CN110481631B - 车辆用控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够在适当的时刻进行自检的车辆用控制装置。车辆的ECU控制作为对车辆的转向操纵机构赋予的转矩的产生源的马达。ECU具有微型计算机(42)以及监视电路(43)。监视电路(43)具有以规定的取样间隔检测马达的转数的旋转检测电路、控制旋转检测电路的动作的由逻辑电路构成的控制电路、以及进行控制电路的检查的检查电路(77)。微型计算机(42)通过车辆电源被接通而启动,并使用由旋转检测电路检测出的马达的转数进行特定的处理。检查电路(77)在车辆电源被接通之后,在微型计算机(42)维持为复位状态的期间(时刻t2~时刻t3),且监视电路(43)中的旋转检测电路的取样间隔(ΔTb)内的期间进行监视电路中的控制电路的检查。
Description
相关申请的交叉引用
本发明主张于2018年5月15日提交的日本专利申请号2018-093986的优先权,并在此引用其全部内容。
技术领域
本发明涉及车辆用控制装置。
背景技术
以往,例如已知有如日本特开2017-24556号公报所记载的那样,控制作为对车辆的转向操纵机构赋予的辅助转矩的产生源的马达的转向操纵控制装置。转向操纵控制装置具有控制电路(微型计算机)以及旋转监视电路。控制电路基于转向操纵转矩以及车速运算应使马达产生的转矩的基本值,并基于该运算出的基本值与通过转矩传感器检测出的转向操纵转矩的和设定转向轮的目标转向角。控制电路通过使基于马达的旋转量运算出的转向轮的转向角与目标转向角一致的反馈控制运算针对基本值的修正量,并通过将该运算出的修正量与基本值相加来运算针对马达的转矩指令值。控制电路通过逆变器控制对马达的供电以将马达的转矩控制为转矩指令值。马达的转矩经由减速机构传递到转向轴。
在该转向操纵控制装置中,在点火开关被断开时,对控制电路的电力供给被切断。这里,考虑有即使在对控制电路的电力的供给被切断的情况下,也由于某种外力而方向盘旋转,转向轮进行转向的情况。因此,即使在点火开关被断开的情况下也需要监视转向角,进而监视马达的旋转量。但是,在对控制电路的电力的供给被切断的情况下,控制电路不能把握马达的旋转量。因此,在转向操纵控制装置设置有旋转监视电路。即使在点火开关被断开的情况下在旋转监视电路中也供给有电力。旋转监视电路检测点火开关被断开的期间的马达的旋转量。控制电路通过在点火开关从断开状态切换为接通状态时,使用在点火开关被断开的期间检测出的马达的旋转量修正对控制电路的电力供给被切断之前的转向角,能够把握正确的转向角。
近年来,为了满足对转向操纵控制装置的功能安全要求,研究了在旋转监视电路组装自检功能。但是,在执行自检功能时,为了检查旋转监视电路的逻辑电路,而旋转监视电路的监视马达的旋转的功能停止。另外,旋转监视电路不管点火开关的接通断开状态进行动作。因此,要求考虑旋转监视电路的动作状态或者控制电路的动作状态,设定自检功能的适当的执行时刻。
发明内容
本发明的目的之一在于提供能够在适当的时刻进行自检的车辆用控制装置。
本发明的一方式的车辆用控制装置具有第一电路、第二电路、以及第三电路。第一电路一直被供电,并对检测对象的状态量进行检测。第二电路通过车辆电源被接通而启动,并使用通过上述第一电路检测出的上述状态量进行特定的处理。第三电路在上述第二电路的启动前执行上述第一电路的检查。
根据该构成,在第二电路启动之前,通过第三电路执行第一电路的检查。因此,能够满足对车辆用控制装置的功能安全要求。这里,在通过第三电路进行第一电路的检查时,第一电路的功能停止。因此,不能在第二电路动作时进行第一电路的检查。因此,以一直对第一电路供电为前提,优选第二电路启动之前的期间为由第三电路进行的检查的执行时刻。因此,在车辆用控制装置中,能够在适当的时刻进行自检。
本发明的另一方式是在上述方式的车辆用控制装置中,优选上述第三电路组装于上述第一电路。本发明的又一方式是在上述方式的车辆用控制装置中,也可以上述第二电路具有在伴随车辆电源被接通的电源的投入时将内部状态初始化的复位功能,并且以电源启动而复位状态被解除为契机启动。该情况下,优选上述第三电路在上述第二电路为复位状态的期间执行上述第一电路的检查。
