JP2014146222A

JP2014146222A - 車両用マイクロコンピュータ装置

Info

Publication number: JP2014146222A
Application number: JP2013015047A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hida; 裕之肥田; Kenji Takahashi; 健治高橋
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2014-08-14

Abstract

【課題】低コストな構成で、クロックに関する異常を検出することができる、車両用マイクロコンピュータ装置を提供する。
【解決手段】タイマ１１により、クロックモジュール７から供給されるクロックに基づいて、所定時間Ｔが計測される。トランスミッションＥＣＵ３は、データフレームを一定の第１周期でバス５に送信する。ブレーキＥＣＵ４は、データフレームを一定の第２周期でバス５に送信する。そのため、所定時間Ｔが経過する間に受信すべきトランスミッションＥＣＵ３からのデータフレーム数およびブレーキＥＣＵ４からのデータフレーム数は、それぞれ一定であり、その一定の各データフレーム数が規定値としてメモリ９に記憶されている。タイマ１１による所定時間Ｔの計測開始から計測終了までの間に受信された各データフレーム数とメモリ９に記憶されている各規定値とがずれていれば、ＣＰＵ８により、クロックに関する異常が生じている旨が出力される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用マイクロコンピュータ装置に関する。

自動車などの車両には、各部の制御のために、マイクロコンピュータを備えるＥＣＵ（電子制御ユニット）が搭載されている。

マイクロコンピュータには、クロックを発生するクロック発生回路が接続されている。クロックは、マイクロコンピュータの各回路による処理の同期を取るために使用される。クロックに異常が発生すると、各回路による処理が上手く同期せず、マイクロコンピュータによる車両の各部の制御が不能または不安定になる。そのため、マイクロコンピュータでは、クロックに異常が発生しているか否かを監視する必要がある。

クロックの異常の検出のために、たとえば、一定周期のパルス信号を出力する信号出力手段をマイクロコンピュータに接続し、クロック発生回路からマイクロコンピュータに供給されるクロックと信号出力手段からマイクロコンピュータに供給されるパルス信号とを比較して、クロックに異常が発生しているか否かを判定する手法が提案されている。

特開平１０−４０１２１号公報

しかしながら、その提案に係る手法では、信号出力手段が追加で必要となり、コストアップを招いてしまう。

本発明の目的は、低コストな構成で、クロックに関する異常を検出することができる、車両用マイクロコンピュータ装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る車両用マイクロコンピュータ装置は、車載ネットワークを構成するバスに接続され、他の装置から前記バスに一定周期で送信されるデータを受信する車両用マイクロコンピュータ装置であって、所定時間が経過する間に受信すべきデータフレーム数に基づく規定値を記憶する記憶手段と、クロックを発生するクロック発生手段と、前記クロックに基づいて時間を計測する計時手段と、受信したデータフレーム数を計数する計数手段と、前記計時手段による前記所定時間の計測開始から計測終了までの間に前記計数手段によって計数されたデータフレーム数に基づく値と前記記憶手段に記憶されている前記規定値との差が所定値以上である場合に、所定の出力を行う出力手段とを含む。

この構成によれば、計時手段により、クロックに基づいて、所定時間が計測される。一方で、計数手段により、受信したデータフレーム数が計数される。データは、他の装置からバスに一定周期で送信される。そのため、所定時間が経過する間に受信すべきデータフレーム数は一定であり、この一定のデータフレーム数に基づく規定値が記憶手段に予め記憶されている。そして、計時手段による所定時間の計測開始から計測終了までの間に計数手段によって計数されたデータフレーム数に基づく値と記憶手段に記憶されている規定値とが所定値以上異なれば、所定の出力が行われるので、その出力に基づいて、クロックに関する異常、つまりクロック発生手段および／または計時手段に異常が生じていることを検出することができる。

