JP6254388B2

JP6254388B2 - 車両動作制御装置

Info

Publication number: JP6254388B2
Application number: JP2013182252A
Authority: JP
Inventors: 船見　亮; 亮船見
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2017-12-27
Anticipated expiration: 2033-09-03
Also published as: JP2015048804A

Description

本発明は、車両の動作制御装置に係り、特に、電子制御スロットルの故障時おける確実なフェールセーフの確保、信頼性の向上等を図ったものに関する。

この種の従来装置としては、例えば、スロットルの開閉をエンジンの動作状況に応じて制御可能に構成された電子制御ユニットを有する共に、この電子制御ユニットによりスロットルの開閉成の異常を検出可能とし、異常発生時には、スロットルを強制的に閉成状態とする等のいわゆるフェールセーフ動作を可能にしたもの等が種々提案、実用化されている（例えば、特許文献１等参照）。

特開２００４−１３８０７７号公報（第６−１４頁、図１−図４）

しかしながら、上述したような装置にあっては、スロットルの電子制御を行う電子制御ユニットが、何らかの原因により正常動作不能となった場合や、また、一部の動作が正常でなくなったような場合に、それに起因して、上述したようなフェールセーフ動作が確保できなくなる畏れがある。
また、電子制御ユニットからスロットルを強制的に閉成状態とする制御信号が正常に出力されても、この信号に応じスロットの駆動を行うドライバ回路が何らかの原因により、制御信号に応答できないような状態となる畏れもあり、このような場合にもスロットルを所望する閉成状態とすることが不可能となるため、より信頼性の高いフェールセーフ動作を確保可能な装置が所望されている。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、スロットルを正常に駆動することができなくなった場合に、従来に比してより確実なフェールセーフを実現することのできる車両動作制御装置を提供するものである。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る車両動作制御装置は、
車両の動作制御が実行可能に構成されてなる動作制御ユニットと、
前記動作制御ユニットにより実行されるスロットル制御に基づいてスロットルを回動するモータを駆動するドライバ回路と、
前記動作制御ユニットの暴走状態を検出可能に構成されてなる監視ユニットとを有し、
前記動作制御ユニットにより前記ドライバ回路の異常と判定された場合、又は、前記監視ユニットにより前記動作制御ユニットが暴走状態と判定された場合に、前記ドライバ回路へ停止信号を出力して前記ドライバ回路の動作を停止可能に構成されてなる車両動制御装置であって、
前記ドライバ回路への給電を制御する給電制御回路が設けられ、
前記給電制御回路は、前記動作制御ユニットにより前記ドライバ回路の異常と判定された場合、又は、前記監視ユニットに前記動作制御ユニットが暴走状態と判定された場合に、前記ドライバ回路への給電を停止可能に構成されてなるものである。

本発明によれば、スロットルの開閉制御が異常となった場合に、スロットルの駆動モータの通電制御を行うドライバ回路への給電を断つようにしたので、異常時に不要な駆動モータの通電を行うことなく、スロットルをリンプホームモードに必要な位置へ戻すことができ、従来に比して、より確実なフェールセーフ動作が確保でき、信頼性の高い車両動作制御装置を提供することができるという効果を奏するものである。

本発明の実施の形態における車両動作制御装置の構成例を示す構成図である。図１に示された車両動作制御装置において実行される本発明の実施の形態における車両動作制御処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における車両動作制御装置の構成について、図１を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における車両動作制御装置は、動作制御ユニット（図１においては「ＣＯＮＴ−Ｕ」と表記）１００と、監視ユニット（図１においては「ＭＯＮＩ−Ｕ」と表記）１１０と、ドライバ回路（図１においては「ＤＲＶ」と表記）５１と、給電制御回路５２と、を主たる構成要素としてなり、エンジン（図示せず）への吸入空気を導く吸入管２に設けられたスロットル１の開閉成の制御を可能とすると共に、詳細は後述するようにスロットル１の開閉成が正常に行われていないと判定された場合のフェールセーフ動作を可能にしたものである。

