JP3031097B2 - 車両に搭載されたアクチュエータのための異常検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気制御装置に制御さ
れて車両の各部に設けた被制御装置を作動させる複数の
アクチュエータの不作動状態を検出する異常検出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両は多くの電気的なアクチュエ
ータを搭載し、マイクロコンピュータのような電気制御
装置を用いてこれらのアクチュエータを電気的に制御す
ることにより、車両の操縦性、走行安定性、乗り心地性
を良好にする制御装置を採用する傾向にある。また、一
方では、これらのアクチュエータが作動不能となった場
合の対策として、例えば特開昭６２−１８１９５７号公
報に見られるように、これらのアクチュエータの作動不
能状態を定期的にチェックして、作動不能になったアク
チュエータを運転者に警告し、同アクチュエータの作動
制御停止など適切なフェイルセーフ処置を行うようにし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一つのアクチ
ュエータの作動不能状態を判断するにもある程度の時間
が必要であって、明らかに作動しているアクチュエータ
についても一律な判定をしていると、作動不能になった
アクチュエータの発見が遅れるという問題がある。ま
た、多数のアクチュエータの作動不能状態の判定には相
当の時間が費やされ、電気制御装置がこれらのアクチュ
エータの作動を制御する時間が制限されて、同アクチュ
エータの作動制御に支障を来すおそれもある。本発明は
上記問題に対処するためになされたもので、その目的
は、明らかに作動しているアクチュエータの作動不能状
態の確認を省略し、明らかに作動していないアクチュエ
ータについてのみ精度の高い判定を行い、全てのアクチ
ュエータの作動不能状態の確認に要する時間を短縮する
ことにより、各アクチュエータの作動不能状態を迅速に
発見するとともに、アクチュエータの作動制御に支障を
来さないようにした異常検出装置を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、車両の各部に設けた被制
御装置を作動させる複数のアクチュエータと、複数のア
クチュエータの作動を制御する電気制御装置とを有する
車両に適用され、複数のアクチュエータにそれぞれ対応
して各アクチュエータの作動を検出する複数のセンサ
と、電気制御装置内に設けられて複数のアクチュエータ
の作動不能をそれぞれ時分割でチェックする複数のチェ
ック手段とを備えた異常検出装置であって、各チェック
手段内に、当該チェック手段に対応するセンサの出力に
基づいて同チェック手段に対応したアクチュエータが作
動中であるか否かを判定する第１判定手段と、該第１判
定手段にてアクチュエータが作動中でないと判定された
とき他のチェック手段にてアクチュエータの作動不能状
態の判定中でないことを条件に当該チェック手段に対応
するアクチュエータが作動不能状態にあるか否かを判定
する第２判定手段とをそれぞれ設けたことにある。

【０００５】

【発明の作用・効果】上記のように構成した本発明にお
いては、各チェック手段に対応したアクチュエータが作
動中であって同アクチュエータが明らかに作動不能でな
い場合には、各チェック手段の第１判定手段が該当する
センサ出力に基づいてアクチュエータが作動中であるこ
とを検知し、該当する第２判定手段によるアクチュエー
タの作動不能状態の判定をすることなく、他のアクチュ
エータの作動不能状態のチェックが行われることになる
ので、他のアクチュエータの作動不能状態の発見が遅れ
ることがなくなる。また、各チェック手段の第２判定手
段は、他のいずれのチェック手段の第２判定手段がアク
チュエータの作動不能状態を判定していないときにの
み、該当するアクチュエータの作動不能状態を判定する
ので、多数のアクチュエータの作動不能をチェックする
場合でも、チェックに要する合計時間を短くすることが
でき、電気制御装置に対してアクチュエータの作動を制
御するための充分な時間を割り当てることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図１は複数のアクチュエータ１１-1〜１１-Nの
作動を制御するとともに各アクチュエータ１１-1〜１１
-Nの作動不能をチェックする車両に搭載された電気装置
をブロック図により示している。複数のアクチュエータ
１１-1〜１１-Nは車両の駆動機構、制動機構、操舵機
構、車体懸架機構などの各部に設けられた種々の被制御
装置１２-1〜１２-Nを作動させるためのもので、電気制
御回路１３により駆動制御されるようになっている。電
気制御回路１３はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフ
ェース回路などを含むマイクロコンピュータにより構成
されている。この電気制御回路１３には、車両の運転状
態、走行状態などを検出するための複数のセンサ１４-1
〜１４-Nが接続されるとともに、アクチュエータ１１-1
〜１１-Nの各可動部の変位量を検出するセンサ１５-1〜
１５-Nが接続されている。

