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課題

第1系統コンピュータにより算出される指令信号と第2系統コンピュータにより算出される指令信号とのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部の異常を検知できるようにした車両用制御装置を提供する。

解決手段

第1系統コンピュータ60は、操作信号MS1を算出して切替部80に出力し、第2系統コンピュータ70は、操作信号MS2を算出して切替部80に出力する。切替部80では、操作信号MS1と操作信号MS2とのうちのいずれか一方を、操作信号MSとして転舵アクチュエータに出力する。切替部80の節点na,nc,neの電位論理値に基づき比較部100aでは、論理値の一致または不一致に応じた信号を生成して第1系統コンピュータ60に出力する。第1系統コンピュータ60では、比較部100aの出力信号に基づき切替部80の異常の有無を判定する。

概要

背景

たとえば特許文献1には、第1系統コンピュータと第2系統コンピュータとのそれぞれが、メインCPUおよびサブCPUと、比較装置とを備え、比較装置によってメインCPUの演算結果とサブCPUの演算結果とを比較して異常の有無を判定する装置が記載されている。この装置では、第1系統コンピュータによって算出される指令信号と第2系統コンピュータによって算出される指令信号とが入力される出力信号選択装置切替部)を備えている。切替部には、第1系統コンピュータと第2系統コンピュータとのそれぞれの比較装置による比較結果に関する信号が更に入力される。そして、切替部では、第1系統コンピュータにおいて異常が生じていると判定されていない場合には、第1系統コンピュータから出力された指令信号を選択して出力する一方、異常が生じていると判定されている場合、第2系統コンピュータから出力された指令信号を選択して出力する(段落「0018」)。

概要

第1系統コンピュータにより算出される指令信号と第2系統コンピュータにより算出される指令信号とのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部の異常を検知できるようにした車両用制御装置を提供する。第1系統コンピュータ60は、操作信号MS1を算出して切替部80に出力し、第2系統コンピュータ70は、操作信号MS2を算出して切替部80に出力する。切替部80では、操作信号MS1と操作信号MS2とのうちのいずれか一方を、操作信号MSとして転舵アクチュエータに出力する。切替部80の節点na,nc,neの電位論理値に基づき比較部100aでは、論理値の一致または不一致に応じた信号を生成して第1系統コンピュータ60に出力する。第1系統コンピュータ60では、比較部100aの出力信号に基づき切替部80の異常の有無を判定する。

目的

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第1系統コンピュータにより算出される指令信号と第2系統コンピュータにより算出される指令信号とのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部の異常を検知できるようにした車両用制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

指令信号を算出する第1系統コンピュータおよび第2系統コンピュータと、前記第1系統コンピュータにより算出される前記指令信号と前記第2系統コンピュータにより算出される前記指令信号とが入力され、それらのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部と、前記切替部のうちの該切替部の入力端子につながる節点、該切替部の出力端子につながる節点、および前記切替部においてそれら2つの節点の間の節点のうちの、複数の節点の電位が一致するか否かに応じた信号を前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの少なくとも一方に出力する比較部と、を備え、前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき、前記切替部の異常の有無を判定する車両用制御装置

請求項2

前記切替部は、複数の論理回路にて構成されており、前記2つの節点の間の節点は、前記複数の論理回路同士を接続する節点であり、前記複数の節点は、第1の一対の節点と、該第1の一対の節点とは相違する第2の一対の節点を含み、前記比較部は、前記第1の一対の節点の電位が一致するか否かを判定する第1比較部と、前記第2の一対の節点の電位が一致するか否かを判定する第2比較部と、を備え、前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記第1比較部の出力する信号および前記第2比較部の出力する信号に基づき、前記切替部の異常の有無を判定する請求項1記載の車両用制御装置。

請求項3

前記切替部は、第1切替部および第2切替部を備え、前記第1切替部および前記第2切替部のいずれが前記指令信号を選択的に出力するかを、前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの前記少なくとも一方によって指定可能であり、前記比較部は、前記第1切替部の入力端子につながる節点、前記第1切替部の出力端子につながる節点、および前記第1切替部においてそれら2つの節点の間の節点のうちの、複数の節点の電位が一致するか否かに応じた信号を前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの前記少なくとも一方に出力し、前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき前記第1切替部に異常があると判定する場合、前記第2切替部が前記指令信号を選択的に出力するように指定する請求項1または2記載の車両用制御装置。

請求項4

前記第1切替部の出力端子をハイインピーダンス状態とするハイインピーダンス回路を備え、前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき前記第1切替部に異常があると判定する場合、前記ハイインピーダンス回路を操作して前記第1切替部の出力端子をハイインピーダンス状態とする請求項3記載の車両用制御装置。

請求項5

前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータは、ソフトウェア処理を実行する処理部を備え、前記比較部は、ハードウェア処理を実行する請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用制御装置。

