JP3896858B2 - 車両制御システム及び車両用電子制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異常検出機能を備える複数の電子制御装置が通信ラインを介して接続されてなる車両制御システム、及び該車両制御システムを構成する車両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、複数の電子制御装置（ＥＣＵ）が通信ラインを介して接続されてなる車両制御システムが具体化されており、各電子制御装置では各種センサやアクチュエータ等の異常検出（故障診断）が実施される。また、各電子制御装置での異常発生の検出時には異常発生の時期を特定する必要があるが、その特定方法として、所定の１つの電子制御装置から時刻情報を通信ラインに送出し、各電子制御装置は異常発生の検出時に各種データと受信した時刻データとを共に記憶する技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術では、送信する時刻情報データとして何を用いるかが重要な問題になる。例えば、現在時刻の管理にタイマＩＣを用いた場合、該タイマＩＣは常時作動している必要があるが、電源は主にバッテリであるため、バッテリの着脱により時刻が不正になるという問題が生じる。また、ナビゲーションシステムの時刻を利用する場合、ＧＰＳ衛星からの信号により時刻データを得るため、バッテリの着脱に関わらず正確な時刻データを得ることができる。ところが、ＧＰＳ受信装置との連携が前提となっており、システムが複雑になると共に高額化を招くという問題が生じる。
【０００４】
また、時刻情報を通信ラインに送出する上記技術では、その都度の時刻情報を一定間隔（例えば１秒毎）で送出し続けるため、時刻情報のデータそのものにより通信負荷が増大するという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、簡易で且つ安価な構成を用いつつ、異常検出情報を適切に記憶保持することができる車両制御システム及び車両用電子制御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の車両制御システムでは、通信ラインを介して複数の電子制御装置が接続されており、各々の電子制御装置が異常検出機能を備える。通信ライン上には基準信号送信手段が設けられ、該送信手段により、時間情報の基準となる基準信号が繰り返し通信ライン上に送出される。また、複数の電子制御装置では、基準信号受信の履歴が記憶されると共に（受信履歴記憶手段）、基準信号の送受信間隔よりも短い所定の時間間隔でカウント動作が行われる（カウンタ手段）。更に、当該電子制御装置での異常発生の検出時にその時点での基準信号受信の履歴と前記カウンタ手段の値とが共に記憶される（異常情報記憶手段）。
【０００７】
異常検出時の各種データが基準信号受信の履歴とカウンタ手段の値と共に記憶できるため、各電子制御装置において複数の異常が発生する場合にも、それら異常発生の時系列を正確に把握することが可能となる。故に、複数の異常の前後関係が明確になり、ひいては異常検出結果の解析が容易となる。また、異常検出情報を記憶する際、そのための構成が複雑になったり時刻を管理する専用機器を要したりすることもない。以上のことから、本発明では簡易で且つ安価な構成を用いつつ、異常検出情報を適切に記憶保持することができるようになる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、前記基準信号送信手段が定期的に基準信号を送信するため、例えば基準信号の受信回数から同信号の受信時刻が把握でき、結果として異常発生の時刻を正しく把握することができる。勿論、基準信号送信の周期は、カウンタ手段による動作周期よりも充分に長い時間である。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、前記複数の電子制御装置のうち、何れか一つの電子制御装置が前記基準信号送信手段を兼ねる。そのため、基準信号送信手段を別途要することもなく、構成が簡素化できる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、前記基準信号を受信したタイミングで前記カウンタ手段をクリアする。この場合、カウンタ手段の値は基準信号受信からの経過時間を示すこととなり、異常発生順序の特定が容易になる。また、カウンタ手段として用意するバイト数が小さくできる。
