JP2018020678A - Electronic control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CAN通信バスを介して制御データを送受信可能な電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device capable of transmitting and receiving control data via a CAN communication bus.
従来、CAN通信を行う電子制御装置において、CPU及びCANコントローラを有するマイコンを複数備えるものが知られている。例えば、特許文献1に開示された電子制御装置は、送受信用CANコントローラにより通常制御を行う主制御マイコンと、受信専用CANコントローラにより監視処理を行う副制御マイコンとを備える。監視処理にて制御データを正常に受信できた場合に副制御マイコンが出力するACKスロットは、副制御マイコンのCANコントローラ自身に入力され、主制御マイコンに入力されることがない。これにより、マイコンがデータを正常に受信できたことの確認応答が複数のマイコン同士の間で通信されることを防止する。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electronic control device that performs CAN communication is known which includes a plurality of microcomputers having a CPU and a CAN controller. For example, the electronic control device disclosed in
また、マイコンの制御によりモータ等の負荷を駆動するシステムにおいて、同等の制御機能を有する複数のマイコンを冗長的に設け、一部のマイコンが故障した場合に他の正常なマイコンにより駆動を継続する技術が知られている。特に車両に搭載されるモータ駆動システム等では、このような冗長構成により、マイコン故障に対する信頼性を向上させることが求められる。 Also, in a system that drives a load such as a motor under the control of a microcomputer, a plurality of microcomputers having equivalent control functions are redundantly provided, and when some microcomputers fail, the drive continues with another normal microcomputer Technology is known. In particular, in a motor drive system or the like mounted on a vehicle, it is required to improve reliability against a microcomputer failure by such a redundant configuration.
特許文献1の技術は、機能が異なる複数のマイコンを1つの電子制御装置に組み込んだ構成を想定したものであって、同じ機能を有する複数のマイコンを冗長的に備える構成を想定していない。したがって、マイコンの故障を検出する構成や、一部のマイコンが故障したとき、他の正常なマイコンにより制御演算を継続する構成について、何ら言及されていない。
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、同じデータが通信される複数のCAN通信バスに接続される複数の制御マイコンを備えた電子制御装置において、制御マイコンの故障を効率的に検出可能な電子制御装置を提供することにある。
The technique of
The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide control in an electronic control device including a plurality of control microcomputers connected to a plurality of CAN communication buses through which the same data is communicated. An object of the present invention is to provide an electronic control device capable of efficiently detecting a failure of a microcomputer.
本発明の電子制御装置は、同じデータが通信される複数のCAN通信バス(61、62)に接続される複数の制御マイコン(11、21)と、複数のCANトランシーバ(16、26)とを備える。
複数の制御マイコンは、複数のCAN通信バスから受信した同じデータを用いて制御演算を行うCPU(12、22)、送受信用CANコントローラ(13、23)、及び、1つ以上の受信専用CANコントローラ(14、145、24、245)を含む。
複数のCANトランシーバは、複数の制御マイコンの送受信用CANコントローラと複数のCAN通信バスとの間の通信を中継する。
The electronic control device of the present invention includes a plurality of control microcomputers (11, 21) connected to a plurality of CAN communication buses (61, 62) through which the same data is communicated, and a plurality of CAN transceivers (16, 26). Prepare.
The plurality of control microcomputers include a CPU (12, 22) that performs control calculation using the same data received from a plurality of CAN communication buses, a transmission / reception CAN controller (13, 23), and one or more reception-only CAN controllers. (14, 145, 24, 245).
The plurality of CAN transceivers relay communication between the transmission / reception CAN controllers of the plurality of control microcomputers and the plurality of CAN communication buses.
ここで、複数の制御マイコンのうち、注目する1つの制御マイコンを「自マイコン」とし、自マイコン以外の1つ以上の制御マイコンを「他マイコン」とする。
ANDゲート(15、25)は、自マイコンの受信専用CANコントローラの送信用端子(Tx)が送信する「自送信信号」と、他マイコンに対応するCANトランシーバから他マイコンの送受信用CANコントローラに通信される「他受信信号」との論理積を演算する。
Here, among the plurality of control microcomputers, one control microcomputer to be noted is referred to as “own microcomputer”, and one or more control microcomputers other than the own microcomputer are referred to as “other microcomputer”.
The AND gates (15, 25) communicate with the “own transmission signal” transmitted from the transmission terminal (Tx) of the reception dedicated CAN controller of the microcomputer and from the CAN transceiver corresponding to the other microcomputer to the transmission / reception CAN controller of the other microcomputer. The logical product with the “other received signal” is calculated.
ここで、自マイコンの受信専用CANコントローラ(14、24)の受信用端子(Rx)に演算値を出力するANDゲートが複数のマイコンの外部に設けられてもよい。又は、受信専用CANコントローラ(145、245)の内部にANDゲートの機能を有している。
そして、複数のマイコンは、受信専用CANコントローラに入力されたデータに基づいて、少なくとも他マイコンの故障を相互に検出可能である。詳しくは、自マイコンは、他マイコンが出力するはずのデータが正常に通信されているか否かを判定する。
Here, an AND gate that outputs a calculation value to the reception terminal (Rx) of the reception dedicated CAN controller (14, 24) of the microcomputer may be provided outside the plurality of microcomputers. Alternatively, the reception-only CAN controller (145, 245) has an AND gate function.
