DE102015220964B4

DE102015220964B4 - Elektronische Steuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102015220964B4
Application number: DE102015220964.4A
Authority: DE
Inventors: Naoto Sakai
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2035-10-28
Also published as: DE102015220964A1; JP2016091162A; JP6536011B2

Abstract

Elektronische Steuerungsvorrichtung, mit:
- einem Mikrocomputer (10),
- einer Überwachungseinheit (20) zur Überwachung eines Zustands des Mikrocomputers (10),
- einer Kommunikationseinheit (30) zum Freigeben einer Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer (10) und einer externen Einrichtung (200) über eine Busleitung (300), wobei dann, wenn die Überwachungseinheit (20) das Auftreten einer Abnormalität in dem Mikrocomputer (10) ermittelt, die Überwachungseinheit (20) die Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer (10) und der externen Einrichtung (200) deaktiviert und ein Fehlersignal zur Angabe des Auftretens der Abnormalität in dem Mikrocomputer (10) über die Kommunikationseinheit (30) an die externe Einrichtung (200) ausgibt,
- einer Kommunikationsleitung (11), die zwischen dem Mikrocomputer (10) und der Kommunikationseinheit (30) angeordnet ist,
- einer Fehlerleitung (21), die zwischen der Überwachungseinheit (20) und der Kommunikationseinheit (30) angeordnet ist, wobei ein Ende der Kommunikationsleitung (11) mit einem Ende der Fehlerleitung (21) bei einem Verbindungspunkt nahe bei der Kommunikationseinheit (30) verbunden ist, und
- einer gemeinsamen Leitung (53) zur Verbindung des Verbindungspunkts mit der Kommunikationseinheit (30).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Steuerungsvorrichtung, die eine Kommunikation mit einer externen Vorrichtung durchführt.
Die JP 5 021 163 B2 , welche der DE 102 36 080 A1 entspricht, offenbart eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung von Betriebsabläufen einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs. Diese Art der Steuerungsvorrichtung umfasst eine Funktionsberechnungseinrichtung, die über eine Verbindungseinheit mit einem CAN-Bussystem (CAN: Controller Area Network) verbunden ist. Die Funktionen der Funktionsberechnungseinrichtung werden mittels eines Überwachungsmoduls überwacht. Die Funktionsberechnungseinrichtung wird hierbei im Allgemeinen durch einen Mikrocomputer bereitgestellt. Tritt ein Fehler in der Funktionsberechnungseinrichtung auf, dann erzeugt das Überwachungsmodul ein Fehlersignal und gibt das Fehlersignal an einen Reset-Anschluss der Verbindungseinheit aus. Die Verbindungseinheit wird deaktiviert, wenn das Fehlersignal empfangen wird, und es wird der den Fehler aufweisenden Funktionsberechnungseinrichtung verboten, eine Information zu der externen Steuerungsvorrichtung zu übertragen.
Tritt bei der Steuerungsvorrichtung gemäß der JP 5 021 163 B2 eine Abnormalität in der Funktionsberechnungseinrichtung auf, dann wird die Verbindungseinheit deaktiviert, um damit der Funktionsberechnungseinrichtung zu verbieten, eine Information über das CAN-Bussystem zu übertragen. Entsprechend diesem Aufbau kann ein Fehlersignal zur Angabe des Auftretens der Abnormalität oder eines Fehlers in der Funktionsberechnungseinrichtung nicht über das CAN-Bussystem zu der externen Steuerungsvorrichtung übertragen werden.
Aus der DE 10 2009 005 266 A1 und der DE 10 2011 087 063 A1 sind ferner elektronische Steuerungsvorrichtungen bekannt, die eine Kommunikation mit einer externen Vorrichtung durchführen. Ein an der Kommunikation beteiligter Mikrocomputer wird auf eine Abnormalität geprüft, und bei einem Auftreten einer Abnormalität wird die Kommunikation des Mikrocomputers mit externen Einheiten unterbunden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine elektronische Steuerungsvorrichtung bereitzustellen, die eine Kommunikation zwischen einem Mikrocomputer, der eine Abnormalität aufweist, und einer externen Vorrichtung sperrt, während eine Benachrichtigung der externen Vorrichtung über das Auftreten der Abnormalität in dem Mikrocomputer ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird durch eine elektronische Steuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine elektronische Steuerungsvorrichtung einen Mikrocomputer, eine Überwachungseinheit, die einen Zustand des Mikrocomputers überwacht, eine Kommunikationseinheit, die eine Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer und der externen Vorrichtung über eine Busleitung ermöglicht, eine Kommunikationsleitung, die zwischen dem Mikrocomputer und der Kommunikationseinheit angeordnet ist, und einer Fehlerleitung, die zwischen der Überwachungseinheit und der Kommunikationseinheit angeordnet ist. Ein Anschluss der Kommunikationsleitung ist mit einem Anschluss der Fehlerleitung bei einem Verbindungspunkt verbunden, der nahe bei der Kommunikationseinheit liegt, und es ist der Verbindungspunkt mit der Kommunikationseinheit über eine gemeinsame Leitung verbunden. Erfasst die Überwachungseinheit eine in dem Mikrocomputer auftretende Abnormalität, dann deaktiviert die Überwachungseinheit die Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer und der externen Vorrichtung, und gibt ein Fehlersignal an die externe Vorrichtung über die Kommunikationseinheit aus zur Angabe der in dem Mikrocomputer auftretenden Abnormalität.
Mit der vorstehend angegebenen elektronischen Steuerungsvorrichtung kann eine Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer, der eine Abnormalität aufweist, und der externen Vorrichtung unterbrochen werden, und es kann bezüglich des Auftretens der Abnormalität im Mikrocomputer die externe Vorrichtung durch das zu der Busleitung übertragene Fehlersignal benachrichtigt werden. Im Vergleich zu dem Fall, bei dem das Auftreten einer Abnormalität auf der Basis dessen bestimmt wird, dass kein Signal von dem Mikrocomputer infolge der Deaktivierung der Kommunikationseinheit übertragen wird, kann das Auftreten der Abnormalität in dem Mikrocomputer unmittelbar zu einem früheren Zeitpunkt bestimmt werden. Ferner kann im Vergleich zu dem Fall, bei dem eine Signalleitung zum Ausgeben des Fehlersignals an die externe Vorrichtung getrennt von der Busleitung vorgesehen ist, das Layout verbessert und können die Herstellungskosten vermindert werden.
Die Aufgabe, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:

1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer elektronischen Steuerungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung,
2 Zeitverläufe von Signalen der elektronischen Steuerungsvorrichtung,
3 eine schematische Darstellung eines Vergleichsbeispiels der Anordnung mehrerer elektronischer Steuerungseinheiten (ECU), mit denen ein Fahrzeug ausgestattet ist,
4 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus der elektronischen Steuerungsvorrichtung entsprechend einer Abwandlung,
5 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus der elektronischen Steuerungsvorrichtung gemäß einer weiteren Abwandlung,
6 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus der elektronischen Steuerungsvorrichtung gemäß einer weiteren Abwandlung, und
7 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Aufbaus der elektronischen Steuerungsvorrichtung gemäß einer weiteren Abwandlung.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben, in welchem die elektronische Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung bei einer elektronischen Steuerungsvorrichtung (ECU) eines Hybridfahrzeugs angewendet wird.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Nachfolgend ist die elektronische Steuerungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. In Ergänzung zur elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt 1 ebenfalls eine Steuerungseinrichtung 200 und eine Busleitung 300.
