JP2006021610A - Vehicle load control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載あれた負荷をバスガーディアンを用いて制御する車両用負荷の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle load control device that controls a load mounted on a vehicle using a bus guardian.
近年、車両に搭載されるブレーキやステアリングを電気信号を用いて制御するシステムが構築されつつある。即ち、ブレーキの操作量、或いはステアリングの操作量を電気信号として検出し、これを通信手段によりブレーキ或いはステアリングの制御装置に送信して操作量に応じたブレーキ或いはステアリング操作を行うようにしている。 In recent years, systems for controlling brakes and steering mounted on vehicles using electric signals are being built. That is, the operation amount of the brake or the operation amount of the steering is detected as an electric signal, and this is transmitted to the brake or steering control device by the communication means so that the brake or the steering operation corresponding to the operation amount is performed.
このようなシステムでは、大容量負荷が用いられるので、大容量負荷を駆動させるための動力用電源(例えば、42V,288V等)と、計装用及び小容量負荷を駆動させるための計装用電源(例えば、12V)の2系統の電源を備えていることが多い。 In such a system, since a large capacity load is used, a power source for driving a large capacity load (for example, 42V, 288V, etc.) and an instrument power source for driving instrumentation and a small capacity load ( For example, it is often equipped with two power supplies of 12V).
更に、通信手段による通信エラーを検知するために、バスガーディアンと称するシステムが構築されている(非特許文献1参照)。バスガーディアンとは、一つのチャネルに連結される各ノード(車両用の場合には、各ECUに相当する)にそれぞれ設けられ、該ノードのクロック状態、或いはその他の制御手段の状態を監視し、異常が検知された場合には、この異常が検知されたノードによる通信を停止させることにより、チャネル全体が停止するというトラブルを防止するための機能ある。 Furthermore, a system called a bus guardian has been constructed in order to detect a communication error by the communication means (see Non-Patent Document 1). The bus guardian is provided in each node (corresponding to each ECU in the case of a vehicle) connected to one channel, and monitors the clock state of the node or other control means, When an abnormality is detected, there is a function for preventing a trouble that the entire channel is stopped by stopping communication by the node where the abnormality is detected.
ところで、このようなバスガーディアンを用いた通信システムで前述したような大容量負荷を制御する場合には、バスガーディアンによりクロック異常、或いは制御手段の異常が検知された場合には、このノードの通信を停止することにより全体の通信システムを保護することができるものの、大容量負荷と動力用電源とは連結状態が保持されたままとなるので、制御不能状態となった大容量負荷が暴走することがある。
上述したように、従来における車両用負荷の制御装置では、ノードとしてのECUが有する制御手段に異常が発生した場合には、負荷を制御することができなくなる場合があり、このような場合において、負荷に動力用電源が供給され続けると、負荷が暴走してしまうという問題点があった。 As described above, in the conventional vehicle load control device, when an abnormality occurs in the control means of the ECU as a node, the load may not be controlled. In such a case, There was a problem that the load would runaway if power for power supply continued to be supplied to the load.
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、制御装置に異常が発生した場合でも、制御対象となる負荷を停止させることにより該負荷の暴走を防止することのできる車両用負荷の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the object of the present invention is to stop the load to be controlled by stopping the load to be controlled even when an abnormality occurs in the control device. An object of the present invention is to provide a vehicle load control device that can prevent runaway of the vehicle.
