JP5967059B2 - Electronic control device for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車両用の電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device for a vehicle.
車両用電子制御装置として、制御対象を制御するためのマイコン(マイクロコンピュータ)と、マイコンの動作を監視するためのモニタリングモジュールと、を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a vehicle electronic control device, there is one including a microcomputer (microcomputer) for controlling a controlled object and a monitoring module for monitoring the operation of the microcomputer (for example, see Patent Document 1).
特許文献1の装置では、マイコンが実行するプログラムが、第1〜第3のレベルに分割されている。
第1のレベルのプログラム(以下、第1レベルプログラムという)は、制御対象を制御するためのプログラムである。
In the apparatus of
The first level program (hereinafter referred to as the first level program) is a program for controlling the controlled object.
第2のレベルのプログラム(以下、第2レベルプログラムという)は、第1レベルプログラムによる制御機能が正常か否かをモニタリング(監視)すると共に、制御機能が異常と判定した場合に制御対象に対する出力段を調節する信号を出力するためのプログラムである。 The second level program (hereinafter referred to as the second level program) monitors whether or not the control function by the first level program is normal, and outputs to the control target when the control function is determined to be abnormal. This is a program for outputting a signal for adjusting the stage.
第3のレベルのプログラム(以下、第3レベルプログラムという)は、第2レベルプログラムの実行検査を行って、その検査結果をモニタリングモジュールに出力するためのプログラムである。 The third level program (hereinafter referred to as the third level program) is a program for performing execution inspection of the second level program and outputting the inspection result to the monitoring module.
そして、モニタリングモジュールは、マイコンの第3レベルプログラムによって出力される上記検査結果と、その検査結果の期待値とを比較し、検査結果が期待値と一致しない場合に上記出力段を操作する信号を出力する。 The monitoring module compares the inspection result output by the third level program of the microcomputer with the expected value of the inspection result, and outputs a signal for operating the output stage when the inspection result does not match the expected value. Output.
つまり、この装置では、第1レベルプログラムが誤った制御をしても、第2レベルプログラムによって、誤った制御による不具合を回避する構成になっている。更に、第1、第2レベルプログラムが同時に異常になるような共通原因故障や、バグを発現した第1レベルプログラムが第2レベルプログラムを干渉によって侵害するような事象に対しては、第3レベルプログラムとモニタリングモジュールとによって、出力段を遮断できる構成となっている。 That is, in this apparatus, even if the first level program performs an erroneous control, the second level program is configured to avoid problems due to the incorrect control. Furthermore, for the common cause failure that causes the first and second level programs to become abnormal at the same time, and the event that the first level program that has developed a bug infringes the second level program by interference, the third level The output stage can be shut off by the program and the monitoring module.
ここで、マイコンとは独立したモニタリングモジュールについて、自動車の電気/電子に関する機能安全規定であるISO(国際標準化機構)26262にて、どの程度の信頼性が求められているか説明する。 Here, the reliability of the monitoring module independent of the microcomputer will be described in ISO (International Organization for Standardization) 26262, which is a functional safety regulation regarding electric / electronics of automobiles.
まず、マイコンの故障は、直ちに不定な制御に至る可能性があるので、通常、車両制御装置ならば、例えば意図せぬ車両加速が0.3Gに至る前に加速を抑止できるよう数十ミリ秒といった短い時間間隔で診断する。 First, since a microcomputer failure can lead to indefinite control immediately, usually a vehicle control device will be able to suppress acceleration before unintended vehicle acceleration reaches 0.3G, for example, tens of milliseconds. Diagnose at short time intervals.
一方、モニタリングモジュール単独の故障は、直ちに不定な制御を招くわけではないため、数十ミリ秒といった短い時間間隔での診断は不要であり、車両制御装置の場合であれば、例えば1ドライビングサイクルに1回程度の頻度で診断を行えば良い。 On the other hand, a failure of the monitoring module alone does not immediately cause indefinite control, so diagnosis at a short time interval such as several tens of milliseconds is unnecessary, and in the case of a vehicle control device, for example, in one driving cycle Diagnosis may be performed at a frequency of about once.
また、独立したマイコンとモニタリングモジュールとが、同一ドライビングサイクルで故障することは、マイコンの故障確率に対して十分無視できるほどに小さく、特別な対策は必須ではない。 Further, the failure of the independent microcomputer and the monitoring module in the same driving cycle is small enough to be ignored with respect to the failure probability of the microcomputer, and no special countermeasure is essential.
上記のごとく、モニタリングモジュールについて、車両制御装置の場合であれば、例えば1ドライビングサイクルに1回程度の診断で信頼性を確保すれば良い。 As described above, regarding the monitoring module, in the case of a vehicle control device, for example, the reliability may be ensured by a diagnosis about once in one driving cycle.
ところで、上述した機能安全規定の内容は、マイコンとモニタリングモジュールとのハード的な故障と言う観点での話であり、バグを発現した第1レベルプログラムが第2レベルプログラムを干渉によって侵害するような事象を論じてはいない。 By the way, the content of the functional safety regulation described above is a story in terms of a hardware failure between the microcomputer and the monitoring module, and the first level program that has developed a bug infringes the second level program by interference. The event is not discussed.
その干渉とは、例えば、第2レベルプログラムが参照するRAM内のデータを書き換えてしまう、といった現象であり、ハードウェアの故障ではない。このため、マイコンにおける第1レベルプログラムのバグ発現による干渉とモニタリングモジュールの故障との両方が、同一ドライビングサイクル中に絶対生じないとは言い難い。 The interference is, for example, a phenomenon that data in the RAM referred to by the second level program is rewritten, and is not a hardware failure. For this reason, it is difficult to say that both the interference due to the bug occurrence of the first level program in the microcomputer and the failure of the monitoring module never occur in the same driving cycle.
そこで、本発明者は、第1レベルプログラムのバグがいつ発現するかわからないならば、最悪を想定して、第1レベルプログラムのバグ発現とモニタリングモジュールのハード的な故障とが同一ドライビングサイクルで発生し得るとの観点から、電子制御装置を設計することで、信頼性をより高めることを考えた。 Therefore, if the present inventor does not know when a bug of the first level program will appear, assuming the worst case, a bug occurrence of the first level program and a hardware failure of the monitoring module will occur in the same driving cycle. From the standpoint of being able to do so, we considered increasing the reliability by designing an electronic control device.
このため、本発明は、車両用電子制御装置の信頼性向上を目的としている。 For this reason, this invention aims at the reliability improvement of the electronic control apparatus for vehicles.
第1発明の車両用電子制御装置は、マイコンと、マイコンの動作を監視するためのモニタリングモジュールとを備える。
そして、マイコンのCPUが実行するプログラムは、制御対象を制御するためのプログラムである第1レベルのプログラムと、第1レベルのプログラムによる制御対象に対する制御機能が正常か否かをモニタリングすると共に、前記制御機能が異常と判定した場合に前記制御機能を無効化させる第1の遮断信号を出力するための第2レベルのプログラムと、第2レベルのプログラムの実行検査を行って、その検査結果をモニタリングモジュールに出力するための検査用プログラムを含む第3レベルのプログラムと、を備える。
A vehicle electronic control device according to a first aspect of the present invention includes a microcomputer and a monitoring module for monitoring the operation of the microcomputer.
The program executed by the CPU of the microcomputer monitors the first level program, which is a program for controlling the controlled object, and whether the control function for the controlled object by the first level program is normal. When the control function is determined to be abnormal, the second level program for outputting the first shut-off signal for invalidating the control function and the execution inspection of the second level program are performed, and the inspection result is monitored. And a third level program including an inspection program for output to the module.
