JP2001197154A

JP2001197154A - 複合制御装置

Info

Publication number: JP2001197154A
Application number: JP2000005953A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Kobayashi; 良司小林; Kimihiro Yamai; 公博山井
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2000-01-07
Publication date: 2001-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】データ量の増加を軽減すると共に簡単なデータ
処理により複数の制御装置間のデータ通信の信頼性を向
上する。【解決手段】送信側の制御装置１０において通信の進行
に伴って変化する監視情報５２ｂを送信データ５２ａに
付加して送信し、受信側の制御装置２０においては受信
した監視情報が通信の進行に伴って変化しているかどう
かを監視して該監視情報の変化が停止したときには通信
系異常と判断し、フェールセーフ制御処理を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の制御装置が
連係して制御を行なう複合制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の制御装置間のデータ通信では、正
確な通信を実現するために、送受信確認情報やデータ誤
り情報を送受信している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の技術は、送受信する情報（データ）の量が多くなる
ために、通信系の負荷が多くなり、また、各制御装置に
おけるデータ処理が多くなるという問題があった。

【０００４】本発明の１つの目的は、送受信するデータ
量の増加を軽減すると共に簡単なデータ処理によってデ
ータ通信の信頼性を高めることができる複合制御装置を
提案することにある。

【０００５】本発明の他の目的は、更に、データ通信の
異常による不安全制御を防止することができる複合制御
装置を提案することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、制御情報を送
信する通信手段を有する第１の制御装置と、前記制御情
報を受信する通信手段を有する第２の制御装置を備え、
第１および第２の制御装置を通信線を介して接続した複
合制御装置において、前記第１の制御装置は、制御情報
に監視情報を付加すると共に該監視情報を通信の進行に
伴って変化させる監視情報付加手段を備え、前記第２の
制御装置は、受信した監視情報が通信の進行に伴って変
化しているかどうかを監視して該監視情報の変化が停止
したときには通信系異常と判断する異常検出手段を備え
た。

【０００７】そして、前記監視情報は、１ビットのフラ
グとして１，０を繰り返すようにした。

【０００８】また、本発明は、制御情報を送信する通信
手段を有する第１の制御装置と、前記制御情報を受信す
る通信手段を有する第２の制御装置を備え、第１および
第２の制御装置を通信線を介して接続した複合制御装置
において、前記第１の制御装置は、１ビットの監視情報
を通信情報へ付加し、所定の通信回数毎に前記監視情報
を変化させる監視情報付加手段を備え、前記第２の制御
装置は、受信した監視情報が通信回数の増加に伴って変
化しているかどうかを監視し、監視情報の変化が停止し
たときには通信系異常と判断する異常検出手段を備え
た。

【０００９】そして、前記異常検出手段は、監視情報が
変化しない監視結果が所定回数または所定時間を越えた
ときに通信系異常と判断するようにした。

【００１０】通信異常時には、前記第１の制御装置また
は前記第２の制御装置は、フェールセーフ制御処理を行
うようにする。

【００１１】前記第１の制御装置はハイブリッド電気自
動車における全体的な制御を分担する総合制御装置と
し、第２の制御装置はエンジンの制御を分担するエンジ
ン制御装置とする。そして、前記エンジン制御装置は、
スロットル弁を閉じるようなフェールセーフ制御処理を
行なうようにする。

【００１２】また、前記第１の制御装置はハイブリッド
電気自動車における全体的な制御を分担する総合制御装
置とし、第２の制御装置は走行モータの制御を分担する
走行モータ制御装置とする。そして、前記走行モータ制
御装置は、走行駆動モータを減速または停止するような
フェールセーフ制御処理を行なうようにする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態であるハイ
ブリッド電気自動車における総合制御装置とエンジン制
御装置と走行モータ制御装置を組み合わせた複合制御装
置について説明する。

【００１４】図１は、この実施の形態におけるハイブリ
ッド電気自動車の複合制御装置のブロック図である。

【００１５】総合制御装置１０は、ハイブリッド電気自
動車を総合的に制御するための種々の制御演算を行なう
第１のＣＰＵ１１と、この第１のＣＰＵ１１と通信線４
０の間に介在して各種の通信データの授受を仲介する第
１の通信ＩＣ１２を備える。

【００１６】エンジン制御装置２０は、通信線４０を介
して各種の通信データを授受し、総合制御装置１０から
受信した通信データや自ら入力したセンサからの検出信
号に基づいて制御演算を行なう第２のＣＰＵ２１と、こ
の第２のＣＰＵ２１と通信線４０の間に介在して各種の
通信データの授受を仲介する第２の通信ＩＣ２２を備え
る。

