JP6258166B2 - 駆動装置の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、制御装置の耐故障性に関し、特にマイコンの周辺モジュールの故障発生時での制御の継続性が保てる演算装置およびその演算装置を備えた制御装置の技術分野に関する。
車載用制御の分野では、マイコンの周辺モジュール（ＡＤ変換モジュール・ＣＡＮモジュール等）での故障発生時には、既知の故障モード処理に依存しているのが実情であり、前記マイコンの周辺モジュールでの故障発生時には、制御の継続性が保たれない課題がある。
メイン系とサブ系を用いた２重系の制御装置は公知であるが、サブ系がメイン系の故障診断を実施し、メイン系での重度の故障発生時での制御停止が主目的になっており、メイン系でのマイコン周辺モジュール故障発生等の中度の故障発生時では、制御で使用する入力データをフェール値等の固定データとして制御を行う故障モードに遷移し、通常制御の継続性が保たれない。
前記重度の故障の定義とは、制御装置内に搭載されているマイコン自体の故障を指す。
前記中度の故障定義とは、制御装置内の前記マイコン周辺回路等の故障を指す。
特開２００２−２７６４４０号公報
メイン系とサブ系を用いた２重系の制御装置において、メイン系マイコンの前記周辺モジュール故障発生時でも通常制御を継続可能な制御装置を提供する。
本発明は、第一の制御装置と第二の制御装置とを用いて冗長化される駆動装置の制御装置において、 前記第一の制御装置及び第二の制御装置は少なくとも、外部制御装置と通信を行うための通信モジュールと、センサからのアナログ信号を入力してデジタル信号に変換するＡＤ変換モジュールと、前記駆動装置に接続される出力部と、を備え、 前記第一の制御装置の前記通信モジュール及び前記ＡＤ変換モジュールの少なくとも一方に故障が発生した場合には、前記第二の制御装置の前記通信モジュール又はＡＤ変換モジュールから出力される出力データを前記第一の制御装置で処理し、前記第一の制御装置の前記出力部を介して前記駆動装置を駆動することを特徴とした。
また、前記メイン系マイコンは、ＣＰＵと、記憶装置とを備え、前記故障が発生した際にも、メイン系マイコンのＣＰＵと、記憶装置を継続して使用可能であることが好ましい。
また、前記駆動装置の制御装置は、入力される入力データを演算する出力演算ソフトが前記メイン系マイコンにのみ格納されることが好ましい。
メイン系とサブ系を用いた２重系の制御装置において、メイン系マイコンの前記周辺モジュール故障発生時には、瞬時にサブ系マイコンの前記周辺モジュールの入力データをメインマイコン側で使用可能とし、メイン系マイコンでの制御の継続性が保てる。
本実施形態に係る演算装置を搭載した、ＡＴＣＵ用制御装置のブロック図である。 メイン系ＡＴＣＵのソフト概略処理フロー図である。 本実施形態に係るメイン系ＡＴＣＵのソフト処理内入力処理部のＡＤ入力データとＣＡＮ入力データ取り込みフロー図である。 サブ系ＡＴＣＵのソフト概略処理フロー図である。 本実施形態に係るサブ系ＡＴＣＵのソフト処理内入力処理部のＡＤ入力データとＣＡＮ入力データ取り込みフロー図である。
以下に本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る２重系の駆動装置（アクチュエータ。以下、ＡＴＣＵと称する場合がある。）の制御装置を示しており、最初にメイン系ＡＴＣＵ用制御装置の動作概要を以下に説明する。
メイン系ＡＴＣＵ用制御装置１へ電源が供給後、ＣＰＵ２は、ＦｌａｓｈＲＯＭ５内に内蔵されたソフウェア実行し、制御アプリを実行し、ＲＡＭ６にて各種制御データ等を蓄えて制御を実施し、外部バスＩ／Ｆ７を介して入出力装置８での種々のデータの受け渡しを実施する。
制御アプリ実行中に、ＣＡＮモジュール３およびＡＤ変換モジュール４にて、故障を検知した場合には、ＤＰＲＡＭ１０内のサブ系ＡＴＣＵ用制御装置１１が書き込んでいる、サブ系のＣＡＮ入力データおよびＡＤ入力データを取り込み、前記ＣＡＮモジュール３およびＡＤ変換モジュール４に故障が発生しても制御アプリの継続性を保たれる。
次にサブ系ＡＴＣＵ用制御装置の動作概要を以下に説明する。
