JP2013182477A - マイクロプロセッサ外部監視回路、電子制御装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロプロセッサ動作中にウォッチドッグタイマを診断しても、マイクロプロセッサの異常から確実に復旧させる。
【解決手段】マイクプロセッサ外部監視回路は、マイクロプロセッサから入力されたクリア信号を複数のウォッチドッグタイマの中から入力切替手段によって切り替えたウォッチドッグタイマのみに出力する。そして、該クリア信号が入力されないウォッチドッグタイマは、リセット信号を発生するが、第１出力手段はそのリセット信号のマイクロプロセッサに対する出力を阻止する。そして、該リセット信号はウォッチドッグタイマが正常に動作していることをマイクロプロセッサに通知するチェック信号として第２出力手段がマイクロプロセッサに出力する。また、入力切替手段が切り替えられることで、診断対象のウォッチドッグタイマを切り替えて診断を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、マイクロプロセッサ外部監視回路、電子制御装置及び電動パワーステアリング装置に関し、詳細には、マイクロプロセッサを外部から監視するマイクロプロセッサ外部監視回路、該マイクロプロセッサ外部監視回路を備えた電子制御装置及び電動パワーステアリング装置に関する。

車両には、各種電動機が使用されている。例えば、車両に搭載される電動パワーステアリング装置では、操舵補助トルク（アシストトルク）を与える操舵補助モータ（アシストモータ）が使用されている。電動パワーステアリング装置は、操舵補助モータの駆動力を、減速機を介してギヤまたはベルト等の伝送機構により、ステアリングシャフトまたはラック軸に補助力を付与するようになっている。かかる電動パワーステアリング装置の制御装置は、操舵補助トルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が０になるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティー比の調整で行っている。

電動パワーステアリングの電子制御装置は、マイクロプロセッサ（以下、適宜ＣＰＵという）が電動パワーステアリングを制御する制御プログラムを実行する。このような各種電動機等の制御に用いられるＣＰＵは、外部監視回路によって外部から監視されている。そして、外部監視回路は、ＣＰＵからクリア信号が入力されるウォッチドッグタイマ（以下、ＷＤＴという）を備えている。ＷＤＴは、ＣＰＵから入力されるクリア信号が一定時間（例えば、４０ｍｓｅｃ）以上停止した場合に、リセット信号を発生してＣＰＵをリセットする。

外部監視回路は、ＣＰＵの異常時は必ず動作する必要があるため、診断機能を備えていることが知られている。例えば、外部監視回路のＷＤＴの診断としては、特許文献１に示すように、電子制御装置の起動時、リセット時等に、１回だけＷＤＴを診断していた。しかしながら、電子制御装置の動作中にＷＤＴが故障した場合、ＣＰＵの監視機能を喪失した状態で動作を継続し、万が一、ＣＰＵに異常が発生した場合、その異常から復旧させることが困難であった。

このような問題を解消する方法としては、特許文献２に示す暴走監視制御回路が知られている。暴走監視制御回路は、ＷＤＴを２個設け、片方のＷＤＴを有効にした状態で、もう一方のＷＤＴの診断を行うことで、ＣＰＵの外部監視を行うＷＤＴの動作を、ＣＰＵの動作中に自己診断可能としてきた。

特開２００５−２５２９０号公報 特開２００３−１３１９０６号公報

しかしながら、上述した特許文献２の診断方法では、２つのＷＤＴの各々の出力を論理結合回路に接続し、該論理結合回路が２つのＷＤＴが共に動作したときに作用して、ＣＰＵに対してリセット信号を出力していたため、論理結合回路が故障した場合には、ＣＰＵの監視機能を喪失した状態で動作を継続し、万が一、ＣＰＵに異常が発生したら、その異常から復旧させることが困難であるという問題が生じていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マイクロプロセッサ動作中にウォッチドッグタイマを診断しても、マイクロプロセッサの異常から確実に復旧させることができるマイクロプロセッサ外部監視回路、電子制御装置及び電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し目的を達成するために、本発明のマイクロプロセッサ外部監視回路は、マイクロプロセッサを外部から監視するマイクロプロセッサ外部監視回路において、前記マイクロプロセッサから入力されるクリア信号の異常の検出に応じて、前記マイクロプロセッサのリセット信号を発生する複数のウォッチドッグタイマと、前記マイクロプロセッサが出力した前記クリア信号を前記複数のウォッチドッグタイマに切り替えて入力する入力切替手段と、前記入力切替手段が前記クリア信号の入力を切り替えた前記ウォッチドッグタイマが発生した前記リセット信号のみを前記マイクロプロセッサに出力する第１出力手段と、前記複数のウォッチドッグタイマの各々が発生した前記リセット信号を、前記ウォッチドッグタイマが正常に動作していることを前記マイクロプロセッサに通知するチェック信号として前記マイクロプロセッサに出力する第２出力手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、マイクロプロセッサが出力したクリア信号は、複数のウォッチドッグタイマの中から入力切替手段によって切り替えたウォッチドッグタイマに入力される。そして、クリア信号が入力されないウォッチドッグタイマはリセット信号を発生するが、第１出力手段はそのリセット信号のマイクロプロセッサに対する出力を阻止する。そして、該リセット信号はウォッチドッグタイマが正常に動作していることをマイクロプロセッサに通知するチェック信号として第２出力手段がマイクロプロセッサに出力することができる。また、入力切替手段を切り替えることで、診断対象のウォッチドッグタイマを切り替えて診断を同様に行うことができる。よって、ウォッチドッグタイマがクリア信号の入力に基づいてマイクロプロセッサの監視を行っている状態で、他のウォッチドッグタイマが正常に動作しているか否かを、マイクロプロセッサがチェック信号に基づいて診断しても、外部監視中のウォッチドッグタイマがマイクロプロセッサの異常を検出した場合は、リセット信号をマイクロプロセッサに出力することができるため、マイクロプロセッサの外部監視機能を喪失することなく、マイクロプロセッサの動作中にウォッチドッグタイマの診断を行うことができる。しかも、診断中のウォッチドッグタイマで発生するリセット信号をチェック信号としてマイクロプロセッサに出力することから、回路構成を複雑化することなく、診断機能を実現することができる。