よって、一定周期のパルス信号を出力する信号出力手段などを設けることなく、低コストな構成で、クロックに関する異常を検出することができる。

車両用マイクロコンピュータ装置は、複数の他の装置からバスにそれぞれ一定周期で送信されるデータを受信し、他の装置ごとに、記憶手段に規定値が記憶され、計数手段によって他の装置からバスを介して受信するデータフレーム数が計数され、計数手段によって計数されたデータフレーム数に基づく値と記憶手段に記憶されている規定値との差が所定値以上である場合に、出力手段によって所定の出力が行われることが好ましい。

すべての他の装置からバスを介して受信したデータフレーム数に基づく値と規定値との差が所定値以上である場合には、クロック発生手段および／または計時手段に異常が生じていると検出することができる。一方、特定の他の装置からバスを介して受信したデータフレーム数に基づく値と規定値との差のみが所定値以上である場合には、その特定の他の装置に異常が生じていると検出することができる。よって、クロックに関する異常の検出の精度を向上させることができる。

計数手段は、計時手段による所定時間の計測開始時に、その計数値が０にリセットされてもよい。この場合、そのリセットのタイミングは、計数値のインクリメントのタイミングとずらす必要がある。

計数手段は、データフレーム数を積算し、出力手段は、計時手段による所定時間の計測開始から計測終了までの間における計数手段による積算値の増加分に基づく値と記憶手段に記憶されている規定値との差が所定値以上である場合に、所定の出力を行うことが好ましい。

これにより、計数手段による計数値のインクリメントのタイミングとその計数値のリセットのタイミングとをずらす対策を不要にすることができる。

本発明によれば、一定周期のパルス信号を出力する信号出力手段などを設けることなく、低コストな構成で、クロックに関する異常を検出することができる。

本発明の一実施形態に係るエンジンＥＣＵが含まれる車載ネットワークの構成図である。エンジンＥＣＵで実行されるクロック異常検出処理の流れを示すフローチャートである。時間とカウンタのカウント値との関係を示す図である。所定時間の計測開始時にカウンタのカウント値がリセットされる構成について説明するための図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンＥＣＵが含まれる車載ネットワークの構成図である。

車載ネットワーク１は、自動車などの車両に搭載されるネットワークである。車載ネットワーク１は、エンジンＥＣＵ２、トランスミッションＥＣＵ３およびブレーキＥＣＵ４など、車両の各部の制御のための複数のＥＣＵ（電子制御ユニット）をバス５に接続することによって構築されている。エンジンＥＣＵ２、トランスミッションＥＣＵ３およびブレーキＥＣＵ４を含む各ＥＣＵ間では、バス５を介して、ＣＡＮ（Controller Area Network）プロトコルによる通信を行うことができる。

エンジンＥＣＵ２は、車両のエンジンを制御するために設けられている。エンジンＥＣＵ２は、マイクロコンピュータ６およびクロックモジュール７を備えている。

マイクロコンピュータ６は、ＣＰＵ８、メモリ９、カウンタ１０およびタイマ１１を内蔵している。ＣＰＵ８は、メモリ９に格納されているプログラムおよびデータ、ならびにエンジンＥＣＵ２がバス５から受信したデータに基づいて、エンジンの制御のための指令などを出力する。カウンタ１０およびタイマ１１の機能については、後述する。

クロックモジュール７は、たとえば、水晶振動子を内蔵し、水晶振動子の振動によるクロックを発生する。クロックモジュール７が発生するクロックは、マイクロコンピュータ６に供給される。

トランスミッションＥＣＵ３は、車両のトランスミッションを制御するために設けられている。トランスミッションＥＣＵ３は、エンジンＥＣＵ２と同様の構成であり、マイクロコンピュータおよびクロックモジュールを備えている。トランスミッションＥＣＵ３は、エンジンＥＣＵ２によるエンジンの制御に必要なデータをデータフレームに含めて、そのデータフレームを一定の第１周期でバス５に送信する。