技術分野

0001

本発明は、指令信号を算出する第1系統コンピュータおよび第2系統コンピュータと、第1系統コンピュータにより算出される指令信号と第2系統コンピュータにより算出される指令信号とのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部と、を備える車両用制御装置に関する。

背景技術

0002

たとえば特許文献1には、第1系統コンピュータと第2系統コンピュータとのそれぞれが、メインCPUおよびサブCPUと、比較装置とを備え、比較装置によってメインCPUの演算結果とサブCPUの演算結果とを比較して異常の有無を判定する装置が記載されている。この装置では、第1系統コンピュータによって算出される指令信号と第2系統コンピュータによって算出される指令信号とが入力される出力信号選択装置(切替部)を備えている。切替部には、第1系統コンピュータと第2系統コンピュータとのそれぞれの比較装置による比較結果に関する信号が更に入力される。そして、切替部では、第1系統コンピュータにおいて異常が生じていると判定されていない場合には、第1系統コンピュータから出力された指令信号を選択して出力する一方、異常が生じていると判定されている場合、第2系統コンピュータから出力された指令信号を選択して出力する(段落「0018」)。

先行技術

0003

特開2003−15743号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ただし、上記装置の場合、切替部に異常が生じた場合、切替部が適切な指令信号を出力できなくなるおそれがあるが、切替部の異常を検知することについては記載されていない。

0005

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第1系統コンピュータにより算出される指令信号と第2系統コンピュータにより算出される指令信号とのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部の異常を検知できるようにした車両用制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
1.車両用制御装置は、指令信号を算出する第1系統コンピュータおよび第2系統コンピュータと、前記第1系統コンピュータにより算出される前記指令信号と前記第2系統コンピュータにより算出される前記指令信号とが入力され、それらのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部と、前記切替部のうちの該切替部の入力端子につながる節点、該切替部の出力端子につながる節点、および前記切替部においてそれら2つの節点の間の節点のうちの、複数の節点の電位が一致するか否かに応じた信号を前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの少なくとも一方に出力する比較部と、を備え、前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき、前記切替部の異常の有無を判定する。

0007

上記切替部に関する節点のなかには、正常であるか否かに応じて、電位が一致するか否かが定まるものが存在する。そこで上記構成では、それら複数の節点の電位が一致するか否かに応じた信号を比較部が第1系統コンピュータおよび第2系統コンピュータの少なくとも一方に出力することにより、当該系統コンピュータによって異常の有無を判定する。これにより、第1系統コンピュータにより算出される指令信号と第2系統コンピュータにより算出される指令信号とのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部の異常を検知できる。

0008

2.上記1記載の車両用制御装置において、前記切替部は、複数の論理回路にて構成されており、前記2つの節点の間の節点は、前記複数の論理回路同士を接続する節点であり、前記複数の節点は、第1の一対の節点と、該第1の一対の節点とは相違する第2の一対の節点を含み、前記比較部は、前記第1の一対の節点の電位が一致するか否かを判定する第1比較部と、前記第2の一対の節点の電位が一致するか否かを判定する第2比較部と、を備え、前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記第1比較部の出力する信号および前記第2比較部の出力する信号に基づき、前記切替部の異常の有無を判定する。

0009

上記構成では、第1比較部および第2比較部を備えることにより、たとえば切替部に異常があるにもかかわらず第1の一対の接点の電位が正常時と同一となる場合であっても、第2の一対の接点の電位が異常を示すことにより、第2比較部によって異常を検知することができる。

0010

3.上記1または2記載の車両用制御装置において、前記切替部は、第1切替部および第2切替部を備え、前記第1切替部および前記第2切替部のいずれが前記指令信号を選択的に出力するかを、前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの前記少なくとも一方によって指定可能であり、前記比較部は、前記第1切替部の入力端子につながる節点、前記第1切替部の出力端子につながる節点、および前記第1切替部においてそれら2つの節点の間の節点のうちの、複数の節点の電位が一致するか否かに応じた信号を前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの前記少なくとも一方に出力し、前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき前記第1切替部に異常があると判定する場合、前記第2切替部が前記指令信号を選択的に出力するように指定する。

0011

上記構成では、第1切替部に異常があると判定される場合、第2切替部が用いられるため、第1切替部に異常がある場合であっても、第1系統コンピュータや第2系統コンピュータの出力する指令信号を外部に出力することができる。

0012

4.上記3記載の車両用制御装置において、前記第1切替部の出力端子をハイインピーダンス状態とするハイインピーダンス回路を備え、前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき前記第1切替部に異常があると判定する場合、前記ハイインピーダンス回路を操作して前記第1切替部の出力端子をハイインピーダンス状態とする。

0013

第1切替部が指令信号を出力する状態から第2切替部が指令信号を出力する状態に切り替える際、第1切替部の出力端子の電位が所定の電位である場合、第2切替部の出力信号に影響を及ぼすことが懸念される。この点、上記構成では、ハイインピーダンス回路を備えて第1切替部の出力端子をハイインピーダンス状態とすることにより、第2切替部の出力する指令信号に第1切替部の出力端子の電位が悪影響を及ぼすことを好適に抑制することができる。

