JPH04197837A - イベント駆動型車両制御用コンピュータ - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、車両の制御機器に用いるコンピュータに関し
、特に、運転者の操作や車両の運転状態の変化、すなわ
ちイベントを速やかに検出し、これに即座に応動して演
算処理を行ない、最適な制御操作を時間遅れなく実行す
るコンピュータに関する。

〔従来技術〕

マイクロコンピュータを用いて車両の各種制御を行なう
装置に関しては、従来１種々のものが提案されている（
例えば、特開昭５５−６０６３９号、特開昭５５−１３
４７３２号、特開昭５４−５８１１６号等、多数あり）
。

車両用の制御装置においては、運転者の操作や車両の運
転状態の変化、すなわちイベントを即座に検出し、これ
に応じた制御を即座に実行する必要がある。なお、上記
のごとき意味で゛′イベント″という語を使用した例と
しては、「アイ　イーイーイー　トランザクションズ　
オン　ソフトウェア　エンジニアリング（ＩＥＥＥ　Ｔ
ＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　０ＮＳＯＦＴＷＡＲＥ　ＥＮ
ＧＩＮＥＥＲＩＮＧ、ＶＯＬ、５Ｅ−６，ＮＯ，ｌ、Ｊ
ＡＮＵＡＲＹ１９８０、“Ｓｐｅｃｉｆｙｉｎｇ　Ｓｏ
ｆｔｗａｒｅ　Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒＣｏ
ｍｐｌｅｘ　Ｓｙｓｔｅｍ　：　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｉ
ｑｕｅｓ　ａｎｄ　ＴｈｅｉｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
”）」がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来のマイクロコンピュータを用いた制御装置
においては、本来、上記のようなイベントに即応して実
行されなければいけない処理、すなわちイベント処理を
、定周期割込みルーチンで実行するか、もしくはバック
グラウンドでのプログラムの実行ループで行なわざるを
得なかった。

そのため実際のイベントの発生からイベントの検出およ
びその処理までに時間的な遅れが生じ、車両の制御特性
、例えばエンジンの排気浄化性能や燃費性能の悪化を招
き、また運転者にとって不快な応答遅れや予期せぬ反応
を引き起こす原因になっている。さらに、微妙なタイミ
ングのずれによって制御機器の動作が大きく異なるため
、外部からの制御機器の検証を困難にし、そのうえ実現
のためにいたずらに煩雑なプログラムロジックを必要と
するため、制御プログラムを開発する際に多大の工数を
必要とし、またこのような時間的空間的に分断された論
理の流れは人間の思考特性に一致しないため、プログラ
ム作成の際にミスを生じ易く、信頼性の低下を招くおそ
れがある。また、そのようなプログラムは第三者による
判読を困難にしてメンテナンス性の悪化を招く等、多大
の悪影響を与えている。

上記の問題を解決するため、本出願人等は、演算処理を
実行する制御演算用プロセッサの他に５イベント処理専
用のイベント処理用プロセッサを備え、イベントの発生
を制御演算用プロセッサにおける演算周期とは独立に検
出するように構成したイベント駆動型車両制御用コンピ
ュータを既に出願（特願平２−２３７１５３号）してい
る。

上記の車両制御用コンピュータにおいては、従来のよう
に制御演算用プロセッサで演算周期に従ってイベントの
検出を行なう必要がなくなるので、イベントの検出を高
速で行なうことが出来、かつ、膨大な割込みの発生によ
って他の演算に支障を来すおそれもない。また、イベン
ト検出用のプログラムも煩雑で認識・理解のしにくいも
のは不必要になるので、プログラムの開発やメンテナン
スも容易になる。という特徴がある。

しかし、上記の先行出願に記載の装置においては、イベ
ント処理用プロセッサが全てのイベントのリストを有し
、全てのイベントが常に判定の対象となるように構成さ
れていた。そのため、イベントの判定をする際に、所定
のイベント群の中から一致するものが現われるまで順次
比較していくのに時間がかかるので、判定すべきイベン
トの数が多い場合はイベントの検出が遅くなってしまい
、場合によってはイベントの発生を見逃してしまう畏れ
がある。また、短時間で比較するためには多数の比較器
を並列に設置する必要があるため、システムのコストが
上昇すると共に信頼性の面からも好ましくない、という
問題がある。

