JP5193941B2 - 統合コントロールユニットのフェールセーフ回路及び電動ステアリングロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、統合コントロールユニットの制御対象のフェールセーフを高いレベルで確保する統合コントロールユニットのフェールセーフ回路及び電動ステアリングロック装置に関する。

従来、車両のキーシステムとしては、利便性等の面から、車両キーである電子キーからキーコードとしてＩＤコードを無線通信により車両に発信して、車両にＩＤ照合を実行させる電子キーシステム（特許文献１等参照）が広く使用されている。この種の電子キーシステムには、車両からのリクエストに応答してＩＤコードを車両に自動発信して車両にＩＤ照合を実行させるキー操作フリーシステムがある。同システムには、車外でＩＤ照合が成立すれば実際のキー操作無しにドアロックが施解錠されるスマートエントリーシステムや、車内でＩＤ照合が成立すればエンジンスイッチの単なる押し操作のみでエンジンがかかるワンプッシュエンジンスタートシステムがある。

図６に、この種の電子キーシステムの電気構成を示すと、車両には、電子キーのＩＤコードを照合する照合ＥＣＵ８１と、車両の電源系を管理する電源制御ＥＣＵ８２と、ステアリングロックの施解錠動作を制御するステアリングロックＥＣＵ８３とが設けられている。これらＥＣＵ８１〜８３は、車内に設けられた通信線を介して互いに相互通信可能に接続されている。

電源制御ＥＣＵ８２は、運転席等に設けられたモーメンタリ式のエンジンスイッチの押し操作を検出すると、照合ＥＣＵ８１の照合成立可否を確認しにいく。電源制御ＥＣＵ８２は、照合ＥＣＵ８１から照合成立の確認結果を得ると、ステアリングロックＥＣＵ８３に電源供給動作の実行要求として電源供給要求を送る。また、照合ＥＣＵ８１は、電源制御ＥＣＵ８２から照合成立可否の確認を受け付けた際、ＩＤ照合が成立していれば、ステアリングロックＥＣＵ８３に施解錠動作の実行要求として作動命令を出力する。ステアリングロックＥＣＵ８３は、照合ＥＣＵ８１から作動命令と、電源制御ＥＣＵ８２から電源供給要求とを受け付け、更に外部からイグニッションリレーがオフであることの通知としてイグニッションリレーオフ通知を受け付けていれば、ステアリングロックモータ８４を駆動して、ドアロック施解錠を実行する。

このように、ステアリングロックの動作開始条件は、作動命令と電源供給要求とイグニッションリレーオフ通知との３つの入力があったことが条件とされている。このように、ステアリングロックの動作開始条件を３入力とするのは、故障が原因で車両走行中においてステアリングロックが運転者の意図に沿わず勝手にロック状態をとる状態、即ち走行中のハンドルロックが発生しないように、フェールセーフを３重系とするためである。よって、この場合は、入力が３つ全て故障する３重故障とならないと走行中のハンドルロックが発生しないので、走行中の安全がより高いレベルで確保される。

特開２００５−２６２９１５号公報

ところで、この種の電子キーシステムにおいては、部品点数を削減するために、図７に示すように照合ＥＣＵ８１と電源制御ＥＣＵ８２とを１つのＩＣ（Integrated Circuit）として統合する試みがなされている。しかし、照合ＥＣＵ８１と電源制御ＥＣＵ８２とをまとめて、これらを１つの統合ＥＣＵ８５とした場合には、作動命令と電源供給要求の発信元が同一ＥＣＵとなってしまうので、統合ＥＣＵ８５が故障した際には、作動命令と電源供給要求との両方がともにＮＧとなり、結果としてフェールセーフが２重系にしかならない問題が発生する。

ここで、走行中のハンドルロックの３重系を維持するために、例えば図８に示すように、統合ＥＣＵ８５の中に、作動命令の発信元と電源供給要求の発信元とで、各々個別のＣＰＵを設けることも想定される。しかし、この場合は、ＣＰＵを２つ用意しなくてはならなくなるので、その分だけ部品コストが増加する問題に繋がる。よって、照合ＥＣＵ８１と電源制御ＥＣＵ８２とを１つの統合ＥＣＵ８５としても、それまでの３重系を保ちつつ、しかもこれをコストが増加しない簡素な構成で満たすことのできる新たな技術が要望されていた。

本発明の目的は、２機能を１つのコントロールユニットに統合しても、統合前のレベルのフェールセーフ性を確保することができ、しかもこれを簡素な構成で済ますことができる統合コントロールユニットのフェールセーフ回路及び電動ステアリングロック装置を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、元々は別であった２つの機能を１つのコンピュータで管理することにより、各機能のコンピュータごとに存在していた２つのコントロールユニットを１つに統合した統合コントロールユニットのフェールセーフ回路であって、制御対象に対してこれまで別々のコンピュータから出力していた各動作指令を、前記１つのコンピュータから出力させる指令出力手段と、２つ存在する前記動作指令の出力経路のうちの一方に設けられ、当該出力経路から得る動作指令と前記コンピュータの外部から取得する外部指令とから、前記制御対象を制御する新たな動作指令を生成する指令生成手段とを備え、前記指令出力手段が前記制御対象に対して直に出す第１動作指令と、前記指令生成手段が新たな動作指令として生成する第２動作指令とにより前記制御対象を制御して、当該制御対象のフェールセーフ性を統合前と同じレベルで確保することを要旨とする。