ブレーキＥＣＵ４は、車両のブレーキシステムを制御するために設けられている。ブレーキＥＣＵ４は、エンジンＥＣＵ２と同様の構成であり、マイクロコンピュータおよびクロックモジュールを備えている。ブレーキＥＣＵ４は、エンジンＥＣＵ２によるエンジンの制御に必要なデータをデータフレームに含めて、そのデータフレームを一定の第２周期でバス５に送信する。第１周期と第２周期とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

図２は、エンジンＥＣＵで実行されるクロック異常検出処理の流れを示すフローチャートである。

クロック異常検出処理は、エンジンＥＣＵ２の動作中、エンジンＥＣＵ２で繰り返し実行される。

クロック異常検出処理では、まず、タイマ１１による計時が開始される（ステップＳ１）。タイマ１１は、クロックモジュール７から供給されるクロックを計数し、クロック異常検出処理の開始からの経過時間を計測する。

次に、ＣＰＵ８により、エンジンＥＣＵ２がトランスミッションＥＣＵ３およびブレーキＥＣＵ４からのデータフレームを受信したか否かが判定される（ステップＳ２）。

エンジンＥＣＵ２がトランスミッションＥＣＵ３からのデータフレームを受信すると（ステップＳ２のＹＥＳ）、トランスミッションＥＣＵ３からのデータフレーム数についてのカウンタ１０のカウント値がインクリメント（＋１）される（ステップＳ３）。また、エンジンＥＣＵ２がブレーキＥＣＵ４からのデータフレームを受信すると（ステップＳ２のＹＥＳ）、ブレーキＥＣＵ４からのデータフレーム数についてのカウンタ１０のカウント値がインクリメント（＋１）される（ステップＳ３）。すなわち、エンジンＥＣＵ２がトランスミッションＥＣＵ３からバス５を介して受信したデータフレーム数およびエンジンＥＣＵ２がブレーキＥＣＵ４からバス５を介して受信したデータフレーム数は、カウンタ１０により、個別に計数（カウント）されている。カウンタ１０の各カウント値は、エンジンＥＣＵ２の起動時に０にリセットされている。

カウンタ１０のカウント値のインクリメント後は、タイマ１１によって計測された時間が所定時間Ｔに達したか否かが判定される（ステップＳ４）。言い換えれば、タイマ１１によって計測される時間上で、タイマ１１による計時の開始（タイマスタート）から所定時間Ｔが経過したか否かが判定される。また、データフレームを受信していないときには、カウンタ１０の各カウント値がインクリメントされずに、タイマ１１によって計測された時間が所定時間Ｔに達したか否かが直ちに判定される。

タイマ１１によって計測された時間が所定時間Ｔに達するまで、エンジンＥＣＵ２がトランスミッションＥＣＵ３およびブレーキＥＣＵ４からのデータフレームを受信したか否かが繰り返し判定される（ステップＳ２）。

タイマ１１によって計測された時間が所定時間Ｔに達すると（ステップＳ４のＹＥＳ）、そのときのカウンタ１０の各カウント値がメモリ９に記憶される（ステップＳ５）。

また、メモリ９には、所定時間が経過する間に受信すべきトランスミッションＥＣＵ３からのデータフレーム数およびブレーキＥＣＵ４からのデータフレーム数がそれぞれ規定値として記憶されている。

カウンタ１０の各カウント値がメモリ９に記憶されると、ＣＰＵ８により、今回記憶されたトランスミッションＥＣＵ３からのデータフレーム数についてのカウント値と前回記憶されたトランスミッションＥＣＵ３からのデータフレーム数についてのカウント値との差が演算され、その差がトランスミッションＥＣＵ３からのデータフレーム数についての規定値と一致しているか否かが判定される（ステップＳ６）。また、ＣＰＵ８により、今回記憶されたブレーキＥＣＵ４からのデータフレーム数についてのカウント値と前回記憶されたブレーキＥＣＵ４からのデータフレーム数についてのカウント値との差が演算され、その差がブレーキＥＣＵ４からのデータフレーム数についての規定値と一致しているか否かが判定される（ステップＳ６）。