モニタリングモジュールは、マイコンからの前記検査結果が該検査結果の期待値と一致しない場合に前記制御機能を無効化させる第2の遮断信号を出力する。
このため、例えば、第1レベルのプログラムによる制御機能に異常が生じた場合には、第2レベルのプログラムによって出力される第1の遮断信号により、異常な制御機能を無効にすることができる。また例えば、第1、第2レベルのプログラムが同時に異常になるような共通原因故障が発生した場合や、バグを発現した第1レベルのプログラムが第2レベルのプログラムを干渉によって侵害した場合には、第3レベルのプログラムにおける検査用プログラムとモニタリングモジュールとが協同して、信頼性を確保する。つまり、それらの場合には、検査用プログラムによってマイコンから出力される検査結果(第2レベルのプログラムの実行検査を行った結果)が、期待値と一致しなくなり、モニタリングモジュールが第2の遮断信号を出力する。そして、その第2の遮断信号により、第1レベルのプログラムによる制御機能を無効化して、誤った制御を防止することができる。
The monitoring module outputs a second cutoff signal that invalidates the control function when the inspection result from the microcomputer does not match the expected value of the inspection result.
For this reason, for example, when an abnormality occurs in the control function by the first level program, the abnormal control function can be invalidated by the first cutoff signal output by the second level program. In addition, for example, when a common cause failure occurs such that the first and second level programs become abnormal at the same time, or when the first level program that develops a bug infringes the second level program by interference. The inspection program in the third level program and the monitoring module cooperate to ensure reliability. That is, in those cases, the inspection result output from the microcomputer by the inspection program (the result of performing the execution inspection of the second level program) does not match the expected value, and the monitoring module outputs the second cutoff signal. Is output. And the control function by the 1st level program can be invalidated by the 2nd interruption | blocking signal, and incorrect control can be prevented.
更に、この車両用電子制御装置において、マイコンは、前記制御機能を無効化させる第3の遮断信号を出力するためのハードウェア回路であって、第3の遮断信号を出力するための動作が、第1レベルのプログラムのバグによって阻止されてしまうことが予防されたハードウェア回路を備える。そして、マイコンが実行する第3レベルのプログラムには、検査用プログラムによる前記検査結果が該検査結果の期待値と一致しない場合に、前記ハードウェア回路に第3の遮断信号を出力させるためのエラー検出プログラムが含まれている。 Further, in the vehicle electronic control device, the microcomputer is a hardware circuit for outputting a third cutoff signal for invalidating the control function, and the operation for outputting the third cutoff signal is performed. A hardware circuit that is prevented from being blocked by a bug in the first level program is provided. The third level program executed by the microcomputer includes an error for causing the hardware circuit to output a third cutoff signal when the inspection result by the inspection program does not match the expected value of the inspection result. A detection program is included.
この車両用電子制御装置によれば、バグを発現した第1レベルのプログラムが第2レベルのプログラムを干渉によって侵害する事象と、モニタリングモジュールのハード的な故障とが、同一ドライビングサイクルで発生した場合でも、信頼性を確保することができる。つまり、その場合において、マイコン内のハードウェア回路まで故障することは考えられない。そして、その場合には、マイコンにおいて、検査用プログラムによる検査結果(第2レベルのプログラムの実行検査を行った結果)が期待値と一致しなくなり、エラー検出プログラム及び前記ハードウェア回路により第3の遮断信号が出力される。よって、その第3の遮断信号により、誤った制御を防止することができる。 According to this vehicle electronic control device, when the first level program that has developed a bug causes the second level program to be infringed by interference and a hardware failure of the monitoring module occurs in the same driving cycle However, reliability can be ensured. That is, in that case, it is unlikely that the hardware circuit in the microcomputer will fail. In that case, in the microcomputer, the inspection result by the inspection program (the result of performing the execution inspection of the second level program) does not match the expected value, and the error detection program and the hardware circuit cause the third result. A shut-off signal is output. Therefore, erroneous control can be prevented by the third cutoff signal.
このように、第1発明の車両用電子制御装置では、マイコンにおけるエラー検出プログラム及び前記ハードウェア回路により、モニタリングモジュールと同等の機能を実現しており、制御の信頼性を向上させることができる。 Thus, in the vehicle electronic control device according to the first aspect of the present invention, the error detection program in the microcomputer and the hardware circuit realize a function equivalent to that of the monitoring module, and the control reliability can be improved.
また、マイコン内に配置したモニタリングモジュールと同等の機能は、モニタリングモジュールとデコンポジションの関係を形成するため、モニタリグモジュールの背負うASIL(Automotive Safety Integrity Level:自動車向け安全水準)を軽減することが可能である。モニタリングモジュールが、例えば、制御を実施するマイコンとは別のサブマイコンである場合、ASILが軽減されることで、そのサブマイコンにおけるROM、RAM、インストラクション、フローチェックといった高負荷のかかるランタイムチェック(装置の動作中において定期的に行うチェック)を、実施しなくても済むこととなる。 In addition, the functions equivalent to the monitoring module placed in the microcomputer form a relationship between the monitoring module and the composition, so the ASIL (Automotive Safety Integrity Level) carried by the monitoring rig module can be reduced. It is. When the monitoring module is, for example, a sub-microcomputer that is different from the microcomputer that performs the control, the ASIL is reduced, so that a runtime check (device) such as ROM, RAM, instructions, and flow check in the sub-microcomputer is performed. It is not necessary to carry out the check periodically performed during the operation.
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is limited is not.
本発明が適用された実施形態の車両用電子制御装置(以下、ECUという)について説明する。
[第1実施形態]
図1に示すように、第1実施形態のECU11は、少なくとも電子スロットル13を制御する装置である。
A vehicle electronic control device (hereinafter referred to as ECU) according to an embodiment to which the present invention is applied will be described.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the
電子スロットル13は、車両のエンジンへの吸入空気量を調節するスロットル弁15と、スロットル弁15を動かすためのアクチュエータとしてのモータ17とを、1つの製品としてまとめたものである。ECU11は、モータ17を駆動することにより、スロットル弁15の位置(開度)を調節する。また、電子スロットル13では、モータ17の駆動が停止されると、スロットル弁15の位置が特定位置に戻るようになっている。その特定位置は、例えば、エンジンの所定出力での運転(例えばアイドリング運転)が可能な位置である。
The
ECU11は、スロットル弁15(電子スロットル13)を制御するためのマイコン21と、マイコン21の動作を監視するためのモニタリングモジュールとしての監視IC23とを備える。尚、マイコン21の動作を監視するとは、マイコン21の構成要素の正常な機能性をモニタ(監視)することである。
The ECU 11 includes a
マイコン21は、プログラムを実行するCPU25と、CPU25が実行するプログラムが記憶されたROM26と、CPU25による演算結果等が記憶されるRAM27と、入出力ポート(I/O)28と、他の内部周辺回路(例えばA/D変換器や、パルス幅変調信号を出力する回路や、後述するウォッチドッグタイマ回路29等)とを備える。
The
ECU11には、スロットル弁15の位置をスロットル開度として検出する2つのスロットル位置センサ(TPS1,TPS2)31,32からの信号と、車両の運転者によるアクセルペダルの操作位置をアクセル操作量として検出する2つのアクセル位置センサ(APS1,APS2)33,34からの信号とが、少なくとも入力される。
The
一方のスロットル位置センサ(TPS1)31は、スロットル開度を検出するメインセンサであり、他方のスロットル位置センサ(TPS2)32は、スロットル位置センサ31,32の診断に用いられるサブセンサである。同様に、一方のアクセル位置センサ(APS1)33は、アクセル操作量を検出するメインセンサであり、他方のアクセル位置センサ(APS2)34は、アクセル位置センサ33,34の診断に用いられるサブセンサである。
One throttle position sensor (TPS 1) 31 is a main sensor for detecting the throttle opening, and the other throttle position sensor (TPS 2) 32 is a sub sensor used for diagnosis of the
