JP6895719B2 - 車両制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の動作を制御する車両制御装置に関するものである。
近年、自動車システムなどの組込システムは、多機能化により演算量が年々増加しており、組込システムに求められるCPU(Central Processing Unit)の性能は増加する一方である。パソコン分野においては、このような処理量の増加に対して、演算装置であるCPUのコア数を増やすこと(マルチコア化)によって対応してきた。組込システム分野も例外ではなく、カーナビや携帯電話といった演算量が多くリアルタイム性の制約が比較的緩いコンシューマ系システムにおいてはマルチコア化が進んでいる。自動車制御システムなどの組込制御システムが高度化・複雑化するのにともない、これらの演算量がシングルコアの限界を超えることが予想されるので、マルチコアの採用が検討されている。
一方で、自動車業界におけるソフトウェア品質レベルの統一化と安全性証明の容易化を目的として、機能安全規格ISO26262(以下、機能安全規格)が2011年に策定された。本規格においては、ハード・ソフトを含めたシステム全体に亘り、故障率算出方法やソフト設計手法などを規定している。車両制御装置が同規格に準拠するためには、安全確保の根拠を提示する必要がある。一般的には、従来設計における知見や実績をエビデンスとしてまとめることにより、同規格に準拠している。
機能安全規格ISO26262においては、安全要求が異なるソフトウェア間の干渉を防止することが求められている。一般的な車両制御装置はさまざまな制御アプリケーションによって構成されているので、時間保護機能やメモリ保護機能といったシステムを構成するソフトウェア間の相互作用を防止するための仕組みが近年着目されてきている。例えばあるソフトウェアが暴走した場合、他のソフトウェアが使用するデータが格納されているメモリへアクセスし、そのデータを破壊しようすることを防ぐ機能である。
一般的な車両制御装置に対して機能安全規格ISO26262を適用すると、車両制御装置内においてさまざまなASIL(Automotive Safety Integrity Level)のソフトウェアが混在することがわかっている。そのため、既存のソフトウェアが機能安全規格に準拠するには、ソフトウェア間の干渉を防止する仕組みやそれに関わる処理の高速化、軽量化、信頼性向上などの技術が必要となる。
下記特許文献1は、共有資源に対する排他制御について記載している。同文献においては、共有資源に対するアクセス競合の状態が正常か否かを分析するため、当該分析対象プログラムが共有資源のアクセス権(ロック)を獲得し、ロックの獲得に要したロック獲得所要時間を計測する。直近のロック獲得所要時間を所定の数だけ蓄積し、当該蓄積されたロック獲得所要時間に基づいて、ロック獲得所要時間として許容する許容範囲を算出する。最新のロック獲得所要時間が当該許容範囲に含まれている場合、共有資源へのアクセス競合の状態は正常であると分析する。
特開2009−251871号公報
マルチコアシステムは、各コアが独立に動作することにより、並列に演算処理を実施することができる。他方で、各コアが記憶領域を共有している場合は、コア間でその記憶領域に対するアクセス競合が発生する。アクセス競合が発生した場合、排他制御により一方が他方の実行処理完了を待つように設計される。車両制御装置において、高負荷な処理に対して排他制御が組み込まれると、高負荷時ほど排他制御による待ち合わせが増える。そうすると、車両制御が機能停止に陥る可能性がある。
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、高負荷時のアクセス競合による機能停止を抑制することができる車両制御装置を提供することを目的とする。
本発明に係る車両制御装置は、共有記憶領域に対する排他制御の実行回数とその結果として発生したアクセス競合回数によって表される関数を用いて、アクセス競合が発生する傾向を判定する。
本発明に係る車両制御装置によれば、高負荷時における共有記憶領域に対するアクセス競合による機能停止を抑制し、安全性・可用性を向上することができる。
実施形態1に係る車両制御装置(ECU)1の構成図である。 記憶領域5が格納するパラメータテーブル50100の構成とデータ例を示す図である。 記憶領域5が格納する記録テーブル50200の構成とデータ例を示す図である。 許容競合回数テーブル50300の構成とデータ例を示す図である。 競合記録テーブル50400の構成とデータ例を示す図である。 第1演算装置制御部401の動作を説明するフローチャートである。 タイマ制御部402の動作を説明するフローチャートである。 第1周期処理部403の動作を説明するフローチャートである。 排他制御部404の動作を説明するフローチャートである。 競合診断部405の動作フローである。 異常判定部406の動作を説明するフローチャートである。 競合傾向判定部407の動作を説明するフローチャートである。 フェールセーフ部408の動作を説明するフローチャートである。 第2演算装置制御部409の動作を説明するフローチャートである。 第2周期処理部410の動作を説明するフローチャートである。 第2排他制御部411の動作を説明するフローチャートである。 実施形態2におけるパラメータテーブル50100の構成とデータ例を示す図である。
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施形態1に係る車両制御装置(ECU)1の構成図である。ECU1は、例えばエンジン制御装置などのような車両の動作を制御する装置であり、第1演算装置2、第2演算装置3、プログラム領域4、記憶領域5、入出力回路6を備える。ここではECU1が接続されている機器としてスロットルセンサ7とアクチュエータ8を例示するがこれに限られるものではない。
第1演算装置2と第2演算装置3は、プログラム領域4が格納しているプログラムを実行する演算装置である。第1演算装置2と第2演算装置3は、プログラム領域4が格納しているプログラムを並列実行することができ、さらにプログラム領域4と記憶領域5に対して並列にアクセスすることができる。