上述した課題を解決し目的を達成するために、本発明の電子制御装置は、請求項１に記載のマイクロプロセッサ外部監視回路と、前記マイクロプロセッサと、を備える電子制御装置において、前記マイクロプロセッサは、前記入力切替手段を切り替えて、前記複数のウォッチドッグタイマの中から前記外部から監視を行うウォッチドッグタイマに前記クリア信号を出力するクリア信号出力手段と、前記クリア信号出力手段のクリア信号の出力に応じて前記第２出力手段が出力した前記チェック信号に基づいて、前記クリア信号を出力した前記ウォッチドッグとは異なる前記ウォッチドッグの診断を行う診断手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、マイクロプロセッサはウォッチドッグタイマを診断する場合、入力切替手段を切り替えて、外部監視を行うウォッチドッグタイマに対してクリア信号を出力し、該出力に応じてマイクロプロセッサ外部監視回路から入力されるチェック信号に基づいて、外部監視中のウォッチドッグタイマとは異なるウォッチドッグタイマの診断を行うことができる。そして、その診断中にマイクロプロセッサ外部監視回路からリセット信号が入力されると、マイクロプロセッサを確実にリセットすることができる。また、マイクロプロセッサは、マイクロプロセッサ外部監視回路の入力切替手段を切り替えることで、診断対象のウォッチドッグタイマを切り替えて診断を行うことができる。よって、マイクロプロセッサは、外部監視を行うウォッチドッグタイマにクリア信号を入力させた状態で、マイクロプロセッサ外部監視回路から入力されるチェック信号に基づいて他のウォッチドッグタイマの診断を行うことができることから、マイクロプロセッサの外部監視機能を喪失することなく、マイクロプロセッサの動作中にウォッチドッグタイマの診断を行うことができるため、マイクロプロセッサの異常によって重大な危険を伴う電子制御装置の安全性向上に貢献することができる。しかも、マイクロプロセッサ外部監視回路は診断中のウォッチドッグタイマで発生するリセット信号をチェック信号としてマイクロプロセッサに出力することから、マイクロプロセッサはチェック信号を監視するだけで診断を行うことができるため、診断処理に伴うマイクロプロセッサの負荷を低減させることができる。

本発明の望ましい態様として、前記第２出力手段からの前記チェック信号の入力を利用して前記複数のウォッチドッグタイマの中から前記監視を行うウォッチドッグタイマを切り替える監視切替手段を備え、前記クリア信号出力手段は、前記監視切替手段が切り替えたウォッチドッグタイマに前記入力切替手段を切り替えて前記クリア信号を出力するようにすることが好ましい。

この発明によれば、監視切替手段はマイクロプロセッサ外部監視回路からのチェック信号の入力を利用して診断対象のウォッチドッグタイマを切り替えることができる。そして、マイクロプロセッサ外部監視回路はその切り替えられたウォッチドッグタイマにクリア信号が入力されるように入力切替手段を切り替えることができる。よって、マイクロプロセッサ外部監視回路が出力したチェック信号の入力に応じて診断対象のウォッチドッグタイマを切り替えることから、複数のウォッチドッグタイマを速やかに切り替えて診断することができる。また、チェック信号を切替信号として利用するようにしたことから、診断対象の切替処理を単純化させることができるため、マイクロプロセッサの負荷を低減し且つ構成の単純化を図ることができる。

本発明の望ましい態様として、前記マイクロプロセッサは、車両に搭載された車両用電動機を制御する制御プログラムを実行するマイクロプロセッサであることを特徴とする。

この発明によれば、マイクロプロセッサの異常によって危険が伴う各種車両用電動機に用いることで、マイクロプロセッサの動作中にウォッチドッグタイマを診断しても、マイクロプロセッサ外部監視回路のマイクロプロセッサに対する外部監視機能の喪失を防止することから、診断中でもマイクロプロセッサの異常から確実に復旧させることができるため、車両用電動機の安全性を向上させることができる。

上述した課題を解決し目的を達成するために、本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータと、車両のステアリング系に発生する操舵トルクに基づいて演算した操舵補助指令に基づき前記電動モータを駆動制御して前記車両の操舵を補助する制御手段と、を備えた電動パワーステアリング装置において、請求項２又は３に記載の電子制御装置を備え、前記制御手段は、前記電子制御装置のマイクロプロセッサであることを特徴とする。

