JP5555472B2 - 車両用電子制御システム - Google Patents

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本発明は、車両用電子制御システムに関し、特に、いわゆるセルフシャットダウン機能を有する車両用電子制御システムに関する。
近年、車両用の電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)においては、車両における電子制御の高度化とも相まって、イグニッションスイッチがオフ状態にされた後も、メイン電源系統から電子制御装置に必要な電力の供給を行って、電子制御装置における必要な所定の終了時の処理、つまりセルフシャットダウン処理を実行するセルフシャットダウン機能を有する構成が提案されるようになっている。
具体的には、特許文献1において、イグニッションスイッチ21とキースイッチ23との両方がオフされた後も、電子制御装置1のマイコン3が所定の電源保持中処理が完了するまでは、マイコン3からメインリレー駆動回路27への電源保持信号をハイレベルに維持することによりメインリレー25のオン状態を維持して、マイコン3に対するバッテリ19からの主電源電圧Vmの供給が継続される電源保持状態を維持する一方で、マイコン3のかかる電源保持中処理が終了した後には、マイコン3からメインリレー駆動回路27への電源保持信号をローレベルに変更することによりメインリレー25をオフ状態に切り替えて、マイコン3への主電源電圧Vmの供給が停止される構成が開示されている。ここで、かかる構成において、メインリレー3がオン状態からオフ状態に切り替わらないことが判明した場合には、不要な電力がバッテリ19から電子制御装置1へ供給され続けることを防止するために、今回の処理においては電源保持中処理を行わず、省電力化を図ろうとしている。
特開2006−347441号公報
しかしながら、本発明者の検討によれば、かかる特許文献1の構成においては、電子制御装置1のマイコン3が行う電源保持中処理、つまりセルフシャットダウン処理が、エンジンの吸排気バルブを最適位置に移動すべくアクチュエータを駆動する処理を含むのみならず、学習データを処理するような処理を含むものであるため、セルフシャットダウン処理がなされないと、車両を始動して運転することにより得られた一連のデータが、電子制御装置1のメモリに残されたままの状態となってしまうことも考えられる。
更に、本発明者の検討によれば、かかるデータに車両とユーザとの間の認証データ、例えばイモビライザ等のデータが含まれている場合、新たな認証を行うことなく、車両を始動させることが可能となる可能性も考えられるため、かかる観点においても改善の余地があるものである。
本発明は、以上のような検討を経てなされたもので、セルフシャットダウン処理を採用した車両において、バッテリ電源と電子制御装置とを継電自在なリレーがオン状態に維持された場合でも、簡便な構成で確実に電子制御装置をリセットすることができる車両用電子制御システムを提供することを目的とする。
以上の目的を達成すべく、本発明においては、電子制御装置と、イグニッションスイッチを介してバッテリ電源と前記電子制御装置とを接続するメイン電源系統と、前記電子制御装置に継電自在なリレーを含み、前記イグニッションスイッチを介さずに前記バッテリ電源と前記電子制御装置とを接続するサブ電源系統と、を備え、前記メイン電源系統の電圧がゼロで車両が停止状態にあ、前記リレーがオン状態に維持されている際に、前記メイン電源系統の前記電圧が前記ゼロから所定値以上になったことを検出することに対応して前記電子制御装置に記憶されたデータをクリアする車両用電子制御システムであることを第1の特徴とする。
また本発明は、かかる第1の特徴に加えて、前記メイン電源系統の前記電圧が前記ゼロで前記車両が前記停止状態にあ、前記リレーが前記オン状態に維持された場合において、前記車両で実行し得る全てのプログラムの割り込み処理を禁止すると共に、前記車両の全てのデバイスの動作を禁止することを第2の特徴とする。
また本発明は、かかる第2の特徴に加えて、前記メイン電源系統の前記電圧が前記ゼロで前記車両が前記停止状態にあ、前記リレーが前記オン状態に維持された場合において、更に、前記電子制御装置のウオッチドッグタイマを一定時間毎にリフレッシュすることを第3の特徴とする。