【０００７】次に、上記のように構成した実施例の動作
を説明する。イグニッションスイッチ（図示しない）が
投入されると、電気制御回路１３は種々の作動制御プロ
グラム（図示しない）を所定時間毎に実行するととも
に、図２のチェックプログラムを所定時間毎に実行す
る。作動制御プログラムの実行により、センサ１４-1〜
１４-Nによって検出された車両の運転状態、走行状態な
どが電気制御回路１３に入力され、同制御回路１３はこ
れらの入力した車両の運転状態、走行状態などに基づい
てアクチュエータ１１-1〜１１-Nの作動を制御する。し
たがって、被制御装置１２-1〜１２-Nの各作動がアクチ
ュエータ１１-1〜１１-Nにより制御され、車両の駆動機
構、制動機構、操舵機構、車体懸架機構などが車両の運
転状態、走行状態などによって電気的に制御される。チ
ェックプログラムは、図２に示すように、順次実行され
るステップ１００〜１０４からなる。ステップ１０１〜
１０３の各チェックルーチン（チェックルーチン１〜チ
ェックルーチンＮ）は、センサ１４-1〜１４-N及びセン
サ１５-1〜１５-Nのうちで必要なセンサ出力に基づいて
各アクチュエータ１１-1〜１１-Nの作動不能の有無をそ
れぞれチェックするものである。

【０００８】これらのチェックルーチン１〜チェックル
ーチンＮは同様に構成されており、それらの一つのチェ
ックルーチンＸ（Ｘ＝１〜Ｎ）について代表して説明す
る。電気制御回路１３は、図３に示すように、ステップ
２００にてチェックルーチンＸの実行を開始し、ステッ
プ２０１にてセンサ１５-Xにより検出されたアクチュエ
ータ１１-Xの可動部の変位量を表す検出信号を入力する
とともに、アクチュエータ１１-Xの作動不能状態の検出
に必要な車両の運転状態、走行状態などを表す検出信号
をセンサ１４-1〜１４-Nのいずれか一つ又は複数から入
力する。次に、ステップ２０２にて、前回のチェックル
ーチンＸのステップ２０１の処理により入力したアクチ
ュエータ１１-Xの可動部の変位量と今回の同ルーチンＸ
のステップ２０１の処理により入力した同変位量とを比
較することにより、アクチュエータ１１-Xが作動中であ
るか否かを判定する。今、前記した作動制御プログラム
の実行によってアクチュエータ１１-Xが作動中であって
アクチュエータ１１-Xの可動部の変位量が変化していれ
ば、ステップ２０２にて「ＹＥＳ」と判定してプログラ
ムをステップ２０５に進める。ステップ２０５にてアク
チュエータ１１-Xが作動不能であるか否かを詳しく調べ
ている最中であることを表すチェックフラグCFx を”
０”に設定し、ステップ２０６にてアクチュエータ１１
-Xが作動不能でないと判定されてからの時間を計測する
ためのタイマ値T2x を「０」にリセットする。なお、こ
のタイマ値T2x は、アクチュエータ１１-Xの作動不能を
詳しく調べ始めてからの時間を計測するための別のタイ
マ値T1x 及びアクチュエータ１１-Xの作動不能状態が検
出され始めてからの時間を計測するためのタイマ値T3x
と共に、図示しないプログラムによって所定時間毎にカ
ウントアップされるものである。前記ステップ２０６の
処理後、ステップ２０７，２０８の処理を経てステップ
２２０にてこのチェックルーチンＸの実行を終了する。
これにより、アクチュエータ１１-Xが作動中であって、
明らかに同アクチュエータ１１-Xが作動不能でない場合
には、プログラムの処理が次のチェックルーチンＸ＋１
に進められる。