Gemäß der Darstellung in 1 ist die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 bezüglich einer Kommunikation mit mehreren Steuerungseinrichtungen 200 über die Busleitung 300 verbunden und ist in der Lage, zu den Steuerungseinrichtungen 200 Signale zu übertragen oder von den Steuerungseinrichtungen 200 Signale zu empfangen. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 und die mehreren Steuerungseinrichtungen 200 bilden ein Steuerungssystem des Hybridfahrzeugs. Jeder der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und der Steuerungseinrichtungen 200 kann als eine Maschinen-ECU, eine Bremsen-ECU, eine Batterie-ECU, eine Motor-ECU oder eine Hybrid-ECU dienen bzw. betrieben werden. Gemäß der vorstehenden Beschreibung sind die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 und die mehreren Steuerungseinrichtungen 200 in kommunikativer Weise miteinander über die Busleitung 300 mittels eines vorbestimmten Kommunikationsprotokolls verbunden. Beispielsweise kann das Kommunikationsprotokoll das CAN-Kommunikationsprotokoll übernehmen bzw. anwenden. Existieren in Verbindung mit dem CAN-Kommunikationsprotokoll mehrere Signale auf der Busleitung 300, dann wird eine Vorrichtung oder Einrichtung, die ein Signal mit der höchsten Priorität übertragen hat, als ein Übertragungsterminal betrachtet, und werden die weiteren Einrichtungen als Empfangsterminals betrachtet. Die mehreren Steuerungseinrichtungen 200 dienen als externe Einrichtungen in der vorliegenden Offenbarung.
Die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 umfasst gemäß der Darstellung in 1 einen Mikrocomputer 10, eine Überwachungseinheit (MONITOR) 20, eine Kommunikationseinheit (COMMUNICATE) 30, einen Schalter 40, sowie eine Rückflussverhinderungseinheit. Die Rückflussverhinderungseinheit umfasst einen ersten Rückflussverhinderer 51 und einen zweiten Rückflussverhinderer 52. Gemäß der Darstellung in 1 in Verbindung mit einem bidirektionalen Pfeil kann der Mikrocomputer 10 mit der Überwachungseinheit 20 über eine interne Kommunikation kommunizieren. Die Überwachungseinheit 20 ist elektrisch mit dem Mikrocomputer 10 über eine Reset-Leitung 22 verbunden. Ein Ausgangsanschluss des Mikrocomputers 10 ist mit einer Kommunikationsleitung 11 verbunden, und ein Ausgangsanschluss der Überwachungseinheit 20 ist mit einer Fehlerleitung 21 verbunden. Ein Ende der Kommunikationsleitung 11 ist mit einem Ende der Fehlerleitung 21 bei einem Verbindungspunkt cp in der Nähe der Kommunikationseinheit 30 verbunden, und es ist eine gemeinsame Leitung 53 zwischen dem Verbindungspunkt cp und einem Eingangsanschluss der Kommunikationseinheit 30 geschaltet. Der Verbindungspunkt cp ist zwischen der Kommunikationseinheit 30 und dem Mikrocomputer 10 angeordnet, und ist ebenfalls zwischen der Kommunikationseinheit 30 und der Überwachungseinheit 20 angeordnet. Der Schalter 40 und der erste Rückflussverhinderer 51 sind auf der Kommunikationsleitung 11 angeordnet, und der zweite Rückflussverhinderer 52 ist auf der Fehlerleitung 21 angeordnet. Ein Eingabe-/Ausgabeanschluss der Kommunikationseinheit 30 ist elektrisch mit der Busleitung 300 über eine Eingabe-/Ausgabeleitung 31 verbunden. Ein Ausgangsanschluss der Kommunikationseinheit 30 ist elektrisch mit einem Eingangsanschluss des Mikrocomputers 10 über eine Empfangsleitung 32 verbunden.
Mit dem vorstehend beschriebenen elektrischen Aufbau ist der Mikrocomputer 10 in der Lage, über die Kommunikationsleitung 11, den Schalter 40, den ersten Rückflussverhinderer 51 und die gemeinsame Leitung 53 Signale zu der Kommunikationseinheit 30 zu übertragen. Der Mikrocomputer 10 ist in der Lage, Signale zu empfangen, die von der Busleitung 300, der Kommunikationseinheit 30 über die Empfangsleitung 32 übertragen werden. Die Überwachungseinheit 20 ist in der Lage, über die Fehlerleitung 21, den zweiten Rückflussverhinderer 52 und die gemeinsame Leitung 53 Signale zu der Kommunikationseinheit 30 zu übertragen. Die Überwachungseinheit 20 ist in der Lage, über die Rest-Leitung 22 Signale zu dem Mikrocomputer 10 zu übertragen. Des Weiteren ist die Überwachungseinheit 20 in der Lage, über die interne Kommunikation Signale zu dem Mikrocomputer 10 zu übertragen oder Signale von dem Mikrocomputer 10 zu empfangen. Bei der vorliegenden Offenbarung wird die interne Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer 10 und der Überwachungseinheit 20 durch ein Serial Peripheral Interface (SPI) bereitgestellt.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass der Mikrocomputer 10 eine (nicht gezeigte) Betätigungseinrichtung oder einen Aktuator in Kooperation oder Wirkverbindung mit den mehreren Steuerungseinrichtungen 200 auf der Basis einer Kommunikation mit den mehreren Steuerungseinrichtungen 200 steuert. Ein Zustand des Mikrocomputers 10 kann einen Einschaltzustand umfassen, bei welchem dem Mikrocomputer 10 eine Leistung zugeführt wird, sowie einen Ausschaltzustand umfassen, bei welchem dem Mikrocomputer 10 keine Leistung zugeführt wird. Eine Betätigungsbetriebsart des Mikrocomputers 10 umfasst eine Niedrigleistungsaufnahme-Betriebsart, bei der eine Leistungsaufnahme unterdrückt wird, eine Normalbetriebsart, bei der eine Signalkommunikation oder ein Steuerungsvorgang in normaler Weise ausgeführt wird, sowie eine Initialisierungsbetriebsart. Die Initialisierungsbetriebsart ist eine Betriebsart, in der ein Startablauf durch den Mikrocomputer 10 durchgeführt wird zum Bewirken eines Umschaltens von der Niedrigleistungsaufnahme-Betriebsart oder von dem Ausschaltzustand zu der Normalbetriebsart.
Wird gemäß der Darstellung in 2 ein Zündschalter (IG) des Fahrzeugs eingeschaltet, dann startet die elektronische Steuerungsvorrichtung (ECU) 100 eine Initialisierungssequenz (INITIALIZE). Wird somit der Zündschalter eingeschaltet, dann schaltet die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 von dem Ausschaltzustand zu der Initialisierungsbetriebsart um. In der Initialisierungsbetriebsart gibt der Mikrocomputer 10 ein Prüfsignal (CK SIG) an die Busleitung 300 über die Überwachungseinheit 20, die Fehlerleitung 21, die gemeinsame Leitung 53, die Kommunikationseinheit 30 und die Eingabe- / Ausgabeleitung 31 aus. Das Prüfsignal ist ein Signal zum Prüfen der Verlässlichkeit einer Überwachungsbedingung und einer Kommunikationsbedingung des Mikrocomputers 10. Somit ist das Prüfsignal nicht ein Signal für eine Kommunikation mit der Steuerungseinrichtung 200. Sodann wird das an die Busleitung 300 ausgegebene Prüfsignal über die Eingabe/Ausgabeleitung 31 an die Kommunikationseinheit 30 zurückgeführt, und wird des Weiteren zurückgeführt von der Kommunikationseinheit 30 zu dem Mikrocomputer 10 über die Empfangsleitung 32. Der Mikrocomputer 10 bestimmt, ob das empfangene Prüfsignal, d.h. das zurückgeführte Prüfsignal identisch ist zu dem übertragenen Prüfsignal. Ist das empfangene Prüfsignal identisch zu dem übertragenen Prüfsignal, dann bestimmt der Mikrocomputer 10 einen Durchgang bzw. Durchlauf, den das Prüfsignal in einem normalen Zustand passiert hat. Ist somit das empfangene Prüfsignal identisch mit dem übertragenen Prüfsignal, dann bestimmt der Mikrocomputer 10, dass sich die Überwachungseinheit 20, die Fehlerleitung 21, der Rückflussverhinderer 52, die gemeinsame Leitung 53, die Kommunikationseinheit 30, die Eingabe-Ausgabeleitung 31 und die Empfangsleitung 32 in einem normalen Zustand befinden. Ist hingegen das empfangene Prüfsignal nicht identisch mit dem übertragenen Prüfsignal, dann bestimmt der Mikrocomputer 10, dass sich zumindest eine der Komponenten, die in dem Durchgang bzw. Durchlauf des Prüfsignals enthalten sind, in einem abnormalen Zustand befindet. In diesem Fall bestimmt der Mikrocomputer 10, dass die Verlässlichkeit der Überwachungsbedingung und der Kommunikationsbedingung nicht sichergestellt werden kann, und deaktiviert eine Kommunikation mit den Steuerungseinrichtungen 200. Schaltet der Mikrocomputer 10 von der Initialisierungsbetriebsart zu der Normalbetriebsart (NORMAL) um, dann erzeugt der Mikrocomputer 10 ein Überwachungssignal und gibt das Überwachungssignal an die Überwachungseinheit 20 aus. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Überwachungssignal ein Antwortsignal, das verwendet wird zum Antworten auf ein einfaches Anforderungssignal, das von der Überwachungseinheit 20 übertragen wird. Somit überträgt die Überwachungseinheit 20 das Anforderungssignal (INQ SIG) an den Mikrocomputer 10 über die interne Kommunikation (INTERNAL COMM), und es überträgt der Mikrocomputer 10 das Überwachungssignal (MONITOR SIG) als eine Antwort auf das Anforderungssignal.