【００１７】走行モータ制御装置３０は、通信線４０を
介して各種の通信データを授受し、総合制御装置１０か
ら受信した通信データや自ら入力したセンサからの検出
信号に基づいて制御演算を行なう第３のＣＰＵ３１と、
この第３のＣＰＵ３１と通信線４０の間に介在して各種
の通信データの授受を仲介する第３の通信ＩＣ３２を備
える。

【００１８】総合制御装置１０は、第１のＣＰＵ１１内
にプログラムによって構成した制御演算部１１ａにおい
て、アクセルペダルセンサ１３やブレーキペダルセンサ
１４等の各種センサからの検出信号およびエンジン制御
装置２０や走行モータ制御装置３０からの受信データに
基づいて該エンジン制御装置２０と走行モータ制御装置
３０に送信する制御情報であるトルク指令を演算し、こ
のトルク指令を第１の通信ＩＣ１２を介して通信線４０
に送出するようにデータバッファ１１ｂに送信データと
してセットする。

【００１９】一方、この第１のＣＰＵ１１内にプログラ
ムによって構成した監視情報演算部１１ｃは、データバ
ッファ１１ｂ内にセットされた送信データに監視情報を
付加する。この監視情報は、例えば、１ビットのフラグ
とし、このフラグビットの状態を通信の進行に伴って
１，０，１…を繰り返すように変化させる。

【００２０】図２は、このようにして構成する通信デー
タのフォーマットを例示している。この例では、通信デ
ータ５０は、宛先情報５１ａを設定する宛先領域５１
と、送信データ５２ａと監視情報５２ｂを設定するデー
タ領域５２を備える。

【００２１】そして、第１のＣＰＵ１１は、データバッ
ファ１１ｂにセットされた通信データ５０を第１の通信
ＩＣ１２に転送し、第１の通信ＩＣ１２は、通信制御レ
ジスタ１２ａにセットされた通信制御情報に従って第１
のＣＰＵ１１から転送された通信データを通信制御レジ
スタ１２ａにセットされた通信制御情報に従って通信線
４０に送出する。

【００２２】エンジン制御装置２０は、第２の通信ＩＣ
２２によって通信線４０から通信データを受信し、通信
制御レジスタ２２ａにセットされた通信制御情報に従っ
て受信データを第２のＣＰＵ２１に引き渡す。第２のＣ
ＰＵ２１は、この受信データ（この例ではトルク指令）
をデータバッファ２１ｂに格納する。この第２のＣＰＵ
２１内にプログラムによって構成した制御演算部２１ａ
は、この受信データおよび吸気流量センサ２３等の各種
センサからの検出信号に基づいてスロットル弁開度を演
算し、スロットル弁をこの開度とするようにスロットル
弁駆動モータ２４を制御する。

【００２３】一方、この第２のＣＰＵ２１内にプログラ
ムによって構成した監視情報演算部２１ｃは、データバ
ッファ２１ｂ内に格納された受信データに付加されてい
る監視情報５２ｂを分離し、これを記憶すると共に前回
の通信で総合制御制御装置１０から受信した通信データ
から分離して記憶している監視情報と比較する。そし
て、不一致（変化した）状態であれば、変化した監視情
報５２ｂが伝わっているので該受信データは正常である
と判断する。

【００２４】しかしながら、一致（変化が停止した）状
態にあるときには、変化した監視情報５２ｂが伝わって
いないので該受信データが異常であると判断してその旨
を制御演算部２１ａに通知する。この異常の判断は、所
定回数のデータ通信または所定時間の間のデータ通信に
わたって監視情報５２ｂの一致状態が継続しているとき
に決断するようにして、誤判断を防止するようにすると
良い。

【００２５】制御演算部２１ａは、監視情報演算部２１
ｃから受信データが異常である旨の通知を受けると、ス
ロットル弁を全閉状態するようにスロットル弁駆動モー
タ２４を制御する。

【００２６】また、走行モータ制御装置３０は、第３の
通信ＩＣ３２によって通信線４０から通信データを受信
し、通信制御レジスタ３２ａにセットされた通信制御情
報に従って受信データを第３のＣＰＵ３１に引き渡す。
第３のＣＰＵ３１は、この受信データ（この例ではトル
ク指令）をデータバッファ３１ｂに格納する。この第３
のＣＰＵ３１内にプログラムによって構成した制御演算
部３１ａは、この受信データおよび走行速度センサ３３
等の各種センサからの検出信号に基づいて駆動トルクを
演算し、この駆動トルクを出力するように走行駆動モー
タモータ３４を制御する。