また本発明は、かかる第3の特徴に加えて、前記ウオッチドッグタイマのリフレッシュを禁止すると共に前記電子制御装置をリセットすることにより、前記電子制御装置に記憶された前記データをクリアすることを第4の特徴とする。
以上の本発明に係る車両用電子制御システムによれば、セルフシャットダウン処理を採用した車両において、バッテリ電源と電子制御装置とを継電自在なリレーがオン状態に維持された場合でも、簡便な構成で確実に電子制御装置をリセットすることができる。
特に、本発明に係る車両用電子制御システムによれば、メイン電源系統の電圧がゼロで車両が停止状態にあ、イグニッションスイッチを介さずにバッテリ電源と電子制御装置とを接続するサブ電源系統におけるリレーがオン状態に維持されている際に、車両の内部に設けられた電源の電力がメイン電源系統に供給されること等により、その電圧がゼロから所定値以上に上がったならば、電子制御装置に記憶されたデータを確実にクリアすることができるため、車両とユーザとの間の認証データ等も確実にクリアすることができる。よって、かかる場合に車両を新たに始動しようとしても、新たな認証等を経ることが必要とされて、不要に車両が始動されることを防止可能である。
本発明の実施形態における車両用電子制御システムの構成を示すブロック図である。 本実施形態における車両用電子制御システムの処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態における車両用電子制御システムの処理において、サブ電源系統のリレーがオン状態からオフ状態に切り替えられた場合を示すタイムチャートである。 本実施形態における車両用電子制御システムの処理において、サブ電源系統のリレーがオン状態に維持された場合を示すタイムチャートである。
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における車両用電子制御システムにつき
、詳細に説明する。
まず、本実施形態における車両用電子制御システムの構成につき、図1を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施形態における車両用電子制御システムの構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態における車両用電子制御システムVは、図示しない車両に搭載され、電子制御装置(Electronic Control Unit)S、各種デバイス11、各種センサ12及びバッテリ電源41を備える。つまり、詳細は後述するが、電子制御装置Sに対しては、イグニッションスイッチSWを介したメイン電源系統21とイグニッションスイッチSWを介さないサブ電源系統31との二つの電源系統でもって、車載のバッテリ電源41が接続されると共に、制御対象の各種デバイス11及び車両の情報を検出する各種センサ12が接続される。なお、本実施形態では、かかる制御対象の各種デバイス11としては、イモビライザ等の認証装置11を典型例として想定し、車両の情報を検出する各種センサ12としては、車速センサ12を典型例として想定する。
ここで、電子制御装置Sは、電源部P及び電源部Pに接続されるCPU(Central Processing Unit)1を含む。
まず、電源部Pについて詳述すると、電源部Pは、電源制御IC23、メイン電源系統21及びサブ電源系統31を含む。
メイン電源系統21は、イグニッションスイッチSWを介してバッテリ電源41に接続されている。かかるメイン電源系統21は、メインアナログ入力回路22及び電源制御IC23への電源ラインを含み、イグニッションスイッチSWがオン状態であるときに、電源制御IC23と協働して、CPU1に動作電力を供給すると共に、メイン電源系統21の電圧信号をCPU1に供給する。
サブ電源系統31は、イグニッションスイッチSWを介さずに、常時バッテリ電源41に接続されている。かかるサブ電源系統31は、リレー32、リレー駆動回路33及びサブアナログ入力回路34及び電源制御IC23への電源ラインを含み、イグニッションスイッチSWがオフ状態になっても、電源制御IC23と協働して、CPU1に動作電力を供給することが可能であると共に、サブ電源系統31の電圧信号をCPU1に供給する。