0014

5.上記1〜4のいずれか1項に記載の車両用制御装置において、前記第1系統コンピュータおよび前記第2系統コンピュータは、ソフトウェア処理を実行する処理部を備え、前記比較部は、ハードウェア処理を実行する。

0015

上記構成において、仮に、処理部自体が節点の電位に基づき異常の有無を判定するとする場合、処理部の演算速度を非常に高速なものとする必要が生じる。この点、上記構成では、ハードウェア処理を実行する比較部の出力する信号に基づき、処理部において異常の有無を判定するため、処理部の演算速度に過度に高い要求が課されることを抑制することができる。

図面の簡単な説明

0016

第1の実施形態にかかる車両用制御装置を搭載した車両の一部を示す図。
同実施形態にかかる操舵ECUの構成を示すブロック図。
同実施形態にかかる切替部の状態パターンを示す図。
同実施形態にかかる比較部の状態パターンを示す図。
同実施形態にかかる異常判定処理の手順を示す流れ図。
第2の実施形態にかかるハイインピーダンス回路を示す回路図。

実施例

0017

<第1の実施形態>
以下、車両用制御装置にかかる第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示す操舵装置10は、車両に搭載されるものであり、ユーザによってステアリングホイールステアリング12)に加えられたトルクが、ステアリングシャフト14、ラック軸20を介して転舵輪22に伝達される。

0018

上記ステアリングシャフト14とラック軸20とは、所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸20に形成された第1ラック歯24aとステアリングシャフト14に形成されたシャフト歯14aとが噛合されることで第1ラックアンドピニオン機構24が構成されている。

0019

上記ラック軸20は、ピニオン軸28と所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸20に形成された第2ラック歯26aとピニオン軸28に形成されたピニオン歯28aとが噛合されることで第2ラックアンドピニオン機構26が構成されている。ピニオン軸28は、ウォームアンドホイール等の減速機構30を介して、電動機32の回転軸32aに接続されている。電動機32は、3相の電動機であり、電動機32に交流電圧印加するインバータ34に接続されている。

0020

なお、ラック軸20、第2ラックアンドピニオン機構26、減速機構30、電動機32およびインバータ34は、転舵アクチュエータPSAを構成する。
操舵制御装置(操舵ECU40)は、電動機32のトルクを制御量とし、インバータ34を操作することによって、ユーザによるステアリング12の操作をアシストするアシスト制御を実行する。アシスト制御は、ステアリング12の操作に基づき、ステアリング12の操作による転舵輪22の転舵をアシストするためのトルクを電動機32によって生成する処理である。この際、操舵ECU40は、各種センサ検出値を参照する。これらセンサとしては、たとえば、ステアリングシャフト14に加わるトルク(操舵トルクTrqs)を検出するトルクセンサ44や、電動機32の回転軸32aの回転角度θを検出する回転角度センサ48、インバータ34の出力線電流電流iu,iv,iw)を検出する電流センサ46等がある。具体的には、操舵ECU40は、操舵トルクTrqに応じて電動機32のトルクを制御する。

0021

操舵ECU40は、さらに、上位ECU42からの転舵角指令値θp*に従って転舵輪22の転舵角を制御することによって、自動操舵に関する処理を実行する。上位ECU42は、カメラ50の出力する画像データに基づき、車両の走行経路を算出し、算出した走行経路に沿って車両を走行させるための転舵角指令値θp*を算出して操舵ECU40に出力する。

0022

図2に、操舵ECU40の構成を示す。
操舵ECU40は、第1系統コンピュータ60、第2系統コンピュータ70、および切替部80を備えている。

0023

第1系統コンピュータ60は、一対の中央処理装置であるメインCPU62aおよびサブCPU62bと、一対のメモリ64a,64bとを備えている。メインCPU62aは、メモリ64aに記憶されたプログラムに従ってソフトウェア処理を実行し、サブCPU62bは、メモリ64bに記憶されたプログラムに従ってソフトウェア処理を実行する。本実施形態では、メインCPU62aは、入出力回路68を介して入力される上記電流iu,iv,iwや回転角度θ、操舵トルクTrq、転舵角指令値θp*に基づき、インバータ34の操作信号MSを算出する処理を実行する。一方、サブCPU62bは、メインCPU62aの異常の有無を判定するためにメインCPU62aと同一の演算処理を実行する。

0024

第1系統判定部66は、メインCPU62aの出力するデータとサブCPU62bの出力するデータとの一致、不一致に基づき、メインCPU62aの演算結果とサブCPU62bの演算結果とを比較し、比較の結果、演算結果が一致しない場合に、エラー信号SfをメインCPU62aおよびサブCPU62bに出力する。第1系統判定部66は、たとえば専用のハードウェアASIC)にて構成され、上記処理をハードウェア処理として実行する。

