JP2017091442A

JP2017091442A - 電子制御装置

Info

Publication number: JP2017091442A
Application number: JP2015224745A
Authority: JP
Inventors: 憲治坪井; Kenji Tsuboi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2017-05-25
Also published as: DE102016222586A1

Abstract

【課題】機能安全要求を満たしつつ、システムの起動時間を短くする。
【解決手段】電子制御装置１のマイコン２は、タイマ回路５からタイマ起動信号の入力が無いときにＢＩＳＴ処理を実行せず、一方、タイマ起動信号の入力が有るときにＢＩＳＴ処理を実行する。機能安全要求をシステムの起動時間よりも優先させたい場合には、ＢＩＳＴ機能を有効に設定し、ＢＩＳＴ処理を実行することで、機能安全要求を満たす。一方、システムの起動時間を機能安全要求よりも優先させたい場合には、ＢＩＳＴ機能を無効に設定し、ＢＩＳＴ処理を実行しないことで、システムの起動時間を短くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子制御装置に関する。

電子制御装置に搭載されるマイコンとして、ＩＳＯ２６２６２等の機能安全要求を満たすように、ハードウェアセルフテスト（以下、ＢＩＳＴ（Built In Self Test）と称する）機能が組み込まれているマイコンがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０１３−１９６０８４号公報

ＢＩＳＴ機能が組み込まれているマイコンでは、ハードウェアコンフィグレーションによりＢＩＳＴ処理が静的に設定され、動作上の安全面の観点からリセット解除後のソフトウェアが動作する前にＢＩＳＴ処理が実行される。ＢＩＳＴ処理の内容はリセットが通常であるか又は異常であるかにより変わり、その時間は回路構成や物理的なメモリサイズに関係する。しかしながら、上記したようにマイコンのリセット解除後のソフトウェアが動作する前にＢＩＳＴ処理が実行される構成では、電源回路がマイコンの電源オフから電源オンへの移行を開始させてからマイコンが通常制御処理を開始するまでの時間が長くなる。その結果、電子制御装置を含むシステムの起動時間が長くなるという問題がある。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機能安全要求を満たしつつ、システムの起動時間を短くすることができる電子制御装置を提供することにある。

請求項１に記載した発明によれば、マイコン（２、１２）は、電源オンによる起動時にハードウェアセルフテスト処理を実行可能であり、ハードウェアセルフテスト機能を有効又は無効に設定可能である。入力回路（７、１６）は、外部指令信号を入力する。外部指令判定回路（９、１８）は、外部指令信号の入力回路への入力状態を判定する。マイコンは、外部指令信号の入力回路への入力状態を外部指令判定回路が判定することによりハードウェアセルフテスト機能を有効又は無効に設定する。即ち、外部指令信号の入力状態によりハードウェアセルフテスト機能を有効又は無効に設定するようにしたので、外部指令信号の入力状態を切り替えることで、ハードウェアセルフテストを実行するか否かを切り替えることができる。機能安全要求をシステムの起動時間よりも優先させたい場合には、ハードウェアセルフテスト機能を有効に設定し、ハードウェアセルフテストを実行することで、機能安全要求を満たすことができる。一方、システムの起動時間を機能安全要求よりも優先させたい場合には、ハードウェアセルフテスト機能を無効に設定し、ハードウェアセルフテストを実行しないことで、システムの起動時間を短くすることができる。これにより、機能安全要求を満たしつつ、システムの起動時間を短くすることができる。

本発明の第１の実施形態を示す機能ブロック図タイミングチャート（その１）タイミングチャート（その２）フローチャート本発明の第２の実施形態を示す機能ブロック図タイミングチャート（その３）タイミングチャート（その４）

（第１の実施形態）
以下、本発明を車両に搭載される電子制御装置に適用した第１の実施形態について図１から図４を参照して説明する。電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１は、マイコン２と、入力回路３と、電源回路４と、タイマ回路５とを有する。

