JP2008247053A - Control unit for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両制御ユニットのECUに搭載されている慣性力センサとセントラルECUに搭載されている同一の慣性力センサの冗長比較診断を行うことが可能な車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device capable of performing a redundant comparative diagnosis between an inertial force sensor mounted on an ECU of a vehicle control unit and the same inertial force sensor mounted on a central ECU.
自動車には、エンジン制御システム、トランスミッション制御システムのほかに自動車の運動又は姿勢を制御する各種制御システムが搭載されている。これらの制御システムとしては、横滑り制御システム、電動パワーステアリングシステム、アクティブダンパシステム、アクティブスタビライザーシステム、アダプティブクルーズコントロールシステム、4WD制御システム等が挙げられる。 In addition to an engine control system and a transmission control system, various control systems that control the movement or posture of the automobile are mounted on the automobile. Examples of these control systems include a skid control system, an electric power steering system, an active damper system, an active stabilizer system, an adaptive cruise control system, and a 4WD control system.
更にこれらの制御システムを制御するために必要な加速度を検出する加速度センサ及び車両のヨーレート、ロールレート、ピッチレートを検出する各種角速度センサを一体化したセンサユニットが車両に搭載されており、上記各種制御システムは従来それぞれの目的に合わせて個々に状態を検出し、センサユニットで検出した加速度及び/又は角速度を利用して個々の制御システムを制御するようにしていた。 Further, a sensor unit in which an acceleration sensor for detecting an acceleration necessary for controlling these control systems and various angular velocity sensors for detecting the yaw rate, roll rate, and pitch rate of the vehicle are integrated is mounted on the vehicle. Conventionally, the control system individually detects the state in accordance with each purpose, and controls each control system using the acceleration and / or angular velocity detected by the sensor unit.
特開昭62−260283号公報には、自動車に搭載される各種センサからの複数の信号を入力し、その信号を各制御ユニットが使用し易いように処理して、各制御ユニットに分配する自動車のセンサ信号処理装置が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 62-260283 discloses a vehicle in which a plurality of signals from various sensors mounted on a vehicle are input, the signals are processed so as to be easily used by each control unit, and distributed to each control unit. A sensor signal processing apparatus is disclosed.
また、特開昭62−260284号公報には、自動車に搭載される各種センサからの複数の信号を入力し、その信号を制御ユニットが使用し易いように処理して、各制御ユニットに分配するとともに、各制御ユニット内で処理された情報を制御ユニット間で交換させる自動車のセンサ信号処理装置が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-260284 inputs a plurality of signals from various sensors mounted on an automobile, processes the signals so that the control unit can be easily used, and distributes the signals to the control units. In addition, there is disclosed a sensor signal processing apparatus for an automobile that exchanges information processed in each control unit between the control units.
更に、特開平5−262190号公報には、自動車の統合制御のために必要となる配線数を削減するようにした自動車の統合制御装置が開示されている。 Further, Japanese Patent Laid-Open No. 5-262190 discloses an integrated control apparatus for automobiles that reduces the number of wires required for integrated control of automobiles.
また、従来のVSAシステム(ビークル・スタビリティ・アシスト・システム)用の角速度センサ、加速度センサ等の慣性力センサは独立したユニットとして車室内に搭載されており、別の車両制御用に慣性力センサの高信頼化が必要な場合、該独立したユニット内にもう一つ同一の慣性力センサを追加して、慣性力センサの冗長診断を行うことが知られている。
上述した従来技術のように、同一ユニット内に2つの同一の慣性力センサを搭載して比較診断を行うと、慣性力センサそのものの故障に対する冗長診断は行うことができるが、電源、グランド、LAN(ローカル・エアリア・ネットワーク、以下単にLANと記す。)、インタフェース回路、A/Dポート、マイクロプロセッサユニット(MPU)の故障などが発生した場合、1つの故障で両方の慣性力センサのデータが使用できなくなるという問題がある。 If two identical inertial force sensors are mounted in the same unit as in the prior art described above and a comparative diagnosis is performed, a redundant diagnosis for a failure of the inertial force sensor itself can be performed, but the power supply, ground, LAN (Local aerial network, simply referred to as LAN hereinafter), interface circuit, A / D port, microprocessor unit (MPU) failure, etc., data of both inertial force sensors is used in one failure There is a problem that it cannot be done.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、慣性力センサを冗長化して電源やECUの故障に対する信頼性の向上を図ることが可能な車両の制御装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of improving the reliability against a failure of a power supply or an ECU by making an inertial force sensor redundant. Is to provide.