【００１１】
上記請求項４の発明では請求項５に記載したように、前記基準信号送信手段は、何れかの電子制御装置における異常発生の検出の都度、基準信号を各電子制御装置に送信し、受信側の各電子制御装置では基準信号の受信時にその受信回数を算出して記憶する構成であっても良い。この場合、基準信号の受信回数が累積異常検出回数となると共に、カウンタ手段の値が直前の異常検出からの経過時間となり、異常発生順序の特定が容易になる。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、基準信号受信側の各電子制御装置において前記カウンタ手段の動作周期が個別に設定される。つまり、電子制御装置によっては故障診断の精度要求が異なることがあり、例えば精度要求が比較的ラフなものについてはカウンタ手段の動作周期を大きくする。これにより、精度要求を満たしつつ、処理負荷の軽減を図ることができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、各電子制御装置への電源投入時において前記基準信号送信手段が基準信号送信の履歴を各電子制御装置に送信し、受信側の各電子制御装置では、基準信号送信の履歴と自身で記憶保持する基準信号受信の履歴とを照合した結果、不一致であれば基準信号送信の履歴により基準信号受信の履歴を更新する。この場合、各電子制御装置で基準信号受信の履歴にずれが生じ不揃えとなっても、そのずれが適正に修復できる。故に、異常情報（基準信号受信の履歴）の信頼性が向上する。
【００１４】
請求項８に記載の発明では、前記基準信号送信手段は、基準信号を送信することに代えて、基準信号送信の履歴情報を各電子制御装置に送信し、受信側の各電子制御装置では、基準信号送信の履歴情報を基準信号受信の履歴として記憶する。この場合、受信側の各電子制御装置では、基準信号受信の履歴として受信回数を算出する等の処理が不要となる。また、各電子制御装置において基準信号受信の履歴のずれが防止できる。
【００１５】
一方、請求項９に記載の車両用電子制御装置は、異常検出機能を備え、通信ラインを介して外部装置と通信可能に接続される。そしてこの電子制御装置では、時間情報の基準となる基準信号を前記外部装置より繰り返し受信してその受信履歴を記憶すると共に（受信履歴記憶手段）、基準信号の受信間隔よりも短い所定の時間間隔でカウント動作を行う（カウンタ手段）。また、異常発生の検出時にその時点での基準信号受信の履歴と前記カウンタ手段の値とを共に記憶する（異常情報記憶手段）。
【００１６】
異常検出時の各種データが基準信号受信の履歴とカウンタ手段の値と共に記憶できるため、複数の異常が発生する場合にも、それら異常発生の時系列を正確に把握することが可能となる。故に、複数の異常の前後関係が明確になり、ひいては異常検出結果の解析が容易となる。また、異常検出情報を記憶する際、そのための構成が複雑になったり時刻を管理する専用機器を要したりすることもない。以上のことから、本発明では簡易で且つ安価な構成を用いつつ、異常検出情報を適切に記憶保持することができるようになる。
【００１７】