根据该构成,与在车辆电源被断开的期间进行由第三电路进行的检查的情况相比,能够抑制车辆电源被断开的期间的电力消耗的增大。
本发明的又一方式是在上述方式的车辆用控制装置中,也可以使得上述检测对象的状态量是即使在车辆电源被断开时也有可能变化的状态量,上述第一电路以规定的取样间隔检测上述状态量。该情况下,优选上述第三电路在上述第二电路的启动前并且上述第一电路的取样间隔内的期间执行上述第一电路的检查。
根据该构成,第二电路在特定的处理所使用的状态量即使在车辆电源被断开时也有可能变化。因此,即使在车辆电源被断开时也需要第一电路监视状态量。这里,在通过第三电路进行第一电路的检查时,第一电路的功能停止。因此,优选第一电路所检测的状态量的取样间隔内的期间为第三电路所进行的检查的执行时刻。第三电路能够不妨碍第一电路的状态量的检测动作、以及第二电路的动作,进行第一电路的检查。
本发明的又一方式是在上述方式的车辆用控制装置中,也可以使得上述第三电路将上述第一电路的检查分割为多次执行。本发明的又一方式是在上述方式的车辆用控制装置中,也可以上述检测对象是作为对车辆的转向操纵机构赋予的转矩的产生源的马达,以车载有生成与该马达的旋转对应的电信号的传感器为前提,如以下那样构成第一电路、第二电路以及第三电路。即,上述第一电路也可以具有基于通过上述传感器获取的上述电信号检测上述马达的转数作为上述状态量的变化的旋转检测电路、以及控制上述旋转检测电路的动作的由逻辑电路构成的控制电路。上述第二电路也可以是根据转向操纵状态控制上述马达,并且使用基于通过上述传感器获取的电信号运算出的上述马达的相对旋转角、以及通过上述旋转检测电路获取的上述马达的转数,对绝对转向操纵角进行运算作为上述特定的处理的微型计算机。上述第三电路也可以执行上述第一电路中的上述控制电路的检查。
根据该构成,能够满足对第一电路的功能安全要求,而不妨碍第一电路以及微型计算机的动作。
附图说明
根据参照附图下述的详细记述,本公开的上述目的以及其它的目的、特征、优点变得更加明确。其中,相同的附图标记用于表示相同的元件,并且其中,
图1是表示搭载了车辆用控制装置的一实施方式的电动助力转向装置的概略的构成图。
图2是一实施方式的车辆用控制装置的框图。
图3是一实施方式的车辆用控制装置中的监视电路的框图。
图4的图表(a)~(g)是用于说明一实施方式中的自检的执行时刻的时序图。
具体实施方式
以下,对将本发明的车辆用控制装置具体化为电动助力转向装置(以下,称为EPS。)的ECU(电子控制装置)的一实施方式进行说明。如图1所示,EPS10具备基于驾驶员的转向操作使转向轮转向的转向操纵机构20、辅助驾驶员的转向操作的转向操纵辅助机构30、以及控制转向操纵辅助机构30的工作的ECU40。
转向操纵机构20具备被驾驶员操作的方向盘21、以及与方向盘21一体旋转的转向轴22。转向轴22由与方向盘21连结的柱轴22a、与柱轴22a的下端部连结的中间轴22b、以及与中间轴22b的下端部连结的小齿轮轴22c构成。小齿轮轴22c的下端部与向与小齿轮轴22c相交的方向延伸的齿条轴23(正确而言,是形成有齿条齿的部分23a)啮合。因此,转向轴22的旋转运动通过由小齿轮轴22c以及齿条轴23构成的齿条小齿轮机构24转换为齿条轴23的往复直线运动。该往复直线运动分别经由分别与齿条轴23的两端连结的转向横拉杆25传递到左右的转向轮26、26,从而变更这些转向轮26、26的转向角θw。
转向操纵辅助机构30具备作为转向操纵辅助力(辅助力)的产生源的马达31。作为马达31,例如采用三相的无刷马达。马达31经由减速机构32与柱轴22a连结。减速机构32对马达31的旋转进行减速,并将该减速后的旋转力传递到柱轴22a。即,通过马达31的转矩作为转向操纵辅助力对转向轴22赋予,来辅助驾驶员的转向操作。
ECU40获取设置在车辆的各种传感器的检测结果作为表示驾驶员的要求、行驶状态以及转向操纵状态的信息(状态量),并根据这些获取的各种信息控制马达31。作为各种传感器,例如能够列举车速传感器51、转矩传感器52以及旋转角传感器53。车速传感器51检测车速(车辆的行驶速度)V。转矩传感器52例如设置在柱轴22a。转矩传感器52检测对转向轴22赋予的转向操纵转矩τ。旋转角传感器53设置于马达31。旋转角传感器53生成与马达31的旋转角θm对应的电信号Sθ。
