JP7271970B2

JP7271970B2 - 制御装置

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Publication number: JP7271970B2
Application number: JP2019015443A
Authority: JP
Inventors: 圭近藤; 太宮人河合
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: JP2020123207A

Description

本発明は、制御装置に関する。

制御装置は、一般に、コア（プロセッサコア）及びメモリ等を備えるマイクロコンピュータ（以下「マイコン」と称する）と、電力供給回路と、を備えている。例えば、国際公開第２０１６／１２５６９０号に記載の車両制御装置は、２つの定電圧生成回路を備えている。この車両制御装置は、当該２つの定電圧生成回路のうちの一方が基準電圧を超える電圧を出力した場合、当該定電圧生成回路のマイコンへの出力を遮断するように構成されている。そして、この車両制御装置のマイコンは、一方の定電圧生成回路の出力が遮断された場合、消費電力がより小さい処理を実行するように、処理の内容又は方法を異常時用のものに変更する。これにより、定格電圧が相対的に小さい定電圧生成回路のみが正常である場合も、代替処理により車両制御装置の動作を継続させることができる。

国際公開第２０１６／１２５６９０号

しかしながら、上記車両制御装置では、代替処理により処理負荷が小さくなったとしても、マイコンのコア自体は動作している。マイコンの中で、最も消費電力が大きい装置はコアであり、例えばマイコンへの供給電力の約９割以上がコアの動作で消費される。つまり、コアが動作している限り、代替処理による消費電力の低減効果は限定的となり、所定の機能を維持するためには、例えばさらなる定電圧生成回路の追加等が必要となってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、２つの電力供給部のうちの一方が失陥した場合に、必要な機能を維持しつつ、確実に消費電力を低減させることができる制御装置を提供することを目的とする。

本発明の制御装置は、車両の安全性を向上させるための車両安全プログラムである第１プログラムを実行する第１コアと、前記第１プログラムとは異なる車両走行時のドライバの利便性又は快適性を向上させるための走行支援プログラムである第２プログラムを実行する第２コアと、前記第１コア及び前記第２コアに電力を供給する第１電力供給部及び第２電力供給部と、前記第１電力供給部の出力電圧が第１所定範囲内であるか否かを検出する第１電圧検出部と、前記第２電力供給部の出力電圧が第２所定範囲内であるか否かを検出する第２電圧検出部と、前記第１電圧検出部により前記第１電力供給部の出力電圧が前記第１所定範囲外であることが検出された場合、前記第１電力供給部から前記第１コア及び前記第２コアに対する電力供給を遮断する第１遮断部と、前記第２電圧検出部により前記第２電力供給部の出力電圧が前記第２所定範囲外であることが検出された場合、前記第２電力供給部から前記第１コア及び前記第２コアに対する電力供給を遮断する第２遮断部と、を備え、前記第２コアの動作は、前記第１電圧検出部により前記第１電力供給部の出力電圧が前記第１所定範囲外であることが検出された場合、又は前記第２電圧検出部により前記第２電力供給部の出力電圧が前記第２所定範囲外であることが検出された場合、停止する。

本発明によれば、２つの電力供給部のうちの一方に出力電圧の異常が発生した場合でも、第２コアの動作（機能）が停止するため、コア１つの動作分の消費電力を低減させることができる。そして、この場合、他方の電力供給部のみの電力供給で第１コアが動作し、機能を低下させる代替処理なく、第１プログラムの実行を継続させることができる。このように、本発明によれば、２つの電力供給部のうちの一方が失陥した場合に、必要な機能を維持しつつ、確実に消費電力を低減させることができる。

本実施形態の制御装置の構成図である。本実施形態の第１コア及び第２コアを示す概念図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。説明に用いる各図は概念図である。本実施形態の制御装置１は、車両に搭載される車両用制御装置であって、主にブレーキ制御を実行するブレーキＥＣＵ（電子制御ユニット）である。具体的に、制御装置１は、図１に示すように、マイコン２と、第１電力供給部３１と、第２電力供給部３２と、第１電圧検出部４１と、第２電圧検出部４２と、第１スイッチ（「第１遮断部」に相当する）５１と、第２スイッチ（「第２遮断部」に相当する）５２と、を備えている。なお、本実施形態の制御装置１には、マイコン２と並列にＩＣ９４が搭載されている。

