JP4008647B2 - 車両用電子制御ユニットの電源装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明はメインCPUとサブCPUからなる2つのCPUを備えた車両用電子制御ユニットの電源装置に関し、より詳しくは車両用電子制御ユニットに供給される電圧が低下した時、2つのCPUを同時に再起動することができる車両用電子制御ユニットの電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術に係るメインCPUとサブCPUからなる2つのCPUを備えた車両用電子制御ユニットの電源装置について、図3および図4を参照して説明する。
【0003】
図3は、従来技術に係る車両用電子制御ユニットの電源装置の構成を説明するための説明ブロック図である。
【0004】
従来技術に係る車両用電子制御ユニットの電源装置は、メインCPU100およびサブCPU102を備え、相互に通信可能に接続され、その動作を互いに監視している。尚、各CPU100,102には、バッテリ電圧Vb(例えば12〔V〕程度)の電源(図示しない車両搭載バッテリ)から動作電圧Vcc(例えば5〔V〕程度)が供給される。
【0005】
メインCPU100は、その動作を再起動するためのメインCPUリセットスイッチ(図に「MRES/SW」と示す)100aを備える。
【0006】
サブCPU102は、その動作を再起動するためのサブCPUリセットスイッチ(図に「SRES/SW」と示す)102aを備える。
【0007】
メインCPU100およびサブCPU102は、相互に通信することにより、互いの異常状態(以下「誤動作」と言う)を監視することができ、いずれかのCPUあるいは両方のCPUの異常が検知されたとき、ワーニング・ランプ(図示せず)を点灯させ、制御を禁止するための出力手段(図示せず)を備え、車両用電子制御ユニットの信頼性を保障している。
【0008】
2つのCPUを備える車両用電子制御ユニットは、どちらか一方のCPUが誤動作しても、両CPUが同時に再起動されないように構成され、また互いの誤動作が見逃されないようにされる。これは、前述したCPUが誤動作したとき、両CPUを同時に再起動する手法においては、両CPUを再起動した後で、何事もなかったように正常動作に移行してCPUの故障を見逃す恐れがあり、そのような場合には、車両用電子制御ユニットの信頼性が欠けるからである。
【0009】
従来技術に係る車両用電子制御ユニットの電源装置は、さらに、メインCPU100およびサブCPU102に、それぞれメインCPUリセット回路104およびサブCPUリセット回路106を備える。
【0010】
メインCPUリセット回路104は、メインCPU100に電源が投入されるとパワー・オン・リセット信号の出力を行うと共に、動作電圧Vccが閾値Thm(後述)を下回った場合、メインCPU100を再起動するリセット信号を出力する。尚、メインCPUリセット回路104は、メインCPUリセットスイッチ100aに接続される。
【0011】
サブCPUリセット回路106は、サブCPU102に電源が投入されるとパワー・オン・リセット信号の出力を行うと共に、動作電圧Vccが閾値Ths(後述)を下回った場合、サブCPU102を再起動するリセット信号を出力する。尚、サブCPUリセット回路106は、サブCPUリセットスイッチ102aに接続される。
【0012】
尚、2つのCPUに対し、リセット回路が1つしか用意されない場合、そのリセット回路に例えば「Hiレベル固定」などの故障が生じたとき、電源投入時に必要な発振安定を保つための一定時間のLoレベル(パワー・オン・リセット)が確保されず、全てのCPUが暴走する場合がある。
【0013】
従って、従来技術に係る車両用電子制御ユニットの電源装置にあっては、メインCPU100にはメインCPUリセット回路104が設けられると共に、サブCPU102にはサブCPUリセット回路106が設けられる。
【0014】
次いで、図4を参照して、従来技術に係る車両用電子制御ユニットの電源装置の動作を説明する。
【0015】