And a plurality of microcomputers can mutually detect a failure of at least another microcomputer based on the data inputted to the reception-only CAN controller. Specifically, the self microcomputer determines whether or not data that should be output from other microcomputers is normally communicated.
従来、複数の制御マイコンのうち一部の制御マイコンが故障したことを検出する構成として、マイコン間の通信により各制御マイコンが相互に他マイコンを監視する技術が知られている。この構成では、相互監視用の通信線や監視回路を設ける必要がある。
それに対し本発明では、複数の制御マイコンがそれぞれCAN通信バスから同じデータを受信することに注目し、他マイコンがCAN通信バスに出力する通信データが正常であるか否かを監視することで、他マイコンの故障を効率的に検出することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a configuration for detecting that a part of control microcomputers among a plurality of control microcomputers has failed, a technique is known in which each control microcomputer mutually monitors another microcomputer by communication between the microcomputers. In this configuration, it is necessary to provide a communication line and a monitoring circuit for mutual monitoring.
On the other hand, in the present invention, paying attention to the fact that each of the plurality of control microcomputers receives the same data from the CAN communication bus, by monitoring whether the communication data output from the other microcomputers to the CAN communication bus is normal, Faults in other microcomputers can be detected efficiently.
以下、電子制御装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態において「電子制御装置」としてのECUは、例えば車両の電動パワーステアリング装置に適用され、操舵アシストトルクを出力するモータの駆動を制御する。複数の実施形態で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。また、以下の第1〜第4実施形態を包括して「本実施形態」という。 Hereinafter, a plurality of embodiments of an electronic control device will be described based on the drawings. In each embodiment, an ECU as an “electronic control device” is applied to an electric power steering device of a vehicle, for example, and controls driving of a motor that outputs a steering assist torque. In the plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The following first to fourth embodiments are collectively referred to as “this embodiment”.
[電動パワーステアリング装置の構成]
図2に、電動パワーステアリング装置90を含むステアリングシステム100の全体構成を示す。なお、図2に示す電動パワーステアリング装置90はコラムアシスト式であるが、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置にも同様に適用可能である。
ステアリングシステム100は、ハンドル91、ステアリングシャフト92、ピニオンギア96、ラック軸97、車輪98、及び、電動パワーステアリング装置90等を含む。
[Configuration of electric power steering device]
FIG. 2 shows the overall configuration of the
The
ハンドル91にはステアリングシャフト92が接続されている。ステアリングシャフト92の先端に設けられたピニオンギア96は、ラック軸97に噛み合っている。ラック軸97の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪98が設けられる。運転者がハンドル91を回転させると、ハンドル91に接続されたステアリングシャフト92が回転する。ステアリングシャフト92の回転運動は、ピニオンギア96によりラック軸97の直線運動に変換され、ラック軸97の変位量に応じた角度に一対の車輪98が操舵される。
A
電動パワーステアリング装置90は、操舵トルクを検出するトルクセンサ93、ECU101、モータ80、及び、モータ80が出力したアシストトルクをステアリングシャフト92に伝達する減速ギア94等を含む。各実施形態に共通するECUの説明では、代表として第1実施形態のECUの符号「101」を記す。
ECU101は、操舵トルク、及び、モータ80の回転角、フィードバック電流の他、車両に搭載された他のECU等からCAN通信バスを経由して車速やエンジン回転数等の情報を取得し、これらの情報に基づいてモータ80の駆動を制御する。
ここで、本実施形態のECUが適用される車両では、車速やエンジン回転数等のデータについて、同じデータが複数のCAN通信バスを介して冗長的に通信される。
The electric
The ECU 101 acquires information such as the vehicle speed and the engine speed via the CAN communication bus from other ECUs mounted on the vehicle, in addition to the steering torque, the rotation angle of the
Here, in a vehicle to which the ECU of the present embodiment is applied, the same data is redundantly communicated via a plurality of CAN communication buses for data such as vehicle speed and engine speed.
[ECUの構成]
以下、特に通信に関する構成及び作用効果について、ECUの実施形態毎に説明する。ECUの説明では、例えば電動パワーステアリング装置のモータ等の駆動対象について、一般的に「アクチュエータ」と記す。
各実施形態のECUは、CAN通信バスから受信したデータに基づき冗長的に制御演算を行い、対応する駆動回路に指令信号を出力する複数のマイコンを備える。例えば、直流電力を交流電力に変換するインバータ等が駆動回路に該当する。複数のマイコンから指令信号を受けた複数の駆動回路は、協働してアクチュエータを駆動する。また、一部のマイコンが故障した場合、正常なマイコンのみでアクチュエータを駆動可能である。
[Configuration of ECU]
In the following, the configuration and operational effects relating particularly to communication will be described for each embodiment of the ECU. In the description of the ECU, for example, a driving target such as a motor of an electric power steering apparatus is generally referred to as an “actuator”.