マイコン２は、第１プログラムを実行する第１コア２１と、第１プログラムとは異なる第２プログラムを実行する第２コア２２と、を備えている。第１コア２１及び第２コア２２は、プロセッサコアであって、演算処理を実行するプロセッサの中核部分である。また、マイコン２は、第１プログラム及び第２プログラムを記憶するメモリ２３を備えている。このように、マイコン２は、２つのコア及び各種メモリ等を備えている。

第１プログラムは、車両の安全性を向上させるための車両安全プログラムである。車両安全プログラムは、例えば、アンチスキッド制御、横滑り防止制御（ＥＳＣ）、及び衝突被害軽減ブレーキ（ＡＥＢ）などを実行するためのプログラムである。車両安全プログラムは、少なくともアンチスキッド制御の実行処理を含むプログラムともいえる。なお、アンチスキッド制御は、ＡＢＳ制御ともいえる。

第２プログラムは、車両走行時のドライバの利便性又は快適性を向上させるための走行支援プログラムである。走行支援プログラムは、サービス関連のプログラムといえ、例えばアクティブクルーズコントロール（以下「ＡＣＣ」という）及びレーンキープアシスト等を実行するためのプログラムである。走行支援プログラムは、少なくともＡＣＣの実行処理を含むプログラムといえる。車両の安全走行の観点で、走行支援プログラムの実行の優先度は、車両安全プログラムの実行の優先度よりも低い。本実施形態の各プログラムは、ブレーキ性能向上や自動ブレーキのためのプログラムともいえる。

第１コア２１は、車両の車輪速度を検出する車輪速度検出部９１から受信した検出結果に基づいて、車輪速度に関する情報（以下「速度情報」ともいう）を演算する。本実施形態の車輪速度検出部９１は、各車輪に対して設けられた車輪速度センサである。第１コア２１は、速度情報、例えば各車輪の車輪速度及びそれらに基づいて演算された車速（車体速度）などに基づいて、車両安全プログラムを実行する。また、図２に示すように、第１コア２１は、第２コア２２に速度情報を送信する。つまり、第２コア２２は、第１コア２１から速度情報を取得する。

第２コア２２は、車両の加速度及び回転の少なくとも一方に関する情報である車両挙動を検出する車両挙動検出部９２から受信した検出結果に基づいて、車両挙動に関する情報（以下「挙動情報」ともいう）を演算する。車両挙動検出部９２は、車両に設けられた各種センサであって、例えば、加速度センサ、ヨーレートセンサ、ロールセンサ、及び／又はピッチセンサで構成されている。第２コア２２は、挙動情報に基づいて、走行支援プログラムを実行する。また、第２コア２２は、第１コア２１に挙動情報を送信する。つまり、第１コア２１は、第２コア２２から挙動情報を取得する。

第１コア２１及び第２コア２２は、ＣＡＮを介して上記の他の情報も取得可能である。また、コア２１、２２間の通信は、各種メモリを介して行われてもよい。このように、第１コア２１及び第２コア２２は、互いに独立して異なるプログラムを実行し、車両制動装置に異なる機能を発揮させる。

第１電力供給部３１及び第２電力供給部３２は、それぞれ、第１コア２１及び第２コア２２に電力を供給する電源回路である。より具体的に、第１電力供給部３１及び第２電力供給部３２は、第１コア２１及び第２コア２２に対して一定の電圧（所定電圧）を出力するための定電圧回路である。第１電力供給部３１及び第２電力供給部３２は、レギュレータともいえる。本実施形態において、第１電力供給部３１及び第２電力供給部３２の出力電圧は、同じ値に設定されている。第１電力供給部３１及び第２電力供給部３２は、バッテリ９３から電力供給される。

