circuit 32b, and the second current-voltage conversion element 41b.
- the first control circuit 32a detects an open state of the first ground connector 34a when the energization direction of the first current-voltage conversion element 41a is reversed, and the second control circuit 32b When the energization direction of the second current-voltage conversion element 41b is reversed, the second ground connector 34b Detecting the open state, characterized in that.
- the first transmission line that transmits the output voltage of the first current-voltage conversion element 41a to the first control circuit 32a, and the output voltage of the second current-voltage conversion element 41b are the first voltage.
- a first potential setting unit that changes the potential of the first transmission line is provided.
- the first control circuit 32a supplies the first winding set 13a of the electric motor 13 from the first inverter 31a when the open state of the first ground connector 34a is detected.
- the current is reduced or stopped
- the second control circuit 32b supplies the second winding 31b of the electric motor 13 from the second inverter 31b when detecting the open state of the second ground connector 34b. The current is reduced or stopped.
- the first control circuit 32a is configured to apply PWM (Pulse Width Modulation) to the first microcomputer 42a and the first winding set 13a of the electric motor 13 under the control of the first microcomputer 42a.
- the second control circuit 32b includes a second microcomputer 42b and a second winding set 13b of the electric motor 13 under the control of the second microcomputer 42b.
- a second drive circuit 43b for supplying a PWM signal, and communicates between the first and second microcomputers 42a and 42b to perform drive control and abnormality diagnosis of the electric motor 13. .
- the first control circuit 32a generates a first internal power supply voltage from the voltage of the first power supply 17a and supplies the first internal power supply voltage to the first microcomputer 42a and the first drive circuit 43a.
- the second control circuit 32b generates a second internal power supply voltage from the voltage of the second power supply 17b and supplies the second internal power supply voltage to the second microcomputer 42b and the second drive circuit 43b.
- a second power supply circuit 44b is further provided.
- the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b convert the detected currents into voltages and supply them to the first and second control circuits 32a and 32b, respectively.
- the first current-voltage conversion element 41a is a first resistor R1a
- the second current-voltage conversion element 41b is a second resistor R1b
- the first and second resistors The voltage across the resistors R1a and R1b is supplied to the first and second control circuits 32a and 32b, respectively.
- the electronic device further includes a first capacitor C1a connected in parallel with the first current-voltage conversion element 41a, and a second capacitor C1b connected in parallel with the second current-voltage conversion element 41b. It is characterized by that. According to the above configuration, generation of a transient potential difference between the grounds of the first and second inverters 31a and 31b and the grounds of the first and second control circuits 32a and 32b can be suppressed.
- a first shunt resistor 39a for detecting the supply current to the first inverter 31a, and a second shunt resistor 39b for detecting the supply current to the second inverter 31b, Is further provided.
- a first shunt resistor 39a provided between the first inverter 31a and the first ground connector 34a and detecting a phase current flowing through the first winding set 13a in the electric motor 13;
- a second shunt resistor 39b provided between the second inverter 31b and the second ground connector 34b and detecting a phase current flowing through the second winding set 13b in the electric motor 13;
- the current-voltage conversion element 41a has one end connected to the first ground connector 34a side of the first shunt resistor 39a, the other end connected to the common ground, and the second current-voltage conversion element 41b has one end Is connected to the second ground connector 34b side of the second shunt resistor 39b, and the other end is connected to the common ground.
- the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b are disposed on a substrate 70 on which the first and second control circuits 32a and 32b are mounted, and the first current-voltage conversion element is installed.
- the conversion element 41a and the second current-voltage conversion element 41b are connected by a wiring (projection 71) having a pattern thicker than the width of the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b itself. It is characterized by. According to the above configuration, when a failure or failure occurs, it is possible to suppress the occurrence of disconnection due to the ground current flowing from the first or second inverter 31a or 31b.
- the common ground of the first and second control circuits 32a and 32b is the first and second ground lines 40a and 40b from the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b. It arrange
- the first printed circuit board 70 on which the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b are mounted on the element mounting surface, and the back surface of the first printed circuit board 70 are stacked, And a second printed circuit board on which a solid ground layer 76 is formed.
- the solid ground layer is connected to the first and second current-voltage conversion elements 41a, 41 through the through holes 77 formed in the first printed circuit board.
- 41 b is connected to one end of the terminal 41 b, and the through-hole 77 is disposed at a distance shorter than the length of the current-voltage conversion elements 41 a, 41 b itself with respect to the first and second current-voltage conversion elements 41 a, 41 b. It is characterized by. According to the above configuration, the impedance between the first current-voltage conversion element 41a and the ground of the first control circuit 32a and between the second current-voltage conversion element 41b and the ground of the second control circuit 32b can be reduced.
- the electric motor 13 is connected to the first inverter 31a connected to the ground connector 34a and energized to drive the first winding set 13a of the electric motor 13, and the second power connector 33b and the second ground connector 34b.
- the second inverter 31b that is driven by energizing the second winding set 13b, the first power connector 33a and the first ground connector 34a, the second power connector 33b, and the second ground connector 34b.
- first and second control circuits 32a and 32b for controlling the second inverters 31a and 31b, respectively, and a ground of the first inverter 31a and a common ground of the first and second control circuits 32a and 32b.
- first current-voltage conversion element 41a for detecting an abnormal state of the first ground connector 34a
- the ground of the second inverter 31b and the common ground of the first and second control circuits 32a and 32b.
- the first and second ground connectors 34a and 34b are diagnosed in an electronic control device provided with a second current-voltage conversion element 41b for detecting an abnormal state of the second ground connector 34b.
- the output voltages of the first and second current-voltage conversion elements 41a and 41b are sent to the first and second control circuits 32a and 32b, respectively.
- a step of force, the first, second control circuit 32a, the respectively 32b first, second ground connector 34a, 34b is characterized by comprising a step of determining whether an abnormal condition.
- the abnormal state of the first or second ground connector 34a or 34b in the first or second control circuit 32a or 32b based on the current flowing through the first or second current-voltage conversion element 41a or 41b. Therefore, when the ground connectors 34a and 34b or the ground harnesses 36a and 36b are broken or abnormal, the drive control of the electric motor 13 can be continued with a normal system.
- the first or second control circuit 32a or 32b causes the first or second ground connector 34a to be based on the energization direction of the first or second current-voltage conversion element 41a or 41b. Or a step of determining the abnormal state 34b.
- the step of determining whether or not the abnormal state is present includes the current detected by the first or second current-voltage conversion element 41a or 41b by the first or second control circuit 32a or 32b. When the value exceeds a predetermined value, it is a step of determining an abnormal state of the first or second ground connector 34a or 34b.
- the step of determining whether or not the abnormal state is present includes the current detected by the first or second current-voltage conversion element 41a or 41b by the first or second control circuit 32a or 32b. It is a step of determining that the first or second ground connector 34a or 34b is in an abnormal state when the frequency of the value exceeding a predetermined value is high.
- the current can be limited in consideration of the ratings of the first and second ground connectors 34a and 34b according to the duration and the number of times exceeding a predetermined value, so that it can be set so as not to be broken before an abnormality is determined.
- the step of determining whether or not the abnormal state is present is performed by the first or second control circuit 32a or 32b in the direction of energization of the first or second current-voltage conversion element 41a or 41b. It is a step of judging that the first or second ground connector 34a or 34b is in an open state when reverse rotation is detected.
- the first or second inverter 31a or 31b that has detected the open state is used for the first of the electric motor 13.
- the method further comprises the step of reducing or stopping the current supplied to the first or second winding set 13a or 13b. According to the above method, when the open detection function of the first or second ground connector 34a or 34b is lost, the current supplied to the first or second inverter 31a or 31b can be reduced or stopped to continue the assist.
- the first inverter 31a when the open state of the first ground connector 34a is detected and the normal state of the second ground connector 34b is detected, the first inverter 31a causes the first of the electric motor 13 to be detected.
