JP2003137045A - 車両用電子制御装置 - Google Patents
車両用電子制御装置Info
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Abstract
制御装置において、制御CPUの通信異常を精度良く検
出すること。 【解決手段】エンジンECU10は、各種の車両制御を
実施する制御CPU11と、該制御CPU11に対して
通信可能に接続され、制御CPU11の動作を監視する
監視CPU12とを備える。監視CPU12は受信割り
込み機能を持たず、制御CPU11からのデータ送信に
同期して制御CPU11へデータを返信する。制御CP
U11は、監視CPU12へのデータ送信の都度、前回
送信時とは異なる通信監視用データを付してデータ送信
を行い、監視CPU12は、前記通信監視用データが更
新されているかどうかにより通信異常を判定する。
Description
実施する制御CPUとこの制御CPUを監視する監視C
PUとを備える車両用電子制御装置に関するものであ
る。
御装置(エンジンECU)として、噴射制御及び点火制
御を実施するための噴射・点火制御用CPUと、電子ス
ロットル制御を実施するためのスロットル制御用CPU
とからなる2つのCPUを持つ構成が知られている。
容量化により、従来2つのCPUを使用して実現してき
たエンジン制御(噴射・点火制御)と電子スロットル制
御とを1つの制御CPUで構成し、エンジンECUのコ
ストダウンを図ることが考えられる。このような1CP
U構成のエンジンECUでは、電子スロットル制御の状
態を監視するための監視CPUが別途必要になる。この
場合、監視CPUは監視専用であり低機能(安価)なも
のが採用されるため、監視CPUとして制御CPUの通
信異常を精度良く検出できる構成が望まれている。特に
制御CPU側が全ての主導権を持ち、監視CPU側では
制御CPUからのデータ送信に同期してハード的にデー
タを返信する場合、監視CPUでは受信割り込み機能を
持たず、制御CPUの通信異常を検出することが困難と
なる。
着目してなされたものであって、制御CPUと監視CP
Uとを備える車両用電子制御装置において、制御CPU
の通信異常を精度良く検出することができる構成を提供
することを目的とする。
は、制御CPUは各種の車両制御を実施し、監視CPU
は制御CPUの動作を監視する。また、制御CPUは、
監視CPUへのデータ送信の都度、前回送信時とは異な
る通信監視用データを付してデータ送信を行い、監視C
PUは、前記通信監視用データが更新されているかどう
かにより通信異常を判定する。前記通信監視用データ
は、データ送信の都度更新されるカウンタ値であると良
い(請求項2)。例えば制御CPUから監視CPUへの
通信が停止された場合、監視CPUでの通信監視用デー
タが不変となり、それに伴い制御CPUの通信異常が検
出できる。その結果、制御CPUと監視CPUとを備え
る車両用電子制御装置において、制御CPUの通信異常
を精度良く検出することができる。
Uが受信割り込み機能を持たず、制御CPUからのデー
タ送信に同期して制御CPUへデータを返信する場合、
データ受信の有無により制御CPUの異常を検出するこ
とが困難になる。これに対し、請求項1,2の発明を用
いることで、通信監視用データにより制御CPUの異常
が容易に検出できる。この場合、低機能な監視CPUを
用いることが可能となり、コストダウンが実現できる。
は、前記通信監視用データを定期的にモニタし、当該デ
ータの今回値と前回値とが一致する場合、制御CPUか
らの通信が停止していると判定する。本構成によれば、
監視CPUでデータが正しく受信できない場合におい
て、その異常が通信停止によるものか、通信データの異
常によるものかが判別できる。
は、前記通信監視用データの今回値と前回値とが不一致
となる場合のみ、受信データの取り込みを許可する。本
構成によれば、例えば同一データが繰り返し受信される
場合において、実際に同一データを正しく受信したか、
或いは通信不良であったかが判別できる。
用データが所定時間以上更新されないと通信異常を判定
する構成とし、制御CPUが監視CPUにデータを送信
する時間間隔をT1とした場合に、監視CPUがT1≧
T2を満足する時間間隔T2にて前記通信監視用データ
をモニタする。この場合、通信監視用データのモニタ間
隔がデータ送信周期よりも短いため、通信監視用データ
が不変となる異常が漏れなく確実に検出でき、通信異常
検出までの時間が不用意に長引くといった事態が回避で
きる。
PUは、前記通信監視用データに基づく通信異常の検出
時にその旨をバックアップ用メモリに記憶保持し、その
