JP6736398B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、指令信号を算出する第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータと、第１系統コンピュータにより算出される指令信号と第２系統コンピュータにより算出される指令信号とのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部と、を備える車両用制御装置に関する。

たとえば特許文献１には、第１系統コンピュータと第２系統コンピュータとのそれぞれが、メインＣＰＵおよびサブＣＰＵと、比較装置とを備え、比較装置によってメインＣＰＵの演算結果とサブＣＰＵの演算結果とを比較して異常の有無を判定する装置が記載されている。この装置では、第１系統コンピュータによって算出される指令信号と第２系統コンピュータによって算出される指令信号とが入力される出力信号選択装置（切替部）を備えている。切替部には、第１系統コンピュータと第２系統コンピュータとのそれぞれの比較装置による比較結果に関する信号が更に入力される。そして、切替部では、第１系統コンピュータにおいて異常が生じていると判定されていない場合には、第１系統コンピュータから出力された指令信号を選択して出力する一方、異常が生じていると判定されている場合、第２系統コンピュータから出力された指令信号を選択して出力する（段落「００１８」）。

特開２００３−１５７４３号公報

ただし、上記装置の場合、切替部に異常が生じた場合、切替部が適切な指令信号を出力できなくなるおそれがあるが、切替部の異常を検知することについては記載されていない。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１系統コンピュータにより算出される指令信号と第２系統コンピュータにより算出される指令信号とのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部の異常を検知できるようにした車両用制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．車両用制御装置は、指令信号を算出する第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータと、前記第１系統コンピュータにより算出される前記指令信号と前記第２系統コンピュータにより算出される前記指令信号とが入力され、それらのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部と、前記切替部のうちの該切替部の入力端子につながる節点、該切替部の出力端子につながる節点、および前記切替部においてそれら２つの節点の間の節点のうちの、複数の節点の電位が一致するか否かに応じた信号を前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの少なくとも一方に出力する比較部と、を備え、前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき、前記切替部の異常の有無を判定する。

上記切替部に関する節点のなかには、正常であるか否かに応じて、電位が一致するか否かが定まるものが存在する。そこで上記構成では、それら複数の節点の電位が一致するか否かに応じた信号を比較部が第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータの少なくとも一方に出力することにより、当該系統コンピュータによって異常の有無を判定する。これにより、第１系統コンピュータにより算出される指令信号と第２系統コンピュータにより算出される指令信号とのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部の異常を検知できる。

２．上記１記載の車両用制御装置において、前記切替部は、複数の論理回路にて構成されており、前記２つの節点の間の節点は、前記複数の論理回路同士を接続する節点であり、前記複数の節点は、第１の一対の節点と、該第１の一対の節点とは相違する第２の一対の節点を含み、前記比較部は、前記第１の一対の節点の電位が一致するか否かを判定する第１比較部と、前記第２の一対の節点の電位が一致するか否かを判定する第２比較部と、を備え、前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記第１比較部の出力する信号および前記第２比較部の出力する信号に基づき、前記切替部の異常の有無を判定する。

上記構成では、第１比較部および第２比較部を備えることにより、たとえば切替部に異常があるにもかかわらず第１の一対の接点の電位が正常時と同一となる場合であっても、第２の一対の接点の電位が異常を示すことにより、第２比較部によって異常を検知することができる。

３．上記１または２記載の車両用制御装置において、前記切替部は、第１切替部および第２切替部を備え、前記第１切替部および前記第２切替部のいずれが前記指令信号を選択的に出力するかを、前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方によって指定可能であり、前記比較部は、前記第１切替部の入力端子につながる節点、前記第１切替部の出力端子につながる節点、および前記第１切替部においてそれら２つの節点の間の節点のうちの、複数の節点の電位が一致するか否かに応じた信号を前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方に出力し、前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき前記第１切替部に異常があると判定する場合、前記第２切替部が前記指令信号を選択的に出力するように指定する。

上記構成では、第１切替部に異常があると判定される場合、第２切替部が用いられるため、第１切替部に異常がある場合であっても、第１系統コンピュータや第２系統コンピュータの出力する指令信号を外部に出力することができる。

４．上記３記載の車両用制御装置において、前記第１切替部の出力端子をハイインピーダンス状態とするハイインピーダンス回路を備え、前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき前記第１切替部に異常があると判定する場合、前記ハイインピーダンス回路を操作して前記第１切替部の出力端子をハイインピーダンス状態とする。

第１切替部が指令信号を出力する状態から第２切替部が指令信号を出力する状態に切り替える際、第１切替部の出力端子の電位が所定の電位である場合、第２切替部の出力信号に影響を及ぼすことが懸念される。この点、上記構成では、ハイインピーダンス回路を備えて第１切替部の出力端子をハイインピーダンス状態とすることにより、第２切替部の出力する指令信号に第１切替部の出力端子の電位が悪影響を及ぼすことを好適に抑制することができる。

５．上記１〜４のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータは、ソフトウェア処理を実行する処理部を備え、前記比較部は、ハードウェア処理を実行する。

上記構成において、仮に、処理部自体が節点の電位に基づき異常の有無を判定するとする場合、処理部の演算速度を非常に高速なものとする必要が生じる。この点、上記構成では、ハードウェア処理を実行する比較部の出力する信号に基づき、処理部において異常の有無を判定するため、処理部の演算速度に過度に高い要求が課されることを抑制することができる。

