JP2018136728A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御機器の制御に用いるデータの異常を検出してデータを復旧させる際、異常が検出されたデータと関連性を考慮すべきデータについても整合性を取ったうえで、データを復旧させる電子制御装置を提供する。【解決手段】電子制御装置１００は、複数のデータからなる制御データを複数の領域に記憶する不揮発性メモリ１３０と、複数のデータからなる制御データを記憶するバックアップＲＡＭ１４０と、不揮発性メモリ１３０および前記バックアップＲＡＭ１４０に記憶されている制御データを比較し、不揮発性メモリ１３０およびバックアップＲＡＭ１４０に記憶されている複数のデータに異常があるか否かを判定する診断手段と、バックアップＲＡＭ１４０に記憶されている複数のデータに異常がある場合、異常があるデータを初期化し、かつ、異常があるデータに関連性があるデータを初期化するデータ復旧手段１１２と、を備える【選択図】図５

Description

本発明は、制御機器や制御システムを電子的に制御する電子制御装置に関する。

各種産業機械の制御機器や制御システムを電子的に制御する電子制御装置においては、複数のメモリ（不揮発性メモリおよびバックアップＲＡＭ）にデータを記憶させ、両メモリの保存データを比較してデータの異常を検出し、通常の制御で使われるバックアップＲＡＭデータを異常ではないデータに復旧させる技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平７−２１０２１５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載されているデータの復旧方法では、データ個々の復旧に関してのみ考慮しており、データ間の関連性までは考慮されていない。このため、データの異常を検出し、データを復旧させる際、関連性を考慮すべきデータ間でデータの整合を取らないままデータが復旧、通常制御にデータが引き渡される。その結果、データ間で不整合が生じたまま通常制御を実施することになるため、制御性能の低下や異常誤検知を引き起こす恐れがある。

そこで、本発明は、制御機器の制御に用いるデータの異常を検出してデータを復旧させる際、異常が検出されたデータと関連性を考慮すべきデータについても整合性を取ったうえで、データを復旧させる電子制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る電子制御装置は、複数のデータからなる制御データを複数の領域に記憶する不揮発性メモリと、前記複数のデータからなる前記制御データを記憶し、電源停止後もデータを記憶しておくことのできるバックアップメモリと、前記バックアップメモリに記憶されている前記制御データを用いて制御機器の制御パラメータを演算する演算手段と、前記バックアップメモリに記憶されている前記制御データを用いて前記制御機器の異常を検知する自己診断機能手段と、前記不揮発性メモリおよび前記バックアップメモリに記憶されている前記制御データを比較し、前記不揮発性メモリおよび前記バックアップメモリに記憶されている前記複数のデータに異常があるか否かを判定する診断手段と、前記診断手段により前記バックアップメモリに記憶されている前記複数のデータに異常がある場合、異常があるデータを初期化し、かつ、前記異常があるデータに関連性があるデータを初期化するデータ復旧手段と、を備える。

本発明によれば、制御機器の制御に用いるデータの異常を検出してデータを復旧させる際、異常が検出されたデータと関連性を考慮すべきデータについても整合性を取ったうえで、データを復旧させる電子制御装置を提供することができる。

発明の実施形態になる電子制御装置の機能ブロック図を示す。 不揮発性メモリに記憶されたデータの構成図を示す。 自己診断機能手段におけるデータの正常性をチェックする際の多数決方式を説明する説明図を示す。 データ復旧手段で採用されているデータ復旧方法を説明する説明図を示す。 データ復旧手段が実行するバックアップＲＡＭのデータ復旧処理のフローチャートを示す。 データ復旧手段が実行するバックアップＲＡＭのデータ復旧処理のフローチャートを示す。 図６のステップＳ２１において、デフォルト値で復旧させるデータに関連性のあるデータを、デフォルト値で復旧させた場合に、通常の制御に対する悪影響があるか/ないか判定の説明図を示す。

以下、本発明の実施形態に係る電子制御装置１００について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電子制御装置１００の機能ブロック図を示す。