通信異常が所定回検出された時、最終的に通信異常と判
定する。この場合、通信異常の誤検出が防止できる。
2分割し、制御CPUは2分割した通信データを交互に
監視CPUに対して送信する車両用電子制御装置であっ
て、2分割した通信データのうち、一方のデータ送信時
には前記通信監視用データを更新するだけで監視CPU
に送信せず、他方のデータ送信時には前記通信監視用デ
ータを更新せずに監視CPUに送信する。要するに、通
信データ量が多い場合、該通信データが2分割して送信
されるが、かかる場合において2分割した通信データの
うち何れかのデータ送信が停止され、同一のデータが連
続して監視CPUに送信される異常が考えられる。この
異常発生時において、請求項8の発明によれば、何れの
データ送信が停止しても、通信監視用データに基づき異
常発生の旨が確実に検出できる。
発明を具体化した第1の実施の形態を図面に従って説明
する。
CUの構成を示すブロック図である。図1において、エ
ンジンECU10は、エンジンの噴射制御、点火制御及
び電子スロットル制御を実施するための制御CPU11
と、電子スロットル制御に関する監視制御を実施するた
めの監視CPU12と、制御CPU11の動作を監視す
るためのWD回路13とを備える。制御CPU11と監
視CPU12とは相互に通信可能に接続されている。制
御CPU11は、A/D変換器14を介してスロットル
開度やアクセル開度を入力する他に、エンジン回転数、
吸気管内圧力等々のエンジン運転情報を随時入力し、当
該運転情報に基づき図示しない燃料噴射弁、イグナイ
タ、スロットルアクチュエータの駆動を制御する。な
お、スロットル開度やアクセル開度のA/D値は監視C
PU12にも入力される。
通信は、いわゆるCSI(ClockedSerial Interface)
方式が採用されており、各CPU11,12間ではクロ
ック同期でデータの送受信が行われる。この場合、CS
I方式では送信と受信とが独立しておらず、監視CPU
12は制御CPU11からクロックとデータが来た時、
ハード的に制御CPUへデータを返信する構成となって
いる。つまり、監視CPU12は受信割り込み機能を持
っていない。
を監視するための監視制御を実施する。すなわち、監視
CPU12は、制御CPU11に対して所定周期で反転
するWDパルスを出力し、制御CPU11は、監視CP
U12からのWDパルスが所定時間以上反転しなかった
場合に監視CPU12に対してリセット信号を出力す
る。或いは、制御CPU11は、監視CPU12から正
常にデータを受信しない場合に監視CPU12に対して
リセット信号を出力する。
に対してスロットル開度、アクセル開度、フェイルセー
フ実施フラグ等、スロットル制御に関するデータを送信
する。このとき、監視CPU12は、スロットル制御の
監視処理として、例えばA/D変換器14を通じて入力
したスロットル開度やアクセル開度のデータと、制御C
PU11より受信した同じくスロットル開度やアクセル
開度のデータとを比較し、それらが一致するかどうかに
よりスロットル制御状態の異常を検出する。そして、そ
の監視結果を制御CPU11に対して返信する。
での監視結果に従い、スロットル制御の異常発生時に所
定のフェイルセーフ処理を実施する。フェイルセーフ処
理として具体的には、車両の退避走行(リンプホーム)
を実現すべく、一部の気筒の燃料噴射を休止させる減筒
制御や点火時期を遅角させる点火遅角制御等を実施す
る。
対して所定周期で反転するWDパルスを出力する。WD
回路13は、制御CPU11からのWDパルスが所定時
間以上反転しなかった場合に制御CPU11に対してリ
セット信号を出力する。
制御CPU11に対して直接リセットをかけることが可
能な構成としており、制御CPU11との通信が正しく
行われない場合、監視CPU12が制御CPU11にリ
セット信号を出力する。また本構成では、WD回路13
からリセット信号を取り込むためのリセット端子に、監
視CPU12からのリセット信号を取り込むようにして
いる。これにより、WD回路13又は監視CPU12の
何れかから制御CPU11にリセット信号が入力される
場合、該リセット信号により制御CPU11がリセット
されると共に、制御CPU11により監視CPU12も
同時にリセットされる。
の間のCPU間通信の詳細を説明する。図2及び図3は
制御CPU11の処理を示すフローチャートであり、図
4は監視CPU12の処理を示すフローチャートであ
る。本実施の形態では、制御CPU11は、図2の4m
sec処理により監視CPU12に対して定期的(4m
sec毎)にデータ送信を行い、更に受信割り込みにて