この構成によれば、各々の機能ごとに存在していたコントロールユニットが１つのユニット、即ち統合コントロールユニットとして統合される。この統合コントロールユニットは、統合前と同じく２つの動作指令（第１動作指令、第２動作指令）により制御対象を制御する。このとき、第１動作指令は、コンピュータから直に出力されるのに対し、第２動作指令は、コンピュータ外部から取り込む外部指令も出力の条件となっている。よって、もし仮にコンピュータが故障する状況に陥って第１動作指令が誤出力されても、第２動作指令は外部指令が故障しない限り誤出力されない。このため、２つのコントロールユニットを統合して信号元が同じとなっても、制御対象のフェールセーフの重系を統合前と同じ数に維持することが可能となる。

また、２つのコントロールユニットを１つの統合コントロールユニットとして統合する場合、同コントロールユニットの動作を統括管理するコンピュータを、１つのコンピュータにより構成した。よって、第１動作指令及び第２動作指令を出力する各々に、それぞれ個別のコンピュータを用意せずに済むので、統合コントロールユニットをコンピュータが１つという簡素な構成で済ますことが可能となる。以上により、２機能を１つのコントロールユニットに統合しても統合前のレベルのフェールセーフ性を確保することが可能で、しかもこれを簡素な構成で済ますことが可能となる。

本発明では、前記指令出力手段には、前記制御対象の動作内容を管理する動作管理手段と、前記制御対象への電源供給を管理する電源供給管理手段とが設けられ、前記動作管理手段は、前記制御対象への作動命令を前記第１動作指令として出力し、前記指令生成手段は、前記電源供給管理手段の出力経路上に設けられ、前記制御対象への電源供給要求を前記第２動作指令として出力することを要旨とする。

この構成によれば、電源供給要求側の動作指令を指令生成手段によって保護をかける構成であるので、例えば単なるＨ／Ｌ信号を出力する通信ライン上に指令生成手段を設けるだけの簡素な構成で済む。

本発明では、前記指令出力手段は、前記指令生成手段に前記動作指令を出力する指令ポートが、前記制御対象に施錠動作を行わせるものと解錠動作を行わせるものとで、それぞれ別ポートとして分けられ、前記指令生成手段は、前記施錠動作側の指令ポートから前記動作指令を受け付けると、前記外部指令を加味して前記第２動作指令を出力し、前記解錠動作側の指令ポートから前記動作指令を受け付けると、無条件で前記第２動作指令を出力することを要旨とする。

この構成によれば、例えば統合前の制御対象の制御ロジックが、制御対象の施錠動作の開始に外部指令の入力が条件となり、制御対象の解錠動作の開始に外部指令の入力は条件とされない形式とる場合であっても、統合後も同様の制御ロジックを組むことが可能となる。

本発明では、前記外部指令は、前記制御対象が搭載された車両において、当該車両のシフトレバーの操作位置が駐車位置であることを通知するシフト駐車位置信号であることを要旨とする。

この構成によれば、じか線によって統合コントロールユニットに入力される構造をとることが多いシフト駐車位置信号を利用して、統合コントロールユニットのフェールセーフの重系を確保することが可能となる。

本発明では、１つに統合された前記コントロールユニットは、前記制御対象を搭載した機器のキーから無線によりＩＤコードを取得して、該ＩＤコードの正否を見る照合コントロールユニットと、前記制御対象の電源を管理する電源コントロールユニットとであることを要旨とする。

この構成によれば、照合コントロールユニットと電源コントロールユニットとを、フェールセーフの重系の数を維持しつつ、１つの統合コントロールユニットに統合することが可能となる。

本発明では、ＣＰＵやメモリからなるステアリングロックコントロールユニットにより動作が管理され、当該コントロールユニットによってアクチュエータを介してロック部材をステアリングホイール又はその支持部材に係脱することにより、ステアリングロックを施解錠する電動ステアリングロック装置において、前記ステアリングロックコントロールユニットに対して各種動作指令を出力する２つのコンピュータを１つとすることにより、２つのコントロールユニットが１つの統合コントロールユニットとして統合された構成であって、前記統合コントロールユニットのコンピュータから前記ステアリングロックコントロールユニットに対して各動作指令を出力させる指令出力手段と、２つ存在する前記動作指令の出力経路のうちの一方に設けられ、当該出力経路から得る動作指令と前記コンピュータの外部から取得する外部指令とから、前記ステアリングロックコントロールユニットを制御する新たな動作指令を生成する指令生成手段とを備え、前記指令出力手段が前記ステアリングロックコントロールユニットに対して直に出す第１動作指令と、前記指令生成手段が新たな動作指令として生成する第２動作指令とにより前記ステアリングロックコントロールユニットを制御して、当該ステアリングロックコントロールユニットのフェールセーフ性を統合前と同じレベルで確保することを要旨とする。

本発明によれば、２機能を１つのコントロールユニットに統合しても、統合前のレベルのフェールセーフ性を確保することができ、しかもこれを簡素な構成で済ますことができる。

一実施形態における電子キーシステムの構成を示すブロック図。 統合ＥＣＵの内部構成を示す回路図。 保護回路の内部構成を示す回路図。 統合ＥＣＵが３重系をとることを示すブロック図。 統合ＥＣＵ及び保護回路の構成を説明する回路図。 従来における電子キーシステムの構成の一部を示すブロック図。 照合ＥＣＵと電源制御ＥＣＵとを統合した例を示すブロック図。 照合ＥＣＵと電源制御ＥＣＵとを統合した他の例を示すブロック図。

以下、本発明を具体化した統合コントロールユニットのフェールセーフ回路及び電動ステアリングロック装置の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、車両キーとして使用される電子キー２との間で無線通信によりキー照合を行って、このキー照合の成立を条件にドアロックの施解錠やエンジン始動等が許可又は実行される電子キーシステム３が設けられている。電子キー２は、車両１との間で狭域無線通信が可能であって、電子キー２が固有に持つＩＤコードをキーコードとして無線通信により車両１に発信して車両１にキー照合を行わせることが可能なキーのことをいう。電子キーシステム３には、電子キー２からキーコードとしてＩＤコードを発信するときに個別のキー操作が不要であるキー操作フリーシステムが含まれている。なお、車両１が機器に相当し、電子キー２がキーに相当する。