本発明は、上記のごとき先行技術をさらに改良し、イベ
ントの検出がさらに高速であり、かつ多数の比較器等を
必要とせず、低コストで高信頼性のイベント駆動型車両
制御用コンピュータを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、′本発明においては、特許
請求の範囲に記載するように構成している。

第１図は本発明の機能ブロック図である。

第１図において、１はイベント処理用プロセッサであり
、各種センサからの入力信号ＳＩに基づいて、どのイベ
ントが発生したかを検出する。

すなわち、上記イベント処理用プロセッサは、アドレス
上の任意のデータにおけるトランジェントの発生を検出
し、上記トランジェントの発生が所定の順序に整列した
トランジェントの組を判別して、それが予め定められた
複数のイベントにそれぞれ対応したトランジェントの組
のうちのいずれであるかを検出し、それを当該所定のイ
ベントの発生として出力するものである。

また、イベント処理用プロセッサ１は、発生する可能性
の高いイベントおよびトランジェントを予測するイベン
ト予測手段３と、該イベント予測手段３の予測結果に基
づいて、イベントおよびトランジェントの判定順序を発
生確率の高いものを先順位とするように変更する判定順
序変更手段４とを備えている。

上記のイベント予測手段３における予測の方法としては
、例えば、成るトランジェントまたはイベントが発生し
た場合に、次に発生する可能性の高いイベントまたはト
ランジェントを予め記憶しておき、そのトランジェント
またはイベントか発生したときその記憶したイベントま
たはトランジェントを読み出す方法、あるいは周期的に
発生するイベントのように、発生する時刻がほぼ定まっ
ているものは、時刻によって予測する方法などが考えら
れる。

また、２は制御演算用プロセッサであり、通常は所定の
プログラムに従って制御演算を行ない、その結果として
得られた制御用の出力信号ＳＯを出力する。また、イベ
ント発生時にはイベント処理用プロセッサ１の検出結果
に基づいて、その発生したイベントに対応した制御プロ
グラムの演算を実行し、その結果として得られたイベン
ト発生時の出力信号を出力する。

〔作用〕

上記のように、本発明においては、演算処理を実行する
制御演算用プロセッサの他に、イベント処理専用のイベ
ント処理用プロセッサを備え、イベントの発生を制御演
算用プロセッサにおける演算周期とは独立に検出するよ
うに構成している。

また、イベント予測手段と判定順序変更手段とを設け、
発生する可能性の高いイベントおよびトランジェントを
予測して、判定するイベントおよびトランジェントの順
序を発生確率の高いものを先順位とするように変更する
ことにより、一致検出までの比較回数を減少させ、いた
ずらにハードウェア量を増大させることなく、しかも高
速でイベントを検出することが出来る。

例えば、″′ギヤチェンジ″という複合イベント、すな
わち、スロットル・スイッチがオフ−オンというトラン
ジェントを検出した後に、オン−オフというトランジェ
ントを検出した場合には、オンであった時間を所定の時
間と比較して、所定の長さ以下であったならば″ギヤチ
ェンジ″というイベントとして判定するという複合イベ
ントの場合において、オン−オフのトランジェントが検
出されたら、オフ−オンのトランジェント（およびそれ
に引き続く時間比較−イベント判定）が発生するものと
予測されるので、オフ−オンのトランジェントの検出の
判定順位を高く設定することにより、判定時間を大幅に
短縮することが出来る。

〔発明の実施例〕

第２図は、本発明の全体の構成を示す一実施例のブロッ
ク図である。

第２図において、１１はイベント処理用プロセッサ、１
２は制御演算用プロセッサである。また、ＲＡＭ１３お
よびＲＯＭ１４はそれぞれイベント処理用プロセッサ１
１専用のメモリ、ＲＡＭ１５およびＲＯＭ１６はそれぞ
九制御演算用プロセッサ１２専用のメモリである。また
、ＲＡＭ１７はイベント処理用プロセッサ１１と制御演
算用プロセッサ１２との共用のメモリであり、両プロセ
ッサから同し情報を読み書きできるものである。