上記目的を達成するため、本願請求項1に記載の発明は、第1の電源と、該第1の電源よりも出力電圧の高い第2の電源を有し、制御対象となる負荷を駆動させる電源として前記第2の電源を用い、前記負荷を制御する制御手段の電源として前記第1の電源を用い、且つ、前記負荷を操作するために入力された操作信号を、通信により前記制御手段に供給し、該制御手段は、供給された操作信号に基づいて前記負荷を制御するようにした車両用負荷の制御装置において、前記制御手段は、前記負荷を制御する負荷制御部と該負荷制御部の状態を監視する監視部とを備え、前記監視部にて前記負荷制御部に異常が発生したことが検知された際に、前記第2の電源と前記負荷とを連結する配線を遮断することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 of the present application includes a first power source and a second power source having an output voltage higher than that of the first power source, and drives a load to be controlled. The second power source is used as a power source, the first power source is used as a power source for the control means for controlling the load, and an operation signal input for operating the load is transmitted to the control means by communication. In the vehicle load control apparatus, wherein the control means controls the load based on the supplied operation signal, the control means includes a load control unit for controlling the load and the load control unit. A monitoring unit that monitors the state of the power supply, and when the monitoring unit detects that an abnormality has occurred in the load control unit, the wiring that connects the second power source and the load is shut off It is characterized by.
請求項2に記載の発明は、前記監視部は、前記負荷制御部に発生する異常状態として、該負荷制御部の停止を検知した場合には、即時に前記第2の電源と前記負荷とを連結する配線を遮断し、前記負荷制御部に発生する異常状態として、該負荷制御部の暴走を検知した場合には、ある時間間隔を持って前記負荷制御部にリセット信号を出力すると共に、リセット信号を所定回数出力した後、再度暴走が検知された際に、前記第2の電源と前記負荷とを連結する配線を遮断することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, when the monitoring unit detects a stop of the load control unit as an abnormal state occurring in the load control unit, the monitoring unit immediately supplies the second power source and the load. When the runaway of the load control unit is detected as an abnormal state occurring in the load control unit, the wiring to be connected is cut off, and a reset signal is output to the load control unit with a certain time interval and reset. When a runaway is detected again after outputting a signal a predetermined number of times, the wiring connecting the second power source and the load is cut off.
請求項3に記載の発明は、前記第2の電源と前記負荷とを連結する配線は、配線経路上にヒューズを有し、前記監視部は、前記ヒューズと前記負荷との間の配線経路をグランドに接地してヒューズを溶断させることにより、前記第1の電源と前記負荷とを連結する配線を遮断することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the wiring connecting the second power source and the load has a fuse on a wiring path, and the monitoring unit provides a wiring path between the fuse and the load. The wiring connecting the first power source and the load is cut off by grounding to the ground and fusing the fuse.
本願請求項1の発明では、監視部により負荷制御部の状態を監視し、異常の発生が検知された際には、第2の電源と負荷とを連結する配線を遮断するので、負荷制御部が制御不能状態となった場合に、負荷に電源電圧が供給され続けることを防止することができ、負荷の暴走を防止することができる。これにより、フェールセーフを達成することができる。 In the invention of claim 1 of the present application, the state of the load control unit is monitored by the monitoring unit, and when the occurrence of an abnormality is detected, the wiring connecting the second power source and the load is cut off. When the control state becomes uncontrollable, it is possible to prevent the power supply voltage from being continuously supplied to the load and to prevent the runaway of the load. Thereby, fail safe can be achieved.
請求項2の発明では、負荷制御部に発生する異常状態を、停止及び暴走の2つの状態に分類し、負荷制御部が停止した場合には、明かに負荷を制御することができない状態であると判断して即時に第2の電源と負荷とを連結する配線を遮断する。また、負荷制御部が暴走した場合には、1回または複数回リセット信号を与えることにより、負荷制御部の復旧を試み、所定回数のリセット信号を与えた後において、未だ暴走が回避されない場合に、第2の電源と負荷とを連結する配線を遮断する。これにより、負荷制御部の異常の状態に応じた適切な制御が可能となる。 In the invention of claim 2, the abnormal state occurring in the load control unit is classified into two states of stop and runaway, and when the load control unit is stopped, the load cannot be clearly controlled. And the wiring for connecting the second power source and the load is immediately cut off. Also, if the load control unit runs away, give a reset signal once or multiple times to try to restore the load control unit, and after giving the reset signal a predetermined number of times, the runaway is still not avoided The wiring connecting the second power source and the load is cut off. Thereby, appropriate control according to the abnormal state of a load control part is attained.