Die Überwachungseinheit 20 gibt das Anforderungssignal an den Mikrocomputer 10 aus, und überwacht einen Betriebszustand des Mikrocomputers 10 in Abhängigkeit von dem von dem Mikrocomputer 10 übertragenen Überwachungssignal. Die Überwachungseinheit 20 bestimmt, ob das von dem Mikrocomputer 10 übertragene Überwachungssignal, das als Antwort auf das Anforderungssignal zurückgeführt wird, ein korrektes Überwachungssignal ist. Bestimmt die Überwachungseinheit 20, dass das von dem Mikrocomputer 10 übertragene Überwachungssignal ein korrektes Überwachungssignal ist, dann bestimmt die Überwachungseinheit 20, dass ein Zustand des Mikrocomputers ein Normalzustand ist. Die Überwachungseinheit 20 setzt die Überwachung des Zustands des Mikrocomputers fort. Bestimmt die Überwachungseinheit 20, dass das von dem Mikrocomputer 10 übertragene Überwachungssignal ein inkorrektes Überwachungssignal ist, dann bestimmt die Überwachungseinheit 20, dass der Zustand des Mikrocomputers ein abnormaler Zustand ist (ABNORMALITY OCCURANCE). Wird der abnormale Zustand erfasst, dann deaktiviert die Überwachungseinheit 20 die Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer 10 und der Steuerungseinrichtung 200 und gibt ein Fehlersignal (ERROR SIG) an die Steuerungseinrichtung 200 über die Kommunikationseinheit 30 aus. Empfängt danach die Überwachungseinheit 20 das Prüfsignal erneut von dem Mikrocomputer 10, dann überträgt die Überwachungseinheit 20 das Prüfsignal zu der Kommunikationseinheit 30.
Gemäß der Darstellung in 2 gibt die Überwachungseinheit 20 ein Reset-Signal (RST SIG) an den Mikrocomputer 10 aus zum Deaktivieren der Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer 10 und der Steuerungseinrichtung 200. Entsprechend dem von der Überwachungseinheit 20 übertragenen Reset-Signal wird der Mikrocomputer 10 zwingend von dem abnormalen Zustand in die Initialisierungsbetriebsart umgeschaltet. Der Mikrocomputer 10 führt sodann den Startablauf in der Initialisierungsbetriebsart durch. Ferner deaktiviert die Überwachungseinheit 20 den Schalter (SW) 40 durch Ausschalten des Schalters 40 zum Zwecke der Deaktivierung der elektrischen Verbindung zwischen dem Mikrocomputer 10 und der Kommunikationseinheit 30. Somit wird die Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer 10 und der Steuerungseinrichtung 200 deaktiviert. Die Überwachungseinheit 20 gibt das Fehlersignal (ERROR SIG) an die Fehlerleitung (ERROR WIRE) 21 aus, und es wird das Fehlersignal zu den Steuerungseinrichtungen 200 über die Kommunikationseinheit 30 übertragen. Wird das Fehlersignal empfangen, dann schaltet jede der Steuerungseinrichtungen 200 den Kommunikationszustand (COMM STATE) von einem ersten Kommunikationszustand (1ST COMM STATE) zu einem zweiten Kommunikationszustand (2ND COMM STATE) um. In dem zweiten Kommunikationszustand deaktiviert jede der Steuerungseinrichtungen 200 die Kommunikation mit der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100, und führt eine Kommunikation mit einer anderen Steuerungseinrichtung 200 durch.
Die Kommunikationseinheit 30 wird beispielsweise durch einen CAN-Sendeempfänger bereitgestellt. Die Kommunikationseinheit 30 überträgt Signale zwischen dem Mikrocomputer 10 und der Busleitung (BUS WIRE) 300. Gemäß der vorstehenden Beschreibung empfängt die Kommunikationseinheit 30 Signale des Mikrocomputers 10, und empfängt ebenfalls das Fehlersignal von der Überwachungseinheit 20. Die Kommunikationseinheit 30 überträgt das Fehlersignal zu der Busleitung 300, und es schaltet jede der Steuerungseinrichtungen 200 in den zweiten Kommunikationszustand in Abhängigkeit von einem Empfangen des Fehlersignals über die Busleitung 300.
Der Schalter 40 aktiviert oder deaktiviert die elektrische Verbindung zwischen dem Mikrocomputer 10 und der Kommunikationseinheit 30. Der Betriebszustand des Schalters 40 wird durch die Überwachungseinheit 20 gesteuert. Schaltet der Mikrocomputer 10 auf eine der Niedrigleistungsaufnahme-Betriebsart, der Initialisierungsbetriebsart oder in den abnormalen Zustand, in dem die Abnormalität aufgetreten ist, dann schaltet die Überwachungseinheit 20 den Schalter 40 aus (deaktiviert den Schalter). Somit wird eine Signalübertragung von dem Mikrocomputer 10 zu der Busleitung 300 mittels des Schalters 40 gesperrt. Schaltet der Mikrocomputer 10 zu der Normalbetriebsart um, dann schaltet die Überwachungseinheit 20 den Schalter 40 ein (aktiviert den Schalter). Es wird auf diese Weise die Signalübertragung von dem Mikrocomputer 10 zu der Busleitung 300 über den Schalter 40 freigegeben.
Der erste Rückflussverhinderer 51 verhindert einen Rückfluss eines Signals auf der Fehlerleitung 21 zu dem Mikrocomputer 10. Das Signal auf der Fehlerleitung 21 ist das vorstehend beschriebene Fehlersignal. Der zweite Rückflussverhinderer 52 verhindert einen Rückfluss eines Signals von der Kommunikationsleitung 11 zu der Überwachungseinheit 20. Das Signal auf der Kommunikationsleitung ist ein Ausgangssignal des Mikrocomputers 10. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jeder der Rückflussverhinderer 51 und 52 beispielsweise durch eine Diode bereitgestellt. Eine Anode des ersten Rückflussverhinderers 51 ist mit dem Mikrocomputer 10 über den Schalter 40 verbunden, und eine Kathode des ersten Rückflussverhinderers 51 ist mit der Kommunikationseinheit 30 über die Kommunikationsleitung 53 verbunden. Eine Anode des zweiten Rückflussverhinderers 52 ist mit der Überwachungseinheit 20 verbunden, und eine Kathode des zweiten Rückflussverhinderers 52 ist mit der Kommunikationseinheit 30 über die gemeinsame Leitung 53 verbunden.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung eines Kommunikationszustands zwischen der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und den mehreren Steuerungseinrichtungen 200. Gemäß der vorstehenden Beschreibung bilden die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 und die mehreren Steuerungseinrichtungen 200 das Steuerungssystem des Hybridfahrzeugs, und kommunizieren miteinander entsprechend einem vorbestimmten Kommunikationsprotokoll. Jede der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und der Steuerungseinrichtungen 200 gibt das Fehlersignal an die jeweils anderen aus, und ein Kommunikationszustand ändert sich entsprechend einer Empfangsdauer des Fehlersignals. Die Empfangsdauer des Fehlersignals wird ebenfalls als ein Fehlerzählwert bezeichnet.
