JP3716664B2

JP3716664B2 - 自己監視機能付き車載用電子制御装置

Info

Publication number: JP3716664B2
Application number: JP11054299A
Authority: JP
Inventors: 康裕小西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-04-19
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2019-04-19
Also published as: JP2000305604A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車載用電子制御装置で、特にフェールセーフの強化として機能の確実性を高めるための自己監視機能付き車載用電子制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より車載用電子制御装置の中には、その制御系の誤動作を厳格に監視してフェールセーフ機能を強化しているものがある。例えば４輪操舵システムやアンチスキッドブレーキシステム（以下ＡＢＳという）は、運転者の操作とは独立して車両の操縦性及び安定性を確保するものであるため、その制御量を決定するコントロールユニット（以下ＥＣＵという）には、その信頼性を確保する目的のフェールセーフ機能が盛り込まれていた。ＡＢＳでは車輪速情報に基づき制御量演算を行う際、ＣＰＵを２個配置し、同一入力・同一演算の結果の照合により、同一結果の場合出力し、ブレーキ液圧を制御するアクチュエータを駆動していた。つまり完全二重系による冗長性で信頼性を確保していた。このように構成された装置は、例えば特公平７−３８１６２号公報に記載されている。
【０００３】
このような従来のＥＣＵでは、同一機能のＣＰＵを２個装備することによりコスト高になるという欠点があった。そこでこのコスト高の欠点を補う目的で例えば、特開平７−１７３３７号公報記載の発明が提案されている。以下図３に基づき従来の車載用電子制御装置について説明する。図３は、ＡＢＳにおけるシステムブロック図である。１はセンサ類で車輪速センサを示し、３はアクチュエータでＨ／Ｕを示している。４はＨ／Ｕ３を駆動する駆動手段、２ａはセンサ１からの情報に基づき制御量を演算し、Ｈ／Ｕ３を駆動すべく駆動手段４に信号を出力する制御量演算手段１０を含むメインＣＰＵである。３０はメインＣＰＵ２ａを監視するサブＣＰＵで、メインＣＰＵ２ａと通信可能である。２８はサブＣＰＵ３０の出力により作動し、駆動手段の作動を禁止し、Ｈ／Ｕ３を停止する禁止信号である。
【０００４】
次に、従来装置の特徴であるメインＣＰＵ２ａを監視するサブＣＰＵ３０によるフェールセーフ機能について説明する。２５は、サブＣＰＵ３０に内蔵され記憶されている数値ＸをメインＣＰＵ２ａに出力する数値出力部である。メインＣＰＵ２ａは、この数値Ｘを入力し、制御量演算手段１０とは無関係な所定の演算式を用いて、数値Ｘに演算を行い、この結果ＹをサブＣＰＵに出力する副演算部１６を有している。一方サブＣＰＵ３０は、数値Ｘから解データＺを記憶手段２６に予め記憶している。またメインＣＰＵ２ａから送信された結果Ｙを入力し、解データＺと照合し、一致していればメインＣＰＵ４は正常と判断し、不一致であれば異常と判断し禁止信号２８を出力する故障判定部２７を有している。この一連の作動によりメインＣＰＵ２ａの異常を検出し、フェールセーフ機能を作動させる。この従来装置はメインＣＰＵ１個によりＨ／Ｕを制御できる構成であり、サブＣＰＵは機能的にも、コスト的にもメインＣＰＵより低位の素子を使用することが可能な構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来装置では、サブＣＰＵからのデータＸを所定演算によりＹを求め、サブＣＰＵでチェックしているものであり、メインＣＰＵの有している各機能を十分にチェックしているとは言えず、同一の２ＣＰＵ構成と比較しフェールセーフ機能を低下していた。また、サブＣＰＵを使用しているため、設計及び製造コスト高はまだ解消できず、さらにサブＣＰＵの占める面積により小型化を困難にしているという問題点があった。
【０００６】
この発明は、前記のような問題点を解決するためになされたもので、主制御手段とこの異常を監視する監視手段との関係により、主制御手段の異常を簡便にかつ的確に検出することにより、フェールセーフ機能の信頼性を低下させることなく、さらにコスト低減、小型化をめざした自己監視機能付き車載用電子制御装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る自己監視機能付き車載用電子制御装置では、車両の状態を検出する状態検出センサと、車両の所定部分を制御するアクチュエータと、このアクチュエータを駆動する駆動手段と、前記状態検出センサからの情報を入力し、この情報に基づき制御量を演算し、この制御量に見合う信号を前記駆動手段に出力する制御量演算手段を含む主制御手段と、この主制御手段と通信ラインを有し、主制御手段の機能を監視する監視手段と、この監視手段又は主制御手段から禁止信号を出力し、禁止信号出力時前記アクチュエータを動作しないようにする禁止手段とを有する装置において、前記主制御手段は、記憶手段と、ここから第１のデータを取り出し、このデータに所定演算を施す第１演算手段と、前記第１データ及び第１演算結果を前記監視手段に送信する送信手段と、前記監視手段からのデータを受信する受信手段と、この受信データと前記第１演算結果を比較し、両者に相違がある場合、前記禁止手段に第１の禁止信号を出力する第１比較手段とを備え、前記監視手段は、前記送信手段から第１データを受信する第１入力手段と、この第１データに所定演算を施すと共に前記主制御手段に演算結果を送信する第２演算手段と、前記送信手段から第１演算結果を受信する第２入力手段と、この第１演算結果と前記第２演算手段の結果とを比較し、両者に相違がある場合前記禁止手段に第２の禁止信号を出力する第２比較手段とを備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による自己監視機能付き車載用電子制御装置を示すブロック構成図である。図１において、１は車両の状態を検出するセンサ類で、３は車両を制御するアクチュエータである。４はこのアクチュエータ３を駆動する駆動手段である。２は主制御手段で、センサ１情報に基づき制御量を演算し、駆動手段４に制御量信号を出力する制御量演算手段１０を含んでいる。５は主制御手段２を監視する監視手段であり、主制御手段２との間には信号ラインが存在する。７はアクチュエータ３の作動を停止させるように動作する禁止信号であり、監視手段５により出力される。