- the second inverter 31b When the current supplied to the winding set 13a is reduced or stopped, the open state of the second ground connector 34b is detected, and the normal state of the first ground connector 34a is detected, the second inverter 31b
- the method further comprises the step of reducing or stopping the current supplied to the second winding set 13b of the electric motor 13. According to the above method, when one ground connector 34a or 34b is open and no current is supplied from one inverter 31a or 31b, the rating of the ground connector is not exceeded even if the normal-side inverter is energized. You can
- the first and second control circuits 32a and 32b perform communication, the current supplied from the first inverter 31a to the first winding set 13a of the electric motor 13, and the second A step of reducing output currents of the first and second inverters 31a and 31b so that a sum of currents supplied from the inverter 31b to the second winding set 13b of the electric motor 13 falls within a rated current. It is characterized by.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
電源系統、駆動系統及び制御系統が冗長化され、制御系統のグランドが共通化されたシステムにおいて、GNDコネクタまたはGNDハーネスの異常時に、正常な系統で電動モータの駆動制御を継続できる電子制御装置及びその診断方法を提供する。 電子制御装置は、第1、第2電源コネクタ及び第1、第2グランドコネクタと、第1、第2インバータと、第1、第2制御回路と、第1、第2電流-電圧変換素子とを備える。第1、第2電流-電圧変換素子は、第1、第2インバータのグランドと第1、第2制御回路の共通グランドとの間にそれぞれ設けられ、第1、第2制御回路のアース電流を検出する。そして、第1、第2制御回路により、それぞれ第1、第2電流-電圧変換素子を流れる電流に基づいて、第1、第2GNDコネクタの異常状態を検出することを特徴とする。
Description
本発明は、冗長化構成された電子制御装置及びその診断方法に関する。
車両用の電子制御装置には、高い安全性や信頼性が要求されており、故障や障害が発生しても制御を継続できるように、システムを冗長化して構築することが行われている。例えば、EPS(Electric Power Steering)システムでは、車両の大型化やレーンキープアシストの採用などに伴い、急なアシストの喪失が問題となる。そこで、例えば特許文献1では、モータ駆動回路を二系統形成し、二組の多相モータ巻線を巻装した電動モータを系統毎に制御することにより、仮に一方の系統が故障しても他方の系統で電動モータを駆動することで操舵力のアシストを継続できるようにしている。
また、今後の自動運転への対応においては、より高いレベルの安全方策が求められ、EPSシステムへの電源供給も二系統化したいという要求がある。例えば特許文献2では、二つの電源から二系統の電力供給ラインを介して第1、第2インバータ部にそれぞれ電力を供給し、第1、第2の巻線組を有する電動モータの対応する巻線組を駆動している。
ところで、二つの電源から二系統の電力供給ラインを介して、二系統のモータ駆動回路と制御回路に給電する場合には、各電源コネクタとハーネスの電流容量は一系統の場合の半分にすることがコストやサイズの面から望ましい。しかしながら、制御回路のグランドを共通化すると、一方のグランドコネクタがオープン故障した場合、他方のグランド系統の電流容量をオーバーする可能性がある。すなわち、二系統の駆動回路の電流が、正常な系統のグランドコネクタとグランドハーネスに集中することによって接点が過熱し、いわゆる共連れ故障を引き起こす恐れがある。このように、二系統の駆動回路が同時に通電不能となると、「急なアシスト喪失」が発生してしまう。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電源系統、駆動系統及び制御系統が冗長化され、制御系統のグランドが共通化されたシステムにおいて、グランドコネクタまたはグランドハーネスの異常時に、正常な系統で電動モータの駆動制御を継続できる電子制御装置及びその診断方法を提供することにある。
本発明の電子制御装置は、その一つの側面において、第1電源コネクタ及び第1グランドコネクタと、第2電源コネクタ及び第2グランドコネクタと、前記第1電源コネクタ及び前記第1グランドコネクタに接続され、電動モータの第1巻線組に通電して駆動する第1インバータと、前記第2電源コネクタ及び前記第2グランドコネクタに接続され、前記電動モータの第2巻線組に通電して駆動する第2インバータと、前記第1電源コネクタ及び前記第1グランドコネクタと前記第2電源コネクタ及び前記第2グランドコネクタにそれぞれ印加された外部電源電圧から生成された第1、第2内部電源電圧で動作し、前記第1、第2インバータをそれぞれ制御する第1、第2制御回路と、前記第1インバータのグランドと前記第1、第2制御回路の共通グランドとの間に設けられ、前記第1グランドコネクタの異常状態を検出するための第1電流-電圧変換素子と、前記第2インバータのグランドと前記第1、第2制御回路の共通グランドとの間に設けられ、前記第2グランドコネクタの異常状態を検出するための第2電流-電圧変換素子とを具備する。
また、本発明の電子制御装置の診断方法は、その一つの側面において、第1電源コネクタ及び第1グランドコネクタと、第2電源コネクタ及び第2グランドコネクタと、前記第1電源コネクタ及び前記第1グランドコネクタに接続され、電動モータの第1巻線組に通電して駆動する第1インバータと、前記第2電源コネクタ及び前記第2グランドコネクタに接続され、前記電動モータの第2巻線組に通電して駆動する第2インバータと、前記第1電源コネクタ及び前記第1グランドコネクタと前記第2電源コネクタ及び前記第2グランドコネクタにそれぞれ印加された外部電源電圧から生成された第1、第2内部電源電圧で動作し、前記第1、第2インバータをそれぞれ制御する第1、第2制御回路と、前記第1インバータのグランドと前記第1、第2制御回路の共通グランドとの間に設けられ、前記第1グランドコネクタの異常状態を検出するための第1電流-電圧変換素子と、前記第2インバータのグランドと前記第1、第2制御回路の共通グランドとの間に設けられ、前記第2グランドコネクタの異常状態を検出するための第2電流-電圧変換素子とを備える電子制御装置における前記第1、第2グランドコネクタを診断する方法であって、前記第1、第2電流-電圧変換素子の出力電圧をそれぞれ前記第1、第2制御回路に入力するステップと、前記第1、第2制御回路でそれぞれ前記第1、第2グランドコネクタが異常状態か否かを判断するステップとを備える。
本発明によれば、第1または第2電流-電圧変換素子を流れる電流に基づいて、第1または第2制御回路で、第1または第2グランドコネクタの異常状態を検出するので、グランドコネクタまたはグランドハーネスの故障や異常時に、正常な系統で電動モータの駆動制御を継続できる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の電子制御装置が適用される電動パワーステアリング(EPS:Electric Power Steering)システム100の概略構成を示している。EPSシステム100は、ステアリングホイール10、操舵角センサ11、操舵トルクセンサ12、操舵力のアシスト用電動モータ13、EPS制御用ECU14、自車位置検出センサ15、自動運転コントローラ16及び電源(バッテリー)17a,17bなどを含んで構成される。ステアリングシャフト18を内包するステアリングコラム19内には、操舵角センサ11、操舵トルクセンサ12、電動モータ13及び減速機20が設けられている。
図1は、本発明の電子制御装置が適用される電動パワーステアリング(EPS:Electric Power Steering)システム100の概略構成を示している。EPSシステム100は、ステアリングホイール10、操舵角センサ11、操舵トルクセンサ12、操舵力のアシスト用電動モータ13、EPS制御用ECU14、自車位置検出センサ15、自動運転コントローラ16及び電源(バッテリー)17a,17bなどを含んで構成される。ステアリングシャフト18を内包するステアリングコラム19内には、操舵角センサ11、操舵トルクセンサ12、電動モータ13及び減速機20が設けられている。
車両の運転者がステアリング操作を行う際には、ステアリングシャフト18に発生する操舵トルクを操舵トルクセンサ12によって検出し、このトルク検出値と車速信号などに基づいて、EPS制御用ECU14で電動モータ13を駆動することにより、車両の走行状態に応じた操舵力を発生させてアシストする。これによって、ステアリングシャフト18の先端に設けられたピニオンギア21が回転すると、ラック軸22が進行方向左右に水平移動することで、ステアリング操作が車輪(転舵輪)23,23に伝達されて車両の向きを変える。
一方、自動運転を行う場合には、カメラなどの自車位置検出センサ15で位置情報などを取得し、この位置情報に基づき自動運転コントローラ16から自動運転要求と操舵角指令をEPS制御用ECU14に供給して操舵を行う。EPS制御用ECU14は、操舵角センサ11によって検出された操舵角検出値と、操舵トルクセンサ12によって検出したステアリングシャフト18のトルク検出値などに基づいて転舵量を算出する。このEPS制御用ECU14で電動モータ13を駆動することにより、自動運転コントローラ16で指令された操舵角により近づくように、減速機20を介してステアリングホイール10を操作する。
図2は、本発明の実施形態に係る電子制御装置を示している。この電子制御装置は、図1のEPSシステム100におけるEPS制御用ECU14に対応するものである。図2では、EPS制御用ECU14への電源供給と、電動モータ13による操舵力のアシスト及び舵角制御に関係する要部を抽出して示している。EPS制御用ECU14のハウジング30内には、第1、第2インバータ31a,31b、第1、第2制御回路32a,32b、及び第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bなどが収容されている。
ハウジング30には、第1電源コネクタ33a、第1グランドコネクタ(第1GNDコネクタと称する)34a、第2電源コネクタ33b、及び第2グランドコネクタ(第2GNDコネクタと称する)34bが設けられている。第1電源コネクタ33aと第1GNDコネクタ34aには、第1電源17aから第1電源ハーネス35aと第1グランドハーネス(第1GNDハーネスと称する)36aをそれぞれ介して電力が供給される。第2電源コネクタ33bと第2GNDコネクタ34bには、第2電源17bから第2電源ハーネス35bと第2グランドハーネス(第2GNDハーネスと称する)36bをそれぞれ介して電力が供給される。
第1電源コネクタ33aには、電源ライン37aを介して電源リレー38aが接続されると共に、第1制御回路32aの電源入力部(正極側)が接続される。電源リレー38aは、第1制御回路32aの出力信号に基づいて、第1インバータ31aへの第1電源17aからの電力の供給と遮断を制御する。第1インバータ31aのグランド端子(負極側)には、電動モータ13における第1巻線組を流れる相電流を検出する第1シャント抵抗器39aの一端が接続されている。
第1GNDコネクタ34aには、GNDライン40aを介して第1シャント抵抗器39aの他端が接続される。第1電流-電圧変換素子41aの一端は、GNDライン40aを介して第1シャント抵抗器39a及び第1GNDコネクタ34aに接続され、他端は第1制御回路32aの負極側(第2制御回路32bとの共通グランド)に接続される。
