JP2013159120A - 電子制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マイコン11は、モータ80の駆動に関する演算を行うCPU21およびCPU22を有し、CPU21の演算結果に基づきモータ80を駆動制御する。コンパレータ16は、マイコン11の異常を検出可能である。マイコン11は、通電後、マイコン11がモータ80の駆動制御を開始する前、コンパレータ16からの出力信号を監視することでコンパレータ16の正異常を判定する。ECU10は、マイコン11への通電後、マイコン11がモータ80の駆動制御を開始する前、マイコン11に疑似的な異常を発生させる。コンパレータ16がマイコン11の疑似的な異常を検出した場合、「コンパレータ16は正常である」と判定する。マイコン11は、「コンパレータ16は正常である」と判定すると、モータ80の駆動制御を開始する。
【選択図】図3
Description
また、特許文献1の電子制御装置では、メインCPUまたはサブCPUの一方が、ウォッチドッグタイマによって、他方の作動異常を検出している。ここで、マイコン自体が故障している場合、メインCPUまたはサブCPUの作動異常を検出できないおそれがある。
また、上述したような電子制御装置を例えば電動パワーステアリング装置のモータの駆動制御のために用いる場合、CPUの異常の誤検出は、運転者の操舵に関するフィーリングに大きく影響する。
図1は、電動パワーステアリング装置1を備えたステアリングシステム90の全体構成を示すものである。電動パワーステアリング装置1には、ハンドル91に接続されたステアリングシャフト92にトルクセンサ94が設けられている。トルクセンサ94は、運転者からハンドル91を経由してステアリングシャフト92に入力される操舵トルクを検出する。
これにより、運転者がハンドル91を回転させると、ハンドル91に接続されたステアリングシャフト92が回転し、ステアリングシャフト92の回転運動は、ピニオンギア96によってラック軸97の直線運動に変換され、ラック軸97の直線運動変位に応じた角度について一対の車輪98が操舵される。
この構成により、電動パワーステアリング装置1は、ハンドル91の操舵を補助するための操舵アシストトルクをモータ80から発生し、ステアリングシャフト92に伝達する。
マイコン11は、上述の回転角センサ85、トルクセンサ94および車速センサ95等から入力した信号に基づいてプログラムを実行し、モータ80を駆動するための駆動回路30を制御する。
マイコン11は、メインモジュール12、サブモジュール13、ROM14、RAM15、コンパレータ16、メイン割り込みコントローラ17およびサブ割り込みコントローラ18等を備えている。
コンパレータ16は、CPU21の演算結果とCPU22の演算結果とを比較する。具体的には、コンパレータ16は、バス比較部25により、CPU21の演算結果とCPU22の演算結果とを比較する。
さらに、コンパレータ16は、ROM比較部24により、ROM14からのCPU21によるデータの読み出し結果とROM14からのCPU22によるデータの読み出し結果とを比較する。
そして、コンパレータ16は、バス比較部25、RAM比較部23およびROM比較部24の各部で、CPU21の演算結果とCPU22の演算結果との不一致を異常として検出すると、当該不一致に関する情報をフェイル情報としてエラーステータスレジスタの各項目に対し各部毎に書き込むとともに、メイン割り込みコントローラ17およびサブ割り込みコントローラ18に対し、不一致を検出したことを示す信号である不一致検出信号を送信する。ここで、コンパレータ16は、特許請求の範囲における「マイコン異常検出手段」として機能する。
CPU21およびCPU22は、メイン割り込みコントローラ17、サブ割り込みコントローラ18から割り込み発生信号を受信すると、割り込み処理により、CPU21の演算結果とCPU22の演算結果との不一致の回数を示す不一致回数カウント値をカウントアップ(増加)させる。本実施形態では、例えば不一致回数カウント値の初期値は0であり、カウントアップ1回あたりの増加量は1である。
本実施形態において、イニシャルチェックは、自動車のイグニッションキーがオンされること、または、マイコン11がリセットされること等によりマイコン11に通電された後、マイコン11がモータ80の駆動制御を開始する前に実施される。図4は、イニシャルチェックS100の処理フローを示すものである。
S102では、マイコン11は、所定時間待機する。
マイコン11は、S103およびS104で、特許請求の範囲における「初期正異常判定手段」として機能する。
一方、S103で初期正異常判定手段により「コンパレータ16は異常である」と判定された場合、S105でマイコン11はリセットされる。リセットによる再起動後、マイコン11に通電されると、イニシャルチェックS100が再び実行される。例えばハードウェアまたはソフトウェアの本質的な故障ではなく、ノイズ等によってレジスタ値が一時的に異常値となった状態で、マイコン11のリセットによりマイコン11が正常状態に復帰した場合、S104で初期正異常判定手段により「コンパレータ16は正常である」と判定され、マイコン11によるモータ80の駆動制御が開始される。一方、マイコン11をリセットしてもマイコン11が正常状態に復帰しなかった場合、S105でマイコン11は再びリセットされる。
本発明の第2実施形態によるECU10について説明する。第2実施形態は、物理的な構成は第1実施形態と同様であるものの、イニシャルチェックの仕方が第1実施形態と異なる。
コンパレータ16は、CPU21の演算結果とCPU22の演算結果とに疑似的な異常である不一致が生じると、当該不一致に関する情報をフェイル情報としてエラーステータスレジスタの各項目に対し各部毎に書き込むとともに、メイン割り込みコントローラ17、サブ割り込みコントローラ18に対し、不一致を検出したことを示す信号である不一致検出信号を送信する。メイン割り込みコントローラ17およびサブ割り込みコントローラ18は、コンパレータ16から不一致検出信号を受信すると、それぞれ、CPU21、CPU22に対し割り込み発生信号を送信する。
以上説明したように、(1)本実施形態では、マイコン11は、第1実施形態と異なり、割り込み処理により、コンパレータ16でCPU21およびCPU22の疑似的な異常、すなわち、演算結果の不一致を検出する。