0025

第2系統コンピュータ70は、上記メインCPU62a、サブCPU62b、メモリ64a,64b、第1系統判定部66、および入出力回路68のそれぞれに対応する、メインCPU72a、サブCPU72b、メモリ74a,74b、第2系統判定部76、および入出力回路78を備えている。

0026

切替部80には、第1系統コンピュータ60によって算出されたインバータ34の操作信号MS1と、第2系統コンピュータ70によって算出されたインバータ34の操作信号MS2とが入力され、操作信号MS1,MS2のいずれか一方を操作信号MSとしてインバータ34に出力する。ただし、実際には、切替部80が出力する論理Hおよび論理Lの2値の操作信号MSのうち論理Hの信号については、プリドライブ回路によって昇圧した後にインバータ34に取り込まれることが望ましい。なお、たとえばインバータ34が、直流電圧源の正極および負極のそれぞれを電動機32の端子に選択的に接続するスイッチング素子を備える場合、操作信号として、各レッグの上側アームの3個のスイッチング素子と下側アームの3個のスイッチング素子とのそれぞれに各別の操作信号が必要となる。しかし図2においては、記載スペース制約などから、切替部80の構成のうち、単一の操作信号に関するもののみを図示している。

0027

切替部80には、操作信号MS1,MS2に加えて、系統切替信号Sc1が入力される。系統切替信号Sc1は、操作信号MS1をインバータ34の操作信号MSとして出力する状態と、操作信号MS2をインバータ34の操作信号MSとして出力する状態とを切り替えるための信号である。本実施形態では、系統切替信号Sc1は、第1系統コンピュータ60によって切替部80に入力されるものとする。なお、本実施形態において、第1系統コンピュータ60は、メインコンピュータであり、第2系統コンピュータ70は、サブコンピュータであることを想定する。したがって、第2系統コンピュータ70によって算出される操作信号MS2が操作信号MSとされるのは、第1系統コンピュータ60に異常が生じる場合に限る。

0028

切替部80は、第1切替部90aと第2切替部90bとを備えている。そして、切替部80には、出力切替信号Sc2が入力される。出力切替信号Sc2は、操作信号MS1と操作信号MS2とのいずれかを選択して操作信号MSとして出力する処理を第1切替部90aが実行するか第2切替部90bが実行するかを切り替えるための信号である。本実施形態では、出力切替信号Sc2は、第1系統コンピュータ60および第2系統コンピュータ70によって切替部80に入力されるものとする。

0029

第1切替部90aは、操作信号MS1と系統切替信号Sc1とが入力され、それらの論理積信号を出力するAND回路92aと、系統切替信号Sc1が入力され、その論理反転信号を出力する反転回路93aと、上記論理反転信号と操作信号MS2とが入力され、それらの論理積信号を出力するAND回路94aとを備えている。また、第1切替部90aは、AND回路92aが出力する論理積信号と、AND回路94aが出力する論理積信号とが入力され、それらの論理和信号を出力するOR回路96aを備えている。また、第1切替部90aは、OR回路96aが出力する論理和信号が入力され、これをインバータ34の操作信号MSとして出力する3ステートバッファ(ハイインピーダンス回路98a)を備えている。

0030

ハイインピーダンス回路98aには、出力切替信号Sc2の論理反転信号がイネーブル端子に入力される。すなわち、切替部80は、出力切替信号Sc2が入力され、出力切替信号Sc2の論理反転信号を生成してハイインピーダンス回路98aのイネーブル端子に出力する反転回路82を備えている。ハイインピーダンス回路98aは、イネーブル端子に入力される信号が論理Hである場合に入力信号を出力し、論理Lである場合、出力端子をハイインピーダンス状態とする。このため、出力切替信号Sc2が論理Lである場合、反転回路82によってイネーブル端子に入力される信号が論理Hとなることから、ハイインピーダンス回路98aは、入力信号を出力する。

0031

ハイインピーダンス回路98aの出力信号が第1切替部90aの出力信号である。そして、ハイインピーダンス回路98aがハイインピーダンス状態ではなく、入力された信号を出力する場合、この信号は、インバータ34の操作信号MSとなる。すなわち、系統切替信号Sc1が論理Hである場合、AND回路92aの出力は、2値変数の信号である操作信号MS1の論理値に応じた信号となる一方、AND回路94aの出力は、常時論理Lとなる。このため、OR回路96aの出力信号は、操作信号MS1となり、この信号がハイインピーダンス回路98aに入力される。また、系統切替信号Sc1が論理Lである場合、AND回路92aの出力は、常時論理Lとなる一方、AND回路94aの出力は、2値変数の信号である操作信号MS2の論理値に応じた信号となる。このため、OR回路96aの出力信号は、操作信号MS2となり、この信号がハイインピーダンス回路98aに入力される。

0032

第2切替部90bは、AND回路92a、反転回路93a、AND回路94a、OR回路96aおよびハイインピーダンス回路98aのそれぞれに対応するAND回路92b、反転回路93b、AND回路94b、OR回路96bおよびハイインピーダンス回路98bを備えている。ただし、ハイインピーダンス回路98bのイネーブル端子には、出力切替信号Sc2が入力される。