第１の実施形態にかかる車両用制御装置を搭載した車両の一部を示す図。 同実施形態にかかる操舵ＥＣＵの構成を示すブロック図。 同実施形態にかかる切替部の状態パターンを示す図。 同実施形態にかかる比較部の状態パターンを示す図。 同実施形態にかかる異常判定処理の手順を示す流れ図。 第２の実施形態にかかるハイインピーダンス回路を示す回路図。

＜第１の実施形態＞
以下、車両用制御装置にかかる第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示す操舵装置１０は、車両に搭載されるものであり、ユーザによってステアリングホイール（ステアリング１２）に加えられたトルクが、ステアリングシャフト１４、ラック軸２０を介して転舵輪２２に伝達される。

上記ステアリングシャフト１４とラック軸２０とは、所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸２０に形成された第１ラック歯２４ａとステアリングシャフト１４に形成されたシャフト歯１４ａとが噛合されることで第１ラックアンドピニオン機構２４が構成されている。

上記ラック軸２０は、ピニオン軸２８と所定の交叉角をもって配置されており、ラック軸２０に形成された第２ラック歯２６ａとピニオン軸２８に形成されたピニオン歯２８ａとが噛合されることで第２ラックアンドピニオン機構２６が構成されている。ピニオン軸２８は、ウォームアンドホイール等の減速機構３０を介して、電動機３２の回転軸３２ａに接続されている。電動機３２は、３相の電動機であり、電動機３２に交流電圧を印加するインバータ３４に接続されている。

なお、ラック軸２０、第２ラックアンドピニオン機構２６、減速機構３０、電動機３２およびインバータ３４は、転舵アクチュエータＰＳＡを構成する。
操舵制御装置（操舵ＥＣＵ４０）は、電動機３２のトルクを制御量とし、インバータ３４を操作することによって、ユーザによるステアリング１２の操作をアシストするアシスト制御を実行する。アシスト制御は、ステアリング１２の操作に基づき、ステアリング１２の操作による転舵輪２２の転舵をアシストするためのトルクを電動機３２によって生成する処理である。この際、操舵ＥＣＵ４０は、各種センサの検出値を参照する。これらセンサとしては、たとえば、ステアリングシャフト１４に加わるトルク（操舵トルクＴｒｑｓ）を検出するトルクセンサ４４や、電動機３２の回転軸３２ａの回転角度θを検出する回転角度センサ４８、インバータ３４の出力線電流（電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ）を検出する電流センサ４６等がある。具体的には、操舵ＥＣＵ４０は、操舵トルクＴｒｑに応じて電動機３２のトルクを制御する。

操舵ＥＣＵ４０は、さらに、上位ＥＣＵ４２からの転舵角指令値θｐ＊に従って転舵輪２２の転舵角を制御することによって、自動操舵に関する処理を実行する。上位ＥＣＵ４２は、カメラ５０の出力する画像データに基づき、車両の走行経路を算出し、算出した走行経路に沿って車両を走行させるための転舵角指令値θｐ＊を算出して操舵ＥＣＵ４０に出力する。

図２に、操舵ＥＣＵ４０の構成を示す。
操舵ＥＣＵ４０は、第１系統コンピュータ６０、第２系統コンピュータ７０、および切替部８０を備えている。

第１系統コンピュータ６０は、一対の中央処理装置であるメインＣＰＵ６２ａおよびサブＣＰＵ６２ｂと、一対のメモリ６４ａ，６４ｂとを備えている。メインＣＰＵ６２ａは、メモリ６４ａに記憶されたプログラムに従ってソフトウェア処理を実行し、サブＣＰＵ６２ｂは、メモリ６４ｂに記憶されたプログラムに従ってソフトウェア処理を実行する。本実施形態では、メインＣＰＵ６２ａは、入出力回路６８を介して入力される上記電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗや回転角度θ、操舵トルクＴｒｑ、転舵角指令値θｐ＊に基づき、インバータ３４の操作信号ＭＳを算出する処理を実行する。一方、サブＣＰＵ６２ｂは、メインＣＰＵ６２ａの異常の有無を判定するためにメインＣＰＵ６２ａと同一の演算処理を実行する。

第１系統判定部６６は、メインＣＰＵ６２ａの出力するデータとサブＣＰＵ６２ｂの出力するデータとの一致、不一致に基づき、メインＣＰＵ６２ａの演算結果とサブＣＰＵ６２ｂの演算結果とを比較し、比較の結果、演算結果が一致しない場合に、エラー信号ＳｆをメインＣＰＵ６２ａおよびサブＣＰＵ６２ｂに出力する。第１系統判定部６６は、たとえば専用のハードウェア（ＡＳＩＣ）にて構成され、上記処理をハードウェア処理として実行する。

第２系統コンピュータ７０は、上記メインＣＰＵ６２ａ、サブＣＰＵ６２ｂ、メモリ６４ａ，６４ｂ、第１系統判定部６６、および入出力回路６８のそれぞれに対応する、メインＣＰＵ７２ａ、サブＣＰＵ７２ｂ、メモリ７４ａ，７４ｂ、第２系統判定部７６、および入出力回路７８を備えている。