この発明によれば、マイクロプロセッサは車両のステアリング系に発生する操舵トルクに基づいて演算した操舵補助指令に基づき前記電動モータを駆動制御して前記車両の操舵を補助する。そして、マイクロプロセッサは、その駆動制御中にウォッチドッグタイマを診断する場合、入力切替手段を切り替えて、外部監視を行うウォッチドッグタイマに対してクリア信号を出力し、該出力に応じてマイクロプロセッサ外部監視回路から入力されるチェック信号に基づいて、外部監視中のウォッチドッグタイマとは異なるウォッチドッグタイマの診断を行うことができる。そして、その診断中にマイクロプロセッサ外部監視回路がリセット信号をマイクロプロセッサに入力すると、マイクロプロセッサを確実にリセットすることができる。また、マイクロプロセッサは、マイクロプロセッサ外部監視回路の入力切替手段を切り替えることで、診断対象のウォッチドッグタイマを切り替えて診断を行うことができる。よって、マイクロプロセッサは、駆動制御中であっても、外部監視を行うウォッチドッグタイマにクリア信号を入力させた状態で、マイクロプロセッサ外部監視回路から入力されるチェック信号に基づいて他のウォッチドッグタイマの診断を行うことができることから、マイクロプロセッサの外部監視機能を喪失することなく、マイクロプロセッサの動作中にウォッチドッグタイマの診断を行うことができるため、電動パワーステアリング装置の安全性を向上させることができる。しかも、マイクロプロセッサ外部監視回路は診断中のウォッチドッグタイマで発生するリセット信号をチェック信号としてマイクロプロセッサに出力することから、マイクロプロセッサはチェック信号を監視するだけで診断を行うことができるため、電動パワーステアリング装置の駆動制御に悪影響を及ぼすこともない。

本発明によれば、マイクロプロセッサ動作中にウォッチドッグタイマを診断しても、マイクロプロセッサの異常から確実に復旧させることができるマイクロプロセッサ外部監視回路、電子制御装置及び電動パワーステアリング装置を提供することができる。

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を示す図である。 図１のコントロールユニットのハードウェア構成を示す図である。 図２中のマイクロプロセッサ外部監視回路の構成例を示す図である。 図２中のＣＰＵが実行するＷＤＴ診断処理の一例を示すフローチャートである。 マイクロプロセッサ外部監視回路の他の構成例を示す図である。

以下に、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。以下の実施例では、車両に搭載された車両用電動機として、車両のステアリング系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の操舵補助モータを制御する電子制御装置を一例として説明する。

＜実施例１＞
図１は、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を示す図である。図１において、操向ハンドル１のコラム軸２は減速ギヤ３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロッド６に連結されている。コラム軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助する操舵補助モータ２０が、減速ギヤ３を介してコラム軸２に連結されている。ここで、操舵補助モータ２０は、例えば、ブラシレスモータやブラシモータである。電動パワーステアリング装置Ｐを制御するコントロールユニット（本実施例の電子制御装置に相当）３０には、バッテリ１４から内蔵の電源リレー１３を経て電力が供給され、イグニションキー１１からイグニション信号が供給される。また、コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基づいて、操舵補助モータ２０の電流指令値を演算し、操舵補助モータ２０の電流検出値と電流指令値とに基づいて、操舵補助モータ２０の電流検出値が電流指令値に追従するように操舵補助モータ２０を駆動制御する。

コントロールユニット３０は、図２に示すように、主ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）１００と、副ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）１１０と、マイクロプロセッサ外部監視回路（以下、外部監視回路とも言う）１３０と、ＦＥＴプリドライバ回路１４０と、モータ駆動回路（インバータ）１５０と、電流検出回路１６０と、位置検出回路１７０等を備えている。

主ＭＣＵ１００は、ＣＰＵ（本実施例のマイクロプロセッサに相当）１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ（メモリ）１０３、ＥＥＰＲＯＭ１０４、Ａ／Ｄ変換器１０５、インターフェース１０６、バス１０７等を備えている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納された各種プログラムを実行して電動パワーステアリング装置Ｐを制御する。

ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１が実行する各種プログラムを格納する。具体的には、ＲＯＭ１０２には、例えば、操舵補助モータ２０を制御するモータ制御処理（操舵補助処理）を実行するための制御プログラム、後述する外部監視回路１３０を診断するためのＷＤＴ診断処理プログラム、等が格納されている。そして、ＷＤＴ診断処理プログラムは、ＣＰＵ１０１を本実施例のクリア信号出力手段、診断手段として機能させるためのプログラムとなっている。

ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１がプログラムを実行する場合にその作業領域として使用され、処理過程で必要とするデータや処理結果、サブルーチンや割り込み処理に際して戻り番地等が記憶されるものであり、データの書き込みが許可されたアクセス許可領域とデータの書き込みが禁止されたアクセス禁止領域とを有している。上記構成において、ＣＰＵ１０１が制御プログラムを実行することにより、車両に搭載された電動パワーステアリング装置Ｐが有する操舵補助モータ２０（車両用電動機）を制御する。

ＥＥＰＲＯＭ１０４は、電源遮断後においても記憶内容を保持可能なメモリである。Ａ／Ｄ変換器１０５は、トルクセンサ１０からの操舵トルクＴ、電流検出回路１６０からの操舵補助モータ２０の電流検出値Ｉｍ、及び位置検出回路１７０からのモータ回転角信号θ等を入力し、デジタル信号に変換する。インターフェース１０６は、車速センサ１２からの車速Ｖ（車速パルス）をＣＡＮ通信で受け取るためのものである。

ＦＥＴプリドライバ回路１４０は、主ＭＣＵ１００から入力されるＵＶＷ各相のＰＷＭ制御信号を、各相正負の通電信号（Ｕp、Ｕn、Ｖp、Ｖn、Ｗp、Ｗn）に変換して、モータ駆動回路１５０に出力する。

