JP2004062392A

JP2004062392A - Vehicle system controller

Info

Publication number: JP2004062392A
Application number: JP2002218079A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Miyata; 宮田　正浩
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-26
Also published as: JP4182700B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost vehicle system controller that is easy to design and manufacture. <P>SOLUTION: When a sub CPU 2 detects the malfunction of a main CPU 1, the actuation of an actuator system 3 is stopped and a malfunction detection signal is sent to the main CPU 1. On receiving the malfunction detection signal, the main CPU 1 records the actuation control data of the actuator system 3 in a nonvolatile memory 4 and sends a record completion signal to the sub CPU 2. On receiving the record completion signal, the sub CPU 2 shuts off the main CPU 1 and the sub CPU 2 from the actuator system 3 and a vehicle power supply E. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作動装置を制御するコントローラを含んだ車両用システム制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
システム制御装置に関する従来技術として、特開２０００−３０５８１３号公報がある。これに開示されたシステム制御装置は、制御部によって制御される複数の処理ユニットの状態が監視部によって監視され、処理ユニットの異常が検出されたとき、システムの電源をオフする前に監視部によって実行処理データをメモリに記録することによって、システムの再起動に備えて、データの保存を確実にしているものであった。
【０００３】
しかしながら、上述した公報に記載された従来技術によると、監視部によって異常の検出、メモリへのデータの記録およびシステムの電源のオフ作動を行っているため、監視部の負担が大きく、監視部を機能の充実したコントローラとする必要があり、処理ユニットを制御する制御部と併せて、大げさなコントローラを少なくとも２つ必要とし、システム制御装置の設計、製造およびコストの面で課題を含んだものであった。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、低コストで、設計および製造の容易な車両用システム制御装置を提供することを目的とする。本発明においては、車両電源から電力が供給され車両の作動装置の作動を制御するメインコントローラと、前記メインコントローラと相互通信可能に接続されて前記メインコントローラの作動状態を監視するとともに、前記作動状態の異常を検出した場合に前記メインコントローラに異常検出信号を送信するサブコントローラと、前記作動装置の作動を制御するためのデータを前記メインコントローラが前記サブコントローラからの異常検出信号に基き記録するメモリとを備えた車両用システム制御装置において、前記メインコントローラは前記データの記録完了を示す記録完了信号を前記サブコントローラへ送信し、前記サブコントローラは前記記録完了信号に基き、前記車両電源から前記メインコントローラへの電力の供給を遮断することを特徴とする車両用システム制御装置とした。
【０００５】
この本発明の構成によれば、サブコントローラはメインコントローラの異常検出および電源からの遮断のみを行うため、その負担を軽減でき、簡素なコントローラとすることができる。特に、サブコントローラはメモリとの間でデータを記録するための通信を行わないため、マイクロコンピュータを使用せずにＩＣ等の電子回路にても代用できるため、低コストで、設計および製造の容易な車両用システム制御装置とすることができる。
【０００６】
また、本発明の詳細な構成においては、前記サブコントローラは、前記メインコントローラの作動状態の異常を検出してから所定時間、前記記録完了信号を受信しないとき、前記メインコントローラへの電力の供給を遮断することを特徴とする本発明の車両用システム制御装置とした。
【０００７】
この本発明の詳細な構成によれば、メインコントローラの異常を検出してから所定時間、記録完了信号を受信しないとき、サブコントローラがメインコントローラと電源とを遮断することにより、メインコントローラの異常により記録完了信号を送信できない場合でも、メインコントローラを電源から確実に遮断することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の車両用システム制御装置１０の車両に搭載された場合の回路図である。図において、実線は電力供給を行う電気配線を示し、破線は相互または一方方向に通信を行うための信号線を示す。図１において、メインＣＰＵ１は、マイクロコンピュータを含んで構成され、本発明のメインコントローラに該当する。メインＣＰＵ１は、本発明の作動装置に該当する車両のアクチュエータシステム３の作動を、記憶装置に記憶されたプログラムにより、図示しない操舵角センサや車速センサからの信号に基づき制御している。アクチュエータシステム３には、ステッピングモータ等、電動式モータの他あらゆるものが適用可能であり、その種類は特に限定しない。
