JP2008144704A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御回路の誤起動を防止することのできる電子制御装置を提供すること。
【解決手段】マイコン２１は、電源ＩＣ３０から電源供給の開始時、ＣＡＮトランシーバ２３に入力される起動信号Ｓ_WUPが真に起動すべき旨を示すものであるか否かを判定する電源管理部３１を備える。そして、マイコン２１は、この電源管理部３１における判定の結果が、真である場合にのみ、具体的な制御（ロック解除制御及び伝達比可変制御）を開始する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子制御装置に関するものである。

従来、電源電圧を所定電圧に変換して制御回路に供給する電源回路と、入力される起動信号に基づいて電源回路に入力される禁止信号の値を切り替えるスイッチとを備え、電源回路は、その電源供給の禁止を解除すべき旨を示す禁止信号の入力に基づいて、制御回路への電源供給を開始する電子制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。そして、このような電子制御装置には、そのネットワークコントローラ（ＣＡＮトランシーバ）を上記禁止信号の値を切り替えるスイッチとして用いたものがある。

即ち、図４に示すように、ＣＡＮトランシーバ４１は、車内ネットワークであるＣＡＮ（Control Area Network）を介して入力されるＣＡＮ通信信号Ｓ_CANを、制御回路としてのマイコン４２が利用可能な制御信号に変換する変換器である。従って、その変換器としての機能を利用し、上位制御装置等から入力される起動信号（WakeUP信号）Ｓ_WUPに基づいて、電源回路としての電源ＩＣ４３に入力される禁止信号（Inhibit信号）Ｓ_INHの値を、該電源ＩＣ４３からマイコン４２への電源供給の禁止すべき旨を示す値と、該禁止を解除すべき旨を示す値との間で切り換えることが可能である。

つまり、図５（ａ）に示すように、起動時、ＣＡＮトランシーバ４１に入力される起動信号Ｓ_WUPが立ち上がると（信号レベル「Ｌｏ」から「Ｈｉ」）、ＣＡＮトランシーバ４１は、電源ＩＣ４３に出力する禁止信号Ｓ_INHをオン（信号レベル「Ｈｉ」）とする。そして、電源ＩＣ４３は、この電源供給の禁止を解除すべき旨を示す起動信号Ｓ_WUPの入力があった場合には、電源電圧Ｖ１を所定電圧Ｖ２に変換してマイコン４２に供給する。

尚、図５（ｂ）に示すように、マイコン４２は、終了時には、ＣＡＮトランシーバ４１に出力する状態遷移信号Ｓ_trをオン（信号レベル「Ｈｉ」）、即ち電源供給を停止すべき旨を示す値とする。そして、ＣＡＮトランシーバ４１は、この状態遷移信号Ｓ_trの入力に基づいて、電源ＩＣ４３に出力する禁止信号Ｓ_INHをオフ（信号レベル「Ｌｏ」）、即ち電源供給の禁止を解除すべき旨を示す値とし、これに基づいて、マイコン４２に対する電力供給を停止するように構成されている。
特開２００４−１９７５８５号公報

しかしながら、上記従来の構成では、起動信号Ｓ_WUPにノイズが混入することにより、禁止信号Ｓ_INHの値が、誤って電源供給を解除すべき旨の値に切り替えられるおそれがある。また、ＣＡＮには、様々なＣＡＮ通信信号Ｓ_CANが流れていることから、他の電子機器を対象とするＣＡＮ通信信号Ｓ_CANにより、上記のような誤った禁止信号Ｓ_INHの切り替えが行われる可能性もある。そして、こうした誤った禁止信号Ｓ_INHに基づき電源供給が開始され、制御対象の駆動制御等が開始されることにより、不必要に車載電源（バッテリ）を消耗させてしまうという問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、制御回路の誤起動を防止することのできる電子制御装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、電源電圧を所定電圧に変換して制御回路に供給する電源回路と、ネットワーク信号を前記制御回路が利用可能な制御信号に変換する変換器とを備えるとともに、前記変換器は、入力される起動信号に基づいて、前記制御回路に入力される禁止信号の値を切り換えるスイッチ機能を有し、前記電源回路は、前記変換器から入力される前記禁止信号に基づいて、該禁止信号が前記制御回路に対する電源供給の禁止を解除すべき旨を示す値である場合に該電源供給を開始する電子制御装置において、前記制御回路は、前記電源供給の開始時、前記起動信号が真に起動すべき旨を示すものであるか否かを判定し、該判定結果が真である場合にのみ、制御対象の制御を開始すること、を要旨とする。