請求項１０に記載の発明では、前記基準信号を受信したタイミングで前記カウンタ手段をクリアする。この場合、カウンタ手段の値は基準信号受信からの経過時間を示すこととなり、異常発生順序の特定が容易になる。また、カウンタ手段として用意するバイト数が小さくできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態では、車両制御システムとして複数の電子制御装置（ＥＣＵ）が車両に搭載されており、各ＥＣＵが通信ラインを介して相互に通信可能に接続されている。以下には、当該システムで何らかの異常が発生した時にその異常検出情報を正確に記憶保持することができる技術について説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態おける車両制御システムの概略構成を示したものである。ＥＣＵ１０，２０，…は周知のエンジンＥＣＵ、トランスミッションＥＣＵ等であり、これら各ＥＣＵ１０，２０は通信ライン３０を介して通信可能に接続されている。
【００２０】
ＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータ１１、通信インターフェイス１２、記憶装置１３、入力回路１４及び出力回路１５を備えており、そのうちマイクロコンピュータ１１はＣＰＵ１１ａ、ＲＯＭ１１ｂ、ＲＡＭ１１ｃを備える。入力回路１４は各種センサ１６の検出信号を取り込み、出力回路１５は各種アクチュエータ１７に対して駆動信号等を出力する。
【００２１】
また、ＥＣＵ２０も同様に、マイクロコンピュータ２１、通信インターフェイス２２、記憶装置２３、入力回路２４及び出力回路２５を備えており、そのうちマイクロコンピュータ２１はＣＰＵ２１ａ、ＲＯＭ２１ｂ、ＲＡＭ２１ｃを備える。入力回路２４は各種センサ２６の検出信号を取り込み、出力回路２５は各種アクチュエータ２７に対して駆動信号等を出力する。
【００２２】
ここで、各ＥＣＵ１０，２０のマイクロコンピュータ１１，２１はそれぞれ異常検出機能を有しており、各自に各種センサ１６，２６や各種アクチュエータ１７，２７等の異常を検出する。また、記憶装置１３，２３は電気的に書込み／消去可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等で構成され、この記憶装置１３，２３に異常発生時の異常検出情報等が随時記憶されるようになっている。
【００２３】
次に、本実施の形態の特徴的な作用について説明する。本実施の形態では、複数のＥＣＵ１０，２０等のうち何れか一つのＥＣＵが定期的に基準信号を通信ライン３０に送出し、該基準信号を他のＥＣＵが受信する構成となっている。なお以下の説明では、ＥＣＵ１０を基準信号送信側として動作させ、他のＥＣＵ（ここでは代表してＥＣＵ２０）を基準信号受信側として動作させる。すなわちこの場合、ＥＣＵ１０が特許請求の範囲に記載した「基準信号送信手段」に相当する。動作の概要を図６のタイムチャートを用いて説明する。
【００２４】
図６に示すように、基準信号が定期的（本実施の形態では１時間毎）にＥＣＵ１０から送出される。基準信号送信の都度、送信側のＥＣＵ１０では基準信号送信回数がカウントされると共に、受信側のＥＣＵ２０では基準信号受信回数がカウントされる。経過時間カウンタは各ＥＣＵで各自カウントアップされるカウンタであり、基準信号の送信又は受信に際しクリアされる。
【００２５】
この場合、例えばタイミングｔ１，ｔ２で何らかの異常が発生しそれが検出されると、各タイミングでの基準信号送信回数、基準信号受信回数、経過時間カウンタの各値が記憶装置１３，２３に記憶されるようになっている。因みに、この種の車両制御システムでは、１つの異常が発生するとそれに伴い他の異常が誘発され、短時間に複数の異常が発生することが考えられる。なお、基準信号送信回数が「基準信号送信の履歴」に、基準信号受信回数が「基準信号受信の履歴」に相当する。
【００２６】
次いで、各ＥＣＵによる処理手順を図２〜図５のフローチャートを用いて順に説明する。図２は、基準信号の送信回数及び受信回数をカウントするための基準信号処理を示すフローチャートであり、（ａ）は基準信号送信側であるＥＣＵ１０の処理、（ｂ）は基準信号受信側であるＥＣＵ２０の処理を示す。図２（ｂ）の処理により「受信履歴記憶手段」が実現される。
【００２７】