【００２７】一方、この第３のＣＰＵ３１内にプログラ
ムによって構成した監視情報演算部３１ｃは、データバ
ッファ３１ｂ内に格納された受信データに付加されてい
る監視情報５２ｂを分離し、これを記憶すると共に前回
の通信で総合制御制御装置１０から受信した通信データ
から分離して記憶している監視情報と比較する。そし
て、不一致（変化した）状態であれば、変化した監視情
報５２ｂが伝わっているので該受信データは正常と判断
する。

【００２８】しかしながら、一致（変化が停止した）状
態にあるときには、変化した監視情報５２ｂが伝わって
いないので該受信データが異常であると判断してその旨
を制御演算部３１ａに通知する。この異常の判断は、所
定回数のデータ通信または所定時間の間のデータ通信に
わたって監視情報５２ｂの一致状態が継続しているとき
に決断するようにして、誤判断を防止するようにすると
良い。

【００２９】制御演算部３１ａは、監視情報演算部３１
ｃから受信データが異常である旨の通知を受けると、走
行速度を減速または走行停止するように走行駆動モータ
３４を制御する。

【００３０】このようにしてデータ通信の正常／異常を
監視するようにすれば、送信側の制御装置のデータバッ
ファから受信側の制御装置のデータバッファまでの通信
系を正常／異常を少ないデータ量とデータ処理で検出す
ることができる異常検出手段を実現することができる。

【００３１】そして、データ通信が異常になったときに
は、安全な制御処理を実現することができる。

【００３２】図３は、総合制御装置１０からエンジン制
御装置２０にトルク指令を送信してエンジンのスロット
ル弁を駆動する制御処理のフローチャートを示してい
る。

【００３３】送信側である総合制御装置１０は、第１の
ＣＰＵ１１において、アクセルペダルセンサ１３からの
検出信号を入力し、運転者の意志であるアクセル情報を
読み取り（ステップＳ１０１)、制御演算部１１ａにお
いて送信データ（トルク指令）を演算する（ステップＳ
１０２）。次に、監視情報演算部１１ｃにおいて、監視
情報５２ｂであるフラグの「０」，「１」をデータ送信
毎に反転して形成し（ステップＳ１０３）、図２に示す
ように、宛先領域５１には宛先情報５１ａを設定し、デ
ータ領域５２には、送信したいデータ５２ａと監視情報
５２ｂである前記フラグを通信データ５０として設定
し、データバッファ１１ｂにセットする（ステップＳ１
０４）。

【００３４】そして、第１のＣＰＵ１１は、データバッ
ファ１１ｂにセットされた通信データ５０を第１の通信
ＩＣ１２に転送し、第１の通信ＩＣ１２は、転送された
通信データ５０を通信線４０へ送信し（ステップＳ１０
５）、その他の制御演算（ステップＳ１０６）を実行し
た後にステップＳ１０１に戻る。

【００３５】一方、受信側のエンジン制御装置２０は、
第２の通信ＩＣ２２によって通信線４０から通信データ
５０を受信する（ステップＳ２０１）。第２のＣＰＵ２
１は、この通信データ５０を第２の通信ＩＣ２２から受
け取ってデータバッファ２１ｂに格納し、監視情報演算
部２１ｃによって監視情報５２ｂを分離し（ステップＳ
２０２）、前回の受信において記憶した監視情報５２ｂ
と比較する（ステップＳ２０３）。そして、不一致であ
れば、送受信データは正常と判断し（ステップＳ２０
４）、制御演算部２１ａにおいてスロットル弁開度を演
算し、スロットル弁駆動モータ２４を駆動する（ステッ
プＳ２０５）。

【００３６】しかし、前回と今回の監視情報５２ｂが一
致しているときには、その回数をカウントアップして所
定回数以上になったとき、または、その継続時間を計測
して所定時間以上になったときは（ステップＳ２０
６）、送受信データの異常と判断する（ステップＳ２０
７）。そして、送受信データを異常と判断したときに
は、制御演算部２１ａは、スロットル弁を全閉にするよ
うにスロットル弁駆動モータ２４を駆動する等のフェー
ルセーフ制御処理を行う（ステップＳ２０８）。

