JP2018008624A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１系統コンピュータのトータルの消費電力と第２系統コンピュータのトータルの消費電力との相違が大きくなることを抑制できるようにした車両用制御装置を提供する。【解決手段】第１系統コンピュータ６０は、転舵アクチュエータの操作信号ＭＳ１を算出して切替部８０に出力し、第２系統コンピュータ７０は、転舵アクチュエータの操作信号ＭＳ２を算出して切替部８０に出力する。切替部８０では、操作信号ＭＳ１と操作信号ＭＳ２とのうちのいずれか一方を、操作信号ＭＳとして転舵アクチュエータに出力する。操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとされている状態では、第２系統コンピュータ７０は消費電力が小さい状態とされる。操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとされている状態が所定期間となることを条件に、操作信号ＭＳ２を操作信号ＭＳとする状態に切り替える。【選択図】図２

Description

本発明は、第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータのいずれかによって算出された信号であって且つ車載アクチュエータの操作につながる信号である指令信号を車載アクチュエータに選択的に出力することによって、前記車載アクチュエータを操作して車両の運転の支援および自動運転の少なくとも一方に関する処理を実行する車両用制御装置に関する。

たとえば特許文献１には、第１系統コンピュータと第２系統コンピュータとのそれぞれが、メインＣＰＵおよびサブＣＰＵと、比較装置とを備え、比較装置によってメインＣＰＵの演算結果とサブＣＰＵの演算結果とを比較して異常の有無を判定する装置が記載されている。この装置では、第１系統コンピュータによって算出される指令信号と第２系統コンピュータによって算出される指令信号とが入力される出力信号選択装置を備えている。出力信号選択装置には、第１系統コンピュータと第２系統コンピュータとのそれぞれの比較装置による比較結果に関する信号が更に入力される。そして、出力信号選択装置では、第１系統コンピュータにおいて異常が生じていると判定されていない場合には、第１系統コンピュータから出力された指令信号を選択して出力する一方、異常が生じていると判定されている場合には、第２系統コンピュータから出力された指令信号を選択して出力する（段落「００１８」）。

特開２００３−１５７４３号公報

ところで、たとえば第１系統コンピュータの指令信号が選択的に出力されている場合においては、第２系統コンピュータが第１系統コンピュータと同一負荷の演算を実行する必要があるとは限らないことなどから、第２系統コンピュータの消費電力の方が小さくなることがある。このため、上記のように、第１系統コンピュータにおいて異常が生じていると判定されない限り第１系統コンピュータから出力された指令信号を選択して出力し続ける場合には、第１系統コンピュータのトータルの消費電力と第２系統コンピュータのトータルの消費電力とに大きな相違が生じる。そして大きな相違が生じると、第２系統コンピュータと比較して第１系統コンピュータの劣化が進行する。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１系統コンピュータのトータルの消費電力と第２系統コンピュータのトータルの消費電力との相違が大きくなることを抑制できるようにした車両用制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータのいずれかによって算出された信号であって且つ車載アクチュエータの操作につながる信号である指令信号を前記車載アクチュエータに選択的に出力することによって、前記車載アクチュエータを操作して車両の運転の支援および自動運転の少なくとも一方に関する処理を実行する車両用制御装置において、前記第１系統コンピュータは、前記指令信号を算出する処理を実行する複数の第１系統処理部と、前記複数の第１系統処理部の演算結果同士の比較に基づき前記第１系統処理部の異常の有無を判定する第１系統判定部と、を備え、前記第２系統コンピュータは、前記指令信号を算出する処理を実行する複数の第２系統処理部と、前記複数の第２系統処理部の演算結果同士の比較に基づき前記第２系統処理部の異常の有無を判定する第２系統判定部と、を備え、前記第１系統コンピュータが算出した前記指令信号を出力する第１状態の期間が所定期間となることを条件に、前記第１系統判定部により異常がある旨判定されていない場合であっても、前記第２系統コンピュータが算出した前記指令信号を出力する第２状態に切り替える。

第１系統コンピュータが算出した指令信号を出力する第１状態においては、第２系統コンピュータは、当該車両用制御装置の外部に出力する指令信号を算出しないため、第１系統コンピュータと比較して演算負荷が小さくなることがあり、消費電力が小さくなることがある。このため、第１系統判定部によって異常がある旨判定される場合に限って、第２系統コンピュータが算出する指令信号を外部に出力する第２状態に切り替えたのでは、第１系統コンピュータのトータルの消費電力が、第２系統コンピュータのトータルの消費電力よりも過度に大きくなるおそれがある。そこで、上記構成では、第１状態の期間が所定期間となることを条件に、第１系統判定部により異常がある旨判定されていない場合であっても、第２系統コンピュータが算出した指令信号を出力する第２状態に切り替える。このため、第１系統コンピュータのトータルの消費電力と第２系統コンピュータのトータルの消費電力との相違が大きくなることを抑制できる。

２．上記１記載の車両用制御装置において、前記車両は、操舵装置を備え、
前記操舵装置は、転舵輪を転舵させることが可能な転舵アクチュエータを備えて且つ、ユーザがステアリングに入力した操舵トルクを前記転舵輪に伝達させることが可能なものであり、前記車載アクチュエータは、前記転舵アクチュエータであり、前記車両の運転支援に関する処理として、ユーザによる前記ステアリングの操作をアシストするために前記転舵アクチュエータを操作する場合、前記第２状態においては前記第１系統処理部は前記指令信号の算出処理を実行せず、前記第１状態においては前記第２系統処理部は前記指令信号の算出処理を実行しない。

上記構成では、ユーザによるステアリングの操作をアシストするために転舵アクチュエータを操作することによって、車両の運転支援に関する処理を実行する。そしてその場合、たとえば第１状態においては、第２系統処理部が指令信号の算出処理を実行しないため、第２系統処理部の演算負荷を十分に低減でき、ひいては、第１系統処理部よりも消費電力を十分に小さくすることができる。その場合、第１状態が継続されたのでは、第１系統コンピュータのトータルの消費電力が、第２系統コンピュータのトータルの消費電力よりも過度に大きくなる。このため、第１状態の期間が所定期間となることを条件に、第１系統判定部により異常がある旨判定されていない場合であっても、第２系統コンピュータが算出した指令信号を出力する第２状態に切り替える処理の利用価値が特に大きい。