本発明の第3実施形態によるECU10について、図5および6に基づき説明する。第3実施形態は、物理的な構成は第1実施形態と同様であるものの、モータ80の駆動制御時のマイコン11のリセット等の仕方、および、イニシャルチェックの仕方等が第1実施形態と異なる。
S201では、監視IC40は、コンパレータ16から不一致検出信号を受信したか否かを判別する。ここで、前記不一致検出信号は、マイコン異常検出手段としてのコンパレータ16が、CPU21の演算結果とCPU22の演算結果との不一致を異常として検出したときに監視IC40に対し送信する信号である。
S202では、監視IC40は、カウンタの値を1増大させる。当該カウンタは、本実施形態では、例えばRAM等の記憶手段に記憶された値であり、初期値は例えば0である。その後、処理はS203へ移行する。
本実施形態において、イニシャルチェックは、第1実施形態と同様、自動車のイグニッションキーがオンされること、または、マイコン11がリセットされること等によりマイコン11に通電された後、マイコン11がモータ80の駆動制御を開始する前に実施される。図6は、マイコン11によるイニシャルチェックS300の処理フローを示すものである。
図6に示すイニシャルチェックS300は、マイコン11に通電されることにより開始される。
S302では、「チェック状態」を「チェック」とする。具体的には、不揮発性の記憶手段に記憶された「チェック状態」の値を「チェック」に書き換える。その後、処理はS303へ移行する。
S304では、マイコン11は、所定時間待機する。
S306では、マイコン11は、所定時間待機する。
S308では、マイコン11は、イニシャルチェックは完了したと判断する。その後、処理は図6の一連の処理であるイニシャルチェックS300を抜ける。
S308の後、S300を抜けると、マイコン11のCPU21によるモータ80の駆動制御が開始される。
このように、本実施形態では、監視IC40が、特許請求の範囲における「初期正異常判定手段」、「リセット手段」および「制御停止手段」として機能している。
上述の第3実施形態では、監視IC40によりコンパレータ16からの不一致検出信号を監視し、コンパレータ16の正異常を判定する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第3実施形態において、第2実施形態で示した割り込み処理によりコンパレータ16の正異常を判定することとしてもよい。
また、上述の実施形態では、コンパレータ16を「マイコン異常検出手段」として用いる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、マイコン11の異常を検出可能なコンパレータ16以外の電子部品を「マイコン異常検出手段」として用いてもよい。
また、上述の実施形態では、メインモジュール12のみが駆動回路30に接続する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、メインモジュール12に加え、サブモジュール13も駆動回路30に接続する構成としてもよい。
このように、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
80 ・・・・・・モータ(駆動対象)
21、22 ・・・CPU
11 ・・・・・・マイコン(初期正異常判定手段、疑似異常発生手段)
16 ・・・・・・コンパレータ(マイコン異常検出手段)
40 ・・・・・・監視IC(初期正異常判定手段)
Claims (6)
- 駆動対象(80)の駆動を制御する電子制御装置(10)であって、
前記駆動対象の駆動に関する演算を行うCPU(21、22)を有し、当該CPUの演算結果に基づき前記駆動対象を駆動制御するマイコン(11)と、
前記マイコンの異常を検出可能なマイコン異常検出手段(16)と、
前記マイコンへの通電後、前記マイコンが前記駆動対象の駆動制御を開始する前、前記マイコン異常検出手段からの出力信号を監視することで前記マイコン異常検出手段の正異常を判定する初期正異常判定手段(11、40)と、
前記マイコンに疑似的な異常を発生させる疑似異常発生手段(11)と、を備え、
前記マイコンへの通電後、前記マイコンが前記駆動対象の駆動制御を開始する前、前記疑似異常発生手段により前記マイコンに疑似的な異常を発生させ、前記マイコン異常検出手段が前記マイコンの異常を検出した場合、前記初期正異常判定手段により前記マイコン異常検出手段は正常であると判定し、その後、前記マイコンにより前記駆動対象の駆動制御を開始することを特徴とする電子制御装置。 - 前記初期正異常判定手段(40)は、前記マイコンから独立して設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
- 前記マイコンは、同一の演算を行う複数の前記CPUを有し、
前記マイコン異常検出手段は、複数の前記CPUの演算結果が不一致であった場合、前記マイコンの異常を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の電子制御装置。 - 前記初期正異常判定手段により判定した前記マイコン異常検出手段の異常の回数をカウントし、異常の回数が所定回数を超えた場合、前記マイコンをリセットするリセット手段(11、40)をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子制御装置。
- 前記リセット手段による前記マイコンのリセットの回数をカウントし、リセットの回数が所定回数を超えた場合、前記マイコンによる前記駆動対象の駆動制御を停止する制御停止手段(11、40)をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の電子制御装置。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子制御装置と、
前記電子制御装置によって駆動制御されるモータ(80)と、
前記モータの回転をステアリングシャフト(92)に伝達する動力伝達手段(89)と、を備え、
前記ステアリングシャフトに入力される操舵トルクをアシストすることを特徴とする電動パワーステアリング装置(1)。
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