第1GNDコネクタ34aには、GNDライン40aを介して第1シャント抵抗器39aの他端が接続される。第1電流-電圧変換素子41aの一端は、GNDライン40aを介して第1シャント抵抗器39a及び第1GNDコネクタ34aに接続され、他端は第1制御回路32aの負極側(第2制御回路32bとの共通グランド)に接続される。
同様に、第2電源コネクタ33bには、電源ライン37bを介して電源リレー38bが接続されると共に、第2制御回路32bの電源入力部が接続される。電源リレー38bは、第2制御回路32bの出力信号に基づいて、第2インバータ31bへの第2電源17bからの電力の供給と遮断を制御する。第2インバータ31bのグランド端子には、電動モータ13における第2巻線組を流れる相電流を検出する第2シャント抵抗器39bの一端が接続されている。
第2GNDコネクタ34bには、GNDライン40bを介して第2シャント抵抗器39bの他端が接続される。第2電流-電圧変換素子41bの一端は、GNDライン40bを介して第2シャント抵抗器39b及び第2GNDコネクタ34bに接続され、他端は第2制御回路32bの負極側(第1制御回路32aとの共通グランド)に接続される。
第2GNDコネクタ34bには、GNDライン40bを介して第2シャント抵抗器39bの他端が接続される。第2電流-電圧変換素子41bの一端は、GNDライン40bを介して第2シャント抵抗器39b及び第2GNDコネクタ34bに接続され、他端は第2制御回路32bの負極側(第1制御回路32aとの共通グランド)に接続される。
第1制御回路32aは、第1インバータ31aを制御するもので、マイクロコンピュータ(マイコン)42a、駆動回路43a、電源回路44a、電流検出回路45a及びダイオードDaなどを備えている。第2制御回路32bは、第2インバータ31bを制御するもので、マイクロコンピュータ(マイコン)42b、駆動回路43b、電源回路44b、電流検出回路45b及びダイオードDbなどを備えている。マイクロコンピュータ42a,42bは、相互に通信を行って自系統だけでなく他系統の故障や異常の情報を共有する。駆動回路43a,43bはそれぞれ、マイクロコンピュータ42a,42bの制御により、電動モータ13の第1、第2巻線組へPWM(Pulse Width Modulation)信号を供給して制御する。電流検出回路45a,45bは、比較的簡単な構成であり、増幅回路やバッファ回路を介さずに直接的に電流-電圧変換素子41a,41bを用いて電流(電流量または電流の方向)を検出するようになっている。
電源回路44aには、ダイオードDaを介して第1電源17aから電源電圧が印加され、例えば5Vの第1内部電源電圧を生成してマイクロコンピュータ42a、駆動回路43a及び電流検出回路45aにそれぞれ供給する。電流検出回路45aは、NPNトランジスタTraと抵抗器R2a,R3aで構成される。NPNトランジスタTraのコレクタと内部電源Vaとの間に抵抗器R2aが接続され、ベースがマイクロコンピュータ42aのデジタル出力端子DOに接続される。抵抗器R3aの一端はマイクロコンピュータ42aのアナログ入力端子ADに接続されるとともに、NPNトランジスタTraのエミッタに接続され、他端は第1電流-電圧変換素子41aの一端に接続される。この第1電流-電圧変換素子41aの一端から、抵抗器R3aを介してマイクロコンピュータ42aのアナログ入力端子ADに至る電流経路は、第1電流-電圧変換素子41aの電圧をマイクロコンピュータ42aに伝達する第1伝達ラインとして働く。
電流検出回路45aは、マイクロコンピュータ42aの制御により、第1伝達ラインの電位を変化させる第1電位設定部としての機能を有する。すなわち、NPNトランジスタTraは、マイクロコンピュータ42aの制御により、通常時にはオフ状態、診断時にはオン状態に設定される。例えば、車両(EPS制御用ECU14)の起動時にNPNトランジスタTraをオンさせる。NPNトランジスタTraがオン状態になると、内部電源Vaから抵抗器R2a、NPNトランジスタTra、抵抗器R3a及び抵抗器R1aを介して共通グランドに電流が流れる。このときの抵抗R3aの一端の電圧がマイクロコンピュータ42aに入力されてデジタルデータに変換される。内部電源Vaの電圧を、抵抗器R2a,R3a,R1aにより分圧した電圧が故障か否かの判断に用いられる。マイクロコンピュータ42aは、NPNトランジスタTraを制御することにより、電流-電圧変換素子41aからアナログ入力端子ADに入力される電流検出信号のレベルを変化させることができるように構成されている。そして、マイクロコンピュータ42aで電流検出信号のレベルを変化させた時に、所定の範囲(中間電位)であるか否かを確認し、逸脱した時にはインバータ31a,31bへ通電する電流の2系統合算値を低減する。
一方、電源回路44bには、ダイオードDbを介して第2電源17bから電源電圧が印加され、例えば5Vの第2内部電源電圧を生成してマイクロコンピュータ42b、駆動回路43b及び電流検出回路45bにそれぞれ供給する。電流検出回路45bは、NPNトランジスタTrbと抵抗器R2b,R3bで構成される。NPNトランジスタTrbのコレクタと内部電源Vbとの間に抵抗器R1bが接続され、ベースがマイクロコンピュータ42bのデジタル出力端子DOに接続される。抵抗器R3bの一端はマイクロコンピュータ42bのアナログ入力端子ADに接続されるとともに、NPNトランジスタTrbのエミッタに接続され、他端は第2電流-電圧変換素子41bの一端に接続される。第2電流-電圧変換素子41bの一端から、抵抗器R3bを介してマイクロコンピュータ42bのアナログ入力端子ADに至る電流経路は、第2電流-電圧変換素子41bの電圧をマイクロコンピュータ42bに伝達する第2伝達ラインとして働く。
電流検出回路45bは、マイクロコンピュータ42bの制御により、第2伝達ラインの電位を設定する第2電位設定部としての機能を有する。すなわち、NPNトランジスタTrbは、マイクロコンピュータ42bの制御により、通常時にはオフ状態、診断時にはオン状態に設定される。例えば、車両(EPS制御用ECU14)の起動時にNPNトランジスタTrbをオンさせる。NPNトランジスタTrbがオン状態になると、内部電源Vbから抵抗器R2b、NPNトランジスタTrb、抵抗器R3b及び抵抗器R1bを介して共通グランドに電流が流れる。このときの抵抗R3bの一端の電圧がマイクロコンピュータ42bに入力されてデジタルデータに変換される。内部電源Vbの電圧を、抵抗器R2b,R3b,R1bにより分圧した電圧が故障か否かの判断に用いられる。マイクロコンピュータ42bは、NPNトランジスタTrbを制御することにより、電流-電圧変換素子41bからアナログ入力端子ADに入力される電流検出信号のレベルを変化させることができるように構成されている。そして、マイクロコンピュータ42bで電流検出信号のレベルを変化させた時に、所定の範囲(中間電位)であるか否かを確認し、逸脱した時にはインバータ31a,31bへ通電する電流の2系統合算値を低減する。
正常時のインバータ31a,31bのグランドと制御回路32a,32bの共通グランドの電位差は0.3V以下が好ましい。例えば、内部電源Vaの電圧を5V、電流-電圧変換素子41a,41b(抵抗器R1a,R1b)の抵抗値として0.1Ω、抵抗器R2a,R3aの抵抗値をそれぞれ10kΩとすると、電流-電圧変換素子41a,41bに流れる回路電流は1Aであり、0.1Vの電圧が発生する。よって、異常判定の閾値は0Vより大きくなり、電流-電圧変換素子41a,41bの抵抗値が0.1Ωに対し、閾値は1Vとなるので、10Aの電流が制御回路32a,32bの共通グランドに流れることで異常判定が可能になる。
1シャント方式の電流検出構成の場合、電流検出回路45a,45bへの入力電圧は0.3V以下となる。電流検出回路45a,45bの耐圧(ESD保護ダイオードの順方向電圧)や、同相入力電圧は0.3V以下の場合が多いので、入力電圧を0.3V以下とすることで誤作動や破壊を抑制できる。また、抵抗器R1a,R1bを設けることにより、アース電位が浮く分を補償できる。
第1電流-電圧変換素子41aは、第1GNDコネクタ34aと第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドとの間に設けられ、アース電流を検出する。第2電流-電圧変換素子41bは、第2GNDコネクタ34bと第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドとの間に設けられ、アース電流を検出する。本例では、第1電流-電圧変換素子41aは、並列接続された抵抗器R1aとコンデンサC1aで構成され、第2電流-電圧変換素子41bは、並列接続された抵抗器R1bとコンデンサC1bで構成される。抵抗器R1a,R1bは、検出したアース電流を電圧に変換するものである。また、コンデンサC1a,C1bは、インバータ31a,31bのグランドと制御回路32a,32bの共通グランドの過渡的な電位差の発生を抑制するために働くもので、必要に応じて設ければよい。
図3は、図2に示した電子制御装置における第1、第2インバータ31a,31bと電動モータ13の構成例を示している。図3に示すように、操舵力をアシストする電動モータ13は、3相モータであり第1系統のU相コイルUa、V相コイルVa及びW相コイルWa(第1巻線組13a)と、第2系統のU相コイルUb、V相コイルVb及びW相コイルWb(第2巻線組13b)とを備え、それぞれが第1インバータ31aと第2インバータ31bで個別に駆動可能に構成されている。
第1、第2インバータ31a,31bは、電動モータ13の対応する巻線組に通電して駆動するものである。第1インバータ31aは、電動モータ13のU相,V相及びW相のコイルUa,Va,Waを、それぞれ駆動ラインDUa,DVa,DWaを介して相毎に駆動する3組のスイッチ素子を備えた3相ブリッジ回路構成である。また、第2インバータ31bは、電動モータ13のU相,V相及びW相のコイルUb,Vb,Wbを、それぞれ駆動ラインDUb,DVb,DWbを介して相毎に駆動する3組のスイッチ素子を備えた3相ブリッジ回路構成である。本例では、第1インバータ31aの各スイッチ素子がNチャネル型MOSFET51~56で構成され、第2インバータ31bの各スイッチ素子がNチャネル型MOSFET61~66で構成されている。
第1インバータ31aにおけるMOSFET51,52は、電源リレー38aと第1シャント抵抗器39aの一端間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に駆動ラインDUaの一端が接続される。MOSFET53,54は、電源リレー38aと第1シャント抵抗器39aの一端間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に駆動ラインDVaの一端が接続される。また、MOSFET55,56は、電源リレー38aと第1シャント抵抗器39aの一端間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に駆動ラインDWaの一端が接続されている。
ここで、各MOSFET51~56におけるソース・ドレイン間に順方向に接続されているダイオードD11~D16は寄生ダイオードである。
ここで、各MOSFET51~56におけるソース・ドレイン間に順方向に接続されているダイオードD11~D16は寄生ダイオードである。
第2インバータ31bにおけるMOSFET61,62は、電源リレー38bと第2シャント抵抗器39bの一端間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に駆動ラインDUbの一端が接続される。MOSFET63,64は、電源リレー38bと第2シャント抵抗器39bの一端間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に駆動ラインDVbの一端が接続される。また、MOSFET65,66は、電源リレー38bと第2シャント抵抗器39bの一端間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に駆動ラインDWbの一端が接続されている。
ここで、各MOSFET61~66におけるソース・ドレイン間に順方向に接続されているダイオードD21~D22は寄生ダイオードである。
ここで、各MOSFET61~66におけるソース・ドレイン間に順方向に接続されているダイオードD21~D22は寄生ダイオードである。
上記のような構成において、マイクロコンピュータ42a,42bはそれぞれ、第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bの通電方向に基づいて、第1、第2GNDコネクタ34a,34bの異常状態を検出する。