３．上記１または２記載の車両用制御装置において、前記第１系統コンピュータが出力する前記指令信号と前記第２系統コンピュータが出力する前記指令信号とが入力される切替部を備え、前記切替部は、前記第１系統判定部により異常がある旨判定されていないことを条件に前記第１系統コンピュータの前記指令信号を前記車載アクチュエータの操作につながる信号として出力し、前記第２系統判定部により異常がある旨判定されていないことを条件に前記第２系統コンピュータの前記指令信号を前記車載アクチュエータの操作につながる信号として出力する。

上記構成によれば、切替部の出力は、異常がある旨判定されていない系統処理部によって算出された指令信号となるため、指令信号の信頼性を高めることができる。
４．上記１〜３のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記所定期間は、前記車両の走行距離が所定距離となるまでの期間、前記第１状態になってからの経過日数が所定日数となるまでの期間、または前記車両を走行可能とするスイッチが所定回数オン操作されるまでの期間である。

上記構成では、所定期間をある程度長く設定することができる。そのため、たとえば所定期間が再度経過することを条件に第２状態から第１状態などの他の状態に切り替える設定の場合、切替が頻繁になされることを抑制することができる。

５．上記１〜４のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記指令信号を生成して出力する第３系統コンピュータを備え、前記第３系統コンピュータは、前記指令信号を算出する処理を実行する複数の第３系統処理部と、前記複数の第３系統処理部の演算結果同士の比較に基づき前記第３系統処理部の異常の有無を判定する第３系統判定部と、を備え、前記第２状態の期間が前記所定期間となることを条件に、前記第２系統判定部により異常がある旨判定されていない場合であっても、前記第３系統コンピュータが算出した前記指令信号を出力する第３状態に切り替える。

上記構成では、第１系統コンピュータ、第２系統コンピュータ、および第３系統コンピュータを備えるため、第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータのみを備える場合と比較すると、車両用制御装置の耐久力を高めることができる。しかも、第２状態の期間が所定期間となることを条件に、第２系統判定部により異常がある旨判定されていない場合であっても、第３状態に切り替えるため、第１状態に再度切り替える場合と比較すると、第１系統コンピュータのトータルの消費電力が大きくなることをいっそう抑制することができる。

６．上記１〜４のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記第２状態の期間が前記所定期間となることを条件に、前記第２系統判定部により異常がある旨判定されていない場合であっても、前記第１状態に切り替える。

上記構成では、第２状態の期間が所定期間となっても第１状態に切り替えない場合と比較すると、第１系統コンピュータのトータルの消費電力と第２系統コンピュータのトータルの消費電力との相違が大きくなることを抑制できる。

７．上記５記載の車両用制御装置において、前記第３状態の期間が前記所定期間となることを条件に、前記第３系統判定部により異常がある旨判定されていない場合であっても、前記第１状態に切り替える。

上記構成では、第３状態の期間が所定期間となっても第１状態に切り替えない場合と比較すると、第１系統コンピュータのトータルの消費電力と第２系統コンピュータのトータルの消費電力と第３系統コンピュータのトータルの消費電力との相違が大きくなることを抑制できる。

第１の実施形態にかかる車両用制御装置を搭載した車両の一部を示す図。 同実施形態にかかる操舵ＥＣＵの構成を示すブロック図。 同実施形態にかかる第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータの状態を例示するタイムチャート。 同実施形態にかかる第１系統コンピュータの処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる第１系統コンピュータの処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータの状態を例示するタイムチャート。 第２の実施形態にかかる第１系統コンピュータの処理の手順を示す流れ図。 第３の実施形態にかかる第１系統コンピュータの処理の手順を示す流れ図。 第４の実施形態にかかる操舵ＥＣＵの構成を示すブロック図。

＜第１の実施形態＞
以下、車両用制御装置にかかる第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示す操舵装置１０は、車両に搭載されるものであり、ユーザによってステアリングホイール（ステアリング１２）に加えられたトルクが、ステアリングシャフト１４、ラック軸２０を介して転舵輪２２に伝達される。

上記ステアリングシャフト１４とラック軸２０とは、所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸２０に形成された第１ラック歯２４ａとステアリングシャフト１４に形成されたシャフト歯１４ａとが噛合されることで第１ラックアンドピニオン機構２４が構成されている。

上記ラック軸２０は、ピニオン軸２８と所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸２０に形成された第２ラック歯２６ａとピニオン軸２８に形成されたピニオン歯２８ａとが噛合されることで第２ラックアンドピニオン機構２６が構成されている。ピニオン軸２８は、ウォームアンドホイール等の減速機構３０を介して、電動機３２の回転軸３２ａに接続されている。電動機３２は、３相の電動機である。電動機３２は、電動機３２に交流電圧を印加するインバータ３４に接続されている。

なお、ラック軸２０、第２ラックアンドピニオン機構２６、減速機構３０、電動機３２およびインバータ３４は、転舵アクチュエータＰＳＡを構成する。
操舵制御装置（操舵ＥＣＵ４０）は、電動機３２のトルクを制御量とし、インバータ３４を操作することによって、ユーザによるステアリング１２の操作をアシストするアシスト制御を実行する。アシスト制御は、ステアリング１２の操作に基づき、ステアリング１２の操作による転舵輪２２の転舵をアシストするためのトルクを電動機３２によって生成する処理である。この際、操舵ＥＣＵ４０は、各種センサの検出値を参照する。これらセンサとしては、たとえば、ステアリングシャフト１４に加わるトルク（操舵トルクＴｒｑｓ）を検出するトルクセンサ４４や、電動機３２の回転軸３２ａの回転角度θを検出する回転角度センサ４８、インバータ３４の出力線電流（電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ）を検出する電流センサ４６等がある。具体的には、操舵ＥＣＵ４０は、操舵トルクＴｒｑに応じて電動機３２のトルクを制御する。