キー操作フリーシステムには、ドアロックの施解錠操作の際にキー操作を必要としない機能としてスマートエントリーシステムがある。本例の場合、車両１には、同システムを統括管理するコントロールユニットとして統合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４が設けられている。この統合ＥＣＵ４は、電子キー２との間でキー照合（ＩＤ照合）を行う照合ＥＣＵ（照合機能）と、車両１の電源系を管理する電源制御ＥＣＵ（電源機能）とを１つのＥＣＵに統合したものであって、自身１つで照合機能と電源機能との両方が実行可能なＥＣＵとなっている。また、統合とは、これまで各々個別のコンピュータが存在していたものを１つのコンピュータにより管理可能として、１つのＩＣユニットとすることをいう。なお、統合ＥＣＵ４が統合コントロールユニットに相当し、照合ＥＣＵが照合コントロールユニットに相当し、電源制御ＥＣＵが電源コントロールユニットに相当する。

この統合ＥＣＵ４には、車外にＬＦ（Low Frequency）帯の電波（約134KHz）を発信可能な車外発信機５と、車内に同様のＬＦ電波を発信可能な車内発信機６、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の一種であるＲＦ（Radio Frequency：約312MHz）の電波を受信可能な車両チューナ７とが接続されている。車外発信機５は、車両１の各ドアに各々配置されている。

また、車両１には、車載モータやリレー等の動作を管理するメインボディＥＣＵ８が設けられている。メインボディＥＣＵ８は、車内の一ネットワークであるＬＩＮ（Local Interconnect Network）９を介して統合ＥＣＵ４に接続されている。メインボディＥＣＵ８には、ドアロックの施解錠を実行するときの駆動源としてドアロックモータ１０が接続されている。

統合ＥＣＵ４は、車両駐車時、車外発信機５からＬＦ帯のリクエスト信号Ｓrqを断続的に発信させることにより、車両周辺にリクエスト信号Ｓrqの車外通信エリアを形成して、狭域無線通信（以降、スマート通信と記す）の成立を試みる。電子キー２がこの車外通信エリアに入り込んでリクエスト信号Ｓrqを受信すると、電子キー２はリクエスト信号Ｓrqに応答する形で、自身に登録されたＩＤコードを乗せたＩＤ信号ＳidをＲＦ帯の電波で返信する。統合ＥＣＵ４は、車両チューナ７でＩＤ信号Ｓidを受信してスマート通信（車外通信）が確立すると、自身に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車外照合）を行う。統合ＥＣＵ４は、この車外照合が成立したことを確認すると、メインボディＥＣＵ８によるドアロック施解錠動作を許可又は実行する。

また、キー操作フリーシステムには、エンジン始動停止操作の際に実際の車両キー操作を必要とせずに単なるスイッチ操作のみでエンジン１１の始動停止操作を行うことが可能な機能としてワンプッシュエンジンスタートシステムがある。この場合、統合ＥＣＵ４には、ステアリングロックの施解錠を管理するステアリングロックＥＣＵ１２がＬＩＮ９を介して接続されている。ステアリングロックＥＣＵ１２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリからなる。ステアリングロックＥＣＵ１２には、ステアリングロックの施解錠を実行するときの駆動源としてステアリングロックモータ１３が接続されている。なお、ステアリングロックＥＣＵ１２が制御対象及びステアリングロックコントロールユニットを構成し、ロックモータ１３がアクチュエータに相当する。

ステアリングロックＥＣＵ１２は、ステアリングロック解錠の下において、ステアリングロックモータ１３を一方向に回転（正転）させてロックバー１４をステアリングシャフト１５の溝１６に係止することにより、ステアリングロックを施錠状態とする。また、ステアリングロックＥＣＵ１２は、ステアリングロックＥＣＵ１２は、ステアリングロック施錠の下において、ステアリングロックモータ１３を他方向に回転させてロックバー１４を溝１６から離脱させることにより、ステアリングロックを解錠状態とする。なお、ロックバー１４がロック部材に相当し、ステアリングシャフト１５が支持部材に相当する。

メインボディＥＣＵ８には、エンジン１１の点火制御や燃料噴射制御を管理するエンジンＥＣＵ１７が、車内の一ネットワークであるＣＡＮ（Controller Area Network）１８を介して接続されている。また、車内には、同システムの操作系としてプッシュモーメンタリ式のエンジンスイッチ１９が設けられ、同スイッチ１９が統合ＥＣＵ４及びメインボディＥＣＵ８に接続されている。エンジンスイッチ１９の操作機能には、エンジン始動停止機能の他に、電源遷移機能も割り当てられている。メインボディＥＣＵ８には、車載アクセサリに繋がるＡＣＣ（Accessory）リレー２０と、走行系の各種電装品に繋がるイグニッションリレー２１と、エンジンスタータ（図示略）に繋がるスタータリレー２２とが接続されている。

統合ＥＣＵ４は、例えばカーテシスイッチ（図示略）により運転者の車内への乗車を確認すると、今度は車内発信機６からリクエスト信号Ｓrqを発信して、車内全域に車内通信エリアを形成する。統合ＥＣＵ４は、電子キー２がこの車内通信エリアに入り込んで返信してきたＩＤ信号Ｓidを車両チューナ７で受信してスマート通信（車内通信）が確立すると、自身に登録されたＩＤコードと電子キー２のＩＤコードとを照らし合わせてＩＤ照合、いわゆるスマート照合（車内照合）を行う。統合ＥＣＵ４は、この車内照合が成立したことを確認すると、ステアリングロックＥＣＵ１２によるステアリングロック施解錠動作を許可するとともに、エンジンスイッチ１９のプッシュ操作による電源状態切り換えを許可する。