0033

こうした構成によれば、出力切替信号Sc2によって、第1切替部90aの出力信号と第2切替部90bの出力信号とのいずれか一方を選択的に切替部80の出力端子Toから出力される操作信号MSとすることができる。なお、本実施形態では、第1切替部90aがメインであり、第2切替部90bがサブである。このため、第1切替部90aに異常が生じる場合に限って、第2切替部90bが利用される。

0034

図3に、出力切替信号Sc2と、切替部80の出力端子Toの出力値との関係を示す。なお、図3においては、出力端子Toの論理値として、出力端子Toに接続された節点neの論理値を示す。また、図3には、第1切替部90aのOR回路96a(図中「第1:OR」)、第2切替部90bのOR回路96b(図中「第2:OR」)、第1切替部90aのハイインピーダンス回路98a(図中「第1:3sb」)、および第2切替部90bのハイインピーダンス回路98b(図中「第2:3sb」)の出力信号の論理値を併せて記載している。なお、図3において、「Z」は、ハイインピーダンス状態であることを示す。

0035

図3に示すように、出力切替信号Sc2が論理Lである場合、第2切替部90bのハイインピーダンス回路98bがハイインピーダンス状態となる一方、第1切替部90aのハイインピーダンス回路98aがOR回路96aの出力信号を出力する。このため、節点neの論理値は、第1切替部90aのOR回路96aの出力信号の論理値となる。一方、出力切替信号Sc2が論理Hである場合、第1切替部90aのハイインピーダンス回路98aがハイインピーダンス状態となる一方、第2切替部90bのハイインピーダンス回路98bがOR回路96bの出力信号を出力する。このため、節点neの論理値は、第2切替部90bのOR回路96bの出力信号の論理値となる。

0036

図2戻り、操舵ECU40は、第1切替部90aの異常の有無を判定するための比較部100aを備えている。図2には、紙面都合上、比較部100aのうち特に操作信号MS1が操作信号MSとされる状態において利用される部分の構成のみを記載している。

0037

比較部100aは、第1比較部102aおよび第2比較部104aを備えている。第1比較部102aは、操作信号MS1が入力される切替部80の入力端子Tiaに接続される節点naと、OR回路96aおよびハイインピーダンス回路98aを接続する節点ncとに接続され、それらの2値的な電位信号排他的論理和信号を第1比較信号Sd1として、第1系統コンピュータ60に出力する。一方、第2比較部104aは、節点ncと節点neとに接続され、それらの2値的な電位信号の排他的論理和信号を第2比較信号Sd2として、第1系統コンピュータ60に出力する。

0038

図4に、操作信号MS1が操作信号MSとされるときにおける、節点na,nc,ne、第1比較信号Sd1、第2比較信号Sd2と、異常の有無と、の関係を示す。図4において、論理値にドットを付与しているところは、正常時の論理値とは逆の論理値であることを示している。

0039

第1切替部90aから操作信号MS1が操作信号MSとして出力される場合、第1切替部90aに異常がないのであれば、節点na,nc,neの電位は一致するはずである。このため、第1比較信号Sd1および第2比較信号Sd2がともに正常である場合、図4に示すように、節点na,nc,neの電位が一致する場合に限って、第1比較信号Sd1と第2比較信号Sd2とがともに論理Lとなる。このため、第1比較信号Sd1と第2比較信号Sd2とを用いることにより、第1切替部90aの異常の有無を判定することが可能となる。なお、図4においては、便宜上、節点na,nc,neのいずれか1つのみが異常である場合を例示したが、実際には、節点ncが論理Hであるべきところ論理Lとなる異常が生じると、節点neについても論理Lとなる異常が生じうる。しかし、たとえば、ハイインピーダンス回路98aの出力端子がハイインピーダンス状態となる異常が生じている場合などにあっては、節点ncが論理Hであるべきところ論理Lとなる異常が生じたときに節点neが論理Hとなりうる。また、節点ncが論理Hであるべきところ論理Lとなる異常が生じたにもかかわらず節点neが論理Hとなるケースは、節点ncと第1比較部102aとの接続異常のケースでもあり得る。すなわち、たとえば、節点ncと第1比較部102aとの接続が切れる異常が生じ、第1比較部102aの一方の入力がハイインピーダンス状態のためにたまたま論理Lとなったケースでもあり得る。

0040

ちなみに、図4には、第1比較信号Sd1および第2比較信号Sd2のいずれか一方が異常である場合も示している。この場合、第1比較信号Sd1および第2比較信号Sd2のいずれか一方が論理Hとなることにより異常を検知することができる。

0041

図5に、第1系統コンピュータ60によって実行される第1切替部90aの異常の有無の判定処理の手順を示す。図5に示す処理は、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、以下では、主体をメインCPU62aとして記載する。

