JP2003138980A - 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
する制御CPUとそ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、異常発生に際し制御
CPUにいち早くリセットをかけること。 【解決手段】エンジンECU10は、車両におけるエン
ジン制御機能並びに電子スロットル制御機能を有する制
御CPU11と、該制御CPU11に相互に通信可能に
接続され、少なくともスロットル制御に関するデータを
制御CPU11より受信してスロットル制御動作を監視
する監視CPU12とを備える。監視CPU12は、制
御CPU11よりデータを正しく受信したかどうかを判
定し、正しく受信しなかった場合、制御CPU11に対
してリセットをかける。
Description
に電子スロットル制御を実施する制御CPUとその制御
CPUの動作を監視する監視CPUとを備える車両用電
子制御装置に関するものである。
御装置(エンジンECU)として、メイン及びサブの2
つのCPUを持つ構成が知られている。図11にその構
成を示す。図11に示すエンジンECU20において、
メインCPU21は噴射制御及び点火制御を実施し、サ
ブCPU22は電子スロットル制御を実施する。WD回
路23はメインCPU21の動作を監視するものであ
り、メインCPU21から出力されるウオッチドッグパ
ルス(WDパルス)を入力し、該WDパルスの周期性が
崩れるとメインCPU21にリセットをかける。
2の動作(すなわち、スロットル制御の状態)を監視す
る。つまり、メインCPU21は、サブCPU22から
出力されるWDパルスを入力し、このWDパルスの周期
性が崩れるとサブCPU22にリセットをかける。ま
た、メインCPU21は、サブCPU22からの通信が
正常に行われているか否かを判定し、通信異常が生じる
とサブCPU22にリセットをかける。サブCPU22
がリセットされる時、メインCPU21が所定のフェイ
ルセーフ処理を実施する。
2への通信に異常が生じた場合には、それをサブCPU
22が検出し、メインCPU21への通信を停止する。
これにより、メインCPU21は、サブCPU22の通
信異常を検出してサブCPU22にリセットをかける。
このとき、メインCPU21が所定のフェイルセーフ処
理を実施する。その後、サブCPU22のリセットを複
数繰り返しても通信異常が継続していれば、メインCP
U21がWDパルスの出力を停止し、それに伴いWD回
路23がメインCPU21にリセットをかける。すなわ
ち、メインCPU21の通信異常時には、WD回路23
によりメインCPU21にリセットがかかるようになっ
ていた。
PUの高機能・大容量化により、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1CPU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は監視専用であるた
め低機能(安価)なものが採用され、制御CPU側が全
ての主導権を持つ構成となっていた。
1で説明したのと同様に、制御CPU(メインCPU)
の通信異常時にWD回路により制御CPUにリセットを
かける場合を考える。この場合、WD回路により制御C
PUにリセットがかかるのを待って所定のフェイルセー
フ処理が実施されるため、フェイルセーフ開始が遅れて
しまう可能性があった。
視CPUが制御CPUへの通信を停止し、それに伴い制
御CPUが監視CPUにリセットをかける。そしてその
後、監視CPUを複数回リセットしても通信異常が解消
されないと、制御CPUがWDパルスの出力を止め、W
D回路により制御CPUがリセットされる。本構成の場
合、前記図11の従来技術と異なり、監視CPU(サブ
CPU)がリセットされるタイミングではフェイルセー
フ処理が開始されず、制御CPU(メインCPU)がリ
セットされるタイミングでフェイルセーフが開始され
る。それ故、フェイルセーフ開始が遅れてしまう。
のであって、エンジン制御並びに電子スロットル制御を
実施する制御CPUとそ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、異常発生に際し
制御CPUにいち早くリセットをかけることができる構
成を提供することを目的とする。
おいて、制御CPUは、車両におけるエンジン制御並び
に電子スロットル制御を実施する。また、制御CPUに
相互に通信可能に接続された監視CPUは、少なくとも
電子スロットル制御に関するデータを制御CPUより受
信し、スロットル制御動作を監視する。また特に、監視
CPUは、制御CPUよりデータを正しく受信したかど
うかを判定し、正しく受信しなかった場合、制御CPU
に対してリセットをかける。本構成によれば、監視CP
Uでデータが正しく受信されず異常発生した際、制御C
PUにいち早くリセットをかけることができる。従っ
て、制御CPUによる電子スロットル制御状態が不確か
な状態に陥ったと考えられる場合等において、フェイル
セーフ等の処置が早期に実施できるようになる。
の時間周期で実施する車両用電子制御装置では、以下の
ようにして監視CPUが制御CPUに対してリセットを
かけると良い。つまり、 ・請求項2に記載の発明では、監視CPUは、制御CP
Uから所定時間以上データを受信しない場合、制御CP
Uに対してリセットをかける。 ・請求項3に記載の発明では、制御CPUは、監視CP
U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。この請求項3の発明では請求項4
に記載したように、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。
PU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3,4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。それ故に、制御CPUに対し
て望み通りにリセットをかけることができる。
り所定周期で反転するウオッチドッグパルスを入力し、
その周期性が崩れると制御CPUのリセット端子にリセ
ット信号を出力する監視回路を備える。この場合、監視
CPUから出力されるリセット信号も同じく前記リセッ
ト端子に取り込まれる構成としたので、構成の簡素化が
可能となる。なお、監視CPUにより制御CPUがリセ
ットされる時、それに伴い制御CPUにより監視CPU
がリセットされることとなる。
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。
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「監視回路」を構成するものであり、制御C
PU11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に対
して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CPU
12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CPU