更に、サブ電源系統31について詳述すると、リレー32は、バッテリ電源41からの動作電力の供給を接続状態と切断状態とを切り替えるオン/オフ動作をなし、リレー駆動回路33は、かかるリレー32のオン/オフ動作を制御する。
電源制御IC23は、バッテリ電源41からメイン電源系統21またはサブ電源系統を介して供給された直流電圧をCPU1に適した入力電圧に設定すると共に、電源制御ICにはWDT(ウオッチドッグタイマ:Watch Dog Timer)24が内蔵されており、CPU1からWDT24へ送出される信号WDTに基づきCPU1の動作状態を監視自在であって、かつCPU1に独自のリセット信号RSTを送出自在である。
次に、CPU1について詳述すると、CPU1は、その内部に図示しない各種処理を行う演算部と記憶部とを備えると共に、電源部P、認証装置(各種デバイス)11及び車速センサ(各種センサ)12に接続される複数の端子を有する。
かかる演算部は、車両の制御に必要な演算処理を行うと共に一定周期でのパルス信号、所謂ウォッチドッグ信号WDTを電源制御IC23に内蔵されるWDT24へ送出している。また、記憶部は、RAM(random−access memory)等の半導体メモリにより構成され、演算部が関与する各種処理に関係するデータ、例えば、認証装置11が認証処理に用いる認証データを記憶する。
ここで、電源制御IC内のWDT24とCPU1との関係を説明すると、CPU1で用いるプログラムの動作が途中で停止する等して、ウォッチドッグ信号WDTの電源制御IC23への送出が停止又は遅延が生じた場合、WDT24は、ウォッチドッグ信号WDTの停止又は遅延が生じてから所定時間経過した場合、電源制御IC23からCPU1にリセット信号を出力することにより、CPU1のリセット処理を実行させるものである。CPU1で用いるプログラムの動作が停止する等の状況にない通常時には、WDT24の計時がタイムアップすることがないように、一定時間毎にウォッチドッグ信号WTDを送出することで、WDT24はリフレッシュされ、WDT24の計時値がクリアされる。
また、CPU1の演算処理では、本実施形態における例では、速度(車速)を検出する車速センサ12の検出値と、メインアナログ入力回路22及びサブアナログ入力回路34を介した電圧信号と、を検出している。これにより、CPU1は、車両の停止状態と、メイン電源系統21及びサブ電源系統31のオン・オフ状態と、を検出することが可能である。
次に、以上の構成の車両用電子制御システムVにおける処理につき、更に図2から図4をも参照して、詳細に説明する。かかる車両用電子制御システムVにおける処理は、主として、電子制御装置SにおけるCPU1が、実行する処理である。
図2は、本実施形態における車両用電子制御システムの処理の流れを示すフローチャートである。図3は、本実施形態における車両用電子制御システムの処理において、サブ電源系統のリレーがオン状態からオフ状態に切り替えられた場合を示すタイムチャートであり、図4は、本実施形態における車両用電子制御システムの処理において、サブ電源系統のリレーがオン状態に維持された場合を示すタイムチャートである。
まず、車両用電子制御システムVにおいて、図2に示す処理が開始する前提として、図3(a)に示すように、時刻T1で、イグニッションスイッチSWがオフ状態からオン状態へと切り替えられ、電源部Pのメイン電源系統21の電圧が立ち上がることが必要である。このようにメイン電源系統21の電圧が立ち上がると、図3(b)に示すように、時刻T2で、電圧制御IC23からのリセット信号RSTがハイレベルに切り替わり、CPU1は、必要な起動処理を開始してその後の一連の処理を開始すると共に、図3(d)に示すように、時刻T3で、サブ電源系統31のリレー駆動回路33に制御信号を出力することによって、リレー駆動回路33を介してリレー32をオフ状態からオン状態に切り替える指示をする。これにより、図3(c)に示すように、電源部Pのサブ電源系統31の電圧も立ち上がる。そして、図3(e)に示すように、電源制御IC23のWDT24が計時動作を開始することに相まって、その不要なタイムアップを防止するために、CPU1は、一定時間毎にウォッチドッグ信号WDTを送出することでWDT24をリフレッシュし続ける。なお、図4(a)から図4(e)においても、かかる場合は、同様な状態を示す。