切替部８０には、第１系統コンピュータ６０によって算出されたインバータ３４の操作信号ＭＳ１と、第２系統コンピュータ７０によって算出されたインバータ３４の操作信号ＭＳ２とが入力され、操作信号ＭＳ１，ＭＳ２のいずれか一方を操作信号ＭＳとしてインバータ３４に出力する。ただし、実際には、切替部８０が出力する論理Ｈおよび論理Ｌの２値の操作信号ＭＳのうち論理Ｈの信号については、プリドライブ回路によって昇圧した後にインバータ３４に取り込まれることが望ましい。なお、たとえばインバータ３４が、直流電圧源の正極および負極のそれぞれを電動機３２の端子に選択的に接続するスイッチング素子を備える場合、操作信号として、各レッグの上側アームの３個のスイッチング素子と下側アームの３個のスイッチング素子とのそれぞれに各別の操作信号が必要となる。しかし図２においては、記載スペースの制約などから、切替部８０の構成のうち、単一の操作信号に関するもののみを図示している。

切替部８０には、操作信号ＭＳ１，ＭＳ２に加えて、系統切替信号Ｓｃ１が入力される。系統切替信号Ｓｃ１は、操作信号ＭＳ１をインバータ３４の操作信号ＭＳとして出力する状態と、操作信号ＭＳ２をインバータ３４の操作信号ＭＳとして出力する状態とを切り替えるための信号である。本実施形態では、系統切替信号Ｓｃ１は、第１系統コンピュータ６０によって切替部８０に入力されるものとする。なお、本実施形態において、第１系統コンピュータ６０は、メインコンピュータであり、第２系統コンピュータ７０は、サブコンピュータであることを想定する。したがって、第２系統コンピュータ７０によって算出される操作信号ＭＳ２が操作信号ＭＳとされるのは、第１系統コンピュータ６０に異常が生じる場合に限る。

切替部８０は、第１切替部９０ａと第２切替部９０ｂとを備えている。そして、切替部８０には、出力切替信号Ｓｃ２が入力される。出力切替信号Ｓｃ２は、操作信号ＭＳ１と操作信号ＭＳ２とのいずれかを選択して操作信号ＭＳとして出力する処理を第１切替部９０ａが実行するか第２切替部９０ｂが実行するかを切り替えるための信号である。本実施形態では、出力切替信号Ｓｃ２は、第１系統コンピュータ６０および第２系統コンピュータ７０によって切替部８０に入力されるものとする。

第１切替部９０ａは、操作信号ＭＳ１と系統切替信号Ｓｃ１とが入力され、それらの論理積信号を出力するＡＮＤ回路９２ａと、系統切替信号Ｓｃ１が入力され、その論理反転信号を出力する反転回路９３ａと、上記論理反転信号と操作信号ＭＳ２とが入力され、それらの論理積信号を出力するＡＮＤ回路９４ａとを備えている。また、第１切替部９０ａは、ＡＮＤ回路９２ａが出力する論理積信号と、ＡＮＤ回路９４ａが出力する論理積信号とが入力され、それらの論理和信号を出力するＯＲ回路９６ａを備えている。また、第１切替部９０ａは、ＯＲ回路９６ａが出力する論理和信号が入力され、これをインバータ３４の操作信号ＭＳとして出力する３ステートバッファ（ハイインピーダンス回路９８ａ）を備えている。

ハイインピーダンス回路９８ａには、出力切替信号Ｓｃ２の論理反転信号がイネーブル端子に入力される。すなわち、切替部８０は、出力切替信号Ｓｃ２が入力され、出力切替信号Ｓｃ２の論理反転信号を生成してハイインピーダンス回路９８ａのイネーブル端子に出力する反転回路８２を備えている。ハイインピーダンス回路９８ａは、イネーブル端子に入力される信号が論理Ｈである場合に入力信号を出力し、論理Ｌである場合、出力端子をハイインピーダンス状態とする。このため、出力切替信号Ｓｃ２が論理Ｌである場合、反転回路８２によってイネーブル端子に入力される信号が論理Ｈとなることから、ハイインピーダンス回路９８ａは、入力信号を出力する。

ハイインピーダンス回路９８ａの出力信号が第１切替部９０ａの出力信号である。そして、ハイインピーダンス回路９８ａがハイインピーダンス状態ではなく、入力された信号を出力する場合、この信号は、インバータ３４の操作信号ＭＳとなる。すなわち、系統切替信号Ｓｃ１が論理Ｈである場合、ＡＮＤ回路９２ａの出力は、２値変数の信号である操作信号ＭＳ１の論理値に応じた信号となる一方、ＡＮＤ回路９４ａの出力は、常時論理Ｌとなる。このため、ＯＲ回路９６ａの出力信号は、操作信号ＭＳ１となり、この信号がハイインピーダンス回路９８ａに入力される。また、系統切替信号Ｓｃ１が論理Ｌである場合、ＡＮＤ回路９２ａの出力は、常時論理Ｌとなる一方、ＡＮＤ回路９４ａの出力は、２値変数の信号である操作信号ＭＳ２の論理値に応じた信号となる。このため、ＯＲ回路９６ａの出力信号は、操作信号ＭＳ２となり、この信号がハイインピーダンス回路９８ａに入力される。

第２切替部９０ｂは、ＡＮＤ回路９２ａ、反転回路９３ａ、ＡＮＤ回路９４ａ、ＯＲ回路９６ａおよびハイインピーダンス回路９８ａのそれぞれに対応するＡＮＤ回路９２ｂ、反転回路９３ｂ、ＡＮＤ回路９４ｂ、ＯＲ回路９６ｂおよびハイインピーダンス回路９８ｂを備えている。ただし、ハイインピーダンス回路９８ｂのイネーブル端子には、出力切替信号Ｓｃ２が入力される。