（ａ）は所定時間毎（例えば１時間毎）に実施される周期処理である。先ずステップ１０１では、基準信号送信回数を記憶装置１３から読出し、ステップ１０２では、通信ライン３０上の受信側ＥＣＵに基準信号を送信する。そして、送信回数が所定のＭＡＸ値未満（ステップ１０３がＹＥＳ）であることを条件に、ステップ１０４で基準信号送信回数をカウントアップし、続くステップ１０５でその基準信号送信回数を記憶装置１３に書込む。その後、ステップ１０６では、基準信号送信後の経過時間を表す経過時間カウンタをクリアする。
【００２８】
また、（ｂ）は基準信号を受信したタイミングで起動される処理である。先ずステップ２０１では、基準信号受信回数を記憶装置２３から読出す。そして、受信回数が所定のＭＡＸ値未満（ステップ２０２がＹＥＳ）であることを条件に、ステップ２０３で基準信号受信回数をカウントアップし、続くステップ２０４でその基準信号受信回数を記憶装置２３に書込む。その後、ステップ２０５では、基準信号受信後の経過時間を表す経過時間カウンタをクリアする。
【００２９】
図３は、経過時間カウンタのカウント処理を示すフローチャートであり、これは各ＥＣＵで所定時間毎（例えば１ｍｓ毎）に実行される周期処理である。この処理により「カウンタ手段」が実現され、基準信号発生後の経過時間が計測される。
【００３０】
図３において、ステップ３０１では、経過時間カウンタの値が所定のＭＡＸ値未満であるか否かを判別し、ＭＡＸ値未満の場合、ステップ３０２で経過時間カウンタをカウントアップする。ＭＡＸ値以上であればオーバーフローを避けるためカウントアップせずにＭＡＸ値を保持する。
【００３１】
経過時間カウンタがＭＡＸ値を保持していた場合は正しい時間が得られないが、本カウンタがＭＡＸ値に達する前に次の基準信号によりクリアされるよう基準信号の送信周期及び経過時間カウンタのバイト長が決められれば、当該カウンタがＭＡＸ値に達することはない。例えばカウンタとして用いる変数を４バイト長とした場合、１ｍｓ周期の割込み処理で連続約４９．７日間計時でき、基準信号の送信周期を長くとっても事実上十分な時間が計時できる。
【００３２】
図４は、各ＥＣＵでの故障診断処理を示すフローチャートである。以下、基準信号受信側であるＥＣＵ２０の処理として説明する。この処理により「異常情報記憶手段」が実現される。
【００３３】
本故障診断処理は制御メイン処理から周期的に実行され、ステップ４０１では、各種センサ２６からの信号等に基づいて故障診断を行う。故障診断結果の結果、ステップ４０２で異常なしと判定された場合は、エンジン制御や変速制御など、各ＥＣＵのメイン制御処理にそのまま移行する。また、ステップ４０２で異常ありと判定された場合はステップ４０３に移行し、基準信号受信回数を記憶装置２３から読出し、続くステップ４０４で故障診断データを基準信号受信回数、経過時間カウンタの値と共に記憶装置２３に格納する。最後に、ステップ４０５では、所定のフェイルセーフ動作を実現するためのフェイルセーフ値を適宜設定する。なお、基準信号送信側のＥＣＵ１０についても同様に故障診断処理が行われる。
【００３４】
上記図４の処理では、異常発生毎において故障診断データと共に基準信号受信回数（又は送信回数）及び経過時間カウンタの値が記憶装置に記憶されるため、異常が複数発生する場合にも、各異常の相対的な発生タイミングが明確になる。つまり、後々の故障解析時には、故障診断データ、基準信号受信回数（又は送信回数）、経過時間カウンタからなる異常検出情報が読み出され、各異常の発生順序（時系列）が特定される。
【００３５】
一方で、図５は各ＥＣＵでの起動時処理を示すフローチャートであり、（ａ）は基準信号送信側であるＥＣＵ１０の処理、（ｂ）は基準信号受信側であるＥＣＵ２０の処理を示す。
【００３６】
（ａ）はＩＧスイッチを介してのＥＣＵ１０への電力投入時に起動される。ステップ５０１では、その時点までの基準信号送信回数を記憶装置１３から読出し、ステップ５０２では、通信ライン３０上の受信側ＥＣＵに基準信号送信回数を送信する。
【００３７】