図4は、従来技術に係る車両用電子制御ユニットの電源装置の主要構成要素における入出力信号などを示すタイム・チャートである。車両のイグニッション・スイッチ(図示せず)がオンされると、図示しないアクセサリ(エアコンなど)にバッテリ電圧Vbが供給されると共に、車両用電子制御ユニットに動作電圧Vccが供給され、メインCPU100、サブCPU102の動作が開始される。
【0016】
イグニッション・スイッチにより、さらにセルモータの駆動が指示されると、その駆動電圧の負荷に起因してバッテリ電圧Vbが図示の如く低下し、それに伴って動作電圧Vccが一時的に低下する(低下する期間を図に「クランキング」と示す)。
【0017】
図4における「MRES」「SRES」は、それぞれメインCPU100およびサブCPU102における動作状態を示すものであり、Hiが動作中を示し、Loが再起動されて非動作になった状態を示す。
【0018】
メインCPU100およびサブCPU102に供給される動作電圧Vccが低下すると、各CPUが誤動作を生じる恐れがあるため、動作電圧Vccが閾値以下に低下したときは、各CPUを再起動する必要がある。そのため、メインCPU100およびサブCPU102を再起動するための閾値Thm(メインCPU100)、Ths(サブCPU102)が設定される。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術に係る車両用電子制御ユニットの電源装置にあっては、メインおよびサブCPU100,102を再起動するための閾値Thm,Thsは同じ値に設定される。
【0020】
しかしながら、メインCPUリセット回路104およびサブCPUリセット回路106の製造時の誤差等に起因して閾値にバラツキが生じてしまい、図4に示すように各閾値Thm,Thsが相違することがある。
【0021】
このため、従来技術に係る車両用電子制御ユニットの電源装置にあっては、前述のクランキング時等のような電源電圧が不安定な時に、一方のCPU(例えばメインCPU100)のみ再起動され、他方のCPU(例えばサブCPU102)が再起動されずに動作し続けることがある。この場合、再起動されなかったCPU(例えばサブCPU102)が、再起動されたCPU(例えばメインCPU100)の動作を誤動作であると検知し、ワーニング・ランプを点灯させたり、制御の停止を指示する恐れがある。
【0022】
このような不都合を解消するために、特開平4−291610号公報に記載されているように、あるCPUが誤動作(暴走)するか、電子制御ユニットの電源装置に供給される電圧が低下した場合は、全てのCPUを再起動する技術が提案されている。
【0023】
しかしながら、特開平4−291610号公報記載の装置においては、前述したような車両用電子制御ユニットの信頼性は保障されない。
【0024】
従って、この発明は、メインCPUおよびサブCPUからなる2つのCPUを備え、各CPUが相互に監視可能に構成された車両用電子制御ユニットにおいて、車両用電子制御ユニットの信頼性を保障しつつ、再起動されなかったCPUが再起動されたCPUの動作を誤動作であると検知することがないようにした車両用電子制御ユニットの電源装置を提供することを目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1項においては、相互に通信可能なメインCPUとサブCPUを有し、前記メインCPUに供給される動作電圧を第1の閾値と比較し、前記動作電圧が前記第1の閾値より低下したとき、前記メインCPUを再起動させるメインCPUリセット手段、前記サブCPUに供給される動作電圧を第2の閾値と比較し、前記動作電圧が前記第2の閾値より低下したとき、前記サブCPUを再起動させるサブCPUリセット手段を備えた車両用電子制御ユニットの電源装置において、前記メインCPUとサブCPUに供給される前記動作電圧が前記第1、第2の閾値よりも高く設定された第3の閾値より低下したとき、前記メインCPUリセット手段とサブCPUリセット手段を動作させて前記メインCPUとサブCPUを共に再起動するための電圧低下リセット手段を備える如く構成した。
【0026】