こうした構成によれば、出力切替信号Ｓｃ２によって、第１切替部９０ａの出力信号と第２切替部９０ｂの出力信号とのいずれか一方を選択的に切替部８０の出力端子Ｔｏから出力される操作信号ＭＳとすることができる。なお、本実施形態では、第１切替部９０ａがメインであり、第２切替部９０ｂがサブである。このため、第１切替部９０ａに異常が生じる場合に限って、第２切替部９０ｂが利用される。

図３に、出力切替信号Ｓｃ２と、切替部８０の出力端子Ｔｏの出力値との関係を示す。なお、図３においては、出力端子Ｔｏの論理値として、出力端子Ｔｏに接続された節点ｎｅの論理値を示す。また、図３には、第１切替部９０ａのＯＲ回路９６ａ（図中「第１：ＯＲ」）、第２切替部９０ｂのＯＲ回路９６ｂ（図中「第２：ＯＲ」）、第１切替部９０ａのハイインピーダンス回路９８ａ（図中「第１：３ｓｂ」）、および第２切替部９０ｂのハイインピーダンス回路９８ｂ（図中「第２：３ｓｂ」）の出力信号の論理値を併せて記載している。なお、図３において、「Ｚ」は、ハイインピーダンス状態であることを示す。

図３に示すように、出力切替信号Ｓｃ２が論理Ｌである場合、第２切替部９０ｂのハイインピーダンス回路９８ｂがハイインピーダンス状態となる一方、第１切替部９０ａのハイインピーダンス回路９８ａがＯＲ回路９６ａの出力信号を出力する。このため、節点ｎｅの論理値は、第１切替部９０ａのＯＲ回路９６ａの出力信号の論理値となる。一方、出力切替信号Ｓｃ２が論理Ｈである場合、第１切替部９０ａのハイインピーダンス回路９８ａがハイインピーダンス状態となる一方、第２切替部９０ｂのハイインピーダンス回路９８ｂがＯＲ回路９６ｂの出力信号を出力する。このため、節点ｎｅの論理値は、第２切替部９０ｂのＯＲ回路９６ｂの出力信号の論理値となる。

図２に戻り、操舵ＥＣＵ４０は、第１切替部９０ａの異常の有無を判定するための比較部１００ａを備えている。図２には、紙面の都合上、比較部１００ａのうち特に操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとされる状態において利用される部分の構成のみを記載している。

比較部１００ａは、第１比較部１０２ａおよび第２比較部１０４ａを備えている。第１比較部１０２ａは、操作信号ＭＳ１が入力される切替部８０の入力端子Ｔｉａに接続される節点ｎａと、ＯＲ回路９６ａおよびハイインピーダンス回路９８ａを接続する節点ｎｃとに接続され、それらの２値的な電位信号の排他的論理和信号を第１比較信号Ｓｄ１として、第１系統コンピュータ６０に出力する。一方、第２比較部１０４ａは、節点ｎｃと節点ｎｅとに接続され、それらの２値的な電位信号の排他的論理和信号を第２比較信号Ｓｄ２として、第１系統コンピュータ６０に出力する。

図４に、操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとされるときにおける、節点ｎａ，ｎｃ，ｎｅ、第１比較信号Ｓｄ１、第２比較信号Ｓｄ２と、異常の有無と、の関係を示す。図４において、論理値にドットを付与しているところは、正常時の論理値とは逆の論理値であることを示している。

第１切替部９０ａから操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとして出力される場合、第１切替部９０ａに異常がないのであれば、節点ｎａ，ｎｃ，ｎｅの電位は一致するはずである。このため、第１比較信号Ｓｄ１および第２比較信号Ｓｄ２がともに正常である場合、図４に示すように、節点ｎａ，ｎｃ，ｎｅの電位が一致する場合に限って、第１比較信号Ｓｄ１と第２比較信号Ｓｄ２とがともに論理Ｌとなる。このため、第１比較信号Ｓｄ１と第２比較信号Ｓｄ２とを用いることにより、第１切替部９０ａの異常の有無を判定することが可能となる。なお、図４においては、便宜上、節点ｎａ，ｎｃ，ｎｅのいずれか１つのみが異常である場合を例示したが、実際には、節点ｎｃが論理Ｈであるべきところ論理Ｌとなる異常が生じると、節点ｎｅについても論理Ｌとなる異常が生じうる。しかし、たとえば、ハイインピーダンス回路９８ａの出力端子がハイインピーダンス状態となる異常が生じている場合などにあっては、節点ｎｃが論理Ｈであるべきところ論理Ｌとなる異常が生じたときに節点ｎｅが論理Ｈとなりうる。また、節点ｎｃが論理Ｈであるべきところ論理Ｌとなる異常が生じたにもかかわらず節点ｎｅが論理Ｈとなるケースは、節点ｎｃと第１比較部１０２ａとの接続異常のケースでもあり得る。すなわち、たとえば、節点ｎｃと第１比較部１０２ａとの接続が切れる異常が生じ、第１比較部１０２ａの一方の入力がハイインピーダンス状態のためにたまたま論理Ｌとなったケースでもあり得る。