正常時には、図4に矢印で示すように、第1電源17aの正極から第1電源ハーネス35a、第1電源コネクタ33a、電源ライン37a、電源リレー38a、第1インバータ31a、第1シャント抵抗器39a、GNDライン40a、第1GNDコネクタ34a及び第1GNDハーネス36aをそれぞれ介して第1電源17aの負極に大きな電流が流れる。また、第1電源17aの正極から第1電源ハーネス35a、第1電源コネクタ33a、電源ライン37a、ダイオードDa、電源回路44a、共通グランド、抵抗器R1a、GNDライン40a、第1GNDコネクタ34a及び第1GNDハーネス36aをそれぞれ介して第1電源17aの負極に微少な電流が流れる。
正常時には、図4に矢印で示すように、第1電源17aの正極から第1電源ハーネス35a、第1電源コネクタ33a、電源ライン37a、電源リレー38a、第1インバータ31a、第1シャント抵抗器39a、GNDライン40a、第1GNDコネクタ34a及び第1GNDハーネス36aをそれぞれ介して第1電源17aの負極に大きな電流が流れる。また、第1電源17aの正極から第1電源ハーネス35a、第1電源コネクタ33a、電源ライン37a、ダイオードDa、電源回路44a、共通グランド、抵抗器R1a、GNDライン40a、第1GNDコネクタ34a及び第1GNDハーネス36aをそれぞれ介して第1電源17aの負極に微少な電流が流れる。
一方、第2電源17bの正極から第2電源ハーネス35b、第2電源コネクタ33b、電源ライン37b、電源リレー38b、第2インバータ31b、第2シャント抵抗器39b、GNDライン40b、第2GNDコネクタ34b及び第2GNDハーネス36bをそれぞれ介して第2電源17bの負極に大きな電流が流れる。また、第2電源17bの正極から第2電源ハーネス35b、第2電源コネクタ33b、電源ライン37b、ダイオードDb、電源回路44b、共通グランド、抵抗器R1b、GNDライン40b、第2GNDコネクタ34b及び第2GNDハーネス36bをそれぞれ介して第2電源17bの負極に微少な電流が流れる。
これに対し、図5に×印で示すように、例えば第2GNDコネクタ34bから第2GNDハーネス36bが外れてオープン状態になったと仮定する。この場合には、第2電源17bの正極から第2電源ハーネス35b、第2電源コネクタ33b、電源ライン37b、電源リレー38b、第2インバータ31b、第2シャント抵抗器39bに流れた電流は、GNDライン40b、抵抗器R1b、共通グランド、抵抗器R1a、GNDライン40a、第1GNDコネクタ34a及び第1GNDハーネス36aをそれぞれ介して第1電源17aの負極に流れる。また、第1電源17aの正極から第1電源ハーネス35a、第1電源コネクタ33a、電源ライン37a、ダイオードDa、電源回路44a、共通グランド、抵抗器R1a、GNDライン40a、第1GNDコネクタ34a及び第1GNDハーネス36aをそれぞれ介して第1電源17aの負極に微少な電流が流れる。
一方、第1電源17a側は、正常な場合と同様に、正極から第1電源ハーネス35a、第1電源コネクタ33a、電源ライン37a、電源リレー38a、第1インバータ31a、第1シャント抵抗器39a、GNDライン40a、第2GNDコネクタ34a及び第1GNDハーネス36aをそれぞれ介して第1電源17aの負極に大きな電流が流れる。また、第1電源17aの正極から第1電源ハーネス35a、第1電源コネクタ33a、電源ライン37a、ダイオードDa、電源回路44a、共通グランド、抵抗器R1a、GNDライン40a、第1GNDコネクタ34a及び第1GNDハーネス36aをそれぞれ介して第1電源17aの負極に微少な電流が流れる。
このように、第2GNDハーネス36bが外れて第2GNDコネクタ34bがオープン状態になると、抵抗器R1bに流れる電流の方向が正常時とは逆転する。同様に、第1GNDハーネス36aが外れて第1GNDコネクタ34aがオープン状態になると、抵抗器R1aに流れる電流の方向が正常時とは逆転する。従って、マイクロコンピュータ42aは、第1電流-電圧変換素子41aの通電方向が逆転したときに第1GNDコネクタ34aのオープン状態を検出でき、マイクロコンピュータ42bは、第2電流-電圧変換素子41bの通電方向が逆転したときに第2GNDコネクタ34bのオープン状態を検出できる。
そして、マイクロコンピュータ42aは、第1GNDコネクタ34aのオープン状態を検出した場合に、第1インバータ31aによる電動モータ13の第1巻線組13aへ供給する電流を低減又は停止する。また、マイクロコンピュータ42bは、第2GNDコネクタ34bのオープン状態を検出した場合に、第2インバータ31bによる電動モータ13の第2巻線組13bへ供給する電流を低減又は停止する。
なお、第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bで負の電流は検出できないので、第1、第2マイクロコンピュータ42a,42bで検出するのは0Vになるが、所定の正の電圧か0Vかを判定することにより、通電方向の逆転を検出できる。
なお、第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bで負の電流は検出できないので、第1、第2マイクロコンピュータ42a,42bで検出するのは0Vになるが、所定の正の電圧か0Vかを判定することにより、通電方向の逆転を検出できる。
異常状態の判断は、第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bに流れる電流の方向に限らず、種々の方法で検出可能である。例えば、第1または第2マイクロコンピュータ42aまたは42bにより、第1または第2電流-電圧変換素子41aまたは41bで検出した電圧に基づく電流値が所定値を超えたとき、あるいは所定範囲を超えたときに、自系統の第1または第2GNDコネクタ34aまたは34bの異常状態と判断する。あるいは、第1または第2電流-電圧変換素子41aまたは41bで検出した電圧に基づく電流値が所定値を超える頻度、あるいは所定範囲を外れる頻度が高い場合に、自系統の第1または第2GNDコネクタ34aまたは34bの異常状態と判断してもよい。この判断には、継続時間の計時やカウンタの計数値を用い、且つコネクタ定格を考慮して、異常判定前に焼損あるいは損傷しないように設定する。
そして、第1または第2GNDコネクタ34aまたは34bのオープン状態を検出した場合には、オープン状態を検出した第1または第2インバータ31aまたは31bから、電動モータ13の第1または第2巻線組13aまたは13bへ供給する電流を停止させる。他系統のインバータに通電がされていない場合は、自系統のインバータの通電を継続しても、コネクタの定格を超える恐れはない。
あるいは、第1GNDコネクタ34aのオープン状態を検出し、第2GNDコネクタ34bの正常状態を検出した場合に、第1インバータ31aから電動モータ13の第1巻線組13aへ供給する電流を低減または停止させ、第2GNDコネクタ34bのオープン状態を検出し、第1GNDコネクタ34aの正常状態を検出した場合に、第2インバータ31bから電動モータ13の第2巻線組13bへ供給する電流を低減または停止させるようにしても良い。
更に、第1マイクロコンピュータ42aと第2マイクロコンピュータ42bでマイコン間通信を行い、第1インバータ31aから電動モータ13の第1巻線組へ供給する電流と、第2インバータ31bから電動モータ13の第2巻線組へ供給する電流の和が定格電流内に収まるように、第1、第2インバータ31a,31bの出力電流を低減しても良い。これによって、自系統の電流及び他系統の電流(または目標電流)に応じて異常判定閾値を変更することができる。片系統のみ通電していると、その系統のみGNDハーネスでの電圧降下が生じるので、電流-電圧変換素子41a,41bを介して別系統への電流の回り込みが発生する。よって、異常判定閾値を変更することで誤診断を防止できる。
図6は、図2に示したEPS制御用ECU14におけるコネクタ部の構成例を示している。このEPS制御用ECU14は、プリント基板(PCB:Printed Circuit Board)70上に実装される。このプリント基板70の素子搭載面には、第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドパターン層32Gが設けられており、この共通グランドパターン層32Gを挟んで第1インバータ31aのグランドパターン層31aGと、第2インバータ31bのグランドパターン31bGが形成されている。この共通グランドパターン層32Gには、GNDコネクタ部34に対応する位置に突起部(合流点)71が形成され、この突起部71を挟んで島状のパターン層72a,72bが配置されている。
第1電流-電圧変換素子41aとして働く抵抗層75a(抵抗器R1a)は、島状のパターン層72aと突起部71を跨ぐように形成されており、第2電流-電圧変換素子41bとして働く抵抗層75b(抵抗器R1b)は、島状のパターン層72bと突起部71を跨ぐように形成されている。ここで、突起部71は、抵抗層75aと抵抗層75b自体の幅より太い(幅が広い)パターンの配線として用いられている。
金属板73a,73bは、プリント基板70上から階段状に折曲され、先端部がGNDコネクタ34a,34bとして働くように素子搭載面から立設されている。これら金属板73a,73bの基部はそれぞれグランドパターン層31aG,31bGに電気的に接続されており、中間部がそれぞれ支持部材74a,74bを介して島状のパターン層72a,72bと電気的に接続されている。金属板73a,73bの先端部(第1、第2GNDコネクタ34a,34b)には、第1GNDハーネス36aと第2GNDハーネス36bに対応する形状のコネクタ部を有する第1、第2GNDハーネス36a,36bが矢印AA1,AA2方向に挿入される。
上記のように、抵抗層75aと抵抗層75bとの間のパターン(突起部71)は、これらの抵抗層75aと抵抗層75b自体の幅より太いパターンの配線として用いられる。これによって、故障や障害が発生したときに、二つの電源17a,17bから二系統分のインバータ電流が流れることにより断線が発生するのを抑制できる。
また、第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドパターン層32Gは、第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bからの第1、第2GNDライン40a,40bの合流点71より下流に配置されている。これによって、故障や障害が発生したときに、インバータ31a,31bのアース電流が制御回路32a,32bのグランド内に通電されるのを抑制できる。
また、第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドパターン層32Gは、第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bからの第1、第2GNDライン40a,40bの合流点71より下流に配置されている。これによって、故障や障害が発生したときに、インバータ31a,31bのアース電流が制御回路32a,32bのグランド内に通電されるのを抑制できる。
図7は、図2に示したEPS制御用ECU14におけるコネクタ部の他の構成例を示している。本例では、プリント基板70の裏面に第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドとして働くベタグランド(ベタGND)層76が形成されたプリント基板70が積層されている。あるいは、プリント基板70の裏面にベタグランド層76が形成されていても良い。
そして、プリント基板70の上記抵抗層75aと抵抗層75bとの間のパターン(突起部71)に形成された複数のスルーホール77を介して、共通グランドパターン層32Gとベタグランド層76とが電気的に接続される。このように、ベタグランド層76はプリント基板70に形成されたスルーホール77を介して結線され、スルーホール77は抵抗層(第1、第2電流-電圧変換素子)75a,75bに対して、これらの抵抗層75a,75b自体の長さより短い距離の場所に配置される。
このような構成によれば、第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bと第1、第2制御回路32a,32bのグランド間のインピーダンスを小さくすることができる。
そして、プリント基板70の上記抵抗層75aと抵抗層75bとの間のパターン(突起部71)に形成された複数のスルーホール77を介して、共通グランドパターン層32Gとベタグランド層76とが電気的に接続される。このように、ベタグランド層76はプリント基板70に形成されたスルーホール77を介して結線され、スルーホール77は抵抗層(第1、第2電流-電圧変換素子)75a,75bに対して、これらの抵抗層75a,75b自体の長さより短い距離の場所に配置される。
このような構成によれば、第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bと第1、第2制御回路32a,32bのグランド間のインピーダンスを小さくすることができる。
