JPS63253401A - アクチユエ−タ制御回路の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロコンピュータを使用したアクチュエ
ータ制御回路の安全装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、各種アクチュエータの制御回路としてマイクロコ
ンピュータが広く使用されている。この種のアクチュエ
ータ制御回路は、マイクロコンピュータが暴走等の異常
をきたした場合には、アクチュエータが誤動作するおそ
れがあり、その安全性の配慮が要求されている。例えば
、自動車用の電動パワーステアリングを駆動するアクチ
ュエータ（モータ）の制御をマイクロコンピュータによ
り行っている時に、マイクロコンピュータが万一暴走を
おこした場合には、ステアリングハンドルが勝手に作動
するおそれがある。そこで、従来は、特開昭５５−５７
９５６号公報等に開示されるように、アクチュエータ制
御システムにマイクロコンピュータ監視回路を設けてマ
イクロコンピュータの作動状態を監視し、マイクロコン
ピュータの暴走等の異常事態を検出した場合には、マイ
クロコンピュータにリセット信号を送ってアクチュエー
タ制御を停止させ、また、リセット信号を発してもマイ
クロコンピュータの異常が継続している場合は。

リセット信号が一定回数カウントされた時にマイクロコ
ンピュータが異常であるとしてアクチュエータ電源回路
を遮断していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述した如く、従来よりアクチュエータ制御回路では、
マイクロコンピュータ監視回路を付加して安全性を図っ
ている。ところで、このようなマイクロコンピュータ監
視回路を設けた場合においても、マイクロコンピュータ
監視回路自体に断線。

ショート等の回路故障が生じた場合には、マイクロコン
ピュータに対しての監視機能が働かず、このような時に
マイクロコンピュータが暴走すると、アクチュエータ誤
動作が発生するおそれがあった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり。

その目的とするところは、マイクロコンピュータとマイ
クロコンピュータ監視回路とが互いに相手の異常を監視
しあってアクチュエータの誤動作を有効に防止し得るア
クチュエータ制御回路の安全装置を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、電動式のアクチ
ュエータを駆動制御するための駆動信号を発生するマイ
クロコンピュータを具備するアクチュエータ制御回路に
おいて、このアクチュエータ制御回路に前記マイクロコ
ンピュータの作動状態を監視するマイクロコンピュータ
監視手段を設け、−４、前記マイクロコンピュータには
、前記マイクロコンピュータ監視手段の作動状態を監視
する手段を設けて、このマイクロコンピュータと前記マ
イクロコンピュータ監視手段とが互いの異常を監視し合
うように回路構成すると共に、前記マイクロコンピュー
タ、及びマイクロコンピュータ監視手段は、相手の異常
を検出すると、前記アクチュエータの駆動回路の通電を
遮断するか、或いは警報表示の少なくとも１つの回路動
作を行うように設定するものである。

〔作用〕

このような構成よりなる本発明によれば、マイクロコン
ピュータに異常（例えばコンピュータの暴走）をきたし
た場合には、マイクロコンピュータ監視手段がその異常
を検出し、一方、マイクロコンピュータ監視手段側に異
常（例えばショート。

断線等の回路故障）をきたした場合には、マイクロコン
ピュータがその異常を検出し、いずれの場合にもアクチ
ュエータの駆動回路の通電が遮断される（又は警報表示
がなされる）。従って、本発明によれば、マイクロコン
ピュータのみならず。

マイクロコンピュータ監視手段に異常が生じてマイクロ
コンピュータの監視機能が働かなくなった場合にも、事
前にアクチュエータの駆動制御システムを停止し、或い
はその旨の警報表示を行うことにより、アクチュエータ
の誤動作発生をより万全に防止することができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づき説明す
る。

第１図は本実施例のシステム概要を表わすシステム構成
図、第２図は第１図の回路図であり、本実施例は一例と
して電動式パワーステアリング制部系の安全装置を示し
ている。

第１図において、１は電動式パワーステアリングの制御
用マイクロコンピュータ、２はパワーステアリングの駆
動モータ、３はモータ２を駆動するためのパワートラン
ジスタ、４はモータ２の電源回路を通電・遮断させるた
めのリレー、５は自動車用バッテリ、６はリセット回路
７及びカウンタ８よりなるマイクロコンピュータ監視回
路である。マイクロコンピュータ１．リセット回路７及
びカウンタ８はＩＣで構成される。