動作制御ユニット１００は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、外部回路とのインターフェイス回路（図示せず）等を主たる構成要素として構成されたものとなっている。かかる動作制御ユニット１００は、図示されない各種センサ信号により得られたアクセル開度、外気温度、大気圧等が入力され、これら入力信号等に基づいてエンジン（図示せず）の動作制御処理や燃料噴射制御処理、さらには、後述する車両動作制御処理が実行されるようになっている。

また、本発明の実施の形態における動作制御ユニット１００は、従来同様、後述するドライバ回路５１を介して、エンジン（図示せず）の動作状態に応じてスロットル１の開度を制御可能なものとなっており、そのための駆動制御信号をドライバ回路５１へ出力すると共に、後述するようにこの動作制御ユニット１００によりドライバ回路５１が異常と判断された場合には、駆動制御信号に代えて、停止信号Ａを出力し、ドライバ回路５１の駆動を停止するよう構成されたものとなっている。
さらに、動作制御ユニット１００は、後述するように所定の条件下で、給電制御回路５２へ対してドライバ回路５１への給電を停止せしめるための給電停止信号を出力するよう構成されたものとなっている。

監視ユニット１１０は、動作制御ユニット１００同様、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、外部回路とのインターフェイス回路等を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる監視ユニット１１０は、動作制御ユニット１００が正常動作状態にあるか否かを監視する機能を有してなるもので、具体的には、動作制御ユニット１００に対して所定の時間間隔で、動作制御ユニット１００が正常動作状態にあるか否かを判断するための暴走検出信号を出力し、動作制御ユニット１００から所定の応答信号が出力された場合には、動作制御ユニット１００が正常と判断する一方、動作制御ユニット１００から所定の応答信号が無い場合には、動作制御ユニット１００が異常動作状態であるとして、ドライバ回路５１へスロットル１の駆動を停止せしめるための停止制御信号Ｂを出力するよう構成されてなるものである。
また、監視ユニット１１０は、後述するように所定の条件の下、後述する給電制御回路５２へ対しても、ドライバ回路５１への給電を遮断するため停止信号Ｂを出力するよう構成されたものとなっている。

本発明の実施の形態におけるスロットル１は、従来同様の構成を有するもので、その開閉成は、例えば、ステッピングモータなどの駆動モータ３によって行われるようになっており、この駆動モータ３は、ドライバ回路５１による通電制御によって、その回転方向、回転速度が制御されるようになっている。
なお、スロットル１は、従来同様、ドライバ回路５１が非動作状態となった場合に所定の開度位置に保持されるよう付勢ばね（図示せず）によって所定方向へ付勢力が付与される構成となっている。

ドライバ回路５１は、例えば、トランジスタ等を用いて従来から良く知られている構成を有してなるものである。
かかるドライバ回路５１は、通常、動作制御ユニット１００から入力される制御信号に応じて、駆動モータ３の通電制御が行われるようになっている一方、動作制御ユニット１００において、後述するようにスロットル１の開閉成を停止させる必要があると判断された場合には、動作制御ユニット１００から入力される停止信号Ａによって、動作停止状態（非動作状態）とされるようになっている。

また、先に述べたように監視ユニット１１０により動作制御ユニット１００が異常動作状態であると判定された場合には、ドライバ回路５１は、監視ユニット１１０から入力される停止制御信号Ｂによって動作停止せしめられ、駆動モータ３への通電制御が停止されるようになっている。
本発明の実地の形態におけるドライバ回路５１は、次述する給電制御回路５２を介して電源供給を受ける一方、給電停止が制御されるようになっている。