操舵ＥＣＵ４０は、さらに、上位ＥＣＵ４２からの転舵角指令値θｐ＊に従って転舵輪２２の転舵角を制御することによって、自動操舵に関する処理を実行する。上位ＥＣＵ４２は、カメラ５０の出力する画像データに基づき、車両の走行経路を算出し、算出した走行経路に沿って車両を走行させるための転舵角指令値θｐ＊を算出して操舵ＥＣＵ４０に出力する。

操舵ＥＣＵ４０および上位ＥＣＵ４２は、イグニッションスイッチ４９がオン操作されると起動され、イグニッションスイッチ４９がオン状態である間は、起動状態となる。
図２に、操舵ＥＣＵ４０の構成を示す。

操舵ＥＣＵ４０は、第１系統コンピュータ６０、第２系統コンピュータ７０、および切替部８０を備えている。
第１系統コンピュータ６０は、一対の中央処理装置であるメインＣＰＵ６２ａおよびサブＣＰＵ６２ｂと、一対のメモリ６４ａ，６４ｂとを備えている。メインＣＰＵ６２ａは、メモリ６４ａに記憶されたプログラムに従ってソフトウェア処理を実行し、サブＣＰＵ６２ｂは、メモリ６４ｂに記憶されたプログラムに従ってソフトウェア処理を実行する。本実施形態では、メインＣＰＵ６２ａは、入出力回路６８を介して入力される上記電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗや回転角度θ、操舵トルクＴｒｑ、転舵角指令値θｐ＊に基づき、インバータ３４の操作信号ＭＳを算出する処理を実行する。一方、サブＣＰＵ６２ｂは、メインＣＰＵ６２ａの異常の有無を判定するためにメインＣＰＵ６２ａと同一の演算処理を実行する。

第１系統判定部６６は、メインＣＰＵ６２ａの出力するデータとサブＣＰＵ６２ｂの出力するデータとの一致、不一致に基づき、メインＣＰＵ６２ａの演算結果とサブＣＰＵ６２ｂの演算結果とを比較し、比較の結果、演算結果が一致しない場合に、エラー信号ＳｆをメインＣＰＵ６２ａおよびサブＣＰＵ６２ｂに出力する。第１系統判定部６６は、たとえば専用のハードウェア（ＡＳＩＣ）にて構成され、上記処理をハードウェア処理として実行する。

第２系統コンピュータ７０は、上記メインＣＰＵ６２ａ、サブＣＰＵ６２ｂ、メモリ６４ａ，６４ｂ、第１系統判定部６６、および入出力回路６８のそれぞれに対応する、メインＣＰＵ７２ａ、サブＣＰＵ７２ｂ、メモリ７４ａ，７４ｂ、第２系統判定部７６、および入出力回路７８を備えている。

切替部８０には、第１系統コンピュータ６０によって算出されたインバータ３４の操作信号ＭＳ１と、第２系統コンピュータ７０によって算出されたインバータ３４の操作信号ＭＳ２とが入力される。なおたとえば、インバータ３４が、直流電圧源の正極および負極のそれぞれを電動機３２の端子に選択的に接続するスイッチング素子を備える場合、操作信号として、各レッグの上側アームの３個のスイッチング素子と下側アームの３個のスイッチング素子とのそれぞれに各別の操作信号が必要となる。しかし図２においては、記載スペースの制約などから、切替部８０の構成のうち、単一の操作信号に関するもののみを図示している。

切替部８０には、操作信号ＭＳ１，ＭＳ２に加えて、切替信号Ｓｃが入力される。切替信号Ｓｃは、操作信号ＭＳ１をインバータ３４の操作信号ＭＳとして出力する状態と、操作信号ＭＳ２をインバータ３４の操作信号ＭＳとして出力する状態とを切り替えるための信号である。本実施形態では、切替信号Ｓｃは、第１系統コンピュータ６０によって切替部８０に入力されるものとする。

切替部８０は、操作信号ＭＳ１と切替信号Ｓｃとが入力され、それらの論理積信号を出力するＡＮＤ回路８２と、切替信号Ｓｃが入力され、その論理反転信号を出力する反転回路８４と、上記論理反転信号と操作信号ＭＳ２とが入力され、それらの論理積信号を出力するＡＮＤ回路８６とを備えている。また、切替部８０は、ＡＮＤ回路８２が出力する論理積信号と、ＡＮＤ回路８６が出力する論理積信号とが入力され、それらの論理和信号を出力するＯＲ回路８８を備えている。

ＯＲ回路８８により出力される論理和信号が、インバータ３４の操作信号ＭＳである。すなわち、切替信号Ｓｃが論理Ｈである場合、ＡＮＤ回路８２の出力は、論理Ｈおよび論理Ｌの２値信号である操作信号ＭＳ１の論理値に応じた信号となる一方、ＡＮＤ回路８６の出力は、常時論理Ｌとなる。また、切替信号Ｓｃが論理Ｌである場合、ＡＮＤ回路８２の出力は、常時論理Ｌとなる一方、ＡＮＤ回路８６の出力は、論理Ｈおよび論理Ｌの２値信号である操作信号ＭＳ２の論理値に応じた信号となる。