また、ＳＩ□〜Ｓ■ｏは各種センサがらの入力信号であ
り、例えばエンジンの吸入空気量信号、回転速度信号、
冷却水温信号、スロットル開度信号、アイドルスイッチ
信号、空燃比信号等である。また、ＳＯ１〜ＳＯ，は各
種アクチュエータへの出方信号であり、例えば燃料噴射
信号、ブレーキ制御信号、電子制御変速機への変速信号
等である。

また、入出力装置１８は、上記の各種入力信号ＳＩ□〜
ＳＩ。を入力（必要がある場合はＡ／Ｄ変換後に入力）
シ、か一つ、演算結果の各種出力信号Ｓ○□〜ＳＯ，を
出力する。

また、上記の各構成要素間の信号の授受は、アドレスバ
スとデータバスとを備えたメインバス１９を介して行な
われる。

次ぎに、第３図（Ａ）は、上記のイベント処理用プロセ
ッサ１１の構成の一実施例図であり、第３図（Ｂ）はイ
ベント管理プログラムの一例図である。

以下、第３図に基づいてイベント処理用プロセッサの動
作を説明する。

第３図（Ａ）において、２０はデジタル比較手段であり
、メモリ（ＲＡＭ１７）上の任意のビット数の所定のデ
ータ（ビット、ワード等の単位）を比較する。このデジ
タル比較手段２０は、所定のアドレスのメモリに対する
書き込みが行なわれたことを検出するアドレス−敦検呂
手段２０−１と、イベント管理プログラム２４中の所定
値とメモリ上のデータとを比較し、その結果を状態コー
トとして出力するデータ比較手段２０−２から構成され
る。

また、２１はトランジェント検出手段であり、デジタル
比較手段２０の出力、メモリ上の所定のビット、もしく
は入力信号の状態を入力して過去の状態と比較し、デー
タの状態変化の方向（オン−オフ、オフ→オン、両方向
等）を検出し、トランジェント発生信号として出力する
。

また、２２はイベント判定手段であり、トランジェント
の発生順序が予め定められた何のイベントに対応するも
のであるかを判別して、最終的にイベント検出信号とし
て出力するものである。

なお、このイベント処理用プロセッサは、内部的に直列
に接続され、さらに複雑なイベント発生シーケンスを検
出する構成とすることも可能である。

また、２５はイベント予測手段であり、詳細を後述する
ごとく、現在起こっているトランジェントまたはイベン
トの情報から次に発生する確率の高いイベントまたはト
ランジェントを予測する。

また、２６は判定順序変更手段であり、イベント予測手
段２５の予測結果に基づいて、イベントおよびトランジ
ェントの判定順序を、発生確率の高いものを先順位とす
るように変更し、イベント管理手段２３へ出力する。

イベント管理手段２３は、イベント判定順序変更手段２
６によって変更されたイベントの判定順序とイベント管
理プログラム２４を用いて２０〜２２および２５．２６
の連携動作を制御する。

なお、イベント管理プログラム２４は１例えば第３図（
Ｂ）に示すごときものである。この例は、アイドルスイ
ッチがオンからオフ（スロットル弁が閉状態から開状態
になる）になった場合に″加速イベント″であることを
判別する場合を例示している。

以下、加速イベントを例として説明する。

まず、運転者のアクセル操作は、スロットル全開を示す
スイッチ信号−（アイドルスイッチ）のオン／オフとし
てメモリに書き込まれる。なお、第３図では図示してい
ないが、前記第２図の入出力装置１８が入力レジスタの
データを入力レジスタが割り付けられたメモリへ転送す
る。この結果、メモリに対する書き込み操作が行なわれ
、アイドルスイッチのアドレスにＷＲ倍信号発生する。