マイコン２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６と、入出力ポート（Ｉ／Ｏ：Input／Output）７（入力回路に相当）と、ハードウェアセルフテスト（以下、ＢＩＳＴ（Built In Self Test）と称する）コントローラ８と、外部指令判定回路９とを有し、それらがバス１０を介して相互接続されている。マイコン２は、非遷移的実体的記録媒体に格納されているコンピュータプログラムを実行することで、コンピュータプログラムに対応する処理を実行し、電子制御装置１の動作全般を制御する。マイコン２は、ＣＰＵ６により初期化処理、通常制御処理及びシャットダウン処理を実行し、ＣＰＵ６とＢＩＳＴコントローラ８との連携によりＢＩＳＴ処理を実行する。

入力回路３は、外部から入力した起動信号を電源回路４及びマイコン２に出力する。起動信号は、例えばＩＧＳＷ（イグニッションスイッチ）信号、ＡＣＣＳＷ（アクセサリスイッチ）信号、ＣＡＮ（Controller Area Network、登録商標）を伝送する信号等である。電源回路４は、入力回路３から入力する起動信号がオフからオンに切り替わると、マイコン２に電源供給し、電源オン信号をマイコン２に出力し、マイコン２の電源オフから電源オンへの移行を開始させる。

マイコン２は、電源回路４から電源供給され、電源回路４から電源オン信号を入力して電源オフから電源オンに移行すると、その電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものであるか否かを、外部指令判定回路９の判定結果を用いて判定する。マイコン２は、電源回路４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものでないと外部指令判定回路９により判定すると、ＢＩＳＴ処理を実行しない。マイコン２は、電源オフから電源オンに移行した後にＢＩＳＴ処理を実行しない場合には、初期化処理を開始する。一方、マイコン２は、電源回路４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものである外部指令判定回路９により判定すると、ＢＩＳＴ処理を実行する。マイコン２は、電源オフから電源オンに移行した後にＢＩＳＴ処理を実行する場合には、ＢＩＳＴ処理を完了した後に初期化処理を開始する。又、マイコン２は、タイマリセット信号及びタイマセット信号を入出力ポート７からタイマ回路５に出力させる。

タイマ回路５は、マイコン２からタイマリセット信号を入力すると、タイマをリセットしてイネーブル状態からディセーブル状態に移行する。又、タイマ回路５は、マイコン２からタイマセット信号を入力すると、タイマをセットしてディセーブル状態からイネーブル状態に移行する。タイマ回路５は、ディセーブル状態からイネーブル状態に移行すると、タイマのカウント（即ちダウンカウント又はアップカウント）を開始し、カウントが満了すると、タイマ起動信号をオフからオンに切り替える。電源回路４は、タイマ回路５から入力するタイマ起動信号がオフからオンに切り替わると、この場合も、マイコン２に電源供給し、電源オン信号をマイコン２に出力し、マイコン２の電源オフから電源オンへの移行を開始させる。

外部指令判定回路９は、入力回路３から入出力ポート７に入力される起動信号がオフからオンに切り替わっても外部指令信号の入力が発生したと判定せず、即ち、外部指令信号の入力無しと判定する。一方、外部指令判定回路９は、タイマ回路５から入出力ポート７に入力されるタイマ起動信号がオフからオンに切り替わったときに外部指令信号の入力が発生したと判定し、即ち、外部指令信号の入力有りと判定する。

次に、上記した構成の作用について図２から図４を参照して説明する。ここでは、起動信号が例えばＡＣＣＳＷ信号である場合を説明する。
図２に示すように、電子制御装置１が搭載されている車両のユーザが例えばＡＣＣＳＷ信号をオンさせる操作を行うと、起動信号がオフからオンに切り替わる（ｔ１）。電源回路４は、入力回路３から入力する起動信号がオフからオンに切り替わると、マイコン２に電源供給し、電源オン信号をマイコン２に出力する。マイコン２は、起動信号がオフからオンに切り替わったことで、電源回路４から電源供給され、電源回路４からの電源オン信号を入力すると、電源オフから電源オンに移行し、電源回路４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものであるか否かを判定する。

