JP6205202B2 - 車両用電子制御装置 - Google Patents
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Description
また、通信バスで相互に接続される電子制御装置では、他の電子制御装置からのCANデータ送信が途絶えている時間が長くなると、他の電子制御装置の異常状態を判定するよう構成される場合がある。
図1は、本発明に係る車両用電子制御装置の一例を示す図である。
図1に示す車両用電子制御装置100Aは、メインユニット200、サブユニット300、CAN通信回路400を主として備える。
なお、電子制御装置100Aと他の電子制御装置100Bとの間の通信は、CAN通信の他、AUD通信、LIN通信、FlexRay通信などの通信で行わせることができる。
そして、サブユニット300は、メインユニット200の異常を検出したときに、メインユニット200が制御するアクチュエータ502への電源供給ラインをスイッチングするリレー501をオフしてアクチュエータ502の駆動を停止し、また、係るアクチュエータ502の駆動停止に同期してCAN通信回路400をDisable状態にしてCAN通信を停止させる。
なお、メインユニット200及びサブユニット300は、ROM、RAM、CPUなどを含むプロセッサコアをそれぞれ有する。
OR回路(論理演算部)401には、メインユニット200からのCANコントロール信号NCSと、リレー駆動回路500のオン,オフを制御するリレー制御信号RCSとが入力され、CANトランシーバ402は、OR回路401がハイレベル信号(Enable信号)を出力するときにEnable(有効)状態つまりCAN通信可能な状態となり、OR回路401がローレベル信号(Disable信号)を出力するときにDisable(無効)状態つまりCAN通信停止状態となる。
換言すれば、リレー501をオフする指令に基づきリレー制御信号RCSがローレベルに設定されていても、メインユニット200からハイレベルのCANコントロール信号NCSを出力することで、リレー制御信号RCSによるCAN通信の停止指令が無効とされ、CAN通信回路400によるCAN通信を可能とすることができるように構成されている。
後述するように、リレー制御信号RCSは、メインユニット200のプロセッサの異常が検出されたときにローレベルに設定されるよう構成されており、プロセッサに異常が発生したときに、アクチュエータ502の駆動を停止しかつCAN通信を停止することで、車両を安全側に制御するフェイルセーフが実施される。
演算機能監視部301は、メインユニット200に向けて例題を出力し、この例題に従ってメインユニット200が演算した結果である回答データを入力し、回答データと期待値とを照合することで、メインユニット200の演算機能が正常であるか異常であるかを診断する。
ここで、演算機能監視部301は、メインユニット200の演算機能が正常であればローレベル信号を出力し、メインユニット200の演算機能が異常であればハイレベル信号を出力する。従って、メインユニット200の演算機能が正常であればハイレベル信号がAND回路305に入力され、メインユニット200の演算機能が異常であればローレベル信号がAND回路305に入力されることになる。
一方、演算機能監視部301がメインユニット200の異常状態を判定した場合には、AND回路305の一方の入力信号がローレベル信号になることで、AND回路305はローレベル信号を出力する。
また、メインユニット200がリレー501は異常であると診断してリレー501のオフを指令する場合に、AND回路305の一方の入力信号がローレベル信号になることで、AND回路305はローレベル信号を出力する。
AND回路600の他方の入力端子にはリレー出力部700の出力が入力される。リレー出力部700には、メインユニット200の自己診断部203の出力が入力される。
そして、リレー出力部700は、自己診断部203の出力がローレベル信号であるときにハイレベル信号をAND回路600に出力し、自己診断部203の出力がハイレベル信号であるときにローレベル信号をAND回路600に出力する。
AND回路600の他方の入力端子にはリレー出力部700の出力が入力されるから、演算機能監視部301がメインユニット200の正常を診断しかつメインユニット200におけるリレー501の診断結果が正常である場合であってAND回路600の一方の入力端子にハイレベル信号が入力される場合であっても、メインユニット200の自己診断結果が異常でリレー出力部700の出力がローレベルであれば、AND回路600の出力(リレー制御信号RCS)はローレベルになる。