請求項3の発明では、第2の電源と負荷とを連結する配線中にヒューズを設け、配線を遮断する際には、ヒューズと負荷との間の配線をグランドに接地させることにより、ヒューズに過電流を流して該ヒューズを溶断させるので、極めて簡単な構成で、且つ確実に第2の電源と負荷とを連結する配線を遮断させることができる。 In the invention of claim 3, a fuse is provided in the wiring connecting the second power source and the load, and when the wiring is cut off, the wiring between the fuse and the load is grounded to the ground. Since the fuse is blown by supplying an overcurrent, the wiring connecting the second power source and the load can be cut off with a very simple configuration.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る車両用負荷の制御装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この制御装置は車両に搭載されて、車載された負荷を制御するものであり、直流12ボルトの電圧を出力する12V電源(第1の電源)B1と、直流42ボルトの電圧を出力する42V電源(第2の電源)B2と、例えば車両のステアリングの操舵角度を操作するモータ負荷9と、該モータ負荷9を制御するためのECU(制御手段)1を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle load control device according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, this control device is mounted on a vehicle and controls a load mounted on the vehicle. The control device is a 12V power source (first power source) B1 that outputs a DC voltage of 12 volts, and a DC voltage of 42 volts. 42V power source (second power source) B2 that outputs a voltage of, for example, a motor load 9 for operating the steering angle of the steering of the vehicle, and an ECU (control means) 1 for controlling the motor load 9 are provided. .
ECU1は、バスラインL1を介して主制御部(図示省略)と連結されている。該主制御部は、他の複数のECUと連結されており、この主制御部に連結された複数のECUを同一チャネルとして総括的な制御を行う。 ECU1 is connected with the main control part (illustration omitted) via bus line L1. The main control unit is connected to a plurality of other ECUs, and performs overall control using the plurality of ECUs connected to the main control unit as the same channel.
また、ECU1は、バスラインL1を介してモータ負荷9の操作信号が入力された際に、この操作信号に基づいてモータ負荷9を制御するものであり、バスドライバー5と、マイクロコントローラ(負荷制御部)4と、通信制御部6と、バスガーディアン(監視部)7と、レギュレータ8、及び電子スイッチT1を備えている。 The ECU 1 controls the motor load 9 based on the operation signal when the operation signal for the motor load 9 is input via the bus line L1, and includes a bus driver 5 and a microcontroller (load control). Part) 4, a communication control part 6, a bus guardian (monitoring part) 7, a regulator 8, and an electronic switch T1.
バスドライバー5は、バスラインL1にデータを送信すると共に、該バスラインL1を介して送られて来るデータを受信する制御を行う。通信制御部6は、このECU1と、他のECUとの間の通信を制御する。 The bus driver 5 transmits the data to the bus line L1 and performs control to receive the data sent through the bus line L1. The communication control unit 6 controls communication between the ECU 1 and another ECU.
また、マイクロコントローラ4は、ECU1全体を総括的に制御すると共に、バスドライバー5を介してモータ負荷9の操作信号が入力された際には、この操作信号に基づいて、モータ負荷9を制御する。更に、モータ負荷9の状態を監視し、異常がある場合には、この情報をバスラインL1を介して他のECUへ送信する。
The
電子スイッチT1は、バスガーディアン7より出力される制御信号によりオン、オフが切り換えられるものであり、オン時にはモータ負荷9と42V電源B2とを連結する42Vバスをグランドに接地させる。 The electronic switch T1 is switched on and off by a control signal output from the bus guardian 7. When the electronic switch T1 is on, the 42V bus connecting the motor load 9 and the 42V power source B2 is grounded.