給電制御回路５２は、ＯＲ回路（図１においては「ＯＲ」と表記）１１と、給電用電界効果トランジスタ（以下「給電ＦＥＴ」と称する）１２とを用いてなり、詳細は後述するように動作制御ユニット１００、又は、監視ユニット１１０からの信号に応じてドライバ回路５１への電源電圧の給電、又は、遮断を行うように構成されたものとなっている。
ＯＲ回路１１は、まず、動作制御ユニット１００からの従来の停止制御信号Ａとは別個に出力される給電停止制御信号（詳細は後述）と、監視ユニット１１０から出力される停止制御信号Ｂのいずれかが入力された場合に、給電ＦＥＴ１２をＯＦＦ状態とすべく、次段の給電ＦＥＴ１２のゲートに所定電圧のＯＦＦ信号を出力するよう構成されてなるものである。

その一方、ＯＲ回路１１は、上述の給電停止制御信号及び停止制御信号Ｂの双方の入力が無い場合、換言すれば、スロットル１の開閉制御が正常に行われている場合には、給電ＦＥＴ１２をＯＮ状態とすべく、次段の給電ＦＥＴ１２のゲートに所定電圧のＯＮ信号を出力するよう構成されてなものである。

本発明の実施の形態においては、給電ＦＥＴ１２として、具体的にはＮチャンネルＭＯＳ型電界効果トランジスタが用いられたものとなっている。
かかる給電ＦＥＴ１２は、ドレインに図示されない電源電圧が供給されるようになっている一方、ソースがドライバ回路５１の電源入力端子に接続されたものとなっており、図示されない電源とドライバ回路５１との間に直列接続されて設けられたものとなっている。
そして、先に述べたように給電ＦＥＴ１２のゲートには、ＯＲ回路１１からのＯＮ信号、又は、ＯＦＦ信号が印加されることで、その導通（ＯＮ）、非導通（ＯＦＦ）が制御されるようになっている。

次に、かかる構成において、動作制御ユニット１００及び監視ユニット１１０により実行される本発明の実施の形態における車両動作制御処理の手順について、図２に示されたサブルーチンフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、前提として、動作制御ユニット１００は、従来同様のスロットル開度制御処理が実行されるようになっているものである。
すなわち、動作制御ユニット１００において、エンジン（図示せず）の動作状態等に基づいてスロットル１の目標開度が演算算出され、その目標開度に応じた駆動制御信号がドライバ回路５１へ出力されてスロットル１が目標開度に駆動されると共に、図示されない開度センサによって検出されたスロットル１の実際の開度が動作制御ユニット１００に入力され、実際の開度と目標開度との偏差が所定範囲となるようにドライバ回路５１を介してスロットル１の開度がフィードバック制御されるようになっている。
動作制御ユニット１００及び監視ユニット１１０のそれぞれにおいて処理が開始されると、まず、監視ユニット１１０による動作制御ユニット１００の暴走監視が行われる（図２のステップＳ１０２参照）。
すなわち、監視ユニット１１０から動作制御ユニット１００へ対して”暴走検出信号”が出力されることとなる。

次いで、上述の暴走検出信号に対して動作制御ユニット１００から応答信号が監視ユニット１１０へ入力されたか否かが判定され（図２のステップＳ１０４参照）、応答信号有りと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、次述するステップＳ１０６の処理へ進む一方、応答信号が無いと判定された場合（ＮＯの場合）には、後述するステップＳ１１６の処理へ進むこととなる。
ステップＳ１０６においては、動作制御ユニット１００によりスロットル状態監視、すなわち、従来同様、スロットル開度制御処理が実行され、図示されない開度センサにより検出されたスロットル１の実際の開度（検出開度）が動作制御ユニット１００へ読み込まれることとなる。