【０００９】
また、メインＣＰＵ１は不揮発性メモリ４と通信を行い、アクチュエータシステム３の制御に必要なデータを、不揮発性メモリ４に記録させる。不揮発性メモリ４は、書き込み可能にされたＲＯＭ、例えばＥＥＰＲＯＭでもよい。尚、車両用システム制御装置１０は、システム停止時等には不揮発性メモリ４にアクチュエータシステム３の制御に必要なデータを必ず記録し、車両用システム制御装置１０が再び作動を開始する場合に、円滑に作動するようにしている。
【００１０】
メインＣＰＵ１およびアクチュエータシステム３は、各々、車両電源Ｅと接続されている。メインＣＰＵ１およびアクチュエータシステム３と車両電源Ｅとの間には、パワーリレーＰＲが設置されており、パワーリレーＰＲが閉状態であるときに、メインＣＰＵ１およびアクチュエータシステム３に対し車両電源Ｅから電力が供給される。また、アクチュエータシステム３にはコントロールリレーＣＲが接続されており、コントロールリレーＣＲが開状態となることでアクチュエータシステム３の作動が停止される。
【００１１】
サブＣＰＵ２は、本発明のサブコントローラに該当し、パワーリレーＰＲを介して車両電源Ｅと接続されている。メインＣＰＵ１およびサブＣＰＵ２は互いにＣＰＵ間通信を行い、車両用システム制御装置１０の作動を制御している。また、サブＣＰＵ２はコントロールポートＣＰおよびパワーポートＰＰを備えており、上述したコントロールリレーＣＲおよびパワーリレーＰＲをそれぞれ構成するコントロールソレノイドＣＳおよびパワーソレノイドＰＳが、それぞれコントロールポートＣＰおよびパワーポートＰＰと接続されている。
【００１２】
サブＣＰＵ２は、コントロールソレノイドＣＳおよびパワーソレノイドＰＳの電流を制御することによって、コントロールリレーＣＲおよびパワーリレーＰＲを開閉する。すなわち、コントロールソレノイドＣＳに電流が流れない場合、コントロールリレーＣＲは開状態であり、コントロールソレノイドＣＳに電流が流されることによってコントロールリレーＣＲは閉状態となる。
【００１３】
また、パワーリレーＰＲは、パワーソレノイドＰＳに電流が流されることによって開状態から閉状態となる。サブＣＰＵ２はメインＣＰＵ１のプログラムの作動状態を監視することによって、その異常状態を検出し、上述したコントロールリレーＣＲおよびパワーリレーＰＲを制御する。
【００１４】
次に、図１および図２を用いて、サブＣＰＵ２による車両用システム制御装置１０の電源遮断方法を説明する。最初にパワーソレノイドＰＳに電流が流されると、パワーリレーＰＲも閉状態となるため、メインＣＰＵ１およびサブＣＰＵ２に車両電源Ｅから電力が供給され、図２のステップ２０１に示すように、車両用システム制御装置１０が初期化される。また、同時にアクチュエータシステム３に車両電源Ｅから電力が供給されるが、上述したように、サブＣＰＵ２のコントロールポートＣＰに所定電圧が印加されることによって、コントロールソレノイドＣＳに電流が流され、コントロールリレーＣＲも閉状態となるため、ステップ２０２に示したように、メインＣＰＵ１によるアクチュエータシステム３の作動制御が行われる。
【００１５】
次に、ステップ２０３において、サブＣＰＵ２によってメインＣＰＵ１が異常状態であるか否かが判定される。メインＣＰＵ１の異常状態が検出されない場合、ステップ２０２においてアクチュエータシステム３の作動が継続される。サブＣＰＵ２によって、メインＣＰＵ１内のプログラムの暴走等による、メインＣＰＵ１の異常状態が検出された場合、ステップ２０４へと進んでサブＣＰＵ２内のタイマーがスタートされる。その他、ＣＰＵの異常として、ＲＡＭ、ＲＯＭ、レジスタ、ポート、タイマの故障等がある。
【００１６】
次に、ステップ２０５において、サブＣＰＵ２のコントロールポートＣＰへの所定電圧の印加をとりやめることによって、コントロールソレノイドＣＳへの所定電流が停止される。コントロールソレノイドＣＳへの電流が停止されることによって、コントロールリレーＣＲが閉状態から開状態とされ、アクチュエータシステム３の作動が停止される。また、同時に図示しない車両のインスツルメントパネルの、システム異常ウォーニングランプを点灯させる。
【００１７】
次に、ステップ２０６に示すように、サブＣＰＵ２からメインＣＰＵ１に対して異常検出信号が送信される。サブＣＰＵ２からの異常検出信号を受信したメインＣＰＵ１は、アクチュエータシステム３の作動制御のために必要なデータを記録するために、データを不揮発性メモリ４に対し送信する。
【００１８】
不揮発性メモリ４へのデータの記録が完了すると、メインＣＰＵ１は記録完了信号をサブＣＰＵ２に対し送信する。ステップ２０７において、サブＣＰＵ２がメインＣＰＵ１から記録完了信号を受信すると、サブＣＰＵ２のパワーポートＰＰへの所定電圧の印加がとりやめられて、パワーソレノイドＰＳへ流されていた所定電流を遮断する。パワーソレノイドＰＳの電流が遮断されることによって、パワーリレーＰＲが閉状態から開状態とされ、ステップ２０９に示すように、メインＣＰＵ１、サブＣＰＵ２およびアクチュエータシステム３が車両電源Ｅから遮断され、車両用システム制御装置１０の作動が停止される。
【００１９】
ステップ２０７において、サブＣＰＵ２がメインＣＰＵ１から記録完了信号を受信しない場合、ステップ２０８へと進み、上述したサブＣＰＵ２内のタイマーによって、メインＣＰＵ１の異常を検出してから１秒間経過したか否かが判定され、メインＣＰＵ１の異常を検出してから１秒間経過した場合、ステップ２０９において、メインＣＰＵ１、サブＣＰＵ２およびアクチュエータシステム３が車両電源Ｅから遮断される。ステップ２０８において、メインＣＰＵ１の異常を検出してから１秒間経過していない場合、再びステップ２０７へと戻る。
【００２０】
本発明については、数々の変更が可能である。例えば、サブコントローラについては上述したようなマイクロコンピュータで構成されたサブＣＰＵ２に代えて、カスタムＩＣ等の電子回路を使用してもよい。この場合、例えば、電子回路内のコンデンサの充放電時間を利用して、上述したタイマーの代わりにすればよい。
【００２１】