ちなみに、図４には、第１比較信号Ｓｄ１および第２比較信号Ｓｄ２のいずれか一方が異常である場合も示している。この場合、第１比較信号Ｓｄ１および第２比較信号Ｓｄ２のいずれか一方が論理Ｈとなることにより異常を検知することができる。

図５に、第１系統コンピュータ６０によって実行される第１切替部９０ａの異常の有無の判定処理の手順を示す。図５に示す処理は、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、以下では、主体をメインＣＰＵ６２ａとして記載する。

図５に示す一連の処理において、メインＣＰＵ６２ａは、まず第１比較信号Ｓｄ１が論理Ｌであることと第２比較信号Ｓｄ２が論理Ｌであることとの論理積が真であるか否かを判定する（Ｓ１０）。メインＣＰＵ６２ａは、論理積が偽であると判定する場合（Ｓ１０：ＮＯ）、カウンタＣをインクリメントする（Ｓ１２）。次に、メインＣＰＵ６２ａは、カウンタＣが閾値Ｃｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ１４）。この処理は、第１切替部９０ａに異常がある旨の判定を確定させるか否かを判定する処理である。すなわち、本実施形態では、ノイズ等によって上記論理積が真となることにより第１切替部９０ａの異常である旨の誤判定がなされることを抑制すべく、閾値Ｃｔｈを２以上の値に設定している。そしてメインＣＰＵ６２ａは、閾値Ｃｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、第１切替部９０ａに異常がある旨の判定をする（Ｓ１６）。そしてメインＣＰＵ６２ａは、出力切替信号Ｓｃ２を論理Ｌとする。ちなみに、図４に示したように、第１切替部９０ａが正常であっても、比較部１００ａの異常に起因して第１比較信号Ｓｄ１および第２比較信号Ｓｄ２のいずれかが論理Ｈとなることもありうる。その場合、第１切替部９０ａが正常であるか否かの監視ができないことを持って、本実施形態では、第１切替部９０ａの異常とみなしている。

一方、メインＣＰＵ６２ａは、論理積が真であると判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、カウンタＣを初期化する（Ｓ２０）。
なお、メインＣＰＵ６２ａは、ステップＳ１８，Ｓ２０の処理が完了する場合、図５に示す一連の処理を一旦終了する。ちなみに、サブＣＰＵ６２ｂも同様の処理を実行するが、サブＣＰＵ６２ｂが入出力回路６８のうちの外部に信号を出力する出力回路に接続されていないため、サブＣＰＵ６２ｂが出力する出力切替信号Ｓｃ２は、切替部８０に出力されない。

ここで本実施形態の作用について説明する。
第１系統コンピュータ６０が系統切替信号Ｓｃ１を論理Ｈとして操作信号ＭＳ１を切替部８０に出力することにより、切替部８０では、操作信号ＭＳ１を操作信号ＭＳとしてインバータ３４に出力する。この際、第１切替部９０ａが正常である場合には、出力切替信号Ｓｃ２が論理Ｌとされ、第１切替部９０ａから操作信号ＭＳが出力される。ここで、第１切替部９０ａが正常であるなら、操作信号ＭＳ１が論理Ｈである場合、節点ｎａ，ｎｃ，ｎｅのいずれにおいてもその電位が論理Ｈの電位となり、操作信号ＭＳ１が論理Ｌである場合、節点ｎａ，ｎｃ，ｎｅのいずれにおいてもその電位が論理Ｌの電位となる。これにより、第１比較信号Ｓｄ１と第２比較信号Ｓｄ２との双方ともに論理Ｌとなる。これに対し、第１切替部９０ａに異常が生じると、節点ｎａ，ｎｃ，ｎｅの電位に不一致が生じることにより、第１比較信号Ｓｄ１と第２比較信号Ｓｄ２との少なくとも一方が論理Ｈとなる。このため、第１系統コンピュータ６０では、第１比較信号Ｓｄ１と第２比較信号Ｓｄ２との少なくとも一方が論理Ｈとなることに基づき、第１切替部９０ａの異常の有無を判定することができる。

ちなみに、第１切替部９０ａによって操作信号ＭＳ２が操作信号ＭＳとされている状態においては、節点ｎｂ，ｎｃ，ｎｅの電位の比較信号に基づき第２系統コンピュータ７０によって第１切替部９０ａの異常の有無を判定すればよい。また、第２切替部９０ｂによって操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとされている状態においては、節点ｎａ，ｎｄ，ｎｅの電位の比較信号に基づき第１系統コンピュータ６０によって第２切替部９０ｂの異常の有無を判定すればよい。また、第２切替部９０ｂによって操作信号ＭＳ２が操作信号ＭＳとされている状態においては、節点ｎｂ，ｎｄ，ｎｅの電位の比較信号に基づき第２系統コンピュータ７０によって第２切替部９０ｂの異常の有無を判定すればよい。

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する効果が得られる。
（１）比較部１００ａが第１比較部１０２ａと第２比較部１０４ａとを備えた。これにより、異常があるにもかかわらず、第１比較部１０２ａの異常に起因して第１比較部１０２ａの出力信号が論理Ｌとなる場合であっても、第２比較部１０４ａの出力信号が論理Ｈとなることに基づき、異常を検知することができる。このため、第１比較部１０２ａおよび第２比較部１０４ａのいずれか一方のみを備える場合と比べると、比較部１００ａによる比較結果の信頼性を高めることができる。