The ECU of each embodiment includes a plurality of microcomputers that perform control calculations redundantly based on data received from the CAN communication bus and output command signals to corresponding drive circuits. For example, an inverter that converts DC power into AC power corresponds to the drive circuit. The plurality of drive circuits that have received the command signals from the plurality of microcomputers cooperate to drive the actuator. In addition, when some microcomputers fail, the actuator can be driven only by normal microcomputers.
ところで、従来、複数のマイコンのうち一部のマイコンが故障したことを検出する構成として、マイコン間の通信により各マイコンが相互に他マイコンを監視する技術が知られている。この構成では、相互監視用の通信線や監視回路を設ける必要がある。
それに対し本実施形態では、複数のマイコンがそれぞれCAN通信バスから同じデータを受信することに注目し、相互監視のためのマイコン間通信を設けず、CAN通信バスからマイコンへの通信データを用いて効率的にマイコンの故障検出を図る。
なお、故障検出とは別の理由、例えば駆動指令信号の同期のため等のマイコン間通信に関しては本明細書では言及しない。
By the way, conventionally, as a configuration for detecting that a part of a plurality of microcomputers has failed, a technique is known in which each microcomputer monitors another microcomputer by communication between the microcomputers. In this configuration, it is necessary to provide a communication line and a monitoring circuit for mutual monitoring.
On the other hand, in this embodiment, attention is paid to the fact that each of the plurality of microcomputers receives the same data from the CAN communication bus, and communication between microcomputers for mutual monitoring is not provided, and communication data from the CAN communication bus to the microcomputer is used. Efficiently detect microcomputer failures.
It should be noted that, for reasons other than failure detection, for example, communication between microcomputers such as for synchronizing drive command signals is not mentioned in this specification.
(第1実施形態)
第1実施形態について、図1、及び、図3〜図5を参照して説明する。
図1に示すように、第1実施形態のECU101は、それぞれ対応する2つのマイコン11、21、ANDゲート15、25、CANトランシーバ16、26、及び、駆動回路18、28を備える。第1実施形態は、ANDゲート15、25がマイコン11、21の外部に独立して設けられる点で後述の第2実施形態と異なる。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 5.
As shown in FIG. 1, the
ここで、対応する一群の構成要素の単位を「系統」と表す。ECU101は、2系統の冗長構成である。第1系統の構成要素の符号は1桁目を「1」とし、第2系統の構成要素の符号は1桁目を「2」とする。
図1中、第1系統のマイコン11、CANトランシーバ16、駆動回路18には語頭に「第1」を付し、第2系統のマイコン21、CANトランシーバ26、駆動回路28には語頭に「第2」を付して示す。明細書中では、「第1、第2」を適宜省略する。
Here, the unit of the corresponding group of components is represented as “system”. The
In FIG. 1, the
ECU101に接続されるCAN通信用のバスとして、同じデータが通信される2つのCAN通信バス61、62が設けられている。ECU101は、CAN通信バス61、62を経由して他の車載ECU等とCANプロトコルによるデータ通信を行い、データを交換する。なお、CAN通信バス61、62は、CANプロトコルで使用されるCAN−Hライン及びCAN−Lラインからなる2線式通信ラインにて構成されている。
As CAN communication buses connected to the
第1マイコン11は、第1CANトランシーバ16を介して第1CAN通信バス61に接続されており、第2マイコン21は、第2CANトランシーバ26を介して第2CAN通信バス62に接続されている。
第1マイコン11及び第2マイコン21は、CAN通信バス61、62から受信した同じデータを用いて同種の制御演算を行い、駆動回路18、28への指令信号を生成する。第1マイコン11から指令を受けた第1駆動回路18、及び、第2マイコン21から指令を受けた第2駆動回路28は、協働してアクチュエータ80を駆動する。
The
The
第1マイコン11及び第2マイコン21は、いずれもアクチュエータ80の駆動制御を主な機能とするものであり、特許請求の範囲に記載の「制御マイコン」に相当する。
第1マイコン11は、CPU12、及び2つのCANコントローラ13、14を含む。第2マイコン21は、CPU22、及び2つのCANコントローラ23、24を含む。
ANDゲート15、25は、各マイコン11、21に対応して系統毎に設けられる。
Each of the
The
AND
2系統のマイコン11、21及びANDゲート15、25の構成は実質的に同一であるため、一方の系統についての説明を、適宜、他方の系統についての説明に援用する。以下の明細書中、注目する1つのマイコンを「自マイコン」とし、自マイコン以外の1つ以上のマイコンを「他マイコン」とする。2系統の構成では、1つの「他マイコン」を「相手マイコン」と言い換えてもよい。
第1マイコン11のCPU12は、2つのCANコントローラ13、14と相互に情報交換可能である。また、CPU12は、CAN通信バス61から受信したデータを用いて制御演算を行う。CANコントローラ13、14は、それぞれ送信用端子Tx及び受信用端子Rxを有している。第2マイコン21についても同様である。
Since the configurations of the two systems of the
The
第1マイコン11のCANコントローラ13は、送信用端子Tx及び受信用端子Rxがそれぞれ主送信ライン136及び主受信ライン137を介してCANトランシーバ16に接続され、第1CANトランシーバ16を介して第1CAN通信バス61と送受信する。