メインCPUまたはサブCPUを再起動するための第1、第2の閾値に関わらず、各CPUに供給される動作電圧が、それらの閾値よりも高く設定された第3の閾値以下の場合、メインCPUリセット手段とサブCPUリセット手段を動作させてメインCPUおよびサブCPUが共に再起動されるように構成したので、車両用電子制御ユニットの信頼性を保障しつつ、再起動されなかったCPUが再起動されたCPUの動作を誤動作であると検知することがない。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一つの実施の形態に係る車両用電子制御ユニットの電源装置を説明する。
【0028】
図1は、この発明の一つの実施の形態に係る車両用電子制御ユニットの電源装置の構成を説明するための説明ブロック図である。
【0029】
本実施の形態に係る車両用電子制御ユニットの電源装置は、その制御対象(図示せず)を制御するためのプログラムが記憶されて演算を行うメインCPU10、およびメインCPU10と相互に通信可能に接続され、同じ演算を行うサブCPU12を備えると共に、各CPU10,12は、その動作を相互に監視している。尚、各CPUには、バッテリ電圧Vb(例えば12〔V〕程度)の電源(図示しない車両搭載バッテリ)から動作電圧Vcc(例えば5〔V〕程度)が供給される。
【0030】
メインCPU10は、その動作を再起動するためのメインCPUリセットスイッチ(図に「MRES/SW」と示す)10aを備える。
【0031】
サブCPU12は、その動作を再起動するためのサブCPUリセットスイッチ(図に「SRES/SW」と示す)12aを備える。
【0032】
メインCPU10は、本実施の形態に係る車両用電子制御ユニットの制御対象(図示せず)を主として制御すべく演算を行うと共に、サブCPU12を監視するように構成される。
【0033】
サブCPU12は、本実施の形態に係る車両用電子制御ユニットの制御対象(図示せず)を主として制御すべくメインCPU10と同様の演算を行うと共に、メインCPU10を監視するように構成される。
【0034】
尚、両CPU10,12の演算結果に相違が出た場合に、制御対象の駆動を禁止し、ワーニング・ランプ(図示せず)を点灯するための出力手段(図示せず)が、両CPUに備えられる。
【0035】
また、本実施の形態においては、両CPU10,12の演算の相違によって誤動作を監視しているが、それに加えて、メインCPU10にウォッチ・ドッグ・タイマ(図示せず)を備え、ウォッチ・ドッグ・タイマ出力値をメインリセット回路(後述)に出力することによって、メインCPU10を監視し、メインCPU10が誤動作したときはメインリセット回路によって制御対象の駆動を禁止し、ワーニング・ランプを点灯させても良い。こうすることにより、さらに車両用電子制御ユニットの信頼性が向上することは言うまでもない。
【0036】
本実施の形態に係る車両用電子制御ユニットの電源装置は、動作電圧が低下したときメインCPU10およびサブCPU12を共に再起動する信号およびメインCPU10のみを再起動する信号を出力するメインリセット回路(リセット手段、電圧低下リセット手段)14を備える。
【0037】
メインリセット回路14は、メインCPU10のみを再起動する信号を出力するメインCPUリセット信号出力部(図に「MRES」と示す)14a、車両用電子制御ユニットに供給される動作電圧Vccと閾値Thu(後述)を比較し、動作電圧Vccが閾値Thu以下のときにメインCPU10およびサブCPU12を共に再起動する信号を出力する電圧低下リセット信号出力部(図に「NMI」と示す)14bを備える。
【0038】
本実施の形態に係る車両用電子制御ユニットの電源装置は、さらにサブCPU12を再起動するためにサブCPUリセット回路16を備えると共に、サブCPUリセット回路16には、サブCPUリセット信号出力部(図に「SRES」と示す)16aが設けられ、そこからサブCPU12を再起動する信号が出力される。
【0039】
メインCPUリセット信号出力部14aおよび電圧低下リセット信号出力部14bは、第1のOR回路18を介し、メインCPUリセットスイッチ10aに接続される。
【0040】
また、サブCPUリセット信号出力部16aおよび電圧低下リセット信号出力部14bは、第2のOR回路20を介し、サブCPUリセットスイッチ12aに接続される。