図２に示すように、統合ＥＣＵ４には、同ＥＣＵ４の動作を統括制御する統合マイクロコンピュータ２３が設けられている。この統合マイクロコンピュータ２３は、照合機能を実行可能なコンピュータと電源機能を実行可能なコンピュータとを１コンピュータとしてまとめたマイクロコンピュータとなっている。また、統合マイクロコンピュータ２３は、ＣＰＵやメモリを１つのＬＳＩ（Large Scale Integration）チップに集積した回路のことをいう。なお、統合マイクロコンピュータ２３がコンピュータに相当する。

統合マイクロコンピュータ２３には、ステアリングロックの動作内容（ロック動作／アンロック動作）を決める各種命令として作動命令ＳsdをステアリングロックＥＣＵ１２に出力する作動命令出力部２４が設けられている。作動命令出力部２４は、ＩＤ照合及びその照合結果を管理し、このＩＤ照合成立を条件として作動命令Ｓsdが出力可能である。作動命令Ｓsdには、例えばロック動作を開始させるロック作動命令、アンロック動作を開始させるアンロック作動命令、実行中のロック動作を停止させるロック停止命令、実行中のアンロック動作を停止させるアンロック停止命令等がある。作動命令Ｓsdは、統合マイクロコンピュータ２３の１出力ポート（出力端子）である作動命令ポート２５からコンピュータ２３外に出力される。なお、作動命令出力部２４が指令出力手段、動作管理手段を構成し、作動命令Ｓsdが動作指令（第１動作指令）を構成する。

統合ＥＣＵ４には、作動命令Ｓsdの出力端子として作動命令出力端子２６が設けられている。この作動命令出力端子２６は、ＬＩＮ９を介してステアリングロックＥＣＵ１２に接続されている。統合ＥＣＵ４から出力される作動命令Ｓsdは、このＬＩＮ９を介してステアリングロックＥＣＵ１２に供給される。

統合マイクロコンピュータ２３には、イグニッションリレー２１がオフであることをステアリングロックＥＣＵ１２に通知するイグニッションリレーオフ通知部２７が設けられている。イグニッションリレーオフ通知部２７は、イグニッションリレー２１がオフであることを確認すると、統合マイクロコンピュータ２３の１出力ポートである通知ポート２８からイグニッションリレーオフ通知Ｓigを出力する。イグニッションリレーオフ通知Ｓigは、例えばＨレベルの信号からなり、ホールドラッチ回路２９によりラッチされる。ホールドラッチ回路２９は、入力値をそのレベル値で保持して出力するラッチ回路の一種である。

統合ＥＣＵ４には、イグニッションリレーオフ通知Ｓigの出力端子として通知出力端子３０が設けられている。この通知出力端子３０は、例えば通知供給専用の電気配線３１を介してステアリングロックＥＣＵ１２に接続されている。統合ＥＣＵ４から出力されるイグニッションリレーオフ通知Ｓigは、この電気配線３１を介してステアリングロックＥＣＵ１２に供給される。

統合マイクロコンピュータ２３には、ステアリングロックＥＣＵ１２の電源状態を管理する給電命令出力部３２が設けられている。給電命令出力部３２は、ステアリングロックＥＣＵ１２に電源供給を開始させる中間指令として電源供給命令Ｓｄを出力する。電源供給命令Ｓｄは、ロック時とアンロック時とで各々異なるポートから出力され、ロック動作時にはロック用電源供給命令ポート３３からロック電源供給命令Ｓd1として出力され、アンロック動作時にはアンロック用電源供給命令ポート３４からアンロック電源供給命令Ｓd2として出力される。これら電源供給命令Ｓd1，Ｓd2は、例えばＨレベル信号（２値情報の「１」信号）により構築される。なお、給電命令出力部３２が指令出力手段、電源供給管理手段を構成し、電源供給命令ポート３３，３４が指令ポートを構成する。

統合ＥＣＵ４のシフト位置検出用入力端子３５には、車両１のシフトレバーの操作位置が駐車位置（Ｐ位置）であるか否かを検出するシフトＰスイッチ（シフト駐車位置検出スイッチ）３６が、じか線３７を介して接続されている。なお、じか線とは、統合マイクロコンピュータ２３等の電子部品が実装される基板上に設けられた配線（プリント配線）のことをいう。シフトＰスイッチ３６は、例えばマイクロスイッチからなり、統合ＥＣＵ４の外部に配置されている。シフトＰスイッチ３６は、シフト位置がＰ位置のときにシフトＰ検出信号Ｓｐとしてオフ信号を出力し、シフト位置がＰ位置以外のときにシフトＰ検出信号Ｓｐとしてオフ信号を出力するローアクティブ式となっている。なお、シフトＰ検出信号が外部指令、シフト駐車位置信号を構成する。

統合ＥＣＵ４には、ステアリングロックＥＣＵ１２の３重系を確保する保護回路３８が設けられている。この保護回路３８は、電源供給命令ポート３３，３４及びシフト位置検出用入力端子３５に接続され、これらから入力する電源供給命令Ｓd1，Ｓd2及びシフトＰ検出信号Ｓｐを基に電源供給要求Ｓdnを生成出力可能となっている。電源供給要求Ｓdnは、ステアリングロックＥＣＵ１２に電源供給を開始させる指令の一種である。保護回路３８は、ステアリングロックＥＣＵ１２に電源供給要求Ｓdnを出力する条件にシフトＰ検出（シフトレバーの操作位置がＰ位置であること）を含んでいる。このため、保護回路３８を経由する電源系（給電命令出力部３２）の故障出力は、統合マイクロコンピュータ２３の故障とシフトＰスイッチ３６の故障とが必要となり、単なる統合コントロールユニットの故障のみが誤出力の条件となる照合系（作動命令出力部２４）とは系統が別のものとなる。これにより、照合系と電源系とイグニッションリレーオフ通知系とで故障の系統が各々独立するので、照合ＥＵＣと電源制御ＥＣＵとを統合して１つの統合ＥＣＵ４としたとしても、ステアリングロックＥＣＵ１２の３重系が成立する。なお、保護回路３８が指令生成手段に相当し、電源供給要求Ｓdnが動作指令（第２動作指令）を構成する。

