JP4396588B2 - 電子制御装置 - Google Patents
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Description
上述の通り、この駆動回路30には上記制御部12及び自己監視部13及び異常判定回路21からの信号が取り込まれるものの、同駆動回路30は基本的に、これら信号のうち、上記制御部12による駆動指令に基づいて上記スロットルバルブの開閉駆動を行う。ただし、上記自己監視部13から出力される信号が例えば上記制御部12による駆動指令と上記自己監視部13による演算結果との不一致を示している場合や上記異常判定回路21から出力される信号が上記所定のデータの演算結果及びその期待値の不一致を示している場合などには、同駆動回路30に取り込まれる上記駆動指令としての信頼性が低い。したがってこの場合、同駆動回路30は、車両の安全性を確保すべく、上記制御部12による駆動指令を無効として、上記スロットルバルブに対するフェールセーフ処理を行うようにしている。
ルが、前記ディジタル回路の動作基準となるクロックに基づきカウントアップされるとともに前記演算結果とその期待値とが受信されることに基づいてクリアされる通信異常カウンタを備え、該通信異常カウンタによるカウンタ値が所定の判定値を超えることに基づいて前記マイクロコンピュータとの通信機能が適正に機能していない旨を判定するようにすることが、上記通信機能を監視する上で実用上望ましい。
て図ることができるようになる。また、請求項14または15に記載の電子制御装置として、例えば、請求項17に記載の電子制御装置を採用するようにすることも実用上望ましい。
機能及び前記モニタモジュールの少なくとも一方を通じてその監視対象となる機能が適正に機能していない旨が判定されることに基づき前記駆動回路に対する給電を停止する手段とをさらに備える電子制御装置として構成することが特に有効である。すなわち、このような電子制御装置では、上記駆動回路に対する給電が停止されるときに、上記スロットルバルブが自ずとフェールセーフ状態に保持されるようになる。
以下、この発明にかかる電子制御装置の第1の実施の形態について図1〜図18を参照して詳細に説明する。
・上記モニタモジュールによる監視に際しては、マイクロコンピュータの監視機能がまず、上記制御機能の監視(自己監視)を実施する。
且つ、
・上記監視機能による監視が実施されたとき、上記マイクロコンピュータが、その監視対象となる内容に応じて演算された値である演算結果と該演算結果として本来得られるべき値である期待値とをモニタモジュールに送信する。
且つ、
・上記モニタモジュールが、上記マイクロコンピュータから送信される演算結果とその期待値との比較に基づき上記マイクロコンピュータの監視機能が適正に機能しているか否かを監視する。
といった監視構造をさらに採用するようにした装置が以下に説明するこの実施の形態にかかる電子制御装置である。このような電子制御装置によれば、上記監視機能による制御機能の監視と、上記モニタモジュールによる同監視機能の監視とが並行して実行されるようになり、スロットルバルブの駆動制御にかかる信頼性のさらなる向上を図ることができるようになる。
<プログラムメモリの監視(ROMチェック)>
自己監視部113は、マイクロコンピュータ110が内蔵する読み出し専用のプログラムメモリ(ROM)1121に格納されている上記制御部112によって実行される各種制御プログラムやそれら制御で用いられる制御データの適正性を監視対象としている。そして、同自己監視部113は、このプログラムメモリの監視(ROMチェック)を以下の態様にて実行する。
<データRAMの監視(RAMチェック)>
また、自己監視部113は、スロットルバルブの開度を示すデューティ値など、上記制御部112による演算結果として上記マイクロコンピュータ110が内蔵するデータRAMに格納されたデータの適正性を監視対象としており、このデータRAMの監視(RAMチェック)を以下の態様にて実行する。
<制御部による命令動作等の監視(インストラクション検査)>
また、自己監視部113は、上記制御部112による演算結果として出力される該制御部112による命令動作の適正性や、該動作に関わる各種要素(レジスタ、アドレスバス、データバス等)を監視対象としている。そして、同自己監視部113は、この制御部112による命令動作等の監視(インストラクション検査)を以下の態様にて実行する。
