JP2014216023A - 制御装置、駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】システムベースチップの動作にエラーがある場合でも、誤った電圧供給を検出し、演算ユニット内のエラー又は異常なシステム状態を確実に検出すること。
【解決手段】演算ユニット２と、演算ユニットへの電圧供給及びシステム状態制御のための装置と、を備えた制御装置１、特にトランスミッション制御装置であって、上記装置は、電圧調整モジュール７を有し、電圧調整モジュール７は、演算ユニット２への電圧供給のために、一方では、エネルギー貯蔵器６と接続され又は接続可能であり、他方では、演算ユニット２と接続される、上記制御装置に関する。装置は、電圧調整モジュールによる電圧供給及び演算ユニットのシステム状態を監視する安全装置１５であって、制御装置の少なくとも１つのユニットを停止及び／又は作動させるよう構成された上記安全装置を有することが構想される。
【選択図】図２

Description

本発明は、演算ユニットと、演算ユニットへの電圧供給及びシステム状態制御のための装置と、を備えた制御装置、特にトランスミッション制御装置に関する。制御装置は、演算ユニットへの電圧供給のために、一方ではエネルギー貯蔵器と接続され又は接続可能であり、他方では演算ユニットと接続される電力調整モジュールを有する。

さらに、本発明は、対応する制御装置を駆動する方法に関する。

制御装置、及び、冒頭で挙げた形態による制御装置を駆動する方法は、従来技術で公知である。動作信頼性の向上のために、演算ユニットへの電圧供給及びシステム状態制御のために役立つ所謂システムベースチップ（ＳＢＣ：Ｓｙｓｔｅｍ−Ｂａｓｉｓ−Ｃｈｉｐｓ）を実装した装置が使用される。その際に、この装置は、一方では、演算ユニットのシステム状態を監視し、他方では、自身が演算ユニットのために提供する電圧供給を監視する。このために、この装置は、一方ではエネルギー貯蔵器と接続され、他方では常に、通信及び／又は電圧供給のための少なくとも１つの線を介して演算ユニットと接続される。

動作信頼性に関しては、システムベースチップ自体が電圧供給を監視するのは不都合である。システムベースチップの動作にエラーがある場合には、誤った電圧供給を検出することを保証出来ない。同様に、演算ユニット内のエラー又は異常なシステム状態を確実に検出することも保証出来ない。

請求項１の特徴を備えた本発明に係る制御装置には、公知の解決策と比較して動作信頼性が向上しているという利点がある。これについて、本発明に基づいて、装置は、電圧調整モジュールによる電圧供給及び演算ユニットのシステム状態を監視する安全装置であって、制御装置のユニットを停止及び／又は作動させるよう構成された上記安全装置を有することが構想される。本発明に基づいて、電圧調整モジュールに加えて、電圧供給の監視及び演算ユニットの監視を行う安全装置が設けられる。これにより、電圧供給とその検査に関する制御装置内の機能が、互いに別々に、異なる構成要素又は構成要素群へと分散される。その際安全装置は、電圧調整モジュールと演算ユニットとの間に接続される。安全装置は、電圧調整モジュールによる電圧供給を検査し、従って、電圧供給の監視が電圧調整モジュールの外部で、当該電圧調整モジュールに依存せずに行われる。これにより、制御装置の動作信頼性が、全体として簡単で安価な形態で向上する。

本発明の好適な発展形態によれば、安全装置は、集積回路として構成されることが構想される。集積回路は、所望の機能を備えた安全装置を提示するための最も安価な解決策である。集積回路は、例えば、電圧供給の監視のために１つ以上の比較器を有してもよい。好適に、安全装置は特に、演算ユニットのシステム状態を制御するために、演算ユニットのデータを評価するよう構成される。特に好適に、安全装置は、電圧調整モジュールによる電圧供給を監視するようにも構成される。

本発明の好適な実施形態によれば、集積回路は更なる別の演算ユニットを有することが構想される。この更なる別の演算ユニットは、上記の機能を実行するよう構成される。その際に、演算ユニットは、集積回路に組み込まれる。集積回路によって、簡単で最も安価なやり方で、更なる別の演算ユニットを、バッテリ電圧に対して耐性を有するように構成することが可能である。代替的に、更なる別の演算ユニットは、バッテリ電圧に対して耐性を有するように構成された別体のチップに、モノリシック的に組み込まれてもよい。