図３に示されるように、カウンタ１０の各カウント値は、エンジンＥＣＵ２の起動時に０にリセットされた後、リセットされずに更新され続ける。そのため、タイマ１１による所定時間Ｔの計測開始時のカウント値と計測終了時のカウント値との差、つまりタイマ１１によって所定時間Ｔが計測される間におけるカウント値の増加分がタイマ１１によって所定時間Ｔが計測される間に受信されたデータフレーム数（図３に示される一例では、５個）となる。

そして、ステップＳ６で２つの判定の両方が否定されると、ＣＰＵ８により、クロックモジュール７および／またはタイマ１１に異常が生じており、タイマ１１によって計測される所定時間Ｔが実際の所定時間Ｔと一致していないために、タイマ１１によって計測される所定時間Ｔに受信したデータフレーム数が規定値からずれたと判断される。そして、ＣＰＵ８により、クロックモジュール７および／またはタイマ１１に異常が生じている旨が出力されて（ステップＳ７）、クロック異常検出処理が終了される。異常が生じている旨の出力に応答して、たとえば、車両のメータパネルに設けられた警告灯が点灯される。

また、タイマ１１によって所定時間Ｔが計測される間に受信されたトランスミッションＥＣＵ３からのデータフレーム数が規定値と一致し、タイマ１１によって所定時間Ｔが計測される間に受信されたブレーキＥＣＵ４からのデータフレーム数が規定値と一致していない場合には、ＣＰＵ８により、ブレーキＥＣＵ４に異常が生じていると判断される。そして、ＣＰＵ８により、ブレーキＥＣＵ４に異常が生じている旨が出力されて（ステップＳ７）、クロック異常検出処理が終了される。この場合にも、異常が生じている旨の出力に応答して、たとえば、車両のメータパネルに設けられた警告灯が点灯される。

さらにまた、タイマ１１によって所定時間Ｔが計測される間に受信されたブレーキＥＣＵ４からのデータフレーム数が規定値と一致し、タイマ１１によって所定時間Ｔが計測される間に受信されたトランスミッションＥＣＵ３からのデータフレーム数が規定値と一致していない場合には、ＣＰＵ８により、トランスミッションＥＣＵ３に異常が生じていると判断される。そして、ＣＰＵ８により、トランスミッションＥＣＵ３に異常が生じている旨が出力されて（ステップＳ７）、クロック異常検出処理が終了される。この場合にも、異常が生じている旨の出力に応答して、たとえば、車両のメータパネルに設けられた警告灯が点灯される。

一方、ステップＳ６で２つの判定の両方が肯定されると、ＣＰＵ８により、各部に異常は生じていないと判断されて、クロック異常検出処理が終了される。

以上のように、タイマ１１により、クロックモジュール７から供給されるクロックに基づいて、所定時間Ｔが計測される。その一方で、カウンタ１０により、受信したデータフレーム数が計数される。トランスミッションＥＣＵ３は、データフレームを一定の第１周期でバス５に送信する。ブレーキＥＣＵ４は、データフレームを一定の第２周期でバス５に送信する。そのため、所定時間Ｔが経過する間に受信すべきトランスミッションＥＣＵ３からのデータフレーム数およびブレーキＥＣＵ４からのデータフレーム数は、それぞれ一定であり、その一定の各データフレーム数が規定値としてメモリ９に予め記憶されている。そして、タイマ１１による所定時間Ｔの計測開始から計測終了までの間に受信された各データフレーム数とメモリ９に記憶されている各規定値とがずれていれば、ＣＰＵ８により、クロックに関する異常、つまりクロックモジュール７および／またはタイマ１１に異常が生じている旨が出力される。これにより、その出力に基づいて、クロックモジュール７および／またはタイマ１１に異常が生じていることを検出できる。