Es wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angenommen, dass eine Kommunikationsgeschwindigkeit der Busleitung 300 bei 500 Kilobit pro Sekunde (kbps) liegt. Entsprechend dieser Geschwindigkeit benötigt ein 1 Bit Signal eine Übertragungsdauer von 2 Mikrosekunden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden bei einem Intervall von 12 Mikrosekunden als das Fehlersignal 16 Fehlerrahmen übertragen, von denen jeder 12 Mikrosekunden der Übertragungsdauer benötigt. Die gesamte Übertragungsdauer des Fehlersignals beträgt somit 372 Mikrosekunden.
Jede der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und der Steuerungseinrichtungen 200 umfasst einen Fehlerzähler, der die Fehlerrahmen des Fehlersignals zählt. Wird ein Fehlerrahmen ermittelt bzw. erfasst, dann wird der durch den Fehlerzähler gezählte Fehlerzählwert um 8 inkrementiert bzw. hochgezählt. Werden somit sämtliche in dem Fehlersignal enthaltene Fehlerrahmen empfangen, dann ist der Fehlerzählwert gleich 128.
Ist der Fehlerzählwert kleiner als 128, dann arbeiten jede der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und der Steuerungseinrichtungen 200 in einem ersten Kommunikationszustand, in dem eine gegenseitige Kommunikation zwischen der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und den Steuerungseinrichtungen 200 durchgeführt wird. Ist somit die Empfangsdauer des Fehlersignals kürzer als 372 Mikrosekunden, dann arbeiten jede der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und der Steuerungseinrichtungen 200 in dem ersten Kommunikationszustand. Wird das Fehlersignal von der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 übertragen und ist der Fehlerzählwert in den mehreren Steuerungseinrichtungen 200 gleich oder größer als 128, dann schalten die mehreren Steuerungseinrichtungen 200 die Kommunikationszustände um. Ist somit der Fehlerzählwert in jeder der mehreren Steuerungseinrichtungen 200 gleich oder größer als 128 oder ist die Empfangsdauer des Fehlersignals in jeder der mehreren Steuerungseinrichtungen gleich oder größer als 372 Mikrosekunden, dann schaltet jede der Steuerungseinrichtungen 200 zu dem zweiten Kommunikationszustand um. In dem zweiten Kommunikationszustand deaktiviert jede der mehreren Steuerungseinrichtungen 200 die Kommunikation mit der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100, und führt lediglich eine Kommunikation mit den jeweils andern Steuerungseinrichtungen 200 durch. Die Empfangsdauer zum Empfangen der gesamten in dem Fehlersignal enthaltenen Fehlerrahmen entspricht einer ersten vorbestimmten Dauer. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die erste vorbestimmte Dauer zu 372 Mikrosekunden bestimmt bzw. definiert.
Jede der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und der Steuerungseinrichtungen 200 zählt ein Zeitintervall zwischen Signalen, die untereinander übertragen wurden. Ist das Zeitintervall länger als 50 Millisekunden, dann ist jede der Steuerungseinrichtungen 200 ausgebildet, zu dem zweiten Kommunikationszustand umzuschalten. Überträgt somit der Mikrocomputer 10 kein Signal und überträgt die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 ebenfalls kein Signal während einer gleichen oder längeren Zeitdauer als die vorbestimmte Zeitdauer, dann schaltet jede der Steuerungseinrichtungen 200 zu dem zweiten Kommunikationszustand um. Die vorbestimmte Zeitdauer beträgt hierbei 50 Millisekunden. Die vorbestimmte Zeitdauer, während der kein Signal übertragen wird, entspricht einer zweiten vorbestimmten Dauer. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die zweite vorbestimmte Dauer zu 50 Millisekunden bestimmt. Zusätzlich zu dem Inkrementieren des Fehlerzählwerts gibt jede der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und der Steuerungseinrichtungen 200 normale Rahmen bei einem vorbestimmten Zeitintervall aus, wenn die Kommunikation in einer normalen Weise durchgeführt wird. Die normalen Rahmen bezeichnen den Normalzustand der Kommunikation. Wird ein normaler Rahmen empfangen, dann wird der Fehlerzählwert um 1 dekrementiert bzw. herabgezählt.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung der Kommunikation zwischen der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und den mehreren Steuerungseinrichtungen 200 unter Bezugnahme auf 2. Wird der Zündschalter (IG) des Fahrzeugs ausgehend von dem ausgeschalteten Zustand eingeschaltet, dann startet jede der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und der Steuerungseinrichtungen 200 die Initialisierungssequenz bzw. den Initialisierungsablauf. Danach gibt der Mikrocomputer 10 der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 das Prüfsignal (CK) an die Überwachungseinheit 20 aus. Das Prüfsignal wird zu der Busleitung 300 über die Überwachungseinheit 20, die Fehlerleitung 21, den zweiten Rückflussverhinderer 52, die gemeinsame Leitung 53, die Kommunikationseinheit 30 und die Eingabe-/ Ausgabeleitung 31 übertragen. Sodann wird das Prüfsignal zu dem Mikrocomputer 10 über die Eingabe- / Ausgabeleitung 31, die Kommunikationseinheit 30 und die Empfangsleitung (RECV WIRE) 32 zurückgeführt. Ist gemäß der Darstellung in 2 das Prüfsignal auf der Empfangsleitung 32 identisch mit dem Prüfsignal, das über die interne Kommunikation zu der Überwachungseinheit 20 übertragen wurde, dann bestimmt der Mikrocomputer 10, dass die Verlässlichkeit der Überwachungsbedingung und der Kommunikationsbedingung gewährleistet werden kann, und schaltet zu der Normalbetriebsart um. Ist somit das von dem Mikrocomputer 10 ausgegebene Prüfsignal identisch mit dem in dem Mikrocomputer 10 eingegebenen Prüfsignal, dann bestimmt der Mikrocomputer 10, dass die Verlässlichkeit der Überwachungsbedingung und der Kommunikationsbedingung gewährleistet ist.
Schaltet der Mikrocomputer 10 zu der Normalbetriebsart, dann überwacht die Überwachungseinheit 20 den Mikrocomputer 10 durch Ausgeben des Anforderungssignals an den Mikrocomputer 10, und schaltet den Schalter 40 ein. Die Überwachungseinheit 20 überwacht den Mikrocomputer 10 und steuert den Mikrocomputer 10 zum Ausgeben von Signalen an die Kommunikationseinheit 30 über die Kommunikationsleitung (COMM WIRE) 11 und die gemeinsame Leitung 53. Jede der Busleitung 300 und der Empfangsleitung 32 umfasst Signale, die von dem Mikrocomputer 10 übertragen wurden, sowie Signale, die von den Steuerungseinrichtungen 200 übertragen werden.
Aus der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und den Steuerungseinrichtungen 200 wird eine Vorrichtung oder Einrichtung, die das Signal in der höchsten Priorität übertragen hat, als das Übertragungs-Terminal bezeichnet, und werden die verbleibenden Vorrichtungen oder Einrichtungen als die Empfangs-Terminals bezeichnet. Zu dieser Zeit befinden sich der Mikrocomputer 10 und die Steuerungseinrichtungen 200 in dem ersten Kommunikationszustand, in welchem eine gegenseitige Kommunikation untereinander mit der elektronischen Steuerungseinrichtung 100 und den Steuerungseinrichtungen 200 durchgeführt wird.