ECU40基于由旋转角传感器53生成的电信号Sθ检测马达31的旋转角θm,并使用该检测出的旋转角θm对马达31进行向量控制。另外,ECU40基于马达31的旋转角θm对方向盘21的旋转角度亦即转向操纵角θs进行运算。ECU40基于转向操纵转矩τ、车速V以及转向操纵角θs对目标辅助转矩进行运算,并向马达31供给用于使转向操纵辅助机构30产生该运算出的目标辅助转矩的驱动电力。
如图2所示,ECU40具有驱动电路(逆变器)41、微型计算机42、监视电路43以及电源检测电路44。
在驱动电路41、微型计算机42以及监视电路43分别从搭载于车辆的蓄电池等直流电源61供给有电力。微型计算机42与直流电源61(正确而言,是其正端子)之间通过第一供电线62连接。在第一供电线62设置有点火开关等车辆的电源开关63。该电源开关63在使车辆的行驶用驱动源(发动机等)工作时被操作。在第一供电线62上,在电源开关63与微型计算机42之间设定有第一连接点64。第一连接点64与驱动电路41之间通过第二供电线65连接。在第一供电线62上,在直流电源61与电源开关63之间设定有第二连接点66。第二连接点66与监视电路43之间通过第三供电线67连接。在电源开关63被接通时,直流电源61的电力经由第一供电线62供给至微型计算机42,并且经由第二供电线65供给至驱动电路41。另外,在监视电路43经由第三供电线67供给有直流电源61的电力。在旋转角传感器53经由未图示的供电线供给有直流电源61的电力。
驱动电路41是作为将串联连接的两个场效应型晶体管(FET)等开关元件作为是基本单位的支路,并联连接与三相(U,V,W)的各相对应的三个支路而成的PWM逆变器。驱动电路41基于由微型计算机42生成的控制信号,将从直流电源61供给的直流电力转换为三相交流电力。该三相交流电力经由未图示的各相的供电路径供给至马达31(正确而言,是各相的马达线圈)。
微型计算机42基于转向操纵转矩τ以及车速V运算应该使马达31产生的目标辅助转矩的基础成分。另外,微型计算机42基于由旋转角传感器53生成的电信号Sθ对马达31的旋转角θm进行运算,并且基于该运算出的旋转角θm对转向操纵角θs进行运算。微型计算机42基于该运算出的转向操纵角θs对各种补偿成分进行运算,作为针对目标辅助转矩的基础成分的补偿控制的一环。这些补偿成分例如包含有用于使方向盘21复原到中立位置的转向回归控制成分。微型计算机42对通过将目标辅助转矩的基础成分以及各种补偿成分相加而得到的最终的目标辅助转矩的值所对应的电流指令值进行运算。然后,微型计算机42通过执行使供给至马达31的实际的电流值追随电流指令值的电流反馈控制来生成对驱动电路41的控制信号。该控制信号规定驱动电路41的各开关元件的占空因数(占空比)。占空因数是指开关元件的接通时间在脉冲周期所占的比例。
此外,经由设置在驱动电路41与马达31之间的供电路径上的未图示的电流传感器检测供给至马达31的实际的电流值。通过驱动电路41对马达31供给与控制信号对应的电流,从而马达31产生与目标辅助转矩对应的转矩。马达31的转矩作为辅助驾驶员的转向操纵的辅助力,经由减速机构32赋予给车辆的转向操纵机构20(在本例中为柱轴22a)。
监视电路43基于由旋转角传感器53生成的电信号Sθ对马达31的转数进行运算。监视电路43被设置为ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)。后面详述监视电路43。
电源检测电路44检测电源开关63是被接通的状态(车辆电源接通)还是被断开的状态(车辆电源断开)。电源检测电路44既可以基于电源开关63(车辆电源)的位置检测电源开关63的状态,也可以基于第一供电线62上的电源开关63与微型计算机42之间的电压检测电源开关63的状态。电源检测电路44生成表示电源开关63是被接通的状态还是被断开的状态的电信号SIG。
