WO2018173561A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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光昭 中田
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device having a redundant configuration.
  • Patent Document 1 discloses a motor control device including two systems of power conversion circuits. This motor control device is applied to an electric power steering device, and when the temperature difference between the systems is equal to or greater than a predetermined threshold, the drive of the inverter of the system with the higher detected temperature is stopped or the current limit value Is trying to lower.
  • Redundant configuration of vehicle control system improves vehicle safety by stopping the faulty system and continuing control in the faultless system even if a fault or other fault occurs be able to.
  • the system in which the failure occurs is not used even if there is a part that operates normally, so that hardware resources are wasted.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that can utilize a normal operation portion in a system in which a failure occurs in a redundant configuration.
  • the abnormality determination unit determines that there is an abnormality in the actuation signal of the own system or the output signal of the sensor
  • the calculation of the control amount by the control amount calculation unit is stopped
  • an abnormality detection task execution unit is provided that stops drive control of the actuation unit by the drive control unit and performs calculations other than the calculation of the control amount and calculations other than the drive control of the actuation unit.
  • the redundantly configured vehicle control device includes the abnormality detection task execution unit, so that the normal operation part in the faulty system can be utilized and at least a part of the functions of the normal system can be substituted. .
  • FIG. 1 is a schematic system configuration diagram of a vehicle control device according to an embodiment of the present invention. It is a front view at the time of applying the vehicle control device concerning the embodiment of the present invention to an electric power steering device. It is a block diagram which shows the structural example of ECU for ECU control in FIG. 1 and FIG. It is a functional block diagram of the vehicle control apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • 6 is a flowchart for explaining an operation of a first microcontroller in the vehicle control device of FIG. 4.
  • 6 is a flowchart for explaining an operation of a second microcontroller in the vehicle control device of FIG. 4. It is a figure for demonstrating the change of the calculation load of the microcontroller at the time of normal operation in the conventional vehicle control apparatus at the time of abnormality determination.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of a vehicle control device according to an embodiment of the present invention, and shows a schematic configuration by extracting relevant portions.
  • the vehicle 1 includes an engine control ECU (Electronic Control Unit) 2, an EPS (Electric Power Steering) control ECU 3, an ESC (Electronic Stability Control) control ECU 4, and various on-vehicle devices 5-1, 5-2, 5 -3, ... are mounted, and these are connected to each other by a communication network 6 such as a CAN (controller area network).
  • a communication network 6 such as a CAN (controller area network).
  • FIG. 2 is a front view when the vehicle control device is applied to an electric power steering device, and shows an example of an electric motor in which a vehicle-mounted device to be controlled assists the driver's steering force.
  • the electric power steering apparatus 10 includes a rack housing 11, a motor housing 12, an electric motor (three-phase brushless motor) 13 having two winding sets, a speed reducer 14, a pinion 15, dust boots 16 and 16, and tie rods 17 and 17. And a steering mechanism 18 and the like.
  • the rack housing 11 accommodates a pinion shaft and a rack bar (not shown) and a part of the steering shaft 19.
  • the motor housing 12 houses the electric motor 13 and the EPS control ECU 3 described above. Then, the rotation of the electric motor 13 is decelerated by the speed reducer 14 and transmitted to the steering mechanism 18 to assist the steering force by the driver of the vehicle 1.
  • the steering mechanism 18 includes a steering shaft 19, a pinion shaft, and a torsion bar.
  • the steering shaft 19 rotates integrally with the steering wheel.
  • a steering torque sensor 21 and a steering angle sensor 22 are attached to the steering shaft 20 as steering sensors that detect the steering state of the steering mechanism 18.
  • a pair of the steering torque sensor 21 and the steering angle sensor 22 are provided.
  • the steering torque sensor 21 detects the steering torque (torsion bar torque) generated in the steering mechanism 18 based on the twist amount of the torsion bar.
  • the steering angle sensor 22 detects the steering angle at the time of steering operation.
  • the pinion shaft is connected to the steering shaft 19 via a torsion bar.
  • the dust boots 16, 16 are formed in a bellows ring shape using rubber or the like. The outer ends of the dust boots 16, 16 in the vehicle width direction are fixed to the inner ends of the tie rods 17, 17 in the vehicle width direction. The ends of the pair of tie rods 17, 17 are connected to both ends of the rack bar.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the EPS control ECU 3 in FIGS. 1 and 2.
  • the EPS control ECU 3 includes a logic circuit unit 3a mounted on a printed circuit board and a power circuit unit 3b mounted on a metal printed circuit board.
  • the logic circuit unit 3 a operates with an internal power supply voltage generated by a power supply IC or the like
  • the power circuit unit 3 b operates with an external power supply voltage supplied from the battery 31.
  • the power circuit part 3b is carrying out the heat radiation countermeasure of the power type device with a large emitted-heat amount, and the reliability countermeasure of the electronic component by heat
  • the logic circuit unit 3a and the power circuit unit 3b have a redundant configuration including units EPP1 and EPP2 of the first and second systems having a dashed line DL as a boundary.
  • the logic circuit unit 3a of the first system unit EPP1 includes a microcontroller (dual core CPU in this example) 32, a pre-driver 33, a CPU monitor 34, a virtual motor position detector (inductance detector) 35, and the like.
  • the power circuit unit 3 b includes an inverter 40 and a 3-shunt current detection unit 42.
  • the current detector 42 is used as a motor phase current sensor and a primary current sensor.
  • the logic circuit section 3a of the second system unit EPP2 includes a microcontroller (dual core CPU in this example) 36, a pre-driver 37, a CPU monitor 38, a virtual motor position detector (inductance detector) 39, and the like. Is done.
  • the power circuit unit 3b includes an inverter 41 and a 3-shunt current detection unit 43.
  • the current detection unit 43 is used as a motor phase current sensor and a primary current sensor.
  • a power supply voltage is applied to the first steering sensor 23a (steering torque sensor 21a and steering angle sensor 22a) of the unit EPP1 from the internal operation power supply 45 of the logic circuit unit 3a, and detection outputs are supplied to the microcontrollers 32 and 36, respectively.
  • the A power supply voltage is applied to the second steering sensor 23b (steering torque sensor 21b and steering angle sensor 22b) of the unit EPP2 from the internal operation power supply 47 of the logic circuit section 3a, and the detection output is supplied to the microcontrollers 36 and 32, respectively. Supplied.
  • the steering torque sensor 21a and the steering angle sensor 22a, and the steering torque sensor 21b and the steering angle sensor 22b dual sensors corresponding to the dual core CPUs can be used.
  • a power supply voltage is applied to the microcontrollers 32 and 36 from internal operation power supplies 48 and 49, respectively.
  • the microcontrollers 32 and 36 perform communication between microcomputers (communication between CPUs) to send and receive status signals and sensor signals.
  • the electric motor 13 is provided with motor rotation angle sensors (dual motor position sensors) 50a and 50b.
  • a power supply voltage is applied to the motor rotation angle sensors 50a and 50b from internal operation power supplies 51 and 52 provided in the logic circuit unit 3a, and detection outputs are supplied to the microcontrollers 32 and 36, respectively.
  • the microcontroller 32 performs PWM based on the three-phase current detected by the current detector 42, the rotational position of the rotor detected by the virtual motor position detector 35, the motor rotational angle detected by the motor rotational angle sensors 50a and 50b, and the like. (Pulse Width Modulation) Generates a pulse signal for control.
  • the pulse signal output from the microcontroller 32 is supplied to the pre-driver 33.
  • the microcontroller 36 performs PWM based on the phase current detected by the current detector 43, the rotational position of the rotor detected by the virtual motor position detector 39, the motor rotational angle detected by the motor rotational angle sensors 50a and 50b, and the like.
  • a pulse signal for performing control is generated.
  • the pulse signal output from the microcontroller 36 is supplied to the pre-driver 37.
  • the operation of the microcontroller 32 is verified by the CPU monitor 34 and the operation of the microcontroller 36 is verified by the CPU monitor 38.
  • These CPU monitors 34 and 38 are constituted by timers called watch dogs, for example, and always monitor whether the microcontrollers 32 and 36 are normal.
  • the pulse signal (PWM signal) output from the pre-driver 33 is supplied to the inverter 40, and the pulse signal (PWM signal) output from the pre-driver 37 is supplied to the inverter 41.
  • the electric motor 13 having two winding sets 13a and 13b is driven by these inverters 40 and 41.
  • Three-phase currents during driving of the electric motor 13 are detected by the current detection units 42 and 43, respectively, and detection signals are supplied to the microcontrollers 32 and 36 for feedback control.
  • the microcontrollers 32 and 36 calculate the total current amount from the battery 31 based on the three-phase current.
  • the virtual motor position detectors 35 and 39 detect the rotational position of the rotor based on the neutral point voltage of the stator coil, and supply detection signals to the microcontrollers 32 and 36.
  • the detection signals of the virtual motor position detectors 35 and 39 are used for verification of the detection outputs of the current detection units 42 and 43 and the motor rotation angle sensors 50a and 50b and for backup at the time of sensor failure.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the vehicle control apparatus according to the embodiment of the present invention, and shows a detailed configuration example of the microcontrollers 32 and 36 in FIG.
  • the first system unit EPP1 includes a sensor 54, a microcontroller (first microcomputer) 32, a pre-driver 33, an inverter 40, a winding set 13a of the electric motor 13, and the like.
  • the second system unit EPP2 includes a sensor 55, a microcontroller (second microcomputer) 36, a pre-driver 37, an inverter 41, a winding set 13b of the electric motor 13, and the like.
  • the sensor 54 detects a state quantity indicating the driving state of the vehicle.
  • a power supply voltage monitor 81 and a temperature sensor 82 are included.
  • the sensor 55 detects a state quantity indicating the driving state of the vehicle.
  • the microcontroller 32 controls the winding set 13a of the electric motor 13 as the first actuation unit based on the output signal of the sensor 54.
  • the microcontroller 32 includes an input signal processing unit 61, a CAN communication unit 62, an assist control / external command control unit 63, an assist limiting unit 64, a motor control unit 65, a diagnosis function unit 66, a task switching function unit 67, and a microcomputer.
  • a communication unit 68 and the like are provided.
  • the microcontroller 36 controls the winding set 13b of the electric motor 13 as the second actuation unit based on the output signal of the sensor 55.
  • the microcontroller 36 includes an input signal processing unit 71, a CAN communication unit 72, an assist control / external command control unit 73, an assist limiting unit 74, a motor control unit 75, a diagnosis function unit 76, a task switching function unit 77, and a microcomputer.
  • a communication unit 78 and the like are provided.