（２）第１比較部１０２ａによって電位が比較される一対の節点ｎａ，ｎｃと、第２比較部１０４ａによって電位が比較される一対の節点ｎｃ，ｎｅとを、互いに異なる節点の組とした。これにより、第１切替部９０ａに異常があるにもかかわらず、一対の節点ｎａ，ｎｃと、一対の節点ｎｃ，ｎｅとのうちのいずれか一方が正常時と同様に一致した場合であっても、他方によって異常を検知することができる。具体的には、たとえば、論理Ｈが正常である場合において、節点ｎａの電位が論理Ｈであり、節点ｎｃ，ｎｅの電位が論理Ｌである場合、第２比較部１０４ａによっては異常を検知できないが、第１比較部１０２ａによって異常を検知することができる。ちなみに、この異常の例では、節点ｎａ，ｎｅの一対の論理値の比較のみを行っても異常を検知できるものの、その場合、たとえば、図４に示すように、節点ｎａが論理Ｈ、節点ｎｃが論理Ｌ、節点ｎｅが論理Ｈである異常を検知できない。

（３）第１切替部９０ａに異常があると判定する場合、出力切替信号Ｓｃ２によって、第２切替部９０ｂから操作信号ＭＳをインバータ３４に出力するようにした。このため、第１切替部９０ａに異常がある場合であっても、第１系統コンピュータ６０の出力する操作信号ＭＳ１や第２系統コンピュータ７０の出力する操作信号ＭＳ２を外部に出力することができる。

（４）第１切替部９０ａに、ハイインピーダンス回路９８ａを備えた。これにより、第１切替部９０ａに異常が生じ、第２切替部９０ｂから操作信号ＭＳを出力する状態に切り替える場合、ハイインピーダンス回路９８ａによって第１切替部９０ａの出力端子をハイインピーダンス状態とすることができる。このため、第１切替部９０ａの出力端子の電位が第２切替部９０ｂの出力信号に影響を及ぼすことを好適に抑制することができる。

（５）比較部１００ａがハードウェア処理を実行し、第１比較信号Ｓｄ１や第２比較信号Ｓｄ２に基づき第１系統コンピュータ６０内のメインＣＰＵ６２ａがソフトウェア処理にて、異常の有無を判定した。これにより、メインＣＰＵ６２ａ自体が節点ｎａ，ｎｃ，ｎｅの電位に基づき異常の有無を判定する場合と比較すると、メインＣＰＵ６２ａの演算速度に過度に高い要求が課されることを抑制することができる。

＜第２の実施形態＞
以下、車両用制御装置にかかる第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、ハイインピーダンス回路９８ａ，９８ｂに代えて、図６に示すハイインピーダンス回路１１０を備える。
図６は、第１切替部９０ａの構成を示す。なお、図６において、図２に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。ちなみに、第２切替部９０ｂの構成についても同様であるため、その記載を省略する。

ハイインピーダンス回路１１０は、一対のリレー１１２，１１６の直列接続体を備えている。リレー１１２は、ＮチャネルのＭＯＳ型電界効果トランジスタ（トランジスタ１１２ａ，１１２ｂ）が互いのボディーダイオード１１４ａ，１１４ｂのカソード同士をショートさせるようにして直列接続されたものである。同様に、リレー１１６は、ＮチャネルのＭＯＳ型電界効果トランジスタ（トランジスタ１１６ａ，１１６ｂ）が互いのボディーダイオード１１８ａ，１１８ｂのカソード同士をショートさせるようにして直列接続されたものである。

リレー１１２を構成する一対のトランジスタ１１２ａ，１１２ｂのゲートには、反転回路８２の出力する反転信号が、プリドライブ回路１２０にて昇圧された後、印加される。プリドライブ回路１２０は、反転信号が論理Ｈである場合に、その電位をより高い電位とするものである。同様に、リレー１１６を構成する一対のトランジスタ１１６ａ，１１６ｂのゲートには、反転回路８２の出力する反転信号が、プリドライブ回路１２２にて昇圧された後、印加される。プリドライブ回路１２２は、反転信号が論理Ｈである場合に、その電位をより高い電位とするものである。

上記ハイインピーダンス回路１１０によれば、リレー１１２，１１６のいずれか一方に異常が生じたり、プリドライブ回路１２０，１２２のいずれか一方に異常が生じたりする場合であっても、第１切替部９０ａの出力端子をハイインピーダンス状態とすることができる。すなわち、たとえば、リレー１１２自体に異常が生じてトランジスタ１１２ａ，１１２ｂのいずれかが開固着状態となるか、プリドライブ回路１２０に異常が生じてリレー１１２が常時開状態となる場合であっても、リレー１１６を閉状態とすることによって、ハイインピーダンス状態を実現することができる。