接下来,对转向操纵角θs的检测处理进行详细说明。作为旋转角传感器53,例如采用作为磁传感器的一种的MR传感器(磁阻效应传感器)。MR传感器生成与设置在马达31的输出轴的端部的具有一对磁极(N极、S极)的磁偏置磁铁的磁场方向对应的电信号Sθ。电信号Sθ包含相对于马达31的旋转角θm正弦波状地变化的正弦信号(sin信号)、以及相对于马达31的旋转角θm余弦波状地变化的余弦信号(cos信号)。这些正弦信号以及余弦信号分别是将马达31旋转了相当于磁偏置磁铁的一个磁极对的角度(这里是360°)的期间作为一个周期的信号。微型计算机42通过对正弦信号以及余弦信号的反正切值进行运算来检测马达31的旋转角θm。
但是,基于由旋转角传感器53生成的电信号Sθ(正弦信号以及余弦信号)运算出的马达31的旋转角θm是相对角。与此相对,例如转向回归控制所使用的转向操纵角θs为绝对角。因此,微型计算机42例如通过在下式(A)应用马达31的旋转角θm(电角度)来以绝对值运算转向操纵角θs。
转向操纵角(绝对角)θs=(θm+N×360°)/Gr(A)
其中,N是将旋转角θm的一个周期,即电角度从0°变化到360°定义为一次旋转的情况下的转数(周期数)。通过监视电路43获取该转数N。另外,Gr是对马达31的旋转进行减速的减速机构32的传动比(减速比)。表示传动比Gr的信息存储于微型计算机42的未图示的存储装置。
在电源开关63被断开时,微型计算机42将其之前的马达31的旋转角θm以及通过监视电路43获取的转数N存储于未图示的存储装置。这是为了在电源开关63被再次接通时,对正确的转向操纵角θs进行运算。
然而,有在电源开关63被断开的期间,由于某种理由而方向盘21被操作的担心。该情况下,在对微型计算机42的供电被停止之前存储于存储装置的马达31的旋转角θm以及转数N与实际的旋转角θm以及转数N不同,从而有可能在电源开关63被再次接通时,得不到正确的转向操纵角θs。因此,优选即使在电源开关63被断开时,也监视马达31的转数N。
因此,在本实施方式中,即使在电源开关63被断开时,也通过分别继续对旋转角传感器53以及监视电路43的供电,来继续对马达31的转数N进行计数。另外,为了确保转数N的检测可靠性,也要求监视电路43具有自我异常检测功能。这是因为为了在电源开关63被断开的期间,抑制直流电源61的消耗(电力消耗),而切断对微型计算机42的供电。监视电路43的具体的构成如以下所述。
如图3所示,监视电路43具有电源电路71、旋转检测电路72、第一异常检测电路73、第二异常检测电路74、控制电路75、以及接口76。
电源电路71将从直流电源61供给的电力转换为适合监视电路43的各部(72、73、74、75、76)、旋转角传感器53、以及未图示的其它的电路的动作的电力。另外,有该其它的电路包含转矩传感器52等在电源开关63被接通时使用或者进行动作的电路的情况。
旋转检测电路72以规定的取样周期获取由旋转角传感器53生成的电信号Sθ亦即正弦信号以及余弦信号,并基于该获取的正弦信号以及余弦信号对马达31的旋转方向D以及转数N进行运算。旋转检测电路72生成包含马达31的旋转方向D以及转数N的旋转检测信号Sr0。
旋转检测电路72如以下那样检测马达31的旋转方向D。即,旋转检测电路72将作为正弦信号以及余弦信号的值的组的坐标(cosθm,sinθm)曲线化为cosθm与sinθm的正交坐标系,并基于该曲线化后的坐标所在的象限的变迁来检测马达31的旋转方向D。另外,旋转检测电路72基于sinθm以及cosθm的值的正负,判定该曲线化后的坐标所在的象限。旋转检测电路72在坐标例如从第一象限移至第二象限时,判定为马达31的旋转方向D为正向。另外,旋转检测电路72在坐标例如从第一象限移至第四象限时,判定为马达31的旋转方向D为反向。
旋转检测电路72如以下那样检测马达31的转数N。即,旋转检测电路72具有计数器。每当作为正弦信号以及余弦信号的值的组的坐标(cosθm,sinθm)所在的象限进行切换,旋转检测电路72使计数值增加或者减少恒定值(例如1、2等正的自然数)。在马达31的旋转方向D为正向时,坐标每迁移一个象限,旋转检测电路72使计数值各增加恒定值。另外,在马达31的旋转方向D为反向时,坐标每迁移一个象限,旋转检测电路72使计数值减少恒定值。旋转检测电路72基于该计数值检测马达31的转数N。
