JP2016089782A - Electronic control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のエンジンを制御する電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device that controls an engine of a vehicle.
車両のエンジンを制御する電子制御装置において、制御処理を実行しながら、演算結果の妥当性を確認するものが知られている。 2. Description of the Related Art An electronic control device that controls an engine of a vehicle is known that checks the validity of a calculation result while executing a control process.
例えば、下記特許文献1には、2つのプロセッサを備えることで、このような処理を実行可能とする電子制御装置が記載されている。当該電子制御装置は、2つのプロセッサが同一の演算を行うとともに、その演算結果に基づいて電子制御装置の異常の有無を判定する。詳細には、2つのプロセッサの演算結果を比較し、両者に不一致が生じた場合に異常が発生したと判定するものである。 For example, Patent Document 1 below describes an electronic control device that can execute such processing by including two processors. In the electronic control device, two processors perform the same calculation and determine whether the electronic control device is abnormal based on the calculation result. Specifically, the calculation results of the two processors are compared, and it is determined that an abnormality has occurred when there is a mismatch between the two processors.
上記特許文献1に記載の電子制御装置では、エンジンの制御処理と、プロセッサの異常有無の判定とを同時に実行することで、異常を迅速に検出することができるという利点がある。しかしながら、当該電子制御装置は、その異常状態から正常状態への復帰方法に関し、改善の余地を残していた。 The electronic control device described in Patent Document 1 has an advantage that an abnormality can be detected quickly by simultaneously executing the engine control process and the determination of whether or not the processor is abnormal. However, the electronic control device has left room for improvement with respect to a method for returning from the abnormal state to the normal state.
すなわち、当該電子制御装置では、正常状態への復帰のために、電子制御装置をリセットするためのリセット処理を行っている。その後、検出した異常が、一時的なものであるか、又は、継続的なものであるかを診断している。 That is, the electronic control device performs a reset process for resetting the electronic control device in order to return to the normal state. Thereafter, it is diagnosed whether the detected abnormality is temporary or continuous.
このようなリセット処理を行うと、電子制御装置によるエンジンの制御処理が停止するとともに、それまでの制御処理で用いられていた制御値がクリアされることになる。このため、電子制御装置が制御処理を再開した際に、再開前の制御値が引き継がれず、その後の制御処理が予測不能な状態に陥るおそれがある。 When such a reset process is performed, the engine control process by the electronic control unit is stopped, and the control value used in the control process up to that point is cleared. For this reason, when the electronic control device restarts the control process, the control value before the restart is not carried over, and the subsequent control process may fall into an unpredictable state.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生じた異常状態に応じて適切なフェイルセーフ処理を実行する機能安全性の高い電子制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an electronic control device with high functional safety that executes appropriate fail-safe processing in accordance with an abnormal state that has occurred.
上記課題を解決するために、本発明に係る電子制御装置は、車両のエンジン(100)を制御する電子制御装置(10)であって、エンジンを制御するために演算を行って制御処理を実行する主プロセッサ(20)と、主プロセッサと同一の演算を行う副プロセッサ(30)と、主プロセッサによる演算結果と、副プロセッサによる演算結果とを比較する比較器(60)と、比較器による比較結果に基づいて主プロセッサの演算結果の異常の有無を判定する異常判定部(70)と、を備える。主プロセッサは、主プロセッサの演算結果に異常があると判定された場合に、電子制御装置のリセット処理を行うことなく電子制御装置のハードウェアの異常の有無を判定する状態判定を行い、該状態判定の結果に基づいてフェイルセーフ処理を実行する。 In order to solve the above-described problems, an electronic control device according to the present invention is an electronic control device (10) for controlling an engine (100) of a vehicle, and performs a control process by performing computation to control the engine. Main processor (20), sub processor (30) performing the same operation as the main processor, comparator (60) for comparing the operation result by the main processor and the operation result by the sub processor, and comparison by the comparator And an abnormality determination unit (70) for determining whether there is an abnormality in the calculation result of the main processor based on the result. When the main processor determines that there is an abnormality in the computation result of the main processor, the main processor performs a state determination to determine whether there is an abnormality in the hardware of the electronic control unit without performing the reset process of the electronic control unit, and the state Fail safe processing is executed based on the determination result.
本発明では、まず、主プロセッサの演算結果と、副プロセッサの演算結果とを比較することにより、主プロセッサの演算結果の異常の有無を判定する。主プロセッサの演算結果に異常があると判定された場合には、その状態を継続すると適切な制御処理を行えなくなるおそれがあるため、フェイルセーフ処理を実行する。 In the present invention, first, by comparing the operation result of the main processor with the operation result of the sub processor, it is determined whether or not there is an abnormality in the operation result of the main processor. If it is determined that there is an abnormality in the calculation result of the main processor, fail control processing is executed because there is a possibility that appropriate control processing cannot be performed if the state is continued.
本発明では、さらに、このフェイルセーフ処理を、電子制御装置のハードウェアの異常の有無を判定する状態判定の結果に基づくものとしている。この状態判定は、主プロセッサの演算結果に異常があると判定された後に、電子制御装置のリセット処理を行うことなく、行われるものである。したがって、電子制御装置のハードウェアの異常状態に応じて、適切なフェイルセーフ処理を実行することが可能となる。 In the present invention, the fail-safe process is further based on the result of the state determination for determining whether or not the hardware of the electronic control device is abnormal. This state determination is performed without performing reset processing of the electronic control unit after it is determined that there is an abnormality in the calculation result of the main processor. Therefore, it is possible to execute an appropriate fail-safe process according to the abnormal state of the hardware of the electronic control device.
本発明によれば、生じた異常状態に応じて適切なフェイルセーフ処理を実行する機能安全性の高い電子制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electronic control apparatus with high functional safety which performs an appropriate fail safe process according to the produced abnormal state can be provided.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
まず、図1を参照しながら、マイコン10の構成について説明する。マイコン10は、いわゆるデュアルコアの電子制御装置であり、車両(不図示)に搭載される。マイコン10は、車両の各種センサ(不図示)と電気的に接続されており、それらから伝達される情報等を用いながら車両のエンジン100を制御している。エンジン100は、複数の気筒を有するガソリンエンジンである。
First, the configuration of the
図1に示されるように、マイコン10は、マスターコア20と、チェッカーコア30と、RAM40と、ROM50と、比較器60と、エラー判定部70と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
マスターコア20は、マイコン10における主プロセッサに相当する。マスターコア20は、CPU21と、FPU22とを有している。CPU21は、各種センサからマイコン10に伝達される情報を適宜用いて、所定のプログラムに従って演算を行う処理装置である。FPU22は、浮動小数点演算を行う処理装置である。
The
チェッカーコア30は、マイコン10における副プロセッサに相当する。チェッカーコア30は、CPU31と、FPU32とを有している。CPU31は、各種センサからマイコン10に伝達される情報を適宜用いて、所定のプログラムに従って演算を行う処理装置である。FPU22は、浮動小数点演算を行う処理装置である。CPU31のアーキテクチャはマスターコア20のCPU21と同一であり、FPU32のアーキテクチャはFPU22と同一である。
The
RAM40は、マスターコア20とアドレスバス、読込用データバス及び書込用データバスを介して通信可能であり、チェッカーコア30と読込用データバスを介して通信可能とされた記憶装置である。RAM40は、CPU21,31による演算結果や各種センサ等の外部装置から入力される情報等を記憶する。
The
ROM50は、マスターコア20とアドレスバス及び読込用データバスを介して通信可能であり、チェッカーコアと読込用データバスを介して通信可能とされた記憶装置である。ROM50は、エンジン100の制御処理を行うためのプログラムや固定のデータ等を記憶している。
The
比較器60は、マスターコア20及びチェッカーコア30と書込用データバスを介して通信可能とされたコンパレータである。比較器60は、通知された複数の演算結果の比較を行う。比較器60は、当該比較を行った後に、その比較結果を通知する。
The
エラー判定部70は、比較器60と通信可能とされている。エラー判定部70は、比較器60からの通知に基づいてマスターコア20の演算結果の異常の有無を判定し、その判定結果を通知する。
The
以上のように構成されたマイコン10は、マスターコア20がROM50に記憶されたプログラムを読み込み、そのCPU21及びFPU22において当該プログラムに従って演算を行う。マスターコア20は、その演算結果を適宜RAM40に通知して記憶させるとともに、比較器60に通知する。
In the
一方、チェッカーコア30も、マスターコア20と並列に、ROM50に記憶されたプログラムを読み込み、そのCPU31及びFPU32において当該プログラムに従って演算を行う。CPU31及びFPU32は、いずれもマスターコア20のCPU21及びFPU22と同一クロックで同期して演算を行っている。チェッカーコア30は、その演算結果を適宜RAM40に通知して記憶させるとともに、比較器60に通知する。
On the other hand, the
比較器60は、マスターコア20から通知される演算結果と、チェッカーコア30から通知される演算結果との比較を行う。両演算結果は、マスターコア20及びチェッカーコア30が正常に動作している場合は一致するように設定されている。比較器60は、その比較結果をエラー判定部70に通知する。
The
エラー判定部70は、比較器60からの通知に基づいて、マスターコア20の演算結果の異常の有無を判定する。そして、エラー判定部70がマスターコア20の演算結果に異常が無いと判定した場合のみ、マスターコア20によるエンジン100の通常の制御処理を実行することが許可される。
Based on the notification from the
一方、エラー判定部70が、比較器60からの通知に基づいてマスターコア20の演算結果に異常があると判定した場合は、マスターコア20に対しエラー信号を送信する。当該エラー信号を受信したマスターコア20は、それまで実行していた制御処理を停止し、フェイルセーフ処理を実行する。
On the other hand, when the
次に、図2及び図3を参照しながら、マスターコア20によるフェイルセーフレベル決定処理及びマイコン状態判定処理について説明する。
Next, the fail safe level determination process and the microcomputer state determination process performed by the
マスターコア20は、前述のようにエラー判定部70からエラー信号を受信すると、図2に示されるフェイルセーフレベル決定処理を実行する。このフェイルセーフレベル決定処理は、マイコン10の状態に応じて、適切な程度(レベル)のフェイルセーフ処理を実行するために、その程度を決定するための処理である。
When the
まず、マスターコア20は、ステップS21で、3段階あるフェイルセーフ処理のうち、「レベル2」のフェイルセーフ処理を実行する。具体的には、マスターコア20は、マスターコア20の演算結果に異常が無い場合に比べてエンジン100の出力を抑制しながらも、車両を走行可能な状態とする制御処理を行う。さらに具体的には、マスターコア20は、エンジン100が有する複数の気筒のうち、一部の気筒における燃焼を休止させてエンジン100の運転を継続させる。
First, in step S21, the
次に、マスターコア20は、ステップS22で、マイコン状態判定処理を行う。このマイコン状態判定処理は、マイコン10のハードウェアの異常の有無を判定するための処理である。換言すると、マスターコア20の演算結果に異常があると判定した場合において、その異常が一時的なものにすぎないのか、又は、マイコン10のハードウェアの異常によるもので、継続的なものであるのか、を判定するための処理である。
Next, the
図3に示されるように、マスターコア20は、マイコン状態判定処理において、まずステップS31でCPU21の診断を実施する。具体的には、CPU21に診断用の演算を行わせるとともに、その演算が予め定められた順序通りに行われているか否かに基づいて、CPU21の異常の有無を診断する。
As shown in FIG. 3, the
ステップS31の診断でCPU21の異常が検出されなかった場合(S32:No)、マスターコア20は、次にステップS33でFPU22の診断を実施する。具体的には、FPU22に診断用の演算を行わせるとともに、予め定められた期待値通りに演算が行われているか否かに基づいて、FPU22の異常の有無を診断する。
When abnormality of CPU21 is not detected by the diagnosis of step S31 (S32: No), the
ステップS33の診断でFPU22の異常が検出されなかった場合(S34:No)、マスターコア20は、次にステップS35でROM50の診断を実施する。具体的には、予め正常時のチェックサムをROM50に記憶させておくとともに、マスターコア20の演算結果に異常があると判定された場合にチェックサムを再計算し、それを正常時のものと比較することで、FPU22の異常の有無を診断する。
If no abnormality of the
ステップS35の診断でROM50の異常が検出されなかった場合(S36:No)、マスターコア20は、次にステップS37でRAM40の診断を実施する。具体的には、CPU21が診断用のデータをRAM40に一度記憶させ、その後、当該データの読み込みを行い、記憶させたものと比較することで、RAM40の異常の有無を診断する。
When abnormality of ROM50 is not detected by the diagnosis of step S35 (S36: No), the
ステップS37の診断でRAM40の異常が検出されなかった場合(S38:No)、すなわち、CPU21、FPU22、ROM50、RAM40のいずれにも異常が検出されなかった場合、マスターコア20の演算結果に生じた異常は一時的なものであると推定することができる。この場合、マスターコア20は、ステップS39でマイコン10の状態は正常であるとのフラグを立て、マイコン状態判定処理を終了する。
If no abnormality is detected in the
一方、CPU21、FPU22、ROM50、RAM40のいずれかに異常が検出された場合(S32,S34,S36,S38:Yes)、マスターコア20の演算結果に生じた異常は、マイコン10のハードウェアの故障に起因するもので、継続的なものであると推定することができる。この場合、マスターコア20は、ステップS40でマイコン10の状態は異常であるとのフラグを立て、マイコン状態判定処理を終了する。
On the other hand, if an abnormality is detected in any of the
図2に示されるように、マイコン状態判定処理を終えたマスターコア20は、次に、ステップS23において、マイコン10の状態に関するフラグに基づいて、実行するフェイルセーフレベルの程度を変更する。
As shown in FIG. 2, the
マイコン状態判定処理において、マイコン10の状態は正常であるとのフラグが立てられている場合(S23:No)、マスターコア20は、ステップS24で、3段階あるフェイルセーフ処理のうち、「レベル1」のフェイルセーフ処理を実行する。この「レベル1」のフェイルセーフ処理では、前述した「レベル2」のフェイルセーフ処理よりもエンジン100の出力の抑制を緩和し、車両を走行可能な状態とする制御処理を実行する。具体的には、「レベル1」のフェイルセーフ処理は、エンジン100の回転数の上限値を「レベル2」のフェイルセーフ処理よりも高く設定するものである。
In the microcomputer state determination process, when the flag indicating that the state of the
一方、マイコン状態判定処理において、マイコン10の状態は異常であるとのフラグを立てられている場合(S23:Yes)、マスターコア20は、ステップS25で、3段階あるフェイルセーフ処理のうち、「レベル3」のフェイルセーフ処理を実行する。この「レベル3」のフェイルセーフ処理では、前述した「レベル2」のフェイルセーフ処理よりもエンジン100の出力を更に抑制し、車両を最低限で走行可能な状態とする制御処理を行う。このときのエンジン100の出力は、走行中の車両を路肩に寄せるための退避走行が可能な程度のものに制限され、例えば、車両が時速10km程度で走行可能なものとする。
On the other hand, in the microcomputer state determination process, when the flag indicating that the state of the
以上のように、マイコン10では、まず、マスターコア20の演算結果と、チェッカーコア30の演算結果とを比較することにより、マスターコア20の演算結果の異常の有無を判定する。マスターコア20の演算結果に異常があると判定された場合には、その状態を継続すると適切な制御処理を行えなくなるおそれがあるため、フェイルセーフ処理を実行する。
As described above, the
マイコン10では、さらに、このフェイルセーフ処理を、マイコン10のハードウェアの異常の有無を判定するマイコン状態判定処理の結果に基づくものとしている。このマイコン状態判定処理は、マスターコア20の演算結果に異常があると判定された後に、マイコン10のリセット処理を行うことなく、行われるものである。したがって、マイコン10のハードウェアの異常状態に応じて、適切なフェイルセーフ処理を実行することが可能となる。
In the
また、マイコン10では、マスターコア20は、マスターコア20の演算結果に異常があると判定された場合に、「レベル2」のフェイルセーフ処理を実行するとともにマイコン状態判定処理を行う。その後にマイコン10のハードウェアに異常があると判定された場合は、「レベル3」のフェイルセーフ処理を実行する一方、マイコン10のハードウェアに異常が無いと判定された場合は「レベル1」のフェイルセーフ処理を実行する。
Further, in the
このマイコン10によれば、マスターコア20の演算結果に異常があると判定された場合に、暫定的に「レベル2」のフェイルセーフ処理を実行して車両を安全な状態におくとともに、その間にマイコン状態判定処理を行う。そして、マイコン10のハードウェアの状態に適した程度(レベル)を決定し、より適切なフェイルセーフ処理を実行することが可能となる。
According to the
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, the elements included in each of the specific examples described above and their arrangement, materials, conditions, shapes, sizes, and the like are not limited to those illustrated, but can be changed as appropriate. Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.
10 :マイコン(電子制御装置)
20 :マスターコア(主プロセッサ)
30 :チェッカーコア(副プロセッサ)
60 :比較器
100:エンジン
10: Microcomputer (electronic control unit)
20: Master core (main processor)
30: Checker core (sub processor)
60: Comparator 100: Engine
Claims (6)
前記エンジンを制御するために演算を行って制御処理を実行する主プロセッサ(20)と、
前記主プロセッサと同一の演算を行う副プロセッサ(30)と、
前記主プロセッサによる演算結果と、前記副プロセッサによる演算結果とを比較する比較器(60)と、
前記比較器による比較結果に基づいて前記主プロセッサの演算結果の異常の有無を判定する異常判定部(70)と、を備え、
前記主プロセッサは、前記主プロセッサの演算結果に異常があると判定された場合に、前記電子制御装置のリセット処理を行うことなく前記電子制御装置のハードウェアの異常の有無を判定する状態判定を行い、該状態判定の結果に基づいてフェイルセーフ処理を実行することを特徴とする電子制御装置。 An electronic control device (10) for controlling an engine (100) of a vehicle,
A main processor (20) for performing a control process by performing an operation to control the engine;
A sub processor (30) for performing the same operation as the main processor;
A comparator (60) for comparing the operation result of the main processor with the operation result of the sub-processor;
An abnormality determination unit (70) for determining the presence or absence of an abnormality in the calculation result of the main processor based on a comparison result by the comparator;
When the main processor determines that there is an abnormality in the calculation result of the main processor, the main processor performs a state determination to determine whether there is an abnormality in the hardware of the electronic control device without performing a reset process of the electronic control device. An electronic control device that performs the fail-safe process based on the result of the state determination.
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