マイクロコンピュータ１は、ステアリングハンドルトル
ク検出用センサ（図示せず）の検出信号を入力して、ハ
ンドルトルクに応じたモータ駆動制御信号を信号線１０
を介してパワートランジスタ３のベースに送る。また、
リレー４のリレーコイル４ｂの一端はバッテリ５の（＋
）側に、他端は第２図に示すようにトランジスタ１２を
介してアース側に接続されている。そして、通常状態時
には、マイクロコンピュータ１からトランジスタ１２の
ベースに信号線１１．抵抗Ｒ１を介してリレーコイル駆
動信号が出力され、このリレーコイル駆動信号によりト
ランジスタ１２がオンしてリレーコイル４ｂが印加され
、リレー接点４ａが閉じ、ひいては、モータ２の電源回
路が閉じた状態にある。従って、この状態時にトランジ
スタ３にモータ駆動制御信号が信号線１０を介して入力
されると、モータ２が駆動制御される。

ヤイクロコンピュータ１は、コンピュータ駆動のために
周期的な駆動パルスを発生させているが。

この駆動パルスはコンピュータ自身が暴走等の異常をき
たすと、レベルが変動したり、高周波発振等を起す。し
かして、本実施例では、このような変動をマイクロコン
ピュータ１に内蔵するウォッチ・ドッグ・タイマー（Ｗ
−Ｄ−Ｔ）より出力し、出力端子Ｄ○（デジタルアウト
プット）及び信号線１４を介してリセット回路７の入力
端子Ａに逼るようにしである。

リセット回路７は、上記出力端子ＤＯから変動信号を検
出すると、周期的に（例えば１０＋ｎｍ５ｅｅ間隔）に
リセット信号を信号線１５．１６及びプルアップ抵抗Ｒ
８を介してマイクロコンピュータ１のリセット入力端子
とカウンタ８の入力端子Ｃに送るよう設定しである。

カウンタ８は、リセット回路７からのリセット信号を計
数し、このリセット信号の出力回数値が一定値となった
場合に、出力端子Ｑからハイレベル信号を出力するよう
設定され、また、この時にカウンタ８のクロック信号（
リセット信号）の入力を停止する。カウンタ５の出力端
子Ｑは信号線１７、プルアップ抵抗Ｒ２を介してトラン
ジスタ１３のベースに接続され、またトランジスタ１３
みコレクタ側がリレーコイル駆動信号線１１に分岐接続
され、エミッタ側が接地されている。従って、カウンタ
８の出力端子Ｑから上記ハイレベル信号が出力すると、
トランジスタ１３がオンし、その結果、トランジスタ１
２がオフし、ひいてはリレーコイル４ｂの通電が遮断さ
れて、接点４ａが開き、モータ２が停止する。なお、プ
ルアップ抵抗Ｒ２はカウンタ８の出力Ｑが断線等でオー
プンモードに故障した場合に、トランジスタ１３をオン
させてリレーコイル４ｂの通電を遮断する機能も有する
。また、カウンタ８の出力Ｑは、常態時にはローレベル
（約０．３Ｖ程度）に設定されている。

１８は、カウンタ８の出力信号線１７から分岐してマイ
クロコンピュータ１のＡ／Ｄ端子に接続される信号線で
、マイクロコンピュータ１は、信号線１８．Ａ／Ｄ端子
を介して入力したカウンタ８の出力検出信号に基づき、
カウンタ８側の出力レベルが一定値以下（通常０．ＩＶ
）に低下しているか否か監視し、一定値以下の場合には
、リレーコイル信号線１１を介してトランジスタ１２１
に送られるリレーコイル駆動信号の送りを停止する。

１９は、電源リセット回路で、電源リセット回路はノッ
ト素子（ＩＣ）、コンデンサＣ１、Ｒ４より構成される
。

しかして、以上の回路構成よりなる制御システム系の種
々の動作モードについて説明する。

正常なパワーステアリング制御時には、マイクロコンピ
ュータ１からトランジスタ１２にリレーコイル駆動信号
が信号線１１を介して送られ、リレーコイル４ｂが駆動
し、接点４ａは閉じられる。

従って、この場合には、マイクロコンピュータ１から信
号線１０を介してモータ駆動制御信号がパワートランジ
スタ３に入力されると、信号に応じてモータ２が駆動し
、パワーステアリング制御が正常になされる。

また、マイクロコンピュータ１が万一暴走した場合には
、マイクロコンピュータ１からリセット回路７に信号線
１４を介して送られるコンピュータ動作異常信号（Ｗ−
Ｄ−Ｔ出力）に基づき、リセット回路７がリセット信号
を出力する。この信号によりマイクロコンピュータ１が
リセットした場合には、トランジスタ３へのモータ駆動
信号の信号線１０を介しての送給もストップし、モータ
２が停止する。また、リセット回路７がリセット信号が
出したにもかかわらずマイクロコンピュータ１からリセ
ット回路７にコンピュータ動作異常信号が送られる時に
は、リセット回路７からリセット信号が周期的に発生し
て、カウンタ８で計数され、リセット信号発生回数が一
定値以上になった場合には、マイクロコンピュータ１の
暴走が続いているものとして、カウンタ８からトランジ
スタ１３に信号線１７を介してハイレベル信号が送られ
、トランジスタ１３がオンして、トランジスタ１２がオ
フし、リレーコイル４ｂが遮断し接点４ａが開いてモー
タ２が停止する。