12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及び図5は監視CPU12の処理を示すフローチャー
トである。
CPU12に対して定期的(例えば4msec毎)にデ
ータ送信を行い、監視CPU12は制御CPU11から
データを受信した際、受信割り込みにて制御CPU11
へデータ送信を行う。図2及び図4の4msec処理は
各CPU11,12により4msec周期で実施され、
図3及び図5の受信完了処理は各CPU11,12の受
信割り込みにて実施される。以下、図2〜図5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1
02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C
PU12の通信異常であるとみなし、ステップ103で
通信異常フラグXNG1をONする。また、ステップ1
04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20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105で通信異常フラグ
XNG1をONする。
ラグXNG1がOFFであるか否かを判別し、XNG1
=OFFであることを条件に、ステップ107で監視C
PU12に対してデータを送信する。XNG1=ONの
場合にはステップ108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、通信停
止時間カウンタCS2を1インクリメントし、続くステ
ップ302では、通信停止時間カウンタCS2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、
制御CPU11の通信異常であるとみなし、ステップ3
03で通信異常フラグXNG2をONする。また、ステ
ップ304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305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307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。
(図5)において、ステップ401では、通信異常フラ
グXNG2がOFFであるか否かを判別し、XNG2=
OFFであることを条件に、ステップ402でデータ送
信を実施する。ステップ403では、通信停止時間カウ
ンタCS2を0にクリアする。その後、ステップ404
では、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405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406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。
り具体的に説明するためのタイムチャートである。図
6,図7において、(a)は制御CPU11の動作を、
(b)は監視CPU12の動作を示し、更に図6のタイ
ミングt1,図7のタイミングt11以前は通信異常が
発生していない状態を、図6のタイミングt1,図7の
タイミングt11以後は通信異常が発生した後の状態を
示す。なお、図6は、断線等により制御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。また、図7は、制御CPU11から監視CPU
12への通信は可能であるものの通信データが異常とな
る場合を例示している。
CPU11と監視CPU12間では4msec周期でデ
ータが送受信され、その都度、通信停止時間カウンタC
S1,CS2がカウントアップされると共に、続く受信
完了処理(図3,図5の処理)にてこれらCS1,CS
2が0にクリアされる。この期間では通信異常フラグX
NG1,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
の受信完了処理(図5の処理)が実施できないことか
ら、通信停止時間カウンタCS2がクリアされずにカウ
ントアップされる。またこのとき、監視CPU12によ
るデータ送信も止まるため、制御CPU11側での通信
停止時間カウンタCS1も同様にカウントアップされ
る。この場合、監視CPU12側での通信停止時間カウ
ンタCS2の方が早くカウントアップされ、CS2値が
48msec相当の値に達すると(タイミングt2)、
通信異常フラグXNG2がONされ、それに伴い監視C
PU12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CPU11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、フラ
グ等が初期化される。
降、制御CPU11からの受信データの異常が検出され
ると、受信データ異常回数カウンタCE2がカウントア
ップされる。そして、CE2値が20回になると、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CPU11に
より監視CPU12にもリセットがかかる。
2から制御CPU11への通信に異常が発生した場合、
通信停止時間カウンタCS1がクリアされずにカウント
アップされ、CS1値が48msec相当の値に達する
と通信異常フラグXNG1がONされる。それに伴い、
制御CPU11により監視CPU12にリセットがかか
る。
CPU11よりデータを正しく受信しなかった場合、監
視CPU12が制御CPU11に対してリセットをかけ
るので、異常発生時において制御CPU11にいち早く
リセットをかけることができる。従って、制御CPU1
1によるスロットル制御状態が不確かな状態に陥ったと
考えられる場合等において、フェイルセーフ等の処置が
早期に実施できるようになる。
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、制
御CPU11と監視CPU12との間の通信として、い
わゆるCSI(Clocked Serial Interface)方式を採用
し、各CPU11,12間においてクロック同期でデー
タの送受信を行うこととしている。この場合、CSI方
式では送信と受信とが独立しておらず、監視CPU12
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CPU11へデータを返信する。つまり、監
視CPU12は受信割り込み機能を持っておらず、その
ためにデータ受信の有無により制御CPU11の異常を
検出することが困難になる。そこで本実施の形態では、
データ送信の都度変更され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、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。
処理を示すフローチャートであり、図9は監視CPU1
2による4msec処理を示すフローチャートである。
なお、制御CPU11は、図8の4msec処理の他、
前述した図3の受信完了処理を実施する。但し本実施の
形態ではCSI通信を採用したことから、監視CPU1
2による受信完了処理は実施されない。以下、図8,図