  • Each CAN communication unit 62, 72 is connected to another ECU or vehicle-mounted equipment 5-1, 5-2, 5-3,... Via the CAN bus 53 (communication network 6) as shown in FIG. Is done.
  • the output signal of each sensor in the sensor 54 is input to an input signal processing unit (first sensor signal input unit) 61, and is A / D converted to a digital signal, for example.
  • the output signal of the input signal processing unit 61 is supplied to an assist control / external command control unit (first control amount calculation unit) 63.
  • the assist control / external command control unit 63 calculates a first control amount for driving and controlling the electric motor 13 based on the output signal of the sensor 54.
  • the first control amount includes the assist amount of the driver's steering force and the amount of steering force output by an external command regardless of the driver's steering operation in an automatic parking system, for example.
  • a signal output from the assist control / external command control unit 63 is supplied to a motor control unit (first drive control unit) 65 via an assist restriction unit 64.
  • the motor control unit 65 drives and controls the electric motor 13 via the pre-driver 33 and the inverter 40 based on the first control amount.
  • the diagnosis function unit (first abnormality determination unit) 66 is supplied with the output signal of the input signal processing unit 61 and the output signal of the CAN communication unit 62, and outputs the pre-driver 33, the inverter 40, the winding set 13 a or the sensor 54. Determine if the signal is abnormal.
  • the output signal of the diagnostic function unit 66 is supplied to an assist limiting unit 64 and a task switching function unit (task detection unit at abnormality detection) 67, where the assist of the steering force by the electric motor 13 is limited and task switching of each unit is performed. Executed.
  • the task switching function unit 67 monitors the abnormality confirmation flag of the diagnosis function unit 66.
  • the task switching function unit 67 performs task switching, for example, by switching a program to be executed.
  • the diagnosis function unit 66 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 33, the inverter 40, the winding set 13a, or the sensor 54
  • the task switching function unit 67 performs the first operation by the assist control / external command control unit 63.
  • the calculation of the control amount is stopped, and the drive control of the electric motor 13 via the pre-driver 33 and the inverter 40 by the motor control unit 65 is stopped.
  • the task switching function unit 67 causes the assist control / external command control unit 63 to perform calculations other than the calculation of the first control amount and calculations other than the drive control of the electric motor 13.
  • the output signal of each sensor in the sensor 55 is input to an input signal processing unit (second sensor signal input unit) 71, and is A / D converted, for example, to be converted into a digital signal.
  • the output signal of the input signal processing unit 71 is supplied to an assist control / external command control unit (second control amount calculation unit) 73.
  • the assist control / external command control unit 73 calculates a second control amount for driving and controlling the second actuation unit of the electric motor based on the output signal of the sensor 55.
  • the second control amount includes an assist amount of the driver's steering force and a steering force amount output by an external command regardless of the driver's steering operation in an automatic parking system, for example.
  • a signal output from the assist control / external command control unit 73 is supplied to a motor control unit (second drive control unit) 75 via an assist restriction unit 74.
  • the motor control unit 75 drives and controls the electric motor 13 via the pre-driver 37 and the inverter 41 based on the second control amount.
  • the diagnosis function unit (second abnormality determination unit) 76 is supplied with the output signal of the input signal processing unit 71 and the output signal of the CAN communication unit 72, and the output of the pre-driver 37, the inverter 41, the winding set 13 b or the sensor 55. Determine if the signal is abnormal.
  • the output signal of the diagnosis function unit 76 is supplied to an assist limiting unit 74 and a task switching function unit (task detection unit at abnormality detection) 77, where the assist of the steering force by the electric motor 13 is limited and task switching of each unit is performed. Executed.
  • the task switching function unit 77 monitors the abnormality confirmation flag of the diagnosis function unit 76.
  • the task switching function unit 77 performs task switching, for example, by switching a program to be executed.
  • the diagnosis function unit 76 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 37, the inverter 41, the winding set 13b or the sensor 55
  • the task switching function unit 77 performs the second operation by the assist control / external command control unit 73.
  • the calculation of the control amount is stopped, and the drive control of the electric motor 13 via the pre-driver 37 and the inverter 41 by the motor control unit 75 is stopped.
  • the task switching function unit 77 causes the assist control / external command control unit 73 to perform calculations other than the calculation of the second control amount and calculations other than the drive control of the electric motor 13.
  • the inter-microcomputer communication units (inter-CPU communication units) 68 and 78 perform transmission / reception of signals performed between the microcontroller 32 and the microcontroller 36.
  • the microcomputer-to-microcomputer communication unit 68 exchanges data with the diagnostic function unit 66 and the task switching function unit 67 and communicates with other ECUs or on-vehicle devices via the CAN communication unit 62 and the CAN bus 53.
  • the inter-microcomputer communication unit 78 exchanges data with the diagnosis function unit 76 and the task switching function unit 77, and communicates with other ECUs or on-vehicle devices via the CAN communication unit 72 and the CAN bus 53. Do.
  • the task switching function unit 67 receives a task switching command from the microcontroller 36 via the inter-microcomputer communication units 78 and 68, and transmits task switching completion information to the microcontroller 36 via the inter-microcomputer communication units 68 and 78. To do.
  • the task switching function unit 77 receives a task switching command from the microcontroller 32 via the inter-microcomputer communication units 68 and 78, and sends task switching completion information to the microcontroller 32 via the inter-microcomputer communication units 78 and 68. Send to.
  • the task switching function unit 67 causes the assist control / external command control unit 63, the assist limitation unit 64, and the motor control unit 65 to operate when an abnormality occurs in the pre-driver 33, the inverter 40, the winding set 13a, or the sensor 54.
  • a computation stop command is output for each to stop computation.
  • the task switching function unit 77 has an assist control / external command control unit 73, an assist restriction unit 74, and a motor control unit 75 when an abnormality occurs in the pre-driver 37, the inverter 41, the winding set 13b, or the sensor 55.
  • a calculation stop command is output to each to stop the calculation.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the microcontroller 32 in the first system unit EPP1 in the vehicle control apparatus of FIG.
  • Steps S1 to S4, S8 to S10 show the operation of the diagnostic function unit 66
  • steps S5 to S7 and S11 to S13 show the operation of the task switching function unit 67, respectively.
  • step S1 it is determined whether or not the abnormality counter built in the diagnostic function unit 66 is equal to or greater than a specified value. If the determination result is less than the specified value, the abnormality detection determination of the unit EPP1 is performed (step S2). When it is determined that there is no abnormality in the unit EPP1, an abnormality counter clear process of the unit EPP1 is executed (step S3). If it is determined that there is an abnormality in the unit EPP1, an addition process of the abnormality counter of the unit EPP1 is executed (step S4).
  • the task switching function unit 67 receives a task stop command from the microcontroller 36 of the unit EPP2 to the microcontroller 32 of the unit EPP1 (step S5).
  • the microcontroller 32 of the unit EPP1 executes a specified task stop process (step S6).
  • a task migration completion information transmission process is performed from the microcontroller 32 of the unit EPP1 to the microcontroller 36 of the unit EPP2, and the process ends (step S7).
  • step S8 the assist output continuation determination of the unit EPP1 is executed (step S8). If it is determined that the operation can be continued, a safe state transition process is performed by continuing the assist torque output of the unit EPP1, and the process ends (step S9).
  • a safe state transition process is executed by stopping the assist torque output of the unit EPP1. (Step S10).
  • step S11 task switching processing is executed by the task switching function unit 67 (step S11).
  • step S12 a task stop command is transmitted from the microcontroller 32 of the unit EPP1 to the microcontroller 36 of the unit EPP2.
  • the microcontroller 32 of the unit EPP1 performs task migration completion information reception processing in the next step S13 and ends.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the microcontroller 36 in the second system unit EPP2 in the vehicle control apparatus of FIG.
  • Steps S21 to S24 and S28 to S30 show the operation of the diagnostic function unit 76
  • steps S25 to S27 and S31 to S33 show the operation of the task switching function unit 77, respectively.
  • step S21 it is determined whether or not the abnormality counter built in the diagnostic function unit 76 is equal to or greater than a specified value. If the determination result is less than the specified value, the abnormality detection determination of the unit EPP2 is performed (step S22). If it is determined that there is no abnormality in the unit EPP2, the abnormality counter clear process of the unit EPP2 is executed (step S23). If it is determined that there is an abnormality in the unit EPP2, an addition process of the abnormality counter of the unit EPP2 is executed (step S24).
  • the task switching function unit 77 receives a task stop command from the microcontroller 32 of the unit EPP1 to the microcontroller 36 of the unit EPP2 (step S25).
  • the microcontroller 36 of the unit EPP2 executes a specified task stop process (step S26).
  • a task migration completion information transmission process is performed from the microcontroller 36 of the unit EPP2 to the microcontroller 32 of the unit EPP1, and the process ends (step S27).
  • step S21 determines whether the abnormality counter is equal to or greater than the specified value. If it is determined in step S21 that the abnormality counter is equal to or greater than the specified value, the assist output continuation determination of the unit EPP2 is executed (step S28). If it is determined that the operation can be continued, a safe state transition process is performed by continuing the assist torque output of the unit EPP1, and the process ends (step S29). If it is determined that the operation cannot be continued due to a failure in the sensor 54, the memory built in the microcontroller 36, the pre-driver 37, the inverter 41, the winding set 13b, etc., a safe state transition process is executed by stopping the assist torque output of the unit EPP2. (Step S30).
  • step S31 task switching processing is executed by the task switching function unit 77 (step S31).
  • step S32 a task stop command is transmitted from the microcontroller 36 of the unit EPP2 to the microcontroller 32 of the unit EPP1.
  • the microcontroller 36 of the unit EPP2 performs task migration completion information reception processing in the next step S33 and ends.
  • FIGS. 7 and 8 respectively show changes in the calculation load of the microcontroller during normal operation and when the abnormality is confirmed in the vehicle control apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the microcontroller 32 of the unit EPP1 and the microcontroller 36 of the unit EPP2 are related to the load portions AA1 and AA2 related to the operation of the microcontroller and the failure diagnosis, respectively.
  • the load portions AB1, AB2 and the load portions AC1, AC2 related to the assist torque output control are substantially equal.
  • the load portion AC2 related to the assist torque output control becomes unnecessary, and the load is reduced, but the processing related to the failure diagnosis is continued. This means that hardware resources are wasted.
  • the load portion AC3 related to the assist torque output control is used for the support function of other units.
  • the task switching process slightly increases the load portions AA1 and AA2 related to the operation of the microcontroller as compared with the conventional case.
  • the load portion AB2 related to failure diagnosis increases, but the load portion AB1 decreases due to optimization of the distribution of arithmetic processing. As a result, the total load of the unit EPP1 and the unit EPP2 is smaller than when the system is normal.