請求項1記載の発明によると、車両の制御装置であって、車両の慣性力を検出する第1の慣性力センサと、前記第1の慣性力センサに接続され、該第1の慣性力センサが検出した慣性力に基づいて車両の運動状態を制御する第1の車両運動制御ユニットと、前記第1の車両運動制御ユニットとは異なる制御対象として車両の運動状態を制御する第2の車両運動制御ユニットと、前記第1の慣性力センサと同一の慣性力を検出する第2の慣性力センサと、前記第2の慣性力センサに接続されるとともに、前記第1及び第2の車両運動制御ユニットと双方向通信可能に接続された中央ユニットとを具備し、前記第1の車両運動制御ユニット及び前記中央ユニットの少なくとも一方には、前記第1及び第2の慣性力センサが検出した慣性力を相互比較し、比較結果に基づいて故障を診断して診断結果を出力する故障診断部が含まれていることを特徴とする車両の制御装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a control device for a vehicle, the first inertial force sensor for detecting the inertial force of the vehicle, and the first inertial force sensor connected to the first inertial force sensor. A first vehicle motion control unit that controls the motion state of the vehicle based on the inertial force detected by the vehicle, and a second vehicle motion control that controls the motion state of the vehicle as a control object different from the first vehicle motion control unit. A control unit; a second inertial force sensor that detects the same inertial force as the first inertial force sensor; and the first and second vehicle motion controls connected to the second inertial force sensor. A central unit connected to the unit so as to be capable of bidirectional communication, and at least one of the first vehicle motion control unit and the central unit includes an inertial force detected by the first and second inertial force sensors. The mutual ratio And, a control device for a vehicle, characterized in that it contains the fault diagnosis unit for outputting the diagnosis result to diagnose the fault based on the comparison results are provided.
請求項2記載の発明によると、請求項1記載の発明において、前記第1の慣性力センサが、前記第2の慣性力センサよりも、前記慣性力の検出範囲が広く、又は検出分解能が高く設定されていることを特徴とする車両の制御装置が提供される。 According to the invention of claim 2, in the invention of claim 1, the first inertial force sensor has a wider detection range of the inertial force or higher detection resolution than the second inertial force sensor. There is provided a control apparatus for a vehicle characterized by being set.
請求項3記載の発明によると、請求項1記載の発明において、前記第1及び第2の慣性力センサが検出する慣性力とは異なる慣性力を検出する第3の慣性力センサを更に具備し、前記中央ユニットは、前記第2及び第3の慣性力センサが検出する慣性力に基づいて、前記第2及び第3の慣性力センサが検出する慣性力とは異なる車両の運動量を演算して演算結果を出力する運動量演算部を含んでいることを特徴とする車両の制御装置が提供される。 According to a third aspect of the invention, there is further provided a third inertial force sensor that detects an inertial force different from the inertial force detected by the first and second inertial force sensors. The central unit calculates a vehicle momentum different from the inertial forces detected by the second and third inertial force sensors based on the inertial forces detected by the second and third inertial force sensors. There is provided a vehicle control device including a momentum calculation unit for outputting a calculation result.
請求項1記載の発明によると、第1の慣性力センサを搭載する第1の車両運動制御ユニットと、第2の慣性力センサを搭載する中央ユニットとは互いに独立しているため、同一部品の故障により両方の慣性力センサのデータが使用できなくなることを回避することができ、信頼性を向上することができる。 According to the first aspect of the present invention, the first vehicle motion control unit on which the first inertial force sensor is mounted and the central unit on which the second inertial force sensor is mounted are independent from each other. It can be avoided that the data of both inertial force sensors cannot be used due to a failure, and the reliability can be improved.
請求項2記載の発明によると、第1及び第2慣性力センサの検出範囲又は検出分解能を異ならせたので、第1の車両運動制御ユニット及び中央ユニットで異なった精度の故障診断を行い、その情報の送受信を行うことにより慣性力センサの信頼度を知ることができる。 According to the second aspect of the present invention, since the detection ranges or detection resolutions of the first and second inertial force sensors are made different, failure diagnosis with different accuracy is performed in the first vehicle motion control unit and the central unit. The reliability of the inertial force sensor can be known by transmitting and receiving information.
請求項3記載の発明によると、中央ユニットが第2及び第3の慣性力センサが検出する慣性力とは異なる車両の運動量を演算する運動量演算部を含んでいるので、中央ユニットの高機能化を図ることができる。 According to the third aspect of the present invention, the central unit includes the momentum calculating unit for calculating the momentum of the vehicle different from the inertial force detected by the second and third inertial force sensors. Can be achieved.