上述した本発明によれば、サブＣＰＵ２はメインＣＰＵ１の異常検出、アクチュエータシステム３の作動停止および車両電源Ｅからの遮断のみを行うため、容量の少ない簡素なコントローラとすることができる。特に、サブＣＰＵ２は不揮発性メモリ４との通信を行わないため、上述したようにマイクロコンピュータを使用せずとも電子回路にても代用でき、更に低コストで、設計および製造の容易な車両用システム制御装置１０とすることができる。
【００２２】
また、メインＣＰＵ１の異常を検出してから所定時間経過しても記録完了信号を受信しないとき、メインＣＰＵ１およびサブＣＰＵ２と車両電源Ｅとを遮断することにより、メインＣＰＵ１のプログラムの暴走のために記録完了信号を送信できない場合でも、車両用システム制御装置１０の誤作動を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用システム制御装置の回路図である。
【図２】本発明の車両用システム制御装置の電源遮断方法を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１…メインＣＰＵ、２…サブＣＰＵ、３…アクチュエータシステム、４…不揮発性メモリ、１０…車両用システム制御装置、Ｅ…車両電源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle system control device including a controller that controls an operating device.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-305813 is a conventional technique relating to a system control device. In the system control device disclosed in this, the state of a plurality of processing units controlled by the control unit is monitored by the monitoring unit, and when an abnormality of the processing unit is detected, the monitoring unit checks the state before turning off the system power. By recording the execution processing data in the memory, the data is reliably stored in preparation for a system restart.
[0003]
However, according to the prior art described in the above-mentioned publication, the monitoring unit detects an abnormality, records data in a memory, and turns off the system power. It is necessary to have a controller with sufficient functions. In addition to the control unit that controls the processing unit, at least two large controllers are required, and there are issues in the design, manufacturing, and cost of the system controller. there were.
[0004]
Summary of the Invention
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a low-cost system control device for a vehicle which is easy to design and manufacture. In the present invention, a main controller that is supplied with electric power from a vehicle power supply and controls the operation of an operating device of the vehicle, and is connected to the main controller so as to be able to communicate with each other to monitor the operation state of the main controller, and A sub-controller that transmits an abnormality detection signal to the main controller when an abnormality is detected, and a memory in which the main controller records data for controlling the operation of the actuator based on the abnormality detection signal from the sub-controller. Wherein the main controller transmits a recording completion signal indicating completion of recording of the data to the sub-controller, and the sub-controller transmits the main power from the vehicle power supply based on the recording completion signal. Do not cut off the power supply to the controller. It was the vehicle system control device according to claim.