モータ駆動回路１５０は、一対のＦＥＴスイッチング素子からなるブリッジ回路をＵ相用、Ｖ相用、Ｗ相用として３相分備えており、各ＦＥＴスイッチング素子には還流ダイオードが並列接続されている。このブリッジ回路には、バッテリ１４から電源リレー１３を介して直流電圧が印加される。各ＦＥＴスイッチング素子の制御端子（ゲート端子）には、ＦＥＴプリドライバ回路１４０から通電信号が入力される。モータ駆動回路１５０に印加される直流電圧は、モータ駆動回路１５０内のＦＥＴスイッチング素子のスイッチング動作によって３相の交流電圧に変換され、それにより操舵補助モータ２０が駆動される。このブリッジ回路には、シャント抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続されている。このシャント抵抗Ｒ１，Ｒ２に電流検出回路１６０が接続され、これによって、操舵補助モータ２０の電流検出値Ｉｍを検出するようになっている。

位置検出回路１７０は、位置センサ２１に励磁電流を与えると共に、位置センサ２１からの出力信号をモータ回転角信号θとして、Ａ／Ｄ変換器１０５に出力する。

外部監視回路１３０は、図３に示すように、第１ウォッチドッグタイマ（ＷＤＴ）１３１と、第２ウォッチドッグタイマ（ＷＤＴ）１３２と、第１切替スイッチ１３３と、第２切替スイッチ１３４と、チェック信号出力部１３５と、を備えている。外部監視回路１３０は、ＣＰＵ１０１と同一のプリント基板上で、ＣＰＵ１０１の近傍に設けられている。

なお、実施例１では複数のウォッチドッグタイマとして、２つの第１ウォッチドッグタイマ１３１及び第２ウォッチドッグタイマ１３２を用いる場合について説明するが、これに代えて、３つ以上のウォッチドッグタイマを用いてもよい。

第１ＷＤＴ１３１及び第２ＷＤＴ１３２は、主ＭＣＵ１００のＣＰＵ１０１のハードウェアエラーを検出するためのものであり、それぞれタイマ用カウンタを備えている。なお、ＣＰＵ１０１のハードウェアエラーとしては、例えば電磁ノイズによる異常、レジスタのデータ化け等の各種が存在する。そして、第１ＷＤＴ１３１及び第２ＷＤＴ１３２の各々は、ＣＰＵ１０１から入力されるクリアパルス（クリア信号）が一定時間（例えば、４０ｍｓｅｃ）以上停止した場合に、リセット信号を出力する。なお、リセット信号は、ＣＰＵ１０１をリセットするための信号である。

なお、実施例１では、第１ＷＤＴ１３１及び第２ＷＤＴ１３２がＣＰＵ１０１をリセットすると共に、ＦＥＴプリドライバ回路１４０にモータ停止信号を出力して、ＦＥＴプリドライバ回路１４０の動作を停止させて、操舵補助モータ２０を停止させる場合について説明するが、該モータ停止信号の出力については構成から排除することもできる。

第１切替スイッチ１３３は、本実施例の入力切替手段に相当し、可動接点１３３ａと固定接点１３３ｂと固定接点１３３ｃとを備えている。そして、可動接点１３３ａは、信号線１３６ａによって主ＭＣＵ１００と電気的に接続されており、ＣＰＵ１０１からクリア信号が入力される。固定接点１３３ｂは、信号線１３６ｂによって第１ＷＤＴ１３１の入力ポートと電気的に接続されている。固定接点１３３ｃは、信号線１３６ｃによって第２ＷＤＴ１３２の入力ポートと電気的に接続されている。

可動接点１３３ａは、固定接点１３３ｂ、１３３ｃの何れか一方の接点に接続されており、ＣＰＵ１０１からの切替信号によって他方の接点に接続が切り替わる。そして、可動接点１３３ａが固定接点１３３ｂに接続されている場合、第１切替スイッチ１３３は、ＣＰＵ１０１からのクリア信号を第１ＷＤＴ１３１に入力する。一方、可動接点１３３ａが固定接点１３３ｃに接続されている場合、第１切替スイッチ１３３は、ＣＰＵ１０１からのクリア信号を第２ＷＤＴ１３２に入力する。

第２切替スイッチ１３４は、本実施例の第１出力手段に相当し、可動接点１３４ａと固定接点１３４ｂと固定接点１３４ｃとを備えている。そして、可動接点１３４ａは、信号線１３６ｄによって主ＭＣＵ１００と電気的に接続されており、ＣＰＵ１０１に対してリセット信号を出力する。固定接点１３４ｂは、信号線１３６ｅによって第１ＷＤＴ１３１の出力ポートと電気的に接続されている。固定接点１３４ｃは、信号線１３６ｆによって第２ＷＤＴ１３２の出力ポートと電気的に接続されている。

可動接点１３４ａは、固定接点１３４ｂ、１３４ｃの何れか一方の接点に接続されており、ＣＰＵ１０１からの切替信号によって他方の接点に接続が切り替わる。そして、可動接点１３４ａが固定接点１３４ｂに接続されている場合、第２切替スイッチ１３４は、第１ＷＤＴ１３１が発生したリセット信号をＣＰＵ１０１に対して出力する。一方、可動接点１３４ａが固定接点１３４ｃに接続されている場合、第２切替スイッチ１３４は、第２ＷＤＴ１３２が発生したリセット信号をＣＰＵ１０１に対して出力する。

第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４は、主ＭＣＵ１００に接続された信号線１３６ｇが分岐してそれぞれに接続されており、ＣＰＵ１０１からの切替信号が双方の切替スイッチに入力される構成となっている。よって、ＣＰＵ１０１は、切替信号を外部監視回路１３０に対して出力することで、同一の切替信号によって第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の双方を同期させて切り替えることが可能となっている。