上記各センサ31〜34からの信号は、ECU11に備えられた入力回路(図示省略)を介して、マイコン21に入力される。
マイコン21で実行されるプログラムであって、詳しくは、CPU25が実行するROM26内のプログラムは、図1における点線の枠で示すように、第1レベルのプログラム41と、第2レベルのプログラム42と、第3レベルのプログラム43とに、分けられている。第2、第3レベルのプログラム42,43は、第1レベルのプログラム41よりも、設計における信頼性が高いプログラムである。
Signals from the sensors 31 to 34 are input to the
Specifically, the program executed in the
第1レベルのプログラム(以下、第1レベルプログラムともいう)41は、制御対象(この例ではスロットル弁15)を制御するためのプログラムであり、スロットル弁15の制御量を算出する制御量演算プログラム41aを含む。
A first level program (hereinafter also referred to as a first level program) 41 is a program for controlling a control target (in this example, the throttle valve 15), and a control amount calculation program for calculating a control amount of the
制御量演算プログラム41aは、アクセル位置センサ33によって検出されるアクセル操作量から、スロットル弁15の目標開度(目標位置)を演算し、スロットル位置センサ31によって検出される実際のスロットル開度が、その目標開度となるように、モータ17を駆動するための制御信号を出力する。尚、本明細書において、プログラムを主語にした動作は、そのプログラムをCPU25が実行することで実現されるマイコン21の動作である。また、マイコン21から出力される制御信号は、図示しない出力段としての駆動回路を介してモータ17に供給される。
The control
第2レベルのプログラム(以下、第2レベルプログラムともいう)42は、第1レベルプログラム41によるスロットル弁15に対する制御機能が正常か否かをモニタリングすると共に、制御機能が異常と判定した場合に該制御機能を無効化させる第1の遮断信号(以下、遮断信号1という)を出力するためのプログラムである。
A second level program (hereinafter also referred to as a second level program) 42 monitors whether or not the control function for the
第2レベルプログラム42は、例えば、許容トルク算出プログラム42aと、推定トルク算出プログラム42bと、診断プログラム42c,42dと、異常処置プログラム42eとを含む。
The
許容トルク算出プログラム42aは、アクセル位置センサ33によって検出されるアクセル操作量から、エンジンの許容トルクを算出する。その許容トルクは、例えば、アクセル操作量から考えられるエンジンの出力トルクの最大値に相当する。
The allowable
推定トルク算出プログラム42bは、スロットル位置センサ31によって検出されるスロットル開度から、現在エンジンが発生しているトルクの推定値である推定トルクを算出する。
The estimated
診断プログラム42cは、許容トルク算出プログラム42aによって算出された許容トルクと、推定トルク算出プログラム42bによって算出された推定トルクとを比較し、例えば、推定トルクが許容トルクよりも所定値以上大きい場合に、異常(制御機能が異常)と判定する。つまり、制御機能の診断結果を「異常」とする。
The
診断プログラム42dは、スロットル位置センサ31,32やアクセル位置センサ33,34といった、制御で用いる入力信号の診断を行うプログラムである。
例えば、診断プログラム42dは、2つのスロットル位置センサ31,32による検出値を比較し、その2つの検出値が所定値以上離れていた場合に、異常と判定する。同様に、診断プログラム42dは、2つのアクセル位置センサ33,34による検出値を比較し、その2つの検出値が所定値以上離れていた場合に、異常と判定する。
The
For example, the
診断プログラム42c,42dによる診断結果は、異常処置プログラム42eに通知される。そして、異常処置プログラム42eは、診断プログラム42c,42dによる診断結果の何れかが「異常」であれば、遮断信号1を出力する。
The diagnosis result by the
マイコン21からの遮断信号1は、電子スロットル13に供給される。そして、電子スロットル13は、遮断信号1が供給されると、モータ17の駆動が強制的に停止されるようになっている。
The
マイコン21から遮断信号1が出力されることで、第1レベルプログラム41による制御機能が無効化され、スロットル弁15の位置が前述の特定位置に戻り、エンジンの出力が制限される。尚、他の例として、例えば、マイコン21からの遮断信号1が、ECU11における前述の駆動回路(出力段)に供給されて、モータ17の駆動が強制的に停止させるようになっていても良い。また、マイコン21から遮断信号1が出力されることで、モータ17への電源供給が遮断されるように構成されていても良い。
When the
第3レベルのプログラム(以下、第3レベルプログラムともいう)43は、第2レベルプログラム42の実行検査(以下、テストともいう)を行って、その検査結果を監視IC23に出力するための、検査用プログラムとしてのマイコン監視プログラム43aを含んでいる。
A third level program (hereinafter also referred to as a third level program) 43 performs an inspection of the second level program 42 (hereinafter also referred to as a test), and outputs an inspection result to the
マイコン監視プログラム43aの内容について、図2を用い説明する。ここでは、実行検査対象のプログラムが、第2レベルプログラム42のうち、許容トルク算出プログラム42a、推定トルク算出プログラム42b及び診断プログラム42cからなる、トルクモニタプログラム51であるとして説明する。
The contents of the
図2に示すように、トルクモニタプログラム51には、許容トルク及び推定トルクの演算に用いる入力データとして、通常は、センサによって検出された制御データ(この例では、アクセル位置センサ33によって検出されたアクセル操作量と、スロットル位置センサ31によって検出されたスロットル開度)が入力される。
As shown in FIG. 2, in the
また、本実施形態では、実行検査を実施するタイミング(以下、テストタイミングという)が、一定時間T(例えば32ms)毎に到来する。そして、そのテストタイミング毎に、トルクモニタプログラム51には、入力データとして、制御データに代えて、実行検査用のデータであるテストデータが入力される。このような入力データの切り換えは、マイコン監視プログラム43aが行う。実行検査を実施する一定時間T毎の周期のことを、テスト周期という。
Further, in the present embodiment, the timing for executing the execution inspection (hereinafter referred to as test timing) arrives at every predetermined time T (for example, 32 ms). At each test timing, test data, which is data for execution inspection, is input to the
そして、マイコン監視プログラム43aは、トルクモニタプログラム51にテストデータを入力した場合の、該トルクモニタプログラム51の演算結果(この例では、診断プログラム42cによる診断結果)と、その演算結果の期待値とを、比較部53で比較する。テストデータと、それに対応する期待値は、ROM26に予め記憶されており、対応するもの同士が選択される。
The
比較部53は、トルクモニタプログラム51の演算結果と期待値とが一致していれば、検査結果として、「正」を示す「1」を出力し、逆に、演算結果と期待値とが一致していなければ、検査結果として、「誤」を示す「0」を出力する。
If the calculation result of the
また、マイコン監視プログラム43aは、上記一定時間T毎にカウントアップするサイクルカウンタ55と、テストデータ切換部57とを備える。
サイクルカウンタ55の値(以下、サイクルカウンタ値という)は、3の次に1へ戻る。このため、サイクルカウンタ値は、「1→2→3→1→2→3→1…」というように変化する。
Further, the
The value of the cycle counter 55 (hereinafter referred to as the cycle counter value) returns to 1 after 3. For this reason, the cycle counter value changes as “1 → 2 → 3 → 1 → 2 → 3 → 1...”.
テストデータ切換部57は、サイクルカウンタ値が「1」又は「2」の場合には、テストデータとして、T用テストデータをトルクモニタプログラム51に入力し、サイクルカウンタ値が「3」の場合には、テストデータとして、F用テストデータをトルクモニタプログラム51に入力する。
When the cycle counter value is “1” or “2”, the test
T用テストデータは、比較部53からの検査結果として「1」を期待する実行検査(以下、正期待の実行検査という)用のテストデータであり、トルクモニタプログラム51の演算結果として、比較部53で比較される期待値と同じ演算結果が得られるはずのテストデータである。このため、T用テストデータがトルクモニタプログラム51に入力された場合、比較部53から「1」が出力されることが、正常である。T用テストデータの「T」は、「True:真」の略である。
The test data for T is test data for an execution test that expects “1” as an inspection result from the comparison unit 53 (hereinafter referred to as a positive-expected execution test). This is test data that should yield the same calculation result as the expected value compared in 53. For this reason, when T test data is input to the
これに対して、F用テストデータは、比較部53からの検査結果として「0」を期待する実行検査(以下、誤期待の実行検査という)用のテストデータであり、トルクモニタプログラム51の演算結果として、比較部53で比較される期待値とは異なる演算結果が得られるはずのテストデータである。このため、サイクルカウンタ値が3の場合であって、F用テストデータがトルクモニタプログラム51に入力される場合には、比較部53から「0」が出力されることが、正常である。F用テストデータの「F」は、「False:偽」の略である。このようなF用テストデータによる誤期待の実行検査を行うのは、比較部53からの検査結果が「1」に固定される故障が生じたことも、異常として検出するためである。
On the other hand, the test data for F is test data for an execution test that expects “0” as an inspection result from the comparison unit 53 (hereinafter referred to as an erroneously expected execution test). As a result, the test data is supposed to obtain a calculation result different from the expected value compared by the
また、本実施形態では、テスト周期毎に、実行検査対象のプログラムに対して、テストデータが異なる複数通りの実行検査を行うようになっている。このため、実行検査の種類毎に、異なるテストデータが用意されている。実行検査の種類は、実行検査の識別情報であるテストIDによって識別される。以下では、例えば、「テストID=0」と「テストID=1」との、2通りの実行検査が行われるものとして説明する。 In the present embodiment, a plurality of execution tests with different test data are performed on the program to be executed for each test cycle. For this reason, different test data is prepared for each type of execution inspection. The type of execution inspection is identified by a test ID that is identification information of the execution inspection. In the following description, for example, it is assumed that two types of execution inspections, “test ID = 0” and “test ID = 1”, are performed.