<関数のCALL順序の監視(フロー検査)>
また、自己監視部113は、上記制御部112によって読み出し要求される関数の順序(関数のCALL順序)を監視対象としており、この関数のCALL順序の監視(フロー検査)を以下の態様にて実行する。
<制御部による演算値の監視(システムチェック)>
また、自己監視部113は、スロットルバルブの開度指令値を示すデューティ値など、上記入力部111を介して取得される上記外部信号に基づき上記制御部112によって演算された演算値を監視対象としており、このデューティ値(演算値)の監視(システムチェック)を以下の態様にて実行する。
・クロック発生器125によるクロックに基づきカウントアップされるとともに上記演算結果とその期待値とが一致した旨を示す上記第1の比較器153による出力に基づいてクリアされるデータ異常カウンタ154。
・データ異常カウンタ154によるカウンタ値と、メモリ155に予め格納されている所定の判定値との間での大小比較を行うとともに、その比較の結果を、上記自己監視部113の異常の有無の監視結果としてこのディジタル回路ブロック121aから出力する第2の比較器156。
・クロック発生器125によるクロックに基づきカウントアップされるとともに上記マイクロコンピュータ110からの情報を上記通信部122が受信したときの該通信部122による出力に基づいてクリアされる通信異常カウンタ157。
・通信異常カウンタ157によるカウンタ値と、メモリ158に予め格納されている所定の判定値との間での大小比較を行うとともに、その比較の結果を、上記マイクロコンピュータ110とモニタモジュール120との間の通信機能の異常の有無の監視結果としてこのディジタル回路ブロック121aから出力する第3の比較器159。
上述の通り、この駆動回路130には上記制御部112及び自己監視部113及びモジュール監視部115及び異常判定回路121からの信号が取り込まれるものの、同駆動回路130は基本的に、これら信号のうち、上記制御部112による駆動指令に基づいて上記スロットルバルブの開閉駆動を行う。ただし、上記制御部112による駆動指令に妥当性がない旨の信号が上記自己監視部113から出力された場合には、同駆動回路130に取り込まれる上記駆動指令としての信頼性が低い。また、上記異常判定回路121によって上記自己監視部113に異常がある旨の信号が出力された場合や、上記モジュール監視部115によって上記モニタモジュール120自体が監視不能な状態にある旨の信号が出力された場合なども同様、同駆動回路130に取り込まれる上記駆動指令としての信頼性は低くなる。したがって、これらいずれかの信号が入力されるときには、同駆動回路130は、車両の安全性を確保すべく、上記制御部112による駆動指令を無効として、上記スロットルバルブに対するフェールセーフ処理を行う。具体的には、上記電源端子T3を通じた上記車載バッテリによる給電を停止することにより、上記スロットルバルブをフェールセーフ状態に保持する。
(1)マイクロコンピュータ110が、上記自己監視部113による上記制御部112の監視と並行して、その監視対象となる内容に応じて演算した値である演算結果と該演算結果として本来得られるべき値である期待値とを上記モニタモジュール120に送信することとした。また、モニタモジュール120が、該送信される演算結果とその期待値との比較に基づいて上記自己監視部113が適正に機能しているか否かを監視することとした。このため、モニタモジュール120を通じて自己監視部113を監視する当該マイクロコンピュータ110として、それら監視状態を適正に維持して、車載アクチュエータ(スロットルバルブ)の駆動制御にかかる信頼性のさらなる向上を図ることができるようになる。
(第2の実施の形態)
次に、この発明にかかる電子制御装置についてその第2の実施の形態を示す。なお、この実施の形態の電子制御装置も、先の第1の実施の形態の電子制御装置(図1)とほぼ同様、スロットルバルブを駆動するモータの駆動制御を行う装置として、大きくは、マイクロコンピュータと、モニタモジュールと、駆動回路とを備えて構成されている。また、このような電子制御装置として、
・上記モニタモジュールによる監視に際しては、マイクロコンピュータの監視機能がまず、上記制御機能の監視(自己監視)を実施する。
且つ、