なお、本実施例１では、本実施例の第１出力手段を第２切替スイッチ１３４で実現する場合について説明するが、これに代えて、他の種々異なる態様とすることができる。例えば、前記信号線１３６ｇと第１ＷＤＴ１３１及び第２ＷＤＴ１３２の各出力とを接続し、第１切替スイッチ１３３の状態に応じて第１ＷＤＴ１３１及び第２ＷＤＴ１３２の出力を制御するＩＣ回路等で実現する。

チェック信号出力部１３５は、本実施例の第２出力手段に相当し、第１ＷＤＴ１３１、第２ＷＤＴ１３２の各々が発生するリセット信号を、第１ＷＤＴ１３１、第２ＷＤＴ１３２が正常に動作していることをＣＰＵ１０１に通知するチェック信号としてＣＰＵ１０１に出力する。

チェック信号出力部１３５は、第１出力線１３５ａと、第２出力線１３５ｂと、を備えている。そして、第１出力線１３５ａは、上述した信号線１３６ｅの途中から分岐して主ＭＣＵ１００と電気的に接続された信号線となっている。即ち、第１出力線１３５ａは、第１ＷＤＴ１３１で発生したリセット信号をチェック信号ｃ１としてＣＰＵ１０１に出力する。第２出力線１３５ｂは、上述した信号線１３６ｆの途中から分岐して主ＭＣＵ１００と電気的に接続された信号線となっている。即ち、第２出力線１３５ｂは、第２ＷＤＴ１３２で発生したリセット信号をチェック信号ｃ２としてＣＰＵ１０１に出力する。

このように構成した外部監視回路１３０は、第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の双方が第１ＷＤＴ１３１と接続されている場合、第１ＷＤＴ１３１で発生したリセット信号は、信号線１３６ｄによってＣＰＵ１０１に対して出力されると共に、該リセット信号であるチェック信号ｃ１が第１出力線１３５ａによってＣＰＵ１０１に出力される。そして、第２ＷＤＴ１３２で発生したリセット信号は、第２切替スイッチ１３４からＣＰＵ１０１には出力されず、第２出力線１３５ｂによってチェック信号ｃ２としてのみＣＰＵ１０１に出力される。

また、第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の双方が第２ＷＤＴ１３２と接続されている場合、第１ＷＤＴ１３１で発生したリセット信号は、第２切替スイッチ１３４からＣＰＵ１０１には出力されず、第１出力線１３５ａによってチェック信号ｃ１としてのみＣＰＵ１０１に対して出力される。そして、第２ＷＤＴ１３２で発生したリセット信号は、信号線１３６ｆによってＣＰＵ１０１に対して出力されると共に、該リセット信号であるチェック信号ｃ２が第２出力線１３５ｂによってＣＰＵ１０１に出力される。

なお、実施例１では、本実施例の第２出力手段を第１出力線１３５ａと第２出力線１３５ｂとで構成する場合について説明するが、これに代えて、他の態様とすることもできる。例えば、第１出力線１３５ａと第２出力線１３５ｂとが入力に接続され、入力された各チェック信号を識別可能に外部に出力するＩＣ回路等の種々異なる構成を用いることができる。

続いて、副ＭＣＵ１１０は、図２に示すように、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、Ｄ／Ａ変換器１１５及びＡ／Ｄ変換器１１６等を備えている。副ＭＣＵ１１０は、モータ制御のための演算処理は実行しないが、主ＭＣＵ１００とシリアル通信により相互に動作（ハードウェアエラー）の監視を行っている。

例えば、主ＭＣＵ１００のＡ／Ｄ変換器１０５の異常を以下の方法で検出している。主ＭＣＵ１００のＡ／Ｄ変換器１０５は、８ポートＡＤ１〜ＡＤ８を有しており、異常診断時には、例えば、ＡＤ８が使用され、７つのポートＡＤ１〜ＡＤ７は異常診断に使用されず、ポートＡＤ１〜ＡＤ７は、本来のモータ制御処理に使用される。

また、副ＭＣＵ１１０のＡ／Ｄ変換器１１６は、８ポートＡＤ１〜ＡＤ８を有しており、異常診断時には、例えば、ＡＤ８が使用され、７つのポートＡＤ１〜ＡＤ７は使用されない。まず、副ＭＣＵ１１０は、所定値のデジタル値をＤ／Ａ変換器１１５でアナログ値に変換して出力する。出力されたアナログ値は、主ＭＣＵ１００のＡ／Ｄ変換器１０５のポートＡＤ８に入力され、再度、デジタル値に変換され、シリアル通信で副ＭＣＵ１１０へ返却値１として送信される。また、出力されたアナログ値は、副ＭＣＵ１１０のＡ／Ｄ変換器１１６のポートＡＤ８に入力され、再度、デジタル値に変換され、返却値２として返却される。副ＭＣＵ１１０は、受信された返却値１と所定値のデジタル値との誤差ΔＸ１を算出し、誤差ΔＸ１が、許容値ΔＸＫ以下である場合には、Ａ／Ｄ変換器１０５及びＤ／Ａ変換器１１５が正常と判定する。他方、副ＭＣＵ１１０は、誤差ΔＸ１が許容値ΔＸＫより大きい場合には、返却値２と所定値のデジタル値との誤差ΔＸ２を算出し、誤差ΔＸ２が、許容値ΔＸＫ以下である場合には、Ｄ／Ａ変換器１１５は正常で、Ａ／Ｄ変換器１０５が異常であると判定する。Ａ／Ｄ変換器１０５は、操舵補助モータ２０を制御するために重要な要素であるので、この場合は、操舵補助モータ２０を停止させる。