第2マイコン21のCANコントローラ23は、送信用端子Tx及び受信用端子Rxがそれぞれ主送信ライン236及び主受信ライン237を介してCANトランシーバ26に接続され、第2CANトランシーバ26を介して第2CAN通信バス62と送受信する。
言い換えれば、CANトランシーバ16、26は、送受信用CANコントローラ13、23とCAN通信バス61、62との間の通信を中継する。
この構成により、CANコントローラ13、23は「送受信用CANコントローラ」として機能する。
In the
The
In other words, the
With this configuration, the
第1マイコン11のCANコントローラ14は、送信用端子TxがANDゲート15の一方の入力端子に接続され、受信用端子RxがANDゲート15の出力端子に接続されている。ANDゲート15の他方の入力端子は、第2系統の主受信ライン237に接続されている。
第2マイコン21のCANコントローラ24は、送信用端子TxがANDゲート25の一方の入力端子に接続され、受信用端子RxがANDゲート25の出力端子に接続されている。ANDゲート25の他方の入力端子は、第1系統の主受信ライン137に接続されている。
この構成により、CANコントローラ14、24は、「受信専用CANコントローラ」として機能する。
In the
In the
With this configuration, the
第1マイコン11及び第2マイコン21は、ANDゲート15、25から自マイコンの受信専用CANコントローラ14、24への入力に基づき、他マイコンの通信途絶異常を判定し、故障を検出可能である。
説明の便宜上、他マイコンの故障を検出可能な正常なマイコンを「検出側マイコン」といい、検出側マイコンによる故障検出対象のマイコンを「被検出側マイコン」というように区別する。
実際には、第1マイコン11及び第2マイコン21は、いずれも「検出側マイコン」かつ「被検出側マイコン」として機能するが、以下、第1マイコン11を検出側マイコンとし、第2マイコン21を被検出側マイコンとして説明する。
The
For convenience of explanation, a normal microcomputer capable of detecting a failure of another microcomputer is referred to as a “detection-side microcomputer”, and a microcomputer whose failure is detected by the detection-side microcomputer is distinguished as a “detection-side microcomputer”.
Actually, both the
検出側の第1マイコン11では、ANDゲート15の一方の入力端子に受信専用CANコントローラ14の送信用端子Txからの信号が入力される。本明細書では、この信号を「自送信信号」という。また、ANDゲート15の他方の入力端子には、被検出側の第2CANトランシーバ26から第2マイコン21の送受信用CANコントローラ23への伝送信号が入力される。本明細書では、この信号を「他受信信号」という。
ANDゲート15は、自送信信号と他受信信号との論理積を演算し、演算結果を受信専用CANコントローラ14の受信用端子Rxに出力する。この演算結果に基づき、検出側第1マイコン11のCPU12は、被検出側第2マイコン21の通信異常を判定する。
In the
The AND
特許文献1(特開2011−131713号公報)に開示されているように、CAN通信では、同じECU内部の1つのマイコンが送信したデータを他のマイコンが受信した場合、確認応答としてACKが返信される。
仮にCANコントローラ14にANDゲート15を設けない場合、他マイコンに対応するCANトランシーバ26やCAN通信バス62の断線等の故障時にも、送受信用CANコントローラ23の送信メッセージに対してCANコントローラ14がACKを返信してしまう。その結果、ECU101内の自己ループによって、CANトランシーバ26やCAN通信バス62の故障を検出することができなくなる。
As disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-131713), in CAN communication, when another microcomputer receives data transmitted from one microcomputer in the same ECU, an ACK is returned as a confirmation response. Is done.
If the AND
CANコントローラ14をANDゲート15無しで接続した場合の作用について、図3の表を参照して詳しく説明する。図3の表において、ドミナント出力がL(すなわち論理値0)に相当し、レセッシブ出力がH(すなわち論理値1)に相当する。
第1マイコン11が検出側マイコンであり、第2マイコン21が被検出側マイコンである場合、第2マイコン21の送受信用CANコントローラ23がメッセージを送信し、第1マイコン11のCANコントローラ14は受信専用として機能する。
The operation when the
When the
CANメッセージは、基本的には被検出側からドミナントとレセッシブとの組み合わせで送信される。また、ACKタイミングには、検出側の受信専用CANコントローラ14がドミナントを出力する。図3には、この3通りのパターンでの下記6項目を示す。
「被検出側送受信用CANコントローラ23の送信用端子Tx出力」
「検出側受信専用CANコントローラ14の送信用端子Tx出力」
「被検出側CANトランシーバ26の出力レベル」
「被検出側CAN通信バス62」
「被検出側送受信用CANコントローラ23の受信用端子Rx認識値」
「受信専用CANコントローラ14の受信用端子Rx認識値」
The CAN message is basically transmitted from the detected side in a combination of dominant and recessive. At the ACK timing, the reception-
“Transmission terminal Tx output of
“Transmission terminal Tx output of detection-side reception-only CAN
“Output level of detected
“Detected CAN
“Received terminal Rx recognition value of detected side transmission / reception CAN
“Reception terminal Rx recognition value of reception-only CAN
図3(a)に正常時の作用を示す。正常時には、ECU101がCAN通信バス61、62に接続し、且つ、CAN通信バス61、62に他のECUが接続している。ACKタイミングにおける被検出側CAN通信バス62の「ドミナント(※1)」は、CAN通信バス62に接続している他のECUがCANプロトコルに従ってドミナントレベルを出力することを示している。
通信正常時、送受信用CANコントローラ23は、ACKタイミングで「L」を認識する。また、受信専用CANコントローラ14は、ACKタイミングで「L」を認識する。
FIG. 3A shows the normal operation. During normal operation, the
When communication is normal, the transmission / reception CAN
図3(b)に、被検出側のCANトランシーバ26又はCAN通信バス62の断線を想定した異常時の作用を示す。被検出側CAN通信バス62の「レセッシブ(※2)」は、CAN通信バス62に接続している他のECUが送信をしていない状態を示している。