この信号を受けて、アドレス一致検出手段２゜−１はイ
ベント管理プログラム２４で指定されたアドレスと一致
するものがあるか否かを検出する。

そして一致が検出された場合は２通常はイベント管理プ
ログラム中の比較データとメモリ上の一致が検出された
アドレスのデータとを比較手段２０−２で比較するが、
この例の場合はビットデータであるため、比較手段２０
−２は用いられず、直ちにトランジェント検出手段２１
に入力される。

比較データが通常のデータであれば、アドレスの一致を
検出した組の比較値とメモリ上の書き込みが行なわれた
アドレスのデータとを比較手段２０−２によって比較し
、この比較結果が２値の出力としてトランジェント検出
手段２１に入力される。

トランジェント検出手段２１は、予め指定されたオン−
オフの変化（全開状態からアクセルが踏まれたトランジ
ェント、すなわちこの場合は即イヘンＩ−）を検出し、
そのイベントに対応した所定の出力、すなわち、この場
合は加速イベント検出用信号（ａ　ａｃｅ　１−ｅｖｅ
ｎ　ｔ）を発生する。

同時に順序比較のため、この時のアイドルスイッチの状
態がイベント処理用プロセッサ１１の持つメモリ（定義
されたイベント毎に確保さ九る）に保存される。

なお、この例の場合は、単一のトランジェントがそのま
まイベントとして定義されているので、イベント判定手
段２２の動作はない。

次に、イベント予測手段２５とイベント判定順序変更手
段２６について詳細に説明する。

第４図は、イベント予測手段２５の構成を示すブロック
図である。

第４図において、イベント関連テーブル２５−１は、ト
ランジェント−イベント間あるいはイベント−イベント
間の関連性（所定のイベントやトランジェントの発生に
引き続いて発生する可能性が高いというペア）を記憶し
ている。また、イベント候補選択手段２５−２は、トラ
ンジェントもしくはイベントの検出結果を受け、イベン
ト関連テーブル２５−１に基づいてイベント候補と発生
予想確率をイベント判定順序変更手段２６へ出力する。

なお、第５図はイベント関連テーブル２５−１の構成例
を示した図である。

イベント予測手段２５は、イベント判定の進行情報より
、これから発生する可能性の高いイベントまたはトラン
ジェントを以下のように予測し、イベント判定順序変更
手段２６に伝える。

すなわち、トランジェント検出手段２１あるいはイベン
ト判定手段２２の出力を受けたイベント予測手段２５は
、イベント関連テーブル２５−１において今回発生した
トランジェントまたはイベントに対応付けられたイベン
ト候補およびその発生予想確率を読み出して出力する。

なお、前記の加速イベントの例ではトランジェント検出
もしくはイベント判定がすでに終了しており、これと関
連するイベントの対応は単純な表検索で可能である。

次いで、イベント判定順序変更手段２６では、イベント
予測手段２５から与えられたイベント予測のデータ（イ
ベント候補と発生予想確率）を基に、発生の可能性の最
も高い、すなわち発生予想確率の値が大きなイベントま
たはトランジェントから判定するように１判定を行なう
順序を変更する。この順序の変更は、コンテント・アト
レサブル・メモリ（連想メモリ）を用いて検索ポインタ
を制御する方法など各種方式が提案されており、ここで
は詳述しない。

次に、上記イベント判定順序変更手段２６の信号を受け
て、イベント管理手段２３がディジタル比較手段２０へ
変更された結果に応じて判定順序を変更するように指示
する。なお、この判定順序の変更は、使用する検索テー
ブルを切り替えることによって容易に実現できる。

上記のようにして、最も短い時間でイベントの検出が可
能となる。

以下、ギヤチェンジを例として説明する。

まず、トランジェント検出手段２１においてメロン１〜
ル・スイッチがオフ→オンというトランジェントを検出
したら、その結果がイベント予測手段２５に送られる。

イベント予測手段２５ては、イベント候補選択手段２５
−２がイベント関連テーブル２５−１を参照し、ギヤチ
ェンジのイベントが発生する可能性が高いことを選び出
して、その結果（ギヤチェンジというイベントの名前と
その発生予測確率のデータ）をイベント判定順序変更手
段２６に出力する。