Ermittelt die Überwachungseinheit 20 eine in dem Mikrocomputer 10 auftretende Abnormalität (ABNORMALITY OCCURANCE), dann führt gemäß der Darstellung in 2 die Überwachungseinheit 20 den folgenden Ablauf durch. Die Überwachungseinheit 20 deaktiviert den Schalter 40 zum Unterbrechen der elektrischen Verbindung zwischen dem Mikrocomputer 10 und der Kommunikationseinheit 30, und gibt das Reset-Signal (RST SIG) an den Mikrocomputer 10 aus. Die Überwachungseinheit 20 gibt das Fehlersignal (ERROR SIG) über die Kommunikationseinheit 30 an die Busleitung 300 aus. Mit diesem Aufbau wird die Kommunikation zwischen dem abnormalen Mikrocomputer 10 und den Steuerungseinrichtungen 200 unterbrochen, und jede der Steuerungseinrichtungen 200 bewirkt eine Umschaltung von dem ersten Kommunikationszustand zu dem zweiten Kommunikationszustand.
Der Mikrocomputer 10 führt sodann den Startablauf als Antwort auf das Reset-Signal durch und gibt das Prüfsignal aus. Wird die Verlässlichkeit der Überwachungsbedingung und der Kommunikationsbedingung als gesichert bestimmt, dann schaltet der Mikrocomputer 10 zu der Normalbetriebsart um. In der Normalbetriebsart gibt der Mikrocomputer 10 die Normalrahmen an die Steuerungseinrichtungen 200 aus. Vermindert sich der Fehlerzählwert auf weniger als 128 durch die Eingabe der Normalrahmen, dann schaltet jede der Steuerungseinrichtungen 200 von dem zweiten Kommunikationszustand zu dem ersten Kommunikationszustand um, und die Kommunikation zwischen der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 und den elektronischen Steuerungseinrichtungen 200 beginnt erneut. Gemäß 2 wird das Umschalten von dem zweiten Kommunikationszustand zu dem ersten Kommunikationszustand zu einer Zeit durchgeführt, wenn der Mikrocomputer 10 zu der Normalbetriebsart umschaltet.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung von Vorteilen, die durch die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bereitgestellt werden. Gemäß der vorstehenden Beschreibung unterbricht die Überwachungseinheit 20 die Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer 10 und den Steuerungseinrichtungen 200, und es wird das Fehlersignal über die Kommunikationseinheit 30 an die Steuerungseinrichtungen 200 ausgegeben. Bei einem bekannten Aufbau wird die Kommunikationseinheit deaktiviert zum Untersagen einer Ausgabe eines Signals von dem Mikrocomputer, sodass die Steuerungseinrichtungen in der Lage sind, den abnormalen Zustand des Mikrocomputers zu bestimmen. Im Vergleich zu diesem bekannten Aufbau gibt der Aufbau bzw. die Anordnung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Steuerungseinrichtungen 200 frei zum Erfassen der Abnormalität des Mikrocomputers 10 zu einem frühen Zeitpunkt. Ferner ist gemäß einem bekannten Aufbau eine Signalleitung zum Übertragen des Fehlersignals zwischen der elektronischen Steuerungsvorrichtung und der externen Einrichtung von der Busleitung getrennt. Im Vergleich zu diesem bekannten Aufbau können mit dem Aufbau gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Layout vereinfacht und die Herstellungskosten vermindert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Schalter 40 angewendet zum Deaktivieren der Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer 10 und den Steuerungseinrichtungen 200. In einer bekannten Anordnung wird eine Signalleitung verwendet zum elektrischen Verbinden der Überwachungseinheit mit einer Steuerungseinrichtung. Im Vergleich zu diesem Stand der Technik kann eine Vergrößerung der Anzahl der Komponenten entsprechend einer Vergrößerung der Anzahl der Steuerungseinrichtungen 200 verhindert werden. Somit kann ein aufwändigeres Layout vermieden und können Herstellungskosten vermindert werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Reset-Signal von der Überwachungseinheit 20 an den Mikrocomputer 10 ausgegeben zum Deaktivieren der Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer 10 und den Steuerungseinrichtungen 200. Im Vergleich zu dem Stand der Technik kann somit ebenfalls ein aufwändigeres Layout vermieden und können Herstellungskosten vermindert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 und die Steuerungseinrichtungen 200 das Steuerungssystem des Hybridfahrzeugs. Im Einzelnen sind die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 und die Steuerungseinrichtungen 200 ausgebildet als die Maschinen-ECU, die Bremsen-ECU, die Batterie-ECU, die Motor-ECU und die Hybrid-ECU. Nachstehend erfolgt eine Beschreibung eines bekannten Aufbaus, bei dem die Signalleitungen in spezieller Weise angewendet werden. Handelt es sich beim dem Fahrzeug um ein Benzinfahrzeug, das lediglich die Brennkraftmaschine verwendet, dann ist die Hybrid-ECU als eine der Komponenten nicht erforderlich. Somit werden lediglich die Maschinen-ECU und die Bremsen-ECU zur Kommunikation miteinander unter Verwendung der Busleitung 300 benötigt. In dem Hybridfahrzeug ist gemäß der vorstehenden Beschreibung die Anzahl der elektronischen Steuerungseinheiten ECU zur Durchführung der Kommunikation unter Verwendung der Busleitung wesentlich größer als bei einem Fahrzeug mit Benzinmotor. Dies liegt daran, dass das Hybridfahrzeug die Maschine, den Motor und die Batterie in kooperativer Weise gemäß einem Fahrzustand des Fahrzeugs steuern muss. Da die Komponenten zur Durchführung der kooperativen oder gemeinsamen Steuerung nicht zusammen bzw. miteinander angeordnet sind, ist es erforderlich, Signalleitungen innerhalb des gesamten Fahrzeugs vorzusehen. Ist beispielsweise gemäß einem veranschaulichten Beispiel in 3 eine Abtrennung 400 innerhalb des Fahrzeugs vorgesehen, dann wird das Fahrzeug auf diese Weise in einen vorderen Bereich (Front) und einen hinteren Bereich (Heck) aufgeteilt. Bei diesem Beispiel sind die Maschinen-ECU, die Bremsen-ECU und die Motor-ECU in dem vorderen Bereich des Fahrzeugs angeordnet, und sind die Hybrid-ECU und die Batterie-ECU im hinteren Bereich des Fahrzeugs angeordnet. Bei der Anordnung der Signalleitungen 410 über das gesamte Fahrzeug werden bei diesem Beispiel Durchgangsöffnungen 420 in der Abtrennung 400 benötigt. Somit ist eine Änderung des Designs des Fahrzeugaufbaus entsprechend der Anordnung oder Position der elektronischen Steuerungseinheiten ECU erforderlich. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer 10 und den Steuerungseinrichtungen 200 deaktiviert, und es wird das Fehlersignal zu den Steuerungseinrichtungen 200 ausgegeben, wobei der interne Aufbau der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 in angemessener Weise vorgenommen wurde. Im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel gemäß der Darstellung in 3 ist es nicht erforderlich, dass der Fahrzeugaufbau geändert wird. Somit kann bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in bemerkenswerter Weise ein aufwändigeres Layout verhindert und können die Herstellungskosten im Vergleich zu der bekannten Ausführung gemäß dem in 3 gezeigten Beispiel vermindert werden.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung müssen in dem Hybridfahrzeug die Maschine, der Motor und die Batterie in einer kooperativen Weise gemäß dem Fahrzustand des Fahrzeugs gesteuert werden. Es ist daher erforderlich, dass die Abnormalität in der elektronischen Steuerungseinheit ECU zu einem früheren Zeitpunkt bestimmt wird. Wird beispielsweise die Abnormalität in der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 auf der Basis der Beendigung der Signalausgabe von dem Mikrocomputer 10 ermittelt, dann sind 50 Millisekunden einer Zeitdauer erforderlich zur Bestimmung des Auftretens einer Abnormalität in der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100. Bei der Steuerung des Motors werden ein elektrischer Winkel und ein Betriebsstrom mit einem Zeitintervall von 100 Mikrosekunden rückgekoppelt bzw. zurückgeführt, und es wird die Berechnung der Drehzahl des Motors in mehreren Millisekunden durchgeführt. Im vorliegenden Fall führt die Hybrid-ECU den Berechnungsablauf für die Drehzahl des Motors in dem ersten Kommunikationszustand durch. Tritt eine Abnormalität in der Hybrid-ECU auf und ist es erforderlich, 50 Millisekunden zu warten zur Bestimmung des Auftretens der Abnormalität, dann muss der Berechnungsablauf der Motordrehzahl verzögert werden. Im Ergebnis kann die Drehzahl des Motors zu schnell oder zu niedrig sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Empfangsdauer des Fehlersignals 372 Mikrosekunden, und die Hybrid-ECU schaltet zu dem zweiten Kommunikationszustand um, wenn das Fehlersignal erhalten wird. Im Vergleich zu dem vorstehend beschriebenen bekannten Aufbau kann somit die Abnormalität in der Hybrid-ECU sofort erfasst werden, und es können andere elektronische Steuerungseinrichtungen ECU sofort zu dem zweiten Kommunikationszustand umschalten zum Beenden der Kommunikation mit der abnormalen Hybrid-ECU. Tritt die Abnormalität in der Hybrid-ECU auf, dann kann der Berechnungsablauf der Motordrehzahl durch andere elektronische Steuerungseinrichtungen ECU, wie beispielsweise der Motor-ECU durchgeführt werden, und die Verzögerung der Berechnung der Motordrehzahl kann verhindert werden. Es kann somit ferner verhindert werden, dass sich der Motor zu schnell oder zu langsam dreht.