通信異常時、送受信用CANコントローラ23は、ACKタイミングで「H」を認識し、通信不成立を検出する。一方、受信専用CANコントローラ14は、ACKタイミングで、正常時と同じ「L」を認識するため、通信不成立を検出することができない。
FIG. 3B shows an operation at the time of abnormality assuming disconnection of the
When communication is abnormal, the transmission / reception CAN
このように、CANコントローラ14、24をANDゲート15、25無しで接続すると、ACKタイミングで故障検出ができないという問題がある。そこで本実施形態では、ANDゲート15、25を設けることにより、CANコントローラ14、24を受信専用とする。
つまり、本実施形態における「受信専用CANコントローラ」の「受信専用」の本質的な意味は、送信用端子Txからの送信をしないこと自体ではなく、同一ECU内での送信及び受信の自己ループに起因するACKの返信を防止することである。
Thus, if the
In other words, the essential meaning of “reception only” of the “reception-only CAN controller” in this embodiment is not the transmission itself from the transmission terminal Tx, but the self-loop of transmission and reception in the same ECU. This is to prevent the reply of the resulting ACK.
次に、検出側マイコンが実行する異常判定処理について、図4、図5のフローチャートを参照して説明する。図4は、異常判定処理全体のメインフローチャートであり、図5は、図4における通信チェックのS20を詳しく記述したサブフローチャートである。以下のフローチャートの説明で、記号Sは「ステップ」を示す。
この説明でも、第1マイコン11を検出側マイコン、第2マイコン21を被検出側マイコンとする場合を想定する。
Next, the abnormality determination process executed by the detection side microcomputer will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 4 is a main flowchart of the entire abnormality determination process, and FIG. 5 is a sub-flowchart describing in detail S20 of the communication check in FIG. In the following description of the flowchart, the symbol S indicates “step”.
Also in this description, it is assumed that the
図4に示すメインルーチンは、周期的に繰り返し実行される。
S1では、第1マイコン11の受信専用CANコントローラ14は、第2マイコン21への通信データを受信する。
S2では、第1マイコン11のCPU12は、受信専用CANコントローラ14の受信データに基づく通信チェックを行う。
The main routine shown in FIG. 4 is repeatedly executed periodically.
In S <b> 1, the reception-only CAN
In S <b> 2, the
通信チェックのS21では、「第2マイコン21のメッセージがメールBOXに格納」されているか否か判断される。つまり、検出側マイコンは、被検出側マイコンが出力するはずのデータの有無を確認し、出力するはずのデータが正常に通信されているか否かを判定する。
S21でYESの場合、CPU12は、S22で、「通信OK」と判定する。
In S21 of the communication check, it is determined whether “the message of the
In the case of YES in S21, the
S21でNOの場合、「別のメッセージがメールBOXに格納」されているか否か判断される。S23でYESの場合、CPU12は、S24で、「第2マイコン21の通信途絶」と判定する。
S23でNOの場合、CPU12は、S25で、「CANトランシーバ26又はCAN通信バス62の異常」と判定する。
In the case of NO in S21, it is determined whether or not “another message is stored in the mail BOX”. In the case of YES in S23, the
In the case of NO in S23, the
メインフローチャートに戻り、S3では、通信チェックの結果、「第2マイコン21の通信途絶」と判定されたか否か判断される。S3でYES、すなわち、通信チェックでS24に該当した場合、S4に移行する。
S4では、異常カウンタのカウント値が規定値に達したか判断する。S4でYESの場合、CPU12は、S5で第2マイコン21の異常を確定する。
Returning to the main flowchart, in S3, it is determined whether or not it is determined that "communication interruption of the
In S4, it is determined whether the count value of the abnormality counter has reached a specified value. If YES in S4, the
ECU101は、第2マイコン21の異常が確定すると、例えば出力停止要求により、第2駆動回路28の出力を停止し、第1駆動回路18のみでアクチュエータ80を駆動するように切り替える。このとき、正常な第1マイコン11で全てのCAN通信バス61、62のデータを用いた制御を継続することができる。
さらに、正常な第1マイコン11がマイコン故障情報をCAN通信バス61に送信することで、故障部位を外部に通知し、トラブルシューティングに活用することができる。
When the abnormality of the
Furthermore, when the normal
S4でNOの場合、CPU12は、S6で異常カウンタのカウント値をインクリメントする。なお、図4中の「++」は、インクリメントを意味する。
一方、S3でNOの場合、S7に移行する。CPU12は、S7で異常カウンタのカウント値を0にリセットし、S8で第2マイコン21の正常を確定する。
If NO in S4, the
On the other hand, if NO in S3, the process proceeds to S7. The
第1実施形態のECU101による効果について説明する。
(1)第1実施形態のECU101は、複数のマイコン11、21がそれぞれCAN通信バス61、62から同じデータを受信することに注目する。そして、他マイコンがCAN通信バスに出力する通信データが正常であるか否かを監視することで、他マイコンの故障を検出可能である。したがって、マイコン11、21間の通信により相互監視する構成に比べて、他マイコンの故障を効率的に検出することができる。
また、マイコン11、21は、他マイコンに対応するCANトランシーバ16、26又はCAN通信バス61、62の故障を検出可能である。
The effect by ECU101 of 1st Embodiment is demonstrated.