・上記監視機能による監視が実施されたとき、上記マイクロコンピュータが、その監視対象となる内容に応じて演算された値である演算結果と該演算結果として本来得られるべき値である期待値とをモニタモジュールに送信する。
且つ、
・上記モニタモジュールが、上記マイクロコンピュータから送信される演算結果とその期待値との比較に基づき上記マイクロコンピュータの監視機能が適正に機能しているか否かを監視する。
といった監視構造を採用している点についても、先の第1の実施の形態の場合とほぼ同様である。
(他の実施の形態)
なお、上記各実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
Claims (22)
- 車両の運転状態を示す入力信号に基づき車載アクチュエータを駆動制御する制御機能と、同一入力信号をもとにこの制御機能が適正に機能しているか否かを監視する監視機能とを有するマイクロコンピュータに対し、前記監視機能が適正に機能しているか否かを専用のディジタル回路を通じてさらに監視するモニタモジュールが通信可能に接続されてなる電子制御装置であって、
前記マイクロコンピュータは、前記監視機能として、前記制御機能を実現すべく当該マイクロコンピュータが内蔵する読み出し専用のプログラムメモリの制御量を演算するための領域に格納されている値の演算結果とこの演算結果に対応して予め登録されている期待値とを一致比較することで前記制御機能の監視を行うとともに、これら一致比較した演算結果と期待値とを前記モニタモジュールに送信し、前記モニタモジュールは、該送信される演算結果と期待値との一致比較に基づいて前記監視機能が適正に機能しているか否かを監視する
ことを特徴とする電子制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、前記監視機能としてさらに、当該マイクロコンピュータが内蔵するデータRAM及びミラーRAMにそれぞれ格納された前記制御機能による演算値をそれぞれ演算結果及び期待値として一致比較することで前記制御機能の監視を行うとともに、これら一致比較した演算結果と期待値とを前記モニタモジュールに送信し、前記モニタモジュールは、該送信される演算結果とその期待値との一致比較に基づいて前記監視機能が適正に機能しているか否かを監視する
請求項1に記載の電子制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、前記監視機能としてさらに、検査用に予め登録されている固定値からなる入力信号を前記制御機能を通じて演算した演算結果とこの演算結果に対応して予め登録されている期待値とを一致比較することで前記制御機能の監視を行うとともに、これら一致比較した演算結果と期待値とを前記モニタモジュールに送信し、前記モニタモジュールは、該送信される演算結果とその期待値との一致比較に基づいて前記監視機能が適正に機能しているか否かを監視する
請求項1または2に記載の電子制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、前記監視機能としてさらに、当該マイクロコンピュータが内蔵するプログラムメモリに格納されている関数を前記制御機能が規定された順序で読み出すことによって順次演算される演算結果とこの演算結果に対応して予め登録されている期待値とを一致比較することで前記制御機能の監視を行うとともに、これら一致比較した演算結果と期待値とを前記モニタモジュールに送信し、前記モニタモジュールは、該送信される演算結果とその期待値との一致比較に基づいて前記監視機能が適正に機能しているか否かを監視する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、前記監視機能としてさらに、当該マイクロコンピュータが内蔵するプログラムメモリに格納されているマップに基づき前記制御機能が前記入力信号に応じて前記車載アクチュエータの制御値を演算した演算結果と、この制御値の上限値である期待値とを大小比較することで前記制御機能の監視を行うとともに、これら大小比較した演算結果と期待値とを前記モニタモジュールに送信し、前記モニタモジュールは、該送信される演算結果とその期待値との大小比較に基づいて前記監視機能が適正に機能しているか否かを監視する
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子制御装置。 - 前記モニタモジュールは、前記送信された前記演算結果とその期待値との比較の結果、前記演算結果が期待される結果となっていない期間が所定の判定期間を超えることに基づいて前記監視機能が適正に機能していない旨を判定する