上記構成によれば、制御回路は、電源供給の開始によりアクティブな状態となるが、その時点では、具体的な制御を開始しない。つまり、制御回路は、電源供給開始のみでは実質的に起動しない。その結果、誤起動による不要な電力消費を防止して省電力化を図ることができるようになる。

請求項２に記載の発明は、前記制御回路は、前記判定結果が真でない場合には、前記電源供給を停止すべき旨の値を有する状態遷移信号を出力すること、を要旨とする。
上記構成によれば、電源回路から制御回路への電源供給を速やかに停止して、より一層の省電力化を図ることができる。

請求項３に記載の発明は、制御対象に駆動電力を供給する駆動回路を備えるとともに、前記制御回路は、前記駆動電力の供給を通じて前記制御対象の作動を制御すべく、前記駆動回路に駆動信号を出力するものであって、前記制御回路は、前記判定結果が真でない場合には、前記駆動信号の出力を行わないこと、を要旨とする。

即ち、駆動電力の供給を通じて制御対象の作動を制御するものにおいては、誤起動時の消費電力も大きい。従って、このようなものに本発明を適用することで、より顕著な省電力効果を得ることができる。

本発明によれば、制御回路の誤起動を防止することが可能な電子制御装置を提供することができる。

以下、本発明を車両用操舵装置に設けられた伝達比可変装置用の電子制御装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の車両用操舵装置１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により転舵輪６の舵角、即ち転舵角が可変することにより、車両進行方向が変更されるようになっている。尚、本実施形態の車両用操舵装置１は、所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）であり、ボール螺子機構（図示略）を介して駆動源であるモータ７の発生するアシストトルクをラック５に伝達することにより、操舵系にアシスト力を付与する。

また、本実施形態の車両用操舵装置１は、ステアリング２の舵角（操舵角）と転舵輪６の舵角（転舵角）との間の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置８と、該伝達比可変装置８の作動を制御する電子制御装置９とを備えている。

詳述すると、ステアリングシャフト３は、ステアリング２が連結された第１シャフト１０とラックアンドピニオン機構４に連結される第２シャフト１１とからなり、伝達比可変装置８は、第１シャフト１０及び第２シャフト１１を連結する差動機構１２と、該差動機構１２を駆動するモータ１３とを備えている。そして、伝達比可変装置８は、ステアリング操作に伴う第１シャフト１０の回転に、モータ駆動による回転を上乗せして第２シャフト１１に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構４に入力されるステアリングシャフト３の回転を増速（又は減速）し、これによりステアリング２に対する転舵輪６の伝達比を可変するように構成されている。

また、本実施形態の車両用操舵装置１は、操舵角θsを検出するステアリングセンサ１６と、車速Ｖを検出する車速センサ１７とを備えており、これら各センサにより検出された操舵角θs及び車速Ｖは、車内ネットワーク１８を利用したＣＡＮ通信信号Ｓ_CANとして電子制御装置９に入力されるようになっている。そして、電子制御装置９は、これら操舵角θs及び車速Ｖに応じた最適な伝達比を実現すべく伝達比可変装置８の作動を制御する。

具体的には、本実施形態では、伝達比可変装置８の駆動源であるモータ１３には、ブラシレスモータが採用されており、同モータ１３は、電子制御装置９から供給される三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に基づき回転する。そして、電子制御装置９は、車載電源（バッテリ）１９の電源電圧に基づき当該駆動電力を生成し、その供給を通じてモータ１３の作動、即ち伝達比可変装置８の作動を制御する（伝達比可変制御）。

さらに詳述すると、図２に示すように、電子制御装置９は、モータ駆動信号を出力する制御回路としてのマイコン２１と、そのモータ駆動信号に基づいてモータ１３に駆動電力を供給する駆動回路２２とを備えている。また、電子制御装置９は、車内ネットワーク１８を介して入力されるＣＡＮ通信信号Ｓ_CANをマイコン２１が利用可能な制御信号に変換するＣＡＮトランシーバ２３を備えており、この変換器としてのＣＡＮトランシーバ２３は、上記のようにＣＡＮ通信信号Ｓ_CANとして入力される操舵角θs及び車速Ｖを制御信号に変換してマイコン２１に出力する。そして、マイコン２１は、これら操舵角θs及び車速Ｖに基づいてモータ駆動信号を生成し、該モータ駆動信号を駆動回路２２に出力する。