第１電力供給部３１は、バッテリ９３とマイコン２とを接続する第１電源ライン６１上に配置されている。第２電力供給部３２は、バッテリ９３とマイコン２とを接続する第２電源ライン６２上に配置されている。第１電源ライン６１及び第２電源ライン６２は、バッテリ９３の出力端子付近及びマイコン２の入力端子付近において、１つの共通ラインで構成されている。つまり、第１電力供給部３１及び第２電力供給部３２は、バッテリ９３とマイコン２との間で並列接続されている。マイコン２には、第１電力供給部３１の出力電圧及び第２電力供給部３２の出力電圧のうち、高い方の出力電圧が印加される。

第１電圧検出部４１は、第１電力供給部３１の出力電圧が第１所定範囲内であるか否かを検出する検出回路である。第１所定範囲は、例えばマイコン２が正常に動作する電圧値の下限値から上限値の間の範囲に設定されている。第１電圧検出部４１は、第１電源ライン６１における第１電力供給部３１と第１スイッチ５１との間の部分から分岐した第１検出ライン６３上に配置されている。

第１電圧検出部４１は、周知の構成、例えばコンパレータ及び基準電圧源等により構成されている。第１電圧検出部４１は、第１電力供給部３１の出力電圧が第１所定範囲外である場合、すなわち当該出力電圧が第１所定範囲の上限値を超えているか又はその下限値未満である場合、第１スイッチ５１をオフするように構成されている。また、第１電圧検出部４１は、出力電圧が第１所定範囲内か否かに関する情報（すなわち検出結果）をマイコン２に送信する。第１電圧検出部４１は、第１スイッチの形態に応じて、第１スイッチ５１をオン（接続状態）からオフ（遮断状態）に切り替える。第１電圧検出部４１は、例えば、第１スイッチ５１が電気リレー式である場合、リレーコイルに電流を供給し、あるいは第１スイッチ５１が半導体素子（スイッチング素子）である場合、制御端子に供給する電流を変化させる。

第２電圧検出部４２は、第２電力供給部３２の出力電圧が第２所定範囲内であるか否かを検出する検出回路である。本実施形態の第２所定範囲は、第１所定範囲と同じ範囲に設定されている。第２電圧検出部４２は、第２電源ライン６２における第２電力供給部３２と第２スイッチ５２との間の部分から分岐した第２検出ライン６４上に配置されている。第２電圧検出部４２は、第２電力供給部３２の出力電圧が第２所定範囲外である場合、第２スイッチ５２をオフするように構成されている。また、第２電圧検出部４２は、検出結果をマイコン２に送信する。第２電圧検出部４２は、第１電圧検出部４１と同様の構成であるので、その他の説明は省略する。

第１スイッチ５１は、第１電圧検出部４１により第１電力供給部３１の出力電圧が第１所定範囲外であることが検出された場合、第１電力供給部３１から第１コア２１及び第２コア２２に対する電力供給を遮断する装置である。第１スイッチ５１は、第１電源ライン６１における第１電力供給部３１とマイコン２との間の部分に配置されている。第１スイッチ５１は、通常はオン状態で維持され、第１電力供給部３１とマイコン２とを接続している。そして、第１スイッチ５１は、第１電力供給部３１の出力電圧が異常値になった場合、オフになる。

第２スイッチ５２は、第２電圧検出部４２により第２電力供給部３２の出力電圧が第２所定範囲外であることが検出された場合、第２電力供給部３２から第１コア２１及び第２コア２２に対する電力供給を遮断する装置である。第２スイッチ５２は、第２電源ライン６２における第２電力供給部３２とマイコン２との間の部分に配置されている。第２スイッチ５２は、通常はオン状態で維持され、第２電力供給部３２とマイコン２とを接続している。そして、第２スイッチ５２は、第２電力供給部３２の出力電圧が異常値になった場合、オフになる。第１スイッチ５１及び第２スイッチ５２は、例えばリレースイッチ又はスイッチング素子で構成されている。