以下図面を参照して、本発明実施形態の車両の制御装置について詳細に説明する。図1は本発明の制御装置が適用可能なフロントエンジン・フロントドライブ(FF)車両の各種センサの配置を示す概略構成図である。 Hereinafter, a vehicle control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the arrangement of various sensors of a front engine / front drive (FF) vehicle to which the control device of the present invention can be applied.
FF車両の車体2の前部には、エンジンE及び変速機Tから成るパワーユニットPが駆動輪である左前輪4a及び右前輪4bを駆動すべく搭載されている。左右前輪4a,4bにはそれぞれ左右のブレーキ6a,6bが装着されている。
A power unit P composed of an engine E and a transmission T is mounted on the front part of the body 2 of the FF vehicle to drive the
一方、従動輪である左右の後輪8a,8bにはそれぞれブレーキ10a,10bが装着されている。各ブレーキ6a,6b,10a,10bは、例えばディスクブレーキである。
On the other hand,
タンデム型のマスターシリンダ14からはブレーキペダル12の踏込操作に応じたブレーキ液圧が出力され、ブレーキ液圧回路16はこのブレーキ液圧に応じた液圧を各車輪ブレーキ6a,6b,10a,10bに供給し、前輪4a,4b及び後輪8a,8bを制動する。
The
前輪4a,4b及び後輪8a,8bにはそれぞれ車輪速度を検出する車輪速度センサ18a,18b,18c,18dが設けられており、これらの車輪速度センサの信号は電子制御ユニット(ECU)20に入力される。
The
24は操舵角センサ(操舵情報センサ)であり、運転者が操作したステアリングホイール22の操舵角を検出する。操舵角センサ24で検出した信号はECU20に入力される。本実施形態では、ステアリングは例えば電動パワーステアリング(EPS)システムで制御される。
A steering angle sensor (steering information sensor) 24 detects the steering angle of the
26は車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサであり、その検出信号はECU20に入力される。また、28は車両の横方向加速度を検出する横加速度センサ(横Gセンサ)であり、その検出信号はECU20に入力される。
A
図1では、ECU20は一つのブロックで示されているが、実際には図2に示すようにVSAシステム用ECU、EPSシステム用ECU、セントラルECU等に分割されている。
In FIG. 1, the
次に、図2のシステム構成図を参照して本発明実施形態の車両の制御装置について詳細に説明する。第1の車両運動制御ユニットとしてのVSA−ECU30には、例えばヨーレートセンサ等の第1慣性力センサ32が搭載されている。
Next, a vehicle control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the system configuration diagram of FIG. A first
尚、本明細書及び特許請求の範囲で使用する「慣性力」という用語は、角速度、加速度を含むものとして定義され、「慣性力センサ」という用語は角速度センサ、加速度センサを含むものとして定義される。ヨーレートは角速度の一種である。 The term “inertia force” used in this specification and claims is defined as including angular velocity and acceleration, and the term “inertial force sensor” is defined as including angular velocity sensor and acceleration sensor. The Yaw rate is a type of angular velocity.
第1慣性力センサ32はマイクロプロセッサユニット(MPU)34に接続され、マイクロプロセッサユニット34の出力は図示しないI/Oインタフェースを介して双方向通信制御回路であるLANドライバ(ローカル・エリア・ネットワーク・ドライバ)36に入力される。
The first
38はイグニッション電圧(12V)を5Vに変換する電源であり、この5V電源38が第1慣性力センサ32、マイクロプロセッサユニット34及びLANドライバ36に供給され、これらを駆動する。
A
LANドライバ36はバス40を介して中央ユニットとしてのセントラルECU42、第2車両運動制御ユニットとしてのEPS−ECU44等と、相互通信を可能とする。
The
セントラルECU42には、第1慣性力センサ32が検出する慣性力と同一の慣性力を検出する第2慣性力センサ46と、例えば横加速度(横G)等の慣性力を検出する第3慣性力センサ48が搭載されている。
The
第2慣性力センサ46及び第3慣性力センサ48の出力はマイクロプロセッサユニット(MPU)50に入力される。マイクロプロセッサユニット50は第2慣性力センサ46及び第3慣性力センサ48が検出する慣性力に基づいて、第2慣性力センサ46及び第3慣性力センサ48が検出する慣性力とは異なる車両の運動量、例えば横滑りを演算して演算結果を出力する運動量演算部を有している。
Outputs of the second
マイクロプロセッサユニット50の出力は図示しないI/Oインタフェースを介してLANドライバ52に入力される。54はイグニッション電圧(12V)を5Vに変換する電源であり、この5V電源54は第2慣性力センサ46、第3慣性力センサ48、MPU50及びLANドライバ52に供給され、これらを駆動する。
The output of the
VSA−ECU30のMPU34及びセントラルECU42のMPU50の少なくとも一方には、第1慣性力センサ32及び第2慣性力センサ46が検出した慣性力を相互比較し、比較結果に基づいて故障を診断して診断結果を出力する故障診断部を有している。
At least one of the