9の処理を順に説明する。
8)において、先ずステップ501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502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503では、通信停止時間カウンタCS1を1イン
クリメントする。続くステップ504,505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)よりも大きい場合に
監視CPU12の通信異常であるとみなし、通信異常フ
ラグXNG1をONする。また、ステップ506,50
7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20回)よりも大きい場合に監視C
PU12の通信異常であるとみなし、通信異常フラグX
NG1をONする。
信異常フラグXNG1がONである場合に監視CPU1
2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。
理(図9)において、先ずステップ601では、通信回
数カウンタCMSの今回値と前回値とが一致するか否か
を判別する。一致しない場合ステップ602に進み、通
信停止時間カウンタCS2を0にクリアし、一致する場
合ステップ603に進み、通信停止時間カウンタCS2
を1インクリメントする。その後、ステップ604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。
信停止時間カウンタCS2が所定時間相当の値(本実施
の形態では100msec相当の値)よりも大きい場合
に制御CPU11の通信異常であるとみなし、通信異常
フラグXNG2をONする。
チェッ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し、受信データ正常の場合、受信デ
ータ異常回数カウンタCE2を0にクリアし、受信デー
タ異常の場合、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。ステップ610,611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)よりも大きい場合に制御CPU11の
通信異常であるとみなし、通信異常フラグXNG2をO
Nする。
信異常フラグXNG2がONである場合に制御CPU1
1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。
具体的に説明するためのタイムチャートである。図10
において、(a)は制御CPU11の動作を、(b)は
監視CPU12の動作を示し、更にタイミングt21以
前は通信異常が発生していない状態を、タイミングt2
1以後は通信異常が発生した後の状態を示す。なお、図
10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。
タCMSは4msec周期でカウントアップされる。タ
イミングt21以前、監視CPU12では、制御CPU
11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がカウントアップされることはなく、
この期間では、通信異常フラグXNG1,XNG2がO
FFのまま保持される。
視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
ウントアップされ始める。そして、通信停止時間カウン
タCS2が100msec相当の値に達すると(タイミ
ングt22)、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
CPU11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、フラグ等が初期化される。
の実施の形態と同様に、異常発生時において制御CPU
11にいち早くリセットをかけることができる。特に本
実施の形態では、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CPU11の異常が容易
に検出できる。
監視用データ」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。
リとしてのスタンバイRAMを各々設け、通信異常フラ
グXNG1,XNG2をスタンバイRAMに格納する構
成としても良い。この場合、通信異常が所定回検出され
た時に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。この構成によ
り、通信異常の誤検出が防止できる。
成を示すブロック図。
チャート。
ャート。
チャート。
ャート。
チャート。
チャート。
すブロック図。
CPU。
Claims (6)
- 【請求項1】車両におけるエンジン制御機能並びに電子
スロットル制御機能を有する制御CPUと、該制御CP
Uに相互に通信可能に接続され、少なくとも電子スロッ
トル制御に関するデータを制御CPUより受信してスロ
ットル制御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、 監視CPUは、制御CPUよりデータを正しく受信した
かどうかを判定し、正しく受信しなかった場合、制御C
PUに対してリセットをかけることを特徴とする車両用
電子制御装置。 - 【請求項2】制御CPUから監視CPUへの通信を所定
の時間周期で実施する車両用電子制御装置において、監
視CPUは、制御CPUから所定時間以上データを受信
しない場合、制御CPUに対してリセットをかける請求
項1記載の車両用電子制御装置。 - 【請求項3】制御CPUから監視CPUへの通信を所定
の時間周期で実施す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請求項1記載
の車両用電子制御装置。 - 【請求項4】請求項3記載の車両用電子制御装置におい
て、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車両用電子制御装置。 - 【請求項5】請求項3又は4記載の車両用電子制御装置
において、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
タを返信する車両用電子制御装置。 - 【請求項6】制御CPUより所定周期で反転するウオッ
チドッグパルスを入力し、その周期性が崩れると制御C
PUのリセット端子にリセット信号を出力する監視回路
を備え、監視CPUから出力されるリセット信号も同じ
く前記リセット端子に取り込まれる構成とした請求項1
乃至5の何れかに記載の車両用電子制御装置。
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DE60211625T DE60211625T2 (de) | 2001-10-31 | 2002-10-30 | Elektronische Steuervorrichtung mit Steuerungs und Überwachungs- CPU ' s |
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