(1) The
Further, the
さらにECU101は、故障したマイコンを特定し、正常マイコンのみでの制御に切り替えることにより、正常に制御を継続することができる。アクチュエータ80の駆動制御装置の場合、アクチュエータ80の駆動を適切に継続することができる。また、正常なマイコンが故障情報を外部に通知することで、外部装置と協調した処置が可能となる。
例えば電動パワーステアリング装置90のように、操舵アシスト機能の維持に関する信頼性の要求の高い装置では、特に有効である。
Furthermore, the
For example, this is particularly effective in an apparatus that requires high reliability for maintaining the steering assist function, such as the electric
(2)第1実施形態では、ANDゲート15、25がマイコン11、21の外部に設けられる。これにより、実用上、既存のECUにANDゲートを追加することで、マイコン自体を変更することなく第1実施形態の構成に改変することが可能である。
(2) In the first embodiment, AND
(第2実施形態)
第2実施形態について、図6を参照して説明する。
第2実施形態のECU102は、第1実施形態に対し、ANDゲート15、25の機能をマイコン11、21の内部に有する点が異なる。つまり、マイコン11、21は、ANDゲート機能を有する受信専用CANコントローラ145、245を含む。
なお、第1実施形態及び第2実施形態のマイコンは、厳密には構成が異なるものであるが、煩雑になることを避けるため、同一の符号「11、21」を付す。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG.
The
Although the microcomputers of the first and second embodiments are strictly different in configuration, the same reference numerals “11, 21” are given to avoid complication.
各受信専用CANコントローラ145、245の送信用端子Txは、他マイコンの主送信ライン236、136に接続される。各受信専用CANコントローラ145、245の受信用端子Rxは、他マイコンの主受信ライン237、137に接続される。各マイコン11、21は、他マイコンがCANトランシーバ26、16からデータを正常に受信しているか否かを判定する。
なお、この段落以下の各文において2つ並べて記載される符号は、それぞれ1番目同士、2番目同士の符号が対応する。
The transmission terminals Tx of the reception-only CAN
In addition, the code | symbol described side by side in each sentence below this paragraph respond | corresponds to the code | cord | chord of 1st and 2nd, respectively.
この構成では、CANコントローラ145、245内部のソフトウェアによってANDゲート機能が構築され、図示上にANDゲートの記号は現れない。そこで、図中のCANコントローラ145、245に「(受信専用)」と記載する。
なお、CANコントローラ145、245は、見かけ上、送信用端子Txから他系統の主送信ライン236、136への送信が可能である。ただし、第1実施形態において上述した通り、「受信専用」の本質的な意味はACK返信を防止することであって、送信可能な第2実施形態の構成を排除するものではない。
第2実施形態は、第1実施形態と同等の作用効果を奏する。
In this configuration, the AND gate function is constructed by software inside the
Note that the
The second embodiment has the same effects as the first embodiment.
(第3実施形態)
第3実施形態について、図7を参照して説明する。
第3実施形態のECU103は、同じデータが通信される3つのCAN通信バス61、62、63に接続され、同じデータを用いて冗長的に制御演算を行う3つの制御マイコン11、21、31を備える。つまり、ECU103は、第1実施形態のECU101に対し、第3CAN通信バス63に接続され、CPU32を含む第3マイコン31、及び、第3マイコン31から指令信号が出力される第3駆動回路38をさらに含む。
第3実施形態では、1つの自マイコンに対し、2つの他マイコンが存在する。
なお、第1実施形態及び第3実施形態の第1及び第2マイコンは、厳密には構成が異なるものであるが、煩雑になることを避けるため、同一の符号「11、21」を付す。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIG.
The
In the third embodiment, there are two other microcomputers for one own microcomputer.
The first and second microcomputers of the first embodiment and the third embodiment are strictly different in configuration, but are given the same reference numerals “11, 21” in order to avoid complexity.