【0041】
尚、車両用電子制御ユニットに供給される動作電圧Vccの低下時に両CPU10,12を同時に再起動するための電源装置は、上述のメインCPUリセットスイッチ10a、サブCPUリセットスイッチ12a、動作電圧Vccが閾値Thuを下回ったとき、リセット信号を出力(電圧低下リセット信号出力部14b)するメインリセット回路14、第1および第2のOR回路18,20から構成される。
【0042】
次いで、図2を参照して、本実施の形態に係る車両用電子制御ユニットの電源装置の動作を説明する。
【0043】
図2は、本実施の形態に係る車両用電子制御ユニットの電源装置の主要構成要素における入出力信号を示すタイム・チャートである。図2で車両のイグニッション・スイッチ(図示せず)がオンされると、先ず図示しないアクセサリ(エアコンなど)にバッテリ電圧Vbが供給されると共に、車両用電子制御ユニットには動作電圧Vccが供給され、メインCPU10、サブCPU12の動作が開始される。
【0044】
イグニッション・スイッチにより、さらにセルモータの駆動が指示されると、その駆動電圧の負荷に起因してバッテリ電圧Vbが一時的に低下し、それに伴って動作電圧Vccが一時的に低下する(図に「クランキング」と示す)。
【0045】
図2における「MRES」「SRES」は、それぞれメインCPU10およびサブCPU12の動作状態を示すものであり、Hiが動作中を示し、Loが再起動されて非動作となった状態を示す。「MRES」「SRES」に良く示すように、パワー・オン・リセットの後、メインCPU10およびサブCPU12の動作が開始されると共に、それらの相互通信も開始される。
【0046】
尚、メインおよびサブCPU10,12間で行われる通信は、メインCPU10で進行する演算と同じ演算をサブCPU12で進行させると共に、これらの演算を常時比較することにより行われる。
【0047】
図2に「クランキング」と示す領域において、メインCPU10およびサブCPU12に供給される動作電圧Vccが低下すると、各CPUが誤動作を生じる恐れがあるため、動作電圧Vccが閾値以下に低下したとき、各CPUを再起動する必要がある。
【0048】
本実施の形態に係る車両用電子制御ユニットの電源装置にあっては、従来技術と同様、メインCPU10のみ再起動するメインCPUリセット回路14、サブCPU12のみ再起動するサブCPUリセット回路16の閾値が、それぞれThm(メインCPU)、Ths(サブCPU)となる。
【0049】
尚、メインおよびサブCPU10,12を、動作電圧Vccの低下に伴って同時に再起動するために、それぞれの閾値ThmとThsは同一の値に設定される。しかしながら、これらの値はメインCPUリセット回路14およびサブCPUリセット回路16の製造時の誤差等に起因して相違する場合がある。
【0050】
本実施の形態にあっては、上記の誤差を考慮して閾値Thuが設定される。即ち、閾値Thuは、メインCPU10とサブCPU12を同時に再起動する必要があるため、メインCPUリセット回路14の閾値ThmおよびサブCPUリセット回路16の閾値Thsの誤差範囲を考慮し、それらより高く設定された値である。
【0051】
閾値Thuは、車両用電子制御ユニットに供給される動作電圧Vccと常に比較され、図2に「クランキング」と示すようなとき、即ち、動作電圧Vccが閾値Thu以下と判断された場合、電圧低下リセット信号出力部14bからメインCPU10およびサブCPU12を共に再起動するリセット信号(Lo信号)が出力される。
【0052】
このようにして出力されたリセット信号が、メインCPUリセットスイッチ10aおよびサブCPUリセットスイッチ12aに入力されることにより、図2に示すように、メインCPU10(図2に示す「MRES」)およびサブCPU12(図2に示す「SRES」)が同時に再起動される。
【0053】
従って、電圧低下時に片方のCPUのみが再起動されることによって、再起動されなかったCPUが、再起動されたCPUの動作を誤動作であると検知することがなくなる。尚、CPU再起動時には制御対象の駆動が禁止されると共に、ワーニング・ランプが点灯される。
【0054】