つまり、かかる状態において、車両用電子制御システムVにおける図2に示す処理が開始する。そして車両用電子制御システムVの処理は、次のステップS1に進む。
ステップS1では、電子制御装置SのCPU1が、メイン電源系統21の電圧信号に基
づいて、つまり、図3(a)に示すように、時刻T4で、メイン電源系統21のCPU1に対する給電が切断されて、メイン電源部21の電圧がゼロとなることで、イグニッションスイッチSWがオン状態からオフ状態に切り替えられたか否かを判別する。そして、CPU1は、イグニッションスイッチSWがオン状態からオフ状態に切り替えられるまでは、ステップS1の処理を繰り返し、イグニッションスイッチSWがオン状態からオフ状態に切り替えられたと判別したタイミングで、処理を次のステップS2に進める。ここで、図3(c)に示すように、常時バッテリ41に接続されたサブ電源部31のリレー32は、オン状態のままであるので、電子制御装置1に対しては、サブ電源部31を介して必要な電力が供給されている。なお、図4(a)及び図4(c)においても、かかる場合は、同様な状態を示す。
ステップS2では、CPU1が、車両が停止しているか否かを判別する。具体的には、CPU1が、車速センサ12の検出値に基づいて、車速がゼロであるか否かを判別する。そしてCPU1は、車速がゼロであると判別しない場合には、ステップS3の処理を繰り返し、車速がゼロであると判別したタイミングで、処理を次のステップS3に進める。このような動作によれば、車両が走行している際に、不要な処理や動作が実行されることを確実に防止できる。
ステップS3では、CPU1が、電子制御装置Sの全システムの停止処理を行った上で、シャットダウン処理を実行する。ここで、電子制御装置Sのシャットダウン処理には、イグニッションスイッチSWがオン状態であるときには実行できない各種処理、例えば、CPU1を次回起動するために必要な終了処理や、CPU1内の記憶部等に記憶されたデータを必要に応じて別のメモリにバックアップしながらクリアする等のリセット処理も含む。そして、CPU1は、処理を次のステップS4に進める。
ステップS4では、電子制御装置Sのかかるシャットダウン処理を行った後に、CPU1が、サブ電源系統31のリレー駆動回路33に制御信号を出力することによって、リレー駆動回路33を介してリレー32をオン状態からオフ状態に切り替える指示をする。つまり、通常の動作状態であれば、図3(d)に示すように、時刻T5で、CPU1からのリレー駆動回路33に対する制御信号はハイレベルからローレベルに変化されることに対応して、実際にリレー32をオン状態からオフ状態に切り替えるから、サブ電源系統31の電圧はゼロとなって、電子制御装置Sに対する動作電力の供給が停止されて、 CPU1は、今回の一連の処理を終了する。この際、図3(d)に示すように、CPU1からのリレー駆動回路33に対する制御信号はローレベルに落ちると共に、図3(c)に示すように、サブ電源系統31の電圧はゼロとなって、CPU4は停止する。併せて、かかる場合には、図3(b)に示すように、リセット信号RSTもローレベルに落ち、図3(e)に示すように、ウォッチドッグ信号WDTもローレベルに落ちる。
しかしながら、何らかの原因により、CPU1が、サブ電源系統31のリレー駆動回路33に制御信号を出力して、リレー駆動回路33によりリレー32をオン状態からオフ状態に切り替えようとしても、切り替えることができない場合も考えられる。つまり、車両用電子制御システムVの信頼性の万全を図るためには、リレー32が、オン状態からオフ状態に切り替えられずにオン状態に維持されてしまった場合に対処し得る構成を採用しておく方がより好ましい。かかる状態では、図4(d)に示すように、時刻T5で、CPU1からのリレー駆動回路33に対する制御信号はハイからローに変化しているが、その後リレー32はオン状態からオフ状態に切り替えられないでオン状態を維持し、CPU1からのリレー駆動回路33に対する制御信号はハイレベルのまま維持されると共に、図4(c)に示すように、サブ電源系統31の電圧もゼロに落ちず、CPU1も動作状態に維持されている。
そこで、本実施形態では、CPU1が、リレー駆動回路33を介してリレー32をオン状態からオフ状態に切り替えるために、サブ電源系統31のリレー駆動回路33に制御信号を出力した後で、リレー32をオン状態が維持され続けるのか否かで場合を分けて、ステップS4以降の処理を異ならせる構成を採用する。