レギュレータ8は、12V電源B1より12Vバスを介して供給される電源電圧を所定の電圧レベルに変換して、バスガーディアン7に供給する。 The regulator 8 converts the power supply voltage supplied from the 12V power supply B1 through the 12V bus into a predetermined voltage level, and supplies it to the bus guardian 7.
バスガーディアン7は、マイクロコントローラ4のクロックを監視し、このクロックが、このチャネルのグローバルクロック(このチャネルに連結された複数のECUのクロックから求められる代表的なクロック)から大きく異なることが検出された際には、クロック異常信号をバスドライバー5に出力し、バスドライバー5からの送信を停止させる。また、通信制御部6の動作状態を監視し、異常が検知された場合には、前述と同様にバスドライバー5からの通信を停止させる。
The bus guardian 7 monitors the clock of the
更に、マイクロコントローラ4の動作状態を監視し、該マイクロコントローラ4が暴走、或いは停止していることが検知された際には、後述する手順により、電子スイッチT1をオンとして、42Vバスをグランドに接地させる。
Further, the operating state of the
また、各電源B1,B2とECU1との間には、ジョイントボックス2が設けられており、過電流発生時に42Vバス、或いは12Vバスを遮断するためのヒューズFが設けられている。 Further, a joint box 2 is provided between each of the power supplies B1, B2 and the ECU 1, and a fuse F is provided for cutting off the 42V bus or the 12V bus when an overcurrent occurs.
図2は、バスガーディアン7による処理手順を示すフローチャートであり、同図を参照しながら、本実施形態に係る車両用負荷の制御装置の動作を説明する。 FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure performed by the bus guardian 7. The operation of the vehicle load control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
ECU1の駆動時において、まずマイクロコントローラ4のクロックをチェックし、このクロックがこのチャネルのグローバルクロックに対して大きく相違していないかどうかが判断される(ステップST1)。そして、クロック異常が検出された場合には(ステップST1で「異常」)、バスドライバー5によるデータの送信を停止させる(ステップST2)。
When the ECU 1 is driven, the clock of the
また、クロック異常が検出されない場合には(ステップST1で「正常」)、通信制御部6の動作状態をチェックする(ステップST3)。そして、異常が検出された場合には(ステップST3で「異常」)、上記と同様にバスドライバー5によるデータの送信を停止させる(ステップST4)。 If no clock abnormality is detected (“normal” in step ST1), the operating state of the communication control unit 6 is checked (step ST3). If an abnormality is detected (“abnormal” in step ST3), data transmission by the bus driver 5 is stopped in the same manner as described above (step ST4).
更に、通信制御部6の動作が正常である場合には(ステップST3で「正常」)、マイクロコントローラ4の動作状態をチェックする(ステップST5)。そして、マイクロコントローラ4が正常に動作していることが検知された場合には(ステップST5で「正常」)、ステップST1からの処理に戻る。
Further, when the operation of the communication control unit 6 is normal (“normal” in step ST3), the operation state of the
また、本実施形態では、マイクロコントローラ4が異常である場合として、停止している状態、及び暴走している状態の2つの場合に分けて以後の処理を変更している。
Further, in the present embodiment, as the case where the
即ち、マイクロコントローラ4が暴走していることが検知された場合には(ステップST5で「暴走」)、バスガーディアン7が内部的に備えているカウンタを「0」に設定し(ステップST6)、マイクロコントローラ4にリセット信号を出力して、該マイクロコントローラ4をリセットする(ステップST7)。
That is, when it is detected that the
次いで、ステップST5と同様にマイクロコントローラ4の動作状態をチェックし(ステップST8)、正常であれば(ステップST8で「正常」)、ステップST1からの処理に戻る。
Next, the operation state of the
他方、異常(暴走状態)であれば(ステップST8で「異常」)、カウンタをインクリメントし(ステップST9)、再度マイクロコントローラ4をリセットする処理を繰り返し、カウンタ値が予め設定された規定値(この例では2回)に達した場合には(ステップST10でYES)、電子スイッチT1に制御信号を出力する。
On the other hand, if it is abnormal (runaway state) (“abnormal” in step ST8), the counter is incremented (step ST9), the process of resetting the
これにより、電子スイッチT1がオンとなり、42Vバスがグランドに接地され、ジョイントボックス2内のヒューズFが溶断されるので、42V電源B2からモータ負荷9への電力供給が遮断され(ステップST11)、モータ負荷9が停止する。 As a result, the electronic switch T1 is turned on, the 42V bus is grounded, and the fuse F in the joint box 2 is blown, so that the power supply from the 42V power source B2 to the motor load 9 is cut off (step ST11). The motor load 9 stops.