図3の受信完了処理を実施する。また、監視CPU12
は、図4の2msec処理により制御CPU11の通信
異常の有無を判定する。以下、図2〜図4の処理を順に
説明する。
2)において、先ずステップ101では、「通信監視用
データ」としての通信回数カウンタCMSを1インクリ
メントし、続くステップ102では、監視CPU12に
対してデータを送信する。このとき、前記通信回数カウ
ンタCMSを付加してデータ送信を行う。その後、ステ
ップ103では、通信停止時間カウンタCS1を1イン
クリメントし、続くステップ104では、通信停止時間
カウンタCS1が所定時間相当の値(本実施の形態では
48msec相当の値)よりも大きくなったか否かを判
別する。YESの場合、監視CPU12の通信異常であ
るとみなし、ステップ105で通信異常フラグXNG1
をONする。また、ステップ106では、受信データ異
常回数カウンタCE1が所定回数(本実施の形態では2
0回)よりも大きいか否かを判別する。CE1>20回
の場合、監視CPU12の通信異常であるとみなし、ス
テップ107で通信異常フラグXNG1をONする。
ラグXNG1がONであるか否かを判別する。XNG1
=ONの場合ステップ109に進み、監視CPU12に
対してリセット信号を出力し、当該CPU12にリセッ
トをかける。
(図3)において、ステップ201では、通信停止時間
カウンタCS1を0にクリアし、ステップ202では、
受信データが異常であるか否かを判別する。このとき、
受信データの異常検出は、周知のサムチェック、或いは
パリティチェック等により実施される。受信データ正常
の場合ステップ203に進み、受信データ異常回数カウ
ンタCE1を0にクリアする。また、受信データ異常の
場合ステップ204に進み、受信データ異常回数カウン
タCE1を1インクリメントする。
理(図4)において、先ずステップ301では、通信回
数カウンタCMSの今回値と前回値+1とが一致するか
否かを判別する。一致する場合ステップ302に進み、
通信停止時間カウンタCS2を0にクリアし、一致しな
い場合ステップ303に進み、通信停止時間カウンタC
S2を1インクリメントする。その後、ステップ304
では、通信回数カウンタCMSの今回値を前回値として
更新する。
タCS2が所定時間相当の値(本実施の形態では100
msec相当の値)よりも大きくなったか否かを判別す
る。YESの場合、制御CPU11の通信異常であると
みなし、ステップ306で通信異常フラグXNG2をO
Nする。
クやパリティチェック等により受信データが異常である
か否かを判別する。受信データ正常の場合ステップ30
8に進み、受信データ異常回数カウンタCE2を0にク
リアする。また、受信データ異常の場合ステップ309
に進み、受信データ異常回数カウンタCE2を1インク
リメントする。また、ステップ310では、受信データ
異常回数カウンタCE2が所定回数(本実施の形態では
20回)よりも大きいか否かを判別する。CE2>20
回の場合、制御CPU11の通信異常であるとみなし、
ステップ311で通信異常フラグXNG2をONする。
ラグXNG2がONであるか否かを判別する。XNG2
=ONの場合ステップ313に進み、制御CPU11に
対してリセット信号を出力し、当該CPU11にリセッ
トをかける。
的に説明するためのタイムチャートである。図5におい
て、(a)は制御CPU11の動作を、(b)は監視C
PU12の動作を示し、更にタイミングt1以前は通信
異常が発生していない状態を、タイミングt1以後は通
信異常が発生した後の状態を示す。なお、図5は、制御
CPU11から監視CPU12への通信が途絶えた場合
の異常を例示している。
信回数カウンタCMSがカウントアップされる。これに
対し、監視CPU12では、2msec周期で通信回数
カウンタCMSの値がモニタされる。この場合、タイミ
ングt1以前は、監視CPU12が制御CPU11での
CMS動作を正しく受信するため、通信停止時間カウン
タCS2が0,1の値を繰り返すだけであり、この期間
では通信異常フラグXNG1,XNG2がOFFのまま
保持される。
CPU12への通信が途絶えると、監視CPU12で通
信データが受信できなくなる。故に、監視CPU12で
の通信回数カウンタCMSのカウントアップ動作が止ま
り、これに代わって通信停止時間カウンタCS2がカウ
ントアップされる。そして、通信停止時間カウンタCS
2が100msec相当の値に達すると(タイミングt
2)、通信異常フラグXNG2がONされ、それに伴い
監視CPU12により制御CPU11がリセットされ
る。制御CPU11にリセットがかかる時、制御CPU