具体的には、マイコン２１は、モータ駆動信号を生成するモータ制御部２４を備えており、上記操舵角θs及び車速Ｖは、このモータ制御部２４に入力される。そして、モータ制御部２４は、これら操舵角θs及び車速Ｖに基づいて、最適なギヤ比を演算する。また、伝達比可変装置８の駆動源であるモータ１３には、回転角センサ２５が設けられており、モータ制御部２４には、この回転角センサ２５により検出されたモータ回転角θmが入力される。そして、モータ制御部２４は、そのモータ回転角θmに示されるモータ駆動に基づく転舵輪６の舵角を、上記操舵角θs及び車速Ｖに基づき演算されたギヤ比とするための目標舵角に追従させるべく、フィードバック制御を実行することにより、モータ駆動信号を生成する。

そして、本実施形態の電子制御装置９は、このマイコン２１が出力するモータ駆動信号に基づいて、駆動回路２２が車載電源１９の直流電力（電源電圧Ｖ１）を三相の駆動電力に変換しモータ１３に供給することにより、伝達比可変装置８の作動を制御するようになっている。

また、本実施形態では、伝達比可変装置８には、モータ１３の回転を規制することにより、その作動、即ち入力軸である第１シャフト１０と出力軸である第２シャフト１１との間の相対回転を規制するロック装置２６が設けられている。このロック装置２６は、駆動源であるソレノイド２７に駆動電力が供給されることによりロック状態を解除し、その駆動電力の供給が停止されることによりロック作動するように構成されている。尚、このようなロック装置の詳細については、例えば、特開２００３−３２０９４３号公報を参照されたい。

本実施形態では、電子制御装置９には、上記ロック装置２６のソレノイド２７に駆動電力を供給する駆動回路２８が設けられており、同駆動回路２８は、入力されるロック駆動信号に基づいて、当該駆動電力の供給及び停止を実行する。そして、マイコン２１には、そのロック駆動信号を生成するロック制御部２９が設けられている。

具体的には、ロック制御部２９は、上記モータ制御部２４による伝達比可変制御の開始に先立って、ソレノイド２７への駆動電力の供給を行うべき旨を示すロック駆動信号を生成する。そして、イグニッション・オフ時等、上記伝達比可変制御を終了（停止）する場合には、その駆動電力の供給を停止すべき旨のロック駆動信号を生成する。

（電源管理）
次に、本実施形態の電子制御装置９における電源管理の態様について説明する。
本実施形態の電子制御装置９には、車載電源１９の電源電圧Ｖ１（例えば１２Ｖ）を所定電圧Ｖ２（例えば５Ｖ）に変換して出力する電源ＩＣ３０が設けられており、上記マイコン２１は、この電源ＩＣ３０から供給される所定電圧Ｖ２に基づき作動する。また、本実施形態では、上記ＣＡＮトランシーバ２３は、入力される起動信号（WakeUP信号）Ｓ_WUPに基づいて、電源ＩＣ３０に入力される禁止信号（Inhibit信号）Ｓ_INHの値を、電源供給の禁止すべき旨を示す値（信号レベル「Ｌｏ」）と、該禁止を解除すべき旨を示す値（信号レベル「Ｈｉ」）との間で切り換えるスイッチとしての機能を有している。尚、本実施形態では、起動信号Ｓ_WUPは、起動すべき旨を示す場合には、その信号レベルが「Ｈｉ」に固定される。そして、ＣＡＮトランシーバ２３は、当該起動信号Ｓ_WUPの信号レベルが「Ｌｏ」から「Ｈｉ」へ立ち上がった場合に、上記禁止信号Ｓ_INHをオン（信号レベル「Ｌｏ」から「Ｈｉ」）、即ち禁止を解除すべき旨を示す値に切り替える。そして、電源ＩＣ３０は、その入力される禁止信号Ｓ_INHがオン（信号レベル「Ｈｉ」）となった場合に、マイコン２１に対する電源供給を開始する（図５（ａ）参照）。