＜対応関係＞
上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項と、実施形態における事項との対応関係は、次の通りである。指令信号は、操作信号ＭＳに対応し、車載アクチュエータは、転舵アクチュエータＰＳＡに対応し、車両用制御装置は、操舵ＥＣＵ４０に対応する。「２つの節点の間の節点」は、節点ｎｃ，ｎｄに対応し、「第１の一対の節点」は、節点ｎａ，ｎｃに対応し、「第２の一対の節点」は、節点ｎｃ，ｎｅに対応する。処理部は、メインＣＰＵ６２ａ，７２ａやサブＣＰＵ６２ｂ，７２ｂに対応する。第１切替部の出力端子は、図２においては、ハイインピーダンス回路９８ａの出力端子に対応し、図６においてはハイインピーダンス回路９８ａの出力端子（トランジスタ１１６ｂのうちダイオード１１８ｂのアノード側）に対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。
・「第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータについて」
上記実施形態では、第１系統コンピュータ６０をメインコンピュータとし第２系統コンピュータ７０をサブコンピュータとして、第１系統コンピュータ６０に異常が生じた場合に第２系統コンピュータ７０の出力する操作信号ＭＳ２を操作信号ＭＳとしたが、これに限らない。たとえば、第１系統コンピュータ６０と第２系統コンピュータ７０との間にメイン、サブの関係を定義せず、第１系統コンピュータ６０と第２系統コンピュータ７０との双方が正常である場合、所定期間毎に、操作信号ＭＳ１を操作信号ＭＳとする状態と、操作信号ＭＳ２を操作信号ＭＳとする状態とを切り替えてもよい。

・「異常の有無の判定について」
上記実施形態では、第１系統コンピュータ６０が正常である場合、第１系統コンピュータ６０のみが第１比較信号Ｓｄ１や第２比較信号Ｓｄ２に基づき異常の有無を判定したがこれに限らない。たとえば、第１比較信号Ｓｄ１および第２比較信号Ｓｄ２を第２系統コンピュータ７０にも入力し、第２系統コンピュータ７０においても、第１比較信号Ｓｄ１や第２比較信号Ｓｄ２に基づき異常の有無を判定してもよい。

・「比較部について」
操作信号ＭＳ１が操作信号ＭＳとされるときにおける第１切替部９０ａの異常の有無を判定するものとしては、節点ｎａ，ｎｃ，ｎｅの電位を用いるものに限らない。たとえば節点ｎａ，ｎｃの電位のみを用いるものであってもよい。また、たとえば、節点ｎａ，ｎｃ，ｎｅの電位に加えて、図２に示した節点ｎｆの電位を用いるものであってもよい。

比較部としては、一対の節点の組の電位が一致するか否かの判定結果をシリアルラインに出力するものに限らない。たとえば、図２の３つの節点ｎａ，ｎｃ，ｎｅの電位が一致するか否かの判定結果をシリアルラインに出力するものであってもよい。これは、たとえば、第１比較信号Ｓｄ１や第２比較信号Ｓｄ２の論理和信号を生成する回路によって構成することができる。

また、比較部としては、節点の電位が一致する場合に正常を示すものに限らない。たとえば、切替部の論理回路にインバータが含まれる場合等において、正常である場合に電位が互いに異なる一対の節点に接続され、それらの電位が一致するか否かの信号を出力するものであってもよい。

・「切替部について」
上記実施形態では、第１切替部９０ａをメインとし第２切替部９０ｂをサブとして、第１切替部９０ａに異常が生じることを条件に第２切替部９０ｂを利用したが、これに限らない。たとえば、第１切替部９０ａと第２切替部９０ｂとの間にメイン、サブの関係を定義せず、第１切替部９０ａと第２切替部９０ｂとの双方が正常である場合、所定期間毎に、第１切替部９０ａを利用する状態と第２切替部９０ｂを利用する状態とを切り替えてもよい。

さらに、第１系統コンピュータ６０の操作信号ＭＳ１と第２系統コンピュータ７０の操作信号ＭＳ２とのいずれを操作信号ＭＳとするかを切り替える切替部としては、第１切替部９０ａと第２切替部９０ｂとからなるものに限らず、たとえば、第３切替部をさらに備えてもよい。この場合、たとえば第２切替部に異常が生じる場合、第３切替部を利用してもよい。

・「車載アクチュエータについて」
転舵アクチュエータＰＳＡに限らない。たとえば、駆動輪を駆動する主機となる回転電機を備えたものであってもよく、また、左右の車輪の回転速度を変更可能なホイールモータであってもよい。ちなみに、ホイールモータは、車両の操舵を制御するためのアクチュエータである。

・「車両用制御装置について」
複数の系統コンピュータを備える車両用制御装置としては、第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータのみを備えるものに限らず、たとえば第３系統コンピュータを更に備えるもの等、３個以上の系統コンピュータを備えるものであってもよい。この場合、たとえば、第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータの双方に異常が生じる場合に第３系統コンピュータを用いて操作信号ＭＳを生成してもよい。これは、切替部が、第２系統コンピュータに異常が生じる場合に第３系統コンピュータの操作信号ＭＳ３を操作信号ＭＳとすることで実現できる。またたとえば、操作信号ＭＳを算出してインバータ３４の操作に用いる処理を実行する処理を、第１系統コンピュータ、第２系統コンピュータ、および第３系統コンピュータの順に所定期間毎に交代で実行してもよい。