【００１０】
主制御手段２は、制御量演算手段１０のほかに、記憶手段１１と、この記憶手段１１から第１のデータＡを取り出し、このデータに所定演算を施す第１演算手段１２と、第１データＡ及び第１演算結果Ｂを監視手段５に送信する送信手段１３とを備えている。
一方監視手段５は、送信手段１３から第１データＡを受信する第１入力手段２１と、この第１データＡに所定演算を施す第２演算手段２２と、送信手段１３から第１演算結果Ｂを受信する第２入力手段２３と、この第１演算結果Ｂと前記第２演算手段２２の結果Ｃとを比較し、両者に相違がある場合禁止信号７を出力する比較手段２４とを備えている。
【００１１】
以上のように構成された各手段について具体的に説明を行う。主制御手段２は、記憶手段１１例えばＲＡＭから第１のデータＡを取り出す。このＲＡＭ番地は固定値でなくても、順次変更していくことによりＲＡＭのチェック機能の向上になる。また１個のＲＡＭからではなく複数個のＲＡＭから第１データを作成してもよい。次に第１演算手段１２により所定演算をＡに対して行い、結果Ｂを算出する。この際ＣＰＵの演算機能をチェックする意味で、四則演算すべてを用いることによりさらにチェック機能の向上となる。また、制御量演算手段１０で使用する演算方法を重点的に使用する方法でもよい。送信手段１３はこれらＡとＢのデータを監視手段５に送信する。
【００１２】
一方監視手段５では、送信手段１３からのデータを受信し、第１入力手段２１にはＡを格納する。Ｂは第２入力手段２３に格納する。データＡは第２演算手段２２により所定演算を施され結果Ｃを得る。この所定演算は第１演算手段１２と比べ単純な演算でよい。次にＢとＣを比較し、Ｂ＝Ｃならば正常とし、Ｂ≠Ｃならば異常と判断し、アクチュエータ３を停止するように禁止信号７を出力する。この異常判断は、主制御手段２の一部又は全部、監視手段の一部が異常であることを示しているので、このシステムを停止することにより安全を確保するものである。
【００１３】
第１演算手段１２と第２演算手段２２の具体例を次に説明する。第１演算手段は主制御手段２がＣＰＵで構成されている場合が多く、このＣＰＵの各機能をチェックするため、特に複雑な演算を施す方がフェールセーフ強化となる。
（３＊Ａ＋４＊Ａ−Ａ）÷３（１）
のように四則演算をすべて取り入れた式が考えられる。
一方監視手段５は、ＣＰＵ構成ではなくＩＣで構成されているとすると、低コスト化は図られる。このためには式（１）のように複雑な構成は実現困難である。式（１）を書き換えると
２＊Ａ（２）
となり、単にシフトレジスタ機能のみでよい。これを利用して第２演算手段２２は簡単な構成で実現可能となる。
【００１４】
なお、禁止信号７は、主制御手段２に入力してもよい。異常が主制御手段の一部又は監視手段にある場合、この禁止信号を入力することにより、異常状態を運転者に報知したり、異常内容を記憶したりすることが可能となる。
【００１５】
実施の形態２．
次にこの発明の実施の形態２を図２を用いて説明する。図１と同一符号は同一又は相当部分を示している。６は禁止手段であり、主制御手段２又は監視手段５によりアクチュエータを停止するように駆動手段４を禁止する。主制御手段２には、記憶手段１１と、これから取り出されたデータＡに所定演算を行う第１演算手段１２と、データＡと演算された結果Ｂを監視手段５に送信する送信手段１３と、監視手段５から入力する受信手段１４と、この受信データＣと演算データＢと比較し、両者に相違がある場合禁止信号を出力する第１比較手段１５とを備えている。
【００１６】
一方監視手段５には、データＡを入力する第１入力手段２１と、データＢを入力する第２入力手段２３と、データＡに所定の演算処理を行い、その結果Ｃを主制御手段２の受信手段１４に送信する第２演算手段２２と、データＢとＣを比較し、両者に相違がある場合、禁止信号を出力する第２比較手段２４とを備えている。
主制御手段２及び監視手段５に共に禁止信号を出力するデータ比較手段１５，２４を有しており、これにより一方の比較手段が故障した場合にも他方で機能を補完できる構成となっている。そのためさらに強力なフェールセーフ機能を有しており、安全性が高くなる。
【００１７】
なお、データ送信ラインを２本有した構成としたが、このラインは１本でもよく、主制御手段２からのデータ送信終了後、監視手段５からデータを送信するようにすることで実現可能である。また第１、第２演算手段は実施の形態１と同様に第１演算手段を第２演算手段より複雑なものを使用する方が、フェールセーフの強化となる。
【００１８】
【発明の効果】
この発明の車載用電子制御装置は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００２０】
この発明に係る自己監視機能付き車載用電子制御装置によれば、主制御手段と監視手段と別の演算処理により演算結果を相互に送り合うことにより、独立にデータ比較を行うことができ、信頼性の向上、低コスト化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による車載用電子制御装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２による車載用電子制御装置を示すブロック図である。
【図３】従来の車載用電子制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１状態検出センサ、２主制御手段、３アクチュエータ、４駆動手段、５監視手段、６禁止手段、７禁止信号、１０制御量演算手段、１１記憶手段、１２第１演算手段、１３送信手段、１４受信手段、１５第１比較手段、２１第１入力手段、２２第２演算手段、２３第２入力手段、２４第２比較手段。