尚、本実施形態では、マイコン２１は、上記伝達比可変制御（及びロック制御）の終了時には、電源供給を停止すべき旨の値（信号レベル「Ｈｉ」）を有する状態遷移信号Ｓ_trを出力するように構成されている。この状態遷移信号Ｓ_trは、ＣＡＮトランシーバ２３に入力されるようになっており、同ＣＡＮトランシーバ２３は、当該状態遷移信号Ｓ_trの信号レベルが「Ｌｏ」から「Ｈｉ」へ立ち上がった場合に、上記禁止信号Ｓ_INHを「Ｈｉ」から「Ｌｏ」、即ち禁止すべき旨を示す値に切り替える。そして、電源ＩＣ３０は、その入力される禁止信号Ｓ_INHがオフ（信号レベル「Ｌｏ」）となった場合に、マイコン２１に対する電源供給を停止する（図５（ｂ）参照）。

さて、上述のように、ＣＡＮトランシーバ２３のスイッチ機能を利用して、電源ＩＣ３０に入力する禁止信号Ｓ_INHのオン／オフを切り替える構成では、起動信号Ｓ_WUPに混入したノイズ、或いは他の電子機器を対象とするＣＡＮ通信信号Ｓ_CANによって、誤った禁止信号Ｓ_INHの切り替えが発生し、これによりマイコン２１が誤起動する可能性がある。

この点を踏まえ、本実施形態では、マイコン２１には、電源供給の開始時、ＣＡＮトランシーバ２３に入力される起動信号Ｓ_WUPが真に起動すべき旨を示すものであるか否かを判定する電源管理部３１が設けられている。具体的には、電源管理部３１は、ＣＡＮトランシーバ２３に入力される起動信号Ｓ_WUPの信号レベルを監視することにより、当該起動信号Ｓ_WUPが真に起動すべき旨を示すものであるか否かを判定する。即ち、本実施形態では、起動すべき旨を示す場合、起動信号Ｓ_WUPはオン、つまり、その信号レベルが「Ｈｉ」に固定される。そして、電源管理部３１は、その信号レベルが継続して「Ｈｉ」である場合に、当該起動信号Ｓ_WUPが真に起動すべき旨を示すものであると判定する。

また、本実施形態では、この電源管理部３１における判定の結果は、制御開始信号Ｓ_csとして上記ロック制御部２９及びモータ制御部２４に入力されるようになっており、ロック制御部２９及びモータ制御部２４は、その制御開始信号Ｓ_csがオンとなった場合にのみ、上記ロック解除制御及び伝達比可変制御を開始する。即ち、ロック制御部２９及びモータ制御部２４は、入力される制御開始信号Ｓ_csが、電源管理部３１における判定の結果が真であり制御を開始すべき旨を示すものである場合にのみ、その制御を開始する。そして、電源管理部３１は、起動信号Ｓ_WUPが真に起動すべきものではないと判定した場合には、ＣＡＮトランシーバ２３に出力する状態遷移信号Ｓ_trをオン、つまり電源供給を停止すべきもの（信号レベル「Ｈｉ」）とする。

つまり、図３のフローチャートに示すように、電源管理部３１は、電源ＩＣ３０からの電源供給が開始されると（ステップ１０１）、ＣＡＮトランシーバ２３に入力される起動信号Ｓ_WUPがオン、即ち真に起動すべき旨を示すものであるか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、その判定結果が真である場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）には、ロック制御部２９及びモータ制御部２４に出力する制御開始信号Ｓ_csをオン、即ち制御を開始すべき旨を示すものとする（ステップ１０３）。そして、上記ステップ１０２における判定結果が真ではない場合（ステップ１０２：ＮＯ）には、ＣＡＮトランシーバ２３に出力する状態遷移信号Ｓ_trをオン、即ち電源供給を停止すべき旨のものとする（ステップ１０４）。