統合ＥＣＵ４には、電源供給要求Ｓdnの出力端子として電源供給要求出力端子３９が設けられている。この電源供給要求出力端子３９は、例えば電源供給要求専用の電気配線４０を介してステアリングロックＥＣＵ１２に接続されている。統合ＥＣＵ４から出力される電源供給要求Ｓdnは、この電気配線４０を介してステアリングロックＥＣＵ１２に供給される。

図３に保護回路３８の回路例を示すと、保護回路３８は、２つのＯＲ回路４１，４２、ＡＮＤ回路４３、トランジスタ４４により構成されている。ＯＲ回路４１は、２入力端子のうちの一方がプルアップ抵抗４５により引き上げられた状態でシフト位置検出用入力端子３５に接続され、他方がＯＲ回路４２の出力端子に接続され、出力端子がＡＮＤ回路４３の２入力端子の一方に接続されている。ＡＮＤ回路４３は、２入力端子の他方がロック用電源供給命令ポート３３に接続され、出力端子がＯＲ回路４２の２入力端子の一方に接続されている。ＯＲ回路４２は、２入力端子の他方がアンロック用電源供給命令ポート３４に接続され、出力端子がトランジスタ４４を介して電源供給要求出力端子３９に接続されている。電源供給要求出力端子３９は、プルアップ抵抗４６により電圧が引き上げられ、電源供給要求Ｓdnをローアクティブ式に出力するようになっている。

本例の保護回路３８では、ロック動作時においてステアリングロックＥＣＵ１２に電源供給要求Ｓdnを出力する条件にシフトＰ位置の検出が含まれているので、統合ＥＣＵ４からロック電源供給命令Ｓd1を受け付けても、シフト位置がＰ位置でないと電源供給要求Ｓdnを出力しない。また、電源供給命令Ｓd1，Ｓd2の出力ポートがロックとアンロックとで分けられ、アンロック電源供給命令Ｓd2をＯＲ回路４２に引き込むので、アンロック動作時においてはシフトＰ位置に拘わらず電源供給要求Ｓdnが出力可能となっている。

次に、本例のステアリングロックの動作を図４及び図５に従って説明する。
まずは、ステアリングロックのロック動作について述べる。ところで、ステアリングロックをロックさせる際において統合ＥＣＵ４が電源供給要求Ｓdnを出力する条件は、例えば、シフト位置がＰ位置であること、イグニッションがオフしていること、統合ＥＣＵ４からロック作動命令が有ったことなどの諸条件が成立することが条件とされている。なお、イグニッションオフとは、単なるイグニッションリレー２１のオフのみならず、スタータリレー２２のオフも広く含むものとする。

統合ＥＣＵ４は、運転者が降車したことを例えばカーテシスイッチ等により確認すると、ステアリングロックのロック動作を開始する。このとき、まずは給電命令出力部３２に電源が入る。そして、給電命令出力部３２は、車内照合（ＩＤ照合）の確認要求を作動命令出力部２４に出力する。作動命令出力部２４は、車内照合が成立していることを確認すると、車内照合成立済みの確認結果を給電命令出力部３２に返信するとともに、作動命令Ｓsdとしてロック作動命令を、作動命令出力端子２６からＬＩＮ９を介してステアリングロックＥＣＵ１２に出力する。

給電命令出力部３２は、作動命令出力部２４から車内照合成立済みの確認結果を受け付けると、前述した諸条件が揃っているか否かを確認する。給電命令出力部３２は、これら諸条件が全て揃っていることを確認すると、ロック用電源供給命令ポート３３からロック電源供給命令Ｓd1（Ｈレベル信号）を出力する。このロック電源供給命令Ｓd1が保護回路３８に入力されると、シフトＰスイッチ３６がスイッチオンしていることを条件に、保護回路３８から電源供給要求ＳdnがステアリングロックＥＣＵ１２に出力される。この電源供給要求ＳdnがステアリングロックＥＣＵ１２に入力されると、同ＥＣＵ１２において電源とステアリングロックモータ１３とを繋げるＦＥＴ（Field Effect Transistor：図示略）がオンし、ステアリングロックモータ１３に電源が入る。

また、イグニッションリレーオフ通知部２７は、給電命令出力部３２が立ち上がった際、これと同時に起動して、イグニッションリレー２１のリレー状態を確認する。そして、イグニッションリレーオフ通知部２７は、リレー確認が済むと、イグニッションリレー２１がオフ状態をとっていれば、ホールドラッチ回路２９を介してイグニッションリレーオフ通知ＳigをステアリングロックＥＣＵ１２に出力する状態をとる。

ステアリングロックＥＣＵ１２は、作動命令出力部２４からロック動作命令を受け付ける状況下において、イグニッションリレーオフ通知Ｓigを入力するとともに、給電命令出力部３２から電源供給要求Ｓdnを入力すると、ステアリングロックモータ１３への通電（ロック通電）を開始する。即ち、ステアリングロックＥＣＵ１２は、作動命令Ｓsdとしてのロック動作命令、イグニッションリレーオフ通知Ｓig、電源供給要求Ｓdnの３入力を条件に、ステアリングロックのロック動作を開始する。このとき、ステアリングロックＥＣＵ１２は、例えばステアリングロックモータ１３を一方向に回転させて、ステアリングロックをロック状態に切り換える。