一方、演算機能監視部301がメインユニット200の異常を診断した場合、メインユニット200がリレー501の異常を診断した場合、メインユニット200の自己診断結果が異常である場合は、AND回路600の出力であるリレー制御信号RCSはローレベル信号になる。
リレー501は、オン(閉成状態)であるときにアクチュエータ502へ電源電力を供給し、オフ(開成状態)であるときにアクチュエータ502への電源電力の供給を遮断する。
なお、リレー501として、電磁リレーを用いることができ、また、MOSFETなどの半導体リレーを用いることができる。また、アクチュエータ502は、例えば、ソレノイドやモータなどである。
更に、リレー制御信号RCSはOR回路401に出力されるから、CANコントロール信号NCSがローレベルである状態でリレー制御信号RCSがローレベルに切り替わればアクチュエータ502の駆動停止に同期してCAN通信回路400によるCAN通信が停止されることになる。
なお、リレー制御信号RCSをローレベルにする条件は、上記の診断結果に限定されるものではなく、例えば、メインユニット200がサブユニット300を監視し、サブユニット(プロセッサ)300の異常を検出したときに、リレー制御信号RCSをローレベルに制御することができる。
また、メインユニット200は、リレー501の診断(閉固着、開固着異常などの診断)を行うリレー診断部202を備え、このリレー診断部202は、サブユニット300のリレー出力部302に診断結果を示す信号、換言すれば、リレー501のオン,オフ指令信号を出力する。
更に、メインユニット200は、CAN通信回路400のOR回路401に対してCANコントロール信号NCSを出力するCANコントロール部204、CAN通信回路400を介して受信信号RXを受信しCAN通信回路400に向けて送信する送信信号TX(CANデータ)を生成するCAN通信部205を備える。
図2に示す初期化処理(Initialize処理)においては、まずマイコンの初期化、プログラムの初期化などが行われ、係る初期化処理での各種診断で異常が検出されなければ、AND回路600の出力がハイレベルに設定されてCAN通信回路400がEnable状態になるので、初期化処理が終了した時点(時刻t1)において、CAN通信部205及びCAN通信回路400を用いたCAN通信を開始させる。
そして、CAN通信を開始させた後、初期化処理の残りの処理としてリレー診断を開始し、リレー診断が終了した時点(時刻t2)から定時処理(定時制御)を開始させる。
なお、リレー501の異常には、リレー501自体の故障の他、リレー駆動回路500の故障、AND回路305,600の故障などが含まれる。
これにより、OR回路401の2つの入力は全てローレベルとなってCAN通信回路400はDisable状態となり、CAN通信は停止される。このため、他の電子制御装置100Bは、電子制御装置100Aとの間でのCAN通信が停止したことに基づいて電子制御装置100Aの異常を判定できる。
そして、時刻t4でのリレー診断開始に伴ってリレー出力(リレー制御信号RCS)をハイレベル(オン)からローレベル(オフ)に切り替え、更に、時刻t5でリレー出力(リレー制御信号RCS)をローレベル(オフ)からハイレベル(オン)に戻し、係るオン,オフ切り替えに応じてアクチュエータ502の電源電圧が変化するか否かに基づきリレー診断を行い、時刻t5にてリレー診断を終了する。
ここで、AND回路600の出力は、リレー501のオン,オフを制御するリレー制御信号RCSであると共にCAN通信回路400のEnable、Disableの切り替え信号であり、CAN通信回路400がAND回路600の出力によってのみEnableとなる構成では、リレー診断のためにリレー501を一時的にオフするためにAND回路600の出力(リレー制御信号RCS)をローレベルに切り替えると、同期してCAN通信回路400がDisable状態になりCAN通信が停止されることになってしまう。そして、リレー診断のためにCAN通信が途絶えると、他の電子制御装置100Bは電子制御装置100Aの異常を誤判定することになる。
これにより、リレー診断に伴ってCAN通信が停止されてしまい、他の電子制御装置100Bが電子制御装置100Aの異常を誤判定することを抑制できる。
メインユニット200は、ステップS1001でリレー診断中であるか否かを判定し、リレー診断中であって診断のためにリレー501を意図的にオフする場合には、ステップS1002にてCANコントロール信号NCSをハイレベル(Enable)に設定する。これにより、リレー制御信号RCSのレベル(リレー501のオン,オフ)とは無関係に、CAN通信回路400はEnable状態に保持されることになる。