第一异常检测电路73检测旋转检测电路72的异常。第一异常检测电路73获取由旋转检测电路72生成的旋转检测信号Sr0,并基于该获取的旋转检测信号Sr0所包含的马达31的转数N以及旋转方向D,检测旋转检测电路72的异常。作为旋转检测电路72的异常的检测结果,第一异常检测电路73生成表示旋转检测电路72是正常还是异常的第一异常检测信号Sr1。
第一异常检测电路73例如在马达31正常地旋转时,利用曲线化为正交坐标系的坐标(cosθm,sinθm)一个象限一个象限地进行迁移,来检测旋转检测电路72的异常。即,不可能存在坐标突然迁移到前面第二个象限(在正交坐标系中相互位于对角的象限)的情况。例如在马达31正转的情况下,位于第一象限的坐标不会跳过第二象限而迁移到第三象限。因此,在坐标迁移至前面第二个象限时,能够将其检测为异常。
第二异常检测电路74检测电源电路71的异常。第二异常检测电路74例如获取电源电路71的输出电压,并通过该获取的输出电压与阈值的比较来检测该输出电压的异常。作为电源电路71的异常的检测结果,第二异常检测电路74生成表示电源电路71是正常还是异常的第二异常检测信号Sr2。
控制电路75获取由电源检测电路44生成的电信号SIG,并基于该获取的电信号SIG判定电源开关63为接通的状态还是断开的状态。控制电路75根据电源开关63的状态,控制旋转检测电路72的动作。具体而言,控制电路75根据电源开关63的状态,生成对旋转检测电路72的动作控制信号Sc。动作控制信号Sc是用于使旋转检测电路72以规定的取样间隔进行间歇动作的指令信号。旋转检测电路72通过根据动作控制信号Sc进行动作,以规定的取样间隔对通过旋转角传感器53生成的电信号Sθ进行取样。
控制电路75由逻辑电路(logic circuit)构成。控制电路75通过接口76在与微型计算机42之间授受各种信息。作为接口76,例如采用SPI(Serial Peripheral Interface:串行外设接口)。SPI是同步式的串行通信的标准的一种。控制电路75通过接口76将由旋转检测电路72生成的旋转检测信号Sr0、由第一异常检测电路73生成的第一异常检测信号Sr1、以及由第二异常检测电路74生成的第二异常检测信号Sr2发送至微型计算机42。
接下来,对电源接通时的微型计算机42的动作进行说明。微型计算机42在电源开关63被接通时,获取第一异常检测电路73的异常检测结果亦即第一异常检测信号Sr1、以及第二异常检测电路74的异常检测结果亦即第二异常检测信号Sr2。微型计算机42基于第一异常检测信号Sr1判定旋转检测电路72是否异常,并且基于第二异常检测信号Sr2判定电源电路71是否异常。微型计算机42在判定为旋转检测电路72以及电源电路71双方无异常时,进一步考虑电源开关63被断开的期间的马达31的转数N来以绝对值运算转向操纵角θs。
若已知电源开关63被断开的期间的转数N(计数值),则可知从上一次电源开关63被断开到这次电源开关63被接通为止的期间的旋转角θm。微型计算机42在电源开关63被断开之后,电源开关63被再次接通时,通过对在上一次电源开关63被断开时存储的旋转角θm(相对角)加上电源开关63被断开的期间的旋转角(变化角度),来检测当前的旋转角θm。微型计算机42使用当前的旋转角θm对转向操纵角(绝对角)θs进行运算。然后,微型计算机42使用马达31的当前的旋转角θm控制对马达31的供电。另外,微型计算机42使用转向操纵角θs执行转向回归控制等补偿控制。
此外,微型计算机42在判定为旋转检测电路72以及电源电路71的至少一方有异常时,例如使电源开关63被断开的期间的转数N无效。这在检测出旋转检测电路72的异常时是理所当然的,是因为在旋转检测电路72基于检测出异常的电源电路71的电力进行动作时,担心对通过该旋转检测电路72运算出的马达31的转数N的可靠性。因此,微型计算机42到判定为旋转检测电路72以及电源电路71双方无异常时为止,不使用通过旋转检测电路72检测出的转数N。由此,能够避免基于有可能错误的马达31的转数N运算出错误的转向操纵角(绝对角)θs。