また、カウンタ１０の各カウント値は、エンジンＥＣＵ２の起動時に０にリセットされた後、リセットされずに更新（積算）され続ける。そして、タイマ１１による所定時間Ｔの計測開始から計測終了までの間におけるカウンタ１０によるカウント値の増加分とメモリ９に記憶されている規定値との差が一致しない場合に、ＣＰＵ８により、異常が生じている旨の出力が行われる。これにより、カウンタ１０のカウント値のインクリメントのタイミングとそのカウント値のリセットのタイミングとをずらす対策を不要にすることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、図４に示されるように、カウンタ１０の各カウント値は、タイマ１１による所定時間Ｔの計測開始時にリセットされてもよい。この場合、タイマ１１による所定時間Ｔの計測終了時におけるカウント値がタイマ１１によって所定時間Ｔが計測される間に受信されたデータフレーム数となる。また、カウント値のリセットのタイミングは、カウント値のインクリメントのタイミングからずらさなければならない。

また、タイマ１１による所定時間Ｔの計測開始から計測終了までの間に受信されたデータフレーム数と規定値とが一致していない場合に、何らかの異常が生じていると検出されるとしたが、タイマ１１による所定時間Ｔの計測開始から計測終了までの間に受信されたデータフレーム数と規定値との差が１以上の所定値以上である場合に、ＣＰＵ８により、何らかの異常が生じている旨が出力されてもよい。

また、所定時間Ｔが経過する間に受信すべきトランスミッションＥＣＵ３からのデータフレーム数およびブレーキＥＣＵ４からのデータフレーム数がそれぞれ規定値としてメモリ９に記憶されているとしたが、所定時間Ｔが経過する間に受信すべきトランスミッションＥＣＵ３からのデータフレーム数およびブレーキＥＣＵ４からのデータフレーム数をそれぞれ所定時間Ｔで除して得られる受信周期がそれぞれ規定値としてメモリ９に記憶されてもよい。この場合、タイマ１１による所定時間Ｔの計測開始から計測終了までの間に受信された各データフレーム数が所定時間Ｔで除して得られる受信周期とメモリ９に記憶されている各規定値とがずれていれば、ＣＰＵ８により、クロックモジュール７および／またはタイマ１１に異常が生じている旨が出力されるとよい。

さらにまた、トランスミッションＥＣＵ３およびブレーキＥＣＵ４以外のＥＣＵからバス５に送信されるデータフレームがエンジンＥＣＵ２に受信され、タイマ１１による所定時間Ｔの計測開始から計測終了までの間に受信されたデータフレーム数に基づいて、ＣＰＵ８により、クロックモジュール７、タイマ１１および／またはデータ送信元のＥＣＵに異常が生じている旨が出力されてもよい。

また、ＣＰＵ８により、異常が生じている旨が出力されるとしたが、データフレーム数または受信周期と規定値とが異なる旨が出力されてもよい。この場合、その出力先において、クロックモジュール７、タイマ１１および／またはデータ送信元のＥＣＵに異常が生じていることが検出される。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１車載ネットワーク
２エンジンＥＣＵ（車両用マイクロコンピュータ装置）
３トランスミッションＥＣＵ（他の装置）
４ブレーキＥＣＵ（他の装置）
５バス
７クロックモジュール（クロック発生手段）
８ＣＰＵ（出力手段）
９メモリ（記憶手段）
１１タイマ（計時手段）
１０カウンタ（計数手段）

Claims

車載ネットワークを構成するバスに接続され、他の装置から前記バスに一定周期で送信されるデータを受信する車両用マイクロコンピュータ装置であって、
所定時間が経過する間に受信すべきデータフレーム数に基づく規定値を記憶する記憶手段と、
クロックを発生するクロック発生手段と、
前記クロックに基づいて時間を計測する計時手段と、
受信したデータフレーム数を計数する計数手段と、
前記計時手段による前記所定時間の計測開始から計測終了までの間に前記計数手段によって計数されたデータフレーム数に基づく値と前記記憶手段に記憶されている前記規定値との差が所定値以上である場合に、所定の出力を行う出力手段とを含む、車両用マイクロコンピュータ装置。