本実施形態の電子制御装置１００は、自動車に搭載された内燃機関１１０の燃料噴射制御や点火制御を実行する制御装置（エンジンコントロールユニット）の場合を例に取っている。すなわち、電子制御装置１００は、内燃機関１１０の運転状態を制御する制御装置である。図１に示すように、電子制御装置１００は、制御演算部１２０、不揮発性メモリ１３０、バックアップＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１４０の他、図示しない制御装置として一般に備えられているＲＯＭ／ＲＡＭや信号入出力機能を持つ入出力回路や電源を備えている。

制御演算部１２０は、不揮発性メモリ１３０、或いは図示しない記憶装置に格納したプログラムに基づき、内燃機関１１０の運転状態を検出する各種センサの出力信号を取込み、目標に応じた運転を行うように燃料噴射弁、点火装置、スロットルバルブモータ等の駆動アクチュエータである制御機器を駆動する。

制御演算部１２０は、自己診断機能手段１１１、データ復旧手段１１２、パラメータ取得手段１１３、制御量出力手段１２１、および排気性能に対する自己診断機能手段（以下、排気性能診断手段とする。）１２２を備えている。パラメータ取得手段１１３は、内燃機関１１０の出力パラメータを検出する。制御量出力手段１２１は、演算手段に相当し、バックアップＲＡＭ１４０の制御データと出力パラメータに基づき、制御機器を駆動する制御駆動信号を演算し、制御出力パラメータとして、内燃機関１１０の駆動アクチュエータに出力する。排気性能診断手段１２２は、バックアップＲＡＭ１４０の制御データと出力パラメータあるいは制御出力パラメータに基づき、燃料噴射弁、点火装置、スロットルバルブモータ等の駆動アクチュエータの故障など排気性能を低下させる異常を検知した場合、ユーザにその異常をチェックランプ点灯で警告する。自己診断機能手段１１１およびデータ復旧手段１１２については後述する。

不揮発性メモリ１３０は、演算制御に必要なデータの読み出し並びに書き込みが可能な、例えば、ＥＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨＲＯＭにより構成される。不揮発性メモリ１３０には、内燃機関１１０を制御する制御用プログラムの他、学習制御に必要な学習データや自己診断データ、内燃機関１１０に固有の識別データ等の制御データが記憶されている。

図２は、不揮発性メモリ１３０に記憶されたデータ構成図を示している。

図２に示すように、各種データ（情報）がメモリの最少データ単位に割り付けた制御アドレスの順番にしたがって、識別子（ＩＤ）情報が領域Ａに割り付けられ、学習値情報が領域Ｂに割り付けられ、自己診断情報が領域Ｃに割り付けられている。ここで、不揮発性メモリ１３０は、領域Ａ〜Ｃおよび空き領域と領域Ａ’〜Ｃ’および空き領域とに、領域が２分割され、この２分割された領域に、それぞれ識別子（ＩＤ）情報、学習値情報、自己診断情報のデータが２重に記憶されている。すなわち、不揮発性メモリ１３０の２分割された領域には、同一のデータが記憶されている。不揮発性メモリ１３０へのデータの記憶は、制御演算部１２０から要求される書き込み要求に応じてメモリの最少データ単位に割り付けた制御アドレス毎に実施される。

バックアップＲＡＭ１４０には、不揮発性メモリ１３０に記憶されたデータと同様の識別子（ＩＤ）情報、学習値情報、自己診断情報のデータが記憶されている。すなわち、不揮発性メモリ１３０の２分割された領域およびバックアップＲＡＭ１４０の計３箇所には、それぞれ同一のデータが記憶される。

自己診断機能手段１１１は、診断手段に相当し、不揮発性メモリ１３０およびバックアップＲＡＭ１４０に記憶されたデータの正常性をチェックする。具体的には、自己診断機能手段１１１は、電子制御装置１００の電源投入時、不揮発性メモリ１３０に２重に記憶したデータとバックアップＲＡＭ１４０に記憶したデータの夫々を読み出して（制御演算部１２０からの要求される読出し要求に応じて不揮発性メモリ１３０のデータを読み出す）比較を行い、夫々のデータの正常性をチェックする。

データ復旧手段１１２は、自己診断機能手段１１１の診断によるデータの比較結果を監視しており、診断結果が異常と判定された場合、後述の図４に示すようにケースに応じて通常の制御で使われるバックアップＲＡＭ１４０のデータを異常ではないデータに復旧させるものである。