【０００９】一方、アクチュエータ１１-Xが作動中でな
ければ、ステップ２０２にて「ＮＯ」と判定してプログ
ラムをステップ２０３に進める。ステップ２０３におい
てはチェックフラグCFx が”１”であるか否かを判定す
る。チェックフラグCFx が”１”でなければ、ステップ
２０３にて「ＮＯ」と判定してプログラムをステップ２
１５に進める。ステップ２１５においてはアクチュエー
タ１１-X以外の複数のアクチュエータの各作動不能を詳
しく調べていることを表す他のいずれかのチェックフラ
グCF（チェックルーチンＸ以外の他のチェックルーチン
にて”１”又は”０”に設定される）が”０”であるか
否かを判定する。他のいずれかのチェックルーチンにて
アクチュエータ１１-X以外のアクチュエータの作動不能
を詳しく調べていて、他のいずれかのチェックフラグCF
が”１”であれば、ステップ２１５にて「ＮＯ」と判定
してプログラムをステップ２２０に進め、同ステップ２
２０にてこのチェックルーチンＸの実行を終了する。こ
れにより、他のいずれかのアクチュエータの作動不能が
詳しく調べられているときには、アクチュエータ１１-X
に関しては、その作動不能の有無を詳しく調べない。

【００１０】また、他のいずれのアクチュエータの作動
不能も詳しく調べられていなくて、他のいずれのチェッ
クフラグCFも”０”であれば、ステップ２１５にて「Ｙ
ＥＳ」と判定してプログラムをステップ２１６に進め
る。ステップ２１６においてはタイマ値T2x が予め定め
た所定値ｂ以上であるか否か（T2x ≧ｂ）を判定する。
アクチュエータ１１-Xが作動不能でないと判定されてか
ら間もないために（ステップ２０６の処理によりタイマ
値T2X がリセットされてから間もないために）、タイマ
値T2x が所定値ｂ未満であれば、ステップ２１６にて
「ＮＯ」と判定して、プログラムをステップ２２０に進
め、同ステップ２２０にてこのチェックルーチンＸの実
行を終了する。これにより、この場合も、アクチュエー
タ１１-Xに関しては、その作動不能の有無を詳しく調べ
ない。

【００１１】一方、アクチュエータ１１-Xが作動不能で
ないと判定されてから時間が経過してタイマ値T2x が所
定値ｂ以上になると、ステップ２１６にて「ＹＥＳ」と
判定して、プログラムをステップ２１７，２１８に進め
る。ステップ２１７においてはチェックフラグCFx を”
１”に設定し、ステップ２１８にてタイマ値T1x を
「０」にリセットする。次に、アクチュエータ１１-Xの
作動不能を詳しく調べるために同アクチュエータ１１-X
の作動を停止させる必要がある場合には、ステップ２１
９にてアクチュエータ１１-Xの作動を停止して、ステッ
プ２２０にてこのチェックルーチンＸの実行を終了す
る。そして、このチェックルーチンＸが再び実行された
場合には、ステップ２０３にて「ＹＥＳ」と判定してプ
ログラムをステップ２０４に進める。ステップ２０４に
おいてはタイマ値T1x が予め定めた時間を表す所定値ａ
（ｂ＞ａ）以上であるか否か（T1x ≧ａ）を判定する。
アクチュエータ１１-Xの作動不能を詳しく調べ始めてか
ら間もなくて（ステップ２１８の処理によりタイマ値T1
x がリセットされてから間もなくて）、タイマ値T1x が
所定値ａ未満であれば、ステップ２０４にて「ＮＯ」と
判定してプログラムをステップ２０９に進める。ステッ
プ２０９においては、前記ステップ２０１の処理によっ
て入力したアクチュエータ１１-Xの可動部の変位量、そ
の他のセンサから入力した運転状態量、走行状態量など
に基づいてアクチュエータ１１-Xが作動不能状態にある
か否かを詳しく調べる。アクチュエータ１１-Xが作動不
能状態になければ、ステップ２０９にて「ＮＯ」と判定
してプログラムをステップ２０８に進める。ステップ２
０８にてアクチュエータ１１-Xの異常を表す異常フラグ
TFx を”０”に設定した後、ステップ２２０にてこのチ
ェックルーチンＸの実行を終了する。そして、タイマ値
T1x が所定値ａに達せず、かつ前記ステップ２０９の処
理によってアクチュエータ１１-Xが作動不能であると判
定されない限り、このチェックルーチンＸにおいてステ
ップ２００〜２０４，２０９，２０８，２２０の処理を
実行し続ける。このとき、他のチェックルーチンにおい
ては、チェックフラグCFx が”１”であるために、他の
アクチュエータの作動不能を詳しく調べない。