以上説明したように、本発明によれば、第1または第2電流-電圧変換素子の通電方向に基づいて、第1または第2制御回路で、第1または第2GNDコネクタの異常状態を検出するので、GNDコネクタまたはGNDハーネスの故障や異常時に、正常な系統で電動モータの駆動制御を継続できる。
従って、電源系統、駆動系統及び制御系統が冗長化され、制御系統のグランドが共通化されたシステムにおいて、GNDコネクタまたはGNDハーネスの異常時に、正常な系統で電動モータの駆動制御を継続できる電子制御装置及びその診断方法を提供できる。
従って、電源系統、駆動系統及び制御系統が冗長化され、制御系統のグランドが共通化されたシステムにおいて、GNDコネクタまたはGNDハーネスの異常時に、正常な系統で電動モータの駆動制御を継続できる電子制御装置及びその診断方法を提供できる。
なお、上記実施形態では、電子制御装置がEPS制御用ECUの場合を例に取って説明したが、EPS制御用に限らず種々の装置や機器、システムに適用できる。
また、第1、第2電流-電圧変換素子が抵抗器の場合を例に取って説明したが、第1、第2GNDコネクタと第1、第2制御回路のグランドとの間の電流または電圧を検出できれば、抵抗器に限られないのは勿論である。例えば、第1、第2電流-電圧変換素子の抵抗器は設けずに、導電部材の抵抗値を利用して同様な作用効果を得ることもできる。また、電流-電圧変換素子に代えて、電流検出素子や電圧検出素子を用いることもできる。
また、第1、第2電流-電圧変換素子が抵抗器の場合を例に取って説明したが、第1、第2GNDコネクタと第1、第2制御回路のグランドとの間の電流または電圧を検出できれば、抵抗器に限られないのは勿論である。例えば、第1、第2電流-電圧変換素子の抵抗器は設けずに、導電部材の抵抗値を利用して同様な作用効果を得ることもできる。また、電流-電圧変換素子に代えて、電流検出素子や電圧検出素子を用いることもできる。
更に、第1、第2電流-電圧変換素子がそれぞれ1つの抵抗器の場合について示したが、複数の抵抗器を直列接続しても良い。この場合には、抵抗器の1つがショート故障しても、他方の抵抗器により異常や故障を検知できる。
更にまた、第1、第2電流-電圧変換素子で電流を検出する際に、電圧に変換して検出したが、電流値を直接計測してもよい。
また、電流検出回路45a,45bで、直接的に電流を検出する例を示したが、正確な電流値を検出する必要がある場合には、増幅回路やバッファ回路を設けて増幅しても構わない。
更に、第1電源17aから第1電源ハーネス35aと第1GNDハーネス36aをそれぞれ介して第1電源コネクタ33a及び第1GNDコネクタ34aに電力を供給し、第2電源17bから第2電源ハーネス35bと第2GNDハーネス36bをそれぞれ介して第2電源コネクタ33b及び第2GNDコネクタ34bに電力を供給する場合について説明したが、単一の電源から第1、第2電源ハーネス35a,35bと第1、第2GNDハーネス36a,36bをそれぞれ介して第1、第2電源コネクタ33a,33b及び第1、第2GNDコネクタ34a,34bに電力を供給する構成にも同様に適用できる。
更にまた、第1、第2電流-電圧変換素子で電流を検出する際に、電圧に変換して検出したが、電流値を直接計測してもよい。
また、電流検出回路45a,45bで、直接的に電流を検出する例を示したが、正確な電流値を検出する必要がある場合には、増幅回路やバッファ回路を設けて増幅しても構わない。
更に、第1電源17aから第1電源ハーネス35aと第1GNDハーネス36aをそれぞれ介して第1電源コネクタ33a及び第1GNDコネクタ34aに電力を供給し、第2電源17bから第2電源ハーネス35bと第2GNDハーネス36bをそれぞれ介して第2電源コネクタ33b及び第2GNDコネクタ34bに電力を供給する場合について説明したが、単一の電源から第1、第2電源ハーネス35a,35bと第1、第2GNDハーネス36a,36bをそれぞれ介して第1、第2電源コネクタ33a,33b及び第1、第2GNDコネクタ34a,34bに電力を供給する構成にも同様に適用できる。
ここで、上記実施形態から把握し得る技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
電子制御装置は、その一つの態様において、第1電源コネクタ33a及び第1グランドコネクタ34aと、第2電源コネクタ33b及び第2グランドコネクタ34bと、前記第1電源コネクタ33a及び前記第1グランドコネクタ34aに接続され、電動モータ13の第1巻線組13aに通電して駆動する第1インバータ31aと、前記第2電源コネクタ33b及び前記第2グランドコネクタ34bに接続され、前記電動モータ13の第2巻線組13bに通電して駆動する第2インバータ31bと、前記第1電源コネクタ33a及び前記第1グランドコネクタ34aと前記第2電源コネクタ33b及び前記第2グランドコネクタ34bにそれぞれ印加された外部電源電圧から生成された第1、第2内部電源電圧で動作し、前記第1、第2インバータ31a,31bをそれぞれ制御する第1、第2制御回路32a,32bと、前記第1インバータ31aのグランドと前記第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドとの間に設けられ、前記第1グランドコネクタ34aの異常状態を検出するための第1電流-電圧変換素子41aと、前記第2インバータ31bのグランドと前記第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドとの間に設けられ、前記第2グランドコネクタ34bの異常状態を検出するための第2電流-電圧変換素子41bと、を具備することを特徴とする。
電子制御装置は、その一つの態様において、第1電源コネクタ33a及び第1グランドコネクタ34aと、第2電源コネクタ33b及び第2グランドコネクタ34bと、前記第1電源コネクタ33a及び前記第1グランドコネクタ34aに接続され、電動モータ13の第1巻線組13aに通電して駆動する第1インバータ31aと、前記第2電源コネクタ33b及び前記第2グランドコネクタ34bに接続され、前記電動モータ13の第2巻線組13bに通電して駆動する第2インバータ31bと、前記第1電源コネクタ33a及び前記第1グランドコネクタ34aと前記第2電源コネクタ33b及び前記第2グランドコネクタ34bにそれぞれ印加された外部電源電圧から生成された第1、第2内部電源電圧で動作し、前記第1、第2インバータ31a,31bをそれぞれ制御する第1、第2制御回路32a,32bと、前記第1インバータ31aのグランドと前記第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドとの間に設けられ、前記第1グランドコネクタ34aの異常状態を検出するための第1電流-電圧変換素子41aと、前記第2インバータ31bのグランドと前記第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドとの間に設けられ、前記第2グランドコネクタ34bの異常状態を検出するための第2電流-電圧変換素子41bと、を具備することを特徴とする。
別の好ましい態様では、前記第1電流-電圧変換素子の出力電圧を前記第1制御回路に入力し、前記第1制御回路で前記第1グランドコネクタが異常状態か否かを判断し、前記第2電流-電圧変換素子の出力電圧を前記第2制御回路に入力し、前記第2制御回路で前記第2グランドコネクタが異常状態か否かを判断する、ことを特徴とする。
また、電子制御装置は、別の一つの態様において、第1電源17aに接続された第1電源コネクタ33a及び第1グランドコネクタ34aと、第2電源17bに接続された第2電源コネクタ33b及び第2グランドコネクタ34bと、前記第1電源コネクタ33a及び前記第1グランドコネクタ34aに接続され、電動モータ13の第1巻線組13aに通電して駆動する第1インバータ31aと、前記第2電源コネクタ33b及び前記第2グランドコネクタ34bに接続され、前記電動モータ13の第2巻線組13bに通電して駆動する第2インバータ31bと、前記第1、第2電源17a,17bからそれぞれ生成された第1、第2内部電源電圧Va,Vbで動作し、前記第1、第2インバータ31a,31bをそれぞれ制御する第1、第2制御回路32a,32bと、前記第1インバータ31aのグランドと前記第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドとの間に設けられた第1電流-電圧変換素子41aと、前記第2インバータ31bのグランドと前記第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドとの間に設けられた第2電流-電圧変換素子41bとを具備し、前記第1、第2制御回路32a,32bにより、前記第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bを流れる電流量に基づいて、前記第1、第2グランドコネクタ34a,34bの異常状態を検出することを特徴とする。
上記構成によると、第1または第2電流-電圧変換素子41aまたは41bを流れる電流に基づいて、第1または第2制御回路32aまたは32bで、第1または第2グランドコネクタ34aまたは34bの異常状態を検出するので、グランドコネクタ34a,34bまたはグランドハーネス36a,36bの故障や異常時に、正常な系統で電動モータ13の駆動制御を継続できる。
上記構成によると、第1または第2電流-電圧変換素子41aまたは41bを流れる電流に基づいて、第1または第2制御回路32aまたは32bで、第1または第2グランドコネクタ34aまたは34bの異常状態を検出するので、グランドコネクタ34a,34bまたはグランドハーネス36a,36bの故障や異常時に、正常な系統で電動モータ13の駆動制御を継続できる。
電子制御装置の好ましい態様では、前記第1グランドコネクタ34a、前記第1インバータ31aのグランド、前記第1制御回路32aの共通グランド、及び前記第1電流-電圧変換素子41aを共通接続する第1グランドライン40aと、前記第2グランドコネクタ34b、前記第2インバータ31bのグランド、前記第2制御回路32bの共通グランド、及び前記第2電流-電圧変換素子41bを共通接続する第2グランドライン40bとを更に具備し、前記第1制御回路32aは、前記第1電流-電圧変換素子41aの通電方向が逆転したときに前記第1グランドコネクタ34aのオープン状態を検出し、前記第2制御回路32bは、前記第2電流-電圧変換素子41bの通電方向が逆転したときに前記第2グランドコネクタ34bのオープン状態を検出する、ことを特徴とする。
さらに別の好ましい態様では、前記第1電流-電圧変換素子41aの出力電圧を前記第1制御回路32aに伝達する第1伝達ラインと、前記第2電流-電圧変換素子41bの出力電圧を前記第2制御回路32bに伝達する第2伝達ラインとを更に具備し、前記第1制御回路32aが前記第1伝達ラインの電位を変化させる第1電位設定部を備え、前記第2制御回路32bが前記第1伝達ラインの電位を変化させる第1電位設定部を備える、ことを特徴とする。
さらに別の好ましい態様では、前記第1制御回路32aは、前記第1グランドコネクタ34aのオープン状態を検出した場合に、前記第1インバータ31aから前記電動モータ13の第1巻線組13aへ供給する電流を低減又は停止し、前記第2制御回路32bは、前記第2グランドコネクタ34bのオープン状態を検出した場合に、前記第2インバータ31bから前記電動モータ13の第2巻線組13bへ供給する電流を低減又は停止する、ことを特徴とする。
さらに別の好ましい態様では、前記第1制御回路32aは、第1マイクロコンピュータ42aと、この第1マイクロコンピュータ42aの制御により、前記電動モータ13の第1巻線組13aへPWM(Pulse Width Modulation)信号を供給する第1駆動回路43aとを含み、前記第2制御回路32bは、第2マイクロコンピュータ42bと、この第2マイクロコンピュータ42bの制御により、前記電動モータ13の第2巻線組13bへPWM信号を供給する第2駆動回路43bとを含み、前記第1、第2マイクロコンピュータ42a,42b間で通信を行って、前記電動モータ13の駆動制御と異常診断を行う、ことを特徴とする。
さらに別の好ましい態様では、前記第1制御回路32aは、前記第1電源17aの電圧から第1内部電源電圧を生成して、前記第1マイクロコンピュータ42a及び前記第1駆動回路43aに供給する第1電源回路44aを更に備え、前記第2制御回路32bは、前記第2電源17bの電圧から第2内部電源電圧を生成して、前記第2マイクロコンピュータ42b及び前記第2駆動回路43bに供給する第2電源回路44bを更に備える、ことを特徴とする。
さらに別の好ましい態様では、前記第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bはそれぞれ、検出した電流を電圧に変換して前記第1、第2制御回路32a,32bに供給する、ことを特徴とする。