0042

図5に示す一連の処理において、メインCPU62aは、まず第1比較信号Sd1が論理Lであることと第2比較信号Sd2が論理Lであることとの論理積が真であるか否かを判定する(S10)。メインCPU62aは、論理積がであると判定する場合(S10:NO)、カウンタCをインクリメントする(S12)。次に、メインCPU62aは、カウンタCが閾値Cth以上であるか否かを判定する(S14)。この処理は、第1切替部90aに異常がある旨の判定を確定させるか否かを判定する処理である。すなわち、本実施形態では、ノイズ等によって上記論理積が真となることにより第1切替部90aの異常である旨の誤判定がなされることを抑制すべく、閾値Cthを2以上の値に設定している。そしてメインCPU62aは、閾値Cth以上であると判定する場合(S14:YES)、第1切替部90aに異常がある旨の判定をする(S16)。そしてメインCPU62aは、出力切替信号Sc2を論理Lとする。ちなみに、図4に示したように、第1切替部90aが正常であっても、比較部100aの異常に起因して第1比較信号Sd1および第2比較信号Sd2のいずれかが論理Hとなることもありうる。その場合、第1切替部90aが正常であるか否かの監視ができないことを持って、本実施形態では、第1切替部90aの異常とみなしている。

0043

一方、メインCPU62aは、論理積が真であると判定する場合(S10:YES)、カウンタCを初期化する(S20)。
なお、メインCPU62aは、ステップS18,S20の処理が完了する場合、図5に示す一連の処理を一旦終了する。ちなみに、サブCPU62bも同様の処理を実行するが、サブCPU62bが入出力回路68のうちの外部に信号を出力する出力回路に接続されていないため、サブCPU62bが出力する出力切替信号Sc2は、切替部80に出力されない。

0044

ここで本実施形態の作用について説明する。
第1系統コンピュータ60が系統切替信号Sc1を論理Hとして操作信号MS1を切替部80に出力することにより、切替部80では、操作信号MS1を操作信号MSとしてインバータ34に出力する。この際、第1切替部90aが正常である場合には、出力切替信号Sc2が論理Lとされ、第1切替部90aから操作信号MSが出力される。ここで、第1切替部90aが正常であるなら、操作信号MS1が論理Hである場合、節点na,nc,neのいずれにおいてもその電位が論理Hの電位となり、操作信号MS1が論理Lである場合、節点na,nc,neのいずれにおいてもその電位が論理Lの電位となる。これにより、第1比較信号Sd1と第2比較信号Sd2との双方ともに論理Lとなる。これに対し、第1切替部90aに異常が生じると、節点na,nc,neの電位に不一致が生じることにより、第1比較信号Sd1と第2比較信号Sd2との少なくとも一方が論理Hとなる。このため、第1系統コンピュータ60では、第1比較信号Sd1と第2比較信号Sd2との少なくとも一方が論理Hとなることに基づき、第1切替部90aの異常の有無を判定することができる。

0045

ちなみに、第1切替部90aによって操作信号MS2が操作信号MSとされている状態においては、節点nb,nc,neの電位の比較信号に基づき第2系統コンピュータ70によって第1切替部90aの異常の有無を判定すればよい。また、第2切替部90bによって操作信号MS1が操作信号MSとされている状態においては、節点na,nd,neの電位の比較信号に基づき第1系統コンピュータ60によって第2切替部90bの異常の有無を判定すればよい。また、第2切替部90bによって操作信号MS2が操作信号MSとされている状態においては、節点nb,nd,neの電位の比較信号に基づき第2系統コンピュータ70によって第2切替部90bの異常の有無を判定すればよい。

0046

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する効果が得られる。
(1)比較部100aが第1比較部102aと第2比較部104aとを備えた。これにより、異常があるにもかかわらず、第1比較部102aの異常に起因して第1比較部102aの出力信号が論理Lとなる場合であっても、第2比較部104aの出力信号が論理Hとなることに基づき、異常を検知することができる。このため、第1比較部102aおよび第2比較部104aのいずれか一方のみを備える場合と比べると、比較部100aによる比較結果の信頼性を高めることができる。

0047

(2)第1比較部102aによって電位が比較される一対の節点na,ncと、第2比較部104aによって電位が比較される一対の節点nc,neとを、互いに異なる節点の組とした。これにより、第1切替部90aに異常があるにもかかわらず、一対の節点na,ncと、一対の節点nc,neとのうちのいずれか一方が正常時と同様に一致した場合であっても、他方によって異常を検知することができる。具体的には、たとえば、論理Hが正常である場合において、節点naの電位が論理Hであり、節点nc,neの電位が論理Lである場合、第2比較部104aによっては異常を検知できないが、第1比較部102aによって異常を検知することができる。ちなみに、この異常の例では、節点na,neの一対の論理値の比較のみを行っても異常を検知できるものの、その場合、たとえば、図4に示すように、節点naが論理H、節点ncが論理L、節点neが論理Hである異常を検知できない。