サブ系ＡＴＣＵ用制御装置１１へ電源が供給後、ＣＰＵ１２は、ＦｌａｓｈＲＯＭ１５内に内蔵されたソフウェア実行し、ＣＡＮモジュール１４およびＡＤ変換モジュール１３の入力データの取り込み処理のみを実施し、前記ＣＡＮモジュール１４およびＡＤ変換モジュール１３の状態（正常または、異常）および前記ＣＡＮモジュール１４およびＡＤ変換モジュール１３の入力値をＤＰＲＡＭ１０へ常時書き込みを実施する。
図２は、メイン系ＡＴＣＵのソフト概略処理フロー図を示しており、制御アプリの実行順で、メイン系入力データ処理部Ｓ１００を実施後、メイン系制御処理部Ｓ２００を実施し、最後に、メイン系出力処理部Ｓ３００を実施する。
図３は、本実施形態に係るメイン系ＡＴＣＵのソフト処理内入力処理部のＡＤ入力データとＣＡＮ入力データ取り込みフロー図を示しており、前記Ｓ１００の詳細内容である。ＡＤ変換モジュール状態判定Ｓ１１０にて、メイン系ＡＤ変換モジュールの状態を判定し、前記メイン系ＡＤ変換モジュールが正常で有れば、ＡＤ入力データの格納Ｓ１２０を実施し、メイン系ＡＤ変換モジュールより、ＡＤ入力デートを取り出し、メイン系ＡＤ入力用の所定のＲＡＭへ格納する。前記メイン系ＡＤ変換モジュールが異常の場合は、サブ系ＡＤ変換モジュール状態判定Ｓ１１５にて、ＤＰＲＡＭに格納されているサブ系ＡＤ変換モジュール状態を判定し、前記サブ系ＡＤ変換モジュールが正常で有れば、サブ系ＡＤ入力データの格納Ｓ１２５を実施することにより、ＤＰＲＡＭに格納されている、サブ系ＡＤ入力データをメイン系のＡＤ入力用の所定のＲＡＭへ格納することにより、前記サブ系ＡＤ入力データがメイン系で使用可能になり、メイン系ＡＤ変換モジュールに故障が発生した場合でも、制御アプリの継続性が保たれる。
前記Ｓ１１５にて、前記サブ系ＡＤ変換モジュールが異常で有れば、フェールデータの格納Ｓ１３０を実施し、フェールデータをメイン系ＡＤ入力用の所定ＲＡＭへ格納し、所定のフェール処理が実施される。
次に、ＣＡＮモジュール状態判定Ｓ１３５にて、メイン系ＣＡＮモジュールの状態を判定し、前記メイン系ＣＡＮモジュールが正常で有れば、ＣＡＮ入力データの格納Ｓ１４５を実施し、メイン系ＣＡＮモジュールより、ＣＡＮ入力デートを取り出し、メイン系ＣＡＮ入力用の所定のＲＡＭへ格納する。前記メイン系ＣＡＮモジュールが異常の場合は、サブ系ＣＡＮモジュール状態判定Ｓ１４０にて、ＤＰＲＡＭに格納されているサブ系ＣＡＮモジュール状態を判定し、前記サブ系ＣＡＮモジュールが正常で有れば、サブ系ＣＡＮ入力データの格納Ｓ１５０を実施することにより、ＤＰＲＡＭに格納されている、サブ系ＣＡＮ入力データをメイン系のＣＡＮ入力用の所定のＲＡＭへ格納することにより、前記サブ系ＣＡＮ入力データがメイン系で使用可能になり、メイン系ＣＡＮモジュールに故障が発生した場合でも、制御アプリの継続性が保たれる。
前記Ｓ１４０にて、前記サブ系ＣＡＮモジュールが異常で有れば、フェールデータの格納Ｓ１５５を実施し、フェールデータをメイン系ＣＡＮ入力用の所定ＲＡＭへ格納し、所定のフェール処理が実施される。
図４は、サブ系ＡＴＣＵのソフト概略処理フロー図を示しており、制御アプリの実行順で、サブ系入力データ処理部Ｓ４００を実施後、サブ系制御処理部Ｓ５００を実施する、本実施形態係る極めて簡易なソフト構成が特徴である。
図５は、本実施形態に係るサブ系ＡＴＣＵのソフト処理内入力処理部のＡＤ入力データとＣＡＮ入力データ取り込みフロー図を示しており、前記Ｓ４００の詳細内容である。ＡＤ変換モジュール状態判定Ｓ４１０にて、サブ系ＡＤ変換モジュールの状態を判定し、前記サブ系ＡＤ変換モジュールが正常で有れば、ＡＤ変換モジュール状態ＯＫの格納Ｓ４１５を実施し、ＤＰＲＡＭ内に前記Ｓ４１５の内容を格納後、ＡＤ入力データの格納Ｓ４２５を実施し、サブ系ＡＤ変換モジュールよりＡＤ入力データを取り出し、ＤＰＲＡＭ内に格納する。前記サブ系ＡＤ変換モジュールが異常の場合は、ＡＤ変換モジュール状態ＮＧの格納Ｓ４２０を実施し、ＤＰＲＡＭ内に前記Ｓ４２５の内容を格納する。
次に、ＣＡＮモジュール状態判定Ｓ４３０にて、サブ系ＣＡＮモジュールの状態を判定し、前記サブ系ＣＡＮモジュールが正常で有れば、ＣＡＮモジュール状態ＯＫの格納Ｓ４３５を実施し、ＤＰＲＡＭ内に前記Ｓ４３５の内容を格納後、ＣＡＮ入力データの格納Ｓ４４５を実施し、サブ系ＣＡＮモジュールよりＣＡＮ入力データを取り出し、ＤＰＲＡＭ内に格納する。前記サブ系ＣＡＮモジュールが異常の場合は、ＣＡＮモジュール状態ＮＧの格納Ｓ４４０を実施し、ＤＰＲＡＭ内に前記Ｓ４４０の内容を格納する。