【００３７】その後、その他の制御演算２０９を実行し
た後にステップ２０１に戻る。

【００３８】図４〜図６は、総合制御装置１０から監視
情報５２ｂであるフラグを送信し、エンジン制御装置２
０においてこの監視情報５２ｂであるフラグを受信する
通信のタイムチャートである。

【００３９】図４において、送信側の総合制御装置１０
は、監視情報５２ｂであるフラグを毎回等間隔で送信す
る。このフラグは、送信する度に「０」，「１」に変化
させる。

【００４０】受信側のエンジン制御装置２０は、監視情
報５２ｂであるフラグを毎回等間隔で受信している。従
って、通信系が正常に機能していれば、監視情報５２ｂ
であるフラグは、受信号に前回に対して変化している。

【００４１】ここで、割り込み等によって受信側のＣＰ
Ｕの負荷状態が変化すると、図５に示すような通信状態
が発生する可能性がある。

【００４２】図５において、送信側の総合制御装置１０
は、監視情報５２ｂであるフラグを毎回等間隔で送信し
ている。これに対して、受信側のエンジン制御装置２０
は、偶数回目の監視情報５２ｂであるフラグを比較して
確認するタイミングが、総合制御装置１０が偶数回目の
監視情報５２ｂであるフラグを送信する前になると、奇
数回目に送信された監視情報５２ｂであるフラグを比較
することになる。

【００４３】このような事態が発生すると、監視情報５
２ｂであるフラグは前回と一致したままになる。従っ
て、エンジン制御装置２０は、データ通信が異常である
と誤判断してしまうことになる。

【００４４】このような事態を避けるためには、図６に
示すように、監視情報５２ｂであるフラグの変化方法を
変えると良い。

【００４５】図６において、送信側の総合制御装置１０
は、監視情報５２ｂであるフラグの状態を毎回等間隔
（この例では２回に１回の割合）で変化させて送信す
る。これに対して、受信側のエンジン制御装置２０で
は、１回目と２回目の通信状態確認タイミングにおける
監視情報５２ｂであるフラグの状態は一致しているが、
３回目の通信状態確認タイミングでは監視情報５２ｂで
あるフラグは前回（２回目）の監視情報５２ｂであるフ
ラグに対して不一致状態となる。従って、通信異常を判
断するときに２回の一致は許容するようにしておけば、
誤判断を防止することができる。

【００４６】ここでは、総合制御装置１０を送信側と
し、エンジン制御装置２０および走行モータ制御装置３
０を受信側とするデータ通信処理について説明したが、
その逆方向のデータ通信処理も同様に行なう。このとき
には、送信側となるエンジン制御装置２０および走行モ
ータ制御装置３０の監視情報演算部が変化する監視情報
を生成して通信データに付加し、総合制御装置１０の監
視情報演算部が監視情報の比較処理を行なって正常／異
常の判断処理を実行するようにする。

【００４７】また、この実施の形態では、総合制御装置
１０とエンジン制御装置２０および走行モータ制御装置
３０の複合制御装置について説明したが、例えば、変速
機を制御する変速機制御装置やその他の制御装置も同様
に組み合わせた複合制御装置として構成することができ
ることは勿論である。

【００４８】

【発明の効果】本発明の複合制御装置によれば、送信側
の制御装置において通信の進行に伴って変化する監視情
報を制御情報に付加して送信し、受信側の制御装置にお
いては受信した監視情報が通信の進行に伴って変化して
いるかどうかを監視して該監視情報の変化が停止したと
きには通信系異常と判定するようにしたので、送受信す
るデータ量の増加を軽減すると共に簡単なデータ処理に
よってデータ通信の信頼性を高めることができる。

【００４９】また、この複合制御装置をハイブリッド電
気自動車の制御装置に適用し、通信異常ときにはフェー
ルセーフ制御処理（スロットル弁全閉や走行速度の減速
または停止）を行なうようにしたので、データ通信の異
常による不安全制御を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すハイブリッド電気
自動車の複合制御装置のブロック図である。

【図２】図１に示した複合制御装置における通信データ
のフォーマットである。

【図３】図１に示した複合制御装置における総合制御装
置からエンジン制御装置にトルク指令を送信してエンジ
ンのスロットル弁を駆動する制御処理のフローチャート
である。

【図４】図１に示した複合制御装置によるデータ通信に
おける正常時のフラグの遷移状態を示すタイムチャート
である。

【図５】図１に示した複合制御装置によるデータ通信に
おいて陥る可能性がある不都合なフラグの遷移状態を示
すタイムチャートである。

【図６】図５に示した不都合なフラグの遷移状態を回避
することができるように変形したタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