上記構成のコントロールユニット３０では、副ＭＣＵ１１０及び外部監視回路１３０により主ＭＣＵ１００のハードウェアエラーを監視している。

次に、図４を参照して、主ＭＣＵ１００における予め定められた診断タイミングに、ＣＰＵ１０１がＷＤＴ診断処理プログラムを実行したときの診断処理概要の一例を以下に説明する。なお、診断タイミングとしては、例えば、予め定められた時刻、予め定められた事象の発生時、外部からの診断の要求を受けた時、等が挙げられる。

ＣＰＵ１０１は、第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の双方が第１ＷＤＴ１３１と接続されている状態で、診断処理プログラムを実行すると、ステップＳ１１において、クリア信号を第１ＷＤＴ１３１に対して出力すると共に、例えばタイマ等を用いて予め定められた所定時間の経過監視を開始し、その後ステップＳ１２の処理に進む。

なお、第１ＷＤＴ１３１及び第２ＷＤＴ１３２は正常に動作している場合、ＣＰＵ１０１から入力されるクリア信号が一定時間（例えば、４０ｍｓｅｃ）以上停止した場合にリセット信号を発生することから、一定時間を越えてもリセット信号を発生しない場合は正常に動作していないと判定できる。よって、所定時間は、その一定時間、診断開始タイミング等を考慮して設定する。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１２において、チェック信号出力部１３５の第２出力線１３５ｂからのチェック信号ｃ２の有無に基づいて、チェック信号ｃ２の入力があったか否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、チェック信号ｃ２の入力がないと判定した場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ステップＳ１３において、所定時間が経過したか否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、所定時間経過していないと判定した場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻り、所定時間の経過を待つ、即ち、チェック信号ｃ２の入力監視を継続する。一方、ＣＰＵ１０１は、所定時間経過していると判定した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、チェック信号ｃ２の入力がないことから、第２ＷＤＴ１３２が正常に動作していないと判定し、ステップＳ１４において、第２ＷＤＴ１３２の異常を通知し、その後ＷＤＴ診断処理を終了する。

一方、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１２でチェック信号ｃ２の入力があったと判定した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１５において、切替信号を外部監視回路１３０に出力し、その後ステップＳ１６の処理に進む。この処理により、第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の双方の接続先が第２ＷＤＴ１３２に切り替えられる。

ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１６において、クリア信号を第２ＷＤＴ１３２に対して出力すると共に、例えばタイマ等を用いて予め定められた所定時間の経過監視を開始し、その後ステップＳ１７の処理に進む。そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１７において、チェック信号出力部１３５の第１出力線１３５ａからのチェック信号ｃ１の有無に基づいて、チェック信号ｃ１の入力があったか否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、チェック信号ｃ１の入力がないと判定した場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、ステップＳ１８において、所定時間が経過したか否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、所定時間経過していないと判定した場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、ステップＳ１７に戻り、所定時間の経過を待つ、即ち、チェック信号ｃ１の入力監視を継続する。一方、ＣＰＵ１０１は、所定時間経過していると判定した場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、チェック信号ｃ１の入力がないことから、第１ＷＤＴ１３１が正常に動作していないと判定し、ステップＳ１９において、第１ＷＤＴ１３１の異常を通知し、その後ＷＤＴ診断処理を終了する。

一方、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１７でチェック信号ｃ１の入力があったと判定した場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０において、切替信号を外部監視回路１３０に出力し、その後ステップＳ２１の処理に進む。この処理により、第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の双方の接続先が第１ＷＤＴ１３１に切り替えられる。即ち、初期の接続状態に戻ったことになる。そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２１において、第１ＷＤＴ１３１及び第２ＷＤＴ１３２の双方が正常に動作していた旨の診断結果を通知し、その後ＷＤＴ診断処理を終了する。なお、診断結果の通知が不要な場合は、ステップＳ２１の処理を削除することもできる。

上述したように、ＣＰＵ１０１はＷＤＴ診断処理を実行することで、本実施例のクリア信号出力手段、診断手段、等の各種手段として機能することになる。

次に、上述した電動パワーステアリング装置Ｐにおける外部監視回路１３０の診断にかかる動作（作用）の一例を説明する。

図２に示す電動パワーステアリング装置Ｐのコントロールユニット３０において、外部監視回路１３０は第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の双方が第１ＷＤＴ１３１と接続されている状態で、主ＭＣＵ１００のＣＰＵ１０１が外部監視回路１３０にクリア信号を出力すると、該クリア信号は第１切替スイッチ１３３を介して第１ＷＤＴ１３１に入力される。第１ＷＤＴ１３１はそのクリア信号の入力を監視し、該クリア信号の入力が前記一定時間以上停止した場合に、リセット信号をＣＰＵ１０１に出力する。

駆動制御中のＣＰＵ１０１は、予め定められた診断タイミングを検出すると、第１ＷＤＴ１３１にクリア信号を出力し、チェック信号ｃ２の入力監視を開始する。

一方、外部監視回路１３０は、第１ＷＤＴ１３１にはクリア信号が入力されているが、第２ＷＤＴ１３２にはクリア信号が入力されていないことから、第２ＷＤＴ１３２が正常に動作している場合、第２ＷＤＴ１３２は前記所定時間が経過すると、リセット信号を発生する。しかしながら、第２切替スイッチ１３４は第１ＷＤＴ１３１に接続されていることから、そのリセット信号は第２切替スイッチ１３４からＣＰＵ１０１には出力されずに、チェック信号出力部１３５からチェック信号ｃ２としてＣＰＵ１０１に出力される。