さらに別の好ましい態様では、前記第1電流-電圧変換素子41aは第1抵抗器R1aであり、前記第2電流-電圧変換素子41bは第2抵抗器R1bであり、前記第1、第2抵抗器R1a,R1bの両端の電圧をそれぞれ前記第1、第2制御回路32a,32bに供給する、ことを特徴とする。
さらに別の好ましい態様では、前記第1電流-電圧変換素子41aと並列接続された第1コンデンサC1aと、前記第2電流-電圧変換素子41bと並列接続された第2コンデンサC1bとを更に具備する、ことを特徴とする。
上記構成によると、第1、第2インバータ31a,31bのグランドと第1、第2制御回路32a,32bのグランドの過渡的な電位差の発生を抑制できる。
上記構成によると、第1、第2インバータ31a,31bのグランドと第1、第2制御回路32a,32bのグランドの過渡的な電位差の発生を抑制できる。
さらに別の好ましい態様では、前記第1インバータ31aへの供給電流を検出するための第1シャント抵抗器39aと、前記第2インバータ31bへの供給電流を検出するための第2シャント抵抗器39bとを更に備える、ことを特徴とする。
さらに別の好ましい態様では、前記第1インバータ31aと第1グランドコネクタ34aとの間に設けられ、前記電動モータ13における第1巻線組13aを流れる相電流を検出する第1シャント抵抗器39aと、前記第2インバータ31bと第2グランドコネクタ34bとの間に設けられ、前記電動モータ13における第2巻線組13bを流れる相電流を検出する第2シャント抵抗器39bとを更に備え、第1電流-電圧変換素子41aは、一端が前記第1シャント抵抗器39aの前記第1グランドコネクタ34a側に接続され、他端が前記共通グランドに接続され、第2電流-電圧変換素子41bは、一端が前記第2シャント抵抗器39bの前記第2グランドコネクタ34b側に接続され、他端が前記共通グランドに接続される、ことを特徴とする。
さらに別の好ましい態様では、前記第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bは前記第1、第2制御回路32a,32bが実装される基板70上に設置され、前記第1電流-電圧変換素子41aと前記第2電流-電圧変換素子41bの間は、前記第1、第2電流-電圧変換素子41a,41b自体の幅より太いパターンの配線(突起部71)で結線される、ことを特徴とする。
上記構成によると、故障や障害が発生したときに、第1または第2インバータ31aまたは31bからアース電流が流れることにより断線が発生するのを抑制できる。
上記構成によると、故障や障害が発生したときに、第1または第2インバータ31aまたは31bからアース電流が流れることにより断線が発生するのを抑制できる。
さらに別の好ましい態様では、前記第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドは、前記第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bからの前記第1、第2グランドライン40a,40bの合流点71より下流に配置される、ことを特徴とする。
上記構成によると、故障や障害が発生したときに、第1または第2インバータ31aまたは31bから流れるアース電流が、第1または第2制御回路32aまたは32bのグランド内に通電されるのを抑制し、第1、第2制御回路32a,32bへの影響を小さくできる。
上記構成によると、故障や障害が発生したときに、第1または第2インバータ31aまたは31bから流れるアース電流が、第1または第2制御回路32aまたは32bのグランド内に通電されるのを抑制し、第1、第2制御回路32a,32bへの影響を小さくできる。
さらに別の好ましい態様では、素子搭載面に前記第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bが搭載される第1プリント基板70と、前記第1プリント基板70の裏面に積層され、接合部にベタグランド層76が形成された第2プリント基板とを備え、前記ベタグランド層は前記第1プリント基板に形成されたスルーホール77を介して前記第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bの一端に結線され、前記スルーホール77は第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bに対して電流-電圧変換素子41a,41b自体の長さより短い距離の場所に配置される、ことを特徴とする。
上記構成によると、第1電流-電圧変換素子41aと第1制御回路32aのグランド間、及び第2電流-電圧変換素子41bと第2制御回路32bのグランド間のインピーダンスを小さくすることができる。
上記構成によると、第1電流-電圧変換素子41aと第1制御回路32aのグランド間、及び第2電流-電圧変換素子41bと第2制御回路32bのグランド間のインピーダンスを小さくすることができる。
電子制御装置の診断方法は、その一つの態様において、第1電源コネクタ33a及び第1グランドコネクタ34aと、第2電源コネクタ33b及び第2グランドコネクタ34bと、前記第1電源コネクタ33a及び前記第1グランドコネクタ34aに接続され、電動モータ13の第1巻線組13aに通電して駆動する第1インバータ31aと、前記第2電源コネクタ33b及び前記第2グランドコネクタ34bに接続され、前記電動モータ13の第2巻線組13bに通電して駆動する第2インバータ31bと、前記第1電源コネクタ33a及び前記第1グランドコネクタ34aと前記第2電源コネクタ33b及び前記第2グランドコネクタ34bにそれぞれ印加された外部電源電圧から生成された第1、第2内部電源電圧で動作し、前記第1、第2インバータ31a,31bをそれぞれ制御する第1、第2制御回路32a,32bと、前記第1インバータ31aのグランドと前記第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドとの間に設けられ、前記第1グランドコネクタ34aの異常状態を検出するための第1電流-電圧変換素子41aと、前記第2インバータ31bのグランドと前記第1、第2制御回路32a,32bの共通グランドとの間に設けられ、前記第2グランドコネクタ34bの異常状態を検出するための第2電流-電圧変換素子41bとを備える電子制御装置における前記第1、第2グランドコネクタ34a,34bを診断する方法であって、前記第1、第2電流-電圧変換素子41a,41bの出力電圧をそれぞれ前記第1、第2制御回路32a,32bに入力するステップと、前記第1、第2制御回路32a,32bでそれぞれ前記第1、第2グランドコネクタ34a,34bが異常状態か否かを判断するステップとを備えることを特徴とする。
上記方法によると、第1または第2電流-電圧変換素子41aまたは41bを流れる電流に基づいて、第1または第2制御回路32aまたは32bで、第1または第2グランドコネクタ34aまたは34bの異常状態を検出するので、グランドコネクタ34a,34bまたはグランドハーネス36a,36bの故障や異常時に、正常な系統で電動モータ13の駆動制御を継続できる。
上記方法によると、第1または第2電流-電圧変換素子41aまたは41bを流れる電流に基づいて、第1または第2制御回路32aまたは32bで、第1または第2グランドコネクタ34aまたは34bの異常状態を検出するので、グランドコネクタ34a,34bまたはグランドハーネス36a,36bの故障や異常時に、正常な系統で電動モータ13の駆動制御を継続できる。
さらに別の好ましい態様では、前記第1または第2制御回路32aまたは32bにより、前記第1または第2電流-電圧変換素子41aまたは41bの通電方向に基づいて、前記第1または第2グランドコネクタ34aまたは34bの異常状態と判断するステップを更に具備する、ことを特徴とする。
さらに別の好ましい態様では、前記異常状態か否かを判断するステップは、前記第1または第2制御回路32aまたは32bにより、前記第1または第2電流-電圧変換素子41aまたは41bで検出した電流値が所定値を超えたときに、前記第1または第2グランドコネクタ34aまたは34bの異常状態と判断するステップである、ことを特徴とする。
さらに別の好ましい態様では、前記異常状態か否かを判断するステップは、前記第1または第2制御回路32aまたは32bにより、前記第1または第2電流-電圧変換素子41aまたは41bで検出した電流値が所定値を超える頻度が高い場合に、前記第1または第2グランドコネクタ34aまたは34bの異常状態と判断するステップである、ことを特徴とする。
上記方法によると、所定値を超える継続時間や回数により第1、第2グランドコネクタ34a,34bの定格を考慮して電流を制限することで、異常判定前に壊れないように設定できる。
上記方法によると、所定値を超える継続時間や回数により第1、第2グランドコネクタ34a,34bの定格を考慮して電流を制限することで、異常判定前に壊れないように設定できる。
さらに別の好ましい態様では、前記異常状態か否かを判断するステップは、前記第1または第2制御回路32aまたは32bにより、前記第1または第2電流-電圧変換素子41aまたは41bの通電方向の逆転を検知したときに、前記第1または第2グランドコネクタ34aまたは34bのオープン状態と判断するステップである、ことを特徴とする。
さらに別の好ましい態様では、前記第1または第2グランドコネクタ34aまたは34bのオープン状態を検出した場合に、オープン状態を検出した前記第1または第2インバータ31aまたは31bから、前記電動モータ13の第1または第2巻線組13aまたは13bへ供給する電流を低減または停止させるステップを更に具備する、ことを特徴とする。
上記方法によると、第1または第2グランドコネクタ34aまたは34bのオープン検出機能が喪失した場合に、第1または第2インバータ31aまたは31bへの通電電流を低減または停止して、アシストを継続できる。
上記方法によると、第1または第2グランドコネクタ34aまたは34bのオープン検出機能が喪失した場合に、第1または第2インバータ31aまたは31bへの通電電流を低減または停止して、アシストを継続できる。
さらに別の好ましい態様では、前記第1グランドコネクタ34aのオープン状態を検出し、且つ前記第2グランドコネクタ34bの正常状態を検出した場合に、前記第1インバータ31aから、前記電動モータ13の第1巻線組13aへ供給する電流を低減または停止させ、前記第2グランドコネクタ34bのオープン状態を検出し、且つ前記第1グランドコネクタ34aの正常状態を検出した場合に、前記第2インバータ31bから、前記電動モータ13の第2巻線組13bへ供給する電流を低減または停止させるステップを更に具備する、ことを特徴とする。
上記方法によると、一方のグランドコネクタ34aまたは34bがオープンになって一方のインバータ31aまたは31bから通電がされていない場合は、正常側のインバータの通電を継続してもグランドコネクタの定格を超えないようにできる。
上記方法によると、一方のグランドコネクタ34aまたは34bがオープンになって一方のインバータ31aまたは31bから通電がされていない場合は、正常側のインバータの通電を継続してもグランドコネクタの定格を超えないようにできる。
さらに別の好ましい態様では、前記第1、第2制御回路32a,32bで通信を行うステップと、前記第1インバータ31aから前記電動モータ13の第1巻線組13aへ供給する電流と、第2インバータ31bから前記電動モータ13の第2巻線組13bへ供給する電流の和が定格電流内に収まるように、前記第1、第2インバータ31a,31bの出力電流を低減するステップとを更に具備する、ことを特徴とする。
13…電動モータ、13a…第1巻線組、13b…第2巻線組、14…EPS制御用ECU(電子制御装置)、17a…第1電源、17b…第2電源、30…ハウジング、31a…第1インバータ、31b…第2インバータ、32a…第1制御回路、32b…第2制御回路、33a…第1電源コネクタ、33b…第2電源コネクタ、34a…第1GNDコネクタ(第1グランドコネクタ)、34b…第2GNDコネクタ(第2グランドコネクタ)、35a…第1電源ハーネス、35b…第2電源ハーネス、36a…第1GNDハーネス(第1グランドハーネス)、36b…第2GNDハーネス(第2グランドハーネス)、37a,37b…電源ライン、38a,38b…電源リレー、39a…第1シャント抵抗器、39b…第2シャント抵抗器、40a,40b…GNDライン、41a…第1電流-電圧変換素子、41b…第2電流-電圧変換素子、42a…第1マイクロコンピュータ、42b…第2マイクロコンピュータ、43a,43b…駆動回路、44a,44b…電源回路、45a,45b…電流検出回路、R1a,R1b…抵抗器、C1a,C1b…コンデンサ
Claims (20)
- 第1電源コネクタ及び第1グランドコネクタと、
第2電源コネクタ及び第2グランドコネクタと、