以上説明した実施形態では、メイン系ＡＴＣＵとサブ系ＡＴＣＵ間に、ＤＰＲＡＭを使用しているが、廉価なシリアル通信系を持たせる形態を適用し、サブ系ＡＴＣＵの周辺モジュールデータを常時メイン系ＡＴＣＵへシリアル通信を用いても、本発明の技術的思想が適用可能なことは言うまでもない。
以上説明した実施形態では、メイン系ＡＴＣＵとサブ系ＡＴＣＵ間でのマイコン診断機能を織り込んでないが、マイコン診断機能を本実施形態へ付加された実施形態でも差支えない。
１：メイン系ＡＴＣＵ（ＡＴ用制御装置）
２：メイン系ＣＰＵ（制御用演算装置）
３：メイン系ＡＤ変換モジュール
４：メイン系ＣＡＮモジュール
５：メイン系Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ
６：メイン系ＲＡＭ
７：メイン系外部バスＩ／Ｆ
８：メイン系入出装置
９：メイン系ＤＰＲＡＭデータバス
１０：ＤＰＲＡＭ（Ｄｕａｌ ｐｏｒｔ ＲＡＭ）
１１：サブ系ＡＴＣＵ（ＡＴ用制御装置）
１２：サブ系ＣＰＵ（制御用演算装置）
１３：サブ系ＡＤ変換モジュール
１４：サブ系ＣＡＮモジュール
１５：サブ系Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ
１６：サブ系ＲＡＭ
１７：サブ系外部バスＩ／Ｆ
１８：サブ系入出装置
１９：サブ系データバス
２０：ＣＡＮバスライン
２１：メイン系ＣＡＮ入力データ
２２：メイン系ＣＡＮ出力データ
２３：サブ系ＣＡＮ入力データ
２４：各種センサ（油温センサ・ＰＲＩ 圧センサ・ＳＥＣ 圧センサ等）
２５：メイン系各種センサ入力値
２６：サブ系各種センサ入力値
２７：メイン系各種ポート入力値
２８：メイン系各種ポート出力値

Claims (5)

  1. 第一の制御装置と第二の制御装置とを用いて冗長化される駆動装置の制御装置において、
    前記第一の制御装置及び第二の制御装置は少なくとも、外部制御装置と通信を行うための通信モジュールと、
    センサからのアナログ信号を入力してデジタル信号に変換するＡＤ変換モジュールと、
    前記駆動装置に接続される出力部と、を備え、
    前記第一の制御装置の前記通信モジュール及び前記ＡＤ変換モジュールの少なくとも一方に故障が発生した場合には、前記第二の制御装置の前記通信モジュール又はＡＤ変換モジュールから出力される出力データを前記第一の制御装置で処理し、前記第一の制御装置の前記出力部を介して前記駆動装置を駆動することを特徴とした駆動装置の制御装置。
  2. 請求項１に記載の駆動装置の制御装置において、
    前記第一の制御装置はＣＰＵと記憶装置を備え、
    前記故障が発生した際にも、第一の制御装置のＣＰＵと、前記記憶装置を継続して使用可能なことを特徴とした駆動装置の制御装置。
  3. 請求項１に記載の駆動装置の制御装置において、
    入力される入力データを演算する出力演算ソフトが前記第一の制御装置でのみ実行されることを特徴とした制御装置。
  4. 請求項１に記載の駆動装置の制御装置において、
    前記第一の制御装置の前記通信モジュール及び前記ＡＤ変換モジュールの少なくとも一方に故障が発生した場合、前記第一の制御装置と前記第二の制御装置とが共にアクセス可能な共通記憶装置を介して、前記第二の制御装置の前記通信モジュール又はＡＤ変換モジュールから出力される出力データを前記第一の制御装置へ共有することを特徴とした駆動装置の制御装置。
  5. 第一の制御装置と第二の制御装置とを用いて冗長化される車載機器の制御システムにおいて、
    前記第一の制御装置と前記第二の制御装置のそれぞれは、共通するデータを取得可能な入力部と、
    前記車載機器に出力信号を出力する出力部と、を備え、
    前記第一の制御装置の入力部に異常が生じた場合、前記第二の制御装置の入力部で取得したデータを前記第一の制御装置で処理し、前記第一の制御装置の前記出力部を介して前記車載機器を駆動することで、制御を継続する制御システム。
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