本発明の特に好適な発展形態によれば、安全装置は、リセットパスを通じて演算ユニットと接続されることが構想される。従来では、電圧調整モジュールが通常リセットパスを通じて演算ユニットと接続されるが、本実施形態では、リセットパスはむしろ安全装置に割り当てられる。これにより、制御装置の動作信頼性が更に向上し、独立した安全装置が、演算ユニットのシステム状態の制御を獲得する。

本発明の有利な発展形態によれば、電気的接続線、特に電圧供給線及び／又は信号線を形成し又は解消するための少なくとも１つの開閉装置が、安全装置と接続され当該安全装置により動かされる少なくとも１つのユニットとして設けられることが構想される。従って、制御装置は、演算ユニットと、システム状態制御および電圧供給のための装置の他に、制御装置により駆動可能な装置を制御装置と接続し又は当該制御装置から分離するために役立つ少なくとも１つの開閉装置を有する。その際に、開閉装置は好適に、制御装置の信号線及び／又は電圧供給線に割り当てられる。安全装置は開閉装置と接続されており、エラーが発生した際には、安全装置は、開閉装置を直接停止させることが可能である。このために、安全装置と開閉装置との間には所謂停止パスが設けられる。

本発明の有利な発展形態によれば、制御装置により動かされるアクチュエータであって、安全装置と接続され当該安全装置により停止可能な上記アクチュエータのための少なくとも１つの制御ユニットが設けられることが構想される。この少なくとも１つの制御ユニットは、制御装置のユニットのうちの更なる別のユニットである。さらに、この少なくとも１つの制御ユニットは好適に、停止パスを通じて安全装置と接続されており、エラーが発生した際には、安全装置は、アクチュエータの更なる作動を防止し制御装置を有するシステムを安全な状態に移すために、制御ユニットを直接停止することが可能である。

好適に、電圧調整モジュールは、エネルギー貯蔵器、好適に充電式電池と接続され又は接続可能であることが構想される。エネルギー貯蔵器によって、電圧調整モジュールは、演算ユニットのための供給電圧を提供するために自身が必要とするエネルギー供給を獲得する。好適に、安全装置にも同様に、必要とされるタスク／機能を実行するために、電圧調整モジュールによって作動電圧が供給される。

しかしながら特に好適に、安全装置は、電圧調整モジュールに依存せずにエネルギー貯蔵器に接続され又は接続可能であることが構想される。エネルギー貯蔵器への独立した接続によって、安全装置は、全体として電圧調整モジュールに依存せずに駆動可能であり、これにより、制御装置の動作信頼性がさらに向上する。

有利な発展形態によれば、制御装置は、安全装置及び／又は電圧調整モジュールと接続された起動装置を有することが構想される。起動装置は、外部の装置によって始動又は作動され、必要となり次第、電圧調整モジュール及び／又は安全装置を作動させる。例えば、外部の装置によってトリガ命令が発せられた場合には、起動装置は、供給電圧が設定され演算ユニットが駆動されるように、安全装置及び／又は電圧調整モジュールを制御する。その際に安全装置は、好適にさらにリセットパスを介して演算ユニットと接続されている。これにより、必要な場合には、安全装置を用いて、一方では、演算ユニットを始動させることが可能であり、他方では、システム状態のエラーが検出された際に演算ユニットを安全な状態へと戻すことが可能である。

請求項１２の特徴を備えた本発明に係る方法は、装置が、電圧調整モジュールによる電圧供給及び演算ユニットのシステム状態を監視しエラー状態が発生した際には制御装置の少なくとも１つのユニットを停止させる安全装置に割り当てられることにより優れている。これにより既に挙げた利点が獲得される。本方法の更なる別の利点及び実施形態は、以前の記載から分かるであろう。

以下では、本発明が、図面を用いてより詳細に解説される。
従来技術による制御装置の回路トポロジを示す。 有利な実施例による制御装置の回路トポロジを示す。 更なる別の有利な実施例による制御装置の回路トポロジを示す。