次いで、動作制御ユニット１００において、スロットル開度制御処理により算出されたスロットル１の目標開度に対する上述の検出開度の偏差（差分）が所定の範囲内にあるか否かが判定され（図２のステップＳ１０８参照）、偏差が所定の範囲内にあると判定された場合には、偏差が小さいとして先のステップＳ１０２の処理へ戻り、ステップＳ１０２以降の処理が再度繰り返されることとなる。
一方、ステップＳ１０８において、偏差が所定の範囲内を超えていると判定された場合には、偏差が大きいとしてドライバ回路５１或いはスロットル１が異常であるとの判定が動作制御ユニット１００により行われることとなる（図２のステップＳ１１０参照）。

ドライバ回路５１或いはスロットルが異常であるとの判定に伴い、動作制御ユニット１００から給電制御回路５２へ対して給電停止制御信号が出力され、給電ＦＥＴ１２が非導通状態とされ、ドライバ回路５１への給電が停止されることとなる（図２のステップＳ１１２）。
なお、ステップＳ１１０におけるドライバ回路５１或いはスロットル１が異常との判定結果に基づいて、動作制御ユニット１００からは、ドライバ回路５１へ対して従来同様、停止信号Ａが出力され、上述の給電停止と共に、確実にドライバ回路５１が非動作状態とされることとなる。

次いで、スロットル１の開度制御ができない状態であるため、動作制御ユニット１００により、車両の動作制御状態がいわゆるリンプホームモードに移行され（図２のステップＳ１１４参照）、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。

一方、ステップＳ１１６においては、ステップＳ１０４において、動作制御ユニット１００から暴走検出信号に対する応答信号が無いと判断されたことに対応して、動作制御ユニット１００の動作は暴走状態にあると判定される。
次いで、動作制御ユニット１００による種々の制御処理が実行できない制御不能状態にあるとして、監視ユニット１１０から停止信号Ｂが出力されることとなる。
この停止信号Ｂは、ドライバ回路５１へ入力されてドライバ回路５１が非動作状態とされるだけでなく、給電制御回路５２へも入力され、給電制御回路５２により給電ＦＥＴ１２が非導通状態とされ、ドライバ回路５１への給電が停止され（図２のステップＳ１１８参照）、ステップＳ１１４の処理へ進むこととなる。

スロットル制御における確実なフェールセーフの実現が所望される車両装置に適する。

１…スロットル
３…駆動モータ
１１…ＯＲ回路
１２…給電用電界効果トランジスタ
５１…ドライバ回路
５２…給電制御回路
１００…動作制御ユニット
１１０…監視ユニット

Claims

車両の動作制御が実行可能に構成されてなる動作制御ユニットと、
前記動作制御ユニットにより実行されるスロットル制御に基づいてスロットルを回動するモータを駆動するドライバ回路と、
前記動作制御ユニットの暴走状態を検出可能に構成されてなる監視ユニットとを有し、
前記動作制御ユニットにより前記ドライバ回路の異常と判定された場合、又は、前記監視ユニットにより前記動作制御ユニットが暴走状態と判定された場合に、前記ドライバ回路へ停止信号を出力して前記ドライバ回路の動作を停止可能に構成されてなる車両動制御装置であって、
前記ドライバ回路への給電を制御する給電制御回路が設けられ、
前記給電制御回路は、
前記動作制御ユニットにより前記ドライバ回路の異常と判定された場合、又は、前記監視ユニットに前記動作制御ユニットが暴走状態と判定された場合に、前記ドライバ回路への給電を停止可能に構成され、
前記給電制御回路は、
電源と前記ドライバ回路との間に直列接続されて設けられたトランジスタと、
前記トランジスタの導通・非導通を制御する信号を出力するロジック回路と
を具備してなり、
前記ロジック回路は、
前記動作制御ユニットにより前記ドライバ回路の異常と判定されて前記動作制御ユニットから当該判定に応じた信号が出力された場合、又は、前記監視ユニットによりに前記動作制御ユニットが暴走状態と判定されて前記監視ユニットから当該判定に応じた信号が出力された場合に、前記トランジスタへ対して当該トランジスタを非導通状態とする信号を出力可能に構成されてなる
ことを特徴とする車両動作制御装置。