具体的には、ステップS4に引き続くステップS5で、リレー32が、オン状態からオフ状態に切り替えられてオン状態が維持されていない場合には、通常の動作状態であるので、CPU1は、以降の処理をステップすることになって、今回の一連の処理は終了する。
一方で、ステップS4に引き続くステップS5で、リレー32が、オン状態からオフ状態に切り替えられずオン状態が維持されている場合には、CPU1が、処理を次のステップS6に進める。ここで、リレー32がオン状態を維持されているか否かの判定手法について述べると、CPU1が、サブアナログ入力回路34から入力される電圧信号により、サブ電源系統31に電源が供給されているか否かを判断することで、リレー32の状態を判定することが可能である。また、CPU1自身でリレー32をオフする指示を出していることから、CPU1自身でリレー32をオフする指示をしたにも係わらず、CPU1自身が未だ起動中であれば、CPU1が、リレー32がオン状態を維持していると判定することも可能である。
ステップS6では、CPU1が、車両Vにおいて不要の処理や動作が生じないように、車両Vで実行し得る全てのプログラムの割り込み処理を禁止すると共に、車両Vの認証装置11を含む全てのデバイスの動作を禁止する。これにより、CPU1は、ステップS6の処理を完了し、処理を次のステップS7に進める。
ステップS7では、ステップS6で全ての割り込み処理や全てのデバイス処理を停止することで、CPU1から送出されるウォッチドッグ信号WDTが停止してしまうと、電源制御IC23内のWDT24がタイムアップして、電源制御IC23がCPU1を不要にリセットされてしまうので、かかる事態を防ぐために、一定時間毎にWDT24の計時値をクリアするリフレッシュ動作、即ちウォッチドッグ信号WDTの電源制御ICへの送出を継続して実行する。そして、CPU1は、処理を次のステップS8に進める。
ステップS8では、電源制御IC23が、メイン電源系統21からCPU1に供給されるメイン電源系統21の電圧をメインアナログ入力23からの電圧信号により検出し、検出された電圧値がゼロよりも大きい設定値以上であるか否かを判別する。CPU1は、検出された電圧値が設定値未満である場合には、ステップS7のWDTリフレッシュ処理を繰り返させる。一方で、検出された電圧値が設定値以上であると判別された場合には、CPU1は、処理を次のステップS9に進める。ここで、本来は、イグニッションスイッチSWがオフ状態となり、メイン電源系統21のCPU1に対する給電が切断されているのだから、メイン電源系統21の電圧がゼロとなっていなければならないのであるが、このようにメイン電源系統21の電圧がゼロよりも大きい設定値を超えるということは、例えば、車両のバッテリ電源41から車両の内部に設けられた電源の電力がメイン電源系統21に供給されることを意味する。具体的には、図4(a)で示すように、時刻T6で、メイン電源系統21の電圧が立ち上がっている。
ステップS9では、CPU1からのウォッチドック信号の送出を遅延することで、電源制御IC23のWDT24のリフレッシュを禁止する。これにより、CPU1は、ステップS9の処理を完了し、処理を次のステップS10に進める。このように、CPU1が、電源制御IC23のWDT24のリフレッシュを禁止するのは、次のステップS10における電子制御システムVのシステムリスタート処理が実行できるように、CPU1につき
確実にリセット処理が実行できるようにしたものである。具体的には、図4(e)で示すように、時刻T6以降で、WDT24へのリフレッシュ信号であるウオッチドッグ信号WDTが、ローレベルに切り替わらずにハイレベルに維持されている。
ステップS10では、電源制御IC23が、CPU1に対してリセット信号RSTを送出し、リセット信号RSTを受けたCPU1は、リセット処理を実行する。かかるリセット処理は、CPU14内に記憶されたデータをクリアする等の処理を含む。このように、CPU1のリセット処理を実行するのは、例えば、車両の今回の始動時に作成された認証データ等のデータが記憶部等にアクセス自在な状態で残ったままとなっていたときに、メイン電源系統21の電圧が立ち上がって電子制御装置Sの動作が開始されてしまった場合に、その認証データに基づいて、認証装置11が、認証が成立したものと判断してしまうことを防止すべく、かかる不要な認証データをクリアするためである。具体的には、図4(b)で示すように、時刻T7で、リセット信号RSTが、ハイレベルからローレベルに切り替わっている。
