JP2019121043A - 車両制御システムおよび車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献1の技術では、現用系の演算部の故障中に、待機系の演算部にも故障が発生する、いわゆる二重故障が発生した場合に、各演算部から意図しない信号が出力される可能性があり、この際には車両を安全に制御できない虞がある、という課題が見出された。
[1.第1実施形態]
[1−1.構成]
図1に示す車両制御システム1Aは、演算部A100と、演算部B200と、演算部C300と、を備える。車両制御システム1Aは、3以上の演算部のそれぞれが他の2以上の演算部から故障の有無を監視可能に構成される。
演算部A100,B200,C300は、それぞれ、CPU101,201,301と、例えば、RAM又はROM等の半導体メモリ(以下、メモリ102,202,302)と、を有するマイクロコンピュータを備える。演算部A100,B200,C300の各機能は、CPU101,201,301が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ102,202,302が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。
各演算部A100,B200,C300から出力される信号について以下に説明する。各演算部A100,B200,C300には監視出力端子部を備え、この監視出力端子部からは、Wxyが出力される。Wxyは、監視結果を表す信号であり、xは信号出力元の演算部を表す番号、yは信号出力先の演算部を表す番号である。本実施形態では、演算部A100がx=1、y=1に対応し、演算部B200がx=2、y=2に対応し、演算部C300がx=3、y=3に対応する。
また、各演算部A100,B200,C300には、RSTxが入力される入力端子部を備える。xは入力端子部を有する演算部を表す番号である。RSTxは、各演算部に入力される外部リセット信号であり、RSTxのONが入力されると演算部はリセット状態となり、演算部の全ての作動および出力が停止する。
次に、各演算部A100,B200,C300が実行する監視処理について、図2以下のフローチャートを用いて説明する。監視処理では、前述の監視機能を処理として実現する。また、監視処理は、例えば、車両の電源が投入されると開始される。
上記の車両制御システム1Aは、下記をポイントとする。
・3つの制御装置である演算部A100,B200,C300が相互に監視し合う構成とすることで、その内任意の1つの演算部が故障した場合にも、残りの2つの演算部で制御と監視を継続可能である。また、残りの2つの演算部が故障部の出力を停止させることで、単一故障に対し安全に走行機能を継続可能である。
・各演算部に対し、他の演算部の代替が可能なソフトウェアをあらかじめ組み込んでおけば、待機系の演算処理装置を別途備える必要は無く、従来から存在する演算部のみで本案を実現でき、開発コストも抑えられる。
(1a)上記の車両制御システム1Aは、3つ以上の演算部A100,B200,C300を備える。演算部A100,B200,C300は、S210,S302,S402,S502で、当該演算部を除く他の演算部が故障していることを認識するように構成される。
(1b)上記の車両制御システム1Aにおいて、各演算部A100,B200,C300は、他の演算部A100,B200,C300のうちの何れかが正常部である場合、S212,S222,S232で、故障部に対して出力を停止させるための停止指令を送信するように構成される。
(1c)上記の車両制御システム1Aは、各演算部A100,B200,C300から送信された停止指令を受信可能であり、2以上の演算部からの停止指令を受けたときのみ前記故障部の出力を停止させるように構成されたANDゲート12,13,14をさらに備える。
このような構成によれば、リセット入力側の演算部に対し、監視結果出力側の演算部の単一故障による影響を与えないようにし、故障している演算部のみを確実にリセットさせることができる。
(1d)上記の車両制御システム1Aは、停止指令が送信されると、少なくともフェールセーフ処理開始後まで前記故障部に対する該停止指令の出力を継続させるように構成されたラッチ回路15,16,17をさらに備える。
[2.第2実施形態]
[2−1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
図7は、第2実施形態の車両制御システム1Bを示す。図7の左図は、各演算部A100,B200,C300が通常制御状態である場合に、演算部A100が演算部B200に、演算部B200が演算部C300に、演算部C300が演算部A100に監視される構成を示す。つまり、上記の車両制御システム1Bにおいて各演算部A100,B200,C300は、ある演算部が監視対象とする1の演算部とは異なる1の演算部から監視される構成とすることで、監視対象となる演算部がリング状に接続され、全ての演算部A100,B200,C300が何れか1の演算部に監視されるように構成される。