ＣＰＵ１０１は、外部監視回路１３０からのチェック信号ｃ２の入力を検出すると、第２ＷＤＴ１３２は正常に動作していると判定した場合、外部監視回路１３０に切替信号を出力する。そして、ＣＰＵ１０１はクリア信号を外部監視回路１３０に出力する。一方、外部監視回路１３０は、切替信号が入力されると、第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の接続先を第２ＷＤＴ１３２に切り替える。そして、外部監視回路１３０は、入力されたクリア信号が第１切替スイッチ１３３を介して第２ＷＤＴ１３２に入力される。第２ＷＤＴ１３２はそのクリア信号の入力を監視し、該クリア信号の入力が前記一定時間以上停止した場合に、リセット信号をＣＰＵ１０１に出力する。

そして、外部監視回路１３０は、第２ＷＤＴ１３２にはクリア信号が入力されているが、第１ＷＤＴ１３１にはクリア信号が入力されていないことから、第１ＷＤＴ１３１が正常に動作している場合、第１ＷＤＴ１３１は前記所定時間が経過すると、リセット信号を発生する。しかしながら、第２切替スイッチ１３４は第１ＷＤＴ１３１に接続されていることから、そのリセット信号は第２切替スイッチ１３４からＣＰＵ１０１には出力されず、チェック信号出力部１３５からチェック信号ｃ１としてＣＰＵ１０１に出力される。

ＣＰＵ１０１は、外部監視回路１３０からのチェック信号ｃ１の入力を検出すると、第１ＷＤＴ１３１は正常に動作していると判定し、外部監視回路１３０に切替信号を出力する。そして、ＣＰＵ１０１はクリア信号を外部監視回路１３０に出力する。一方、外部監視回路１３０は第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の双方の接続先が第１ＷＤＴ１３１に切り替わり、第１ＷＤＴ１３１がクリア信号の監視を再開する。

また、ＣＰＵ１０１は、チェック信号ｃ１、ｃ２の有無に基づいて、第１ＷＤＴ１３１及び第２ＷＤＴ１３２の少なくとも一方の異常を検出した場合、その異常を通知する。なお、他の実施例としては、第１ＷＤＴ１３１及び第２ＷＤＴ１３２のうちの一方が正常で他方が異常である場合、異常を通知すると共に、正常な方に接続を切り替えてＣＰＵ１０１の異常を外部から監視する構成としてもよい。

以上説明した実施例１によれば、第１ＷＤＴ１３１がクリア信号の入力に基づいてＣＰＵ１０１の監視を行っている状態で、第２ＷＤＴ１３２が正常に動作しているか否かを、ＣＰＵ１０１がチェック信号ｃ２に基づいて診断しても、外部監視中の第１ＷＤＴ１３１がＣＰＵ１０１の異常の検出に応じてリセット信号をＣＰＵ１０１に出力することができるため、ＣＰＵ１０１の外部監視機能を喪失することなく、ＣＰＵ１０１の動作中に外部監視回路１３０の診断を行うことができる。しかも、診断中の第１ＷＤＴ１３１、第２ＷＤＴ１３２で発生するリセット信号をチェック信号ｃ１、ｃ２としてＣＰＵ１０１に出力することから、外部監視回路１３０の回路構成を複雑化することなく、診断機能を実現することができる。

よって、このような外部監視回路１３０を電動パワーステアリング装置Ｐに用いることで、ＣＰＵ１０１が駆動制御中であっても、ＣＰＵ１０１の外部監視機能を喪失することなく、ＣＰＵ１０１の動作中に第１ＷＤＴ１３１、第２ＷＤＴ１３２の診断を行うことができるため、電動パワーステアリング装置Ｐの安全性を向上させることができる。しかも、外部監視回路１３０は診断中の第１ＷＤＴ１３１、第２ＷＤＴ１３２で発生するリセット信号をチェック信号ｃ１、ｃ２としてＣＰＵ１０１に出力することから、ＣＰＵ１０１はチェック信号ｃ１、ｃ２を監視するだけで診断を行うことができるため、電動パワーステアリング装置Ｐの駆動制御に悪影響を及ぼすこともない。

また、上述した第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の切り替え時間がμｓｅｃオーダの時間が掛かる場合、その切り替え時に外部監視回路１３０はＣＰＵ１０１の無監視状態となるが、スイッチ切り替え後の数ｍｓｅｃオーダに時間内でＣＰＵ１０１の異常を検出して、主ＭＣＵ１００が搭載されたシステムを停止させることができることから、数十ｍｓｅｃオーダの異常挙動では危険状態に至ることのない、電動パワーステアリング装置Ｐのようなシステムの電子制御装置に本実施例は特に有効である。

＜実施例２＞
上述した実施例１は、以下のような構成に変更することもできる。なお、実施例２の基本構成は同一であるため、異なる構成のみを説明する。

実施例２では、図５に示すように、外部監視回路１３０のチェック信号出力部１３５の第１出力線１３５ａ及び第２出力線１３５ｂが入力に電気的に接続されたＯＲ回路１０８を主ＭＣＵ１００内に設けている。そして、ＯＲ回路１０８の出力は、外部監視回路１３０の第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４と電気的に接続されている。外部監視回路１３０は、ＯＲ回路１０８の出力信号を上記切替信号として利用する。即ち、主ＭＣＵ１００は、本実施例の監視切替手段に相当するＯＲ回路１０８を備えている。