この発明の実施の形態にあっては、各CPUを再起動するための閾値よりも高く設定された閾値を設け、動作電圧Vccがそれを下回ったとき、両CPUを同時に再起動するように構成したので、車両用電子制御ユニットの信頼性を保障しつつ、再起動されなかったCPUが再起動されたCPUの動作を誤動作であると検知することがない。
【0055】
上記した如く、この発明の実施の形態においては、相互に通信可能なメインCPU10とサブCPU12を有し、前記メインCPUに供給される動作電圧を第1の閾値と比較し、前記動作電圧が前記第1の閾値より低下したとき、前記メインCPUを再起動させるメインCPUリセット手段(メインCPUリセットスイッチ10a、メインリセット回路14、メインCPUリセット信号出力部14a)、前記サブCPUに供給される動作電圧を第2の閾値と比較し、前記動作電圧が前記第2の閾値より低下したとき、前記サブCPUを再起動させるサブCPUリセット手段(サブCPUリセットスイッチ12a、サブCPUリセット回路16、サブCPUリセット信号出力部16a)を備えた車両用電子制御ユニットの電源装置において、前記メインCPUとサブCPUに供給される前記動作電圧Vccが前記第1,第2の閾値(Thm,Ths)よりも高く設定された第3の閾値Thuより低下したとき、前記メインCPUリセット手段とサブCPUリセット手段を動作させて前記メインCPUとサブCPUを共に再起動するための電圧低下リセット手段(メインCPUリセットスイッチ10a、サブCPUリセットスイッチ12a、メインリセット回路14、メインCPUリセット信号出力部14a、電圧低下リセット信号出力部14b、サブCPUリセット回路16、サブCPUリセット信号出力部16a、第1のOR回路18、第2のOR回路20)を備える如く構成した。
【0056】
【発明の効果】
請求項1項に記載の発明においては、メインCPUのみ、またはサブCPUのみを再起動するための第1、第2の閾値に関わらず、各CPUに供給される動作電圧が、それらの閾値よりも高く設定された第3の閾値以下の場合、メインCPUリセット手段とサブCPUリセット手段を動作させてメインおよびサブCPUが共に再起動される。従って、車両用電子制御ユニットの信頼性を保障しつつ、再起動されなかったCPUが再起動されたCPUの動作を誤動作であると検知することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一つの実施の形態に係る車両用電子制御ユニットの電源装置の構成を説明するための説明ブロック図である。
【図2】図1に示す装置の主要構成要素における入出力信号を示すタイム・チャートである。
【図3】従来技術に係る車両用電子制御ユニットの電源装置の構成を説明するための説明ブロック図である。
【図4】図3に示す装置の主要構成要素における入出力信号を示すタイム・チャートである。
【符号の説明】
10 メインCPU
10a メインCPUリセットスイッチ
12 サブCPU
12a サブCPUリセットスイッチ
14 メインリセット回路
14a メインCPUリセット信号出力部
14b 電圧低下リセット信号出力部
16 サブCPUリセット回路
16a サブCPUリセット信号出力部
18 第1のOR回路
20 第2のOR回路
Claims (1)
- 相互に通信可能なメインCPUとサブCPUを有し、前記メインCPUに供給される動作電圧を第1の閾値と比較し、前記動作電圧が前記第1の閾値より低下したとき、前記メインCPUを再起動させるメインCPUリセット手段、前記サブCPUに供給される動作電圧を第2の閾値と比較し、前記動作電圧が前記第2の閾値より低下したとき、前記サブCPUを再起動させるサブCPUリセット手段を備えた車両用電子制御ユニットの電源装置において、前記メインCPUとサブCPUに供給される前記動作電圧が前記第1、第2の閾値よりも高く設定された第3の閾値より低下したとき、前記メインCPUリセット手段とサブCPUリセット手段を動作させて前記メインCPUとサブCPUを共に再起動するための電圧低下リセット手段を備えたことを特徴とする車両用電子制御ユニットの電源装置。
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