  • the control amount is calculated by the microcontroller of the other unit.
  • the microcontroller of the other unit By stopping, it is possible to reduce unnecessary computations and use the computation capacity freed by the suspension of computations for computations for executing other tasks. Thereby, the calculation capacity of the microcontroller can be efficiently utilized within a limited calculation capacity.
  • the task switching function unit performs motor control when the diagnosis function unit determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver, inverter, winding set, or sensor and that continuous drive control cannot be performed in the electric motor.
  • the drive control of the electric motor by the unit may be stopped, and calculations other than the drive control of the electric motor may be performed. According to such a configuration, when it is determined that continuous drive control in the electric motor is impossible, it is possible to improve the safety of the apparatus by stopping the drive control in the electric motor.
  • the computation capacity of the microcontroller can be efficiently utilized.
  • the task switching function unit 67 or the task switching function unit 77 can execute at least a part of the calculation in the diagnosis function unit 66 or the diagnosis function unit 76. As described above, by executing at least a part of the calculation in the first diagnosis function unit or the second diagnosis function unit in the task switching function unit, the abnormality detection accuracy of the apparatus is increased without increasing the calculation load of the normal microcontroller. Can be maintained.
  • calculation or processing executed in the CAN communication unit may be executed.
  • FIG. 9 shows a first example of the task switching process in step S11 in FIG. That is, when the diagnosis function unit 66 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 33, the inverter 40, the winding set 13a, or the sensor 54, a part of the calculation executed by the microcontroller 36 by the task switching function unit 67 And the calculation result is transmitted to the microcontroller 36 via the inter-microcomputer communication units 68 and 78.
  • step S41 the calculation of the assist torque control is stopped by the microcontroller 32 of the unit EPP1.
  • step S42 activation of the assist torque calculation process of the unit EPP2 is started by the microcontroller 32 of the unit EPP1.
  • step S43 activation of the assist torque calculation process of the unit EPP2 is completed in the microcontroller 32 of the unit EPP1, and the process returns to step S12.
  • FIG. 10 shows a first example of the task switching process in step S31 in FIG. Similar to the task switching process in step S11, when the diagnosis function unit 76 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 37, the inverter 41, the winding set 13b, or the sensor 55, the task switching function unit 77 causes the microcontroller 32 to A part of the calculation executed in the above is executed, and the calculation result is transmitted to the microcontroller 32 via the inter-microcomputer communication units 78 and 68.
  • step S44 the calculation of the assist torque control is stopped by the microcontroller 36 of the unit EPP2.
  • step S45 activation of the assist torque calculation process of the unit EPP1 is started by the microcontroller 36 of the unit EPP2.
  • step S46 activation of the assist torque calculation processing of the unit EPP1 is completed by the microcontroller 36 of the unit EPP2, and the process returns to step S32.
  • FIG. 11 shows a second example of the task switching process in step S11 in FIG. That is, when the diagnosis function unit 66 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 33, the inverter 40, the winding set 13a or the sensor 54, an operation executed by the inter-microcomputer communication unit 68 by the task switching function unit 67. Alternatively, at least a part of the processing is executed.
  • step S51 the calculation of assist torque control is stopped by the microcontroller 32 of the unit EPP1.
  • step S52 the microcontroller 32 of the unit EPP1 starts to start the expansion processing of the communication operation function between microcomputers.
  • step S53 the start of the expansion process of the arithmetic function of the communication between microcomputers of the unit EPP2 in the microcontroller 32 of the unit EPP1 is completed, and the process returns to step S12.
  • FIG. 12 shows a second example of the task switching process in step S31 in FIG. Similar to the task switching process of step S11, when the diagnosis function unit 76 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 37, the inverter 41, the winding set 13b or the sensor 54, the task switching function unit 77 performs an inter-microcomputer operation. At least a part of calculation or processing executed by the communication unit 78 is executed.
  • step S54 the calculation of the assist torque control is stopped by the microcontroller 36 of the unit EPP2.
  • step S55 the microcontroller 36 of the unit EPP2 starts to start the expansion processing of the communication operation function between microcomputers.
  • step S56 the start of the expansion process of the arithmetic function of the communication between microcomputers of the unit EPP1 in the microcontroller 36 of the unit EPP2 is completed, and the process returns to step S32.
  • the task switching function unit executes part of the computation of the inter-microcomputer communication unit, thereby increasing the amount of information of communication between the microcomputers, and the information of one microcontroller Can be transmitted to the other microcontroller, and the reliability of the continuous control of the actuation unit in the other microcontroller can be further improved.
  • FIG. 13 shows a third example of the task switching process in step S11 in FIG. That is, when the diagnosis function unit 66 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 33, the inverter 40, the winding set 13a, or the sensor 54, the task switching function unit 67 is executed by the diagnosis function unit 66 or the diagnosis function unit 76. At least a part of the operation or processing to be performed is executed.
  • step S61 the calculation of the assist torque control is stopped by the microcontroller 32 of the unit EPP1.
  • step S62 the microcontroller 32 of the unit EPP1 starts to start the monitoring / diagnostic function expansion process of the unit EPP2.
  • step S63 the start of the monitoring / diagnostic function expansion process of the unit EPP2 is completed by the microcontroller 32 of the unit EPP1, and the process returns to step S12.
  • FIG. 14 shows a third example of the task switching process in step S31 in FIG. Similarly to the task switching process in step S11, when the diagnosis function unit 76 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 37, the inverter 41, the winding set 13b or the sensor 55 in the task switching function unit 77, task switching.
  • the function unit 77 executes at least a part of the calculation or processing executed by the diagnosis function unit 66 or the diagnosis function unit 76.
  • step S64 the calculation of the assist torque control is stopped by the microcontroller 36 of the unit EPP2.
  • step S65 the microcontroller 36 of the unit EPP2 starts to start the monitoring / diagnostic function expansion process of the unit EPP1.
  • step S66 the start of the monitoring / diagnostic function expansion process of the unit EPP1 is completed by the microcontroller 36 of the unit EPP2, and the process returns to step S32.
  • the task switching function unit 67 or the task switching function unit 77 increases the calculation load of the microcontroller 32 or 36 by executing at least a part of the calculation in the diagnosis function unit 66 or the diagnosis function unit 76. Therefore, it is possible to maintain the abnormality detection accuracy of the apparatus.
  • the state of the microcontroller 32 may be recorded in a memory in the diagnostic function unit 66 or an external memory (not shown).
  • FIG. 15 shows a fourth example of the task switching process in step S11 in FIG. That is, when the diagnosis function unit 66 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 33, the inverter 40, the winding set 13a or the sensor 54, At least a part of the processing is executed.
  • step S71 the calculation of assist torque control is stopped by the microcontroller 32 of the unit EPP1.
  • step S72 the microcontroller 32 of the unit EPP1 starts to start the proxy processing for other on-vehicle equipment in the vehicle.
  • step S73 the activation of the calculation proxy process of the other on-vehicle equipment in the vehicle is completed by the microcontroller 32 of the unit EPP1, and the process returns to step S12.
  • FIG. 16 shows a fourth example of the task switching process in step S31 in FIG. Similarly to the task switching process in step S11, when the diagnosis function unit 76 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 37, the inverter 41, the winding set 13b, or the sensor 55 in the task switching function unit 77, At least a part of calculation or processing executed by the on-vehicle equipment is executed.
  • step S74 the calculation of assist torque control is stopped by the microcontroller 36 of the unit EPP2.
  • step S75 the microcontroller 36 of the unit EPP2 starts to start the arithmetic proxy process for other on-vehicle equipment in the vehicle.
  • step S76 the activation of the calculation proxy process of the other on-vehicle equipment in the vehicle is completed by the microcontroller 36 of the unit EPP2, and the process returns to step S32.
  • FIG. 17 shows a fifth example of the task switching process in step S11 in FIG. That is, when the diagnosis function unit 66 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 33, the inverter 40, the winding set 13a, or the sensor 54, the task switching function unit 67 applies a different braking force to the pair of steered wheels.
  • a braking force command signal is output to a possible braking force control device, for example, the ESC control ECU 4 in FIG. 1, and the braking force control device applies different braking forces to the pair of steered wheels, so that a rotational moment is applied to the vehicle.
  • the braking force control device is drive-controlled so as to be generated.
  • step S81 the calculation of the assist torque control is stopped by the microcontroller 32 of the unit EPP1.
  • step S82 the microcontroller 32 of the unit EPP1 starts to start the ESC operation command calculation process of the ESC control ECU 4 shown in FIG.
  • step S83 the activation of the ESC operation command calculation process is completed in the microcontroller 32 of the unit EPP1, and the process returns to step S12.
  • FIG. 18 shows a fifth example of the task switching process in step S31 in FIG.
  • the diagnosis function unit 76 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 37, the inverter 41, the winding set 13b or the sensor 55, a pair of tasks from the task switching function unit 77.
  • a braking force control device capable of applying different braking forces to the steered wheels, for example, an ESC control ECU 4 in FIG. 1, outputs a braking force command signal, and the braking force control device applies different braking forces to the pair of steered wheels.
  • the braking force control device is driven and controlled so that a rotational moment is generated in the vehicle.
  • step S84 the calculation of the assist torque control is stopped by the microcontroller 36 of the unit EPP2.
  • step S85 the microcontroller 36 of the unit EPP2 starts to start the ESC operation command calculation process of the ESC control ECU 4 shown in FIG.
  • step S86 the activation of the ESC operation command calculation process is completed in the microcontroller 36 of the unit EPP2, and the process returns to step S32.
  • an ESC braking force control device
  • FIG. 19 shows a sixth example of the task switching process in step S11 in FIG. That is, when the diagnosis function unit 66 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 33, the inverter 40, the winding set 13a or the sensor 54, the combustion control of the internal combustion engine of the vehicle is performed, for example, the engine shown in FIG. An engine control command signal is output from the task switching function unit 67 to the control ECU (engine controller) 2, and the combustion state of the internal combustion engine is adjusted according to the output signal of the first steering sensor or the output signal of the second steering sensor. To do.
  • step S91 the calculation of the assist torque control is stopped by the microcontroller 32 of the unit EPP1.
  • step S92 activation of a command calculation to the engine control ECU 2 is started by the microcontroller 32 of the unit EPP1.
  • step S93 activation of the command calculation to the engine control ECU 2 is completed by the microcontroller 32 of the unit EPP1, and the process returns to step S12.
  • FIG. 20 shows a sixth example of the task switching process in step S31 in FIG. Similar to the task switching process in step S11, when the diagnosis function unit 76 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 37, the inverter 41, the winding set 13b or the sensor 55, the combustion control of the internal combustion engine of the vehicle is performed. For example, an engine control command signal is output from the task switching function unit 77 to the engine control ECU 2 shown in FIG. 1, and the combustion of the internal combustion engine is performed in accordance with the output signal of the first steering sensor or the output signal of the second steering sensor. It is to adjust the state.