ここで、マイコン２は、起動信号がオフからオンに切り替わったことで、電源回路４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものでないと外部指令判定回路９により判定すると、初期化処理を開始する（ｔ２）。マイコン２は、初期化処理を開始すると、タイマリセット信号を入出力ポート７からタイマ回路５に出力させ、タイマをリセットしてイネーブル状態からディセーブル状態に移行させる（ｔ３）。マイコン２は、初期化処理を完了すると、通常制御処理を開始する（ｔ４）。即ち、マイコン２は、電源回路４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものでない場合には、ＢＩＳＴ処理を省いて初期化処理を開始する。マイコン２がＢＩＳＴ処理を省いて初期化処理を開始する場合には、ＢＩＳＴ処理を省かずに初期化処理を開始する場合に比べてシステムの起動時間を短くすることができる。

その後、電子制御装置１が搭載されている車両のユーザが例えばＡＣＣＳＷ信号をオフさせる操作を行うと、起動信号がオンからオフに切り替わる（ｔ５）。マイコン２は、起動信号がオフからオンに切り替わったことで、通常制御処理を完了し、シャットダウン処理を開始する。マイコン２は、シャットダウン処理を開始すると、タイマセット信号を入出力ポート７からタイマ回路５に出力させ、タイマをセットしてディセーブル状態からイネーブル状態に移行させる。尚、マイコン２は、タイマセット信号を入出力ポート７からタイマ回路５に出力させる際に、カウントが満了するまでの所定時間を設定する。即ち、ダウンカウントを採用している場合にはカウントを開始する値を設定し、アップカウントを採用している場合にはカウントを終了する値を設定する。そして、マイコン２は、シャットダウン処理を完了する直前に電源オンから電源オフへの移行を開始し（ｔ６）、シャットダウン処理を完了する（ｔ７）。

タイマ回路５は、ディセーブル状態からイネーブル状態に移行すると、タイマのカウントを開始する。タイマ回路５のカウントが規定値に達して満了すると、タイマ起動信号がオフからオンに切り替わる（ｔ８）。電源回路４は、タイマ起動信号がオフからオンに切り替わると、マイコン２に電源供給し、電源オン信号をマイコン２に出力する。マイコン２は、タイマ起動信号がオフからオンに切り替わった（即ち外部指令信号の入力が有った）ことで、電源回路４から電源供給され、電源回路４からの電源オン信号を入力すると、電源オフから電源オンに移行し、電源回路４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものであるか否かを判定する。

ここで、マイコン２は、タイマ起動信号がオフからオンに切り替わったことで、電源回路４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものであると外部指令判定回路９により判定すると、ＢＩＳＴ処理を開始する（ｔ９）。即ち、図４に示すように、マイコン２は、電源オフから電源オンに移行したと判定し（Ｓ１：ＹＥＳ）、タイマ起動信号のオフからオンへの切り替わりにより外部指令信号の入力が有ったと判定すると（Ｓ２：ＹＥＳ）、ＢＩＳＴ処理を実行する（Ｓ３）。

マイコン２は、ＢＩＳＴ処理を完了すると、初期化処理を開始する（ｔ１０）。マイコン２は、初期化処理を開始すると、タイマリセット信号を入出力ポート７からタイマ回路５に出力させ、タイマをリセットしてイネーブル状態からディセーブル状態に移行させる（ｔ１１）。マイコン２は、初期化処理を完了すると、通常制御処理ではなくシャットダウン処理を開始する（ｔ１２）。そして、マイコン２は、シャットダウン処理を完了する直前に電源オンから電源オフへの移行を開始し（ｔ１３）、シャットダウン処理を完了する（ｔ１４）。即ち、マイコン２は、電源回路４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものである場合には、初期化処理を開始する前にＢＩＳＴ処理を開始する。マイコン２がＢＩＳＴ処理を開始する場合には、ＢＩＳＴ処理を省く場合に比べて機能安全要求を満たすことができる。