Ein Ende oder Anschluss der Kommunikationsleitung 11 ist mit einem Ende oder Anschluss der Fehlerleitung 21 bei dem Verbindungspunkt cp in der Nähe der Kommunikationseinheit 30 verbunden, und es ist die gemeinsame Leitung 53 zwischen den Verbindungspunkt cp und den Eingangsanschluss der Kommunikationseinheit 30 geschaltet. Ferner ist der erste Rückflussverhinderer 51 in der Kommunikationsleitung 11 angeordnet, und ist der zweite Rückflussverhinderer 52 in der Fehlerleitung 21 angeordnet. In Verbindung mit diesem Aufbau kann eine Vergrößerung der Anzahl der Eingangsanschlüsse der Kommunikationseinheit 30 im Vergleich zu dem Fall vermindert werden, bei dem die Kommunikationsleitung und die Fehlerleitung unabhängig voneinander mit der Kommunikationseinheit verbunden sind. Es wird dabei durch den zweiten Rückflussverhinderer 52 verhindert, dass das von dem Mikrocomputer 10 an die Kommunikationsleitung 11 ausgegebene Signal in die Überwachungseinheit 20 eingegeben wird, und es wird ferner verhindert, dass das von der Überwachungseinheit 20 zu der Fehlerleitung 21 ausgegebene Signal über den ersten Rückflussverhinderer 51 in den Mikrocomputer 10 eingegeben wird.
Tritt in dem Mikrocomputer 10 eine Abnormalität auf, dann gibt die Überwachungseinheit 20 das Fehlersignal für 372 Mikrosekunden aus zum Umschalten des Kommunikationszustands der Steuerungseinrichtungen 200 von dem ersten Kommunikationszustand zu dem zweiten Kommunikationszustand. Entsprechend diesem Aufbau kann die Kommunikation zwischen den Steuerungseinrichtungen 200 aufrecht erhalten werden, auch wenn die Kommunikation zwischen den Steuerungseinrichtungen 200 und dem abnormalen Mikrocomputer 10 deaktiviert ist. Bei dem Stand der Technik geht jede der Steuerungseinrichtungen 200 in den zweiten Kommunikationszustand über, wenn das von der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 ausgegebene Signal für 50 Millisekunden oder länger gesperrt oder ausgesetzt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geht jede der Steuerungseinrichtungen 200 in Abhängigkeit von dem Empfangen des Fehlersignals in den zweiten Kommunikationszustand über. Im Vergleich zu dem Fall, bei dem jede der Steuerungseinrichtungen 200 in den zweiten Kommunikationszustand übergeht, wenn das von der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 ausgegebene Signal für 50 Millisekunden oder länger gesperrt oder ausgesetzt wird, kann das Umschalten des Kommunikationszustands unmittelbar und innerhalb einer kürzeren Zeitdauer durchgeführt werden.
Ist das eingegebene Prüfsignal unterschiedlich zu dem ausgegebenen Prüfsignal, dann deaktiviert der Mikrocomputer 10 die Kommunikation mit den Steuerungseinrichtungen 200. Ist die Verlässlichkeit der Überwachungsbedingung und der Kommunikationsbedingung nicht gewährleistet, dann kann entsprechend diesem Aufbau die Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer 10 und den Steuerungseinrichtungen 200 unterdrückt werden.
Die ausgewählten exemplarischen Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt zur Veranschaulichung der vorliegenden Offenbarung, und es ist jedoch für den Fachmann auf diesem Gebiet in Verbindung mit der vorliegenden Offenbarung verständlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen gemäß der nachfolgenden Darstellung durchgeführt werden können.
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist das Antwortsignal, das als Antwort durch den Mikrocomputer 10 zu dem einfachen von der Überwachungseinheit 20 übertragenen Anforderungssignal ausgegeben wird, beschrieben als ein Beispiel des Überwachungssignals. Das Überwachungssignal ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Als ein weiteres Beispiel kann ein bestimmtes Pulssignal, beispielsweise ein Tastverhältnis oder eine Pulsperiode als das Überwachungssignal verwendet werden. Diese Art des Überwachungssignals ist ebenfalls als ein so genanntes Watchdog-Signal bekannt. In diesem Fall bestimmt die Überwachungseinheit 20 den Zustand des Mikrocomputers 10 in Abhängigkeit davon, ob das Überwachungssignal von dem Mikrocomputer ausgegeben wird, oder auf der Basis einer Störung oder Verzerrung des Tastverhältnisses oder der Pulsperiode (Pulsdauer).
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel führt der Mikrocomputer 10 die interne Kommunikation mit der Überwachungseinheit 20 durch. Als ein weiteres Beispiel kann der Mikrocomputer 10 ausgebildet sein zur Durchführung keiner Kommunikation mit der Überwachungseinheit 20. In diesem Fall und gemäß der Darstellung in 4 ist der Mikrocomputer 10 elektrisch mit der Überwachungseinheit 20 über die Reset-Leitung 22 und einer Überwachungsleitung 23 verbunden. In diesem Fall verwendet das von dem Mikrocomputer 10 ausgegebene Überwachungssignal das Watchdog-Signal, und es wird dieses Watchdog-Signal von dem Mikrocomputer 10 über die Überwachungsleitung 23 an die Überwachungseinheit 20 ausgegeben. In diesem Fall wird das Prüfsignal nicht von dem Mikrocomputer 10 an die Überwachungseinheit 20 ausgegeben.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist eine Beziehung zwischen der Überwachungseinheit 20, dem Schalter 40 und den Rückflussverhinderern 51 und 52 nicht erwähnt. Beispielsweise können gemäß der Darstellung in 5 mittels einer gestrichelten Linie der Schalter 40 und der Rückflussverhinderer 51 und 52 in der Überwachungseinheit 20 enthalten sein. In Verbindung mit einem weiteren Beispiel können der Schalter 40 und die Rückflussverhinderer 51 und 52 in integrierter Form als ein einzelner Chip in der Überwachungseinheit 20 enthalten sein. Durch Integrieren des Schalters 40 und der Rückflussverhinderer 51 und 52 in Form eines in der Überwachungseinheit 20 enthaltenen Chips kann der Anstieg der Herstellungskosten im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Schalter 40 und die Rückflussverhinderer 51 und 52 gegenüber der Überwachungseinheit 20 getrennt hergestellt werden, verhindert werden. Entsprechend einem weiteren in 6 gezeigten Beispiel kann die Kommunikationseinheit 30 ebenfalls in der Überwachungseinheit 20 enthalten sein. Dabei kann die Kommunikationseinheit 30 in integrierter Form als ein Chip in der Überwachungseinheit 20 enthalten sein. Durch Integrieren der Kommunikationseinheit 30 als ein in der Überwachungseinheit 20 enthaltener Chip kann eine Vergrößerung der Herstellungskosten im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Kommunikationseinheit 30 getrennt von der Überwachungseinheit 20 hergestellt wird, verhindert werden.