作動命令出力部２４は、ロック作動命令を出力している際、ロック動作が完了時間に到達したか否かを監視する。そして、作動命令出力部２４は、ロック動作が完了時間に到達したことを確認すると、今度は作動命令Ｓsdとしてロック停止命令をステアリングロックＥＣＵ１２に出力する。ステアリングロックＥＣＵ１２は、統合ＥＣＵ４からロック停止命令を入力すると、駆動中のステアリングロックモータ１３を停止してロック動作を停止する。

続いて、今度はステアリングロックのアンロック動作について述べる。統合ＥＣＵ４は、車両停車時にエンジンスイッチ１９が押し操作されたことを確認すると、ステアリングロックのアンロック動作を開始する。アンロック動作時も、まずは給電命令出力部３２に電源が入る。そして、給電命令出力部３２は、車内照合（ＩＤ照合）の確認要求を作動命令出力部２４に出力する。作動命令出力部２４は、車内照合が成立していることを確認すると、車内照合成立済みの確認結果を給電命令出力部３２に返信するとともに、作動命令Ｓsdとしてアンロック作動命令を、作動命令出力端子２６からＬＩＮ９を介してステアリングロックＥＣＵ１２に出力する。

ところで、ステアリングロックをアンロックさせる際において統合ＥＣＵ４が電源供給要求Ｓdnを出力する条件は、例えば、イグニッションオフであること、統合ＥＣＵ４からアンロック作動命令が有ったことなどの諸条件が成立することが条件とされている。給電命令出力部３２は、作動命令出力部２４から車内照合成立済みの確認結果を受け付けると、前述した諸条件が全て揃っているか否かを確認する。給電命令出力部３２は、これら諸条件が全て揃っていることを確認すると、アンロック用電源供給命令ポート３４からアンロック電源供給命令Ｓd2（Ｈレベル信号）を出力する。このアンロック電源供給命令Ｓd2が保護回路３８に入力されると、これはＯＲ回路４２に供給されるので、保護回路３８から無条件に電源供給要求ＳdnがステアリングロックＥＣＵ１２に出力される。この電源供給要求ＳdnがステアリングロックＥＣＵ１２に入力されると、ロック動作時と同様にステアリングロックモータ１３に電源が入る。

ステアリングロックＥＣＵ１２は、作動命令出力部２４からアンロック動作命令を受け付ける状況下において、イグニッションリレーオフ通知Ｓigを入力するとともに、給電命令出力部３２から電源供給要求Ｓdnを入力すると、ステアリングロックモータ１３への通電（アンロック通電）を開始する。即ち、ステアリングロックＥＣＵ１２は、作動命令Ｓsdとしてのアンロック動作命令、イグニッションリレーオフ通知Ｓig、電源供給要求Ｓdnの３入力を条件に、ステアリングロックのアンロック動作を開始する。このとき、ステアリングロックＥＣＵ１２は、例えばステアリングロックモータ１３を他方向に回転させて、ステアリングロックをアンロック状態に切り換える。

作動命令出力部２４は、アンロック作動命令を出力している際、アンロック動作が完了時間に到達したか否かを監視する。そして、作動命令出力部２４は、アンロック動作が完了時間に到達したことを確認すると、今度は作動命令Ｓsdとしてアンロック停止命令をステアリングロックＥＣＵ１２に出力する。ステアリングロックＥＣＵ１２は、統合ＥＣＵ４からアンロック停止命令を入力すると、駆動中のステアリングロックモータ１３を停止してアンロック動作を停止する。

ここで、車両１の運転時において運転の安全性が高いか否かを見る観点として、例えば走行中のハンドルロックというものがある。走行中のハンドルロックとは、例えばステアリングロックＥＣＵ１２を管理する統合ＥＣＵ４が故障して、統合ＥＣＵ４から誤出力が出されて、走行中にも拘わらずステアリングロックがロック状態に切り換わってしまう現象のことである。走行中にこのようなハンドルロックが発生してしまうと、その時点からステアリングホイールの操舵操作ができなくなるので、運転の安全性を確保するという観点から、走行中のハンドルロックが発生する確率を極力低く抑えなければならない現状がある。

ところで、本例の場合、照合ＥＣＵと電源制御ＥＣＵとを１つにまとめて統合ＥＣＵ４としているが、電源供給要求Ｓdnの出力条件にシフトＰ検出を含ませる保護回路３８を統合ＥＣＵ４に組み込んだので、電源系の出力である電源供給要求Ｓdnは、照合系の出力である作動命令Ｓsdと別系統の出力となる。即ち、ＥＣＵ統合化に伴って信号元が同じとなっても、統合マイクロコンピュータ２３が故障して作動命令Ｓsdが誤出力の状態をとったからといって、電源供給要求Ｓdnまでもが誤出力される状況にはならない。よって、照合ＥＣＵと電源制御ＥＣＵを統合してマイクロコンピュータ２３を１つとしても、図４に示すように走行中のハンドルロックが発生するには、作動命令Ｓsd、電源供給要求Ｓdn、イグニッションリレーオフ通知Ｓigの３出力が全て故障（誤出力）することが要件となる。このため、統合前と同じ３重系が成立するので、統合前と同じレベルのフェール性を確保することが可能となる。