各マイコン11、21、31は、それぞれ、1つの送受信用CANコントローラ13、23、33、及び、2つの受信専用CANコントローラ141、142、241、242、341、342を有する。また、各マイコン11、21、31の外部には、各受信専用CANコントローラ141、142、241、242、341、342に対応する各2つのANDゲート151、152、251、252、351、352が設けられている。受信専用CANコントローラとANDゲートとの接続構成は、第1実施形態と同様である。
Each
なお、図7では、各受信専用CANコントローラ141、142、241、242、341、342の受信用端子Rxに接続される通信線と、それ以外の通信線との交差箇所における跨ぎ線による図示を省略する。その代わり、第1CANトランシーバ16からの主受信ライン137、第2CANトランシーバ26からの主受信ライン237、及び、第3CANトランシーバ36からの主受信ライン337に接続される通信線を、それぞれ一点鎖線、二点鎖線及び細破線で示す。
また、特許請求の範囲における参照符号、及び、[符号の説明]の欄には、煩雑になることを避けるため、第3実施形態に特有の符号の記載を省略する。
In addition, in FIG. 7, illustration by the straddle line in the crossing point of the communication line connected to the receiving terminal Rx of each reception dedicated
In addition, in the reference numerals in the claims and [Explanation of reference numerals], the description of reference numerals unique to the third embodiment is omitted to avoid complication.
例えば第1マイコン11の一方の受信専用CANコントローラ141に対応するANDゲート151の一方の端子には、第2CANトランシーバ26から主受信ライン237を経由して第2マイコン21へ出力される他受信信号が入力される。
また、第1マイコン11の他方の受信専用CANコントローラ142に対応するANDゲート152の一方の端子には、第3CANトランシーバ36から主受信ライン337を経由して第3マイコン31へ出力される他受信信号が入力される。
これにより、第1マイコン11は、2つの他マイコンである第2マイコン21及び第3マイコン31について、第1実施形態と同様の方式で故障を検出可能である。
For example, another reception signal output from the
The other reception signal output from the
Thereby, the
同様に、第2マイコン21は、第1マイコン11及び第3マイコン31について故障を検出可能であり、第3マイコン31は、第2マイコン21及び第3マイコン31について故障を検出可能である。このように、3つの制御マイコン11、21、31は、それぞれ正常時に同じデータを用いて制御演算を行い、各駆動回路18、28、38に駆動信号を指令することでアクチュエータ80を駆動する。また、3つの制御マイコン11、21、31は、他マイコンの故障を互いに検出する。正常な制御マイコンは、故障したマイコンを特定し、対応するCAN通信バス61、62、63を経由して外部に通知する。
Similarly, the
このように第3実施形態は、第1実施形態での2系統冗長ECUにおける特徴的な技術的思想を、3系統冗長ECUに展開するものである。同様の技術的思想は、4系統以上の多系統冗長ECUに対しても同様に拡張可能である。また、第2実施形態によるマイコン内部にANDゲート機能を有する構成を、3系統以上のECUに同様に適用してもよい。 As described above, the third embodiment develops the characteristic technical idea of the two-system redundant ECU in the first embodiment to the three-system redundant ECU. The same technical idea can be similarly extended to four or more multi-system redundant ECUs. The configuration having an AND gate function in the microcomputer according to the second embodiment may be similarly applied to three or more ECUs.
(第4実施形態)
第4実施形態について、図8を参照して説明する。
第4実施形態のECU104は、同じデータが通信される2つのCAN通信バス61、62に接続され、同じデータを用いて冗長的に制御演算を行う2つの制御マイコン11、21に加え、さらに「監視マイコン」として第3マイコン41を備える。すなわち、ECU104は、第1実施形態のECU101の構成に加え、さらに第3マイコン41を備える。
破線で示すように、駆動回路18、28と協働してアクチュエータ80を駆動する駆動回路48は、設けられてもよいし、設けられなくてもよい。駆動回路48を設ける場合、第3マイコン41は、制御演算により生成した駆動信号を駆動回路48に指令する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described with reference to FIG.
The
As indicated by the broken line, the drive circuit 48 that drives the
第3マイコン41は、CPU42の他に、2つの受信専用CANコントローラ441、442を有しており、且つ、送受信用CANコントローラを備えていない。
第3マイコン41の外部には、各受信専用CANコントローラ441、442に対応するANDゲート451、452が設けられている。受信専用CANコントローラ441、442とANDゲート451、452との接続構成は、第1、第2マイコン11、21における受信専用CANコントローラ14、24とANDゲート15、25との接続構成と同様である。
The third microcomputer 41 includes, in addition to the CPU 42, two reception-only CAN controllers 441 and 442, and does not include a transmission / reception CAN controller.