図３に、アシスト制御および自動操舵制御における第１系統コンピュータ６０および第２系統コンピュータ７０の状態を例示する。特に、図３においては、フラグＦが「１」である場合を例示する。フラグＦは、第１系統コンピュータ６０が算出する操作信号ＭＳ１がインバータ３４の操作信号ＭＳとされる場合に「１」とされ、第２系統コンピュータ７０が算出する操作信号ＭＳ２がインバータ３４の操作信号ＭＳとなる場合に「２」とされる。図３に示すように、フラグＦが「１」である場合、第１系統コンピュータ６０が作動状態とされ、操作信号ＭＳ１が算出される。これに対し、第２系統コンピュータ７０は、アシスト制御がなされているか自動操舵制御がなされているかに応じて、コールドスタンバイ状態またはホットスタンバイ状態とされる。ここで、コールドスタンバイ状態は、操作信号ＭＳ２を算出する演算処理を実行しない状態であり、メインＣＰＵ７２ａおよびサブＣＰＵ７２ｂの消費電力が、上記作動状態と比較して小さい小電力消費状態である。一方、ホットスタンバイ状態は、入出力回路７８から入力された電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ、回転角度θおよび操舵トルクＴｒｑ等に基づき、操作信号ＭＳ２を算出する処理を実行するものの、その信号を入出力回路７８に出力しない状態である。ホットスタンバイ状態は、コールドスタンバイ状態と比較して消費電力が大きいものの、入出力回路７８のうちの出力回路部分がオフ状態とされることにより、作動状態よりは消費電力が小さい小電力消費状態となっている。

切替部８０は、第１系統コンピュータ６０に異常がないことを条件に、操作信号ＭＳ１を操作信号ＭＳとし、第２系統コンピュータ７０に異常がないことを条件に、操作信号ＭＳ２を操作信号ＭＳとする。以下、これについて説明する。

図４に、第１系統コンピュータ６０が算出した操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとなるように切替信号Ｓｃが論理ＨとされているときにメインＣＰＵ６２ａが実行する処理の手順を示す。

図４に示す一連の処理において、メインＣＰＵ６２ａは、エラー信号Ｓｆを受信したか否かを判定し（Ｓ１０）、受信したと判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、切替部８０から第２系統コンピュータ７０によって算出される操作信号ＭＳ２を出力させるために、切替信号Ｓｃを論理Ｌに切り替える（Ｓ１２）。そしてメインＣＰＵ６２ａは、第２系統コンピュータ７０に、操作信号ＭＳを算出するという役割を担わせるべく、第２系統コンピュータ７０に交代要求を出力する（Ｓ１４）。なお、メインＣＰＵ６２ａは、ステップＳ１４の処理が完了する場合や、ステップＳ１０において否定判定する場合には、図４に示す一連の処理を一旦終了する。なお、第１系統コンピュータ６０に異常が生じる場合、第２系統コンピュータ７０は、その旨を上位ＥＣＵ４２に通知する。これにより、ユーザにディーラへ行くことを促す通知等がなされることとなる。なお、以後、第１系統コンピュータ６０が修理されるまでは、第１系統コンピュータ６０が算出する操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとされることはない。

ちなみに、サブＣＰＵ６２ｂは、図４に示した処理と同一の処理を実行する。ただし、サブＣＰＵ６２ｂの出力ポートは、入出力回路６８のうちの外部に信号を出力する出力回路部分に接続されていないため、サブＣＰＵ６２ｂが出力する切替信号Ｓｃや交代要求は、入出力回路６８を介して外部に出力されることはない。

また、第２系統コンピュータ７０が算出した操作信号ＭＳ２が操作信号ＭＳとなるように切替信号Ｓｃが論理ＬとされているときにメインＣＰＵ７２ａやサブＣＰＵ７２ｂが実行する処理は、図４のステップＳ１２の処理を除いた処理となる。

本実施形態においては、第１系統コンピュータ６０および第２系統コンピュータ７０に異常が生じていない場合であっても、所定期間が経過する場合、作動状態とされる側を交代する。以下、これについて説明する。

図５に、第１系統コンピュータ６０のメインＣＰＵ６２ａおよびサブＣＰＵ６２ｂが実行する処理の手順を示す。図５に示す処理は、イグニッションスイッチ４９がオフ状態からオン状態に切り替えられることをトリガとして実行される。なお、以下では、主体をメインＣＰＵ６２ａとして記載する。

図５に示す一連の処理において、メインＣＰＵ６２ａは、まず、エラー信号Ｓｆの受信履歴がないことと、第２系統コンピュータ７０に異常が生じることに起因して第２系統コンピュータ７０からの交代要求を受信した履歴がないこととの論理積が真であるか否かを判定する（Ｓ２０）。メインＣＰＵ６２ａは、論理積が真であると判定する場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、たとえば上位ＥＣＵ４２等から走行距離Ｌｔｒを取得する（Ｓ２２）。そして、メインＣＰＵ６２ａは、操作信号ＭＳ１，ＭＳ２のいずれか一方が操作信号ＭＳとされる状態から他方が操作信号ＭＳとされる状態に切り替わった時点の走行距離（初期値Ｌｔｒ０）に対する走行距離Ｌｔｒの増加量が、所定距離Ｌｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ２４）。なお、操舵ＥＣＵ４０の製品出荷時には、操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとされることとし、初期値Ｌｔｒ０は「０」とされる。

メインＣＰＵ６２ａは、所定距離Ｌｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、初期値Ｌｔｒ０を、ステップＳ２２の処理において取得した走行距離Ｌｔｒとする（Ｓ２６）。そして、メインＣＰＵ６２ａは、上記フラグＦが「１」であるか否かを判定し（Ｓ２８）、「１」であると判定する場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、フラグＦを「２」とする（Ｓ３０）。この処理は、前回までイグニッションスイッチ４９がオン状態とされている期間においては、操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとされていたところ、操作信号ＭＳ２を操作信号ＭＳとする処理に切り替えるためのものである。そしてメインＣＰＵ６２ａは、スタンバイモードに移行する（Ｓ３２）。これにより、アシスト制御がなされる場合にはコールドスタンバイ状態となり、自動操舵制御がなされる場合には、ホットスタンバイ状態となる。