例えば、T用テストデータによる正期待の実行検査(即ち、サイクルカウンタ値が1又は2の場合の実行検査)のうち、「テストID=0」の実行検査では、T用テストデータとして、テストデータAがトルクモニタプログラム51に入力される。そして、トルクモニタプログラム51の演算結果とテストデータAに対応する期待値とが、比較部53で比較される。また、「テストID=1」の実行検査では、T用テストデータとして、テストデータBがトルクモニタプログラム51に入力され、トルクモニタプログラム51の演算結果とテストデータBに対応する期待値とが、比較部53で比較される。同様に、F用テストデータによる誤期待の実行検査においても、テストID毎に、異なるF用テストデータがトルクモニタプログラム51に入力されることとなる。
For example, among the positively expected execution inspections based on the T test data (that is, the execution inspection when the cycle counter value is 1 or 2), in the execution inspection of “test ID = 0”, the test data is used as the T test data. A is input to the
そして更に、マイコン監視プログラム43aは、送信データ合成部59を備える。
送信データ合成部59は、実施した実行検査のテストIDと、その実行検査について比較部53が出力する検査結果との、両方を含んだデータを、通知データとして生成し、その生成した通知データを監視IC23に出力する。通知データは、マイコン21における検査結果を監視IC23に通知するためのデータであり、マイコン21から監視IC23へのテスト回答でもある。また、マイコン21から監視IC23への通知データの伝送は、例えば通信線を介したシリアル通信で行われる。
Further, the
The transmission
例えば、本実施形態では、テストIDと検査結果との各データが4ビットであり、送信データ合成部59は、テストIDを上位4ビットとし、検査結果を下位4ビットとした、8ビットデータを、通知データとして生成する。
For example, in this embodiment, each data of the test ID and the inspection result is 4 bits, and the transmission
ここで、「テストID=0」の実行検査による通知データを、特に区別する場合には、通知データ0と言い、「テストID=1」の実行検査による通知データを、特に区別する場合には、通知データ1と言うことにすると、通知データ0と通知データ1は、正常ならば、図3のようになる。尚、図3及び以下の説明において、「0x」は、それ以降の2桁の英数字(図3の例では0と1)がヘキサ表示(16進数表示)であることを意味している。つまり、図3の1段目〜3段目に示すように、サイクルカウンタ値が1又は2の場合、正常であれば、比較部53からの検査結果が「1」になるため、通知データ0は[0x01]となり、通知データ1は[0x11]となる。また、サイクルカウンタ値が3の場合、正常であれば、比較部53からの検査結果が「0」になるため、通知データ0は[0x00]となり、通知データ1は[0x10]となる。
Here, when particularly distinguishing the notification data by the execution test of “test ID = 0”, it is referred to as notification data 0, and when notifying the notification data by the execution test of “test ID = 1” in particular. In this case, the
そして、送信データ合成部59は、生成した通知データ0と通知データ1とを、連続的に監視IC23へ出力する。尚、比較部53、テストデータ切換部57及び送信データ合成部59の各々は、マイコン監視プログラム43aの一部を成すプログラムである。
Then, the transmission
一方、監視IC23は、マイコン21からの通知データに含まれている検査結果と、その検査結果の期待値とが一致しているか否かを判定するエラー検出回路23aと、エラー検出回路23aによって検査結果と期待値との不一致が検出された場合に、第1レベルプログラム41によるスロットル弁15の制御機能を無効化させる第2の遮断信号(以下、遮断信号2という)を出力する出力回路23bと、を備える。
On the other hand, the monitoring
エラー検出回路23aは、例えば、動作を開始してから、マイコン21からの通知データ(通知データ0及び通知データ1)を受信した回数を計数することにより、今回受信した通知データが、正期待の実行検査と誤期待の実行検査との何れによるものかを判別する。
For example, the
エラー検出回路23aは、受信した通知データが、正期待の実行検査によるものであると判別した場合には、受信した通知データ0が[0x01]で、且つ、受信した通知データ1が[0x11]であるか否かを判定する。そして、エラー検出回路23aは、受信した通知データ0が[0x01]でないか、あるいは、受信した通知データ1が[0x11]でなければ、マイコン21からの検査結果が期待値と一致していないと判定することとなる。また、エラー検出回路23aは、受信した通知データが、誤期待の実行検査によるものであると判別した場合には、受信した通知データ0が[0x00]で、且つ、受信した通知データ1が[0x10]であるか否かを判定する。そして、エラー検出回路23aは、受信した通知データ0が[0x00]でないか、あるいは、受信した通知データ1が[0x10]でなければ、マイコン21からの検査結果が期待値と一致していないと判定することとなる。
If the
尚、この例において、エラー検出回路23aは、通知データ0,1の単位で、期待値との比較を行っている(換言すれば、テストIDについても、それの期待値との比較を行っている)が、勿論、通知データ0,1から検査結果の部分(下位4ビット)を抽出して、それの期待値との比較を行っても良い。
In this example, the
このようにして、エラー検出回路23aがマイコン21からの検査結果と期待値との不一致を検出すると、出力回路23bが遮断信号2を出力する。また、エラー検出回路23aは、テスト周期よりも長い所定の制限時間が経過してもマイコン21から通知データが送信されてこない場合にも、出力回路23bに遮断信号2を出力させる。
In this way, when the
尚、他の例として、例えば、エラー検出回路23aには、図3の4段目に示すように、通知データ0と通知データ1とのサム値(8ビットでの加算値)の正常値であるサム期待値を記憶させておいても良い。その場合、エラー検出回路23aは、受信した通知データが、正期待の実行検査によるものであると判別した場合には、受信した通知データ0と通知データ1とのサム値と、サム期待値である[0x00]とが一致するか否かを判定し、両値が一致しなければ、検査結果と期待値とが不一致であると判定すれば良い。同様に、エラー検出回路23aは、受信した通知データが、誤期待の実行検査によるものであると判別した場合には、受信した通知データ0と通知データ1とのサム値と、サム期待値である[0x10]とが一致するか否かを判定し、両値が一致しなければ、検査結果と期待値とが不一致であると判定すれば良い。
As another example, for example, the
また他の例として、例えば、エラー検出回路23aは、マイコン21からテスト周期毎に送られてくる通知データ0及び通知データ1が、「[0x01]と[0x11]」→「[0x01]と[0x11]」→「[0x00]と[0x10]」→…、という繰り返しパターンで変化しているか否かを判定することで、検査結果と期待値との一致/不一致を判定するようになっていても良い。勿論、その繰り返しパターンでなければ、検査結果と期待値とが不一致ということになる。
As another example, for example, the
つまり、エラー検出回路23aが行う処理は、マイコン21からの検査結果が、それの期待値と一致しないことを検出できれば、どのような処理でも良い。
図1に示すように、監視IC23の出力回路23bによって出力される遮断信号2も、遮断信号1と同様に、電子スロットル13に供給される。電子スロットル13は、遮断信号2が供給されても、モータ17の駆動が強制的に停止されるようになっている。よって、監視IC23から遮断信号2が出力された場合にも、スロットル弁15の位置が前述の特定位置に戻り、エンジンの出力が制限される。尚、他の例として、例えば、監視IC23からの遮断信号2が、ECU11における前述の駆動回路(出力段)に供給されて、モータ17の駆動が強制的に停止させるようになっていても良い。また、監視IC23から遮断信号2が出力されることで、モータ17への電源供給が遮断されるように構成されていても良い。
That is, the process performed by the
As shown in FIG. 1, the
更に、マイコン21は、監視IC23の機能と同様の機能を果たす手段を備えている。その手段は、図1に示すように、第3レベルプログラム43の一部として備えられたエラー検出プログラム43bと、当該マイコン21内のウォッチドッグタイマ回路29である。
Further, the
エラー検出プログラム43bは、マイコン監視プログラム43aによる検査結果が該検査結果の期待値と一致しない場合に、ウォッチドッグタイマ回路29に第3の遮断信号(以下、遮断信号3という)を出力させるためのプログラムである。尚、エラー検出プログラム43bの詳細については後で説明する。
The
図1に示すように、遮断信号3も、遮断信号1及び遮断信号2と同様に、第1レベルプログラム41による制御機能を無効化させる信号であり、電子スロットル13に供給される。電子スロットル13は、遮断信号3が供給されても、モータ17の駆動が強制的に停止されるようになっている。よって、マイコン21から遮断信号3が出力された場合にも、スロットル弁15の位置が前述の特定位置に戻り、エンジンの出力が制限される。尚、他の例として、例えば、マイコン21からの遮断信号3が、ECU11における前述の駆動回路(出力段)に供給されて、モータ17の駆動が強制的に停止させるようになっていても良い。また、マイコン21から遮断信号3が出力されることで、モータ17への電源供給が遮断されるように構成されていても良い。
As shown in FIG. 1, the