11により監視CPU12にもリセットがかかる。リセ
ット後に各CPU11,12が再起動される時、カウン
タ等が初期化される。
アップ用メモリとしてのスタンバイRAMが各々設けら
れており、通信異常フラグXNG1,XNG2はこのス
タンバイRAMに格納される。それ故、通信異常フラグ
XNG1,XNG2の状態はリセット後も保持される。
そして、通信回数カウンタCMSによる通信異常が再度
検出されると、最終的に通信異常と判断され、警告ラン
プ等により異常発生の旨がユーザに警告される。なお、
3回以上通信異常が検出された時、最終的に通信異常と
判断する構成であっても良い。
に示す効果が得られる。制御CPU11から送信される
通信回数カウンタCMS(通信監視用データ)が更新さ
れているかどうかにより監視CPU12が制御CPU1
1の通信異常を判定するので、その異常判定が容易に且
つ精度良く実施できる。特に、監視CPU12が受信割
り込み機能を持たない構成であっても、制御CPUの異
常検出が可能となる。この場合、低機能な監視CPU1
2を用いることが可能となり、コストダウンが実現でき
る。
隔(2msec)がデータ送信周期(4msec)より
も短いため、通信回数カウンタCMSが不変となる異常
が漏れなく確実に検出でき、通信異常検出までの時間が
不用意に長引くといった事態が回避できる。
信できない異常発生時において、その異常が通信停止に
よるものか、通信データの異常によるものかを判別する
ことができる。すなわち、通信回数カウンタCMSの今
回値と前回値とが一致する場合、制御CPU11からの
通信停止による異常であると判定できる。この場合、例
えば異常データが関係するブロックのみを初期化する
等、異常の状態に応じてより細かな制御が実現できる。
NG1,XNG2)をスタンバイRAMに記憶保持し、
その通信異常が所定回数に達した時に最終的に通信異常
と判定するため、通信異常の誤検出が防止できる。
る第2の実施の形態について、上述した第1の実施の形
態との相違点を中心に説明する。本実施の形態では、通
信データ量が多く、通信を2回(通信A、通信B)に分
けて行う場合において、通信回数カウンタCMSを通信
A、通信Bの何れか一方でのみ更新する。また、本来は
通信A,Bを交互に実施する構成に対して通信A,Bの
何れかのみが連続して実施される異常時にその異常を図
6の処理にて検出することとしている。
分割する場合における定期的なデータ送信処理を示すフ
ローチャートである。図6において、(a)は通信Aを
行うための4msec処理、(b)は通信Bを行うため
の4msec処理をそれぞれ示しており、これら各処理
は等間隔で交互に実施される。また、これら各処理は前
記図2に置き換えて制御CPU11により実施され、ス
テップ103以降の処理は前記図2に準ずる。なお、監
視CPU12の処理は前記図4の処理をそのまま用いる
ため、ここではその説明を省略する。
は、通信回数カウンタCMSを1インクリメントし、続
くステップ402では、通信Aとして監視CPU12に
対してデータaを送信する。このとき、通信回数カウン
タCMSを付加せず、データaのみを送信する。ステッ
プ103以降は前述の通りである。
1では、通信Bとして監視CPU12に対してデータb
を送信する。このとき、前記図6(a)にてインクリメ
ントした通信回数カウンタCMSを付加してデータbを
送信する。ステップ103以降は前述の通りである。
明するためのタイムチャートであり、同図には通信正常
時における基本動作を示す。図の(a)は制御CPU1
1での動作を、(b)は監視CPU12での動作を示
す。
12に対してデータaとデータbとが交互に一定周期で
送信される。このとき、データaの送信時に通信回数カ
ウンタCMSがカウントアップされ、データbの送信時
に同カウンタCMSが監視CPU12に送信される。ま
た、監視CPU12では、データa,bの受信毎に通信
回数カウンタCMSの保持とカウントアップが繰り返さ
れ、それに伴い通信停止時間カウンタCS2が0,1の
値を繰り返す。故に、通信異常フラグXNG2がONさ
れることはない。
は通信Bが連続する異常をそれぞれ説明するためのタイ
ムチャートである。図の(a)は制御CPU11での動
作を、(b)は監視CPU12での動作を示す。
連続して送信され、その都度制御CPU11側で通信回
数カウンタCMSがカウントアップされる。但し、通信
Bが実施されないため、CMS値が監視CPU12に送
信されることはない。このとき、監視CPU12では、
通信回数カウンタCMSの値が不変となるため、通信停
止時間カウンタCS2が次第にカウントアップされる。