次に、マイクロコンピュータ監視装置６側の回路要素に
万一故障が生じた場合について説明する。

例えば、マイクロコンピュータ監視装置６の回路の一部
がショートした場合、カウンタ８の出力は一定値（０，
１Ｖ以下）以下になる。この状態を放置すると、マイク
ロコンピュータ監視装置６が機能せず（トランジスタ１
３のオン・オフ制御不能）、前述したようなモータ２の
リレーコイル４ｂを遮断させることができなくなるが、
本実施例では、カウンタ８の出力が一定値以下になると
、その出力値を信号線１８を介してマイクロコンピュー
タ１が検出し、マイクロコンピュータ１が信号線１１に
送っていたリレーコイル駆動信号の出力を停止させる。

その結果、トランジスタ１２がすフし、リレーコイル４
ｂの通電がしゃ断され、接点４ａが開いてモータ２が停
止する。

また、カウンタ８の出力端子がオープンモード（断線）
に故障した場合には、プルアップ抵抗Ｒ２がハイレベル
信号としてトランジスタ１３のベースに印加されるので
、トランジスタ１３がオン、トランジスタ１２がオフし
てリレーコイル４ｂの通電が遮断され、モータ２が停止
する。

第３図は、前述のマイクロコンピュータ監視回路６に対
するマイクロコンピュータ１のショート検出モードを示
すもので、マイクロコンピュータ１は電源立上りと共に
、一定時間リセット後スタートとなり入出力イニシャラ
イズを行う。この後、カウンタ８の出力取込みを行い、
カウンタ出力が一定時間以上、一定値以下が監視し、そ
の場合はリレーコイルを遮断する。

第４図は、マイクロコンピュータ１が暴走した時のフロ
ーチャートであり、暴走が生じるとウォッチ・ドッグ・
タイマーが割込み、Ｗ−Ｄ−Ｔ出力がリセット回路に出
力されて、電動機が制御される。

以上のように本実施例によれば、マイクロコンピュータ
暴走時の他にマイクロコンピュータ監視回路に異常をき
たした場合にも、モータ２の電源を遮断するので、ハン
ドルが勝手に切れることはなく、パワーステアリング装
置等のアクチュエータの誤動作を防止して安全性を高め
ることができる。

なお、リレーコイルの電圧しゃ断はモータを切る他にク
ラッチ等を切る信号としても使用できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、マイクロコンピュータと
マイクロコンピュータ監視回路とが互いに相手の以上を
監視し合ってアクチュエータの誤動作を有効に防止する
ことができ、アクチュエータ制御回路の安全性を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステム概要を表わす説明
図、第２図は第１図の詳細を表わす回路図、第３図及び
第４図は上記実施例の動作状態を表わすフローチャート
である。 １・・・マイクロコンピュータ、２・・・アクチュエー
タ（モータ）、４・・・リレー（アクチュエータ電源遮
晧１０ め３０　　第。区

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．電動式のアクチユエータを駆動制御するための駆動
   信号を発生するマイクロコンピユータを具備するアクチ
   ユエータ制御回路において、該アクチユエータ制御回路
   に前記マイクロコンピユータの作動状態を監視するマイ
   クロコンピユータ監視手段を設け、一方、前記マイクロ
   コンピユータには、前記マイクロコンピユータ監視手段
   の作動状態を監視する手段を設けて、該マイクロコンピ
   ユータと前記マイクロコンピユータ監視手段とが互いの
   異常を監視し合うように回路構成すると共に、前記マイ
   クロコンピユータ、及び前記マイクロコンピユータ監視
   手段は、相手の異常を検出すると、前記アクチユエータ
   の駆動回路の通電を遮断するか、或いは警報表示の少な
   くとも１つの回路動作を行うように設定してなることを
   特徴とするアクチユエータ制御回路の安全装置。
2. ２．特許請求の範囲第１項において、前記マイクロコン
   ピユータ監視手段は、前記マイクロコンピユータが暴走
   した時に該マイクロコンピユータにリセツト信号を発す
   るリセツト回路と、該リセツト信号を計数してリセツト
   信号が一定回数値になると前記マイクロコンピユータの
   異常を判定するカウンタよりなるアクチユエータ制御回
   路の安全装置。
3. ３．特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記マ
   イクロコンピユータ監視手段の作動状態を監視する手段
   は、前記マイクロコンピユータ監視手段の常態時の出力
   レベルの変化を監視して該マイクロコンピユータ監視手
   段の異常を検出するよう設定してなるアクチユエータ制
   御回路の安全装置。