[0005]
According to the configuration of the present invention, the sub-controller only detects the abnormality of the main controller and shuts off the main controller, so that the burden can be reduced and a simple controller can be provided. In particular, since the sub-controller does not perform communication for recording data with the memory, the sub-controller can be replaced with an electronic circuit such as an IC without using a microcomputer. A system control device for a vehicle.
[0006]
In the detailed configuration of the present invention, the sub-controller supplies power to the main controller when the recording completion signal is not received for a predetermined time after detecting an abnormality in the operation state of the main controller. The system control device for a vehicle according to the present invention is characterized in that it is shut off.
[0007]
According to the detailed configuration of the present invention, when the recording completion signal is not received for a predetermined time after detecting the abnormality of the main controller, the sub-controller shuts off the main controller and the power supply, thereby Even when the recording completion signal cannot be transmitted, the main controller can be reliably shut off from the power supply.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a circuit diagram when a vehicle system control device 10 of the present invention is mounted on a vehicle. In the figure, solid lines indicate electric wiring for supplying power, and broken lines indicate signal lines for performing mutual or one-way communication. In FIG. 1, a main CPU 1 includes a microcomputer and corresponds to a main controller of the present invention. The main CPU 1 controls the operation of the actuator system 3 of the vehicle corresponding to the operating device of the present invention based on signals from a steering angle sensor and a vehicle speed sensor (not shown) according to a program stored in a storage device. As the actuator system 3, any other type of electric motor such as a stepping motor can be applied, and the type thereof is not particularly limited.
[0009]
In addition, the main CPU 1 communicates with the nonvolatile memory 4 and causes the nonvolatile memory 4 to record data necessary for controlling the actuator system 3. The nonvolatile memory 4 may be a writable ROM, for example, an EEPROM. The vehicle system controller 10 always records data necessary for controlling the actuator system 3 in the non-volatile memory 4 when the system is stopped, and when the vehicle system controller 10 starts operating again, It works smoothly.
[0010]
The main CPU 1 and the actuator system 3 are each connected to a vehicle power supply E. A power relay PR is provided between the main CPU 1 and the actuator system 3 and the vehicle power supply E. When the power relay PR is in a closed state, power is supplied from the vehicle power supply E to the main CPU 1 and the actuator system 3. Supplied. Further, a control relay CR is connected to the actuator system 3, and the operation of the actuator system 3 is stopped by opening the control relay CR.
[0011]
The sub CPU 2 corresponds to the sub controller of the present invention, and is connected to the vehicle power supply E via the power relay PR. The main CPU 1 and the sub CPU 2 communicate with each other and control the operation of the vehicle system control device 10. The sub CPU 2 has a control port CP and a power port PP. The control solenoid CS and the power solenoid PS constituting the control relay CR and the power relay PR are respectively connected to the control port CP and the power port PP. ing.
[0012]
The sub CPU 2 opens and closes the control relay CR and the power relay PR by controlling the current of the control solenoid CS and the power solenoid PS. That is, when current does not flow through the control solenoid CS, the control relay CR is open, and when current flows through the control solenoid CS, the control relay CR is closed.
[0013]
The power relay PR changes from the open state to the closed state when a current flows through the power solenoid PS. The sub CPU 2 detects the abnormal state by monitoring the operation state of the program of the main CPU 1 and controls the control relay CR and the power relay PR described above.
[0014]
Next, a method of turning off the power of the vehicle system control device 10 by the sub CPU 2 will be described with reference to FIGS. When a current is first supplied to the power solenoid PS, the power relay PR is also closed, so that power is supplied to the main CPU 1 and the sub CPU 2 from the vehicle power supply E, and as shown in step 201 of FIG. The control device 10 is initialized. At the same time, power is supplied to the actuator system 3 from the vehicle power supply E. As described above, when a predetermined voltage is applied to the control port CP of the sub CPU 2, a current flows through the control solenoid CS, and Since the CR is also in the closed state, the operation of the actuator system 3 is controlled by the main CPU 1 as shown in step 202.