0048

(3)第1切替部90aに異常があると判定する場合、出力切替信号Sc2によって、第2切替部90bから操作信号MSをインバータ34に出力するようにした。このため、第1切替部90aに異常がある場合であっても、第1系統コンピュータ60の出力する操作信号MS1や第2系統コンピュータ70の出力する操作信号MS2を外部に出力することができる。

0049

(4)第1切替部90aに、ハイインピーダンス回路98aを備えた。これにより、第1切替部90aに異常が生じ、第2切替部90bから操作信号MSを出力する状態に切り替える場合、ハイインピーダンス回路98aによって第1切替部90aの出力端子をハイインピーダンス状態とすることができる。このため、第1切替部90aの出力端子の電位が第2切替部90bの出力信号に影響を及ぼすことを好適に抑制することができる。

0050

(5)比較部100aがハードウェア処理を実行し、第1比較信号Sd1や第2比較信号Sd2に基づき第1系統コンピュータ60内のメインCPU62aがソフトウェア処理にて、異常の有無を判定した。これにより、メインCPU62a自体が節点na,nc,neの電位に基づき異常の有無を判定する場合と比較すると、メインCPU62aの演算速度に過度に高い要求が課されることを抑制することができる。

0051

<第2の実施形態>
以下、車両用制御装置にかかる第2の実施形態について、上記第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

0052

本実施形態では、ハイインピーダンス回路98a,98bに代えて、図6に示すハイインピーダンス回路110を備える。
図6は、第1切替部90aの構成を示す。なお、図6において、図2に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。ちなみに、第2切替部90bの構成についても同様であるため、その記載を省略する。

0053

ハイインピーダンス回路110は、一対のリレー112,116の直列接続体を備えている。リレー112は、NチャネルMOS型電界効果トランジスタトランジスタ112a,112b)が互いのボディーダイオード114a,114bのカソード同士ショートさせるようにして直列接続されたものである。同様に、リレー116は、NチャネルのMOS型電界効果トランジスタ(トランジスタ116a,116b)が互いのボディーダイオード118a,118bのカソード同士をショートさせるようにして直列接続されたものである。

0054

リレー112を構成する一対のトランジスタ112a,112bのゲートには、反転回路82の出力する反転信号が、プリドライブ回路120にて昇圧された後、印加される。プリドライブ回路120は、反転信号が論理Hである場合に、その電位をより高い電位とするものである。同様に、リレー116を構成する一対のトランジスタ116a,116bのゲートには、反転回路82の出力する反転信号が、プリドライブ回路122にて昇圧された後、印加される。プリドライブ回路122は、反転信号が論理Hである場合に、その電位をより高い電位とするものである。

0055

上記ハイインピーダンス回路110によれば、リレー112,116のいずれか一方に異常が生じたり、プリドライブ回路120,122のいずれか一方に異常が生じたりする場合であっても、第1切替部90aの出力端子をハイインピーダンス状態とすることができる。すなわち、たとえば、リレー112自体に異常が生じてトランジスタ112a,112bのいずれかが開固着状態となるか、プリドライブ回路120に異常が生じてリレー112が常時開状態となる場合であっても、リレー116を閉状態とすることによって、ハイインピーダンス状態を実現することができる。

0056

対応関係
上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項と、実施形態における事項との対応関係は、次の通りである。指令信号は、操作信号MSに対応し、車載アクチュエータは、転舵アクチュエータPSAに対応し、車両用制御装置は、操舵ECU40に対応する。「2つの節点の間の節点」は、節点nc,ndに対応し、「第1の一対の節点」は、節点na,ncに対応し、「第2の一対の節点」は、節点nc,neに対応する。処理部は、メインCPU62a,72aやサブCPU62b,72bに対応する。第1切替部の出力端子は、図2においては、ハイインピーダンス回路98aの出力端子に対応し、図6においてはハイインピーダンス回路98aの出力端子(トランジスタ116bのうちダイオード118bのアノード側)に対応する。

0057

<その他の実施形態>
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも1つを、以下のように変更してもよい。
・「第1系統コンピュータおよび第2系統コンピュータについて」
上記実施形態では、第1系統コンピュータ60をメインコンピュータとし第2系統コンピュータ70をサブコンピュータとして、第1系統コンピュータ60に異常が生じた場合に第2系統コンピュータ70の出力する操作信号MS2を操作信号MSとしたが、これに限らない。たとえば、第1系統コンピュータ60と第2系統コンピュータ70との間にメイン、サブの関係を定義せず、第1系統コンピュータ60と第2系統コンピュータ70との双方が正常である場合、所定期間毎に、操作信号MS1を操作信号MSとする状態と、操作信号MS2を操作信号MSとする状態とを切り替えてもよい。