また、ステップST5の処理にて、マイクロコントローラ4が停止していることが検出された場合には(ステップST5で「停止」)、即時に電子スイッチT1に制御信号を出力してモータ負荷9への電力供給を停止させる。
If it is detected in step ST5 that the
こうして、マイクロコントローラ4の異常が検知された際に、モータ負荷9を強制的に停止させることができるのである。
Thus, when an abnormality of the
図3は、マイクロコントローラ4が停止した際に、電子スイッチT1をオンとする際の波形を示すタイミングチャートであり、同図(a)に示す時刻t1にてマイクロコントローラ4が停止した場合には、同図(b)に示す時刻t2にてバスガーディアン7から電子スイッチT1に制御信号が出力される。そして、該電子スイッチT1がオンとなって、42Vバスが遮断される。
FIG. 3 is a timing chart showing a waveform when the electronic switch T1 is turned on when the
また、図4は、マイクロコントローラ4が暴走した際に、電子スイッチT1をオンとする際の波形を示すタイミングチャートであり、同図(a)に示す時刻t3にてマイクロコントローラ4の暴走が検出された場合には、同図(b)に示すように、時刻t4にてマイクロコントローラ4にリセット信号が出力される。その後、時刻t5にて再度マイクロコントローラ4の暴走が検出された際には、同図(c)に示すように、時刻t6にてバスガーディアン7から電子スイッチT1に制御信号が出力され、42Vバスが遮断される。
FIG. 4 is a timing chart showing a waveform when the electronic switch T1 is turned on when the
このようにして、本実施形態に係る車両用負荷の制御装置では、バスガーディアン7により、クロック異常、或いは通信制御部6の異常が検出された際には、バスドライバー5からの送信が停止されるので、車両内全体の通信ラインを保護することができる。 Thus, in the vehicle load control device according to the present embodiment, when the bus guardian 7 detects a clock abnormality or a communication control unit 6 abnormality, transmission from the bus driver 5 is stopped. Therefore, the entire communication line in the vehicle can be protected.
更に、ECU1の動作状態をバスガーディアン7により監視し、マイクロコントローラ4の停止、或いは暴走が検知され、モータ負荷9を制御することができないことが確認された場合には、モータ負荷9への電力供給を強制的に停止させるようにしている。
Further, the operation state of the ECU 1 is monitored by the bus guardian 7, and when it is confirmed that the
その結果、モータ負荷9を保護することができ、更に、モータ負荷9が制御不能状態となった際に、該モータ負荷9が暴走することを回避することができ、フェールセーフを実現することができる。 As a result, the motor load 9 can be protected, and when the motor load 9 becomes uncontrollable, the motor load 9 can be prevented from running out of control, and fail safe can be realized. it can.
以上、本発明の車両用負荷の制御装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。 As mentioned above, although the vehicle load control apparatus of the present invention has been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is of an arbitrary configuration having the same function. Can be replaced.
例えば、上記した実施形態では、ECU1の制御対象となる負荷として、モータ負荷9を例に挙げたが、その他の負荷であっても良い。 For example, in the above-described embodiment, the motor load 9 is given as an example of the load to be controlled by the ECU 1, but other loads may be used.