イベント判定順序変更手段２６では、イベント予測手段
２５から送られてきたギヤチェンジイベントとその発生
予測確率を受け、発生予測確率の大きい順にイベントを
並べ直すことにより、ギヤチェンジというイベントがイ
ベント判定順序の初めの方に変更される。

イベントの判定順序を変更する方法としては、例えば、
ディジタル比較手段２０が比較するイベント判定に必要
なアドレスのリストの順序を発生予測確率の高い順に並
へかえておく方法が考えられる。

なお、ギヤチェンジというイベントが起こった後は、ギ
ヤチェンジの発生予測確率は初期発生確率に戻され、判
定順序もそれに合わせて下げられる。

また、関連して発生するイベントの他の例としては、例
えば、減速時の″燃料カット″と１′リカバー″とがあ
る。すなわち、燃料カントというイベントが発生した場
合は、次に燃料カットのリカバーというイベントが発生
する確率が高いので、″′リカバー″の判定順序を先Ｊ
ｌｌｉ位にしておけばよい。

また、複数のイベントの判定順位を上げることも考えら
れる。第６図に示す例は、Ａというイベントの後、Ｂ、
Ｃ，Ｄのいず汎かのイベントが起こることが予測される
場合である。すなわち、イベントＡが発生したという判
定結果が得られたら、イベント関連テーブル２５−１よ
ってＢ、Ｃ，Ｄが候補として選ばれ、イベント判定順序
変更手段２６ではＢ、Ｃ，Ｄのイベントの判定ｊ＠位が
上げられる。ただし、この場合には、例えばイベントＢ
が発生したら、他のイベントＣ，Ｄについても発生確率
の値を初期発生確率に戻しておかなければならない。例
えば、スロットルスイッチがオフ−オンの後に起こるイ
ベントとしては、″ギヤチェンジ″と″アイドル状態″
という二つのイベントが考えられる。この時、ギヤチェ
ンジのイベントについて判定順位を上げておくのと同様
に、アイドル状態というイベントの判定順序を上げてお
くと更に効果的である。

ただし、このように複数のイベントの判定順位を上げた
場合には、例えばイベントＢが発生したら、他のイベン
トＣ，Ｄについても発生確率の値を初期発生確率に戻し
ておかなければならない。

また、一連のイベントが連続して起こる可能性が高い場
合は、そのグループの初めのイベントが可能性の高いイ
ベントとして選ばれた時に、連続して起こるイベントに
ついても、選び出しておくことが有効である。

例えば、第６図に示すように、イベントＡが発、生した
時、次に起こる可能性の高いイベントはＢ、Ｃ，Ｄであ
るが、Ｂの後にはＥが、Ｃの後にはＦが、Ｄの後にはＧ
が起こる可能性が高いことがわかっている場合には、Ｂ
、Ｃ，Ｄの判定順序を高くするのと同時に、Ｅ、Ｆ、Ｇ
の判定順序も高くすることにより、より円滑にイベント
の判定を行なうことが出来る。

次に、イベント予測の他の実施例について説明する。

第７図は、イベント予測手段２５の他の実施例を示すブ
ロック図である。この実施例は、エンジンの１回転ごと
に起こるイベントのように、周期的性質を持ったイベン
トを検出する例である。

周期的性質を持ったイベントは１次に発生する時刻が成
る程度予測できるので、判定順序を上げておくことが可
能である。第７図においては、″イベントＣ１１の検出
信号を受けて、周期計測手段１０１で前回からの周期Ｔ
ｎ−１を測定し、また発生時刻予測手段１０２で次回に
発生するまでの時間を計算する。次回に発生する可能性
のある時刻範囲のうち、最も早い時刻に、″イベントＣ
Ｉ＋の検出準備ができているように設定すれば、次回に
発生する″イベント予測を最短時間で検出できるので、
最も効率が良い。