このように、本実施形態のマイコン２１は、電源供給の開始によりアクティブな状態となるが、その時点では、具体的な制御を開始しない。つまり、マイコン２１は、実質的に、電源供給開始のみでは起動せず、ＣＡＮトランシーバ２３に入力される起動信号Ｓ_WUPが真に起動すべき場合であると確認した後に起動する。そして、真ではない場合には、電源ＩＣからの電源供給を停止させることにより、誤起動による不要な電力消費を防止するように構成されている。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）マイコン２１は、電源ＩＣ３０から電源供給の開始時、ＣＡＮトランシーバ２３に入力される起動信号Ｓ_WUPが真に起動すべき旨を示すものであるか否かを判定する電源管理部３１を備える。そして、マイコン２１は、この電源管理部３１における判定の結果が、真である場合にのみ、その具体的な制御（ロック解除制御及び伝達比可変制御）を開始する。

上記構成によれば、マイコン２１は、電源供給の開始によりアクティブな状態となるが、その時点では、具体的な制御を開始しない。つまり、マイコン２１は、電源供給開始のみでは実質的に起動しない。その結果、誤起動による不要な電力消費を防止して省電力化を図ることができるようになる。

（２）マイコン２１は、ＣＡＮトランシーバ２３に入力される起動信号Ｓ_WUPが真に起動すべき旨を示すものでない場合には、ＣＡＮトランシーバ２３に出力するオン、即ち電源供給を停止すべき旨のものとする。

上記構成によれば、電源ＩＣ３０からマイコン２１への電源供給を速やかに停止して、より一層の省電力化を図ることができる。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。

・本実施形態では、本発明を、車両用操舵装置に設けられた伝達比可変装置用の電子制御装置に具体化した。しかし、本発明は、これ以外の用途に用いられる電子制御装置に適用してもよい。また、電子制御装置は、必ずしも駆動電力の供給を通じた制御を行うものでなくともよい。

・本実施形態では、本発明を、入力される禁止信号（Inhibit信号）Ｓ_INHに基づいて電源供給の開始／停止を行う電源ＩＣ３０を備えたものに具体化したが、許可信号（Enable信号）に基づき作動する電源回路を備えるものに適用してもよい。

車両用操舵装置の概略構成図。 車両用操舵装置及び電子制御装置のブロック図。 本実施形態の電子制御装置における電源管理の態様を示すフローチャート。 従来の電子制御装置のブロック図。 （ａ）（ｂ）電源管理の態様を示す説明図。

符号の説明

１…車両用操舵装置、８…伝達比可変装置、９…電子制御装置、１３…モータ、１８…車内ネットワーク、１９…車載電源、２１…マイコン、２２，２８…駆動回路、２３…ＣＡＮトランシーバ、２４…モータ制御部、２６…ロック装置、２７…ソレノイド、２９…ロック制御部、３０…電源ＩＣ、３１…ＣＡＮトランシーバ、Ｓ_WUP…起動信号、Ｓ_INH…禁止信号、Ｓ_tr…状態遷移信号、Ｓ_cs…制御開始信号、Ｓ_CAN…ＣＡＮ通信信号、Ｖ１…電源電圧、Ｖ２…所定電圧。

Claims (3)

1. 電源電圧を所定電圧に変換して制御回路に供給する電源回路と、ネットワーク信号を前記制御回路が利用可能な制御信号に変換する変換器とを備えるとともに、前記変換器は、入力される起動信号に基づいて、前記制御回路に入力される禁止信号の値を切り換えるスイッチ機能を有し、前記電源回路は、前記変換器から入力される前記禁止信号に基づいて、該禁止信号が前記制御回路に対する電源供給の禁止を解除すべき旨を示す値である場合に該電源供給を開始する電子制御装置において、
   前記制御回路は、前記電源供給の開始時、前記起動信号が真に起動すべき旨を示すものであるか否かを判定し、該判定結果が真である場合にのみ、制御対象の制御を開始すること、を特徴とする電子制御装置。
2. 請求項１に記載の電子制御装置において、
   前記制御回路は、前記判定結果が真でない場合には、前記電源供給を停止すべき旨の値を有する状態遷移信号を出力すること、を特徴とする電子制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電子制御装置において、
   制御対象に駆動電力を供給する駆動回路を備えるとともに、
   前記制御回路は、前記駆動電力の供給を通じて前記制御対象の作動を制御すべく、前記駆動回路に駆動信号を出力するものであって、
   前記制御回路は、前記判定結果が真でない場合には、前記駆動信号の出力を行わないこと、を特徴とする電子制御装置。

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