請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子制御装置。 - 前記モニタモジュールは、前記ディジタル回路の動作基準となるクロックに基づきカウントアップされるとともに、前記送信された前記演算結果とその期待値との比較の結果、前記演算結果が期待される結果となっていることに基づいてクリアされるデータ異常カウンタを備え、該データ異常カウンタによるカウンタ値が所定の判定値を超えることに基づいて前記演算結果が期待される結果となっていない期間が所定の判定期間を超えた旨を判断する
請求項6に記載の電子制御装置。 - 前記モニタモジュールは、前記演算結果とその期待値とが受信されない期間が所定の判定期間を超えることに基づいて前記マイクロコンピュータとの通信機能が適正に機能していない旨を判定する
請求項1〜7のいずれか一項に記載の電子制御装置。 - 前記モニタモジュールは、前記ディジタル回路の動作基準となるクロックに基づきカウントアップされるとともに前記演算結果とその期待値とが受信されることに基づいてクリアされる通信異常カウンタを備え、該通信異常カウンタによるカウンタ値が所定の判定値を超えることに基づいて前記マイクロコンピュータとの通信機能が適正に機能していない旨を判定する
請求項8に記載の電子制御装置。 - 前記モニタモジュールは、前記ディジタル回路の動作基準となるクロックに基づきカウントアップされる基準カウンタをさらに備え、前記マイクロコンピュータは、この基準カウンタによるカウンタ値を取り込んで前記モニタモジュールが適正に機能しているか否かを監視するモジュール監視部をさらに備える
請求項7または9に記載の電子制御装置。 - 前記モジュール監視部は、前記基準カウンタによるカウンタ値を定期的に取り込み、該取り込んだカウンタ値の変化しない期間が所定の判定期間を超えることに基づいて前記モニタモジュールが適正に機能していない旨を判定する
請求項10に記載の電子制御装置。 - 前記監視機能は、前記制御機能としての機能を実行する上でその適正な実行を保証するいくつかの特定の要素を監視対象としてその監視を行うとともに、前記マイクロコンピュータは、それら監視対象の別に識別子を付与して前記演算結果とその期待値とを前記モニタモジュールに送信するものであり、前記モニタモジュールは、前記監視対象にそれぞれ対応した複数のディジタル回路ブロックを一体に有し、前記送信される演算結果とその期待値とを前記識別子に基づき分類して各対応するディジタル回路ブロックに与えつつ、それら各ディジタル回路ブロックにて各別に前記演算結果とその期待値との比較に基づく監視を行う
請求項1〜11のいずれか一項に記載の電子制御装置。 - 前記モニタモジュールは、前記複数のディジタル回路ブロックとして、前記演算結果とその期待値の一致比較を行う第1のブロックと、前記演算結果とその期待値との大小比較を行う第2のブロックとを有してなる
請求項12に記載の電子制御装置。 - 前記監視機能は、前記制御機能としての機能を実行する上でその適正な実行を保証するいくつかの特定の要素を監視対象としてその監視を行うとともに、前記マイクロコンピュータは、それら監視対象の比較態様の別に識別子を付与して前記演算結果とその期待値とを前記モニタモジュールに送信するものであり、前記モニタモジュールは、前記演算結果とその期待値との一致比較を行う第1のブロックと、前記演算結果とその期待値との大小比較を行う第2のブロックとを有し、前記監視対象のうち、前記比較態様の共通する監視対象の演算結果とその期待値については、前記識別子に基づきそれらブロックの一方を共用して該当する演算結果とその期待値との比較に基づく監視を行う
請求項1〜11のいずれか一項に記載の電子制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、前記比較態様が一致比較として共通する監視対象についてはそれら各監視対象の演算結果の合算値と該合算値として本来得られるべき値である期待値とを前記モニタモジュールに送信し、前記モニタモジュールは、これら送信される合算値とその期待値とを前記第1のブロックを通じて一致比較することにより前記比較態様が一致比較として共通する監視対象の適否を一括して監視する