前記第1電源コネクタ及び前記第1グランドコネクタに接続され、電動モータの第1巻線組に通電して駆動する第1インバータと、
前記第2電源コネクタ及び前記第2グランドコネクタに接続され、前記電動モータの第2巻線組に通電して駆動する第2インバータと、
前記第1電源コネクタ及び前記第1グランドコネクタと接続され、第1内部電源電圧を生成して前記第1インバータを制御する第1制御回路と、
前記第2電源コネクタ及び前記第2グランドコネクタと接続され、第2内部電源電圧を生成して前記第2インバータを制御する第2制御回路と、
前記第1インバータのグランドと前記第1、第2制御回路の共通グランドとの間に設けられた第1電流-電圧変換素子と、
前記第2インバータのグランドと前記第1、第2制御回路の共通グランドとの間に設けられた第2電流-電圧変換素子と、を具備することを特徴とする電子制御装置。 - 前記第1電流-電圧変換素子の出力電圧を前記第1制御回路に入力し、前記第1制御回路で前記第1グランドコネクタが異常状態か否かを判断し、
前記第2電流-電圧変換素子の出力電圧を前記第2制御回路に入力し、前記第2制御回路で前記第2グランドコネクタが異常状態か否かを判断する、ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。 - 前記第1グランドコネクタ、前記第1インバータのグランド、前記第1制御回路の共通グランド、及び前記電流-電圧変換素子を共通接続する第1グランドラインと、
前記第2グランドコネクタ、前記第2インバータのグランド、前記第2制御回路の共通グランド、及び前記第2電流-電圧変換素子を共通接続する第2グランドラインとを更に具備し、
前記第1制御回路は、前記第1電流-電圧変換素子の通電方向が逆転したときに前記第1グランドコネクタのオープン状態を検出し、
前記第2制御回路は、前記第2電流-電圧変換素子の通電方向が逆転したときに前記第2グランドコネクタのオープン状態を検出する、ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。 - 前記第1電流-電圧変換素子の出力電圧を前記第1制御回路に伝達する第1伝達ラインと、前記第2電流-電圧変換素子の出力電圧を前記第2制御回路に伝達する第2伝達ラインとを更に具備し、前記第1制御回路が前記第1伝達ラインの電位を変化させる第1電位設定部を備え、前記第2制御回路が前記第1伝達ラインの電位を変化させる第1電位設定部を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
- 前記第1制御回路は、前記第1グランドコネクタのオープン状態を検出した場合に、前記第1インバータから前記電動モータの第1巻線組へ供給する電流を低減又は停止し、前記第2制御回路は、前記第2グランドコネクタのオープン状態を検出した場合に、前記第2インバータから前記電動モータの第2巻線組へ供給する電流を低減又は停止する、ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
- 前記第1制御回路は、第1マイクロコンピュータと、この第1マイクロコンピュータの制御により、前記電動モータの第1巻線組へPWM(Pulse Width Modulation)信号を供給する第1駆動回路とを含み、
前記第2制御回路は、第2マイクロコンピュータと、この第2マイクロコンピュータの制御により、前記電動モータの第2巻線組へPWM信号を供給する第2駆動回路とを含み、
前記第1、第2マイクロコンピュータ間で通信を行って、前記電動モータの駆動制御と異常診断を行う、ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。 - 前記第1制御回路は、前記第1電源の電圧から第1内部電源電圧を生成して、前記第1マイクロコンピュータ及び前記第1駆動回路に供給する第1電源回路を更に備え、
前記第2制御回路は、前記第2電源の電圧から第2内部電源電圧を生成して、前記第2マイクロコンピュータ及び前記第2駆動回路に供給する第2電源回路を更に備える、ことを特徴とする請求項6に記載の電子制御装置。 - 前記第1、第2電流-電圧変換素子はそれぞれ、検出した電流を電圧に変換して前記第1、第2制御回路に供給する、ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
- 前記第1電流-電圧変換素子と並列接続された第1コンデンサと、前記第2電流-電圧変換素子と並列接続された第2コンデンサとを更に具備する、ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
- 前記第1インバータへの供給電流を検出するための第1シャント抵抗器と、前記第2インバータへの供給電流を検出するための第2シャント抵抗器とを更に備える、ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
- 前記第1インバータと第1グランドコネクタとの間に設けられ、前記電動モータにおける第1巻線組を流れる相電流を検出する第1シャント抵抗器と、前記第2インバータと第2グランドコネクタとの間に設けられ、前記電動モータにおける第2巻線組を流れる相電流を検出する第2シャント抵抗器とを更に備え、
第1電流-電圧変換素子は、一端が前記第1シャント抵抗器の前記第1グランドコネクタ側に接続され、他端が前記共通グランドに接続され、
第2電流-電圧変換素子は、一端が前記第2シャント抵抗器の前記第2グランドコネクタ側に接続され、他端が前記共通グランドに接続される、ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。 - 前記第1、第2電流-電圧変換素子は前記第1、第2制御回路が実装される基板上に設置され、
前記第1電流-電圧変換素子と前記第2電流-電圧変換素子の間は、前記第1、第2電流-電圧変換素子自体の幅より太いパターンの配線で結線される、ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。 - 前記第1、第2制御回路の共通グランドは、前記第1、第2電流-電圧変換素子と前記第1、第2グランドラインの合流点より下流に配置される、ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
- 素子搭載面に前記第1、第2電流-電圧変換素子が搭載される第1プリント基板と、前記第1プリント基板の裏面に積層され、接合部にベタグランド層が形成された第2プリント基板とを備え、
前記ベタグランド層は前記第1プリント基板に形成されたスルーホールを介して前記第1、第2電流-電圧変換素子の一端に結線され、
前記スルーホールは前記第1、第2電流-電圧変換素子に対して電流-電圧変換素子自体の長さより短い距離の場所に配置される、ことを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。 - 第1電源コネクタ及び第1グランドコネクタと、第2電源コネクタ及び第2グランドコネクタと、前記第1電源コネクタ及び前記第1グランドコネクタに接続され、電動モータの第1巻線組に通電して駆動する第1インバータと、前記第2電源コネクタ及び前記第2グランドコネクタに接続され、前記電動モータの第2巻線組に通電して駆動する第2インバータと、前記第1電源コネクタ及び前記第1グランドコネクタと接続され、第1内部電源電圧を生成して前記第1インバータを制御する第1制御回路と、前記第2電源コネクタ及び前記第2グランドコネクタと接続され、第2内部電源電圧を生成して前記第2インバータを制御する第2制御回路と、前記第1インバータのグランドと前記第1、第2制御回路の共通グランドとの間に設けられた第1電流-電圧変換素子と、前記第2インバータのグランドと前記第1、第2制御回路の共通グランドとの間に設けられた第2電流-電圧変換素子とを備える電子制御装置における前記第1、第2グランドコネクタを診断する方法であって、
前記第1、第2電流-電圧変換素子の出力電圧をそれぞれ前記第1、第2制御回路に入力すること、及び
前記第1、第2制御回路でそれぞれ前記第1、第2グランドコネクタが異常状態か否かを判断すること、を備える
ことを特徴とする電子制御装置の診断方法。 - 前記第1制御回路または第2制御回路により、前記第1電流-電圧変換素子または第2電流-電圧変換素子の通電方向に基づいて、前記第1グランドコネクタまたは第2グランドコネクタの異常状態と判断すること、を更に具備する、ことを特徴とする請求項15に記載の電子制御装置の診断方法。
- 前記異常状態か否かを判断することは、前記第1または第2制御回路により、前記第1または第2電流-電圧変換素子で検出した電流値が所定値を超えたときに、前記第1または第2グランドコネクタの異常状態と判断することである、ことを特徴とする請求項15に記載の電子制御装置の診断方法。
- 前記異常状態か否かを判断することは、前記第1または第2制御回路により、前記第1または第2電流-電圧変換素子で検出した電流値が所定値を超える頻度が高い場合に、前記第1または第2グランドコネクタの異常状態と判断することである、ことを特徴とする請求項15に記載の電子制御装置の診断方法。
- 前記第1グランドコネクタまたは第2グランドコネクタのオープン状態を検出した場合に、オープン状態を検出した前記第1インバータまたは第2インバータから、前記電動モータの第1巻線組または第2巻線組へ供給する電流を低減または停止させること、を更に具備する、ことを特徴とする請求項15に記載の電子制御装置の診断方法。
- 前記第1グランドコネクタのオープン状態を検出し、且つ前記第2グランドコネクタの正常状態を検出した場合に、前記第1インバータから、前記電動モータの第1巻線組へ供給する電流を低減または停止させ、
前記第2グランドコネクタのオープン状態を検出し、且つ前記第1グランドコネクタの正常状態を検出した場合に、前記第2インバータから、前記電動モータの第2巻線組へ供給する電流を低減または停止させること、を更に具備する、ことを特徴とする請求項15に記載の電子制御装置の診断方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE112019001881.7T DE112019001881B9 (de) | 2018-04-12 | 2019-03-13 | Elektronische steuereinheit und diagnoseverfahren dafür |
| CN201980025274.7A CN112042109B (zh) | 2018-04-12 | 2019-03-13 | 电子控制装置及其诊断方法 |
| US16/980,566 US10994769B2 (en) | 2018-04-12 | 2019-03-13 | Electronic control unit and diagnostic method therefor |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018-076698 | 2018-04-12 | ||
| JP2018076698A JP6999480B2 (ja) | 2018-04-12 | 2018-04-12 | 電子制御装置及びその診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2019198407A1 true WO2019198407A1 (ja) | 2019-10-17 |
Family
ID=68162927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2019/010205 Ceased WO2019198407A1 (ja) | 2018-04-12 | 2019-03-13 | 電子制御装置及びその診断方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10994769B2 (ja) |
| JP (1) | JP6999480B2 (ja) |
| CN (1) | CN112042109B (ja) |
| DE (1) | DE112019001881B9 (ja) |
| WO (1) | WO2019198407A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200406962A1 (en) * | 2018-03-13 | 2020-12-31 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Control device for on-board device |