【００１２】一方、前記ステップ２００〜２０４，２０
９，２０８，２２０の処理中、アクチュエータ１１-Xの
作動不能状態が検出されると、ステップ２０９にて「Ｙ
ＥＳ」と判定してプログラムをステップ２１０に進め
る。アクチュエータ１１-Xの作動不能状態が初めて検出
されたときには、異常フラグTFx は”０”に保たれてい
るので、ステップ２１０にて「ＮＯ」と判定してプログ
ラムをステップ２１１，２１２に進める。ステップ２１
１においては異常フラグTFx を”１”に設定し、ステッ
プ２１２においてはタイマ値T3x を「０」にリセットす
る。このように異常フラグTFx が”１”に設定された
後、アクチュエータ１１-Xの作動不能状態が検出され続
けると、ステップ２０９，２１０にて共に「ＹＥＳ」と
判定してプログラムをステップ２１３に進める。ステッ
プ２１３においてはタイマ値T3x が予め定めた時間を表
す所定値ｃ（ａ＞ｃ）以上であるか否か（T3x ≧ｃ）を
判定する。タイマ値T3x が所定値ｃ未満であれば、ステ
ップ２１３にて「ＮＯ」と判定してプログラムをステッ
プ２２０に進め、同ステップ２２０にてこのチェックル
ーチンＸの実行を終了する。そして、タイマ値T3x が所
定値ｃに達しないで、かつアクチュエータ１１-Xの作動
不能が検出され続ければ、ステップ２００〜２０４，２
０９，２１０，２１３，２２０の処理を繰り返し実行す
る。タイマ値T3xが所定値ｃに達する前に、アクチュエ
ータ１１-Xの作動不能状態が検出されなくなれば、ステ
ップ２０９にて「ＮＯ」と判定して異常フラグTFx を”
０”に戻す。アクチュエータ１１-Xの作動不能状態が検
出され続けてタイマ値T3x が所定値ｃ以上になると、ス
テップ２１３にて「ＹＥＳ」と判定してプログラムをス
テップ２１４に進める。ステップ２１４においては、プ
ログラムの処理をアクチュエータ１１-Xの作動不能に対
処するためのフェイル処理ルーチン（図示しない）へ進
める。フェイル処理ルーチンにおいては、図示しない警
報器が駆動されたり、アクチュエータ１１-1〜１１-Nの
一部又は全部の作動を停止させる。

【００１３】また、前記ステップ２００〜２０４，２０
９，２０８，２２０又はステップ２００〜２０４，２０
９，２１０，２１３，２２０の処理中、タイマ値T1x が
所定値ａに達すると、ステップ２０４にて「ＹＥＳ」と
判定してプログラムをステップ２０５〜２０８に進め
る。ステップ２０５においては前述のようにチェックフ
ラグCFx を”０”に戻し、ステップ２０６においてはタ
イマ値T2x を「０」にリセットする。したがって、タイ
マ値T2x がふたたび所定値ｂに達するまで、このチェッ
クルーチンＸにおいてはアクチュエータ１１-Xの作動不
能状態を詳しく調べない。前記ステップ２０６の処理
後、前記ステップ２１９の処理によりアクチュエータ１
１-Xの作動を停止させてあった場合には、ステップ２０
７にて前記停止を解除してアクチュエータ１１-Xの作動
を開始させる。次に、ステップ２０８にて異常フラグTF
x を”０”に設定した後、ステップ２２０にてこのチェ
ックルーチンＸの実行を終了する。