ウォッチドッグタイマ回路29は、マイコン21内のクロックにより一定時間毎にカウントアップするカウンタ29aを備える。そして、ウォッチドッグタイマ回路29は、カウンタ29aの値が、カウントアップによって特定値N(例えば最大値、あるいは最大値の次の値である0)に達すると、マイコン21における所定の出力ポート(入出力ポート28の何れか)からマイコン21の外部へ遮断信号3を出力する。更に、ウォッチドッグタイマ回路29は、予め定められた正規のキーコードが与えられることを条件にして、カウンタ29aへの書き込みが可能になっている。つまり、ウォッチドッグタイマ回路29は、正規のキーコード(本実施形態では例えば8ビットの[0x5A])を与えなければ、カウンタ29aにライトアクセスすることができないように構成されている。
The
次に、エラー検出プログラム43bについて説明する。
エラー検出プログラム43bは、マイコン監視プログラム43aの送信データ合成部59によって前述の通知データ0及び通知データ1が生成される毎に、下記式1の演算を行うことにより、ウォッチドッグタイマ回路29のカウンタ29aにライトアクセスするためのキーコードを生成する。
Next, the
The
キーコード=「サム値」+「サイクルカウンタ値」+「調整値[サイクルカウンタ値]」…式1
式1における「サム値」は、送信データ合成部59によって今回生成された通知データ0と通知データ1とのサム値である。
Key code = "sum value" + "cycle counter value" + "adjustment value [cycle counter value]" ...
The “sum value” in
式1における「サイクルカウンタ値」は、現時点でのサイクルカウンタ値である。
式1における「調整値[サイクルカウンタ値]」は、サイクルカウンタ値に応じた値であり、下記式2により予め算出されてROM26に記憶されている。
The “cycle counter value” in
The “adjustment value [cycle counter value]” in
調整値[サイクルカウンタ値]=「正規のキーコード」−「サイクルカウンタ値に応じたテストタイミングでの、通知データ0と通知データ1とのサム値の正常値であるサム期待値(図3の4段目参照)」−「サイクルカウンタ値」…式2
つまり、調整値[サイクルカウンタ値]は、正規のキーコードである[0x5A]から、サイクルカウンタ値に応じたテストタイミングでのサム期待値を減算し、更にサイクルカウンタ値を減算した値である。この例において、調整値[サイクルカウンタ値]は、図3の5段目に示す値である。
Adjustment value [cycle counter value] = “regular key code” − “sum expected value which is a normal sum value of the notification data 0 and the
That is, the adjustment value [cycle counter value] is a value obtained by subtracting the expected sum at the test timing corresponding to the cycle counter value from the regular key code [0x5A] and further subtracting the cycle counter value. In this example, the adjustment value [cycle counter value] is a value shown in the fifth row of FIG.
式1は、送信データ合成部59によって生成された通知データ0と通知データ1とのサム値が、そのサム値の期待値であるサム期待値と一致した場合にだけ、算出結果が、正規のキーコードとなる式である。このため、式1は、マイコン監視プログラム43aによる検査結果(比較部53が出力する検査結果)が、その検査結果の期待値と一致した場合にだけ、算出結果が、正規のキーコードとなる式でもある。検査結果の期待値とは、サイクルカウンタ値が1又は2の場合には「1」であり、サイクルカウンタ値が3の場合には「0」である。よって、検査結果が正しい場合にだけ、式1により、正規のキーコードが生成されることとなる。
そして、エラー検出プログラム43bは、式1の演算で算出したキーコードを、ウォッチドッグタイマ回路29に与えて、カウンタ29aに最大値とは異なるプリセッ値を書き込む。プリセット値は、カウンタ29aの値が、そのプリセット値から上記特定値Nに達するまでの所要時間が、テスト周期(当該エラー検出プログラム43bがカウンタ29aにプリセット値を書き込もうとする周期でもある)よりも、十分に長くなる値である。
Then, the
このため、マイコン監視プログラム43aによる検査結果が、その検査結果の期待値と一致した場合には、ウォッチドッグタイマ回路29に正規のキーコードが与えられて、カウンタ29aにプリセッ値が書き込まれ、その結果、遮断信号3の出力が阻止される。逆に、検査結果が期待値と一致しない場合や検査結果が更新されない場合には、ウォッチドッグタイマ回路29に正規のキーコードが与えられず、カウンタ29aにプリセッ値が書き込まれないため、やがて、ウォッチドッグタイマ回路29により遮断信号3が出力される
このように、エラー検出プログラム43bは、検査結果が期待値と一致した場合には、ウォッチドッグタイマ回路29に正規のキーコードを与えてカウンタ29aに特定値Nとは異なるプリセット値を書き込むことにより、遮断信号3が出力されないようにし、検査結果が期待値と一致しない場合には、ウォッチドッグタイマ回路29に正規のキーコードを与えないことで、遮断信号3が出力されるようにするプログラムである。
Therefore, when the inspection result by the
以上のようなECU11において、例えば、第1レベルプログラム41による制御機能に異常が生じた場合には、第2レベルプログラム42によって遮断信号1が出力され、異常な制御機能を無効にすることができる。
In the
また例えば、第1レベルプログラム41と第2レベルプログラム42が同時に異常になるような共通原因故障が発生した場合や、バグを発現した第1レベルプログラム41が第2レベルプログラム42を干渉によって侵害した場合には、第3レベルプログラム43におけるマイコン監視プログラム43aと監視IC23とが協同して、信頼性を確保する。
In addition, for example, when a common cause failure occurs in which the
つまり、それらの場合には、マイコン監視プログラム43aによってマイコン21から監視IC23へ通知データのかたちで出力される検査結果(第2レベルプログラム42の実行検査を行った結果)が、期待値と一致しなくなり、監視IC23が遮断信号2を出力する。そして、その遮断信号2により、第1レベルプログラム41による制御機能を無効化して、誤った制御を防止することができる。
That is, in those cases, the inspection result (result of the execution inspection of the second level program 42) output in the form of notification data from the
更に、ECU11において、マイコン21は、遮断信号3を出力するためのハードウェア回路であって、遮断信号3を出力するための動作が、第1レベルプログラム41のバグによって阻止されてしまうことが予防されたウォッチドッグタイマ回路29を備える。前述の通り、ウォッチドッグタイマ回路29は、正規のキーコードが与えられないと、カウンタ29aへのライトアクセスができない。このため、バグを発現した第1レベルプログラム41が、ウォッチドッグタイマ回路29に正規のキーコードを与えた上でカウンタ29aの値を書き換えてしまうこと(つまり、遮断信号3の出力を阻止してしまうこと)は無いと考えられる。
Further, in the
そして、マイコン21における第3レベルプログラム43には、マイコン監視プログラム43aによる検査結果が該検査結果の期待値と一致しない場合に、ウォッチドッグタイマ回路29に遮断信号3を出力させるためのエラー検出プログラム43bが含まれている。
The
このため、バグを発現した第1レベルプログラム41が第2レベルプログラム42を干渉によって侵害する事象(第2レベルプログラム42が正常に実行されない事象)と、監視IC23のハード的な故障(遮断信号2を出力できない故障)とが、同一ドライビングサイクルで発生した場合でも、信頼性を確保することができる。
For this reason, an event in which the
つまり、その場合において、マイコン21内のハードウェア回路であるウォッチドッグタイマ回路29まで故障することは考えられない。そして、その場合には、マイコン21において、マイコン監視プログラム43aによる検査結果が期待値と一致しなくなり、エラー検出プログラム43b及びウォッチドッグタイマ回路29により遮断信号3が出力される。よって、その遮断信号3により、誤った制御を防止することができる。
That is, in that case, it is unlikely that the
尚、ドライビングサイクルとは、車両が1回走行する期間であり、一般に、ECUは、車両がイグニッションオンの状態になってからイグニッションオフの状態になるまでの期間として認識する。イグニッションオンの状態とは、車両におけるイグニッション電源のラインにバッテリ電圧が供給される状態であり、一般には、車両のイグニッションスイッチがオンされている状態である。 The driving cycle is a period during which the vehicle travels once. Generally, the ECU recognizes the period from when the vehicle is in an ignition-on state to when the vehicle is in an ignition-off state. The ignition-on state is a state in which a battery voltage is supplied to an ignition power supply line in the vehicle, and is generally a state in which an ignition switch of the vehicle is turned on.