従って、CS2値が所定値に達した時に通信異常フラグ
XNG2がONされる。
タbが連続して送信され、制御CPU11側で通信回数
カウンタCMSの値が不変となる。このとき、監視CP
U12でも同様に通信回数カウンタCMSの値が不変と
なるため、通信停止時間カウンタCS2が次第にカウン
トアップされる。従って、CS2値が所定値に達した時
に通信異常フラグXNG2がONされる。
通信A、通信Bのどちらが抜けた場合でも通信回数カウ
ンタCMSにより通信異常が確実に検出できる。またこ
の場合、通信A,Bのうち、一方でのみ通信回数カウン
タCMSがカウントアップされるため、その分各CPU
11,12での負荷が軽減される。
体化できる。監視CPU12において、通信回数カウン
タCMS(通信監視用データ)の今回値と前回値とが不
一致となる場合のみ、受信データの取り込みを許可す
る。本構成によれば、例えば同一データが繰り返し受信
される場合において、実際に同一データを正しく受信し
たか、或いは通信不良であったかが判別できる。また、
制御CPU11から同じデータがn回送信される場合に
は、通信回数カウンタCMSがn回更新されたか否かを
判別し、その通信異常を判定するようにしても良い。
タ」として通信回数カウンタCMSを用い、該カウンタ
CMSにより制御CPU11の通信異常を検出したが、
「通信監視用データ」として、フラグ情報を用いるな
ど、他の構成を用いても良い。また、通信回数カウンタ
CMSを用いる場合において、カウンタ値更新の幅を適
宜変更することも可能である。要は、通信の都度変化す
るよう通信監視用データが構成されれば良い。
(フラグ情報XNG1,XNG2)をスタンバイRAM
に記憶保持したが、その構成を無くし、毎回の通信異常
の検出の都度、警告ランプ等により異常発生の旨をユー
ザに警告する構成であっても良い。
御CPU11の通信異常を検出した時、その監視CPU
12が制御CPU11にリセットをかける構成とした
が、その構成を変更することも可能である。例えば、制
御CPU11の通信異常時に、監視CPU12がその旨
を制御CPU11側に通知する構成であっても良い。
要を示す構成図。
チャート。
ャート。
チャート。
チャート。
CPU。
Claims (8)
- 【請求項1】各種の車両制御を実施する制御CPUと、
該制御CPUに対して通信可能に接続され、制御CPU
の動作を監視する監視CPUとを備える車両用電子制御
装置において、 制御CPUは、監視CPUへのデータ送信の都度、前回
送信時とは異なる通信監視用データを付してデータ送信
を行い、監視CPUは、前記通信監視用データが更新さ
れているかどうかにより通信異常を判定することを特徴
とする車両用電子制御装置。 - 【請求項2】前記通信監視用データは、データ送信の都
度更新されるカウンタ値である請求項1記載の車両用電
子制御装置。 - 【請求項3】監視CPUが受信割り込み機能を持たず、
制御CPUからのデータ送信に同期して制御CPUへデ
ータを返信する請求項1又は2記載の車両用電子制御装
置。 - 【請求項4】監視CPUは、前記通信監視用データを定
期的にモニタし、当該データの今回値と前回値とが一致
する場合、制御CPUからの通信が停止していると判定
する請求項1乃至3の何れかに記載の車両用電子制御装
置。 - 【請求項5】監視CPUは、前記通信監視用データの今
回値と前回値とが不一致となる場合のみ、受信データの
取り込みを許可する請求項1乃至4の何れかに記載の車
両用電子制御装置。 - 【請求項6】前記通信監視用データが所定時間以上更新
されないと通信異常を判定する構成とし、制御CPUが
監視CPUにデータを送信する時間間隔をT1とした場
合に、監視CPUがT1≧T2を満足する時間間隔T2
にて前記通信監視用データをモニタする請求項1乃至5
の何れかに記載の車両用電子制御装置。 - 【請求項7】監視CPUは、前記通信監視用データに基
づく通信異常の検出時にその旨をバックアップ用メモリ
に記憶保持し、その通信異常が所定回検出された時、最
終的に通信異常と判定する請求項1乃至6の何れかに記
載の車両用電子制御装置。 - 【請求項8】通信データを2分割し、制御CPUは2分
割した通信データを交互に監視CPUに対して送信する
車両用電子制御装置であって、2分割した通信データの
うち、一方のデータ送信時には前記通信監視用データを
更新するだけで監視CPUに送信せず、他方のデータ送
信時には前記通信監視用データを更新せずに監視CPU
に送信する請求項1乃至7の何れかに記載の車両用電子
制御装置。
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