以上に説明した一連の処理により、ユーザが例えばＡＣＣＳＷ信号をオンさせる操作を行うと、マイコン２がＢＩＳＴ処理を実行しないことで、電源回路４がマイコン２の電源オフから電源オンへの移行を開始させてからマイコン２が通常制御処理を開始するまでの起動時間を、マイコン２がＢＩＳＴ処理を実行する場合よりも短くすることができ、システムの起動時間を短くすることができる。その後、ユーザが例えばＡＣＣＳＷ信号をオフさせる操作を行ってからタイマ回路５のカウントが満了すると、マイコン２がＢＩＳＴ処理を実行することで、機能安全要求を満たすことができる。

尚、図３に示すように、タイマ回路５のカウントが規定値に達して満了する前にユーザが例えばＡＣＣＳＷ信号をオンさせる操作を行うと、起動信号がオフからオンに再度切り替わる（ｔ２１）。マイコン２は、起動信号がオフからオンに再度切り替わったことで、電源回路４から電源供給され、電源回路４からの電源オン信号を入力すると、電源オフから電源オンに移行し、電源回路４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものであるか否かを判定する。ここで、マイコン２は、起動信号がオフからオンに切り替わったことで、電源回路４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものでないと外部指令判定回路９により判定すると、初期化処理を開始する（ｔ２２）。マイコン２は、これ以降、前述したｔ３、ｔ４と同様の処理を行う。即ち、マイコン２は、初期化処理を開始すると、タイマリセット信号を入出力ポート７からタイマ回路５に出力させ、タイマをリセットしてイネーブル状態からディセーブル状態に移行させ（ｔ２３）、初期化処理を完了すると、通常制御処理を開始する（ｔ２４）。

以上説明したように第１の実施形態によれば、次に示す効果を得ることができる。
電子制御装置１において、タイマ回路５からマイコン２へのタイマ起動信号の入力が無い（即ちＢＩＳＴ機能を無効に設定している）ときにＢＩＳＴ処理を実行せず、一方、タイマ起動信号の入力が有る（即ちＢＩＳＴ機能を有効に設定している）ときにＢＩＳＴ処理を実行するようにした。これにより、機能安全要求をシステムの起動時間よりも優先させたい場合には、ＢＩＳＴ機能を有効に設定し、ＢＩＳＴ処理を実行することで、機能安全要求を満たすことができる。一方、システムの起動時間を機能安全要求よりも優先させたい場合には、ＢＩＳＴ機能を無効に設定し、ＢＩＳＴ処理を実行しないことで、システムの起動時間を短くすることができる。これにより、機能安全要求を満たしつつ、システムの起動時間を短くすることができる。

又、マイコン２が電源オフする前にカウントが満了するまでの所定時間を設定するようにした。これにより、例えば通常制御処理においてユーザが所定時間を操作入力可能とすることで、そのユーザが操作入力した所定時間を設定することができ、ＢＩＳＴ処理を実行するタイミングをユーザが自在に決定することができる。即ち、シャットダウン処理を完了した後にＢＩＳＴ処理を速やかに実行する必要がある場合には、所定時間を比較的短く設定しても良い。又、ＣＰＵ６が他の処理を実行しない時間（即ち空き時間）にＢＩＳＴ処理を実行するように所定時間を設定しても良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図５から図７を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第１の実施形態は、電子制御装置１の内部で生成するタイマ起動信号を外部指令信号として用いた構成であるが、第２の実施形態は、電子制御装置の外部から入力する信号を外部指令信号として用いる構成である。

電子制御装置１１は、前述した第１の実施形態で説明した電子制御装置１からタイマ回路５が省略された構成である。電子制御装置１１は、マイコン１２と、入力回路１３と、電源回路１４とを有する。マイコン１２は、ＣＰＵ１５と、入出力ポート１６と、ＢＩＳＴコントローラ１７と、外部指令判定回路１８とを有し、それらがバス１９を介して相互接続されている。