車両用制御装置としては、操舵ＥＣＵに限らない。たとえば自動操舵のために転舵角指令値θｐ＊を操舵ＥＣＵ４０に出力する上位ＥＣＵ４２であってもよい。

１０…操舵装置、１２…ステアリング、１４…ステアリングシャフト、１４ａ…シャフト歯、２０…ラック軸、２２…転舵輪、２４…第１ラックアンドピニオン機構、２４ａ…第１ラック歯、２６…第２ラックアンドピニオン機構、２６ａ…第２ラック歯、２８…ピニオン軸、２８ａ…ピニオン歯、３０…減速機構、３２…電動機、３２ａ…回転軸、３４…インバータ、４０…操舵ＥＣＵ、４２…上位ＥＣＵ、４４…トルクセンサ、４６…電流センサ、４８…回転角度センサ、５０…カメラ、６０…第１系統コンピュータ、６２ａ…メインＣＰＵ、６２ｂ…サブＣＰＵ、６４ａ，６４ｂ…メモリ、６６…第１系統判定部、６８…入出力回路、７０…第２系統コンピュータ、７２ａ…メインＣＰＵ、７２ｂ…サブＣＰＵ、７４ａ，７４ｂ…メモリ、７６…第２系統判定部、７８…入出力回路、８０…切替部、８２…反転回路、９０ａ…第１切替部、９０ｂ…第２切替部、９２ａ，９２ｂ…ＡＮＤ回路、９３ａ，９３ｂ…反転回路、９４ａ，９４ｂ…ＡＮＤ回路、９６ａ，９６ｂ…ＯＲ回路、９８ａ，９８ｂ…ハイインピーダンス回路、１００ａ…比較部、１０２ａ…第１比較部、１０４ａ…第２比較部、１１０…ハイインピーダンス回路、１１２…リレー、１１２ａ，１１２ｂ…トランジスタ、１１４ａ，１１４ｂ…ボディーダイオード、１１６…リレー、１１６ａ，１１６ｂ…トランジスタ、１１８ａ，１１８ｂ…ボディーダイオード、１２０，１２２…プリドライブ回路。

Claims (6)

1. 指令信号を算出する第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータと、
   前記第１系統コンピュータにより算出される前記指令信号と前記第２系統コンピュータにより算出される前記指令信号とが入力され、それらのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部と、
   前記切替部のうちの該切替部の入力端子につながる節点、該切替部の出力端子につながる節点、および前記切替部においてそれら２つの節点の間の節点のうちの、複数の節点の電位が一致するか否かに応じた信号を前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの少なくとも一方に出力する比較部と、を備え、
   前記切替部は、複数の論理回路にて構成されており、
   前記２つの節点の間の節点は、前記複数の論理回路同士を接続する節点であり、
   前記複数の節点は、第１の一対の節点と、該第１の一対の節点とは相違する第２の一対の節点を含み、
   前記比較部は、前記第１の一対の節点の電位が一致するか否かを判定する第１比較部と、前記第２の一対の節点の電位が一致するか否かを判定する第２比較部と、を備え、
   前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記第１比較部の出力する信号および前記第２比較部の出力する信号に基づき、前記切替部の異常の有無を判定する車両用制御装置。
2. 前記切替部は、第１切替部および第２切替部を備え、
   前記第１切替部および前記第２切替部のいずれが前記指令信号を選択的に出力するかを、前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方によって指定可能であり、
   前記比較部は、前記第１切替部の入力端子につながる節点、前記第１切替部の出力端子につながる節点、および前記第１切替部においてそれら２つの節点の間の節点のうちの、複数の節点の電位が一致するか否かに応じた信号を前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方に出力し、
   前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき前記第１切替部に異常があると判定する場合、前記第２切替部が前記指令信号を選択的に出力するように指定する請求項１記載の車両用制御装置。
3. 前記第１切替部の出力端子をハイインピーダンス状態とするハイインピーダンス回路を備え、前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき前記第１切替部に異常があると判定する場合、前記ハイインピーダンス回路を操作して前記第１切替部の出力端子をハイインピーダンス状態とする請求項２記載の車両用制御装置。
4. 指令信号を算出する第１系統コンピュータおよび第２系統コンピュータと、
   前記第１系統コンピュータにより算出される前記指令信号と前記第２系統コンピュータにより算出される前記指令信号とが入力され、それらのいずれか一方を車載アクチュエータの操作につながる信号として選択的に出力する切替部と、
   前記切替部のうちの該切替部の入力端子につながる節点、該切替部の出力端子につながる節点、および前記切替部においてそれら２つの節点の間の節点のうちの、複数の節点の電位が一致するか否かに応じた信号を前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの少なくとも一方に出力する比較部と、を備え、
   前記切替部は、第１切替部および第２切替部を備え、
   前記第１切替部および前記第２切替部のいずれが前記指令信号を選択的に出力するかを、前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方によって指定可能であり、
   前記比較部は、前記第１切替部の入力端子につながる節点、前記第１切替部の出力端子につながる節点、および前記第１切替部においてそれら２つの節点の間の節点のうちの、複数の節点の電位が一致するか否かに応じた信号を前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方に出力し、
   前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき前記第１切替部に異常があると判定する場合、前記第２切替部が前記指令信号を選択的に出力するように指定する車両用制御装置。
5. 前記第１切替部の出力端子をハイインピーダンス状態とするハイインピーダンス回路を備え、前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータの前記少なくとも一方は、前記比較部の出力する信号に基づき前記第１切替部に異常があると判定する場合、前記ハイインピーダンス回路を操作して前記第１切替部の出力端子をハイインピーダンス状態とする請求項４記載の車両用制御装置。
6. 前記第１系統コンピュータおよび前記第２系統コンピュータは、ソフトウェア処理を実行する処理部を備え、
   前記比較部は、ハードウェア処理を実行する請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用制御装置。