このように、本実施形態のECU11では、マイコン21におけるエラー検出プログラム43b及びウォッチドッグタイマ回路29により、監視IC23と同等の機能を実現しており、制御の信頼性(延いては、制御システムの信頼性)を向上させることができる。本実施形態では、独立したハードウェアの故障が同一ドライビングサイクルで同時に発生しないと考えてよい点に着眼し、監視IC23に対してランタイムチェックを実施するのではなく、マイコン21内に監視IC23と同等の機能をソフトウェアとウォッチドッグタイマ回路29を使って構成している。そして、マイコン21にて正しい検査結果が得られない場合、もしくは一定期間内に検査結果が更新されない場合は、マイコン21内のハードウェア回路(この例ではウォッチドッグタイマ回路29)で遮断信号3が出力されるようにしている。
As described above, in the
また、遮断信号3を出力するハードウェア回路として、カウンタ値の書き換えにキーコードが必要なウォッチドッグタイマ回路29を用いているため、遮断信号3の出力を阻止することについて複雑な手順が必要となり、プログラムのバグに対する堅牢性(いわゆるロバスト性)が高い。
Further, since the
また、マイコン21内に配置した監視IC23と同等の機能は、監視IC23とデコンポジションの関係を形成するため、監視IC23の背負うASILを軽減することが可能である。よって、例えば、監視IC23の代わりに、マイコン21とは別のサブマイコンを用いた場合、ASILが軽減されることで、そのサブマイコンにおけるROM、RAM、インストラクション、フローチェックといった高負荷のかかるランタイムチェックを、実施しなくても済むこととなる。例えば、サブマイコンにおける各種チェックを、起動直後や動作停止直前時に実行するだけで良くなる。
Further, since the function equivalent to the
次に、ECU11のマイコン21が有する他の機能について説明する。
マイコン21のCPU25は、図4に示す遮断信号診断処理を、例えば一定時間毎に実行する。図4の遮断信号診断処理は、遮断信号3を出力するマイコン21の機能が正常か否かを診断するための処理である。また、遮断信号診断処理のプログラムは、例えば、第3レベルプログラム43に含まれている。
Next, other functions of the
CPU25 of the
尚、ECU11が搭載される車両では、使用者(一般には運転者)によりイグニッションスイッチ(以下、IGSWという)がオンされると、イグニッションオンの状態になり、IGSWがオフされると、イグニッションオフの状態(即ち、イグニッション電源のラインにバッテリ電圧が供給されない状態)になる。IGSWをオフする操作が、イグニッションオフ操作に相当する。また、IGSWがオフされてもマイコン21における全ての処理が終了するまでは、ECU11に動作用の電源が供給され続けるようになっている。そして、車両の使用者によりIGSWがオフされると、マイコン21では、マイコン監視プログラム43aによる実行検査は実施されず、その結果、マイコン21のウォッチドッグタイマ回路29により遮断信号3が出力されるようになっている。IGSWがオフされれば、エンジンへの燃料噴射等が停止するため、遮断信号3が出力されても支障はない。
In a vehicle in which the
図4に示すように、CPU25は、遮断信号診断処理を開始すると、S110にて、IGSWがオフされたか否かを判定し、IGSWがオフされていなければ(IGSWがオンであれば)、そのまま当該遮断信号診断処理を終了する。尚、IGSWのオン/オフ状態は、IGSWのオン/オフ状態を示す入力信号に基づいて判定される。
As shown in FIG. 4, when starting the shut-off signal diagnostic process, the
また、CPU25は、上記S110にて、IGSWがオフされたと判定した場合には、S120に進み、ウォッチドッグタイマ回路29が遮断信号3を出力する予定時刻が経過するまで待つ。例えば、カウンタ29aの値が前述のプリセット値から特定値Nに達するまでの所要時間よりも長い所定時間だけ待つ。
If the
その後、CPU25は、S130に進み、スロットル位置センサ(TPS1)31からの信号に基づいて、スロットル弁15の位置が前述の特定位置であるか否かを判定する。そして、CPU25は、スロットル弁15の位置が特定位置であると判定した場合には、S140に進み、遮断信号3の診断結果を「正常」に設定した後、当該遮断信号診断処理を終了する。
Thereafter, the
また、CPU25は、上記S130にて、スロットル弁15の位置が特定位置ではないと判定した場合には、遮断信号3を出力する機能が異常であると判定して、S150に進み、遮断信号3の診断結果を「異常」に設定する。そして、その後、当該遮断信号診断処理を終了する。
If the
以上のような遮断信号診断処理により、遮断信号3を出力する機能の診断が、1ドライビングサイクルに1回は実施されることとなる。そして、最小限の頻度で潜在的な故障を検出することができる。
By the interruption signal diagnosis process as described above, the diagnosis of the function of outputting the
一方、マイコン21において、マイコン監視プログラム43aは、エラー検出プログラム43bについても、第2レベルプログラム42に対する実行検査と同様の実行検査を行い、その検査結果も監視IC23に送る。そして、監視IC23は、エラー検出プログラム43bについても、マイコン21からの検査結果と、それの期待値とが一致しているか否かを判定し、不一致ならば、フェールセーフの処置として例えば遮断信号2を出力する。このため、エラー検出プログラム43bの実行異常に関しても信頼性を向上させることができる。
On the other hand, in the
[第2実施形態]
次に、第2実施形態のECUについて説明するが、ECUの符号としては、第1実施形態と同じ“11”を用いる。また、第1実施形態と同様の構成要素や処理についても、第1実施形態と同じ符号を用いる。そして、このことは、後述する他の実施形態についても同様である。
[Second Embodiment]
Next, the ECU of the second embodiment will be described. The same reference numeral “11” as that of the first embodiment is used. The same reference numerals as those in the first embodiment are used for the same components and processes as those in the first embodiment. This also applies to other embodiments described later.