微型计算机42在旋转检测电路72以及电源电路71的至少一方有异常时,不进一步考虑电源开关63被断开的期间的转数N,而使用通过旋转角传感器53检测出的马达31的旋转角θm控制对马达31的供电。另外,微型计算机42在旋转检测电路72以及电源电路71的至少一方有异常时,停止转向回归控制等基于转向操纵角θs的补偿控制的执行。这是因为若不知道正确的转数N则不能对正确的转向操纵角(绝对角)θs进行运算,进而不能执行适当的补偿控制。通过避免使用担心可靠性的转向操纵角θs的补偿控制的执行,从而能够执行使安全性更优先的转向操纵控制。
为了满足监视电路43以及ECU40的功能安全要求,而在监视电路43设置有自检功能。具体而言,如以下所述。
如图3所示,监视电路43具有进行控制电路75的检查的检查电路77。作为检查电路77,例如采用BIST(Built-In Self-Test:内置自检)电路。检查电路77具有产生对作为检查对象的控制电路75的测试模式(伪随机数模式)的电路、以及判定测试结果的电路。检查电路77自动生成测试模式,并将该测试模式赋予给控制电路75。接下来,检查电路77获取控制电路75的响应输出作为测试结果,并对该获取的测试结果与预先决定的期待值进行比较。然后,检查电路77基于测试结果与期待值的比较结果判定测试结果的优劣,并将该判定的结果输出给控制电路75。
在通过检查电路77进行控制电路75的检查的情况下,控制电路75的功能停止,进而监视电路43的功能停止。因此,需要考虑应该使监视电路43动作的状况,或者微型计算机42的动作状态等设定通过检查电路77进行的检查的执行时刻。
接下来,对电源投入时的微型计算机42以及监视电路43的动作状态进行说明。
如图4的图表(a)、图表(b)所示,若电源开关63被接通(时刻t1),则微型计算机42的电源稍微延迟地启动(时刻t2)。这里,有可能在刚刚对微型计算机42投入电源时,由于微型计算机42的内部状态不稳定而不正常地进行动作。因此,为了使微型计算机42的动作正常地开始,而需要在电源投入时将微型计算机42的内部状态复位(初始化)。因此,在微型计算机42设置有复位电路(Power on Reset电路:上电复位电路)42a(参照图3)。
如图4的图表(c)所示,复位电路42a在对微型计算机42投入电源时(时刻t2),产生低电平(L)的复位信号。将该复位信号的产生作为契机进行微型计算机42的初始化。复位信号的信号电平(电压)随着时间的经过逐渐从低电平上升到高电平(H)。在产生低电平的复位信号时,微型计算机42维持为复位状态(初始化后的状态)。
如图4的图表(d)所示,在产生低电平的复位信号时,微型计算机42的动作停止。另外,通过微型计算机42的复位电路42a生成的低电平的复位信号经由接口76被监视电路43的控制电路75获取。控制电路75能够通过检测低电平的复位信号,而识别微型计算机42的复位电路42a使低电平的复位信号产生。
如图4的图表(c)所示,复位电路42a在微型计算机42的电源电压超过基准电压并达到动作电压范围内的稳定的状态时(时刻t3),生成高电平的复位信号。通过复位信号的信号电平从低电平切换为高电平,而解除微型计算机42的复位状态。如图4的图表(d)所示,通过解除复位状态,而微型计算机42启动。
如图4的图表(e)所示,监视电路43不管电源开关63的接通断开状态、以及微型计算机42的电源状态进行动作。但是,如图4的图表(f)所示,在包含电源开关63被断开的期间,且到电源开关63从断开切换为接通为止的期间(到时刻t1为止的期间),监视电路43以第一取样间隔ΔTa获取由旋转角传感器53生成的电信号Sθ。监视电路43在电源开关63从断开切换为接通时(时刻t1),将由旋转角传感器53生成的电信号Sθ的取样间隔从第一取样间隔ΔTa切换为第二取样间隔ΔTb。
另外,第二取样间隔ΔTb是比第一取样间隔ΔTa短的间隔。这是因为在电源开关63被接通时与电源开关63被断开时相比,对消耗电力的降低的要求水平较低。例如,在燃油汽车的情况下,在发动机工作时,通过交流发电机发电的电力被充电到直流电源61。因此,与发动机停止的情况相比对消耗电力的降低的要求水平较低。
接下来,对通过检查电路77进行的检查的执行时刻进行说明。通过检查电路77进行的检查的执行时刻受到以下的(B1)~(B3)的限制。