そして、このようにCPU1が、リセット処理を実行したならば、図4(b)で示すように、時刻T8で、リセット信号RSTをローレベルからハイレベルに切り替え、併せて、図4(d)で示すように、CPU1からのリレー駆動回路33に対する制御信号をハイレベルからローレベルに切り替えると共に、図4(e)で示すように、WDT24のリフレッシュを再開して、今回の一連の処理は終了すると共に、電子制御システムVがリスタートされ得る。従って、かかる状態では、車両を再始動するには、認証装置11との間で新たな認証を成立させる必要がある。
以上のように、本実施形態の構成によれば、イグニッションスイッチがオフ状態で車両が停止状態にあるときに、イグニッションスイッチを介さずにバッテリ電源と電子制御装置とを接続するサブ電源系統におけるリレーがオン状態に維持されている場合において、車両に設けられた電源の電力がメイン電源系統に供給されること等により、その電圧が所定値以上に上がったならば、電子制御装置に記憶されたデータを確実にクリアすることができるため、車両とユーザとの間の認証データ等も確実にクリアすることができる。よって、かかる場合に車両を新たに始動しようとしても、新たな認証等を経ることが必要とされて、不要に車両が始動されることを防止可能である。
なお、本発明は、構成要素の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
以上のように、本発明においては、セルフシャットダウン処理を採用した車両において、バッテリ電源と電子制御装置とを継電自在なリレーがオン状態に維持された場合でも、簡便な構成で確実に電子制御装置をリセットすることができる車両用電子制御システムを提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から車両等の電子制御システムに広範に適用され得るものと期待される。
V……電子制御システム
S……電子制御装置(Electronic Control Unit)
SW…イグニッションスイッチ
P……電源部
1……CPU(Central Processing Unit)
11…各種デバイス(認証装置)
12…各種センサ(車速センサ)
21…メイン電源系統
22…メインアナログ入力回路
23…電源制御IC
24…WDT(Watch Dog Timer)
31…サブ電源系統
32…リレー
33…リレー駆動回路
34…サブアナログ入力回路
41…バッテリ電源

Claims (4)

  1. 電子制御装置と、
    イグニッションスイッチを介してバッテリ電源と前記電子制御装置とを接続するメイン電源系統と、
    前記電子制御装置に継電自在なリレーを含み、前記イグニッションスイッチを介さずに前記バッテリ電源と前記電子制御装置とを接続するサブ電源系統と、
    を備え、
    前記メイン電源系統の電圧がゼロで車両が停止状態にあ、前記リレーがオン状態に維持されている際に、前記メイン電源系統の前記電圧が前記ゼロから所定値以上になったことを検出することに対応して前記電子制御装置に記憶されたデータをクリアすることを特徴とする車両用電子制御システム。
  2. 前記メイン電源系統の前記電圧が前記ゼロで前記車両が前記停止状態にあ、前記リレーが前記オン状態に維持された場合において、前記車両で実行し得る全てのプログラムの割り込み処理を禁止すると共に、前記車両の全てのデバイスの動作を禁止することを特徴とする請求項1に記載の車両用電子制御システム。
  3. 前記メイン電源系統の前記電圧が前記ゼロで前記車両が前記停止状態にあ、前記リレーが前記オン状態に維持された場合において、更に、前記電子制御装置のウオッチドッグタイマを一定時間毎にリフレッシュすることを特徴とする請求項2に記載の車両用電子制御システム。
  4. 前記ウオッチドッグタイマのリフレッシュを禁止すると共に前記電子制御装置をリセットすることにより、前記電子制御装置に記憶された前記データをクリアすることを特徴とする請求項3に記載の車両用電子制御システム。
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