Outside the third microcomputer 41, AND
受信専用CANコントローラ441に対応するANDゲート451の一方の端子には、第1CANトランシーバ16から第1マイコン11への出力が主受信ライン137を経由して入力される。したがって、第1マイコン11の故障は、第2マイコン21及び第3マイコン41により二重に検出可能である。
受信専用CANコントローラ442に対応するANDゲート452の一方の端子には、第2CANトランシーバ26から第2マイコン21への出力が主受信ライン237を経由して入力される。したがって、第2マイコン21の故障は、第1マイコン11及び第3マイコン41により二重に検出可能である。
An output from the
An output from the
したがって、第1マイコン11又は第2マイコン21による他マイコン故障検出機能が失われる異常が発生した場合でも、第3マイコン41により、第1マイコン11及び第2マイコン21の故障を検出することができる。ただし、第3マイコン41は、自身の演算結果をCAN通信バス61、62に出力しない。
このように、第4実施形態の第3マイコン41は、「制御マイコン」としての第1、第2マイコン11、21とは異なり、他の2つの制御マイコン11、21の故障を監視することを主目的とするものであり、「監視マイコン」という。監視マイコンである第3マイコン41は、駆動回路48へ駆動信号を指令する機能を有さず、他マイコンの監視のみを実行してもよい。
Therefore, even when an abnormality occurs in which the other microcomputer failure detection function of the
Thus, unlike the first and
第4実施形態の例では、2つのCAN通信バス61、62に対し、ECU104が備える3つのマイコンのうち2つの制御マイコン11、21がCAN通信バス61、62と送受信し、それ以外の第3マイコン41が受信専用の「監視マイコン」として機能する。
第4実施形態に準ずる他の例では、ECUは、対応するCAN通信バスの数よりも多いマイコンを備える。例えば、2つのCAN通信バスに対し、ECUは、2つの制御マイコン及び2つの監視マイコンの計4つのマイコンを備えてもよい。或いは、3つのCAN通信バスに対し、ECUは、3つの制御マイコン及び1つの監視マイコンの計4つのマイコンを備えてもよい。
In the example of the fourth embodiment, for the two
In another example according to the fourth embodiment, the ECU includes more microcomputers than the corresponding number of CAN communication buses. For example, for two CAN communication buses, the ECU may include a total of four microcomputers including two control microcomputers and two monitoring microcomputers. Alternatively, for the three CAN communication buses, the ECU may include a total of four microcomputers including three control microcomputers and one monitoring microcomputer.
(その他の実施形態)
本発明は、電動パワーステアリング装置用のECUに限らず、同じデータが通信される複数のCAN通信バスに接続される複数の制御マイコンが冗長的に設けられた、いかなる電子制御装置に適用されてもよい。特に、高い信頼性が要求される車両搭載用の電子制御装置等に有効である。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to an ECU for an electric power steering device, and is applied to any electronic control device provided with a plurality of control microcomputers redundantly connected to a plurality of CAN communication buses through which the same data is communicated. Also good. In particular, this is effective for a vehicle-mounted electronic control device that requires high reliability.
As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.
101、102、103、104・・・ECU(電子制御装置)、
11、21・・・マイコン(制御マイコン)、
12、22・・・CPU、
13、23・・・(送受信用)CANコントローラ、
14、145、24、245・・・(受信専用)CANコントローラ、
15、25・・・ANDゲート
16、26・・・CANトランシーバ
41 ・・・マイコン(監視マイコン)、
61、62・・・CAN通信バス。
101, 102, 103, 104 ... ECU (electronic control unit),
11, 21 ... microcomputer (control microcomputer),
12, 22 ... CPU,
13, 23 ... (for transmission and reception) CAN controller,
14, 145, 24, 245 (reception only) CAN controller,
15, 25 ... AND
61, 62 ... CAN communication bus.
Claims (4)
前記複数の制御マイコンの前記送受信用CANコントローラと前記複数のCAN通信バスとの間の通信を中継する複数のCANトランシーバ(16、26)と、
を備え、
前記複数の制御マイコンのうち、注目する1つの制御マイコンを自マイコンとし、前記自マイコン以外の1つ以上の制御マイコンを他マイコンとすると、
前記自マイコンの前記受信専用CANコントローラの送信用端子(Tx)が送信する自送信信号と、前記他マイコンに対応する前記CANトランシーバから前記他マイコンの前記送受信用CANコントローラに通信される他受信信号との論理積を演算し、前記自マイコンの前記受信専用CANコントローラ(14、24)の受信用端子(Rx)に出力するANDゲート(15、25)が前記複数のマイコンの外部に設けられており、又は、前記受信専用CANコントローラ(145、245)の内部に前記ANDゲートの機能を有しており、
前記複数のマイコンは、前記受信専用CANコントローラに入力されたデータに基づいて、少なくとも他マイコンの故障を相互に検出可能である電子制御装置。 A CPU (12, 22) that is connected to a plurality of CAN communication buses (61, 62) to which the same data is communicated and performs a control operation using the same data received from the plurality of CAN communication buses, a transmission / reception CAN controller ( 13, 23) and a plurality of control microcomputers (11, 21) including one or more receive-only CAN controllers (14, 145, 24, 245),
A plurality of CAN transceivers (16, 26) for relaying communication between the transmission / reception CAN controllers of the plurality of control microcomputers and the plurality of CAN communication buses;
With
Of the plurality of control microcomputers, if one of the control microcomputers of interest is the own microcomputer, and one or more control microcomputers other than the own microcomputer are other microcomputers,
The own transmission signal transmitted from the transmission terminal (Tx) of the reception dedicated CAN controller of the own microcomputer and the other reception signal communicated from the CAN transceiver corresponding to the other microcomputer to the transmission / reception CAN controller of the other microcomputer. AND gates (15, 25) are provided outside the plurality of microcomputers to calculate the logical product of them and output them to the reception terminals (Rx) of the reception-only CAN controllers (14, 24) of the microcomputer. Or the reception-only CAN controller (145, 245) has the function of the AND gate,
The plurality of microcomputers are electronic control devices capable of mutually detecting at least a failure of another microcomputer based on data input to the reception-only CAN controller.
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