0058

・「異常の有無の判定について」
上記実施形態では、第1系統コンピュータ60が正常である場合、第1系統コンピュータ60のみが第1比較信号Sd1や第2比較信号Sd2に基づき異常の有無を判定したがこれに限らない。たとえば、第1比較信号Sd1および第2比較信号Sd2を第2系統コンピュータ70にも入力し、第2系統コンピュータ70においても、第1比較信号Sd1や第2比較信号Sd2に基づき異常の有無を判定してもよい。

0059

・「比較部について」
操作信号MS1が操作信号MSとされるときにおける第1切替部90aの異常の有無を判定するものとしては、節点na,nc,neの電位を用いるものに限らない。たとえば節点na,ncの電位のみを用いるものであってもよい。また、たとえば、節点na,nc,neの電位に加えて、図2に示した節点nfの電位を用いるものであってもよい。

0060

比較部としては、一対の節点の組の電位が一致するか否かの判定結果をシリアルラインに出力するものに限らない。たとえば、図2の3つの節点na,nc,neの電位が一致するか否かの判定結果をシリアルラインに出力するものであってもよい。これは、たとえば、第1比較信号Sd1や第2比較信号Sd2の論理和信号を生成する回路によって構成することができる。

0061

また、比較部としては、節点の電位が一致する場合に正常を示すものに限らない。たとえば、切替部の論理回路にインバータが含まれる場合等において、正常である場合に電位が互いに異なる一対の節点に接続され、それらの電位が一致するか否かの信号を出力するものであってもよい。

0062

・「切替部について」
上記実施形態では、第1切替部90aをメインとし第2切替部90bをサブとして、第1切替部90aに異常が生じることを条件に第2切替部90bを利用したが、これに限らない。たとえば、第1切替部90aと第2切替部90bとの間にメイン、サブの関係を定義せず、第1切替部90aと第2切替部90bとの双方が正常である場合、所定期間毎に、第1切替部90aを利用する状態と第2切替部90bを利用する状態とを切り替えてもよい。

0063

さらに、第1系統コンピュータ60の操作信号MS1と第2系統コンピュータ70の操作信号MS2とのいずれを操作信号MSとするかを切り替える切替部としては、第1切替部90aと第2切替部90bとからなるものに限らず、たとえば、第3切替部をさらに備えてもよい。この場合、たとえば第2切替部に異常が生じる場合、第3切替部を利用してもよい。

0064

・「車載アクチュエータについて」
転舵アクチュエータPSAに限らない。たとえば、駆動輪を駆動する主機となる回転電機を備えたものであってもよく、また、左右の車輪の回転速度を変更可能なホイールモータであってもよい。ちなみに、ホイールモータは、車両の操舵を制御するためのアクチュエータである。

0065

・「車両用制御装置について」
複数の系統コンピュータを備える車両用制御装置としては、第1系統コンピュータおよび第2系統コンピュータのみを備えるものに限らず、たとえば第3系統コンピュータを更に備えるもの等、3個以上の系統コンピュータを備えるものであってもよい。この場合、たとえば、第1系統コンピュータおよび第2系統コンピュータの双方に異常が生じる場合に第3系統コンピュータを用いて操作信号MSを生成してもよい。これは、切替部が、第2系統コンピュータに異常が生じる場合に第3系統コンピュータの操作信号MS3を操作信号MSとすることで実現できる。またたとえば、操作信号MSを算出してインバータ34の操作に用いる処理を実行する処理を、第1系統コンピュータ、第2系統コンピュータ、および第3系統コンピュータの順に所定期間毎に交代で実行してもよい。

0066

車両用制御装置としては、操舵ECUに限らない。たとえば自動操舵のために転舵角指令値θp*を操舵ECU40に出力する上位ECU42であってもよい。

0067

10…操舵装置、12…ステアリング、14…ステアリングシャフト、14a…シャフト歯、20…ラック軸、22…転舵輪、24…第1ラックアンドピニオン機構、24a…第1ラック歯、26…第2ラックアンドピニオン機構、26a…第2ラック歯、28…ピニオン軸、28a…ピニオン歯、30…減速機構、32…電動機、32a…回転軸、34…インバータ、40…操舵ECU、42…上位ECU、44…トルクセンサ、46…電流センサ、48…回転角度センサ、50…カメラ、60…第1系統コンピュータ、62a…メインCPU、62b…サブCPU、64a,64b…メモリ、66…第1系統判定部、68…入出力回路、70…第2系統コンピュータ、72a…メインCPU、72b…サブCPU、74a,74b…メモリ、76…第2系統判定部、78…入出力回路、80…切替部、82…反転回路、90a…第1切替部、90b…第2切替部、92a,92b…AND回路、93a,93b…反転回路、94a,94b…AND回路、96a,96b…OR回路、98a,98b…ハイインピーダンス回路、100a…比較部、102a…第1比較部、104a…第2比較部、110…ハイインピーダンス回路、112…リレー、112a,112b…トランジスタ、114a,114b…ボディーダイオード、116…リレー、116a,116b…トランジスタ、118a,118b…ボディーダイオード、120,122…プリドライブ回路。

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