図１は、例えばトランスミッションの制御装置１として構成された制御装置１の回路トポロジを簡略化した図で示している。

これについて、制御装置１は、切り替え要求に従って制御命令を出力する演算ユニット２を有する。制御命令を出力するために、演算ユニット２は、本実施例によれば制御ユニット３と接続され、この制御ユニット３は、演算ユニット２の制御命令を受信して、トランスミッションのアクチュエータ４のための制御命令に変換する。アクチュエータ４は、トランスミッションに割り当てられ、対応する線を介して、制御装置１と接続される。アクチュエータ４は、例えば、制御ユニット３又は演算ユニット２による命令に応じてトランスミッションのシフトリンケージを操作するシフトアクチュエータであってもよい。

制御装置１はさらに、アクチュエータ４への電圧供給のために役立つ開閉装置５を有する。アクチュエータ４への電圧供給のために、開閉装置５は、電圧供給線によって、アクチュエータ４と接続され又は接続可能である。制御装置１はさらに、電気的なエネルギー貯蔵器６と接続され又は接続可能であり、このエネルギー貯蔵器６によって、アクチュエータ４に、開閉装置５及び演算ユニット２を介して作動電圧が供給されうる。

開閉装置５及び演算ユニット２を介してアクチュエータ４に作動電圧を供給するために、演算ユニット２は、システムベースチップ８として構成された電圧調整モジュール７を通じて、エネルギー貯蔵器６と接続される。電圧調整モジュール７は、電圧供給線９を介して必要な作動電圧を演算ユニット２に供給する。同時に、システムベースチップ８は、信号線１０によって演算ユニット２と接続され、この信号線１０を介して、演算ユニット２のシステム状態が連続的に監視される。さらに、所謂リセットパス１１が設けられ、このリセットパス１１は、別体であってもよく、又は、電圧供給線９及び／又は監視線１０に組み込まれてもよく、このリセットパス１１によって、システムベースチップ８は、例えば再起動によって、演算ユニット２をより安全な状態に移すことが可能である。

さらに、システムベースチップ８と演算ユニット２とは、それぞれ停止パス１２又は１３を介して開閉装置５と接続され、従って、演算ユニット２とシステムベースチップ８とは、必要な場合に、エネルギー貯蔵器６による電圧供給からアクチュエータ４を分離するために、開閉装置５を操作することが可能である。

さらに、システムベースチップ８には、外部から作動させることが可能な起動装置１４が割り当てられ、この起動装置１４は、演算ユニット２に作動電圧を供給し当該演算ユニット２を駆動させるために、特にシステムベースチップ８の電圧調整モジュール７を始動させる。

従来、このような制御装置１内では、演算ユニット２への電圧供給は、システムベースチップ８又は電圧調整モジュール自体によって監視されている。電圧調整モジュール７又はシステムベースチップ８は、演算ユニット２への電圧供給及びシステム状態制御のための装置を構成する。しかしながら、電圧調整モジュール７の動作にエラーがある場合には、電圧監視が誤りなく機能することは保証されない。

図２及び図３に関して、より高い動作信頼性を有する制御装置の発展形態が例示的に提示される。上記の記載が参照される限りにおいて、図１で既に記載した要素には同じ符号を付す。以下では、基本的に相違点にのみ触れることにする。

図２は、制御装置１の有利な発展形態の第１の実施例を示す。従来技術とは異なって、追加的に、集積回路（ＩＣ）及び／又は演算ユニットを含む安全装置１５が設けられる。この安全装置１５は、演算ユニット２と、電圧調整モジュール７又はシステムベースチップ８と、の間に接続される。安全装置１５は、電圧供給線９と接続され、電圧調整モジュール７により提供される供給電圧を監視する。同時に、安全装置１５は、演算ユニット２のシステム状態制御のために、通信線１０を通じて演算ユニット２と接続される。任意に、冗長的な監視を可能にするために、更なる別の通信線１６が安全装置１５とシステムベースチップ８との間に設けられてもよい。停止パス１２及び１３は、もはやシステムベースチップ８にではなく安全装置１５に割り当てられる。さらに任意に、点線１７で示すように、演算ユニット２とシステムベースチップ８との間に直接的な接続線が設けられてもよい。