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist ein Ende bzw. Anschluss der Kommunikationsleitung 11 mit einem Ende bzw. Anschluss der Fehlerleitung 21 bei dem Verbindungspunkt cp verbunden, und ist die gemeinsame Leitung 53 zwischen den Verbindungspunkt cp und die Kommunikationseinheit 30 geschaltet. Die Kommunikationsleitung 11 umfasst den ersten Rückflussverhinderer 51, der in dieser Leitung angeordnet ist, und die Fehlerleitung 21 umfasst den zweiten Rückflussverhinderer 52, der in dieser Leitung angeordnet ist. Es kann ein weiterer Aufbau verwendet werden zur Vermeidung eines Anstiegs der Anzahl der Eingangsanschlüsse der Kommunikationseinheit 30 und zum Übertragen der von dem Mikrocomputer 10 ausgegebenen Signale zu der Kommunikationseinheit 30 getrennt von den durch die Überwachungseinheit 20 ausgegebenen Signalen zu der Kommunikationseinheit 30. Hierbei ist das von der Überwachungseinheit 20 an die Kommunikationseinheit 30 ausgegebene Signal das Fehlersignal. Gemäß der Darstellung in 7 kann beispielsweise die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 eine Auswähleinheit (SELECT) 60 anstelle der Rückflussverhinderer 51 und 52 aufweisen. Die Auswähleinheit 60 wählt ein Signal aus einer Reihe von Signalen aus und gibt das eine ausgewählte Signal aus. Die Kommunikationsleitung 11 und die Fehlerleitung 12 können getrennt mit den verschiedenen Eingangsanschlüssen der Auswähleinheit 60 verbunden sein, und es ist ein Ausgangsanschluss der Auswähleinheit 60 mit der Kommunikationseinheit 30 über eine Ausgangsleitung verbunden. Ein Ansteuerungssignal zum Aktivieren oder Deaktivieren des Schalters 40 wird in die Auswähleinheit 60 eingegeben. Bezeichnet das Ansteuerungssignal eine Aktivierung des Schalters 40, dann gibt die Auswähleinheit 60 das Signal an die Kommunikationsleitung 11 aus. Bezeichnet das Ansteuerungssignal ein Deaktivieren des Schalters 40, dann gibt die Auswähleinheit 60 das Signal an die Fehlerleitung 21 aus. In diesem Beispiel können der Schalter 40 und die Auswähleinheit 60 in der Überwachungseinheit 20 enthalten sein. Es können somit der Schalter 40 und die Auswähleinheit 60 in integrierter Form als ein Chip in der Überwachungseinheit 20 enthalten sein. Durch das Integrieren des Schalters 40 und der Auswähleinheit 60 in Form eines in der Überwachungseinheit 20 enthaltenen Chips kann ein Ansteigen der Herstellungskosten im Vergleich zu dem Fall verhindert werden, bei dem der Schalter 40 und die Auswähleinheit 60 jeweils getrennt von der Überwachungseinheit 20 hergestellt werden. Des Weiteren kann die Kommunikationseinheit 30 ebenfalls in der Überwachungseinheit 20 enthalten sein. Im Einzelnen kann die Kommunikationseinheit 30 in integrierter Form als ein Chip in der Überwachungseinheit 20 enthalten sein. Durch das Integrieren der Kommunikationseinheit 30 als ein in der Überwachungseinheit 20 enthaltener Chip kann ein Anstieg der Herstellungskosten im Vergleich zu dem Fall verhindert werden, bei dem die Kommunikationseinheit 30 getrennt von der Überwachungseinheit 20 hergestellt wird.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung eines Vergleichsbeispiels der Verbindung zwischen dem Mikrocomputer 10 und der Kommunikationseinheit 30, und der Verbindung zwischen der Überwachungseinheit 20 und der Kommunikationseinheit 30. In diesem Vergleichsbeispiel ist der Schalter 40 in der Kommunikationsleitung 11 zwischen dem Mikrocomputer 10 und dem ersten Rückflussverhinderer 51 weggelassen, und ist ein weiteres Auswählelement, wie ein Auswählschalter bei einem Verbindungspunkt angeordnet, bei dem ein Ende der Kommunikationsleitung 11 mit einem Ende der Fehlerleitung 21 verbunden ist. Da der Auswählschalter bei dem Verbindungspunkt angeordnet ist, kann der Auswählschalter eine elektrische Verbindung zwischen dem Mikrocomputer 10 und der Kommunikationseinheit 30, oder eine elektrische Verbindung zwischen der Überwachungseinheit 20 und der Kommunikationseinheit 30 auswählen. Im Vergleich zu diesem Vergleichsbeispiel ist gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Mikrocomputer 10 immer elektrisch mit der Kommunikationseinheit 30 verbunden zum Übertragen des von der Überwachungseinheit 20 ausgegebenen Fehlersignals zu der Kommunikationseinheit 30 ohne eine Verzögerung. Diese Anordnung kann einen Zeitverlust vermindern, der erforderlich ist zum Umschalten der elektrischen Verbindung durch den Auswählschalter in dem Vergleichsbeispiel. Gemäß dem Aufbau des vorstehenden Ausführungsbeispiels überschreibt ferner das von der Überwachungseinheit 20 an die Kommunikationseinheit 30 ausgegebene Fehlersignal von dem Mikrocomputer 10 ausgegebene Signale oder Daten zum Zwecke der Verhinderung der Übertragung von durch den Mikrocomputer 10 ausgegebenen Signale oder Daten an die Steuerungseinrichtungen 200.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 bei dem Hybridfahrzeug angewendet. Als ein weiteres Beispiel kann die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 ebenfalls bei einem Fahrzeug mit Benzinmotor oder anderen Fahrzeugen außer dem Hybridfahrzeug angewendet werden.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird ein CAN-Netzwerk als ein Beispiel des Kommunikationsprotokolls verwendet. Als ein weiteres Beispiel können unterschiedliche Kommunikationsprotokolle verwendet werden, wie beispielsweise ein LIN (Local Interconnect Network).
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist die Kommunikationsgeschwindigkeit beispielhaft als 500 kbps definiert. Als ein weiteres Beispiel kann die Kommunikationsgeschwindigkeit auch eine davon abweichende Geschwindigkeit verwenden, wie beispielsweise 5 Megabit pro Sekunde.