| WO2021117636A1 (ja) * | 2019-12-10 | 2021-06-17 | 日立Astemo株式会社 | 電動モータの駆動制御装置 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7192625B2 (ja) * | 2019-04-02 | 2022-12-20 | 株式会社デンソー | 電子制御装置 |
| JP7188285B2 (ja) * | 2019-06-14 | 2022-12-13 | 株式会社デンソー | 電源システム |
| JP7101904B2 (ja) * | 2019-11-27 | 2022-07-15 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| US11296490B2 (en) * | 2020-04-07 | 2022-04-05 | Hitachi Astemo Americas, Inc. | Ground fault control for multiple ground paths |
| US11904960B2 (en) | 2020-04-14 | 2024-02-20 | Hl Mando Corporation | Steering system and method for controlling the same |
| US12328085B2 (en) | 2020-09-17 | 2025-06-10 | Hitachi Astemo, Ltd. | Electronic control device |
| EP4325716B1 (en) * | 2021-04-16 | 2025-10-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Rotating machine control device and electric power steering device |
| DE102021204292A1 (de) * | 2021-04-29 | 2022-11-03 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Ständer für eine elektrische Maschine |
| WO2023203746A1 (ja) * | 2022-04-22 | 2023-10-26 | 三菱電機株式会社 | モータ駆動装置および電動パワーステアリング装置 |
| JP2024016443A (ja) * | 2022-07-26 | 2024-02-07 | 日立Astemo株式会社 | 電動駆動装置の制御装置 |
| JP2024016442A (ja) * | 2022-07-26 | 2024-02-07 | 日立Astemo株式会社 | 電動駆動装置の制御装置 |
| WO2024190417A1 (ja) * | 2023-03-13 | 2024-09-19 | 日立Astemo株式会社 | 電動モータの駆動制御装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08168292A (ja) * | 1994-12-15 | 1996-06-25 | Hitachi Ltd | 誘導電動機及びそれを用いた電動車両 |
| JP2009038934A (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Honda Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| JP2017169405A (ja) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | 株式会社ジェイテクト | モータ制御装置及び操舵制御装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6674180B2 (en) * | 2001-10-12 | 2004-01-06 | Ford Global Technologies, Llc | Power supply for a hybrid electric vehicle |
| CN102981092B (zh) * | 2012-11-15 | 2015-05-13 | 广东电网公司肇庆供电局 | 输电线路接地状态检测装置 |
| JP2014176215A (ja) | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Nsk Ltd | モータ制御装置、これを使用した電動パワーステアリング装置及び車両 |
| WO2014167710A1 (ja) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 蓄電装置の異常検出回路およびそれを備えた蓄電装置 |
| CN106029471B (zh) * | 2014-03-19 | 2018-01-30 | 日立汽车系统株式会社 | 动力转向装置及动力转向装置的控制装置 |
| JP2016032977A (ja) | 2014-07-31 | 2016-03-10 | 株式会社デンソー | 電動パワーステアリングシステムおよび車両制御システム |
| JP6299574B2 (ja) * | 2014-12-04 | 2018-03-28 | 株式会社デンソー | 電子装置 |
| JP6427443B2 (ja) | 2015-03-12 | 2018-11-21 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | モータの駆動制御ユニット |
| JP6418093B2 (ja) * | 2015-07-16 | 2018-11-07 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
| JP6669540B2 (ja) | 2016-03-14 | 2020-03-18 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | モータアクチュエータ、及びそれを用いたパワーステアリング装置 |
| JP6680053B2 (ja) | 2016-04-06 | 2020-04-15 | 株式会社デンソー | 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
| DE102017205940A1 (de) | 2017-04-06 | 2018-10-11 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbunds und Kraftfahrzeug |
| CN107561351B (zh) * | 2017-09-14 | 2019-09-27 | 河南工程学院 | 并网逆变系统的输出电压电流检测装置与快速分析方法 |
-
2018
- 2018-04-12 JP JP2018076698A patent/JP6999480B2/ja active Active
-
2019
- 2019-03-13 WO PCT/JP2019/010205 patent/WO2019198407A1/ja not_active Ceased
- 2019-03-13 CN CN201980025274.7A patent/CN112042109B/zh active Active
- 2019-03-13 US US16/980,566 patent/US10994769B2/en active Active
- 2019-03-13 DE DE112019001881.7T patent/DE112019001881B9/de active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08168292A (ja) * | 1994-12-15 | 1996-06-25 | Hitachi Ltd | 誘導電動機及びそれを用いた電動車両 |
| JP2009038934A (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Honda Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| JP2017169405A (ja) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | 株式会社ジェイテクト | モータ制御装置及び操舵制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200406962A1 (en) * | 2018-03-13 | 2020-12-31 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Control device for on-board device |
| US11498614B2 (en) * | 2018-03-13 | 2022-11-15 | Hitachi Astemo, Ltd. | Control device for on-board device |
| WO2021117636A1 (ja) * | 2019-12-10 | 2021-06-17 | 日立Astemo株式会社 | 電動モータの駆動制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019187134A (ja) | 2019-10-24 |
| CN112042109B (zh) | 2022-01-25 |
| DE112019001881B9 (de) | 2022-02-24 |
| CN112042109A (zh) | 2020-12-04 |
| JP6999480B2 (ja) | 2022-01-18 |
| DE112019001881T5 (de) | 2021-01-14 |
| US10994769B2 (en) | 2021-05-04 |
| US20210046973A1 (en) | 2021-02-18 |
| DE112019001881B4 (de) | 2021-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6999480B2 (ja) | 電子制御装置及びその診断方法 | |
| US10003294B2 (en) | Control apparatus of rotary electric machine and electric power steering apparatus using the same | |
| CN112351933A (zh) | 具有冗余配置的控制单元的机动车辆转向系统 | |
| JPWO2017122329A1 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JP2020171103A (ja) | 回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 | |
| CN111791945B (zh) | 电子控制装置 | |
| US11760284B2 (en) | Electronic control unit and power supply system | |
| US11323058B2 (en) | Drive controller for electric motor | |
| US12358554B2 (en) | Electronic control apparatus and its fault detection method | |
| WO2017199357A1 (ja) | 多系統回路を有する電子制御装置 | |
| JP4680042B2 (ja) | 制御回路装置 | |
| JP4483522B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置及び電力供給システム | |
| WO2021117636A1 (ja) | 電動モータの駆動制御装置 | |
| JP6914003B2 (ja) | 電子制御装置 | |
| JP7632226B2 (ja) | 制御装置 | |
| JP7011995B2 (ja) | 電子制御装置 | |
| WO2024024245A1 (ja) | 電動駆動装置の制御装置 | |
| JPWO2020075693A1 (ja) | モータ制御システム、モータおよび電動パワーステアリング装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19784992 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19784992 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |