JP2017007539A - 制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】安価な構成で所定のフェイルセーフ処理を実行することができる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、所定処理の実行を制御する制御部を有するCPUを備える。CPUは、制御部の異常を検出する検出部と、検出部が異常を検出したことを示す情報を記録する記録部とを備える。検出部は、CPUの外部に設けられたものではなく、CPUに内蔵されたものである。制御部は、記録部に記録された情報に基づいて所定処理の実行を制御する。所定処理は、例えば、予め定められたフェイルセーフ処理である。【選択図】図1
Description
本発明は、所定処理の実行を制御する制御部を有するCPUを備える制御装置に関する。
近年の電子技術の進展により、車両には、エンジン、バッテリ、ドア、ランプ、ワイパー、エアコンなど様々な車載部品を制御するためのECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)が多数搭載されるようになった。ECUは、CPU、メモリ、入出力インタフェースなどを備え、CANやLINなどの車載LANを通じて相互に情報の送受信を行っている。このようなECUには、例えば、エンジンの噴射制御、点火制御、スロットル制御を行うエンジンECU、ドアロック制御、ワイパー制御、ライト制御などを行うボディECU、運転席での各種情報の表示を制御するインパネECU、エアコンの作動を制御するエアコンECUなどがある。
ECUは、CPUの異常を監視するために、CPUの外付け回路として、WD(Watch Dog:ウォッチドッグ)回路を備える。WD回路は、CPUが周期的に出力するWDパルスを監視し、一定時間内にCPUからWDパルスが出力されない等のCPUの異常を検出した場合、リセット信号をCPUへ出力する。このように、ECUは、CPUを復旧させる機能を備える。
しかし、CPUの異常が検出されてCPUがリセットされると、CPUは異常から正常に復帰することができたとしても過去に異常が発生したことを判断することができない。そこで、CPUの外付け回路として具備されたWD回路に、CPUの異常回数を計数することができるカウンタを設けて、CPUの異常回数を記憶し、記憶した異常回数が一定回数以上になった場合、重度の異常であると判定して単にCPUをリセットするのではなく、所定のフェイルセーフ処理を実施する車両用電子制御装置が開示されている(特許文献1参照)。
しかし、一般的に、WD回路にはカウンタが設けられていないため、WD回路にCPUの異常回数を計数するためのカウンタを設けるためには、高価なICが必要となる。また、CPUがカウンタの情報を取得するためには、CPUとWD回路とを繋ぐ新たな通信線が必要であり、またCPUのI/Oポートを割り当てる必要があり、装置のコストが高くなるという問題がある。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、安価な構成で所定のフェイルセーフ処理を実行することができる制御装置を提供することを目的とする。
本発明に係る制御装置は、所定処理の実行を制御する制御部を有するCPUを備える制御装置において、前記CPUは、前記制御部の異常を検出する検出部と、該検出部が異常を検出したことを示す検出情報を記録する記録部とを備え、前記制御部は、前記記録部に記録された検出情報に基づいて所定処理の実行を制御することを特徴とする。
本発明にあっては、CPUは、制御部と、制御部の異常を検出する検出部と、検出部が異常を検出したことを示す検出情報を記録する記録部とを備える。すなわち、検出部は、CPUの外部に設けられたものではなく、CPUに内蔵されたものである。制御部は、記録部に記録された検出情報に基づいて所定処理の実行を制御する。所定処理は、例えば、予め定められたフェイルセーフ処理である。これにより、CPUの外部にWD回路などの部品を設ける必要がなく、また、CPUと外部回路とを繋ぐ通信線が不要であり、さらに、CPUにI/Oポートを割り当てる必要もないので、制御部の異常を検出した場合に、安価な構成で所定処理(所定のフェイルセーフ処理)を実行することができる。
本発明に係る制御装置は、前記制御部は、前記記録部に記録された検出情報に基づいて前記検出部が検出した異常の回数を算出し、算出した回数が所定の閾値以上の場合、前記所定処理の実行を制御することを特徴とする。
本発明にあっては、制御部は、記録部に記録された検出情報に基づいて検出部が検出した異常の回数を算出し、算出した回数が所定の閾値以上の場合、所定処理の実行を制御する。すなわち、制御部の異常回数が所定の閾値以上となった場合、制御部が重度の異常であるとして所定処理を実行することができる。
本発明に係る制御装置は、前記制御部が算出した回数を記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記記録部に前記検出情報が記録された場合、前記記憶部に記憶した回数に1を加算して異常の回数を算出することを特徴とする。
本発明にあっては、記憶部は、制御部が算出した回数を記憶する。制御部は、記録部に検出情報が記録された場合、記憶部に記憶した回数に1を加算して異常の回数を算出する。例えば、制御部の異常が過去にN回発生していたとすると、記憶部には数値Nが記憶されている。今回制御部の異常が検出されたとすると、制御部は、記憶部に記憶された数値Nに1を加算して、異常の回数(N+1)を算出する。これにより、カウンタを設けることなく、CPU内部で異常回数を求めることができ、安価な構成とすることができる。
本発明に係る制御装置は、前記制御部は、所定周期で信号を前記検出部へ出力し、前記検出部は、前記所定周期より長い第1所定時間の間に前記信号を取得できない場合、前記制御部の異常を検出することを特徴とする。
本発明にあっては、制御部は、所定周期で信号を検出部へ出力する。所定周期は、例えば、数msから数十msとすることができるが、これに限定されない。信号は、例えば、WDパルスとすることができる。検出部は、所定周期より長い第1所定時間の間に信号を取得できない場合、制御部の異常を検出する。これにより、CPU内蔵の検出部により制御部の異常を検出することができる。
本発明に係る制御装置は、前記検出部は、前記第1所定時間の間に前記信号を取得できない場合、リセット信号を前記制御部へ出力し、前記制御部は、リセット信号を取得した時点から次のリセット信号を取得するまでの経過時間が所定の閾値を超える場合、前記記憶部に記憶した回数を所定値に設定することを特徴とする。
本発明にあっては、検出部は、第1所定時間の間に信号(例えば、WDパルス)を取得できない場合、リセット信号を制御部へ出力する。これにより、CPUはリセット処理を実行し、復旧することができる。制御部は、リセット信号(例えば、直近のリセット信号)を取得した時点から次のリセット信号(例えば、今回のリセット信号)を取得するまでの経過時間が所定の閾値を超える場合、記憶部に記憶した回数を所定値に設定する。所定の閾値は、例えば、1時間、2時間などとすることができるが、これに限定されるものではない。所定値は、例えば、0とすることができる。
例えば、リセット信号を取得してから次のリセット信号を取得するまでの時間が、半年又は一年程度とすると、長期間(例えば、数年)経過後に異常回数が所定の閾値以上となって予期しないタイミングで所定処理を実行する事態となる。リセット信号を取得してから次のリセット信号を取得するまでの経過時間が、例えば、1時間、2時間程度の短い時間を超えた場合に、記憶部に記憶した異常回数を0とする(記憶部をクリアする)ことにより、予期しないタイミングで所定処理が実行されることを防止することができる。
本発明に係る制御装置は、前記CPUとは別個に、前記制御部の異常の有無を監視する監視部を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、CPUとは別個に監視部を備え、監視部は、制御部の異常の有無を監視する。検出部は、CPUに内蔵してあるので、制御部に何らかの異常が発生した場合に、検出部も異常となる可能性を否定できない。そこで、CPUとは別個に監視部を備えることにより、検出部が制御部の異常を検出することができない場合でも制御部の異常を確実に検出することができ、装置の信頼性を向上させることができる。
本発明に係る制御装置は、前記制御部は、前記所定周期で信号を前記監視部へ出力し、前記監視部は、前記第1所定時間よりも長い第2所定時間の間に前記信号を取得できない場合、リセット信号を前記制御部へ出力することを特徴とする。
本発明にあっては、制御部は、所定周期で信号(例えば、WDパルス)を監視部へ出力する。監視部は、第1所定時間よりも長い第2所定時間の間に信号を取得できない場合、リセット信号を制御部へ出力する。検出部が正常である場合には、検出部は、第1所定時間の間に信号(WDパルス)を取得できない場合、リセット信号を制御部へ出力するので、制御部はリセット処理を実行して復旧し、再度所定周期で信号(WDパルス)を出力するはずである。しかし、第1所定時間よりも長い第2所定時間の間に信号を取得できない場合には、検出部がリセット信号を制御部へ出力していないために制御部が異常のままであると考えられる。そこで、監視部がリセット信号を制御部へ出力することにより、検出部が異常となった場合でも、制御部を復旧させることができる。
本発明によれば、安価な構成で所定のフェイルセーフ処理を実行することができる。
(第1実施形態)
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は第1実施形態の制御装置としてのECU100の構成の要部の一例を示すブロック図である。ECU(Electronic Control Unit)には、例えば、エンジンの噴射制御、点火制御、スロットル制御を行うエンジンECU、ドアロック制御、ワイパー制御及びライト制御などを行うボディECU、運転席での各種情報の表示を制御するインパネECU、又はエアコンの作動を制御するエアコンECUなどがあるが、以下では、ECU100は、エンジンECUであるとして説明する。なお、ECU100は、エンジンECUに限定されない。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は第1実施形態の制御装置としてのECU100の構成の要部の一例を示すブロック図である。ECU(Electronic Control Unit)には、例えば、エンジンの噴射制御、点火制御、スロットル制御を行うエンジンECU、ドアロック制御、ワイパー制御及びライト制御などを行うボディECU、運転席での各種情報の表示を制御するインパネECU、又はエアコンの作動を制御するエアコンECUなどがあるが、以下では、ECU100は、エンジンECUであるとして説明する。なお、ECU100は、エンジンECUに限定されない。
ECU100は、CPU10、メモリ20などを備える。なお、便宜上他の構成は省略している。また、CPU10は、所定処理の実行を制御する制御部11、内蔵WDT(Watch Dog Timer)12、レジスタ13などを備える。制御部11は、例えば、プロセッサ、RAMなどで構成され、ECU100が実施する処理を制御する機能を有する。
内蔵WDT12は、検出部としての機能を有し、制御部11の異常を検出する。内蔵WDT12は、CPU10の外部に設けられたものではなく、CPU10に内蔵されたものである。
レジスタ13は、記録部としての機能を有し、内蔵WDT12が制御部11の異常を検出したことを示す検出情報を記録する。検出情報は、リセットフラグとも称し、例えば、1ビットの情報であり、「1」であれば異常あり、「0」であれば異常なし(正常)とすることができるが、これに限定されるものではない。
制御部11は、レジスタ13に記録された検出情報に基づいて所定処理の実行を制御する。所定処理は、例えば、予め定められたフェイルセーフ処理である。フェイルセーフ処理は、例えば、スロットル制御に対するフェイルセーフ処理である、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、あるいは点火制御に対するフェイルセーフ処理である、点火時期の遅角制御などであるが、これらに限定されるものではない。
上述の構成により、CPU10の外部にWD(Watch Dog)回路などの部品を設ける必要がなく、また、CPU10と外部回路とを繋ぐ通信線が不要であり、さらに、CPU10にWD回路用のI/Oポートを割り当てる必要もないので、制御部11の異常を検出した場合に、安価な構成で所定処理(所定のフェイルセーフ処理)を実行することができる。以下、さらに具体的に説明する。
制御部11は、所定周期で信号(WDパルスとも称する)を内蔵WDT12へ出力する。すなわち、制御部11が正常に動作している場合、制御部11は、所定周期でWDパルスを内蔵WDT12へ出力する。所定周期は、例えば、数msから数十msとすることができるが、これに限定されない。
内蔵WDT12は、所定周期でWDパルスを取得している場合、制御部11が正常であると判定する。一方、内蔵WDT1212は、所定周期より長い第1所定時間の間にWDパルスを取得できない場合、制御部11が異常であると判定し制御部11の異常を検出する。これにより、CPU10内蔵の内蔵WDT12により制御部11の異常を検出することができる。
内蔵WDT12は、制御部11の異常を検出した場合、すなわち、第1所定時間の間にWDパルスを取得できない場合、リセット信号を制御部11へ出力する。制御部11は、リセット信号を取得するとリセット処理を実行し、異常状態から復旧することができる。
内蔵WDT12は、リセット信号を制御部11へ出力した場合、リセットフラグ(検出情報)をレジスタ13に記録する。
図2は第1実施形態の内蔵WDT12による制御部11のリセット処理の一例を示すタイムチャートである。図2に示すように、制御部11は、所定周期TでWDパルスを繰り返し出力する。例えば、時刻t1にてWDパルスを出力したものの、次のWDパルスが出力されない場合、制御部11に何らかの異常が発生したと考えられる。
そこで、時刻t1から所定周期Tよりも長い第1所定時間T1の間にWDパルスを取得することができない場合、内蔵WDT12は、制御部11の異常を検出し、リセット信号を制御部11へ出力する。
制御部11は、リセット信号を取得すると、リセット処理を実行し、復旧すると再びWDパルスを繰り返し出力する。
制御部11は、リセット処理を実行して復旧すると、レジスタ13に記録したリセットフラグを読み出し、読み出した値が「1」である場合には、異常があったと判定し、読み出した値が「0」である場合には、異常がなかったと判定する。
制御部11は、レジスタ13に記録された検出情報に基づいて内蔵WDT12が検出した異常の回数を算出し、算出した回数が所定の閾値以上の場合、所定処理(フェイルセーフ処理)の実行を制御する。すなわち、制御部11の異常回数が所定の閾値以上となった場合、制御部11が重度の異常であるとして所定のフェイルセーフ処理を実行することができる。
より具体的には、メモリ20は、記憶部としての機能を有し、制御部11が算出した異常回数を記憶する。制御部11は、レジスタ13に記録されたリセットフラグが「1」である場合、メモリ20に記憶した異常回数に1を加算して異常回数を算出する。なお、メモリ20は、不揮発性メモリであれば、どのようなタイプのものを使用してもよい。
例えば、制御部11の異常が過去にN回発生していたとすると、メモリ20には数値Nが記憶されている。今回、制御部11の異常が検出されたとすると、制御部11は、メモリ20に記憶された数値Nに1を加算して、異常回数(N+1)を算出する。これにより、カウンタを設けることなく、CPU10内部で異常回数を求めることができ、安価な構成とすることができる。
また、制御部11は、リセット信号(例えば、直近のリセット信号)を取得した時点から次のリセット信号(例えば、今回のリセット信号)を取得するまでの経過時間が所定の閾値(閾値時間)を超える場合、メモリ20に記憶した異常回数を所定値に設定する。所定の閾値は、例えば、1時間、2時間などとすることができるが、これに限定されるものではない。また、所定値は、例えば、0とすることができる。
例えば、リセット信号を取得してから次のリセット信号を取得するまでの時間が、半年又は一年程度とすると、長期間(例えば、数年)経過後に異常回数が所定の閾値以上となって予期しないタイミングでフェイルセーフ処理を実行する事態となる。リセット信号を取得してから次のリセット信号を取得するまでの経過時間が、例えば、1時間、2時間程度の短い時間を超えた場合に、メモリ20に記憶した異常回数を0とする(メモリ20をクリアする)ことにより、予期しないタイミングでフェイルセーフ処理が実行されることを防止することができる。
なお、メモリ20をクリアする構成に代えて、異常回数に関するデータを揮発性メモリに保存するようにしてもよい。揮発性メモリの内容は、制御部11のリセット処理では消去されないが、駐車時などの電源遮断により消去されるからである。
図3は第1実施形態の制御部11の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御部11は、WDパルスを出力し(S11)、リセット信号を取得したか否かを判定する(S12)。リセット信号を取得しない場合(S12でNO)、制御部11は、ステップS11の処理を続ける。
ここで、制御部11に何らかの異常が発生した場合には、WDパルスが出力されなくなるので、内蔵WDT12がリセット信号を出力することになる。リセット信号を取得した場合(S12でYES)、制御部11は、リセット処理を実行し(S13)、直近のリセット信号から今回取得したリセット信号までの経過時間>所定の閾値時間であるか否かを判定する(S14)。
経過時間>所定の閾値時間である場合(S14でYES)、制御部11は、メモリ20をクリアする(S15)。経過時間>所定の閾値時間でない場合(S14でNO)、制御部11は、ステップS15の処理を行うことなく後述のステップS16の処理を行う。
制御部11は、レジスタ13を読み出し(S16)、リセットフラグがあるか否かを判定する(S17)。ここでは、リセットフラグの値が「1」であるか「0」であるかを判定する。リセットフラグあり(値が「1」)の場合(S17でYES)、制御部11は、メモリ20を読み出し(S18)、メモリ20から読み出した値に「1」を加算して異常回数を算出し、算出した異常回数をメモリ20に書き込む(S19)。
制御部11は、算出した異常回数≧閾値であるか否かを判定し(S20)、算出した異常回数≧閾値である場合(S20でYES)、フェイルセーフ処理を実行し(S21)、処理を終了するか否かを判定する(S22)。
ステップS17でリセットフラグなし(値が「0」)の場合(S17でNO)、ステップS20で算出した異常回数≧閾値でない場合(S20でNO)、あるいは、処理を終了しない場合(S22でNO)、制御部11は、ステップS11以降の処理を続ける。処理を終了する場合(S22でYES)、制御部11は、処理を終了する。
(第2実施形態)
図4は第2実施形態の制御装置としてのECU100の構成の要部の一例を示すブロック図である。第1実施形態との相違点は、CPU10とは別個に外付けのWD(Watch Dog)回路50を備える点である。なお、第1実施形態と同様の箇所は同一符号を付して説明を省略する。
図4は第2実施形態の制御装置としてのECU100の構成の要部の一例を示すブロック図である。第1実施形態との相違点は、CPU10とは別個に外付けのWD(Watch Dog)回路50を備える点である。なお、第1実施形態と同様の箇所は同一符号を付して説明を省略する。
WD回路50は、監視部としての機能を有し、制御部11の異常の有無を監視する。なお、WD回路50は、内蔵のカウンタ等を備えるものではなく、比較的安価となる。
内蔵WDT12は、CPU10に内蔵してあるので、制御部11に何らかの異常が発生した場合に、内蔵WDT12も異常となる可能性を否定できない。そこで、CPU10とは別個に安価なWD回路50を備えることにより、内蔵WDT12が制御部11の異常を検出することができない場合でも制御部11の異常を確実に検出することができ、装置の信頼性を向上させることができる。
より具体的には、制御部11は、所定周期でWDパルスをWD回路50へ出力する。WD回路50は、第1所定時間よりも長い第2所定時間の間にWDパルスを取得できない場合、リセット信号を制御部11へ出力する。
図5は第2実施形態のWD回路50による制御部11のリセット処理の一例を示すタイムチャートである。図5に示すように、制御部11は、所定周期TでWDパルスを繰り返し出力する。例えば、時刻t2にてWDパルスを出力したものの、次のWDパルスが出力されない場合、制御部11に何らかの異常が発生したと考えられる。
そこで、時刻t2から所定周期Tよりも長い第1所定時間T1の間にWDパルスを取得することができない場合、内蔵WDT12は、制御部11の異常を検出し、リセット信号を制御部11へ出力するはずである。しかし、第1所定時間T1の間に内蔵WDT12からリセット信号が出力されない場合には、内蔵WDT12に何らかの異常が発生したと考えられる。
すなわち、内蔵WDT12が正常である場合には、内蔵WDT12は、第1所定時間T1の間に制御部11からWDパルスを取得できない場合、リセット信号を制御部11へ出力するので、制御部11はリセット処理を実行して復旧し、再度所定周期でWDパルスを出力するはずである。しかし、第1所定時間T1よりも長い第2所定時間T2の間にWDパルスを取得できない場合には、内蔵WDT12がリセット信号を制御部11へ出力していないために制御部11が異常のままであると考えられる。そこで、WD回路50がリセット信号を制御部11へ出力する。制御部11は、リセット信号を取得すると、リセット処理を実行し、復旧すると再びWDパルスを繰り返し出力する。これにより、内蔵WDT12が異常となった場合でも、制御部11を復旧させることができる。
上述のように、第1実施形態及び第2実施形態によれば、CPUに内蔵された内蔵WDTを使用することにより、カウンタを具備する高価な外付けWD回路を使用することなく、安価な構成で、制御部11の異常を記録し、制御部11の異常回数を算出することができ、異常回数が所定の閾値以上となって重度の異常であると判定することができる場合には、単にリセット処理だけを実行するのではなく、所定のフェイルセーフ処理を実行することができる。