従来技術とは異なって、電圧調整モジュール７により提供される供給電圧は、演算ユニット２のシステム状態の制御も同様に行う別体の安全装置１５によって監視されることが構想される。これにより、電圧供給監視が、電圧供給に依存せずに行われ、これにより、簡単で安価なやり方で、制御装置１の安全等級が上げられる。制御装置１のこの簡単な発展により、制御装置１は、従来よりも高い安全レベルが求められるシステム内でも使用される。

図３は、安全装置１５がさらにシステムベースチップ８に依存せずにエネルギー貯蔵器６に接続される代替的な実施例を示している。図３の実施例により、安全装置１５の独立した駆動が一貫して保証される。さらに、図３の実施例によれば、起動装置１４は任意に、システムベースチップ８にではなく、点線１８で示すように、安全装置１５に割り当てられることが構想される。この場合には好適に、安全装置１５と、システムベースチップ８又は電圧調整モジュール７との間に更なる別の作動／停止パス１９が設けられる。起動装置１４が作動される場合には、制御装置１は、安全装置１５によって始動されうる。代替的に、安全装置１５は、システムベースチップ８、又は、当該システムベースチップ８の電圧調整モジュール７によって起動されてもよい。任意に、例示的なモジュール２０により示すように、電圧供給線９には、制御装置１の更なる別の周辺要素２０が接続されてもよい。

システムベースチップ８は、演算ユニット２及び周辺要素２０のための規定電圧及び規定電流を伝達し、及び、作動／停止入力口を有するよう設計される。リセット監視及び低電圧監視は、好適に構想されない。従って全体として、制御装置１の安全性を向上させるための特に簡単な解決策が提供される。

Claims (12)

1. 演算ユニット（２）と、
   前記演算ユニット（２）への電圧供給及びシステム状態の制御のための装置と、
   を備えた制御装置（１）であって、
   前記装置は電圧調整モジュール（７）を有し、前記電圧調整モジュール（７）は、前記演算ユニット（２）への電圧供給のために、一方では、エネルギー貯蔵器（６）と接続され又は接続可能であり、他方では、前記演算ユニット（２）と接続される、前記制御装置（１）において、
   前記装置は、前記電圧調整モジュール（７）による前記電圧供給及び前記演算ユニット（２）の前記システム状態を監視する安全装置（１５）であって、前記制御装置（１）の少なくとも１つのユニットを停止及び／又は作動させるよう構成された前記安全装置（１５）を有することを特徴とする、制御装置（１）。
2. 前記安全装置（１５）は、集積回路として構成されることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記集積回路は、更なる別の演算ユニットを有することを特徴とする、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記安全装置（１５）は、リセットパス（１１）を通じて前記演算ユニット（２）と接続されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記安全装置（１５）と接続され、前記安全装置（１５）により動かされる前記少なくとも１つのユニットとして設けられる、電気的接続線を形成し又は解消するための少なくとも１つの開閉装置（５）を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記電気的接続線は、電圧供給線及び／又は信号線である、請求項５に記載の制御装置。
7. 前記制御装置（１）により動かされるアクチュエータ（４）であって、前記安全装置（１５）と接続され、前記安全装置（１５）により停止可能な前記アクチュエータ（４）のための少なくとも１つの制御ユニットを備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 前記電圧調整モジュール（７）は、エネルギー貯蔵器（６）と接続され又は接続可能であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記安全装置（１５）は、前記電圧調整モジュール（７）に依存せずに、前記エネルギー貯蔵器（６）に接続され又は接続可能である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 前記安全装置（５）及び／又は前記電圧調整モジュール（７）と接続された起動装置（１４）を備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 前記制御装置は、トランスミッション制御装置である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の制御装置。
12. 演算ユニット（２）への電圧供給及びシステム状態制御のための装置を備えた請求項１〜１１のいずれか１項に記載の制御装置（１）を駆動する方法であって、
    前記装置は、電圧調整モジュール（７）を用いて前記演算ユニット（２）に作動電圧を供給し、前記作動電圧の供給のためにエネルギー貯蔵器（６）と接続される、前記方法において、
    前記装置には、前記電圧調整モジュール（７）による前記電圧供給及び前記演算ユニット（２）の前記システム状態を監視し、エラー状態が発生した際には前記制御装置（１）の少なくとも１つのユニットを停止する安全装置（１５）が割り当てられることを特徴とする、方法。
    

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