また、アンロック動作時は電源供給要求Ｓdnの出力条件にシフトＰ検出が条件に入っていないので、統合後もこれを満足する制御ロジックとしなければならない。そこで、本例の場合は、図５の説明書きでも示すように、電源供給命令ポート３３，３４をロック用とアンロック用との２ポートに分け、アンロック用電源供給命令ポート３４からアンロック電源供給命令Ｓd2がきた場合には、電源供給要求Ｓdnを無条件で出力させる。このため、３重系を満たすべく電源供給要求Ｓdnの出力条件にシフトＰ検出を含ませても、制御ロジックを統合前と同様のものとすることも可能となる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）照合ＥＣＵと電源制御ＥＣＵとを１つの統合ＥＣＵ４にまとめ、統合ＥＣＵ４の電源供給要求Ｓdnの出力経路上に保護回路３８を設ける。そして、作動命令Ｓsdはマイクロコンピュータ２３から直出しするとともに、イグニッションリレーオフ通知Ｓigはホールドラッチ回路２９を介して出力しつつ、電源供給要求ＳdnはシフトＰ検出の有無が条件の出力とした。このため、統合ＥＣＵ４がステアリングロックＥＣＵ１２を制御するのに必要な作動命令Ｓsd、電源供給要求Ｓdn、イグニッションリレーオフ通知Ｓigが、各々異なる系統の出力となるので、統合後も統合前の３重系を同様に維持することができる。また、統合ＥＣＵ４は１つのマイクロコンピュータ２３からなるので、統合ＥＣＵ４をコンピュータ２３が１つという簡素な構成で済ますこともできる。

（２）保護回路３８を電源供給要求Ｓdnの出力経路上に設けたので、単なるＨ／Ｌ信号（Ｈ信号又はＬ信号）を出力する通信ライン上に保護回路３８を乗せる構成が採用可能となる。よって、例えばＬＩＮ９のような高速で各種データをやり取りする信号ライン上に保護回路３８を設けずに済むので、構造の複雑化を招くことがない。

（３）電源供給命令Ｓｄのポートをロック用とアンロック用との２ポートに分け、ロック動作のときはシフトＰ検出を電源供給要求Ｓdnの出力条件とし、アンロック動作のときは無条件に電源供給要求Ｓdnを出力可能とした。このため、統合前の制御ロジックを統合後も同様にとることができる。

（４）電源供給要求Ｓdnの出力可否を見る条件としてシフトＰ検出信号Ｓｐを使用したので、統合ＥＣＵ４に外部からじか線３７により入力されているシフトＰ検出信号Ｓｐを利用して、電源供給要求Ｓdnの出力の可否判定を行うことができる。よって、電源供給要求Ｓdnの出力可否を判定するに際して例えば新たな信号線を引くなどの構造変更が不要であるので、構造の複雑化や部品コスト増等を招くことなく、３重系の維持を図ることができる。

（５）統合対象を照合ＥＣＵと電源制御ＥＣＵとしたので、これらＥＣＵを１つの統合ＥＣＵ４にまとめることができる。
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。

・ 統合対象は、必ずしも照合ＥＣＵと電源制御ＥＣＵとであることに限定されず、その組み合わせは変更可能である。また、統合するＥＣＵの数も２つに限定されず、３つ以上であってもよい。

・ 保護回路３８は、電源供給要求Ｓdnの出力経路上に設けられることに限定されず、作動命令Ｓsdの出力経路上に設けてもよい。
・ 保護回路３８の回路構成は、実施形態に述べた構成に限定されず、適宜変更可能である。

・ ステアリングロックＥＣＵ１２の重系の数（統合前の重系数）は、必ずしも３重系に限定されず、２重系でもよいし、或いは４重系以上でもよい。即ち、統合前後で同じ重計数をとっていればよい。

・ 電源供給命令Ｓｄのポートは、ロック用とアンロック用とで２ポートに分けられる必要は必ずしもなく、ロックとアンロックとでポートが共通となっていてもよい。
・ 外部指令は、必ずしもシフトＰ検出信号Ｓｐに限定されず、他の信号を使用してもよい。

・ 動作指令は、２値情報「０」「１」の組み合わせからなる命令（データ）や、又は単なるＨレベル又はＬレベル信号の通知のどちらでもよい。
・ 第１作動指令及び第２作動指令は、作動命令Ｓsdと電源供給要求Ｓdnとに限定されず、種々の信号が採用可能である。

・ ３重系は、必ずしも作動命令Ｓsd、電源供給要求Ｓdn、イグニッションリレーオフ通知Ｓigであることに限定されず、種々のものに変更可能である。
・ トランジスタ４４は、ＦＥＴ等の種々の素子が採用可能である。

・ シフトＰ検出信号Ｓｐや電源供給要求Ｓdnは、ローアクティブに代えてハイアクティブとしてもよい。
・ コンピュータは、必ずしも１チップＩＣからなるものに限定されず、要は少なくともＣＰＵを備えたものであればよい。

・ イグニッションリレーオフ通知Ｓigは、必ずしも統合ＥＣＵ４から出力されることに限定されず、統合ＥＣＵ４の外部から取得するものでもよい。
・ ステアリングロックの構成は、ロックバー１４をステアリングシャフト１５の溝１６に系脱することでロック／アンロックを切り換えるものに限らず、ステアリングホイールの回動操作を規制可能であれば、その構造は特に限定されない。

・ 電子キーシステム３は、必ずしもキー操作フリーシステムに限らず、例えばイモビライザーシステムやワイヤレスキーシステムとしてもよい。また、これらシステムを車両１に共存させてもよい。

・ 電子キーシステム３の電波周波数は、ＬＦやＲＦに限定されず、これら以外の周波数を採用してもよい。
・ キー操作フリーシステムは、双方向通信の往路と復路とでそれぞれ周波数が異なることに限らず、同じとしてもよい。

・ キー操作フリーシステムは、車両１と電子キー２とが自動で通信を実行する自動式や、車両１に加わる何らかの操作でスマート通信を開始するトリガ式のどちらを採用してもよい。