  • step S94 the calculation of the assist torque control is stopped by the microcontroller 36 of the unit EPP2.
  • step S95 the microcontroller 36 of the unit EPP2 starts to start command calculation to the engine control ECU 2.
  • step S96 the start of command calculation to the engine control ECU 2 by the microcontroller 36 of the unit EPP2 is completed, and the process returns to step S32.
  • the task switching function unit (abnormality detection task execution unit) is configured so that when one diagnostic function unit (abnormality determination unit) determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver, inverter, winding group or sensor, It is also possible to transmit a signal for driving while giving strength to the assist torque to the microcontroller. By driving the motor while applying strength to the assist torque when an abnormality is detected, the driver feels that the steering is vibrating and can notify the driver of the abnormality of the device. Further, by performing the calculation for generating the vibration in the abnormality detection task execution unit, it is possible to suppress an increase in the calculation load in the microcomputer while notifying the driver.
  • FIG. 21 shows a seventh example of the task switching process in step S11 in FIG. That is, when the diagnosis function unit 66 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 33, the inverter 40, the winding set 13a, or the sensor 54, another task is detected from the task switching function unit 67 via the CAN communication unit 62. A process for enabling transmission to the mounted device is executed.
  • step S101 the calculation of the assist torque control is stopped by the microcontroller 32 of the unit EPP1.
  • step S102 activation of the CAN transmission failure information processing is started by the microcontroller 32 of the unit EPP1.
  • step S103 the start of processing of the failure information for CAN transmission is completed in the microcontroller 32 of the unit EPP1, and the process returns to step S12.
  • FIG. 22 shows a seventh example of the task switching process in step S31 in FIG. Similar to the task switching process in step S11, when the diagnostic function unit 76 determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver 37, the inverter 41, the winding set 13b or the sensor 55, the task switching function unit 77 to the CAN communication unit Through 72, the process which makes it the state which can be transmitted to another vehicle mounting apparatus is performed.
  • step S104 the calculation of the assist torque control is stopped by the microcontroller 36 of the unit EPP2.
  • step S105 the microcontroller 36 of the unit EPP2 starts to start processing of CAN transmission failure information.
  • step S106 the start of processing of the failure information for CAN transmission is completed in the microcontroller 36 of the unit EPP2, and the process returns to step S32.
  • the information detected by the diagnostic function unit is not in a state as it is, but is in a state where it can be transmitted by CAN, and is in a form suitable for processing in other on-vehicle equipment that receives the information. To process. By performing such processing, it is possible to appropriately share the abnormality information of the vehicle-mounted device with the other vehicle-mounted device while suppressing an increase in calculation load on the other vehicle-mounted device.
  • Other on-vehicle equipment may transmit information related to abnormality in the output signal of the pre-driver, inverter, winding set or sensor to the outside of the vehicle. For example, by transmitting information related to abnormality to a vehicle service center, insurance company, operation management company, etc., it is possible to appropriately carry out subsequent vehicle operation instructions, tow trucks, repair arrangements, and the like.
  • the task switching function unit records the abnormality information and the status of the corresponding microcontroller when one diagnosis function unit determines that there is an abnormality in the output signal of the pre-driver, inverter, winding group or sensor. Alternatively, it may be performed in a memory in the other diagnostic function unit or an external memory (not shown). By recording information related to abnormality with other on-vehicle equipment and recording in the microcontroller, the situation analysis accuracy during maintenance can be improved.

Abstract

冗長化構成において、障害が発生した系統における正常動作部分を活用できる車両制御装置を提供する。 冗長化構成の車両制御装置であって、異常検出時に実行するタスクを切り替えるタスク切替機能部を備える。診断機能部が自系統のユニットに異常有りと判断したとき、障害が発生した系統のユニットにおける制御量の演算を停止し、かつ制御対象の駆動制御を停止する。そして、自系統の制御量の演算以外の演算、および電動モータの駆動制御以外の演算を行うことで、障害が発生した系統の演算部を活用し、正常な系統または他の車両搭載機器の少なくとも一部の演算を代行する。

Description

車両制御装置
 本発明は、冗長化構成の車両制御装置に関する。
 車両制御装置にあっては、信頼性を高めて車両の安全性を向上させるために、冗長化構成が採用されることがある。例えば特許文献1には、二系統の電力変換回路を備えたモータ制御装置が開示されている。このモータ制御装置は、電動パワーステアリング装置に適用されるもので、系統間の温度差が所定の閾値以上のときに、検出温度が高い方の系統のインバータの駆動を停止するか又は電流制限値を低下させるようにしている。
特開2015-61458号公報
 冗長化構成の車両制御装置では、故障などの障害が発生しても、障害が発生した系統を停止させ、障害が発生していない系統で制御を継続させることで、車両の安全性を向上させることができる。
 しかしながら、障害が発生した系統は、正常動作する部分があっても使用しないため、ハードウェア資源が無駄になる。
 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、冗長化構成において、障害が発生した系統における正常動作部分を活用できる車両制御装置を提供することにある。
 本発明の車両制御装置は、その1つの態様において、異常判断部が自系統のアクチュエーション部またはセンサの出力信号に異常有りと判断するとき、制御量演算部による制御量の演算を停止し、かつ駆動制御部によるアクチュエーション部の駆動制御を停止すると共に、制御量の演算以外の演算およびアクチュエーション部の駆動制御以外の演算を行う異常検出時タスク実行部を備える。
 本発明によれば、冗長化構成の車両制御装置が異常検出時タスク実行部を備えることで、障害が発生した系統における正常動作部分を活用し、正常な系統の少なくとも一部の機能を代行できる。
本発明の実施形態に係る車両制御装置の概略的なシステム構成図である。 本発明の実施形態に係る車両制御装置を電動パワーステアリング装置に適用した場合の正面図である。 図1および図2におけるEPS制御用ECUの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る車両制御装置の機能ブロック図である。 図4の車両制御装置における第1マイクロコントローラの動作について説明するためのフローチャートである。 図4の車両制御装置における第2マイクロコントローラの動作について説明するためのフローチャートである。 従来の車両制御装置における正常動作時と異常確定時のマイクロコントローラの演算負荷の変化について説明するための図である。 本発明の実施形態に係る車両制御装置における正常動作時と異常確定時のマイクロコントローラの演算負荷の変化について説明するための図である。 図5におけるタスク切替処理の第1の例を示すフローチャートである。 図6におけるタスク切替処理の第1の例を示すフローチャートである。 図5におけるタスク切替処理の第2の例を示すフローチャートである。 図6におけるタスク切替処理の第2の例を示すフローチャートである。 図5におけるタスク切替処理の第3の例を示すフローチャートである。 図6におけるタスク切替処理の第3の例を示すフローチャートである。 図5におけるタスク切替処理の第4の例を示すフローチャートである。 図6におけるタスク切替処理の第4の例を示すフローチャートである。 図5におけるタスク切替処理の第5の例を示すフローチャートである。 図6におけるタスク切替処理の第5の例を示すフローチャートである。 図5におけるタスク切替処理の第6の例を示すフローチャートである。 図6におけるタスク切替処理の第6の例を示すフローチャートである。 図5におけるタスク切替処理の第7の例を示すフローチャートである。 図6におけるタスク切替処理の第7の例を示すフローチャートである。