また、モータ負荷9に駆動電圧を供給する電源として42V電源B2を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、288V等の他の電圧とすることも可能である。 Moreover, although the example using 42V power supply B2 as a power supply which supplies a drive voltage to the motor load 9 was demonstrated, this invention is not limited to this, It can also be set as other voltages, such as 288V.
更に、上記した実施形態では、暴走発生時のリセット回数を2回に設定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、3回以上とすることも可能である。 Furthermore, in the above-described embodiment, the number of resets when a runaway has occurred is set to 2, but the present invention is not limited to this and can be 3 or more.
更に、本実施形態では、ヒューズFを溶断することにより、42Vバスを遮断する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の手法を用いて42Vバスを遮断する構成としても良い。 Furthermore, in the present embodiment, the example in which the 42V bus is cut off by fusing the fuse F has been described. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which the 42V bus is cut off using other methods. It is also good.
制御用電源と動力用電源の2つの電源を用いた車両にて大容量負荷を制御する上で極めて有用である。 This is extremely useful for controlling a large-capacity load in a vehicle using two power sources, a control power source and a power source.
1 ECU(制御手段)
2 ジョイントボックス
4 マイクロコントローラ(負荷制御部)
5 バスドライバー
6 通信制御部
7 バスガーディアン(監視部)
8 レギュレータ
9 モータ負荷
L1 バスライン
B1 12V電源
B2 42V電源
T1 電子スイッチ
F ヒューズ
1 ECU (control means)
2
5 Bus driver 6 Communication control unit 7 Bus guardian (monitoring unit)
8 Regulator 9 Motor load L1 Bus line B1 12V power supply B2 42V power supply T1 Electronic switch F Fuse
Claims (3)
前記制御手段は、前記負荷を制御する負荷制御部と該負荷制御部の状態を監視する監視部とを備え、前記監視部にて前記負荷制御部に異常が発生したことが検知された際に、前記第2の電源と前記負荷とを連結する配線を遮断することを特徴とする車両用負荷の制御装置。 Control means having a first power supply and a second power supply having an output voltage higher than that of the first power supply, using the second power supply as a power supply for driving a load to be controlled, and controlling the load The first power supply is used as a power supply for the power supply, and an operation signal input to operate the load is supplied to the control means by communication, and the control means is configured to supply the operation signal based on the supplied operation signal. In the vehicle load control device that controls the load,
The control means includes a load control unit that controls the load and a monitoring unit that monitors a state of the load control unit, and when the monitoring unit detects that an abnormality has occurred in the load control unit. An apparatus for controlling a vehicle load, wherein a wiring connecting the second power source and the load is cut off.
前記負荷制御部に発生する異常状態として、該負荷制御部の暴走を検知した場合には、ある時間間隔を持って前記負荷制御部にリセット信号を出力すると共に、リセット信号を所定回数出力した後、再度暴走が検知された際に、前記第2の電源と前記負荷とを連結する配線を遮断することを特徴とする請求項1に記載の車両用負荷の制御装置。 When the monitoring unit detects a stop of the load control unit as an abnormal state occurring in the load control unit, the monitoring unit immediately cuts off the wiring connecting the second power source and the load,
As an abnormal condition that occurs in the load control unit, when a runaway of the load control unit is detected, a reset signal is output to the load control unit with a certain time interval, and a reset signal is output a predetermined number of times. The vehicle load control device according to claim 1, wherein when a runaway is detected again, the wiring for connecting the second power source and the load is cut off.
The wiring connecting the second power supply and the load has a fuse on the wiring path, and the monitoring unit grounds the wiring path between the fuse and the load to the ground to blow the fuse. The vehicle load control device according to claim 1, wherein a wiring connecting the first power source and the load is cut off.
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JP2016128283A (en) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Power supply device for automobile and power supply box |
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