第2実施形態のECU11は、第1実施形態のECU11と比較すると、マイコン21において、遮断信号3を出力するためのハードウェア回路が、図5に示すコンペアマッチタイマ回路61である点と、エラー検出プログラム43bが図6の処理を行うためのプログラムである点とが、異なる。
The
図5に示すように、コンペアマッチタイマ回路61は、マイコン21内のクロックにより一定時間毎にカウントアップするコンペアマッチカウンタ63と、コンペアマッチレジスタ65と、コンペアマッチカウンタ63の値とコンペアマッチレジスタ65の値とを比較し、両値が一致すると、マイコン21における所定の出力ポート28a(入出力ポート28の何れか)から遮断信号3を出力させる比較器67と、を備える。
As shown in FIG. 5, the compare
また、コンペアマッチレジスタ65は、第1レベルプログラム41によってライトアクセスされないようになっている。このことにより、コンペアマッチタイマ回路61は、遮断信号3を出力するための動作が、第1レベルプログラム41のバグによって阻止されてしまうことが予防されている。例えば、プログラムの設計段階において、第1レベルプログラム41の中には、コンペアマッチレジスタ65へのライトアクセスに関する命令が配置されないようにしている。
The compare
そして、第2実施形態におけるエラー検出プログラム43bは、マイコン監視プログラム43aによる検査結果が該検査結果の期待値と一致しない場合に、コンペアマッチタイマ回路61に遮断信号3を出力させるためのプログラムである。
The
エラー検出プログラム43bは、マイコン監視プログラム43aの送信データ合成部59によって前述の通知データ0及び通知データ1が生成される毎に起動される。このことについては、第1実施形態と同じである。
The
そして、CPU25は、エラー検出プログラム43bを実行することで、図6の処理を行う。
図6に示すように、CPU25は、エラー検出プログラム43bの実行を開始すると、まずS210にて、異常の有無を判定する。
And CPU25 performs the process of FIG. 6 by running the
As shown in FIG. 6, when starting execution of the
具体的には、送信データ合成部59によって生成された通知データ0,1と、それらの期待値とを比較し、通知データ0,1が期待値と一致していれば正常、通知データ0,1が期待値と一致していなければ異常あり、と判定する。他の例として、例えば、第1実施形態と同様に、式1の演算によってキーコードを算出し、その算出結果が正規のキーコードである[0x5A]と一致していれば正常、一致していなければ異常あり、と判定するようになっていても良い。つまり、S210の処理は、マイコン監視プログラム43aによる検査結果が、それの期待値と一致しているか否かを判別できれば、どのような処理でも良い。
Specifically, the
CPU25は、S210にて、正常(異常なし)と判定した場合には、S220に進み、コンペアマッチカウンタ63の値(現在値)に対して故障判定時間に相当する値を加えた値を、コンペアマッチレジスタ65に書き込む。このS220の処理は、現時点から故障判定時間が経過するまでは遮断信号3が出力されないようにするための処理である。また、故障判定時間は、テスト周期(当該エラー検出プログラム43bの実行周期でもある)よりも長い時間に設定されている。そして、CPU25は、S220の処理を行った後、エラー検出プログラム43bの実行を終了する。
If the
また、CPU25は、S210にて、異常ありと判定した場合には、そのまま何もせずに(つまり、コンペアマッチレジスタ65への書き込みを行わずに)、エラー検出プログラム43bの実行を終了する。この場合には、やがてコンペアマッチカウンタ63の値がコンペアマッチレジスタ65の値と一致して、マイコン21から遮断信号3が出力されることとなる。
If the
以上のような第2実施形態のECU11によっても、監視IC23と同等の機能が、マイコン21におけるエラー検出プログラム43b及びコンペアマッチタイマ回路61によって実現され、第1実施形態のECU11と同様の効果を得ることができる。
Also by the
尚、第2実施形態において、CPU25は、図4の遮断信号診断処理におけるS120では、コンペアマッチタイマ回路61が遮断信号3を出力する予定時刻が経過するまで待てば良い。具体的には、前述の故障判定時間よりも長い所定時間だけ待てば良い。
In the second embodiment, the
[第3実施形態]
マイコン21が、例えば、出力ポートの出力値(出力すべき値)が書き込まれる出力用レジスタとして、特定のプログラムからでしかライトアクセスすることができないメモリ保護機能を有した出力用レジスタを備えていれば、その出力用レジスタを、遮断信号3を出力するためのハードウェア回路として使用しても良い。尚、特定のプログラムかそうでないプログラムかは、例えばROM26における格納場所によって区別される。
[Third Embodiment]
For example, the
その場合、メモリ保護機能を有した出力用レジスタは、第1レベルプログラム41からはアクセス不能で、エラー検出プログラム43bからはアクセス可能にしておく。
そして、エラー検出プログラム43bは、図6の処理を以下のように変更した処理が、CPU5によって行われるように構成すれば良い。
In this case, the output register having the memory protection function is inaccessible from the
And the
即ち、CPU25は、S210で正常(異常なし)と判定した場合には、そのままエラー検出プログラム43bの実行を終了する。また、CPU25は、S210で異常ありと判定した場合には、メモリ保護機能を有した出力用レジスタに遮断信号3の出力を意味する方の値(例えば1)を書き込んで、その出力用レジスタに対応する出力ポートから遮断信号3を出力させる。そして、その後、エラー検出プログラム43bの実行を終了する。
In other words, if the
このように構成しても、第1、第2実施形態のECU11と同様の効果が得られる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。また、前述の数値も一例であり他の値でも良い。
Even if comprised in this way, the effect similar to ECU11 of 1st, 2nd embodiment is acquired.
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can take a various form, without being limited to the said embodiment. The above-mentioned numerical values are also examples, and other values may be used.
例えば、制御対象は、スロットル弁15に限らず、燃料噴射弁や点火装置等でも良い。また、モニタリングモジュールとしては、マイコン21とは別のマイコンでも良い。
また、上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。また、上述したECUの他、当該ECUを構成要素とするシステム、当該ECUとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、制御対象の制御方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
For example, the control target is not limited to the
In addition, the functions of one component in the above embodiment may be distributed as a plurality of components, or the functions of a plurality of components may be integrated into one component. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be replaced with a known configuration having the same function. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment as long as a subject can be solved. In addition, all the aspects included in the technical idea specified by the wording described in the claims are embodiments of the present invention. In addition to the ECU described above, the present invention is realized in various forms such as a system including the ECU as a constituent element, a program for causing a computer to function as the ECU, a medium storing the program, and a control method for a control target. You can also
11…ECU(車両用電子制御装置)、15…スロットル弁、21…マイコン、23…監視IC、25…CPU、29…ウォッチドッグタイマ回路、41…第1レベルプログラム、42…第2レベルプログラム、43…第3レベルプログラム、43a…マイコン監視プログラム(検査用プログラム)、43b…エラー検出プログラム、61…コンペアマッチタイマ回路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記マイコンの動作を監視するためのモニタリングモジュール(23)とを備え、
前記マイコンのCPU(25)が実行するプログラムは、
制御対象(15)を制御するためのプログラムである第1レベルのプログラム(41)と、
前記第1レベルのプログラムによる前記制御対象に対する制御機能が正常か否かをモニタリングすると共に、前記制御機能が異常と判定した場合に前記制御機能を無効化させる第1の遮断信号を出力するための第2レベルのプログラム(42)と、
前記第2レベルのプログラムの実行検査を行って、その検査結果を前記モニタリングモジュールに出力するための検査用プログラム(43a)を含む第3レベルのプログラム(43)と、を備え、
前記モニタリングモジュールは、前記検査結果が該検査結果の期待値と一致しない場合に前記制御機能を無効化させる第2の遮断信号を出力するように構成されている、車両用電子制御装置(11)において、
前記マイコンは、
前記制御機能を無効化させる第3の遮断信号を出力するためのハードウェア回路であって、前記第3の遮断信号を出力するための動作が、前記第1レベルのプログラムのバグによって阻止されてしまうことが予防されたハードウェア回路(29,61)を備え、
前記CPUが実行する前記第3レベルのプログラムには、
前記検査用プログラムによる前記検査結果が該検査結果の期待値と一致しない場合に、前記ハードウェア回路に前記第3の遮断信号を出力させるためのエラー検出プログラム(43b)が含まれており、
前記ハードウェア回路(29)は、
一定時間毎にカウントアップするカウンタ(29a)の値が特定値に達すると前記第3の遮断信号を出力すると共に、所定のキーコードが与えられることを条件にして、前記カウンタへの書き込みが可能なウォッチドッグタイマ回路(29)であり、
前記エラー検出プログラム(43b)は、
前記検査結果が前記期待値と一致した場合には、前記ウォッチドッグタイマ回路に前記キーコードを与えて前記カウンタに前記特定値とは異なる値を書き込むことにより、前記第3の遮断信号が出力されないようにし、前記検査結果が前記期待値と一致しない場合には、前記ウォッチドッグタイマ回路に前記キーコードを与えないことで、前記第3の遮断信号が出力されるようにするプログラムであること、
を特徴とする車両用電子制御装置。 A microcomputer (21);
A monitoring module (23) for monitoring the operation of the microcomputer;
The program executed by the CPU (25) of the microcomputer is
A first level program (41) which is a program for controlling the controlled object (15);
Monitoring whether the control function for the control target by the first level program is normal, and outputting a first shut-off signal for invalidating the control function when the control function is determined to be abnormal A second level program (42);
A third level program (43) including an inspection program (43a) for performing an execution inspection of the second level program and outputting the inspection result to the monitoring module;
The monitoring module is configured to output a second cutoff signal for invalidating the control function when the inspection result does not match an expected value of the inspection result, the vehicle electronic control device (11) In
The microcomputer is
A hardware circuit for outputting a third cutoff signal for invalidating the control function, wherein an operation for outputting the third cutoff signal is prevented by a bug in the first level program. The hardware circuit (29, 61) that is prevented from
The third level program executed by the CPU includes:
An error detection program (43b) for causing the hardware circuit to output the third shut-off signal when the inspection result by the inspection program does not match an expected value of the inspection result is included ;
The hardware circuit (29)
When the value of the counter (29a) that counts up every predetermined time reaches a specific value, the third cutoff signal is output, and writing to the counter is possible on condition that a predetermined key code is given. Watchdog timer circuit (29),
The error detection program (43b)
When the inspection result matches the expected value, the third cutoff signal is not output by giving the key code to the watchdog timer circuit and writing a value different from the specific value to the counter. When the inspection result does not match the expected value, the program is a program for outputting the third cutoff signal by not giving the key code to the watchdog timer circuit.