一方、メインＣＰＵ６２ａは、フラグＦが「２」であると判定する場合（Ｓ２８：ＮＯ）、フラグＦを「１」に切り替える（Ｓ３４）。この処理は、前回までイグニッションスイッチ４９がオン状態とされている期間においては、操作信号ＭＳ２が操作信号ＭＳとされていたところ、操作信号ＭＳ１を操作信号ＭＳとする処理に切り替えるためのものである。そして、メインＣＰＵ６２ａは、作動状態となり（Ｓ３６）、切替信号Ｓｃを論理Ｈとする（Ｓ３８）。

メインＣＰＵ６２ａは、上記ステップＳ２４において否定判定する場合、フラグＦが「１」であるか否かを判定し（Ｓ４０）、「１」であると判定する場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、ステップＳ３６の処理に移行する一方、「２」であると判定する場合（Ｓ４０：ＮＯ），ステップＳ３２の処理に移行する。

なお、メインＣＰＵ６２ａは、ステップＳ３２，Ｓ３８の処理が完了する場合や、ステップＳ２０において否定判定する場合には、図５に示す一連の処理を一旦終了する。
ちなみに、第２系統コンピュータ７０のメインＣＰＵ７２ａおよびサブＣＰＵ７２ｂは、図５の処理を次のように変更した処理を実行する。すなわち、図５の処理において、ステップＳ３２の処理を作動状態とする処理とし、ステップＳ３６の処理をスタンバイモードに移行する処理とし、ステップＳ３８の処理を削除した処理を実行する。

ここで本実施形態の作用を説明する。
図６に、走行距離Ｌｔｒと、第１系統コンピュータ６０および第２系統コンピュータ７０の状態の推移とを示す。図６に示すように、車両の走行距離が所定距離Ｌｔｈとなることを条件に、第１系統コンピュータ６０が作動状態であって且つ第２系統コンピュータ７０がスタンバイ状態である状態と、第１系統コンピュータ６０がスタンバイ状態であって且つ第２系統コンピュータ７０が作動状態である状態との切替がなされる。ここで、スタンバイ状態のうちの特にコールドスタンバイ状態においては、作動状態と比較して消費電力が小さくなる。このため、たとえば第１系統コンピュータ６０に異常が生じない限り、第１系統コンピュータ６０が算出した操作信号ＭＳ１を操作信号ＭＳとする設定の場合には、第２系統コンピュータ７０のトータルの消費電力と比較して第１系統コンピュータ６０のトータルの消費電力が過度に大きくなるおそれがある。そして、トータルの消費電力が大きいほど、熱劣化が進行するため、第２系統コンピュータ７０と比較して第１系統コンピュータ６０の劣化が進行するおそれがある。これに対し、本実施形態では、所定距離Ｌｔｈ毎に作動状態とするものを切り替えることにより、第１系統コンピュータ６０のトータルの消費電力と第２系統コンピュータ７０のトータルの消費電力との相違が大きくなることを抑制することができる。

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する効果が得られる。
（１）切替部８０は、第１系統判定部６６により異常がある旨判定されていないことを条件に第１系統コンピュータ６０の操作信号ＭＳ１を出力し、第２系統判定部７６により異常がある旨判定されていないことを条件に第２系統コンピュータ７０の操作信号ＭＳ２を出力することとした。これにより、切替部８０の出力は、異常がある旨判定されていない系統コンピュータによって算出された操作信号となるため、操作信号ＭＳの信頼性を高めることができる。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図７に、第１系統コンピュータ６０のメインＣＰＵ６２ａおよびサブＣＰＵ６２ｂが実行する処理の手順を示す。図７に示す処理は、イグニッションスイッチ４９がオフ状態からオン状態に切り替えられることをトリガとして実行される。図７に示す処理において、図５に示した処理に対応するものについては、便宜上、同一のステップ番号を付している。なお、以下では、主体をメインＣＰＵ６２ａとして記載する。

図７に示す一連の処理において、メインＣＰＵ６２ａは、ステップＳ２０において肯定判定する場合、上位ＥＣＵ４２等から日にちを取得する（Ｓ２２ａ）。そしてメインＣＰＵ６２ａは、操作信号ＭＳ１，ＭＳ２のいずれか一方が操作信号ＭＳとされる状態から他方が操作信号ＭＳとされる状態に切り替わった時点からの経過日数が所定日数となったか否かを判定する（Ｓ２４ａ）。そしてメインＣＰＵ６２ａは、所定日数が経過したと判定する場合（Ｓ２４ａ：ＹＥＳ）、上記切り替わった時点として記憶する初期値をステップＳ２２ａにおいて取得した日にちに更新し（Ｓ２６ａ）、ステップＳ２８の処理に移行する。これに対し、メインＣＰＵ６２ａは、所定日数が経過していないと判定する場合（Ｓ２４ａ：ＮＯ）、ステップＳ４０の処理に移行する。

なお、第２系統コンピュータ７０のメインＣＰＵ７２ａおよびサブＣＰＵ７２ｂは、図７の処理を、次のように変更した処理を実行する。すなわち、図７の処理において、ステップＳ３２の処理を作動状態とする処理とし、ステップＳ３６の処理をスタンバイモードに移行する処理とし、ステップＳ３８の処理を削除した処理を実行する。

＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図８に、第１系統コンピュータ６０のメインＣＰＵ６２ａおよびサブＣＰＵ６２ｂが実行する処理の手順を示す。図８に示す処理は、イグニッションスイッチ４９がオフ状態からオン状態に切り替えられることをトリガとして実行される。図８に示す処理において、図５に示した処理に対応するものについては、便宜上、同一のステップ番号を付している。なお、以下では、主体をメインＣＰＵ６２ａとして記載する。

図８に示す一連の処理において、メインＣＰＵ６２ａは、ステップＳ２０において肯定判定する場合、カウンタＣをインクリメントする（Ｓ２２ｂ）。そしてメインＣＰＵ６２ａは、カウンタＣが所定値Ｃｔｈ以上であるか否かを判定し（Ｓ２４ｂ）、所定値Ｃｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ２４ｂ：ＹＥＳ）、カウンタＣを初期化して（Ｓ２６ｂ）、ステップＳ２８の処理に移行する。一方、メインＣＰＵ６２ａは、カウンタＣが所定値Ｃｔｈ未満であると判定する場合（Ｓ２４ｂ：ＮＯ）、ステップＳ４０の処理に移行する。