(B1)在执行通过检查电路77进行的控制电路75的检查时,控制电路75的功能停止,进而监视电路43整体的功能停止。微型计算机42使用通过监视电路43检测出的马达31的转数,所以在微型计算机42启动后(图4的时刻t3以后)难以执行通过检查电路77进行的检查。
(B2)另外,需要不管电源开关63的接通断开都使监视电路43动作。因此,要求在不妨碍监视电路43的动作的时刻执行通过检查电路77进行的检查。
(B3)特别是,在电源开关63被断开的情况下,从抑制直流电源61的消耗(电力消耗)的观点来看,与电源开关63被接通的情况相比,对消耗电力的降低的要求水平较高。这里,检查电路77消耗直流电源61的电力来进行控制电路75的检查。因此,根据电源开关63被断开的情况下的对消耗电力的降低的要求水平,假定电源开关63被断开的期间不适合作为执行通过检查电路77进行的检查的时刻的状况。
因此,作为通过检查电路77进行的检查的执行时刻,优选满足以下的全部(C1)~(C3)的条件。
(C1)微型计算机42启动之前的期间。
(C2)不妨碍监视电路43的动作的期间。
(C3)检查电路77的电力消耗难以成为问题的期间。
因此,在本实施方式中,作为通过检查电路77进行的检查的执行时刻,设定为电源开关63被接通之后,微型计算机42维持为复位状态的期间,且监视电路43的取样间隔内的期间。
在微型计算机42为复位状态时,微型计算机42的动作停止。因此,通过检查电路77进行的检查不会对微型计算机42的动作造成影响。另外,通过在监视电路43的取样间隔内执行检查,也不会妨碍监视电路43的动作。并且,由于电源开关63为接通的状态,所以检查电路77的电力消耗难以成为问题。
如图4的图表(g)所示,检查电路77在微型计算机42维持为复位状态的时刻t2~时刻t3的期间,且第二取样间隔ΔTb内的期间执行控制电路75的检查。检查电路77在通过控制电路75识别出微型计算机42为复位状态时,在不与通过控制电路75获取的旋转检测电路72的取样时刻重合的时刻执行控制电路75的检查。检查电路77对控制电路75的检查时间设定为比第二取样间隔ΔTb短的时间。
另外,检查电路77也可以根据控制电路75的检查的内容、或者检查所需要的时间,将检查分割为多次执行。在图4的图表(g)示出检查电路77将检查分为两次执行的例子(时刻t4、时刻t5)。各次的检查时间设定为比第二取样间隔ΔTb短的时间。
因此,根据本实施方式,能够得到以下的效果。
(1)作为自检功能,在监视电路43组装有检查电路77。因此,能够满足对监视电路43以及ECU40的功能安全要求。
(2)检查电路77在电源开关63被接通之后,微型计算机42维持为复位状态的期间,且监视电路43的取样间隔内执行检查。因此,检查电路77能够不妨碍微型计算机42的动作、以及监视电路43的动作,而在适当的时刻执行控制电路75的检查。
(3)检查电路77在电源开关63被接通之后执行检查。因此,能够抑制电源开关63被断开的期间的直流电源61的电力消耗的增大。
此外,本实施方式也可以如以下那样进行变更实施。
在本实施方式中,在微型计算机42从直流电源61供给有电力,但也可以从监视电路43的电源电路71向微型计算机42供给电力。该情况下,使电源电路71具有将从直流电源61供给的电力(电压)转换为适合微型计算机42的动作的电力(电压)的功能。电源电路71在电源开关63接通的期间,向微型计算机42供给电力。另外,电源电路71也可以自己获取由电源检测电路44生成的电信号SIG,并基于该获取的电信号SIG判定电源开关63为接通的状态还是断开的状态。另外,电源电路71也可以从控制电路75获取电源开关63为接通的状态还是断开的状态的判定结果,也可以基于来自控制电路75的供电指令向微型计算机42供给电力。
在本实施方式中,在微型计算机42内置复位电路42a,但也可以如图3的双点划线所示,在监视电路43设置复位控制电路(复位电路)78。复位控制电路78监视微型计算机42的电源电压。例如在采用从电源电路71向微型计算机42供给电力的构成作为监视电路43的情况下,复位控制电路78也可以获取从电源电路71向微型计算机42的供电电压。