 以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
 図1は、本発明の実施形態に係る車両制御装置のシステム構成図であり、関係する要部を抽出して概略構成を示している。車両1には、エンジン制御用ECU(Electronic Control Unit)2、EPS(Electric Power Steering)制御用ECU3、ESC(Electronic Stability Control)制御用ECU4および各種の車両搭載機器5-1,5-2,5-3,…が搭載され、これらがCAN(controller area network)などの通信ネットワーク6により相互に接続されている。
 図2は、車両制御装置を電動パワーステアリング装置に適用した場合の正面図であり、制御対象の車両搭載機器が運転者の操舵力をアシストする電動モータの例を示している。電動パワーステアリング装置10は、ラックハウジング11、モータハウジング12、二系統の巻線組を有する電動モータ(三相ブラシレスモータ)13、減速機14、ピニオン15、ダストブーツ16,16、タイロッド17,17および操舵機構18などを備える。ラックハウジング11には、図示しないピニオンシャフトとラックバー、およびステアリングシャフト19の一部が収容されている。また、モータハウジング12には、電動モータ13と上述したEPS制御用ECU3が収容されている。そして、電動モータ13の回転が減速機14で減速されて操舵機構18に伝達され、車両1の運転者による操舵力をアシストする。
 操舵機構18は、ステアリングシャフト19、ピニオンシャフトおよびトーションバーを有する。ステアリングシャフト19は、ステアリングホイールと一体に回転する。操舵軸20には、操舵機構18の操舵状態を検出する操舵センサとしての操舵トルクセンサ21と舵角センサ22が取り付けられている。これら操舵トルクセンサ21と舵角センサ22はそれぞれ、一対ずつ設けられている。操舵トルクセンサ21は、トーションバーの捩じれ量に基づいて操舵機構18に発生する操舵トルク(トーションバートルク)を検出する。舵角センサ22は、ステアリング操作時の舵角を検出する。
 ピニオンシャフトは、トーションバーを介してステアリングシャフト19と接続されている。ダストブーツ16,16は、ゴムなどを用いて蛇腹環状に形成されている。ダストブーツ16,16の車幅方向外側端は、タイロッド17,17の車幅方向内側端に固定されている。これら一対のタイロッド17,17の端部は、上記ラックバーの両端に接続されている。
 図3は、図1および図2におけるEPS制御用ECU3の構成例を示すブロック図である。このEPS制御用ECU3は、プリント基板上に実装される論理回路部3aと、メタルプリント基板上に実装される電力回路部3bとを有する。論理回路部3aは電源ICなどで生成された内部電源電圧で動作し、電力回路部3bはバッテリ31から供給される外部電源電圧で動作する。そして、電力回路部3bは、メタルプリント基板により、発熱量の大きいパワー系デバイスの放熱対策と熱による電子部品の信頼性対策を行っている。
 論理回路部3aと電力回路部3bは、一点鎖線DLを境界とする第1、第2系統のユニットEPP1,EPP2を備えた冗長化構成になっている。第1系統のユニットEPP1の論理回路部3aは、マイクロコントローラ(本例ではデュアルコアCPU)32、プリドライバ33、CPUモニタ34および仮想モータ位置検出器(インダクタンス検出器)35などで構成される。電力回路部3bは、インバータ40と3シャント方式の電流検出部42を備える。この電流検出部42は、モータ相電流センサおよび一次電流センサとして用いられる。
 同様に、第2系統のユニットEPP2の論理回路部3aは、マイクロコントローラ(本例ではデュアルコアCPU)36、プリドライバ37、CPUモニタ38および仮想モータ位置検出器(インダクタンス検出器)39などで構成される。電力回路部3bは、インバータ41と3シャント方式の電流検出部43を備える。この電流検出部43は、モータ相電流センサおよび一次電流センサとして用いられる。
 ユニットEPP1の第1操舵センサ23a(操舵トルクセンサ21aと舵角センサ22a)には、論理回路部3aの内部動作電源45から電源電圧が印加され、検出出力はマイクロコントローラ32,36にそれぞれ供給される。また、ユニットEPP2の第2操舵センサ23b(操舵トルクセンサ21bと舵角センサ22b)には、論理回路部3aの内部動作電源47から電源電圧が印加され、検出出力はマイクロコントローラ36,32にそれぞれ供給される。ここで、操舵トルクセンサ21aと舵角センサ22a、および操舵トルクセンサ21bと舵角センサ22bには、デュアルコアCPUにそれぞれ対応するデュアルセンサを用いることができる。マイクロコントローラ32,36にはそれぞれ、内部動作電源48,49から電源電圧が印加される。マイクロコントローラ32,36は、マイクロコンピュータ間通信(CPU間通信)を行ってステータス信号とセンサ信号の送受信を行う。
 電動モータ13には、モータ回転角センサ(デュアルモータ位置センサ)50a,50bが設けられている。このモータ回転角センサ50a,50bには、論理回路部3aに設けられた内部動作電源51,52から電源電圧が印加され、検出出力がそれぞれマイクロコントローラ32,36に供給される。
 マイクロコントローラ32は、電流検出部42で検出した3相電流、仮想モータ位置検出器35で検出したロータの回転位置、およびモータ回転角センサ50a,50bで検出したモータ回転角などに基づいて、PWM(Pulse Width Modulation)制御を行うためのパルス信号を生成する。マイクロコントローラ32から出力されるパルス信号は、プリドライバ33に供給される。また、マイクロコントローラ36は、電流検出部43で検出した相電流、仮想モータ位置検出器39で検出したロータの回転位置、およびモータ回転角センサ50a,50bで検出したモータ回転角などに基づいてPWM制御を行うためのパルス信号を生成する。マイクロコントローラ36から出力されるパルス信号は、プリドライバ37に供給される。
 マイクロコントローラ32の動作はCPUモニタ34によって検証され、マイクロコントローラ36の動作はCPUモニタ38によって検証される。これらCPUモニタ34,38は、例えばウォッチドッグと呼ばれるタイマで構成されており、マイクロコントローラ32,36が正常か否かを常に監視している。
 プリドライバ33から出力されるパルス信号(PWM信号)は、インバータ40に供給され、プリドライバ37から出力されるパルス信号(PWM信号)は、インバータ41に供給される。これらインバータ40,41によって、二系統の巻線組13a,13bを有する電動モータ13が駆動される。電動モータ13の駆動時の3相電流が電流検出部42,43でそれぞれ検出され、検出信号がフィードバック制御を行うためにマイクロコントローラ32,36に供給される。マイクロコントローラ32,36では、3相電流に基づいてバッテリ31からの総電流量が算出される。また、仮想モータ位置検出器35,39により、ステータコイルの中性点電圧に基づいてロータの回転位置が検出され、検出信号がマイクロコントローラ32,36に供給される。仮想モータ位置検出器35,39の検出信号は、電流検出部42,43およびモータ回転角センサ50a,50bの検出出力の検証用とセンサ故障時のバックアップ用に用いられる。
 図4は、本発明の実施形態に係る車両制御装置の機能ブロック図であり、図3におけるマイクロコントローラ32,36の構成例を詳細に示している。第1系統のユニットEPP1は、センサ54、マイクロコントローラ(第1マイクロコンピュータ)32、プリドライバ33、インバータ40および電動モータ13の巻線組13aなどを含んでいる。また、第2系統のユニットEPP2は、センサ55、マイクロコントローラ(第2マイクロコンピュータ)36、プリドライバ37、インバータ41および電動モータ13の巻線組13bなどを含んでいる。
 センサ54は、車両の運転状態を示す状態量を検出するもので、上述した操舵トルクセンサ21(21a,21b)、舵角センサ22(22a,22b)、モータ回転角センサ50(50a,50b)、モータ相電流センサ・一次電流センサ(第1電流検出部)42に加えて、電源電圧モニタ81と温度センサ82が含まれている。センサ55も同様に、車両の運転状態を示す状態量を検出するもので、上述した操舵トルクセンサ21(21a,21b)、舵角センサ22(22a,22b)、モータ回転角センサ50(50a,50b)、モータ相電流センサ・一次電流センサ(第2電流検出部)43に加えて、電源電圧モニタ83が含まれている。
 マイクロコントローラ32は、センサ54の出力信号に基づき、第1アクチュエーション部としての電動モータ13の巻線組13aを制御する。このマイクロコントローラ32は、入力信号処理部61、CAN通信部62、アシスト制御・外部指令制御部63、アシスト制限部64、モータ制御部65、診断機能部66、タスク切替機能部67およびマイクロコンピュータ間通信部68などを備えている。同様に、マイクロコントローラ36は、センサ55の出力信号に基づき、第2アクチュエーション部としての電動モータ13の巻線組13bを制御する。このマイクロコントローラ36は、入力信号処理部71、CAN通信部72、アシスト制御・外部指令制御部73、アシスト制限部74、モータ制御部75、診断機能部76、タスク切替機能部77およびマイクロコンピュータ間通信部78などを備えている。各CAN通信部62,72は、CANバス53(通信ネットワーク6)を介して、図1に示したように他のECUあるいは車両搭載機器5-1,5-2,5-3,…に接続される。
 センサ54中の各センサの出力信号は、入力信号処理部(第1センサ信号入力部)61に入力され、例えばA/D変換されてデジタル信号に変換される。入力信号処理部61の出力信号は、アシスト制御・外部指令制御部(第1制御量演算部)63に供給される。アシスト制御・外部指令制御部63では、センサ54の出力信号に基づき電動モータ13を駆動制御するための第1制御量の演算が行われる。第1制御量には、運転者の操舵力のアシスト量と、例えば自動駐車システムにおいて運転者のステアリング操作とは無関係に外部指令により出力される操舵力量が含まれる。アシスト制御・外部指令制御部63から出力される信号は、アシスト制限部64を介してモータ制御部(第1駆動制御部)65に供給される。モータ制御部65は、第1制御量に基づきプリドライバ33とインバータ40を介して電動モータ13を駆動制御する。
 診断機能部(第1異常判断部)66には、入力信号処理部61の出力信号およびCAN通信部62の出力信号が供給され、プリドライバ33、インバータ40、巻線組13aまたはセンサ54の出力信号の異常の有無を判断する。診断機能部66の出力信号は、アシスト制限部64とタスク切替機能部(異常検出時タスク実行部)67に供給され、電動モータ13による操舵力のアシストが制限されると共に、各部のタスク切り替えが実行される。タスク切替機能部67は、診断機能部66の異常確定フラグを監視しており、この異常確定フラグが立ったときに、例えば実行するプログラムを切り替えることでタスク切り替えを行う。タスク切替機能部67は、診断機能部66でプリドライバ33、インバータ40、巻線組13aまたはセンサ54の出力信号に異常有りと判断されたときに、アシスト制御・外部指令制御部63による第1制御量の演算を停止させ、かつモータ制御部65によるプリドライバ33とインバータ40を介した電動モータ13の駆動制御を停止させる。そして、タスク切替機能部67は、アシスト制御・外部指令制御部63で第1制御量の演算以外の演算、および電動モータ13の駆動制御以外の演算を行わせる。
 また、センサ55中の各センサの出力信号は、入力信号処理部(第2センサ信号入力部)71に入力され、例えばA/D変換されてデジタル信号に変換される。入力信号処理部71の出力信号は、アシスト制御・外部指令制御部(第2制御量演算部)73に供給される。アシスト制御・外部指令制御部73では、センサ55の出力信号に基づき電動モータの第2アクチュエーション部を駆動制御するための第2制御量の演算が行われる。第2制御量には、運転者の操舵力のアシスト量と、例えば自動駐車システムにおいて運転者のステアリング操作とは無関係に外部指令により出力される操舵力量が含まれる。アシスト制御・外部指令制御部73から出力される信号は、アシスト制限部74を介してモータ制御部(第2駆動制御部)75に供給される。モータ制御部75は、第2制御量に基づきプリドライバ37とインバータ41を介して電動モータ13を駆動制御する。
 診断機能部(第2異常判断部)76には、入力信号処理部71の出力信号およびCAN通信部72の出力信号が供給され、プリドライバ37、インバータ41、巻線組13bまたはセンサ55の出力信号の異常の有無を判断する。診断機能部76の出力信号は、アシスト制限部74とタスク切替機能部(異常検出時タスク実行部)77に供給され、電動モータ13による操舵力のアシストが制限されると共に、各部のタスク切り替えが実行される。タスク切替機能部77は、診断機能部76の異常確定フラグを監視しており、この異常確定フラグが立ったときに、例えば実行するプログラムを切り替えることでタスク切り替えを行う。タスク切替機能部77は、診断機能部76でプリドライバ37、インバータ41、巻線組13bまたはセンサ55の出力信号に異常有りと判断されたときに、アシスト制御・外部指令制御部73による第2制御量の演算を停止させ、かつモータ制御部75によるプリドライバ37とインバータ41を介した電動モータ13の駆動制御を停止させる。そして、タスク切替機能部77は、アシスト制御・外部指令制御部73で第2制御量の演算以外の演算、および電動モータ13の駆動制御以外の演算を行わせる。
 マイクロコンピュータ間通信部(CPU間通信部)68,78は、マイクロコントローラ32とマイクロコントローラ36の間で行われる信号の送受信を行う。マイクロコンピュータ間通信部68は、診断機能部66およびタスク切替機能部67とデータの授受を行うと共に、CAN通信部62とCANバス53を介して他のECUあるいは車両搭載機器との通信を行う。また、マイクロコンピュータ間通信部78は、診断機能部76およびタスク切替機能部77とデータの授受を行うと共に、CAN通信部72とCANバス53を介して他のECUあるいは車両搭載機器との通信を行う。