なお、第２系統コンピュータ７０のメインＣＰＵ７２ａおよびサブＣＰＵ７２ｂは、図８の処理を次のように変更した処理を実行する。すなわち、図８の処理において、ステップＳ３２の処理を作動状態とする処理とし、ステップＳ３６の処理をスタンバイモードに移行する処理とし、ステップＳ３８の処理を削除した処理を実行する。

＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図９に、本実施形態にかかる操舵ＥＣＵ４０の構成を示す。図９において、図２に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。
操舵ＥＣＵ４０は、第１系統コンピュータ６０および第２系統コンピュータ７０に加えて、第３系統コンピュータ９０を備えている。第３系統コンピュータ９０は、上記メインＣＰＵ６２ａ、サブＣＰＵ６２ｂ、メモリ６４ａ，６４ｂ、第１系統判定部６６、および入出力回路６８のそれぞれに対応する、メインＣＰＵ９２ａ、サブＣＰＵ９２ｂ、メモリ９４ａ，９４ｂ、第３系統判定部９６、および入出力回路９８を備えている。

また、本実施形態では、第１系統コンピュータ６０が第１切替信号Ｓｃ１を出力し、第２系統コンピュータ７０が第２切替信号Ｓｃ２を出力する。ここで、第１切替信号Ｓｃ１は、操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとされる場合に論理Ｈとされ、それ以外の場合に論理Ｌとされる。また、第２切替信号Ｓｃ２は、操作信号ＭＳ２が操作信号ＭＳとされる場合に論理Ｈとされ、それ以外の場合に論理Ｌとされる。

切替部８０は、ＡＮＤ回路８２、反転回路８４、ＡＮＤ回路８６およびＯＲ回路８８に加えて、反転回路１０２，１０４とＡＮＤ回路１００とを備えている。
本実施形態では、ＡＮＤ回路８６は、反転回路８４の出力する反転信号と、第２切替信号Ｓｃ２と、操作信号ＭＳ２とが入力され、それらの論理積信号を生成して出力する。また、上記反転回路１０２は、第１切替信号Ｓｃ１が入力され、その論理反転信号を生成してＡＮＤ回路１００に出力する。上記反転回路１０４は、第２切替信号Ｓｃ２が入力され、その論理反転信号を生成してＡＮＤ回路１００に出力する。ＡＮＤ回路１００は、反転回路１０２，１０４のそれぞれの論理反転信号と、第３系統コンピュータ９０により算出された操作信号ＭＳ３とが入力され、それらの論理積信号を生成して出力する。ＯＲ回路８８は、ＡＮＤ回路８２，８６，１００の出力する各論理積信号の論理和信号を生成して、操作信号ＭＳとして出力する。

なお、本実施形態においては、第１系統コンピュータ６０のメインＣＰＵ６２ａおよびサブＣＰＵ６２ｂは、ステップＳ１２の処理を第１切替信号Ｓｃ１を論理Ｌとする処理に代えつつ図４の処理を実行する。また、第２系統コンピュータ７０のメインＣＰＵ７２ａおよびサブＣＰＵ７２ｂは、ステップＳ１２の処理を第２切替信号Ｓｃ２を論理Ｌとする処理に代えつつ図４の処理を実行する。また、第３系統コンピュータ９０のメインＣＰＵ９２ａおよびサブＣＰＵ９２ｂは、図４の処理からステップＳ１２の処理を削除し、ステップＳ１４の処理として第１系統コンピュータ６０に交代要求を出力する処理を実行する。

また、本実施形態では、第１系統コンピュータ６０、第２系統コンピュータ７０および第３系統コンピュータ９０において、図５の処理を以下のように変更した処理を実行する。

すなわち、フラグＦは、「１」である場合、操作信号ＭＳ１を操作信号ＭＳとする旨を示し、「２」である場合、操作信号ＭＳ２を操作信号ＭＳとする旨を示し、「３」である場合、操作信号ＭＳ３を操作信号ＭＳとする旨を示す。そして、ステップＳ２６の処理が実行される都度、フラグＦを数列ａ（ｎ）｛ａ（１）＝１，ａ（２）＝２，ａ（３）＝３，ａ（４）＝１…｝に従って順次更新する。すなわち、フラグＦの値が数列ａ（ｋ）の値であった場合、数列ａ（ｋ＋１）の値に更新する。そして、第１系統コンピュータ６０は、フラグＦが「１」である場合、ステップＳ３６の処理を実行した後ステップＳ３８の処理に代えて第１切替信号Ｓｃ１を論理Ｈとする処理を実行する。また第１系統コンピュータ６０は、フラグＦが「１」ではない場合、ステップＳ３２の処理に移行する。一方、第２系統コンピュータ７０は、フラグＦが「２」である場合、ステップＳ３６の処理を実行した後ステップＳ３８の処理に代えて第２切替信号Ｓｃ２を論理Ｈとする処理を実行する。また第２系統コンピュータ７０は、フラグＦが「２」ではない場合、ステップＳ３２の処理に移行する。他方、第３系統コンピュータ９０は、フラグＦが「３」である場合、ステップＳ３６の処理を実行した後、図５に対応する一連の処理を一旦終了する。また第３系統コンピュータ９０は、フラグＦが「３」ではない場合、ステップＳ３２の処理に移行する。