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel werden 16 Fehlerrahmen als das Fehlersignal mit Zeitintervallen von 12 Mikrosekunden ausgegeben, und es benötigt jede Ausgabe eines einzelnen Fehlerrahmens ebenfalls 12 Mikrosekunden. Die Fehlerrahmen-Übertragungsdauer und das Zeitintervall zwischen zwei Fehlerrahmen sind jedoch auf diesen Aufbau und diese Anordnung nicht beschränkt. Als ein weiteres Beispiel kann das Fehlersignal 16 Segmente von Fehlerrahmen aufweisen, von denen jeder 6 Bit Daten aufweist. Die Dauer jedes Fehlersignals kann in Abhängigkeit von der Kommunikationsgeschwindigkeit und dem Kommunikationsprotokoll geändert werden.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel umfasst die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 den Schalter 40. In einem Aufbau, bei dem die Überwachungseinheit 20 das Reset-Signal an den Mikrocomputer 10 in Abhängigkeit von der Erfassung der Abnormalität in dem Mikrocomputer 10 ausgibt, deaktiviert der Mikrocomputer 10 die Kommunikation mit den Steuerungseinrichtungen 200 im Ansprechen auf das Reset-Signal. Bei diesem Aufbau kann der Schalter 40 bei der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 auch weggelassen werden. Bei einem Aufbau, bei dem die Überwachungseinheit den Schalter 40 in Abhängigkeit oder Reaktion von der Erfassung der Abnormalität in dem Mikrocomputer 10 deaktiviert, wird die Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer 10 und der Steuerungseinrichtung 200 deaktiviert durch das Deaktivieren des Schalters 40. Es ist somit nicht erforderlich, dass die Überwachungseinheit 20 das Reset-Signal an den Mikrocomputer 10 ausgibt. Bei diesem Aufbau wird das Reset-Signal zum Rücksetzen des Mikrocomputers 10 von einer anderen (nicht gezeigten) Schaltungskomponente der Überwachungseinheit 20 ausgegeben. Als die Schaltungskomponente kann eine integrierte Schaltung (IC) zum Zwecke einer Leistungssteuerung verwendet werden.

Claims

Elektronische Steuerungsvorrichtung, mit: - einem Mikrocomputer (10), - einer Überwachungseinheit (20) zur Überwachung eines Zustands des Mikrocomputers (10), - einer Kommunikationseinheit (30) zum Freigeben einer Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer (10) und einer externen Einrichtung (200) über eine Busleitung (300), wobei dann, wenn die Überwachungseinheit (20) das Auftreten einer Abnormalität in dem Mikrocomputer (10) ermittelt, die Überwachungseinheit (20) die Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer (10) und der externen Einrichtung (200) deaktiviert und ein Fehlersignal zur Angabe des Auftretens der Abnormalität in dem Mikrocomputer (10) über die Kommunikationseinheit (30) an die externe Einrichtung (200) ausgibt, - einer Kommunikationsleitung (11), die zwischen dem Mikrocomputer (10) und der Kommunikationseinheit (30) angeordnet ist, - einer Fehlerleitung (21), die zwischen der Überwachungseinheit (20) und der Kommunikationseinheit (30) angeordnet ist, wobei ein Ende der Kommunikationsleitung (11) mit einem Ende der Fehlerleitung (21) bei einem Verbindungspunkt nahe bei der Kommunikationseinheit (30) verbunden ist, und - einer gemeinsamen Leitung (53) zur Verbindung des Verbindungspunkts mit der Kommunikationseinheit (30).
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei - die Kommunikationsleitung (11) einen Schalter (40) umfasst, der elektrisch den Mikrocomputer (10) mit der Kommunikationseinheit (30) verbindet, und - wenn die Überwachungseinheit (20) das Auftreten der Abnormalität in dem Mikrocomputer (10) ermittelt, die Überwachungseinheit (20) den Schalter (40) deaktiviert zum Unterbrechen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Mikrocomputer (10) und der Kommunikationseinheit (30).
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei - die Kommunikationsleitung (11) einen ersten Rückflussverhinderer (51) umfasst, der einen Rückfluss eines Signals auf der Fehlerleitung (21) zu dem Mikrocomputer (10) verhindert, und - die Fehlerleitung (21) einen zweiten Rückflussverhinderer (52) umfasst, der einen Rückfluss eines Signals auf der Kommunikationsleitung (11) zu der Überwachungseinheit (20) verhindert.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, ferner mit: - einer Auswähleinheit (60) zum Auswählen eines Signals aus einer Vielzahl von Signalen und Ausgeben des ausgewählten Signals, wobei - ein Ende der Kommunikationsleitung (11) verbunden ist mit einem Eingangsanschluss der Auswähleinheit (60), und ein Ende der Fehlerleitung (21) verbunden ist mit einem anderen Eingangsanschluss der Auswähleinheit (60), - ein Ausgangsanschluss der Auswähleinheit (60) verbunden ist mit der Kommunikationseinheit (30), - die Auswähleinheit (60) ein Signal an die Kommunikationsleitung (11) ausgibt, wenn sich der Schalter (40) in einem aktivierten Zustand befindet, und - die Auswähleinheit (60) ein Signal auf die Fehlerleitung (21) ausgibt, wenn sich der Schalter (40) in einem deaktivierten Zustand befindet.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei - die Kommunikationsleitung (11) einen Schalter (40) aufweist, der den Mikrocomputer (10) mit der Kommunikationseinheit (30) verbindet, und - die Überwachungseinheit (20) den Schalter (40), den ersten Rückflussverhinderer (51) und den zweiten Rückflussverhinderer (52) umfasst.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Überwachungseinheit (20) den Schalter (40) und die Auswähleinheit (60) umfasst.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Überwachungseinheit (20) die Kommunikationseinheit (30) umfasst.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei wenn die Überwachungseinheit (20) das Auftreten der Abnormalität in dem Mikrocomputer (10) ermittelt, die Überwachungseinheit (20) ein Reset-Signal an den Mikrocomputer (10) ausgibt zur Steuerung des Mikrocomputers (10) zur Durchführung eines Startablaufs.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei - die externe Einrichtung (200) eine Vielzahl von Steuerungseinrichtungen aufweist, und - jede der Vielzahl der Steuerungseinrichtungen die Kommunikation mit dem Mikrocomputer (10) beendet, wenn das Fehlersignal empfangen wird.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei - wenn eine Empfangsdauer des Fehlersignals kürzer ist als eine erste vorbestimmte Dauer, jede der Vielzahl der Steuerungseinrichtungen in einem ersten Kommunikationszustand betrieben wird, bei dem die Kommunikation mit dem Mikrocomputer (10) freigegeben ist, - wenn die Empfangsdauer des Fehlersignals gleich oder länger als die erste vorbestimmte Dauer ist, jede der Vielzahl der Steuerungseinrichtungen zu einem zweiten Kommunikationszustand umschaltet, bei dem die Kommunikation mit dem Mikrocomputer (10) gesperrt ist, jedoch eine Kommunikation mit einer anderen Steuerungseinrichtung aufrecht erhalten wird, und - die erste vorbestimmte Dauer eine Zeitdauer ist, die erforderlich ist zum Übertragen des Fehlersignals von der Überwachungseinheit (20) zu jeder der Vielzahl der Steuerungseinrichtungen über die Kommunikationseinheit (30) in Abhängigkeit von einer Erfassung des Auftretens der Abnormalität in dem Mikrocomputer (10).
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei - wenn kein Signal von dem Mikrocomputer (10) zu jeder der Vielzahl der Steuerungseinrichtungen während einer vorbestimmten Dauer oder länger übertragen wird, jede der Vielzahl der Steuerungseinrichtungen zu dem zweiten Kommunikationszustand umschaltet, und - die zweite vorbestimmte Dauer länger ist als die erste vorbestimmte Dauer.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei - der Mikrocomputer (10) ausgebildet ist zur Durchführung einer bidirektionalen Kommunikation mit der Überwachungseinheit (20), - der Mikrocomputer (10) ein Prüfsignal zur Kommunikationseinheit (30) über die Überwachungseinheit (20) ausgibt und das Prüfsignal über die Kommunikationseinheit (30) zu der Busleitung (300) übertragen wird, und - wenn das zu der Busleitung (300) übertragene Prüfsignal zu dem Mikrocomputer (10) zurückgeführt wird und das zurückgeführte Signal unterschiedlich ist gegenüber dem vom Mikrocomputer (10) ausgegebenen Prüfsignal, der Mikrocomputer (10) bestimmt, dass eine Abnormalität in zumindest einer der Überwachungseinheit (20), der Kommunikationseinheit (30) oder der Fehlerleitung (21) aufgetreten ist und die Kommunikation mit der externen Einrichtung (200) deaktiviert.