従って、AND回路600の出力(リレー制御信号RCS)がリレー診断のためにローレベルに切り替わっても、CANコントロール部204からハイレベル信号を出力していれば、CAN通信回路400はEnable状態に保持されることになり、AND回路600のローレベル出力によってリレー501はオフに切り替えられるものの、CAN通信回路400がDisable状態に切り替わることを抑制できる。
なお、リレー診断の開始(リレー501を診断のためにオフする制御の開始)に先立ってCANコントロール信号NCSをハイレベルに立ち上げておき、リレー診断の終了(診断のためのオフ状態からオン状態への復帰)から遅れてCANコントロール信号NCSをローレベルに立ち下げることができる。
上記のようにして、リレー診断中にCANコントロール信号NCSをハイレベルに設定すれば、リレー診断の開始前からCAN通信を開始させても、リレー診断に伴ってCAN通信が停止(中断)してしまうことを抑制でき、リレー診断の開始前からCAN通信を開始させることができる。
また、リレー診断が完了すると(定常処理に移行すると)、CANコントロール部204はCANコントロール信号NCSをローレベルに切り替えて保持することで、異常発生の検出に基づきリレー制御信号RCSによりリレー501がオフされるのに同期して、CAN通信を停止させることができる。従って、アクチュエータ502がメインユニット200によって誤って制御されることを抑制し、また、誤った情報やデータが電子制御装置100A(メインユニット200)から他の電子制御装置100Bに送信されてしまうことを抑制でき、更に、CAN通信が停止することで他の電子制御装置100Bは電子制御装置100Aの異常を判定できる。
この図5に示す初期化処理では、リレー診断に伴ってAND回路600の出力がローレベルに切り替えられ、これに伴ってCAN通信回路400がDisable状態になっても、他の電子制御装置100Bとの間でのCAN通信を開始する前であるので、CAN通信に影響を与えることはない。
しかし、図5に示す初期化処理では、リレー診断の終了までCAN通信を開始させることができず、電源投入からCAN通信開始までの時間が、図2に示すようにリレー診断の開始前(時刻t1)から通信を開始させる場合に比べて長くなり、電子制御装置100Aとの間でCAN通信を行う他の電子制御装置100Bが、CAN通信が所定時間を超えて成立しないことで電子制御装置100Aの異常を誤判定してしまう可能性がある。
例えば、通信機能の診断として、CAN通信回路400をDisable状態とEnable状態との間で切り替える制御を行って、Disable、Enableの切り替え機能が正常であるか否かを診断する場合には、診断中に通信可能状態に保持することはできず、通信機能診断の開始前にCAN通信を開始させたとしても、通信機能診断の開始に伴ってCAN通信が途絶えることになってしまう。
なお、電源投入時の初期化処理は、図2に例示したものに限定されるものではないが、マイコン初期化やプログラム初期化を先に行わせ、メインユニット200及びサブユニット300のプロセッサが正常であると診断されてからリレー診断などの外部デバイスの診断を行わせることが好ましい。このため、図2に示した初期化処理の一例では、初期化処理の最後のステップとして、リレー診断を行わせ、係るリレー診断の開始前にCAN通信を開始させる構成としてある。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
上記実施形態では、初期化処理に含まれるリレー診断において、CANコントロール部204がCANコントロール信号NCSをハイレベルに設定し、CAN通信回路400をEnable状態に保持するが、リレー診断以外でリレー制御信号RCSがローレベルに設定される状況で、CANコントロール信号NCSをハイレベルに設定することでCAN通信回路400をEnable状態に保持させることができる。
そこで、メインユニット200のリプログラミング中は、CANコントロール部204がCANコントロール信号NCSをハイレベルに設定することで、CAN通信を介してリプログラミングを行えるようにする。
また、CAN通信回路400はOR回路401を備えるが、リレーオフ制御に同期してCAN通信を停止でき、かつ、リレーオフ制御に伴うCAN通信の停止を無効とし、CAN通信を可能にできる構成であればよく、OR回路401に限定されるものではない。
この場合、メインユニット200とサブユニット300との少なくとも一方が異常になったときに、アクチュエータ502のオフ指令を出力させる一方、アクチュエータ502の診断のためにアクチュエータ502のオフ指令をメインユニット200が出力する場合に、メインユニット200がCANコントロール信号NCSとしてハイレベル信号を出力し、診断に伴うCAN通信の停止指令を無効とすることができる。