１０…総合制御装置、１１…第１のＣＰＵ、１１ａ…制
御演算部、１１ｂ…データバッファ、１１ｃ…監視情報
演算部、１２…第１の通信ＩＣ、１２ａ…通信制御レジ
スタ、１３…アクセルペダルセンサ、１４…ブレーキペ
ダルセンサ、２０…エンジン制御装置、２１…第２のＣ
ＰＵ、２１ａ…制御演算部、２１ｂ…データバッファ、
２１ｃ…監視情報演算部、２２…第２の通信ＩＣ、２２
ａ…通信制御レジスタ、２３…吸気流量センサ、２４…
スロットル弁駆動モータ、３０…走行モータ制御装置、
３１…第３のＣＰＵ、３１ａ…制御演算部、３１ｂ…デ
ータバッファ、３１ｃ…監視情報演算部、３２…第３の
通信ＩＣ、３２ａ…通信制御レジスタ、３３…走行速度
センサ、３４…走行駆動モータ、４０…通信線、５０…
通信データ、５１ａ…宛先情報、５２…データ領域、５
２ａ…送信データ、５２ｂ…監視情報。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山井公博茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器グループ内Ｆターム(参考） 3G084 AA00 BA05 DA27 DA31 EA07 EA11 EB02 EB06 EB22 FA07 FA10 5B045 AA05 BB12 BB28 BB47 GG06 JJ02 JJ14 JJ28 5H115 PG04 PU01 QE10 QN03 QN12 RE03 SE03 SE05 SJ12 SJ13 TB01 TE06 TO21 TO23 TR11 5K032 AA03 AA06 BA06 BA08 DA01 EA01 EA05 EA07 5K035 AA02 AA04 BB02 CC08 CC10 DD01 EE01 GG01 JJ01 JJ03 MM03 MM05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御情報を送信する通信手段を有する第１
の制御装置と、前記制御情報を受信する通信手段を有す
る第２の制御装置を備え、第１および第２の制御装置を
通信線を介して接続した複合制御装置において、前記第１の制御装置は、制御情報に監視情報を付加する
と共に該監視情報を通信の進行に伴って変化させる監視
情報付加手段を備え、前記第２の制御装置は、受信した
監視情報が通信の進行に伴って変化しているかどうかを
監視して該監視情報の変化が停止したときには通信系異
常と判断する異常検出手段を備えたことを特徴とする複
合制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記監視情報は、１ビ
ットのフラグとして１，０を繰り返すようにしたことを
特徴とした複合制御装置。
【請求項３】制御情報を送信する通信手段を有する第１
の制御装置と、前記制御情報を受信する通信手段を有す
る第２の制御装置を備え、第１および第２の制御装置を
通信線を介して接続した複合制御装置において、前記第１の制御装置は、１ビットの監視情報を通信情報
へ付加し、所定の通信回数毎に前記監視情報を変化させ
る監視情報付加手段を備え、前記第２の制御装置は、受
信した監視情報が通信回数の増加に伴って変化している
かどうかを監視し、監視情報の変化が停止したときには
通信系異常と判断する異常検出手段を備えたことを特徴
とする複合制御装置。
【請求項４】請求項１〜３の１項において、前記異常検
出手段は、監視情報が変化しない監視結果が所定回数ま
たは所定時間を越えたときに通信系異常と判断するよう
にしたことを特徴とする複合制御装置。
【請求項５】請求項１〜４の１項において、通信異常時
には、前記第１の制御装置または前記第２の制御装置
は、フェールセーフ制御処理を行うようにしたことを特
徴とする複合制御装置。
【請求項６】請求項１〜５の１項において、前記第１の
制御装置はハイブリッド電気自動車における全体的な制
御を分担する総合制御装置であり、第２の制御装置はエ
ンジンの制御を分担するエンジン制御装置であることを
特徴とする複合制御装置。
【請求項７】請求項６において、前記エンジン制御装置
は、スロットル弁を閉じるようなフェールセーフ制御処
理を行なうようにしたことを特徴とする複合制御装置。
【請求項８】請求項１〜５の１項において、前記第１の
制御装置はハイブリッド電気自動車における全体的な制
御を分担する総合制御装置であり、第２の制御装置は走
行モータの制御を分担する走行モータ制御装置であるこ
とを特徴とする複合制御装置。
【請求項９】請求項８において、前記走行モータ制御装
置は、走行駆動モータを減速または停止するようなフェ
ールセーフ制御処理を行なうようにしたことを特徴とす
る複合制御装置。