 タスク切替機能部67は、マイクロコントローラ36からマイクロコンピュータ間通信部78,68を介してタスク切替指令を受信し、タスク切替完了情報をマイクロコンピュータ間通信部68,78を介してマイクロコントローラ36に送信する。また、タスク切替機能部77は、マイクロコントローラ32からマイクロコンピュータ間通信部68,78を介してタスク切替指令を受信し、タスク切替完了情報をマイクロコンピュータ間通信部78,68を介してマイクロコントローラ32に送信する。
 また、タスク切替機能部67は、プリドライバ33、インバータ40、巻線組13aまたはセンサ54に異常が発生した場合に、アシスト制御・外部指令制御部63、アシスト制限部64およびモータ制御部65にそれぞれ演算停止指令を出力して演算を停止させる。同様に、タスク切替機能部77は、プリドライバ37、インバータ41、巻線組13bまたはセンサ55に異常が発生した場合に、アシスト制御・外部指令制御部73、アシスト制限部74およびモータ制御部75にそれぞれ演算停止指令を出力して演算を停止させるようになっている。
 図5は、図4の車両制御装置における第1系統のユニットEPP1におけるマイクロコントローラ32の動作を示すフローチャートである。ステップS1~S4,S8~S10は診断機能部66の動作、ステップS5~S7,S11~S13はタスク切替機能部67の動作をそれぞれ示している。ステップS1では、診断機能部66に内蔵された異常カウンタが規定値以上か否か判定される。この判定結果が、規定値未満であればユニットEPP1の異常検出判断が行われる(ステップS2)。そして、ユニットEPP1に異常無しと判断されると、ユニットEPP1の異常カウンタのクリア処理が実行される(ステップS3)。ユニットEPP1に異常有りと判断されると、ユニットEPP1の異常カウンタの加算処理が実行される(ステップS4)。
 次に、タスク切替機能部67で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36から、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32へのタスク停止指令が受信される(ステップS5)。ユニットEPP1のマイクロコントローラ32で、タスク停止指令が受信されると、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32で規定タスクの停止処理が実行される(ステップS6)。続いて、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32から、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36に、タスク移行完了情報送信処理が行われて終了する(ステップS7)。
 一方、ステップS1で異常カウンタが規定値以上と判定されると、ユニットEPP1のアシスト出力継続可否判断が実行される(ステップS8)。ここで継続可と判断されると、ユニットEPP1のアシストトルク出力継続による安全状態移行処理が行われて終了する(ステップS9)。センサ54やマイクロコントローラ32に内蔵されたメモリ、プリドライバ33、インバータ40および巻線組13aなどの故障で継続不可と判断されると、ユニットEPP1のアシストトルク出力停止による安全状態移行処理が実行される(ステップS10)。
 続いて、タスク切替機能部67でタスクの切り替え処理が実行される(ステップS11)。次のステップS12では、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32から、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36へタスク停止指令が送信される。ユニットEPP2のマイクロコントローラ36が、タスク移行完了情報を受信すると、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32では、次のステップS13でタスク移行完了情報受信処理が行われて終了する。
 図6は、図4の車両制御装置における第2系統のユニットEPP2におけるマイクロコントローラ36の動作を示すフローチャートである。ステップS21~S24,S28~S30は診断機能部76の動作、ステップS25~S27,S31~S33はタスク切替機能部77の動作をそれぞれ示している。ステップS21では、診断機能部76に内蔵された異常カウンタが規定値以上か否か判定される。この判定結果が、規定値未満であればユニットEPP2の異常検出判断が行われる(ステップS22)。そして、ユニットEPP2に異常無しと判断されると、ユニットEPP2の異常カウンタのクリア処理が実行される(ステップS23)。ユニットEPP2に異常有りと判断されると、ユニットEPP2の異常カウンタの加算処理が実行される(ステップS24)。
 次に、タスク切替機能部77で、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32から、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36へのタスク停止指令が受信される(ステップS25)。ユニットEPP2のマイクロコントローラ36が、タスク停止指令を受信すると、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36で規定タスクの停止処理が実行される(ステップS26)。続いて、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36から、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32に、タスク移行完了情報送信処理が行われて終了する(ステップS27)。
 一方、ステップS21で異常カウンタが規定値以上と判定されると、ユニットEPP2のアシスト出力継続可否判断が実行される(ステップS28)。ここで継続可と判断されると、ユニットEPP1のアシストトルク出力継続による安全状態移行処理が行われて終了する(ステップS29)。センサ54やマイクロコントローラ36に内蔵されたメモリ、プリドライバ37、インバータ41および巻線組13bなどの故障で継続不可と判断されると、ユニットEPP2のアシストトルク出力停止による安全状態移行処理が実行される(ステップS30)。
 続いて、タスク切替機能部77でタスクの切り替え処理が実行される(ステップS31)。次のステップS32では、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36から、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32へタスク停止指令が送信される。ユニットEPP1のマイクロコントローラ32が、タスク移行完了情報を受信すると、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36では、次のステップS33でタスク移行完了情報受信処理が行われて終了する。
 図7および図8はそれぞれ、従来と本発明の実施形態に係る車両制御装置における正常動作時と異常確定時のマイクロコントローラの演算負荷の変化を対比して示している。図7に示すように、従来の車両制御装置では、システム正常時には、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32とユニットEPP2のマイクロコントローラ36は、それぞれマイクロコントローラの動作に関わる負荷部分AA1,AA2、故障診断に関わる負荷部分AB1,AB2、およびアシストトルク出力制御に関わる負荷部分AC1,AC2が実質的に等しくなっている。
 そして、例えば第2アクチュエーション部が異常であると確定すると、アシストトルク出力制御に関わる負荷部分AC2が不要になり、負荷が低減するが故障診断に関わる処理は継続しているため、負荷部分AB2が残ってしまいハードウェア資源が無駄に使われていることになる。
 これに対し、図8に示すように、本発明の車両制御装置では、アシストトルク出力制御に関わる負荷部分AC3を他のユニットの支援機能に用いる。これによって、ユニットEPP1とユニットEPP2のマイクロコントローラの負荷を低減できる。
 なお、タスク切替処理により、従来よりもマイクロコントローラの動作に関わる負荷部分AA1,AA2が若干増加する。また、データ記録などを行うと故障診断に関わる負荷部分AB2は増加するものの、演算処理の配分最適化により負荷部分AB1は減少する。この結果、ユニットEPP1とユニットEPP2のトータルの負荷はシステム正常時に比べて小さくなる。
 上記のような構成によれば、一方のユニットのプリドライバ、インバータ、巻線組またはセンサの出力信号に異常有りと判断された場合には、他方のユニットのマイクロコントローラでの制御量の演算を停止することにより、不要な演算を削減すると共に、この演算の停止に伴い空いた演算容量を、他のタスク実行のための演算に充てることができる。これにより、限られた演算容量の中で効率的にマイクロコントローラの演算容量を活用することができる。
 なお、タスク切替機能部は、診断機能部がプリドライバ、インバータ、巻線組またはセンサの出力信号に異常有りで、かつ電動モータにおいて継続的な駆動制御が不可能と判断するときに、モータ制御部による電動モータの駆動制御を停止すると共に、電動モータの駆動制御以外の演算を行うようにしても良い。
 このような構成によれば、電動モータにおける継続的な駆動制御が不可能であると判断されるときは、電動モータにおける駆動制御を停止することで、装置の安全性を向上させることができる。また、制御量の演算停止に伴い空いた演算容量を他のタスク実行のための演算に充てることにより、効率的にマイクロコントローラの演算容量を活用することができる。
 電動モータの駆動制御以外の演算としては、例えばタスク切替機能部67またはタスク切替機能部77で、診断機能部66または診断機能部76における演算の少なくとも一部を実行することもできる。
 このように、タスク切替機能部において第1診断機能部または第2診断機能部における演算の少なくとも一部を実行することで、正常なマイクロコントローラの演算負荷を増加させることなく、装置の異常検出精度を維持することができる。
 また、CAN通信部で実行される演算または処理の少なくとも一部を実行するようにしても良い。他の車両搭載機器との連携を図ることで、他の車両搭載機器の演算補助、他の車両搭載機器との連携制御、他の車両搭載機器からの情報に基づく正常なアクチュエーション部の駆動制御など、運転支援機能の維持、向上を図ることができる。
 更に、正常なモータ制御部の演算を代行して行うこともできる。一方のアクチュエーション部での駆動制御が停止された状態で他方のマイクロコントローラがフリーズ、またはリセット状態に陥る場合、車両搭載機器の継続制御が停止する虞がある。このとき、タスク切替機能部でモータ制御部の演算を代行して行うことにより、車両統制機器を継続して駆動制御することができる。
 次に、図5および図6におけるタスク切替処理(ステップS11,S31)の具体例について詳しく説明する。
[タスク切替処理1]
 図9は、図5におけるステップS11のタスク切替処理の第1の例を示している。すなわち、診断機能部66がプリドライバ33、インバータ40、巻線組13aまたはセンサ54の出力信号に異常有りと判断するときに、タスク切替機能部67によりマイクロコントローラ36で実行される演算の一部を実行し、その演算結果をマイクロコンピュータ間通信部68,78を介してマイクロコントローラ36に送信するものである。
 まず、ステップS41では、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS42では、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でユニットEPP2のアシストトルク演算処理の起動が開始される。次のステップS43では、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32で、ユニットEPP2のアシストトルクの演算処理の起動が完了し、ステップS12に戻る。
 また、図10は、図6におけるステップS31のタスク切替処理の第1の例を示している。ステップS11のタスク切替処理と同様に、診断機能部76がプリドライバ37、インバータ41、巻線組13bまたはセンサ55の出力信号に異常有りと判断するときに、タスク切替機能部77によりマイクロコントローラ32で実行される演算の一部を実行し、その演算結果をマイクロコンピュータ間通信部78,68を介してマイクロコントローラ32に送信するものである。
 ステップS44では、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS45では、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でユニットEPP1のアシストトルク演算処理の起動が開始される。次のステップS46では、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36で、ユニットEPP1のアシストトルクの演算処理の起動が完了し、ステップS32に戻る。
 このようなタスクの切り替え処理を行うことで、一方のアクチュエータ部(巻線組)のみでの継続制御となっている状況において、タスク切替機能部において他方のマイクロコンピュータの演算の一部(本例ではアシストトルク制御の演算)を代行して演算することにより、他方のマイクロコンピュータの演算負荷を軽減することができ、他方のアクチュエータの駆動制御の信頼性を向上させることができる。
[タスク切替処理2]
 図11は、図5におけるステップS11のタスク切替処理の第2の例を示している。すなわち、診断機能部66がプリドライバ33、インバータ40、巻線組13aまたはセンサ54の出力信号に異常有りと判断するときに、タスク切替機能部67によりマイクロコンピュータ間通信部68で実行される演算または処理の少なくとも一部を実行するものである。