制御演算部１２０は、以下に説明するように、自己診断機能手段１１１の診断によるチェック結果が異常であれば、通常の制御開始前までに、通常の制御で使われる（制御量出力手段１２１や排気性能診断手段１２２で使われる）バックアップＲＡＭ１４０のデータを異常ではないデータに復旧させる。

以下に、本実施形態に係る電子制御装置１００で実行する自己診断に基づくデータ復旧 処理について、図３〜図７を参照して説明する。

図３は、自己診断機能手段１１１におけるデータの正常性をチェックする際の多数決方式を説明する説明図を示している。

図３に示すように、自己診断機能手段１１１では、不揮発性メモリ１３０に２重に記憶したデータとバックアップＲＡＭ１４０に記憶したデータの組み合わせで異常を判定する多数決方式が採用されている。自己診断機能手段１１１は、不揮発性メモリ１３０の最少データ単位に割り付けた制御アドレスの順番にしたがって、制御アドレス毎のデータについて診断を実施する。

図３では、電子制御装置１００の駆動アクチュエータの駆動基準点の校正学習値が「Ｘ」である場合について説明する。
「ケース１」の場合は、３者一致しているため、正常と判定する。
「ケース２」の場合は、バックアップＲＡＭ１４０のデータが他の２者とは異なるため異常と判定する。
「ケース３」「ケース４」の場合は、不揮発性メモリ１３０の一方のデータとバックアップＲＡＭ１４０のデータが一致するため、不揮発性メモリ１３０の何れかの領域（領域Ｂ、領域Ｂ’）のデータが異常と判定する。
「ケース５」の場合、３者不一致のため何れのデータも信頼できないと判定する。

自己診断機能手段１１１の診断結果は、データ復旧手段１１２に送られる。データ復旧手段１１２では、図４に示す処理を行う。

図４は、データ復旧手段１１２で採用されているデータ復旧方法を説明する説明図を示している。

「ケース１」の場合は、正常と判定されているため、データの復旧は行わず、バックアップＲＡＭ１４０に記憶したデータをそのまま採用する。
「ケース２」の場合は、バックアップＲＡＭ１４０のデータが異常と判定されているため、不揮発性メモリ１３０のデータでバックアップＲＡＭ１４０のデータを復旧させる。すなわち、バックアップＲＡＭ１４０の校正学習値を「Ｘ」で上書きする。
「ケース３」「ケース４」の場合は、不揮発性メモリ１３０の何れかの領域（領域Ｂ、領域Ｂ’）のデータが異常と判定されているため、バックアップＲＡＭ１４０に記憶したデータをそのまま採用すると共に、異常となった不揮発性メモリ１３０のデータをバックアップＲＡＭ１４０に記憶したデータで上書きする。
「ケース５」の場合、３者不一致のため何れかのデータも信頼できないと判定されたため、工場出荷時と同様になるよう不揮発性メモリ１３０のデフォルト値でバックアップＲＡＭ１４０のデータを復旧させる（初期化する）。

次に、不揮発性メモリ１３０に２重に記憶したデータとバックアップＲＡＭ１４０に記憶したデータの３者が不一致の場合に、データ復旧手段１１２が実行するバックアップＲＡＭ１４０のデータ復旧処理について説明する。

図５は、データ復旧手段１１２が実行するバックアップＲＡＭ１４０のデータ復旧処理のフローチャートを示している。

データ復旧手段１１２は、予めプログラムに保存された関連性を考慮すべきデータ間の情報(制御アドレス毎に紐付け)に基づき、デフォルト値で復旧させるデータ（学習値情報）と関連性のあるデータがあるか否かを判定する（ステップＳ１０）。ここで、学習値情報に対する関連性のあるデータとは、例えば、学習値が正常に学習できたか否かを判別する情報、すなわち学習値を学習済みまたは未学習であることを示す情報である。そして、学習値情報のアドレスと、学習値が正常に学習できたか否かを判別する情報のアドレスとが、互いに関連性のある情報として紐付けられている。関連性のあるデータがあると判定された場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、データ復旧手段１１２は、関連性のあるデータも合わせてデフォルト値となるよう、データを復旧させる（ステップＳ１１）。すわなち、学習値情報および学習値が正常に学習できたか否かを判別する情報をデフォルト値で上書きする（初期化する）。