また、（ｂ）も同様に、ＩＧスイッチを介してのＥＣＵ２０への電力投入時に起動され、ステップ６０１では、その時点までの基準信号受信回数を記憶装置２３から読出し、ｂとして保持する。ステップ６０２では、ＥＣＵ１０からの基準信号送信回数をａとして受信し、ステップ６０３でａ，ｂの一致を確認する。不一致の場合、なんらかの原因で送信側と受信側の回数の記憶にズレがあったことになるため、ステップ６０４で送信側の値ａを基準信号受信回数として記憶装置２３に記憶する。図５の処理によれば、各ＥＣＵ１０，２０で基準信号受信回数にずれが生じ不揃えとなっても、そのずれが適正に修復できる。
【００３８】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）各ＥＣＵ１０，２０において複数の異常発生が検出される場合にも、それら全ての異常発生の時系列を正確に把握することが可能となる。故に、複数の異常の前後関係が明確になり、ひいては異常検出結果の解析が容易となる。また、異常検出情報を記憶する際、そのための構成が複雑になったり時刻を管理する専用機器を要したりすることもない。以上のことから、本実施の形態では簡易で且つ安価な構成を用いつつ、異常検出情報を適切に記憶保持することができるようになる。その他、従来技術に対してバッテリが外されても問題が生じない、通信負荷が軽減されるといったメリットが達成される。
【００３９】
（２）定期的に基準信号が送信される構成としたため、基準信号受信回数から同信号の受信時刻が把握でき、結果として異常発生の時刻を正しく把握することができる。
【００４０】
（３）複数のＥＣＵ１０，２０のうち、何れか一つのＥＣＵから基準信号が送信されるため、基準信号送信手段を別途要することもなく、構成が簡素化できる。
【００４１】
（４）基準信号を受信したタイミングで経過時間カウンタがクリアされるため、カウンタ値が基準信号受信からの経過時間を示すこととなり、異常発生順序の特定が容易になる。また、経過時間カウンタとして用意するバイト数が小さくできる。
【００４２】
（５）各ＥＣＵ１０，２０への電源投入時に、各ＥＣＵ１０，２０での基準信号受信回数を一致させるための処理が実施されるので、異常情報としての基準信号受信回数の信頼性が向上する。
【００４３】
なお本発明は、上記以外に次の形態にて具体化できる。
特定のＥＣＵから基準信号が送信される構成に代えて、基準信号送信回数（基準信号送信の履歴情報）を各ＥＣＵに送信し、受信側の各ＥＣＵでは、基準信号送信回数を基準信号受信回数（基準信号受信の履歴）として記憶する構成であっても良い。この場合、受信側の各ＥＣＵでは、基準信号受信回数を算出する等の処理が不要となる。また、各ＥＣＵにおいて基準信号受信回数のずれが防止できる。
【００４４】
基準信号受信側の各ＥＣＵにおいて経過時間カウンタの動作周期が個別に設定される構成であっても良い。つまり、ＥＣＵによっては故障診断の精度要求が異なることがあり、例えば精度要求が比較的ラフなものについては経過時間カウンタの動作周期を大きくする。これにより、精度要求を満たしつつ、処理負荷の軽減を図ることができる。
【００４５】
上記実施の形態では、基準信号を定期的（１時間毎）に発生させる構成としたが、同基準信号を不定期に発生させる構成であっても良い。要は時間差をもって基準信号が送信される構成であれば良い。
【００４６】
何れかのＥＣＵにおける異常発生の検出の都度、基準信号を各ＥＣＵに送信し、受信側の各ＥＣＵでは、基準信号の受信時にその受信回数を算出して記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶する構成であっても良い。つまり、基準信号を定期的又は不定期に発生させる構成に代えて、異常発生の検出時に基準信号を発生させる構成とする。但し、基準信号の時間間隔によっては両者の併用も可能である。この場合、基準信号の受信回数が累積異常検出回数となると共に、経過時間カウンタの値が直前の異常検出からの経過時間となり、異常発生順序の特定が容易になる。
【００４７】