次に、第2実施形態の各演算部A100,B200,C300が、第1実施形態の監視処理に代えて実行する監視処理について、図8のフローチャートを用いて説明する。なお、本処理では説明を一部簡略化している。
[2−4.効果]
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
なお、上記第2実施形態では、故障のない状態においては、演算部A100,B200,C300が1の演算部を順に監視することでリング状に監視する構成としたが、この構成に限らず、演算部A100,B200,C300が何れか1以上の演算部に監視されるように構成であればよい。例えば、演算部A100が演算部B200に、演算部B200が演算部C300に、演算部C300が演算部A100とB200とに監視される構成としてもよいし、演算部A100が演算部B200に、演算部B200およびC300が演算部A100に監視される構成としてもよい。
[3−1.第1実施形態との相違点]
前述した第1実施形態では、複数の演算部が故障した場合に、フェールセーフ信号を出力するように構成した。これに対し、第3実施形態では、特定の演算部が故障した場合には、単一故障であってもフェールセーフ信号を出力する点で、第1実施形態と相違する。
ここでは、演算部C300が故障した場合に、他の演算部が故障していない場合であってもフェールセーフ信号を出力する例について説明する。
第3実施形態の車両制御システム1Cは、図9に示すように、第1実施形態の車両制御システム1Aに対して、ANDゲート14、ラッチ回路17、およびこれらの回路に関する信号ラインを省略した構成である。すなわち、車両制御システム1Cでは、演算部C300が異常な信号を出力していても、フェールセーフ信号が出力されて安全に走行停止できるため、演算部C300の動作および出力を停止する必要がなく、RST3は不要となる。
次に、第3実施形態の各演算部A100,B200,C300が、第1実施形態の監視処理に代えて実行する監視処理について、図10のフローチャートを用いて説明する。
S210で演算部C300が故障したと判定された場合には、図9に示すS91で、演算部A100または演算部B200あるいはその両方は、フェールセーフ信号FS1,FS2を出力する。これにより、S92に示すように、FSがONとなり、車両は安全に走行停止することができる。
[3−4.効果]
以上詳述した第3実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
[4−1.第1実施形態との相違点]
前述した第1実施形態の車両制御システム1Aは、3つの演算部を備えて構成している。これに対し、第4実施形態の車両制御システム1Dでは、4つ以上の演算部を備えて構成している点で、第1実施形態と相違する。
図11は4つの演算部によるシステム構成例である。車両制御システム1Dは、演算部D400、ANDゲート18、およびラッチ回路19をさらに備える。演算部D400は、例えば、他の演算部と同様のハードウェア構成を有し、予め設定された任意の車両制御を実行する。
次に、第4実施形態の各演算部A100,B200,C300,D400が、第1実施形態の監視処理に代えて実行する監視処理について、図12のフローチャートを用いて説明する。図12は、第一の故障として、例えば、演算部A100が故障したときのフロー詳細である。
続いて、S1313で、演算部C300はフェールセーフ処理として、FS3をON出力する。これにより、S1314に示すように、FSがONとなり、車両は安全に走行停止することができる。すなわち、演算部C300は、S124で記憶していた演算部A100の異常と合わせて、他の演算部の異常を認識したときに、二重故障であると認識できるので、良好にフェールセーフ処理を行うことができる。
続いて、S1333で、演算部C300はフェールセーフ処理として、FS3をON出力する。これにより、S1334に示すように、FSがONとなり、車両は安全に走行停止することができる。
以上詳述した第4実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
上記実施形態において、車両制御システム1A,1B,1C,1Dは本開示でいう車両制御装置に相当し、ANDゲート12,13,14,18は本開示でいう停止出力部に相当し、ラッチ回路15,16,17,19は本開示でいう出力継続部に相当する。また、演算部A100,B200,C300,D400が実行する処理のうちの、S210,S302,S402,S502,S1302の処理は本開示でいう故障認識部に相当し、S214,S224,S234,S313,S323,S413,S423,S513,S523,S91,S125,S1313,S1323,S1333の処理は制御出力部に相当する。