An electronic control device for a vehicle.
前記マイコンの動作を監視するためのモニタリングモジュール(23)とを備え、
前記マイコンのCPU(25)が実行するプログラムは、
制御対象(15)を制御するためのプログラムである第1レベルのプログラム(41)と、
前記第1レベルのプログラムによる前記制御対象に対する制御機能が正常か否かをモニタリングすると共に、前記制御機能が異常と判定した場合に前記制御機能を無効化させる第1の遮断信号を出力するための第2レベルのプログラム(42)と、
前記第2レベルのプログラムの実行検査を行って、その検査結果を前記モニタリングモジュールに出力するための検査用プログラム(43a)を含む第3レベルのプログラム(43)と、を備え、
前記モニタリングモジュールは、前記検査結果が該検査結果の期待値と一致しない場合に前記制御機能を無効化させる第2の遮断信号を出力するように構成されている、車両用電子制御装置(11)において、
前記マイコンは、
前記制御機能を無効化させる第3の遮断信号を出力するためのハードウェア回路であって、前記第3の遮断信号を出力するための動作が、前記第1レベルのプログラムのバグによって阻止されてしまうことが予防されたハードウェア回路(29,61)を備え、
前記CPUが実行する前記第3レベルのプログラムには、
前記検査用プログラムによる前記検査結果が該検査結果の期待値と一致しない場合に、前記ハードウェア回路に前記第3の遮断信号を出力させるためのエラー検出プログラム(43b)が含まれており、
前記ハードウェア回路(61)は、
一定時間毎にカウントアップするコンペアマッチカウンタ(63)と、前記第1レベルのプログラムによってライトアクセスされないようになっているコンペアマッチレジスタ(65)とを備え、前記コンペアマッチカウンタの値と前記コンペアマッチレジスタの値とが一致すると、前記第3の遮断信号を出力するコンペアマッチタイマ回路(61)であり、
前記エラー検出プログラム(43b)は、
前記検査結果が前記期待値と一致した場合には、前記コンペアマッチカウンタの値に所定値を加えた値を、前記コンペアマッチレジスタに書き込むことにより、前記第3の遮断信号が出力されないようにし、前記検査結果が前記期待値と一致しない場合には、前記コンペアマッチレジスタへの書き込みを行わないことで、前記第3の遮断信号が出力されるようにするプログラムであること、
を特徴とする車両用電子制御装置。 A microcomputer (21);
A monitoring module (23) for monitoring the operation of the microcomputer;
The program executed by the CPU (25) of the microcomputer is
A first level program (41) which is a program for controlling the controlled object (15);
Monitoring whether the control function for the control target by the first level program is normal, and outputting a first shut-off signal for invalidating the control function when the control function is determined to be abnormal A second level program (42);
A third level program (43) including an inspection program (43a) for performing an execution inspection of the second level program and outputting the inspection result to the monitoring module;
The monitoring module is configured to output a second cutoff signal for invalidating the control function when the inspection result does not match an expected value of the inspection result, the vehicle electronic control device (11) In
The microcomputer is
A hardware circuit for outputting a third cutoff signal for invalidating the control function, wherein an operation for outputting the third cutoff signal is prevented by a bug in the first level program. The hardware circuit (29, 61) that is prevented from
The third level program executed by the CPU includes:
An error detection program (43b) for causing the hardware circuit to output the third shut-off signal when the inspection result by the inspection program does not match an expected value of the inspection result is included;
The hardware circuit (61)
A compare match counter (63) that counts up every predetermined time; and a compare match register (65) that is not write-accessed by the first level program, and the value of the compare match counter and the compare match A match match timer circuit (61) for outputting the third cutoff signal when the value of the register matches,
The error detection program (43b)
When the inspection result matches the expected value, a value obtained by adding a predetermined value to the value of the compare match counter is written to the compare match register so that the third cutoff signal is not output, When the inspection result does not match the expected value, the program is configured to output the third cutoff signal by not writing to the compare match register;
An electronic control device for a vehicle.
前記制御対象は、当該車両用電子制御装置が搭載される車両のエンジンのスロットル弁(15)であり、
前記第1〜第3の遮断信号は、前記スロットル弁を動かすためのアクチュエータ(17)の動作を停止させて前記スロットル弁の位置を特定位置に戻すための信号であり、
前記車両をイグニッションオンの状態からイグニッションオフの状態にするためのイグニッションオフ操作が前記車両の使用者によって行われると、前記検査用プログラムによる前記実行検査は実施されず、前記マイコンの前記ハードウェア回路により前記第3の遮断信号が出力されるようになっており、
更に、前記マイコンの前記CPUは、
前記車両の使用者が前記イグニッションオフ操作を行ったことを検出すると(S110:YES)、前記第3の遮断信号を出力する機能を診断するための処理として、
前記ハードウェア回路により前記第3の遮断信号が出力される予定時刻が経過するまで待った後、前記スロットル弁の位置を検出するスロットル位置センサ(31)からの信号に基づいて前記スロットル弁の位置が前記特定位置であるか否かを判定し、前記スロットル弁の位置が前記特定位置でなければ前記第3の遮断信号を出力する機能が異常であると判定する処理(S120,S130,S150)を行うこと、
を特徴とする車両用電子制御装置。 The electronic control device for a vehicle according to claim 1 or 2 ,
The control target is a throttle valve (15) of a vehicle engine on which the vehicle electronic control device is mounted,
The first to third cutoff signals are signals for stopping the operation of the actuator (17) for moving the throttle valve and returning the position of the throttle valve to a specific position,
When an ignition-off operation for changing the vehicle from an ignition-on state to an ignition-off state is performed by a user of the vehicle, the execution inspection by the inspection program is not performed, and the hardware circuit of the microcomputer The third cutoff signal is output by
Furthermore, the CPU of the microcomputer is
When it is detected that the user of the vehicle has performed the ignition off operation (S110: YES), as a process for diagnosing the function of outputting the third cutoff signal,
After waiting until the scheduled time at which the third shut-off signal is output by the hardware circuit, the position of the throttle valve is determined based on a signal from a throttle position sensor (31) that detects the position of the throttle valve. A process (S120, S130, S150) for determining whether or not the position is the specific position and determining that the function of outputting the third cutoff signal is abnormal if the position of the throttle valve is not the specific position. What to do,
An electronic control device for a vehicle.
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