＜対応関係＞
上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項と、実施形態における事項との対応関係は、次の通りである。指令信号は、操作信号ＭＳに対応し、複数の第１系統処理部は、メインＣＰＵ６２ａおよびサブＣＰＵ６２ｂに対応し、複数の第２系統処理部は、メインＣＰＵ７２ａおよびサブＣＰＵ７２ｂに対応し、複数の第３系統処理部は、メインＣＰＵ９２ａおよびサブＣＰＵ９２ｂに対応する。走行を可能とするスイッチは、イグニッションスイッチに対応し、車両用制御装置は、操舵ＥＣＵ４０に対応する。車両の運転の支援に関する処理は、アシスト制御に対応し、自動運転に関する処理は、転舵角が転舵角指令値θｐ＊となるように電動機３２を操作する処理に対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。
・「所定期間について」
たとえば上記第１の実施形態に代えて、所定期間を、１つの系統コンピュータがコールドスタンバイ状態となる累積の継続時間が所定時間となるまでの期間としてもよい。これは、第２系統コンピュータ７０のメインＣＰＵ７２ａおよびサブＣＰＵ７２ｂがコールドスタンバイ状態となる累積の時間が所定時間となることを条件に、操作信号ＭＳ２を操作信号ＭＳとする状態に切り替えることで実現することができる。

上記第１の実施形態においては、所定期間が経過することを条件に第２状態から第１状態に再度切り替えることを想定したが、これに限らず、たとえば、第２状態に切り替えた後には、異常が生じない限り第１状態に切り替えなくてもよい。

上記第４の実施形態においては、所定期間が経過することを条件に第３状態から第１状態に再度切り替えることを想定したが、これに限らず、たとえば、第３状態に切り替えた後には、異常が生じない限り第１状態に切り替えなくてもよい。

・「電力消費状態について」
上記第１の実施形態では、アシスト制御を実行する場合、第１系統コンピュータ６０と第２系統コンピュータ７０とのうちの出力信号が操作信号ＭＳとして利用されない側を、コールドスタンバイ状態としたが、これに限らない。たとえば、電源オフの状態としてもよい。これは、たとえば電源オフの対象となるコンピュータの電源リレーであって、イグニッションスイッチ４９によって閉操作され、当該コンピュータによって開操作可能な電源リレーを備えて実現できる。なお、この場合、ステップＳ１４の処理に先立って、メインＣＰＵ６２ａが、第２系統コンピュータ７０のメインＣＰＵ７２ａおよびサブＣＰＵ７２ｂを起動するために上記リレーを閉操作する処理を実行すればよい。

同様に、第２〜第４の実施形態においても、アシスト制御を実行する場合に操作信号ＭＳを出力しないコンピュータをコールドスタンバイ状態とするものに限らず、たとえば電源オフの状態としてもよい。

・「小消費電力状態と大電力消費状態との切替について」
操作信号ＭＳとなる信号を算出する状態である大消費電力状態と消費電力が小さい小消費電力状態（スタンバイ状態や電源オフの状態）との切替手法としては、図５等に示した手法に限らない。たとえば、切替部８０に各系統コンピュータがアクセス可能なレジスタを備え、レジスタにフラグＦの情報を格納することとし、各系統コンピュータは、フラグＦの状態に基づき、小消費電力状態に移行するなどしてもよい。この場合、大消費電力状態にある系統コンピュータが、所定期間が経過したか否かを判定し、所定期間が経過したと判定する場合、レジスタを書き換えたり、小消費電力状態にある系統コンピュータに大消費電力状態となるように指令を出すなどすればよい。

・「第１系統処理部、第２系統処理部、第３系統処理部について」
上記実施形態では、第１系統コンピュータ６０において、メインＣＰＵ６２ａが実際の操作信号ＭＳ１を算出し、サブＣＰＵ６２ｂは、操作信号ＭＳ１の算出と同等の処理を実行するものの、あくまで操作信号ＭＳ１との照合に利用するのみであったが、これに限らない。たとえば、メインおよびサブの概念をなくし、一対のＣＰＵが算出した操作信号が正しい場合、それらの双方の信号が操作信号ＭＳ１となるようにしてもよい。これは、一対のＣＰＵが算出した操作信号の論理積信号を操作信号ＭＳ１とすることにより実現することができる。同様に、第２系統コンピュータ７０や第３系統コンピュータ９０においてメインとサブとの概念をなくした一対のＣＰＵを備えてもよい。もっとも、系統コンピュータとしては、一対のＣＰＵを備えるものに限らず、３個以上のＣＰＵを備えるものであってもよい。この場合、たとえば全体の過半数のＣＰＵの演算結果が同一である場合には、その系統コンピュータが正常であるとして、過半数の演算結果に基づく操作信号をその系統コンピュータの操作信号としてもよい。

・「車両を走行可能とするスイッチについて」
車両を走行可能とするスイッチとしては、イグニッションスイッチに限らない。たとえば、ハイブリッド車において、モータジェネレータとバッテリとの間を開閉するシステムメインリレーをオン状態とするスイッチであってもよい。

・「車載アクチュエータについて」
転舵アクチュエータＰＳＡに限らない。たとえば、駆動輪を駆動する主機となる回転電機を備えたものであってもよく、また、左右の車輪の回転速度を変更可能なホイールモータであってもよい。ちなみに、ホイールモータは、車両の操舵を制御するためのアクチュエータである。

・「車両の運転の支援および自動運転の少なくとも一方に関する処理について」
上記実施形態では、車両の運転の支援に関する処理としてアシスト制御を実行し、自動運転に関する処理として転舵角が転舵角指令値θｐ＊となるように電動機３２を操作する処理を実行し、「車両用制御装置について」の欄には、自動運転に関する処理として自動操舵制御を実行しつつも運転の支援を実行しない例を示したが、これに限らない。たとえば、操舵のアシスト制御のみを実行するものであってもよい。この場合、たとえば第１の実施形態において、操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとされる場合には、第２系統コンピュータ７０側を常時コールドスタンバイ状態とすればよい。

・「車両用制御装置について」
車両用制御装置が備える系統コンピュータの数としては、２個または３個に限らず、たとえば４個以上であってもよい。ここでたとえば４個の系統コンピュータを備える場合、所定期間経過することを条件に、第１系統コンピュータ、第２系統コンピュータ、第３系統コンピュータ、第４系統コンピュータ、第１系統コンピュータの順に操作信号を採用するコンピュータを変更すればよい。