Claims (8)
- 車両に搭載され、3以上の演算部(A100,B200,C300,D400)のそれぞれが他の2以上の演算部から故障の有無を監視可能に構成された車両制御システム(1A,1B,1C,1D)であって、
各演算部は、
当該演算部を除く他の演算部が故障していることを認識するように構成された故障認識部(S210,S302,S402,S502,S1302)と、
故障した演算部を故障部とし、故障していない演算部を正常部として、前記他の演算部のうちの予め2以上の数に設定された規定数以上の演算部が前記故障部である場合、予め設定されたフェールセーフ処理を実施する旨の出力を行い、前記他の演算部のうちの前記規定数未満の演算部が前記故障部である場合、前記正常部が前記フェールセーフ処理とは異なる車両の走行制御を実施する旨の出力を行うように構成された制御出力部(S214,S224,S234,S313,S323,S413,S423,S513,S523,S91,S125,S1313,S1323,S1333)と、
を備える車両制御システム。 - 請求項1に記載の車両制御システムであって、
前記各演算部は、
前記他の演算部のうちの何れかが前記正常部である場合、前記故障部に対して出力を停止させるための停止指令を送信するように構成された停止送信部(S212,S222,S232,S81,S82,S121)、
をさらに備える車両制御システム。 - 請求項2に記載の車両制御システムであって、
前記各演算部から送信された停止指令を受信可能であり、2以上の演算部からの停止指令を受けたときのみ前記故障部の出力を停止させるように構成された停止出力部(12,13,14,18)、
をさらに備える車両制御システム。 - 請求項2または請求項3に記載の車両制御システムであって、
前記停止指令が送信されると、少なくともフェールセーフ処理開始後まで前記故障部に対する該停止指令の出力を継続させるように構成された出力継続部(15,16,17,19)、
をさらに備える車両制御システム。 - 請求項1から請求項4の何れか1項に記載の車両制御システムであって、
前記各演算部は、
全ての演算部が何れか1以上の演算部に監視されるように構成され、
前記故障認識部により当該演算部の監視対象である演算部が故障部であることが認識された場合、1以上の正常部に対して、当該正常部の監視対象に、当該故障部が監視対象としていた演算部を追加するように構成された追加設定部(S81)、
をさらに備える車両制御システム。 - 請求項1から請求項5の何れか1項に記載の車両制御システムであって、
故障部が生じたことで車両の走行に支障を来すか否かを判定する支障判定部(S210)、
をさらに備え、
前記制御出力部は、車両の走行に支障を来すと判定されると、前記他の演算部のうちの前記規定数未満の演算部が前記故障部である場合であっても、前記フェールセーフ処理を実施する旨の出力を行う
ように構成された車両制御システム。 - 請求項1から請求項6の何れか1項に記載の車両制御システムであって、
前記複数の演算部のうちの予め設定された演算部を表す特定演算部が前記故障部であるか否かを判定する故障判定部(S210)、
をさらに備え、
前記制御出力部は、前記特定演算部が前記故障部であると判定されると、前記他の演算部のうちの前記規定数未満の演算部が前記故障部である場合であっても、前記フェールセーフ処理を実施する旨の出力を行う
ように構成された車両制御システム。 - 車両に搭載され、3以上の演算部(A100,B200,C300,D400)のそれぞれが他の2以上の演算部から故障の有無を監視可能に構成された車両制御装置(1A,1B,1C,1D)であって、
各演算部は、
当該演算部を除く他の演算部が故障していることを認識するように構成された故障認識部(S210,S302)と、
故障した演算部を故障部とし、故障していない演算部を正常部として、前記他の演算部のうちの予め2以上の数に設定された規定数以上の演算部が前記故障部である場合、予め設定されたフェールセーフ処理を実施する旨の出力を行い、前記他の演算部のうちの前記規定数未満の演算部が前記故障部である場合、前記正常部が前記フェールセーフ処理とは異なる車両の走行制御を実施する旨の出力を行うように構成された制御出力部(S214,S224,S234,S313,S323,S413,S423,S513,S523,S91,S125,S1313,S1323,S1333)と、
を備える車両制御装置。
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