 まず、ステップS51では、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS52で、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でマイクロコンピュータ間通信演算機能の拡張処理の起動が開始される。次のステップS53で、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でのユニットEPP2のマイクロコンピュータ間通信の演算機能の拡張処理の起動が完了し、ステップS12に戻る。
 また、図12は、図6におけるステップS31のタスク切替処理の第2の例を示している。ステップS11のタスク切替処理と同様に、診断機能部76がプリドライバ37、インバータ41、巻線組13bまたはセンサ54の出力信号に異常有りと判断するときに、タスク切替機能部77によりマイクロコンピュータ間通信部78で実行される演算または処理の少なくとも一部を実行するものである。
 ステップS54では、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS55で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でマイクロコンピュータ間通信演算機能の拡張処理の起動が開始される。次のステップS56で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でのユニットEPP1のマイクロコンピュータ間通信の演算機能の拡張処理の起動が完了し、ステップS32に戻る。
 このようなタスクの切り替え処理を行うことで、タスク切替機能部においてマイクロコンピュータ間通信部の演算の一部を実行することで、マイクロコンピュータ間通信の情報量を増加させ、一方のマイクロコントローラの情報を他方のマイクロコントローラに送信することができ、他方のマイクロコントローラにおけるアクチュエーション部の継続制御の信頼性を更に向上させることができる。
[タスク切替処理3]
 図13は、図5におけるステップS11のタスク切替処理の第3の例を示している。すなわち、診断機能部66がプリドライバ33、インバータ40、巻線組13aまたはセンサ54の出力信号に異常有りと判断するときに、タスク切替機能部67が診断機能部66または診断機能部76で実行される演算または処理の少なくとも一部を実行するものである。
 まず、ステップS61では、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS62で、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でユニットEPP2の監視・診断機能拡張処理の起動が開始される。次のステップS63で、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でユニットEPP2の監視・診断機能拡張処理の起動が完了し、ステップS12に戻る。
 また、図14は、図6におけるステップS31のタスク切替処理の第3の例を示している。ステップS11のタスク切替処理と同様に、タスク切替機能部77で、診断機能部76がプリドライバ37、インバータ41、巻線組13bまたはセンサ55の出力信号に異常有りと判断するときに、タスク切替機能部77が診断機能部66または診断機能部76で実行される演算または処理の少なくとも一部を実行するものである。
 ステップS64では、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS65で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でユニットEPP1の監視・診断機能拡張処理の起動が開始される。次のステップS66で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でユニットEPP1の監視・診断機能拡張処理の起動が完了し、ステップS32に戻る。
 このように、タスク切替機能部67またはタスク切替機能部77が、診断機能部66または診断機能部76における演算の少なくとも一部を実行することで、マイクロコントローラ32または36の演算負荷を増加させることなく、装置の異常検出精度を維持することができる。
 なお、タスク切替機能部67またはタスク切替機能部77が診断機能部66または診断機能部76における演算の少なくとも一部を実行する構成において、センサ54、プリドライバ33、インバータ40、巻線組13a、またはマイクロコントローラ32の状態の記録を診断機能部66中のメモリ、または図示しない外部メモリなどに行うようにしても良い。
 マイクロコントローラ、センサ、およびアクチュエーション部の情報、特にこれらのシステムに異常が発生したときの状態を記録することで、メンテナンス時における状況分析に活用することができる。
[タスク切替処理4]
 図15は、図5におけるステップS11のタスク切替処理の第4の例を示している。すなわち、診断機能部66がプリドライバ33、インバータ40、巻線組13aまたはセンサ54の出力信号に異常有りと判断するときに、タスク切替機能部67により他の車両搭載機器で実行される演算または処理の少なくとも一部を実行するものである。
 まず、ステップS71では、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS72で、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32で車両内の他の車両搭載機器の演算代行処理の起動が開始される。次のステップS73で、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32で車両内の他の車両搭載機器の演算代行処理の起動が完了し、ステップS12に戻る。
 また、図16は、図6におけるステップS31のタスク切替処理の第4の例を示している。ステップS11のタスク切替処理と同様に、タスク切替機能部77で、診断機能部76がプリドライバ37、インバータ41、巻線組13bまたはセンサ55の出力信号に異常有りと判断するときに、他の車両搭載機器で実行される演算または処理の少なくとも一部を実行するものである。
 ステップS74では、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS75で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36で車両内の他の車両搭載機器の演算代行処理の起動が開始される。次のステップS76で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36で車両内の他の車両搭載機器の演算代行処理の起動が完了し、ステップS32に戻る。
 このようなタスクの切り替え処理を行うことで、他の車両搭載機器で行われる演算の少なくとも一部をタスク切替機能部において行うことにより、他の車両搭載機器の演算負荷の増加を抑制しながら、車両全体での機能向上を図ることができる。
[タスク切替処理5]
 図17は、図5におけるステップS11のタスク切替処理の第5の例を示している。すなわち、診断機能部66がプリドライバ33、インバータ40、巻線組13aまたはセンサ54の出力信号に異常有りと判断するときに、タスク切替機能部67から1対の転舵輪に異なる制動力を付与可能な制動力制御装置、例えば図1のESC制御用ECU4に対し制動力指令信号を出力し、制動力制御装置が1対の転舵輪に異なる制動力を付与することで、車両に回転モーメントが発生するように制動力制御装置を駆動制御するものである。
 まず、ステップS81では、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS82では、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32で、図1に示したESC制御用ECU4のESC作動指令演算処理の起動が開始される。次のステップS83で、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でESC作動指令演算処理の起動が完了し、ステップS12に戻る。
 また、図18は、図6におけるステップS31のタスク切替処理の第5の例を示している。ステップS11のタスク切替処理と同様に、診断機能部76がプリドライバ37、インバータ41、巻線組13bまたはセンサ55の出力信号に異常有りと判断するときに、タスク切替機能部77から1対の転舵輪に異なる制動力を付与可能な制動力制御装置、例えば図1のESC制御用ECU4に対し制動力指令信号を出力し、制動力制御装置が1対の転舵輪に異なる制動力を付与することで、車両に回転モーメントが発生するように制動力制御装置を駆動制御するものである。
 ステップS84では、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS85で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36で、図1に示したESC制御用ECU4のESC作動指令演算処理の起動が開始される。次のステップS86で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でESC作動指令演算処理の起動が完了し、ステップS32に戻る。
 このようなタスクの切り替え処理を行うことで、パワーステアリング装置に異常が生じたとき、ESC(制動力制御装置)によって車両に回転モーメントを発生させることで、操舵力不足を補い、異常検出時における操舵制御性および安全性を向上させることができる。
[タスク切替処理6]
 図19は、図5におけるステップS11のタスク切替処理の第6の例を示している。すなわち、診断機能部66がプリドライバ33、インバータ40、巻線組13aまたはセンサ54の出力信号に異常有りと判断するときに、車両の内燃機関の燃焼制御を行う、例えば図1に示したエンジン制御用ECU(エンジンコントローラ)2に対し、タスク切替機能部67からエンジン制御指令信号を出力し、第1操舵センサの出力信号または第2操舵センサの出力信号に応じて内燃機関の燃焼状態を調整するものである。
 まず、ステップS91では、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS92で、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でエンジン制御用ECU2への指令演算の起動が開始される。次のステップS93で、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でエンジン制御用ECU2への指令演算の起動が完了し、ステップS12に戻る。
 また、図20は、図6におけるステップS31のタスク切替処理の第6の例を示している。ステップS11のタスク切替処理と同様に、診断機能部76がプリドライバ37、インバータ41、巻線組13bまたはセンサ55の出力信号に異常有りと判断するときに、車両の内燃機関の燃焼制御を行う、例えば図1に示したエンジン制御用ECU2に対し、タスク切替機能部77からエンジン制御指令信号を出力し、第1操舵センサの出力信号または第2操舵センサの出力信号に応じて内燃機関の燃焼状態を調整するものである。
 ステップS94では、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS95で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でエンジン制御用ECU2への指令演算の起動が開始される。次のステップS96で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でエンジン制御用ECU2への指令演算の起動が完了し、ステップS32に戻る。
 このようなタスクの切り替え処理を行うことで、パワーステアリング装置に異常が生じたとき、例えば、操舵機構の操舵状態を検出する第1または第2操舵センサの出力信号によって操舵状態と判断されるときは、エンジンブレーキにより前輪である操舵輪に荷重がかかるように、エンジン回転数を低下させるエンジン制御を行う。これによって、操舵力不足を補い、異常検出時における操舵制御性および安全性を向上させることができる。
 なお、タスク切替機能部(異常検出時タスク実行部)は、一方の診断機能部(異常判断部)がプリドライバ、インバータ、巻線組またはセンサの出力信号に異常有りと判断するとき、他方のマイクロコントローラに対して、アシストトルクに強弱を与えつつ駆動する信号を送信するようにすることもできる。
 異常検出時にアシストトルクに強弱を与えつつモータを駆動することで、運転者はステアリングが振動しているように感じ、運転者に装置の異常を通知することができる。また、この振動を発生させるための演算を異常検出時タスク実行部で行うことで、上記の運転者への通知を行いながら、マイクロコンピュータにおける演算負荷の増加を抑制することができる。
[タスク切替処理7]
 図21は、図5におけるステップS11のタスク切替処理の第7の例を示している。すなわち、診断機能部66がプリドライバ33、インバータ40、巻線組13aまたはセンサ54の出力信号に異常有りと判断するときに、タスク切替機能部67からCAN通信部62を介して、他の車両搭載機器に送信可能な状態する処理を実行するものである。
 まず、ステップS101では、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS102で、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でCAN送信用故障情報の処理の起動が開始される。次のステップS103で、ユニットEPP1のマイクロコントローラ32でCAN送信用故障情報の処理の起動が完了し、ステップS12に戻る。