入力回路１３は、外部から入力した第１の起動信号及び第２の起動信号を電源回路１４及びマイコン１２に出力する。第１の起動信号は、前述した第１の実施形態で説明した起動信号と同等であり、例えばＩＧＳＷ信号、ＡＣＣＳＷ信号、ＣＡＮを伝送する信号等である。第２の起動信号は、例えばダイアグテスター（図示せず）から送信される信号や電子制御装置１とは別の電子制御装置（図示せず）から送信される信号である。電源回路１４は、入力回路１３から入力する第１の起動信号又は第２の起動信号がオフからオンに切り替わると、マイコン１２に電源供給し、電源オン信号をマイコン１２に出力する。

外部指令判定回路１８は、入力回路１３から入出力ポート１６に入力される第１の起動信号がオフからオンに切り替わっても外部指令信号の入力が発生したと判定せず、即ち、外部指令信号の入力無しと判定する。一方、外部指令判定回路１８は、入力回路１３から入出力ポート１６に入力される第２の起動信号がオフからオンに切り替わったときに外部指令信号の入力が発生したと判定し、即ち、外部指令信号の入力有りと判定する。

次に、上記した構成の作用について図６及び図７を参照して説明する。ここでは、第１の起動信号が例えばＡＣＣＳＷ信号である場合を説明する。
図６に示すように、電子制御装置１１が搭載されている車両のユーザが例えばＡＣＣＳＷ信号をオンさせる操作を行うと、第１の起動信号がオフからオンに切り替わる（ｔ３１）。電源回路１４は、入力回路１３から入力する第１の起動信号がオフからオンに切り替わると、マイコン１２に電源供給し、電源オン信号をマイコン１２に出力する。マイコン１２は、第１の起動信号がオフからオンに切り替わったことで、電源回路１４から電源供給され、電源回路１４からの電源オン信号を入力すると、電源オフから電源オンに移行し、電源回路１４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものであるか否かを判定する。

ここで、マイコン１２は、第１の起動信号がオフからオンに切り替わったことで、電源回路１４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものでないと外部指令判定回路１８により判定すると、初期化処理を開始する（ｔ３２）。マイコン１２は、初期化処理を完了すると、通常制御処理を開始する（ｔ３３）。即ち、マイコン１２は、電源回路１４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものでない場合には、ＢＩＳＴ処理を省いて初期化処理を開始する。

その後、電子制御装置１１が搭載されている車両のユーザが例えばＡＣＣＳＷ信号をオフさせる操作を行うと、第１の起動信号がオンからオフに切り替わる（ｔ３４）。マイコン１２は、第１の起動信号がオフからオンに切り替わったことで、通常制御処理を完了し、シャットダウン処理を開始する。そして、マイコン１２は、シャットダウン処理を完了する直前に電源オンから電源オフへの移行を開始し（ｔ３５）、シャットダウン処理を完了する（ｔ３６）。

一方、例えば電子制御装置１１が搭載されている車両を検査する作業員がダイアグテスターを電子制御装置１１とデータ通信可能に接続して所定操作を行うと、第２の起動信号がオフからオンに切り替わる（ｔ３７）。電源回路１４は、入力回路１３から入力する第２の起動信号がオフからオンに切り替わると、マイコン１２に電源供給し、電源オン信号をマイコン１２に出力する。マイコン１２は、第２の起動信号がオフからオンに切り替わったことで、電源回路１４から電源供給され、電源回路１４からの電源オン信号を入力すると、電源オフから電源オンに移行し、電源回路１４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものであるか否かを判定する。

ここで、マイコン１２は、第２の起動信号がオフからオンに切り替わったことで、電源回路１４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものであると外部指令判定回路１８により判定すると、ＢＩＳＴ処理を開始する（ｔ３８）。マイコン１２は、ＢＩＳＴ処理を完了すると、初期化処理を開始し（ｔ３９）、初期化処理を完了すると、通常制御処理を開始する（ｔ４０）。即ち、マイコン１２は、電源回路１４からの電源オン信号の入力が外部指令信号に因るものである場合には、初期化処理を開始する前にＢＩＳＴ処理を開始する。