・ 本例の思想は、必ずしも車両１にのみ搭載されることに限定されず、他の機器や装置に応用可能である。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。

（イ）元々は別であった２つの機能を１つのコンピュータで管理することにより、各機能のコンピュータごとに存在していた２つのコントロールユニットを１つに統合した統合コントロールユニットであって、制御対象に対してこれまで別々のコンピュータから出力していた各動作指令を、前記１つのコンピュータから出力させる指令出力手段と、２つ存在する前記動作指令の出力経路のうちの一方に設けられ、当該出力経路から得る動作指令と前記コンピュータの外部から取得する外部指令とから、前記制御対象を制御する新たな動作指令を生成する指令生成手段とを備え、前記指令出力手段が前記制御対象に対して直に出す第１動作指令と、前記指令生成手段が新たな動作指令として生成する第２動作指令とにより前記制御対象を制御して、前記制御対象のフェールセーフ性を統合前と同じレベルで確保することを特徴とする統合コントロールユニット。

１…機器としての車両、２…キーとしての電子キー、４…統合コントロールユニットとしての統合ＥＣＵ、１２…制御対象、ステアリングロックコントロールユニットを構成するステアリングロックＥＣＵ、１３…アクチュエータとしてのステアリングロックモータ、１４…ロック部材としてのロックバー、１５…支持部材としてのステアリングシャフト、２３…コンピュータとしての統合マイクロコンピュータ、２４…指令出力手段、動作管理手段を構成する作動命令出力部、３２…指令出力手段、電源供給管理手段を構成する給電命令出力部、３３…指令ポートを構成するロック用電源供給命令ポート、３４…指令ポートを構成するアンロック用電源供給命令ポート、３８…指令生成手段としての保護回路、Ｓsd…動作指令（第１動作指令）を構成する作動命令、Ｓdn…動作指令（第２動作指令）を構成する電源供給要求、Ｓｐ…外部指令、シフト駐車位置信号を構成するシフトＰ検出信号。

Claims (6)

1. 元々は別であった２つの機能を１つのコンピュータで管理することにより、各機能のコンピュータごとに存在していた２つのコントロールユニットを１つに統合した統合コントロールユニットのフェールセーフ回路であって、
   制御対象に対してこれまで別々のコンピュータから出力していた各動作指令を、前記１つのコンピュータから出力させる指令出力手段と、
   ２つ存在する前記動作指令の出力経路のうちの一方に設けられ、当該出力経路から得る動作指令と前記コンピュータの外部から取得する外部指令とから、前記制御対象を制御する新たな動作指令を生成する指令生成手段とを備え、
   前記指令出力手段が前記制御対象に対して直に出す第１動作指令と、前記指令生成手段が新たな動作指令として生成する第２動作指令とにより前記制御対象を制御して、当該制御対象のフェールセーフ性を統合前と同じレベルで確保することを特徴とする統合コントロールユニットのフェールセーフ回路。
2. 前記指令出力手段には、前記制御対象の動作内容を管理する動作管理手段と、前記制御対象への電源供給を管理する電源供給管理手段とが設けられ、
   前記動作管理手段は、前記制御対象への作動命令を前記第１動作指令として出力し、
   前記指令生成手段は、前記電源供給管理手段の出力経路上に設けられ、前記制御対象への電源供給要求を前記第２動作指令として出力することを特徴とする請求項１に記載の統合コントロールユニットのフェールセーフ回路。
3. 前記指令出力手段は、前記指令生成手段に前記動作指令を出力する指令ポートが、前記制御対象に施錠動作を行わせるものと解錠動作を行わせるものとで、それぞれ別ポートとして分けられ、
   前記指令生成手段は、前記施錠動作側の指令ポートから前記動作指令を受け付けると、前記外部指令を加味して前記第２動作指令を出力し、前記解錠動作側の指令ポートから前記動作指令を受け付けると、無条件で前記第２動作指令を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の統合コントロールユニットのフェールセーフ回路。
4. 前記外部指令は、前記制御対象が搭載された車両において、当該車両のシフトレバーの操作位置が駐車位置であることを通知するシフト駐車位置信号であることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の統合コントロールユニットのフェールセーフ回路。
5. １つに統合された前記コントロールユニットは、前記制御対象を搭載した機器のキーから無線によりＩＤコードを取得して、該ＩＤコードの正否を見る照合コントロールユニットと、前記制御対象の電源を管理する電源コントロールユニットとであることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の統合コントロールユニットのフェールセーフ回路。
6. ＣＰＵやメモリからなるステアリングロックコントロールユニットにより動作が管理され、当該コントロールユニットによってアクチュエータを介してロック部材をステアリングホイール又はその支持部材に係脱することにより、ステアリングロックを施解錠する電動ステアリングロック装置において、
   前記ステアリングロックコントロールユニットに対して各種動作指令を出力する２つのコンピュータを１つとすることにより、２つのコントロールユニットが１つの統合コントロールユニットとして統合された構成であって、
   前記統合コントロールユニットのコンピュータから前記ステアリングロックコントロールユニットに対して各動作指令を出力させる指令出力手段と、
   ２つ存在する前記動作指令の出力経路のうちの一方に設けられ、当該出力経路から得る動作指令と前記コンピュータの外部から取得する外部指令とから、前記ステアリングロックコントロールユニットを制御する新たな動作指令を生成する指令生成手段とを備え、
   前記指令出力手段が前記ステアリングロックコントロールユニットに対して直に出す第１動作指令と、前記指令生成手段が新たな動作指令として生成する第２動作指令とにより前記ステアリングロックコントロールユニットを制御して、当該ステアリングロックコントロールユニットのフェールセーフ性を統合前と同じレベルで確保することを特徴とする電動ステアリングロック装置。

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