一方、関連性のあるデータがないと判定された場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、データ復旧手段１１２は、自己診断機能手段１１１で異常と判定されたデータのみデフォルト値で復旧させる（ステップＳ１２）。すわなち、学習値情報のみをデフォルト値で上書きする。

また、学習値が正常に学習できたか否かを判別する情報にデータ異常が発生し、「ケース５」でのデータ復旧を実施する場合、通常の制御に用いられるバックアップＲＡＭ１４０のデータは、未学習状態となる。排気性能診断手段１２２は、未学習状態では実施されないため、例え関連性を考慮すべきデータがある場合でも通常の制御に対する悪影響がない場合は、(電子制御装置の駆動アクチュエータの駆動基準点の校正学習値に対する)データの復旧を実施しなくてもよい場合がある。

そこで、不揮発性メモリ１３０に２重に記憶したデータとバックアップＲＡＭ１４０に記憶したデータの３者が不一致の場合に、データ復旧手段１１２が実行する図５のデータ復旧処理とは異なるバックアップＲＡＭ１４０のデータ復旧処理について説明する。

図６は、データ復旧手段１１２が実行するバックアップＲＡＭ１４０のデータ復旧処理のフローチャートを示している。

データ復旧手段１１２は、予めプログラムに保存された関連性を考慮すべきデータ間の情報（制御アドレス毎に紐付け）に基づき、デフォルト値で復旧させるデータ（学習値が正常に学習できたか否かを判別する情報）に関連性のあるデータがあるか否かを判定する（ステップＳ２０）。ここで、学習値が正常に学習できたか否かを判別する情報に対する関連性のあるデータとは、電子制御装置１００の駆動アクチュエータの駆動基準点の校正学習値の情報である。

関連性のあるデータがあると判定された場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、データ復旧手段１１２は、復旧させるデータ（学習値が正常に学習できたか否かを判別する情報）のみデフォルト値に上書きするか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１では、データ復旧手段１１２は、デフォルト値で復旧させるデータのみをデフォルト値で復旧させた場合に、電子制御装置１００の通常の制御に悪影響があるか否かに基づき判定する。すなわち、デフォルト値で復旧させるデータのみをデフォルト値で復旧させた場合に、デフォルト値で復旧させるデータに関連性のあるデータをデフォルト値で復旧しないことにより、駆動アクチュエータの制御に不具合が生じるという、所定の条件を満たすか否かを判定する。

図７は、ステップＳ２１において、デフォルト値で復旧させるデータのみをデフォルト値で復旧させた場合に、通常の制御に対する悪影響があるか/ないかを判定するための説明図を示している。

図７（ａ）には、データ異常が発生したデータが、学習値が正常に学習できたか否かを判別する情報であり、関連性のあるデータが電子制御装置１００の駆動アクチュエータの駆動基準点の校正学習値の情報である場合を示している。この場合、学習値が正常に学習できたか否かを判別する情報をデフォルト値で復旧させると、通常の制御に用いられるバックアップＲＡＭ１４０のデータは、未学習状態となる。排気性能診断手段１２２は、未学習状態では実施されず、再度学習できる運転シーンとなった場合、改めて学習値が正常に学習できたか否かを判別し、電子制御装置１００の駆動アクチュエータの駆動基準点の校正学習値を更新する。このため、電子制御装置１００の駆動アクチュエータの駆動基準点の校正学習値をデフォルト値で復旧させなくても、通常の制御に悪影響を与えないため、ステップＳ２３に進む。

一方、図７（ｂ）には、データ異常が発生したデータが、電子制御装置１００の駆動アクチュエータの駆動基準点の校正学習値の情報であり、関連性のあるデータが学習値が正常に学習できたか否かを判別する情報である場合を示している。この場合、電子制御装置１００の駆動アクチュエータの駆動基準点の校正学習値をデフォルト値で復旧させる場合、通常の制御に用いられるバックアップＲＡＭ１４０のデータは、工場出荷時と同様のデフォルト値となる。その結果、学習値が正常に学習できたか否かを判別する情報を現状のままにしてしまうと、“学習値が正常に学習でき（学習済み）、且つ学習値がデフォルト値”の状態で通常制御を実施することになり、校正後の学習値での通常制御の実施とならず、通常の制御に悪影響を与える（駆動アクチュエータの駆動に不具合が生じる）。そのため、ステップＳ２２に進む。