以上に開示された実施の形態及び実施例は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態及び実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての修正や変形を含むものと意図される。
10 CPU
11 制御部
12 内蔵WDT
13 レジスタ
20 メモリ
50 WD回路
100 ECU
11 制御部
12 内蔵WDT
13 レジスタ
20 メモリ
50 WD回路
100 ECU
Claims (7)
- 所定処理の実行を制御する制御部を有するCPUを備える制御装置において、
前記CPUは、
前記制御部の異常を検出する検出部と、
該検出部が異常を検出したことを示す検出情報を記録する記録部と
を備え、
前記制御部は、
前記記録部に記録された検出情報に基づいて所定処理の実行を制御することを特徴とする制御装置。 - 前記制御部は、
前記記録部に記録された検出情報に基づいて前記検出部が検出した異常の回数を算出し、算出した回数が所定の閾値以上の場合、前記所定処理の実行を制御することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 前記制御部が算出した回数を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、
前記記録部に前記検出情報が記録された場合、前記記憶部に記憶した回数に1を加算して異常の回数を算出することを特徴とする請求項2に記載の制御装置。 - 前記制御部は、
所定周期で信号を前記検出部へ出力し、
前記検出部は、
前記所定周期より長い第1所定時間の間に前記信号を取得できない場合、前記制御部の異常を検出することを特徴とする請求項3に記載の制御装置。 - 前記検出部は、
前記第1所定時間の間に前記信号を取得できない場合、リセット信号を前記制御部へ出力し、
前記制御部は、
リセット信号を取得した時点から次のリセット信号を取得するまでの経過時間が所定の閾値を超える場合、前記記憶部に記憶した回数を所定値に設定することを特徴とする請求項4に記載の制御装置。 - 前記CPUとは別個に、前記制御部の異常の有無を監視する監視部を備えることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の制御装置。
- 前記制御部は、
前記所定周期で信号を前記監視部へ出力し、
前記監視部は、
前記第1所定時間よりも長い第2所定時間の間に前記信号を取得できない場合、リセット信号を前記制御部へ出力することを特徴とする請求項6に記載の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015125717A JP2017007539A (ja) | 2015-06-23 | 2015-06-23 | 制御装置 |
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JP2015125717A JP2017007539A (ja) | 2015-06-23 | 2015-06-23 | 制御装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019102926A1 (ja) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | ヤマハ発動機株式会社 | マイクロコンピュータを備えたビークル制御装置 |
CN112257217A (zh) * | 2019-07-05 | 2021-01-22 | 上汽通用汽车有限公司 | 汽车控制器内核状态监控系统和方法 |
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2015
- 2015-06-23 JP JP2015125717A patent/JP2017007539A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019102926A1 (ja) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | ヤマハ発動機株式会社 | マイクロコンピュータを備えたビークル制御装置 |
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