复位控制电路78在对微型计算机42投入电源时(图4:时刻t2),产生低电平的复位信号。通过将该低电平的复位信号供给至微型计算机42(正确而言,是其复位端子),而进行微型计算机42的初始化。复位控制电路78在到微型计算机42的电源电压超过基准电压而达到动作电压范围内的稳定的状态为止,即到微型计算机42达到能够稳定地进行动作的状态为止的规定期间(图4:时刻t2~时刻t3的期间)将复位信号的信号电平维持为低电平。其后,复位控制电路78在微型计算机42的电源电压超过基准电压而达到动作电压范围内的稳定的状态时(图4:时刻t3),生成高电平的复位信号。通过将复位信号的信号电平从低电平切换为高电平,解除微型计算机42的复位状态。由此,微型计算机42开始动作。
另外,复位控制电路78也可以设置于控制电路75。另外,在监视电路43或者其控制电路75设置复位控制电路78的情况下,也可以采用省去了复位电路42a的构成作为微型计算机42。
也可以在监视电路43组装进行第一异常检测电路73以及第二异常检测电路74的检查的检查电路。另外,也可以在微型计算机42组装进行微型计算机42的检查的检查电路。
也可以采用省去了第一异常检测电路73以及第二异常检测电路74的至少一方的构成作为监视电路43。这样一来,虽然不能够检测旋转检测电路72以及电源电路71的至少一方的异常,但在电源开关63被断开的期间,能够将消耗电力降低为了使第一异常检测电路73以及第二异常检测电路74的至少一方动作所需要的电力。
通过微型计算机42运算出的转向操纵角θs(绝对角)不仅是EPS10也可以在其它的车载系统的控制装置中进行使用。作为其它的车载系统,例如能够列举车辆稳定性控制系统或者各种驾驶辅助系统等。
在本实施方式中,作为微型计算机42,采用了执行基于转向操纵角θs的补偿控制的构成,但根据产品规格等也可以采用不执行基于转向操纵角θs的补偿控制的构成。但是,即使在该情况下,也可以使ECU40或者微型计算机42具有转向操纵角θs的运算功能。转向操纵角θs即使不在EPS10进行使用也在其它的车载系统进行使用。
在本实施方式中,在监视电路43组装有进行监视电路43中的控制电路75的检查的检查电路77,但也可以将检查电路77设置为与监视电路43分开的独立的集成电路。
根据EPS10的规格,也考虑不要求在电源开关63被断开的期间检测马达31的转数。该情况下,只要在包含电源开关63被断开的期间的微型计算机42的启动前(到图4中的时刻t3为止),则能够在适当的时刻执行通过检查电路77进行的检查。
监视电路43的监视对象(检测对象)并不限定于马达31。在本实施方式中,作为EPS10,举出了将马达31的转矩传递到转向轴22(柱轴22a)的类型为例,但也可以是将马达31的转矩传递到齿条轴23的类型。
在本实施方式中,将车辆用控制装置具体化为EPS10的ECU40,但也可以具体化为具有对方向盘与转向轮之间的动力传递路径进行连接和切断的离合器功能的线控转向(SBW)方式的转向操纵装置的控制装置。在连接了方向盘与转向轮之间的动力传递路径的状态下,具有与EPS10相同的课题。另外,也可以具体化为没有方向盘与转向轮之间的动力传递路径的SBW方式的转向操纵装置的控制装置。
Claims (4)
1.一种车辆用控制装置,具有:
第一电路,一直被供电,对检测对象的状态量进行检测;
第二电路,通过车辆电源被接通而启动,并使用通过上述第一电路检测出的上述状态量进行特定的处理;以及
第三电路,在上述第二电路的启动前执行上述第一电路的检查,
上述第二电路具有在伴随车辆电源被接通的电源的投入时将内部状态初始化的复位功能,并且以电源启动而复位状态被解除为契机启动,
上述第三电路在上述第二电路为复位状态的期间执行上述第一电路的检查。
2.根据权利要求1所述的车辆用控制装置,其中,
上述第三电路组装于上述第一电路。
3.根据权利要求1或者2所述的车辆用控制装置,其中,
上述检测对象的状态量是即使在车辆电源被断开时也有可能变化的状态量,
上述第一电路以规定的取样间隔检测上述状态量,
上述第三电路在上述第二电路的启动前并且上述第一电路的取样间隔内的期间执行上述第一电路的检查。
4.根据权利要求1或者2所述的车辆用控制装置,其中,
上述第三电路将上述第一电路的检查分割为多次来执行。
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