【００１４】次に、上述したステップ２０９のアクチュ
エータの作動不能を詳しく調べる処理の一例について電
気式パワーステアリング装置を参考にして説明してお
く。この例においては、図４に示すように、アクチュエ
ータ１１-Xは電動モータ２１に対応する。電動モータ２
１は電磁クラッチ２２及びギヤ２３ａ，２３ｂを介して
操舵軸２４に駆動力を伝達して、ハンドル２５の回動操
作をアシストする。操舵軸２４の出力はステアリングギ
ヤボックス２６及びタイロッド２７を介して左右前輪Ｆ
Ｗ１，ＦＷ２に接続されている。また、センサ１５-Xは
電動モータ２１の回転角を検出する回転角センサ３１に
対応するとともに、図３のステップ２０１にて入力され
る車両の運転状態量、走行状態量は、操舵角センサ３２
によって検出されたハンドル舵角θs 及びトルクセンサ
３３によって検出される操舵軸２４に作用する操舵トル
クＴs である。なお、この場合における電動モータ２１
（アクチュエータ１１-X）の作動は前記ハンドル舵角θ
s、操舵トルクＴs及び車速センサ３４によって検出され
る車速Ｖに応じて制御され、これによってハンドル操舵
に対するアシスト力が調整される。

【００１５】そして、図３のステップ２０９の処理は、
図５に示すように、ステップ２０９ａ〜２０９ｄにより
構成されている。ステップ２０９ａにおいては、トルク
センサ３３によって検出された操舵トルクＴs であっ
て、図３のステップ２１９の処理により電動モータ２１
（アクチュエータ１１-X）の作動を停止する前の操舵ト
ルクＴs と前記作動を停止させた後の操舵トルクＴs と
を比較し、両操舵トルクＴs，Ｔs間に差があるか否かを
判定する。すなわち、電動モータ２１による操舵アシス
ト停止直前と停止後におけるハンドル２５に付与される
操舵トルクＴs に変動があるか否かを判定する。この判
定は、電動モータ２１が作動していて同モータ２１がハ
ンドル２５の回動操作をアシストしていたならば、電動
モータ２１によるアシストを解除した時点でハンドル２
５に付与される操舵トルクＴs が変動することに基づい
ている。したがって、電動モータ２１が作動可能であっ
て操舵トルクＴs が変動していれば、ステップ２０９ａ
にて「ＹＥＳ」と判定して、プログラムを図３のステッ
プ２０８へ進める。

【００１６】一方、前記ステップ２０９ａにて「ＮＯ」
すなわち操舵トルクＴs に変動がないと判定されると、
プログラムはステップ２０９ｂ，２０９ｃへ進められ
る。ステップ２０９ｂにおいては操舵角センサ３２から
入力した操舵角θs が最大であるか否かを判定し、ステ
ップ２０９ｃにおいてはトルクセンサ３３から入力した
操舵トルクＴs が最大であるか否かを判定する。これら
の判定は、ハンドル２５が最大まで回動操舵されていれ
ば（ステアリングエンドにてロックしていれば）、たと
え電動モータ２１が作動可能であっても、同モータ２１
による操舵アシストの解除時に操舵トルクＴs が変動し
ない可能性が極めて高く、この状態を電動モータ２１の
作動不能状態の検出から除外しようとするためである。
したがって、操舵角θs 及び操舵トルクＴs が最大であ
れば、ステップ２０９ｂ，２０９ｃにて共に「ＹＥＳ」
と判定してプログラムを前記ステップ２０８に進める。