好ましくは、第1慣性力センサ32が第2慣性力センサ46よりも、慣性力の検出範囲が広く設定されているか、或いは検出分解能が高く設定されている。これにより、VSA−ECU30及びセントラルECU42が異なった精度の故障診断を行い、その情報を送受信することにより、他のシステム例えばEPS−ECU44が第1及び第2慣性力センサ32,46の信頼度を知ることができる。
Preferably, the first
第2の車両運動制御ユニットとしてのEPS−ECU44はマイクロプロセッサユニット(MPU)56を有しており、MPU56の出力は図示しないI/Oインタフェースを介してLANドライバ58に入力される。60はイグニッション電圧(12V)を5Vに変換する電源であり、この5V電源60がMPU56及びLANドライバ58に供給され、これらを駆動する。
The EPS-
本実施形態では、VSA−ECU30に第1慣性力センサ32が搭載され、セントラルECU42に第1慣性力センサ32が検出する慣性力と同一の慣性力を検出する第2慣性力センサ46が搭載され、MPU34及び50の少なくとも一方は、第1及び第2慣性力センサ32,46が検出した慣性力を相互比較し、比較結果に基づいて故障を診断する故障診断部を有している。
In the present embodiment, the first
VSA−ECU30とセントラルECU42は完全に独立しているため、一方のECUの電源やMPUが故障しても、両方の慣性力センサ32,46のデータが使用できなくなることを回避できるため、信頼性の向上を図ることができる。
Since the VSA-
18a〜18d 車輪速センサ
24 操舵角センサ(操舵情報センサ)
30 VSA−ECU
32 第1慣性力センサ
34,50,56 MPU
36,52,58 LANドライバ
46 第2慣性力センサ
48 第3慣性力センサ
18a to 18d
30 VSA-ECU
32 First
36, 52, 58
Claims (3)
車両の慣性力を検出する第1の慣性力センサと、
前記第1の慣性力センサに接続され、該第1の慣性力センサが検出した慣性力に基づいて車両の運動状態を制御する第1の車両運動制御ユニットと、
前記第1の車両運動制御ユニットとは異なる制御対象として車両の運動状態を制御する第2の車両運動制御ユニットと、
前記第1の慣性力センサと同一の慣性力を検出する第2の慣性力センサと、
前記第2の慣性力センサに接続されるとともに、前記第1及び第2の車両運動制御ユニットと双方向通信可能に接続された中央ユニットとを具備し、
前記第1の車両運動制御ユニット及び前記中央ユニットの少なくとも一方には、前記第1及び第2の慣性力センサが検出した慣性力を相互比較し、比較結果に基づいて故障を診断して診断結果を出力する故障診断部が含まれていることを特徴とする車両の制御装置。 A control device for a vehicle,
A first inertial force sensor for detecting the inertial force of the vehicle;
A first vehicle motion control unit that is connected to the first inertial force sensor and controls the motion state of the vehicle based on the inertial force detected by the first inertial force sensor;
A second vehicle motion control unit that controls the motion state of the vehicle as a control object different from the first vehicle motion control unit;
A second inertial force sensor that detects the same inertial force as the first inertial force sensor;
A central unit connected to the second inertial force sensor and connected to the first and second vehicle motion control units so as to be capable of bidirectional communication;
At least one of the first vehicle motion control unit and the central unit compares the inertial forces detected by the first and second inertial force sensors with each other, diagnoses a failure based on the comparison result, and obtains a diagnosis result. A vehicle diagnostic apparatus including a failure diagnosis unit that outputs a power supply.
前記中央ユニットは、前記第2及び第3の慣性力センサが検出する慣性力に基づいて、前記第2及び第3の慣性力センサが検出する慣性力とは異なる車両の運動量を演算して演算結果を出力する運動量演算部を含んでいることを特徴とする請求項1記載の車両の制御装置。 A third inertial force sensor for detecting an inertial force different from the inertial force detected by the first and second inertial force sensors;
The central unit calculates and calculates a vehicle momentum different from the inertial forces detected by the second and third inertial force sensors based on the inertial forces detected by the second and third inertial force sensors. The vehicle control device according to claim 1, further comprising a momentum calculation unit that outputs a result.
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