更に、上記実施形態の電子制御装置100Aは、メインユニット200とサブユニット300との2つのプロセッサを備えるが、1つのプロセッサ(CPUコア)を備える装置や、3つ以上のプロセッサ(CPUコア)を備える装置にも、本発明を適用できることは明らかである。
(イ)メインユニットと、前記メインユニットの監視を行うサブユニットと、前記メインユニットが他の電子制御装置との間で通信を行うための通信ユニットとを備え、前記メインユニットによってアクチュエータを駆動制御する車両用電子制御装置において、
前記アクチュエータへの電源供給をスイッチングするリレーのオン、オフ指令が、前記通信ユニットにEnable,Disable指令として与えられ、
前記メインユニットは、前記リレーのオフ指令に応じた前記通信ユニットのDisable指令を無効とする機能を有する、車両用電子制御装置。
上記発明によると、リレーのオン、オフ指令に同期して通信ユニットをEnable,Disableに切り替えることができる一方、リレーのオン、オフ指令に関わらずに他の電子制御装置との通信を成立したい場合に、通信ユニットをEnableに保持することが可能である。
前記メインユニットは、前記サブユニットが異常になったときに前記リレーのオフ指令を出力する、請求項(イ)記載の車両用電子制御装置。
上記発明によると、メインユニットが異常になったとき、及び、サブユニットが異常になったときに、リレーをオフし、かつ、通信を停止させることで、車両のフェイルセーフを図ることができる。
上記発明によると、リレー診断のためにリレーがオフされるときに、通信ユニットをEnableに保持することができる。
上記発明によると、初期化処理においてリレーの診断を行う場合に、係るリレー診断の終了を待たずに他の電子制御装置との通信を開始させ、診断に伴うリレーオフ指令に基づき通信ユニットがDisableにならないように、リレーオフ指令に基づくDisable指令を無効とする。これにより、リレー診断終了後に通信を開始する場合よりも通信開始を早めることができ、通信開始が遅れることで他の電子制御装置が当該電子制御装置の異常を誤判定することを抑制できる。
前記論理演算部は、入力端子の少なくとも一方にEnable指令が入力されているときに、前記通信ユニットをEnableにする、請求項(イ)から(ニ)のいずれか1つに記載の車両用電子制御装置。
上記発明によると、論理演算部は、入力端子の少なくとも一方にEnable指令が入力されているときに通信ユニットをEnableにするから、リレーのオフ指令が通信ユニットのDisable指令として入力されていても、メインユニットからEnable指令を出すことで、リレーのオフ指令に基づくDisable指令を無効とし、通信ユニットをEnableにできる。
上記発明によると、リプログラミングに伴いメインユニットとサブユニットとの間の通信が途絶えることで異常発生が判定されてリレーのオフ指令が出力されても、通信ユニットをEnableに保持して、通信ユニットを介したリプログラミングを行える。
Claims (3)
- プロセッサと、
他の電子制御装置との間で通信を行うための通信回路と、
アクチュエータへの電源供給ラインをスイッチングするリレーの駆動回路と、
前記プロセッサの診断を行い、診断結果が正常であるときに前記リレーをオンし、診断結果が異常であるときに前記リレーをオフするリレー制御信号を前記駆動回路に出力するプロセッサ診断部と、
前記通信回路を通信停止状態、通信可能状態に切り替える通信制御信号を出力する通信制御部と、
前記リレー制御信号を、前記リレーをオフする信号に切り替えて前記リレーの診断を行うリレー診断部と、
を備え、
前記通信回路は、前記リレー制御信号が前記リレーをオンする信号であるか、及び/又は、前記通信制御信号が前記通信回路を通信可能状態に切り替える信号であるときに、通信可能状態に切り替わり、
前記通信制御部は、前記リレー診断部による診断中であるときに前記通信回路を通信可能状態に切り替える前記通信制御信号を出力し、前記リレー診断部による診断中ではないときに前記通信回路を通信停止状態に切り替える前記通信制御信号を出力する、
車両用電子制御装置。 - 前記プロセッサ診断部は、
前記プロセッサを監視する監視ユニットと、
前記プロセッサの自己診断部と、
を含み、
前記監視ユニットと前記自己診断部との少なくとも一方が前記プロセッサの異常を診断したときに、前記リレーをオフするリレー制御信号を前記駆動回路に出力する、
請求項1記載の車両用電子制御装置。 - 前記リレー診断部は、前記リレーの異常を診断したときに、前記リレーをオフするリレー制御信号を前記駆動回路に出力する、
請求項1又は請求項2記載の車両用電子制御装置。
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