【００１７】また、操舵角θs及び操舵トルクＴsのいず
れか一方が最大でなければ、ステップ２０９ｂ，２０９
ｃのいずれか一方にて「ＮＯ」と判定してプログラムを
ステップ２０９ｄに進める。ステップ２０９ｄにおいて
はトルクセンサ３３から入力された操舵トルクＴs が
「０」であるか否かを判定する。この判定は、ハンドル
２５が中立状態にあってハンドル２５には操舵力がなん
ら付与されていないときには、たとえ電動モータ２１が
作動可能であっても、同モータ２１による操舵アシスト
力は元々「０」であって操舵アシストの解除時に操舵ト
ルクＴs が変動しないので、この状態を電動モータ２１
の作動不能状態の検出から除外しようとするためであ
る。したがって、操舵トルクＴs が「０」であれば、ス
テップ２０９ｄにて「ＹＥＳ」と判定してプログラムを
前記ステップ２０８に進める。一方、操舵トルクＴs が
「０」でない場合には、ステップ２０９ｄにて「ＮＯ」
すなわち電動モータ２１が作動不能であると判定してプ
ログラムを図３のステップ２１０に進める。ステップ２
１０以降の処理は前述した通りであり、電動モータ２１
の作動不能状態が所定時間以上検出されると、同モータ
２１が作動不能であると判定される。

【００１８】上記作動説明からも理解できるとおり、上
記実施例の異常検出装置によれば、複数のアクチュエー
タ１１-1〜１１-Nの作動不能が図２のチェックプログラ
ム中の各チェックルーチン１〜Ｎによってチェックされ
る。各チェックルーチン１〜Ｎにおいては、センサ１５
-1〜１５-Nの出力に基づいて各アクチュエータ１１-1〜
１１-Nが作動しているか否かをそれぞれ判定し、各アク
チュエータ１１-1〜１１-Nが作動していれば、次のチェ
ックルーチン１〜Ｎにプログラム処理を進める。また、
各アクチュエータ１１-1〜１１-Nが作動していない場合
には、図３のステップ２０３〜２１９（図５のステップ
２０９ａ〜２０９ｄを含む）の処理により所定時間毎に
充分な時間をかけて各アクチュエータ１１-1〜１１-Nの
作動不能の有無が判定される。この作動不能の有無は、
図３のステップ２１５の処理により、同時に複数のチェ
ックルーチン１〜Ｎにて判定されることはない。これに
より、複数のアクチュエータ１１-1〜１１-Nの作動不能
が正確に判定されるとともに、同判定のために連続して
多大な時間を必要とすることがなくなって同アクチュエ
ータ１１-1〜１１-Nの作動制御に支障を来すことがなく
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す車両に搭載された電
気装置のブロック図である。

【図２】 図１の電気制御回路（マイクロコンピュー
タ）にて実行されるチェックプログラムのフローチャー
トである。

【図３】 図２のチェックルーチンの一つを示すフロー
チャートである。

【図４】 図１の被制御装置の一例に相当する電気式パ
ワーステアリング装置の概略図である。

【図５】 同電気式パワーステアリング装置に図２のチ
ェックルーチンの一つを適用した場合における図３のス
テップ２０９の処理を詳細に示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１１-1〜１１-N…アクチュエータ、１２-1〜１２-N…被
制御装置、１３…電気制御回路、１４-1〜１４-M，１５
-1〜１５-N…センサ、電動モータ…２１、２５…ハンド
ル、３１…回転角センサ、３２…操舵角センサ、３３…
トルクセンサ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の各部に設けた被制御装置を作動させ
   る複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータ
   の作動を制御する電気制御装置とを有する車両に適用さ
   れ、前記複数のアクチュエータにそれぞれ対応して各ア
   クチュエータの作動を検出する複数のセンサと、前記電
   気制御装置内に設けられて前記複数のアクチュエータの
   作動不能をそれぞれ時分割でチェックする複数のチェッ
   ク手段とを備えた異常検出装置であって、前記各チェッ
   ク手段内に、当該チェック手段に対応するセンサの出力
   に基づいて同チェック手段に対応したアクチュエータが
   作動中であるか否かを判定する第１判定手段と、前記第
   １判定手段にてアクチュエータが作動中でないと判定さ
   れたとき他のチェック手段にてアクチュエータの作動不
   能状態の判定中でないことを条件に当該チェック手段に
   対応するアクチュエータが作動不能状態にあるか否かを
   判定する第２判定手段とをそれぞれ設けたことを特徴と
   する車両に搭載されたアクチュエータのための異常検出
   装置。