上記実施の形態では、基準信号受信の履歴（又は送信の履歴）として受信回数（又は送信回数）を記憶保持する構成としたが、履歴が残る構成であれば、それ以外の構成としても良い。
【００４８】
上記実施の形態では、特定のＥＣＵにより基準信号送信手段を構成したが、各種ＥＣＵとは別に基準信号送信手段を構成しても良い。例えば、タイマＩＣ等の外部装置により基準信号送信手段を構成し、該外部装置（タイマＩＣ）から通信ライン上に定期又は不定期で基準信号を送出させるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態における車両制御システムの概要を示す構成図。
【図２】各ＥＣＵでの基準信号処理を示すフローチャート。
【図３】経過時間カウンタのカウント処理を示すフローチャート。
【図４】故障診断処理を示すフローチャート。
【図５】各ＥＣＵでの起動時処理を示すフローチャート。
【図６】動作説明のためのタイムチャート。
【符号の説明】
１０，２０…ＥＣＵ、１１，２１…マイクロコンピュータ、１３，２３…記憶装置、３０…通信ライン。

Claims (10)

1. 通信ラインを介して複数の電子制御装置が接続され、各々の電子制御装置が異常検出機能を備えた車両制御システムにおいて、
   前記通信ライン上に設けられ時間情報の基準となる基準信号を繰り返し送信する基準信号送信手段を備えると共に、前記複数の電子制御装置が、基準信号受信の履歴を記憶する受信履歴記憶手段と、前記基準信号の送受信間隔よりも短い所定の時間間隔でカウント動作を行うカウンタ手段と、当該電子制御装置での異常発生の検出時にその時点での基準信号受信の履歴と前記カウンタ手段の値とを共に記憶する異常情報記憶手段とを備えたことを特徴とする車両制御システム。
2. 前記基準信号送信手段は、定期的に基準信号を送信する請求項１記載の車両制御システム。
3. 前記複数の電子制御装置のうち、何れか一つの電子制御装置が前記基準信号送信手段を兼ねる請求項１又は２記載の車両制御システム。
4. 前記基準信号を受信したタイミングで前記カウンタ手段をクリアする請求項１乃至３の何れかに記載の車両制御システム。
5. 請求項４記載の車両制御システムにおいて、前記基準信号送信手段は、何れかの電子制御装置における異常発生の検出の都度、基準信号を各電子制御装置に送信し、受信側の各電子制御装置では基準信号の受信時にその受信回数を算出して記憶する車両制御システム。
6. 基準信号受信側の各電子制御装置では、前記カウンタ手段の動作周期が個別に設定される請求項１乃至５の何れかに記載の車両制御システム。
7. 各電子制御装置への電源投入時において前記基準信号送信手段が基準信号送信の履歴を各電子制御装置に送信し、受信側の各電子制御装置では、基準信号送信の履歴と自身で記憶保持している基準信号受信の履歴とを照合した結果、不一致であれば基準信号送信の履歴により基準信号受信の履歴を更新する請求項１乃至６の何れかに記載の車両制御システム。
8. 前記基準信号送信手段は、基準信号を送信することに代えて、基準信号送信の履歴情報を各電子制御装置に送信し、受信側の各電子制御装置では、基準信号送信の履歴情報を基準信号受信の履歴として記憶する請求項１乃至７の何れかに記載の車両制御システム。
9. 異常検出機能を備え、通信ラインを介して外部装置と通信可能に接続される車両用電子制御装置において、
   時間情報の基準となる基準信号を前記外部装置より繰り返し受信してその受信履歴を記憶する受信履歴記憶手段と、前記基準信号の受信間隔よりも短い所定の時間間隔でカウント動作を行うカウンタ手段と、異常発生の検出時にその時点での基準信号受信の履歴と前記カウンタ手段の値とを共に記憶する異常情報記憶手段とを備えたことを特徴とする車両用電子制御装置。
10. 前記基準信号を受信したタイミングで前記カウンタ手段をクリアする請求項９記載の車両用電子制御装置。

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