以上に説明した一連の処理により、ユーザが例えばＡＣＣＳＷ信号をオンさせる操作を行うと、マイコン１２がＢＩＳＴ処理を実行しないことで、電源回路１４がマイコン１２の電源オフから電源オンへの移行を開始させてからマイコン１２が通常制御処理を開始するまでの起動時間を、マイコン１２がＢＩＳＴ処理を実行する場合よりも短くすることができ、システムの起動時間を短くすることができる。一方、例えば作業員がダイアグテスターにより所定操作を行うと、マイコン１２がＢＩＳＴ処理を実行することで、機能安全要求を満たすことができる。尚、図７に示すように、マイコン１２は、初期化処理を完了する前に第２の起動信号がオンからオフに切り替わったときには（ｔ４１）、初期化処理を完了すると、通常制御処理を開始せずにシャットダウン処理を開始しても良い（ｔ４２）。

以上に説明したように第２の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。即ち、入力回路１３からマイコン１２への第２の起動信号の入力が無い（即ちＢＩＳＴ機能を無効に設定している）ときにＢＩＳＴ処理を実行せず、一方、第２の起動信号の入力が有る（即ちＢＩＳＴ機能を有効に設定している）ときにＢＩＳＴ処理を実行するようにした。これにより、機能安全要求を満たしつつ、システムの起動時間を短くすることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態で例示したものに限定されることなく、その範囲を逸脱しない範囲で任意に変形又は拡張することができる。
機能安全要求とシステムの起動時間の短縮化との両立が求められる用途であれば、車両以外の他の用途に適用される構成でも良い。
第１の実施形態において、マイコン２がタイマセット信号を入出力ポート７からタイマ回路５に出力させる際に所定時間を設定する構成を例示したが、予め設定されている固定値を所定時間としても良い。

図面中、１、１１は電子制御装置、２、１２はマイコン、５はタイマ回路、７、１６は入出力ポート（入力回路）、９、１８は外部指令判定回路である。

Claims

電源オンによる起動時にハードウェアセルフテスト処理を実行可能であり、ハードウェアセルフテスト機能を有効又は無効に設定可能なマイコン（２、１２）を備えた電子制御装置（１、１１）において、
外部指令信号を入力する入力回路（７、１６）と、
前記外部指令信号の前記入力回路への入力状態を判定する外部指令判定回路（９、１８）と、を備え、
前記マイコンは、前記外部指令信号の前記入力回路への入力状態を前記外部指令判定回路が判定することにより前記ハードウェアセルフテスト機能を有効又は無効に設定する電子制御装置。
請求項１に記載した電子制御装置において、
前記マイコンは、前記外部指令信号の前記入力回路への入力無しを前記外部指令判定回路が判定することにより前記ハードウェアセルフテスト機能を無効に設定し、前記外部指令信号の前記入力回路への入力有りを前記外部指令判定回路が判定することにより前記ハードウェアセルフテスト機能を有効に設定する電子制御装置。
請求項２に記載した電子制御装置において、
前記マイコンが電源オフしてから所定時間が経過した後にタイマ起動信号を出力するタイマ回路（５）を備え、
前記入力回路は、前記外部指令信号として前記タイマ起動信号を入力し、
前記外部指令判定回路は、前記タイマ起動信号の前記入力回路への入力状態を判定し、
前記マイコンは、電源オフしてから所定時間が経過して前記タイマ起動信号の前記入力回路への入力有りを前記外部指令判定回路が判定することにより前記ハードウェアセルフテスト機能を有効に設定する電子制御装置。
請求項３に記載した電子制御装置において、
前記マイコンは、電源オフしてから所定時間が経過する前に電源オンすると、前記タイマ起動信号の前記入力回路への入力無しを前記外部指令判定回路が判定することにより前記ハードウェアセルフテスト機能を無効に設定する電子制御装置。
請求項３又は４に記載した電子制御装置において、
前記タイマ回路は、前記マイコンが電源オフする前に所定時間を設定する電子制御装置。
請求項１から５の何れか一項に記載した電子制御装置において、
前記入力回路は、前記外部指令信号として前記マイコンを起動させるための信号を入力する電子制御装置。