データ復旧手段１１２は、ステップＳ２０ないしはステップＳ２１にて整合取りをした上でデータを復旧させる必要があると判定された場合、関連性のあるデータも合わせてデフォルト値となるよう、データを復旧させる（ステップＳ２２）。

データ復旧手段１１２は、ステップＳ２０ないしはステップＳ２１にて整合取りをした上でデータを復旧させる必要がないと判定された場合、自己診断機能手段１１１で異常と判定されたデータのみデフォルト値で復旧させる（ステップＳ２３）。

上記のような電子制御装置１００によれば、データ復旧手段１１２は、自己診断機能手段１１１によりバックアップＲＡＭ１４０に記憶されている制御データに異常がある場合、異常があるデータをデフォルト値に復旧し、かつ、異常があるデータに関連性があるデータもデフォルト値に復旧する。

これにより、異常のあるデータを検出してデフォルト値に復旧する場合に、そのデータに関連性のあるデータについても整合性を取ったうえでデータをデフォルト値に復旧することができ、制御性能の低下や以上の誤検知等を防止することができる。

また、データ復旧手段１１２は、異常があるデータに関連性があるデータが、異常があるデータのみを初期化して駆動アクチュエータの制御をした場合に、駆動アクチュエータの制御に不具合が生じる場合にデフォルト値に復旧し、駆動アクチュエータの制御に不具合が生じない場合に異常があるデータに関連性があるデータを維持する。

これにより、不具合が生じない場合には、デフォルト値には戻さず、いままで使用していたデータ（学習値）を使用することになるので、駆動アクチュエータの制御の連続性を保つことができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

上記の実施形態では、２つのデータの関連性にて説明したが、データの個数はこれによらず、多数のデータあってもよい。この場合、一つのデータに異常があった場合、関連するすべてのデータをデフォルト値に戻してもよいし、必要な一部のデータのみをデフォルト値に戻してもよい。

また、上記の実施形態では、学習値は、駆動アクチュエータの駆動基準点の校正学習値であったが、例えば、モータのゼロ点学習値であってもよい。

１００…電子制御装置、１１０…内燃機関、１１１…自己診断機能手段、１１２…データ復旧手段、１１３…パラメータ取得手段、１２０…制御演算部、１２１…制御量出力手段、１２２…排気性能に対する自己診断機能手段、１３０…不揮発性メモリ、１４０…バックアップＲＡＭ

Claims (3)

1. 複数のデータからなる制御データを複数の領域に記憶する不揮発性メモリと、
   前記複数のデータからなる前記制御データを記憶し、電源停止後もデータを記憶しておくことのできるバックアップメモリと、
   前記バックアップメモリに記憶されている前記制御データを用いて制御機器の制御パラメータを演算する演算手段と、
   前記バックアップメモリに記憶されている前記制御データを用いて前記制御機器の異常を検知する自己診断機能手段と、
   前記不揮発性メモリおよび前記バックアップメモリに記憶されている前記制御データを比較し、前記不揮発性メモリおよび前記バックアップメモリに記憶されている前記複数のデータに異常があるか否かを判定する診断手段と、
   前記診断手段により前記バックアップメモリに記憶されている前記複数のデータに異常がある場合、異常があるデータを初期化し、かつ、前記異常があるデータに関連性があるデータを初期化するデータ復旧手段と、を備える電子制御装置。
2. 前記データ復旧手段は、前記異常があるデータに関連性があるデータが所定の条件を満たす場合初期化し、前記所定の条件を満たさない場合前記異常があるデータに関連性があるデータを維持する、請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記所定の条件は、前記異常があるデータのみを初期化して前記制御機器の制御をした場合に前記制御機器の制御に不具合が生じることである、請求項２に記載の電子制御装置。
   
   

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