Claims

車両の状態を検出する状態検出センサと、車両の所定部分を制御するアクチュエータと、このアクチュエータを駆動する駆動手段と、前記状態検出センサからの情報を入力し、この情報に基づき制御量を演算し、この制御量に見合う信号を前記駆動手段に出力する制御量演算手段を含む主制御手段と、この主制御手段と通信ラインを有し、主制御手段の機能を監視する監視手段と、この監視手段又は前記主制御手段から禁止信号を出力し、禁止信号出力時前記アクチュエータを動作しないようにする禁止手段とを有する装置において、
前記主制御手段は、記憶手段と、ここから第１のデータを取り出し、このデータに所定演算を施す第１演算手段と、前記第１データ及び第１演算結果を前記監視手段に送信する送信手段と、前記監視手段からのデータを受信する受信手段と、この受信データと前記第１演算結果を比較し、両者に相違がある場合、前記禁止手段に第１の禁止信号を出力する第１比較手段とを備え、
前記監視手段は、前記送信手段から第１データを受信する第１入力手段と、この第１データに所定演算を施すと共に前記主制御手段に演算結果を送信する第２演算手段と、前記送信手段から第１演算結果を受信する第２入力手段と、この第１演算結果と前記第２演算手段の結果とを比較し、両者に相違がある場合前記禁止手段に第２の禁止信号を出力する第２比較手段とを備えたことを特徴とする自己監視機能付き車載用電子制御装置。