[0015]
Next, in step 203, the sub CPU 2 determines whether or not the main CPU 1 is in an abnormal state. When the abnormal state of the main CPU 1 is not detected, the operation of the actuator system 3 is continued in step 202. When the sub CPU 2 detects an abnormal state of the main CPU 1 due to a runaway of a program in the main CPU 1 or the like, the process proceeds to step 204, where a timer in the sub CPU 2 is started. Other abnormalities in the CPU include failures in the RAM, ROM, registers, ports, and timers.
[0016]
Next, in step 205, the application of the predetermined voltage to the control port CP of the sub CPU 2 is stopped, whereby the predetermined current to the control solenoid CS is stopped. When the current to the control solenoid CS is stopped, the control relay CR is changed from the closed state to the open state, and the operation of the actuator system 3 is stopped. At the same time, a system abnormality warning lamp on an instrument panel (not shown) of the vehicle is turned on.
[0017]
Next, as shown in step 206, an abnormality detection signal is transmitted from the sub CPU2 to the main CPU1. The main CPU 1 that has received the abnormality detection signal from the sub CPU 2 transmits the data to the nonvolatile memory 4 in order to record data necessary for controlling the operation of the actuator system 3.
[0018]
When the recording of the data in the nonvolatile memory 4 is completed, the main CPU 1 transmits a recording completion signal to the sub CPU 2. In step 207, when the sub CPU 2 receives the recording completion signal from the main CPU 1, the application of the predetermined voltage to the power port PP of the sub CPU 2 is stopped, and the predetermined current flowing to the power solenoid PS is cut off. When the current of the power solenoid PS is cut off, the power relay PR is changed from the closed state to the open state, and as shown in step 209, the main CPU 1, the sub CPU 2 and the actuator system 3 are cut off from the vehicle power supply E, and The operation of the system control device 10 is stopped.
[0019]
When the sub CPU 2 does not receive the recording completion signal from the main CPU 1 in step 207, the process proceeds to step 208, and the timer in the sub CPU 2 determines whether or not one second has elapsed since the abnormality of the main CPU 1 was detected. If it is determined that one second has elapsed since the detection of the abnormality of the main CPU 1, the main CPU 1, the sub CPU 2 and the actuator system 3 are cut off from the vehicle power supply E in step 209. In step 208, if one second has not elapsed since the detection of the abnormality of the main CPU 1, the process returns to step 207 again.
[0020]
Many modifications are possible for the present invention. For example, as the sub-controller, an electronic circuit such as a custom IC may be used instead of the sub-CPU 2 configured by the microcomputer as described above. In this case, for example, the timer described above may be used by utilizing the charge / discharge time of the capacitor in the electronic circuit.
[0021]
According to the present invention described above, since the sub CPU 2 only detects the abnormality of the main CPU 1, stops the operation of the actuator system 3, and shuts off the vehicle power supply E, the controller can be a simple controller with a small capacity. In particular, since the sub CPU 2 does not communicate with the non-volatile memory 4, it can be replaced with an electronic circuit without using a microcomputer as described above, and is further reduced in cost and is easy to design and manufacture. The control device 10 can be used.
[0022]
Further, when the recording completion signal is not received within a predetermined time after the abnormality of the main CPU 1 is detected, the main CPU 1 and the sub CPU 2 and the vehicle power supply E are shut off to prevent the program of the main CPU 1 from running away. Even when the recording completion signal cannot be transmitted, malfunction of the vehicle system control device 10 can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a vehicle system control device of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a power-off method of the vehicle system control device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main CPU, 2 ... Sub CPU, 3 ... Actuator system, 4 ... Non-volatile memory, 10 ... Vehicle system controller, E ... Vehicle power supply

Claims

A main controller that is supplied with electric power from a vehicle power supply and controls the operation of an actuator of the vehicle;
A sub-controller that is connected to the main controller so as to be able to communicate with each other and monitors the operation state of the main controller, and transmits an abnormality detection signal to the main controller when detecting an abnormality in the operation state,
A memory for recording data for controlling the operation of the actuator based on an abnormality detection signal from the sub-controller, the main controller,
The main controller transmits a recording completion signal indicating recording completion of the data to the sub-controller, and based on the recording completion signal, the sub-controller shuts off power supply from the vehicle power supply to the main controller. A system control device for a vehicle.

2. The power supply to the main controller according to claim 1, wherein the sub-controller shuts off power supply to the main controller when the sub-controller does not receive the recording completion signal for a predetermined time after detecting an abnormality in an operation state of the main controller. Vehicle system control device.