上記の発生時刻予測手段１０２における予測は、例えば
下記のようにして行なう。すなわち、エンジンの回転速
度は、１回転で急激に上昇するものではなく、通常、前
回の周期より２０％以上周期が短縮することはない。し
たがって、前回の周期Ｔｎ−１に０．８をかけた値を今
回の周期Ｔｎの最も短い場合として設定する。そしてタ
イマ１０３で時間を計測して上記の設定されたＴ’ｎに
近づいたら、″イベントＣ”が発生する可能性が高くな
ったことをイベント判定順序変更手段２６に伝える。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、演算処理を実
行する制御演算用プロセッサの他に、トランジェントの
発生を検出するトランジェント検出回路とイベント処理
専用のイベント処理用プロセッサとを備え、イベントの
発生を制御演算用プロセッサにおける演算周期とは独立
に検出するように構成している。そのため、従来のよう
に制御演算用プロセッサで演算周期に従ってイベントの
検出を行なう必要がなくなるので、イベントの検出を高
速で行なうことが出来、かつ、膨大な割込みの発生によ
って他の演算に支障を来すおそれもない。また、イベン
ト検出用のプログラムも従来のような煩雑で認識・理解
のしにくいものは不必要になるので、プログラムの開発
やメンテナンスも容易になる。

また、イベント処理用プロセッサ内にイベント予測手段
と判定順序変更手段とを設け、発生する可能性の高いイ
ベントおよびトランジェントを予測して１判定の順序を
発生確率の高いものを先順位とするように変更すること
により、一致検出までの比較回数を減少させ、いたずら
にハードウェア量を増大させることなく、しかも高速で
イベントを検出することが出来る。という効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機能を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例のブロック図、第３図（Ａ）はイベント処
理用プロセッサの一実施例の構成を示すブロック図、第
３図（Ｂ）はイベント管理プログラムの一実施例図、第
４図はイベント予測手段の一実施例の構成を示すブロッ
ク図、第５図はイベント関連テーブルの一実施例を示す
図、第６図は複数のイベントや連続したイベントの判定
順位の一例を示す図、第７図はイベント予測手段の他の
実施例を示すブロック図である。 く符号の説明〉 １　イベント処理用プロセッサ ２　制御演算用プロセッサ ３　イベント予測手段 ４−判定順序変更手段 ＳＩ・入力信号 Ｓ○・出力信号 １１・・イベント処理用プロセッサ １２・制御演算用プロセッサ １３．１５．１７−ＲＡＭ ］、４．１６・ＲＯＭ １８・・入出力装置 ユ９・・・メインバス ２０　デジタル比較手段 ２１　トランジェント検出手段 ２２・イベント判定手段 ２３・・・イベント管理手段 ２４・・・イベント管理プログラム ２５・・イベント予測手段 ２５−１・−・イベント関連テーブル ２５−２・・イベント候補選択手段 ２６　イベント判定順序変更手段 １０１・・・周期計測手段 １０２・・発生時刻予測手段 １０３・・タイマ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　車両の各種運転状況や運転者の操作状態を検出するセ
   ンサの信号を入力し、該信号に基づいて車両の制御に必
   要な各種制御演算を行ない、該演算結果に基づいた制御
   信号を車両制御用の各種アクチュエータに送出する車両
   制御用コンピュータにおいて、 運転中の操作や車両の運転状況の変化、すなわちイベン
   トをアドレス上のデータから検出するイベント処理用プ
   ロセッサと、 該イベント処理用プロセッサの検出結果に基づいて演算
   処理を実行する制御演算用プロセッサとを備え、 上記イベント処理用プロセッサは、アドレス上の任意の
   データにおけるトランジェントの発生を検出し、上記ト
   ランジェントの発生が所定の順序に整列したトランジェ
   ントの組を判別して、それが予め定められた複数のイベ
   ントにそれぞれ対応したトランジェントの組のいずれか
   であるかを検出し、それを当該所定のイベントの発生と
   して出力するものであり、かつ、発生する可能性の高い
   イベントおよびトランジェントを予測するイベント予測
   手段と、該イベント予測手段の予測結果に基づいて、イ
   ベントおよびトランジェントの判定順序を発生確率の高
   いものを先順位とするように変更する判定順序変更手段
   とを備えたものであることを特徴とするイベント駆動型
   車両制御用コンピュータ。