車両用制御装置としては、操舵ＥＣＵに限らない。たとえば自動操舵のために転舵角指令値θｐ＊を操舵ＥＣＵ４０に出力する上位ＥＣＵ４２であってもよい。ただし、この場合、自動操舵を実行する場合には、複数の系統コンピュータのうち算出した指令値が転舵角指令値θｐ＊として利用されないものをホットスタンバイ状態とすることが望ましい。この際、ホットスタンバイ状態においても、たとえば入出力回路７８のうちの出力回路部分がオフ状態とされるなどして、算出した指令値が転舵角指令値θｐ＊として利用される側と比較して消費電力が小さくなる場合には、大消費電力状態となる期間が所定期間となることにより、大電力消費状態とする系統コンピュータを切り替えることが有効である。

・「そのほか」
メインＣＰＵ６２ａ，７２ａ，９２ａとサブＣＰＵ６２ｂ，７２ｂ，９２ｂとで、メモリを別とすることは必須ではない。

１０…操舵装置、１２…ステアリング、１４…ステアリングシャフト、１４ａ…シャフト歯、２０…ラック軸、２２…転舵輪、２４…第１ラックアンドピニオン機構、２４ａ…第１ラック歯、２６…第２ラックアンドピニオン機構、２６ａ…第２ラック歯、２８…ピニオン軸、２８ａ…ピニオン歯、３０…減速機構、３２…電動機、３２ａ…回転軸、３４…インバータ、４０…操舵ＥＣＵ、４２…上位ＥＣＵ、４４…トルクセンサ、４６…電流センサ、４８…回転角度センサ、４９…イグニッションスイッチ、５０…カメラ、６０…第１系統コンピュータ、６２ａ…メインＣＰＵ、６２ｂ…サブＣＰＵ、６４ａ，６４ｂ…メモリ、６６…第１系統判定部、６８…入出力回路、７０…第２系統コンピュータ、７２ａ…メインＣＰＵ、７２ｂ…サブＣＰＵ、７４ａ，７４ｂ…メモリ、７６…第２系統判定部、７８…入出力回路、８０…切替部、８２…ＡＮＤ回路、８４…反転回路、８６…ＡＮＤ回路、８８…ＯＲ回路、９０…第３系統コンピュータ、９２ａ…メインＣＰＵ、９２ｂ…サブＣＰＵ、９４ａ，９４ｂ…メモリ、９６…第３系統判定部、９８…入出力回路、１００…ＡＮＤ回路、１０２…反転回路、１０４…反転回路。

Claims (7)

1. 第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータのいずれかによって算出された信号であって且つ車載アクチュエータの操作につながる信号である指令信号を前記車載アクチュエータに選択的に出力することによって、前記車載アクチュエータを操作して車両の運転の支援および自動運転の少なくとも一方に関する処理を実行する車両用制御装置において、
   前記第１系統コンピュータは、前記指令信号を算出する処理を実行する複数の第１系統処理部と、前記複数の第１系統処理部の演算結果同士の比較に基づき前記第１系統処理部の異常の有無を判定する第１系統判定部と、を備え、
   前記第２系統コンピュータは、前記指令信号を算出する処理を実行する複数の第２系統処理部と、前記複数の第２系統処理部の演算結果同士の比較に基づき前記第２系統処理部の異常の有無を判定する第２系統判定部と、を備え、
   前記第１系統コンピュータが算出した前記指令信号を出力する第１状態の期間が所定期間となることを条件に、前記第１系統判定部により異常がある旨判定されていない場合であっても、前記第２系統コンピュータが算出した前記指令信号を出力する第２状態に切り替える車両用制御装置。
2. 前記車両は、操舵装置を備え、
   前記操舵装置は、転舵輪を転舵させることが可能な転舵アクチュエータを備えて且つ、ユーザがステアリングに入力した操舵トルクを前記転舵輪に伝達させることが可能なものであり、
   前記車載アクチュエータは、前記転舵アクチュエータであり、
   前記車両の運転支援に関する処理として、ユーザによる前記ステアリングの操作をアシストするために前記転舵アクチュエータを操作する場合、前記第２状態においては前記第１系統処理部は前記指令信号の算出処理を実行せず、前記第１状態においては前記第２系統処理部は前記指令信号の算出処理を実行しない請求項１記載の車両用制御装置。
3. 前記第１系統コンピュータが出力する前記指令信号と前記第２系統コンピュータが出力する前記指令信号とが入力される切替部を備え、
   前記切替部は、前記第１系統判定部により異常がある旨判定されていないことを条件に前記第１系統コンピュータの前記指令信号を前記車載アクチュエータの操作につながる信号として出力し、前記第２系統判定部により異常がある旨判定されていないことを条件に前記第２系統コンピュータの前記指令信号を前記車載アクチュエータの操作につながる信号として出力する請求項１または２記載の車両用制御装置。
4. 前記所定期間は、前記車両の走行距離が所定距離となるまでの期間、前記第１状態になってからの経過日数が所定日数となるまでの期間、または前記車両を走行可能とするスイッチが所定回数オン操作されるまでの期間である請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
5. 前記指令信号を生成して出力する第３系統コンピュータを備え、
   前記第３系統コンピュータは、前記指令信号を算出する処理を実行する複数の第３系統処理部と、前記複数の第３系統処理部の演算結果同士の比較に基づき前記第３系統処理部の異常の有無を判定する第３系統判定部と、を備え、
   前記第２状態の期間が前記所定期間となることを条件に、前記第２系統判定部により異常がある旨判定されていない場合であっても、前記第３系統コンピュータが算出した前記指令信号を出力する第３状態に切り替える請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
6. 前記第２状態の期間が前記所定期間となることを条件に、前記第２系統判定部により異常がある旨判定されていない場合であっても、前記第１状態に切り替える請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
7. 前記第３状態の期間が前記所定期間となることを条件に、前記第３系統判定部により異常がある旨判定されていない場合であっても、前記第１状態に切り替える請求項５記載の車両用制御装置。

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