請求項14に記載の電子制御装置。 - 前記監視機能の監視対象となる前記制御機能としての機能を実行する上でその適正な実行を保証するいくつかの特定の要素が、前記マイクロコンピュータが内蔵する読み出し専用のプログラムメモリに格納されている前記制御機能によって実行される制御プログラムの適正性、及び前記マイクロコンピュータが内蔵するデータRAMに前記制御機能による演算結果として格納されているデータの適正性、及び固定値として予め登録されているシミュレーション用データの前記制御機能による演算値の適正性、及び前記制御機能によって読み出し要求される関数の順序の適正性、及び前記車両の運転状態を示す入力信号に基づき前記制御機能によって演算された演算値の適正性の少なくとも2つの要素である
請求項12〜15のいずれか一項に記載の電子制御装置。 - 前記監視機能は、前記制御機能としての機能を実行する上でその適正な実行を保証するいくつかの特定の要素を監視対象としてその監視を行うとともに、前記マイクロコンピュー
タは、それら監視対象の演算周期の別に識別子を付与して前記演算結果とその期待値とを前記モニタモジュールに送信するものであり、前記モニタモジュールは、前記監視対象のうちの演算周期の相対的に短い監視対象について前記演算結果とその期待値との一致比較を行う高速用ブロックと、同監視対象のうちの演算周期の相対的に長い監視対象について前記演算結果とその期待値との一致比較を行う低速用ブロックとを有し、前記監視対象のうち、前記演算周期の近似する監視対象の演算結果とその期待値については、前記識別子に基づきそれらブロックの一方を共用して該当する演算結果とその期待値との比較に基づく監視を行う
請求項1〜11または14〜15のいずれか一項に記載の電子制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、前記演算周期の相対的に短い監視対象として共通する監視対象についてはそれら各監視対象の演算結果の合算値と該合算値として本来得られるべき値である期待値とを前記モニタモジュールに送信し、前記モニタモジュールは、これら送信される合算値とその期待値とを前記高速用ブロックを通じて一致比較することにより前記演算周期の相対的に短い監視対象として共通する監視対象の適否を一括して監視する
請求項17に記載の電子制御装置。 - 前記監視機能の監視対象となる前記制御機能としての機能を実行する上でその適正な実行を保証するいくつかの特定の要素が、前記マイクロコンピュータが内蔵するデータRAMに前記制御機能による演算結果として格納されているデータの適正性、及び固定値として予め登録されているシミュレーション用データの前記制御機能による演算値の適正性、及び前記制御機能によって読み出し要求される関数の順序の適正性、及び前記車両の運転状態を示す入力信号に基づき前記制御機能によって演算された演算値の適正性の少なくとも1つの要素と、前記マイクロコンピュータが内蔵する読み出し専用のプログラムメモリに格納されている前記制御機能によって実行される制御プログラムの適正性である
請求項17または18に記載の電子制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、前記監視機能を通じて前記演算結果のみを前記モニタモジュールに送信するものであり、前記モニタモジュールは、前記期待値を予め保持し、前記送信される演算結果とこの期待値との比較に基づいて前記監視機能が適正に機能しているか否かを監視する
請求項1〜19のいずれか一項に記載の電子制御装置。 - 前記マイクロコンピュータは、前記演算結果が前記モニタモジュールに予め保持されている期待値に見合う値となるように前記監視対象となる内容に応じた演算結果を操作し、この操作した値を前記演算結果として前記モニタモジュールに送信する
請求項20に記載の電子制御装置。 - 請求項1〜21のいずれか一項に記載の電子制御装置において、
前記車載アクチュエータがスロットルバルブの開度を調量するモータであり、当該電子制御装置は、該モータを駆動する駆動回路と、前記マイクロコンピュータの監視機能及び前記モニタモジュールの少なくとも一方を通じてその監視対象となる機能が適正に機能していない旨が判定されることに基づき前記駆動回路に対する給電を停止する手段とをさらに備える
ことを特徴とする電子制御装置。
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