ここで、第２コア２２の動作は、第１電圧検出部４１により第１電力供給部３１の出力電圧が第１所定範囲外であることが検出された場合、又は第２電圧検出部４２により第２電力供給部３２の出力電圧が第２所定範囲外であることが検出された場合、停止する。つまり、第２コア２２は、第１電力供給部３１及び第２電力供給部３２のうちの一方が失陥した場合、自身の動作（機能）を停止させ、作動状態から非作動状態に移行する。これに伴い、走行支援プログラムの実行も停止される。

第２コア２２は、第１電圧検出部４１及び第２電圧検出部４２から送信される検出結果に基づいて、又は第１スイッチ５１及び第２スイッチ５２の状態（オンオフ）を監視することで、第１電力供給部３１の出力電圧及び第２電力供給部３２の出力電圧が正常値であるか否かを判定（認識）することができる。

このように、本実施形態の制動装置１は、車両安全プログラムを実行する第１コア２１と、車両安全プログラムとは異なる走行支援プログラムを実行する第２コア２２と、第１コア２１及び第２コア２２に電力を供給する第１電力供給部３１及び第２電力供給部３２と、第１電力供給部３１の出力電圧が第１所定範囲内であるか否かを検出する第１電圧検出部４１と、第２電力供給部３２の出力電圧が第２所定範囲内であるか否かを検出する第２電圧検出部４２と、第１電圧検出部４１により第１電力供給部３１の出力電圧が第１所定範囲外であることが検出された場合、第１電力供給部３１から第１コア２１及び第２コア２２に対する電力供給を遮断する第１スイッチ５１と、第２電圧検出部４２により第２電力供給部３２の出力電圧が第２所定範囲外であることが検出された場合、第２電力供給部３２から第１コア２１及び第２コア２２に対する電力供給を遮断する第２スイッチ５２と、を備えている。そして、第２コア２２は、第１電力供給部３１の出力電圧又は第２電力供給部３２の出力電圧が所定範囲外である場合、機能を停止するように構成されている。

この構成によれば、第１電力供給部３１及び第２電力供給部３２の一方が失陥した場合、第２コア２２が停止することで、第２コア２２への給電が不要となり、マイコン２の消費電力がコア１つの動作分だけ低減する。そして、失陥していない第１電力供給部３１及び第２電力供給部３２の他方からの電力供給のみにより、第１コア２１は、代替処理なく継続して動作することができる。つまり、本実施形態によれば、１つの電力系統が失陥しても、消費電力を低減しつつ、優先度が相対的に高い車両安全プログラムを正常時同様に実行することができる。

失陥により電力供給が２系統から１系統になると、マイコン２やＩＣ９４で必要な負荷電流を１つの系統で負担することになる。しかし、本実施形態によれば、１つのコア自体が停止することで、処理変更や回路の大型化なく、１つの系統による電力供給で必要なプログラムを実行させることができる。このように、本実施形態によれば、２つの電力供給部３１、３２のうちの一方が失陥した場合に、必要な機能を維持しつつ、確実に消費電力を低減させることができる。

また、例えば、定電圧回路に設けられたスイッチング素子がショート故障した場合、バッテリ９３の電圧が適切に降圧されずに過電圧となり、マイコン２の発熱が増大してしまう。しかし、本実施形態によれば、出力電圧の異常が検出されると、異常側の電力供給が遮断されるとともに、第２コア２２が停止する。このため、第１コアの動作電力が確保され、必要な機能が維持されるとともに、マイコン２の発熱量が抑制される。

また、第１コア２１は、第２コア２２を介さずに、車輪速度に関する情報を取得できるため、第２コア２２の動作の有無にかかわらず車両安全プログラムを実行することができる。したがって、第１コア２１は、第２コア２２が停止しても、速度情報に基づいて車両安全プログラムを実行できる。車輪速度が取得できることで、車速や各車輪の車輪加速度などの演算が可能となり、それらの演算結果に基づいてアンチスキッド制御等の実行が可能となる。