詳細には、外部監視回路１３０において、第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の接続先が第１ＷＤＴ１３１の場合、外部監視回路１３０の診断中に外部監視回路１３０がチェック信号ｃ２を主ＭＣＵ１００のＯＲ回路１０８に出力すると、ＯＲ回路１０８は第１出力線１３５ａ及び第２出力線１３５ｂからの入力の論理和を演算し、チェック信号ｃ２が入力されていることから、出力信号を第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４に対して出力する。そして、第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４は、その出力信号（切替信号）が入力されると、第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の接続先を第２ＷＤＴ１３２に切り替える。その後も、外部監視回路１３０の監視中は、チェック信号ｃ１又はチェック信号ｃ２が主ＭＣＵ１００に出力される度に、第１切替スイッチ１３３及び第２切替スイッチ１３４の接続先が切り替えられる。

このような構成にすれば、主ＭＣＵ１００にＯＲ回路１０８を設けることで、ＣＰＵ１０１は実施例１のようにチェック信号ｃ１、ｃ２の入力を監視する必要がないことから、ＣＰＵ１０１の診断処理を簡単化することができるため、上述した実施例１の作用効果に加え、ＣＰＵ１０１の処理負担を低減させることができる。また、ＯＲ回路１０８は、チェック信号ｃ１、ｃ２の入力に応じて出力信号を切替信号として外部監視回路１３０に出力することができるため、ウォッチドックタイマの数が多い場合に好適である。

また、上述した実施例１、２において、３つ以上のウォッチドッグタイマを用いる場合、チェック信号出力部１３５のチェック信号の出力も３つ以上となり、例えば、１つのウォッチドッグタイマが外部監視中に、残りの複数のウォッチドッグタイマを同時又は順次に診断することになる。

１ 操向ハンドル
２ コラム軸
３ 減速ギヤ
４ａ，４ｂ ユニバーサルジョイント
５ ピニオンラック機構
６ タイロッド
１０ トルクセンサ
１２ 車速センサ
１４ バッテリ
２０ 操舵補助モータ
３０ コントロールユニット
１００ 主ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）
１０１ ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ ＥＥＰＲＯＭ
１０５ Ａ／Ｄ変換器
１０６ インターフェース
１０７ バス
１１０ 副ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）
１１１ ＣＰＵ
１１２ ＲＯＭ
１１３ ＲＡＭ
１１５ Ｄ／Ａ変換器
１１６ Ａ／Ｄ変換器
１３０ マイクロプロセッサ外部監視回路
１３１ 第１ウォッチドッグタイマ（ＷＤＴ）
１３２ 第２ウォッチドッグタイマ（ＷＤＴ）
１３３ 第１切替スイッチ（入力切替手段）
１３４ 第２切替スイッチ（第１出力手段）
１３５ チェック信号出力部（第２出力手段）
１４０ ＦＥＴプリドライバ回路
１５０ モータ駆動回路（インバータ）
１６０ 電流検出回路
１７０ 位置検出回路
Ｐ 電動パワーステアリング装置

Claims (5)

1. マイクロプロセッサを外部から監視するマイクロプロセッサ外部監視回路において、
   前記マイクロプロセッサから入力されるクリア信号の異常の検出に応じて、前記マイクロプロセッサのリセット信号を発生する複数のウォッチドッグタイマと、
   前記マイクロプロセッサが出力した前記クリア信号を前記複数のウォッチドッグタイマに切り替えて入力する入力切替手段と、
   前記入力切替手段が前記クリア信号の入力を切り替えた前記ウォッチドッグタイマが発生した前記リセット信号のみを前記マイクロプロセッサに出力する第１出力手段と、
   前記複数のウォッチドッグタイマの各々が発生した前記リセット信号を、前記ウォッチドッグタイマが正常に動作していることを前記マイクロプロセッサに通知するチェック信号として前記マイクロプロセッサに出力する第２出力手段と、
   を備えることを特徴とするマイクロプロセッサ外部監視回路。
2. 請求項１に記載のマイクロプロセッサ外部監視回路と、前記マイクロプロセッサと、を備える電子制御装置において、
   前記マイクロプロセッサは、
   前記入力切替手段を切り替えて、前記複数のウォッチドッグタイマの中から前記外部から監視を行うウォッチドッグタイマに前記クリア信号を出力するクリア信号出力手段と、
   前記クリア信号出力手段のクリア信号の出力に応じて前記第２出力手段が出力した前記チェック信号に基づいて、前記クリア信号を出力した前記ウォッチドッグとは異なる前記ウォッチドッグの診断を行う診断手段と、
   を備えることを特徴とする電子制御装置。
3. 前記第２出力手段からの前記チェック信号の入力を利用して前記複数のウォッチドッグタイマの中から前記監視を行うウォッチドッグタイマを切り替える監視切替手段を備え、
   前記クリア信号出力手段は、前記監視切替手段が切り替えたウォッチドッグタイマに前記入力切替手段を切り替えて前記クリア信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
4. 前記マイクロプロセッサは、車両に搭載された車両用電動機を制御する制御プログラムを実行するマイクロプロセッサであることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子制御装置。
5. 操舵補助用の電動モータと、車両のステアリング系に発生する操舵トルクに基づいて演算した操舵補助指令に基づき前記電動モータを駆動制御して前記車両の操舵を補助する制御手段と、を備えた電動パワーステアリング装置において、
   請求項２又は３に記載の電子制御装置を備え、
   前記制御手段は、前記電子制御装置のマイクロプロセッサであることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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