 また、図22は、図6におけるステップS31のタスク切替処理の第7の例を示している。ステップS11のタスク切替処理と同様に、診断機能部76がプリドライバ37、インバータ41、巻線組13bまたはセンサ55の出力信号に異常有りと判断するときに、タスク切替機能部77からCAN通信部72を介して、他の車両搭載機器に送信可能な状態にする処理を実行するものである。
 ステップS104では、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でアシストトルク制御の演算が停止される。続くステップS105で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でCAN送信用故障情報の処理の起動が開始される。次のステップS106で、ユニットEPP2のマイクロコントローラ36でCAN送信用故障情報の処理の起動が完了し、ステップS32に戻る。
 上述したように、診断機能部で検出された情報を、そのままの状態ではなく、CANで送信可能な状態であって、かつその情報を受信する他の車両搭載機器での処理に適した形に処理する。このような処理を行うことで、他の車両搭載機器での演算負荷の増大を抑制しながら、車両搭載機器の異常情報を適切に他の車両搭載機器と共有することができる。
 なお、他の車両搭載機器は、プリドライバ、インバータ、巻線組またはセンサの出力信号の異常に関する情報を、車外へ送信するようにしても良い。
 例えば、異常に関する情報を、車両のサービスセンター、保険会社、運行管理会社などに送信することにより、その後の車両の運行指示、レッカー車や修理の手配などを適切に行うことができる。
 また、タスク切替機能部は、一方の診断機能部がプリドライバ、インバータ、巻線組またはセンサの出力信号に異常有りと判断するときに、これらの異常情報や対応するマイクロコントローラの状態の記録を、他方の診断機能部中のメモリまたは図示しない外部メモリなどに行うようにしても良い。
 異常に関する情報を、他の車両搭載機器との共有を図りながら、かつマイクロコントローラにおいて記録することで、メンテナンス時における状況分析精度を向上させることができる。
 なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。例えば上述した実施形態では、第1、第2マイクロコントローラがそれぞれタスク切替機能部を有する場合について説明したが、一方のみがタスク切替機能部を備えても良い。
 また、タスク切替処理1~7のうち任意の二つ以上を選択的に組み合わせても良いのは勿論である。
 13…電動モータ(第1、第2アクチュエーション部)、32…マイクロコントローラ(第1マイクロコンピュータ)、36…マイクロコントローラ(第2マイクロコンピュータ)、54…センサ(第1センサ)、55…センサ(第2センサ)、61…入力信号処理部(第1センサ信号入力部)、63…アシスト制御・外部指令制御部(第1制御量演算部)、65…モータ制御部(第1駆動制御部)、66…診断機能部(第1異常判断部)、67…タスク切替機能部(異常検出時タスク実行部)、68,78…マイクロコンピュータ間通信部、71…入力信号処理部(第2センサ信号入力部)、73…アシスト制御・外部指令制御部(第2制御量演算部)、75…モータ制御部(第2駆動制御部)、76…診断機能部(第2異常判断部)、77…タスク切替機能部(異常検出時タスク実行部)

Claims (15)

  1.  車両制御装置であって、
     車両の運転状態を示す状態量を検出する第1センサと、
     前記第1センサの出力信号に基づき動作する第1アクチュエーション部と、
     前記第1アクチュエーション部を制御する第1マイクロコンピュータであって、前記第1マイクロコンピュータは、
      前記第1センサの出力信号が入力される第1センサ信号入力部と、
      前記第1センサの出力信号に基づき前記第1アクチュエーション部を駆動制御するための第1制御量を演算する第1制御量演算部と、
      前記第1制御量に基づき前記第1アクチュエーション部を駆動制御する第1駆動制御部と、
      前記第1アクチュエーション部または前記第1センサの出力信号の異常の有無を判断する第1異常判断部と、
     を有する第1マイクロコンピュータと、
     車両の運転状態を示す状態量を検出する第2センサと、
     前記第2センサの出力信号に基づき動作する第2アクチュエーション部と、
     前記第2アクチュエーション部を制御する第2マイクロコンピュータであって、前記第2マイクロコンピュータは、
      前記第2センサの出力信号が入力される第2センサ信号入力部と、
      前記第2センサの出力信号に基づき前記第2アクチュエーション部を駆動制御するための第2制御量を演算する第2制御量演算部と、
      前記第2制御量に基づき前記第2アクチュエーション部を駆動制御する第2駆動制御部と、
      前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号の異常の有無を判断する第2異常判断部と、
      異常検出時タスク実行部であって、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りと判断するとき、前記第2制御量演算部による前記第2制御量の演算を停止し、かつ前記第2駆動制御部による前記第2アクチュエーション部の駆動制御を停止すると共に、前記第2制御量の演算および前記第2アクチュエーション部の駆動制御以外の演算を行う異常検出時タスク実行部と、
     を有する第2マイクロコンピュータと、
     前記第1マイクロコンピュータと前記第2マイクロコンピュータの間で行われる信号の送受信であるマイクロコンピュータ間通信を行うマイクロコンピュータ間通信部と、
     を有することを特徴とする車両制御装置。
  2.  請求項1に記載の車両制御装置において、前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りで、かつ前記第2アクチュエーション部において継続的な駆動制御が不可能と判断するとき、前記第2駆動制御部による前記第2アクチュエーション部の駆動制御を停止すると共に、前記第2アクチュエーション部の駆動制御以外の演算を行うことを特徴とする車両制御装置。
  3.  請求項1に記載の車両制御装置において、前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りと判断するとき、前記第1マイクロコンピュータで実行される演算の一部を実行し、その演算結果を、前記マイクロコンピュータ間通信部を介して前記第1マイクロコンピュータに送信することを特徴とする車両制御装置。
  4.  請求項3に記載の車両制御装置において、前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りと判断するとき、前記マイクロコンピュータ間通信部で実行される演算の少なくとも一部を実行することを特徴とする車両制御装置。
  5.  請求項1に記載の車両制御装置において、前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りと判断するとき、前記第1異常判断部または前記第2異常判断部で実行される演算の少なくとも一部を実行することを特徴とする車両制御装置。
  6.  請求項5に記載の車両制御装置において、前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りと判断するとき、前記第1センサ、前記第1アクチュエーション部、または前記第1マイクロコンピュータの状態の記録を行うことを特徴とする車両制御装置。
  7.  請求項1に記載の車両制御装置において、前記第1マイクロコンピュータまたは前記第2マイクロコンピュータは、他の車両搭載機器と行われる通信であるCAN(controller area network)通信を行うCAN通信部を備え、
     前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りと判断するとき、前記CAN通信部で実行される演算の少なくとも一部を実行することを特徴とする車両制御装置。
  8.  請求項1に記載の車両制御装置において、前記第1マイクロコンピュータまたは前記第2マイクロコンピュータは、他の車両搭載機器と行われる通信であるCAN(controller area network)通信を行うCAN通信部を備え、
     前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りと判断するとき、前記他の車両搭載機器で実行される演算の少なくとも一部を実行することを特徴とする車両制御装置。
  9.  請求項8に記載の車両制御装置は、パワーステアリング装置であり、
     前記パワーステアリング装置は、
      ステアリングホイールの操舵操作を1対の転舵輪に伝達する操舵機構と、
      前記操舵機構に操舵力を付与する前記第1アクチュエーション部および前記第2アクチュエーション部としての電動モータと、
      前記操舵機構の操舵状態を検出する前記第1センサおよび前記第2センサとしての第1操舵センサおよび第2操舵センサと、を備え、
     前記第1マイクロコンピュータの前記第1制御量演算部は、前記第1操舵センサの出力信号に基づき算出した第1制御量で前記第1アクチュエーション部を駆動制御し、
     前記第2マイクロコンピュータの前記第1制御量演算部は、前記第2操舵センサの出力信号に基づき算出した第2制御量で前記第2アクチュエーション部を駆動制御し、
     前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りと判断するとき、前記1対の転舵輪に異なる制動力を付与可能な制動力制御装置に対し制動力指令信号を出力し、
     前記制動力指令信号は、前記制動力制御装置が前記1対の転舵輪に異なる制動力を付与することで、車両に回転モーメントが発生するように前記制動力制御装置を駆動制御するものであることを特徴とする車両制御装置。
  10.  請求項8に記載の車両制御装置は、パワーステアリング装置であり、
     前記パワーステアリング装置は、
      ステアリングホイールの操舵操作を1対の転舵輪に伝達する操舵機構と、
      前記操舵機構に操舵力を付与する前記第1アクチュエーション部および前記第2アクチュエーション部としての電動モータと、
      前記操舵機構の操舵状態を検出する前記第1センサおよび前記第2センサとしての第1操舵センサおよび第2操舵センサと、を備え、
     前記第1マイクロコンピュータの前記第1制御量演算部は、前記第1操舵センサの出力信号に基づき算出した第1制御量で前記第1アクチュエーション部を駆動制御し、
     前記第2マイクロコンピュータの前記第1制御量演算部は、前記第2操舵センサの出力信号に基づき算出した第2制御量で前記第2アクチュエーション部を駆動制御し、
     前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りと判断するとき、車両の内燃機関の燃焼制御を行うエンジンコントローラに対しエンジン制御指令信号を出力し、
     前記エンジン制御指令信号は、前記第1操舵センサの出力信号または前記第2操舵センサの出力信号に応じて前記内燃機関の燃焼状態を調整するものであることを特徴とする車両制御装置。
  11.  請求項1に記載の車両制御装置は、パワーステアリング装置であり、
     前記パワーステアリング装置は、
      ステアリングホイールの操舵操作を1対の転舵輪に伝達する操舵機構と、
      前記操舵機構に操舵力を付与する前記第1アクチュエーション部および前記第2アクチュエーション部としての電動モータと、
      前記操舵機構の操舵状態を検出する前記第1センサおよび前記第2センサとしての第1操舵センサおよび第2操舵センサと、を備え、
     前記第1マイクロコンピュータの前記第1制御量演算部は、前記第1操舵センサの出力信号に基づき算出した第1制御量で前記第1アクチュエーション部を駆動制御し、
     前記第2マイクロコンピュータの前記第1制御量演算部は、前記第2操舵センサの出力信号に基づき算出した第2制御量で前記第2アクチュエーション部を駆動制御し、
     前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りと判断するとき、前記第1アクチュエーション部に、アシストトルクに強弱を与えつつ駆動する信号を前記第1マイクロコンピュータに対して送信することを特徴とする車両制御装置。
  12.  請求項1に記載の車両制御装置において、前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りと判断するとき、前記第1駆動制御部における演算を行うことを特徴とする車両制御装置。
  13.  請求項1に記載の車両制御装置において、前記第1マイクロコンピュータまたは前記第2マイクロコンピュータは、他の車両搭載機器と行われる通信であるCAN(controller area network)通信を行うCAN通信部を備え、
     前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部によって検出された前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号の異常に関する情報を前記CAN通信部を介して他の車両搭載機器に送信可能な状態に処理することを特徴とする車両制御装置。
  14.  請求項13に記載の車両制御装置において、前記他の車両搭載機器は、前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号の異常に関する情報を、車外へ送信するものであることを特徴とする車両制御装置。
  15.  請求項13に記載の車両制御装置において、前記異常検出時タスク実行部は、前記第2異常判断部が前記第2アクチュエーション部または前記第2センサの出力信号に異常有りと判断するとき、前記第1センサ、前記第1アクチュエーション部、または前記第1マイクロコンピュータの状態の記録を行うことを特徴とする車両制御装置。
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