また、車両挙動に関する情報は、走行支援に必要な情報として第２コア２２に送信され、第２コア２２から第１コア２１に送信される。第２コア２２停止時には、挙動情報が第１コア２１に送信されないが、第１コア２１は車輪速度に関する情報を用いて挙動情報を代替可能なため、車両安全プログラムの実行に支障はない。このように、制動装置１は、第１コア２１及び第２コア２２それぞれが必要最低限の情報を取得できるように構成されている。つまり、この構成は、第１コア２１が必要とする情報の冗長性の確保が可能であるとともに、装置の部品点数低減や小型化の観点でも有利である。また、走行支援に必要な車両挙動に関する情報は、車両安全制御が必要とする車両挙動に関する情報よりも多いため、車両挙動に関する情報を第２コア２２で受信することで、車両挙動に関する情報を第１コア２１で受信する場合と比べて処理負荷を軽減することができる。

（その他）
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、第１プログラムは車両安全プログラム以外のプログラムでもよい。また、第２プログラムは、走行支援プログラム以外のプログラムでもよい。この場合でも、第１プログラムに最も優先度が高いプログラムを設定することで、電源失陥時でも必要な動作・機能が確保される。また、第１コア２１及び第２コア２２がプログラムを実行するために取得する情報も、上記に限らず、例えばステアリング情報やストローク情報などの別の情報を含んでもよい。また、各検出部９１、９２の検出結果は、両方のコア２１、２２に送信されて、それぞれで処理されてもよい。また各コア２１、２２が実行するプログラムは、マイコン２の外部のメモリ（記憶媒体）に保存されていてもよい。また、制御装置１は、制動用に限らず、例えばエンジンやモータ等の駆動制御用であってもよく、あるいは車両以外に適用されてもよい。

１…制御装置、２…マイコン、２１…第１コア、２２…第２コア、２３…メモリ、３１…第１電力供給部、３２…第２電力供給部、４１…第１電圧検出部、４２…第２電圧検出部、５１…第１スイッチ（第１遮断部）、５２…第２スイッチ（第２遮断部）、９１…車輪速度検出部、９２…車両挙動検出部。

Claims

車両の安全性を向上させるための車両安全プログラムである第１プログラムを実行する第１コアと、
前記第１プログラムとは異なる車両走行時のドライバの利便性又は快適性を向上させるための走行支援プログラムである第２プログラムを実行する第２コアと、
前記第１コア及び前記第２コアに電力を供給する第１電力供給部及び第２電力供給部と、
前記第１電力供給部の出力電圧が第１所定範囲内であるか否かを検出する第１電圧検出部と、
前記第２電力供給部の出力電圧が第２所定範囲内であるか否かを検出する第２電圧検出部と、
前記第１電圧検出部により前記第１電力供給部の出力電圧が前記第１所定範囲外であることが検出された場合、前記第１電力供給部から前記第１コア及び前記第２コアに対する電力供給を遮断する第１遮断部と、
前記第２電圧検出部により前記第２電力供給部の出力電圧が前記第２所定範囲外であることが検出された場合、前記第２電力供給部から前記第１コア及び前記第２コアに対する電力供給を遮断する第２遮断部と、
を備え、
前記第２コアの動作は、前記第１電圧検出部により前記第１電力供給部の出力電圧が前記第１所定範囲外であることが検出された場合、又は前記第２電圧検出部により前記第２電力供給部の出力電圧が前記第２所定範囲外であることが検出された場合、停止する制御装置。
前記第１コアは、車両の車輪速度を検出する車輪速度検出部から受信した検出結果に基づいて、車輪速度に関する速度情報を演算し、前記第２コアに前記速度情報を送信する請求項１に記載の制御装置。
前記第２コアは、車両の加速度及び回転の少なくとも一方に関する情報である車両挙動を検出する車両挙動検出部から受信した検出結果に基づいて、車両挙動に関する挙動情報を演算し、前記第１コアに前記挙動情報を送信する請求項２に記載の制御装置。