プログラム領域4は、例えばROM(Read Only Memory)などの不揮発性記憶装置上に構成された記憶領域である。プログラム領域4は、第1演算装置制御部401、タイマ制御部402、第1周期処理部403、排他制御部404、競合診断部405、異常判定部406、競合傾向判定部407、フェールセーフ部408、第2演算装置制御部409、第2周期処理部410、第2排他制御部411を格納する。
記憶領域5は、例えばRAM(Ramdom Access Memory)などの記憶装置上における記憶領域である。記憶領域5は、第1演算装置2と第2演算装置3が制御演算を実行する際に使用するデータを一時的に格納する。記憶領域5はさらに、後述の図2〜図5で説明するデータテーブルを格納する。第1演算装置2と第2演算装置3は、プログラム領域4と記憶領域5に対してそれぞれ並列にアクセスすることができる。したがって、アクセス競合が発生する可能性がある。
図2は、記憶領域5が格納するパラメータテーブル50100の構成とデータ例を示す図である。パラメータテーブル50100は、ECU1が制御演算を実施する際に使用する設定パラメータを保持するデータテーブルである。記載の便宜上、本テーブルは記憶領域5内に格納されることとしたが、その他記憶装置上に格納してもよい。パラメータテーブル50100は、名称フィールド50101、設定値フィールド50102を有する。
名称フィールド50101は、パラメータテーブル50100が管理するデータの名称を保持する。設定値フィールド50102は、パラメータの設定値を保持する。図2に示す各パラメータの詳細については、後述する各プログラムの動作と併せて説明する。
図3は、記憶領域5が格納する記録テーブル50200の構成とデータ例を示す図である。記録テーブル50200は、ECU1が制御演算を実施する過程における各変数の現在値を格納するデータテーブルである。記録テーブル50200は、名称フィールド50201、現在値フィールド50202を有する。
名称フィールド50201は、記録テーブル50200が管理する変数の名称を保持する。現在値フィールド50202は、変数の現在値を保持する。図3に示す各データの詳細については、後述する各プログラムの動作と併せて説明する。
図4は、許容競合回数テーブル50300の構成とデータ例を示す図である。許容競合回数テーブル50300は、第1演算装置2と第2演算装置3が共有するリソース(例えば記憶領域5)に対する排他制御の実行回数に対して、アクセス競合が発生することが許容される回数を記述するデータテーブルである。本データテーブルは、例えばあらかじめ実験などに基づいて作成しておくことができる。記載の便宜上、本テーブルは記憶領域5内に格納されることとしたが、その他記憶装置上に格納してもよい。許容競合回数テーブル50300は、タイマ値フィールド50301、実行回数フィールド50302、許容競合回数フィールド50303を有する。
タイマ値フィールド50301は、タイマカウンタの値(時刻に相当)を保持する。実行回数フィールド50302は、各時刻において実行されると想定される排他制御の実行回数を、開始時刻から積算した値を保持する。許容競合回数フィールド50303は、各時刻におけるアクセス競合回数の積算値として許容される値を保持する。
図5は、競合記録テーブル50400の構成とデータ例を示す図である。競合記録テーブル50400は、排他制御によって発生したアクセス競合を記録するデータテーブルである。競合記録テーブル50400は、タイマ値フィールド50401、排他制御実行回数フィールド50402、競合回数フィールド50403を有する。
タイマ値フィールド50401は、タイマカウンタの値(時刻に相当)を保持する。排他制御実行回数フィールド50402は、実行された排他制御の開始時刻から各時刻までの積算値を保持する。競合回数フィールド50403は、各時刻におけるアクセス競合回数の積算値を保持する。
図6は、第1演算装置制御部401の動作を説明するフローチャートである。第1演算装置制御部401は、例えば所定周期ごとに本フローチャートを実行する。以下、図6の各ステップについて説明する。
(図6:ステップS401000)
第1演算装置制御部401は、記憶領域5が格納する記録テーブル50200を初期化する。初期化する対象は、記録テーブル50200全体でもよいし、第1演算装置制御部401が参照する値のみでもよい。
(図6:ステップS401001)
第1演算装置制御部401は、タイマ制御部402を呼び出す。タイマ制御部402の動作については後述の図7で説明する。タイマ制御部402は、タイマカウンタを更新する役割を有する。
(図6:ステップS401002)
第1演算装置制御部401は、第1周期処理部403を呼び出す。第1周期処理部403の動作については後述の図8で説明する。第1周期処理部403は、第1演算装置2が処理を実行する周期を制御する役割を有する。
(図6:ステップS401003)
第1演算装置制御部401は、競合診断部405を呼び出す。競合診断部405の動作については後述の図10で説明する。競合診断部405は、第1演算装置2と第2演算装置3の間でアクセス競合が発生しているか否かを診断する役割を有する。
(図6:ステップS401004)
第1演算装置制御部401は、フェールセーフ部408を呼び出す。フェールセーフ部408の動作については後述の図13で説明する。フェールセーフ部408は、アクセス競合の状況に応じてフェールセーフ処理を実行する役割を有する。
(図6:ステップS401005)
第1演算装置制御部401は、終了条件が満たされているか否かを判定する。満たされていれば本フローチャートを終了し、満たされていなければステップS401001へ戻る。
図7は、タイマ制御部402の動作を説明するフローチャートである。以下、図7の各ステップについて説明する。
(図7:ステップS402000)
タイマ制御部402は、記録テーブル50200からタイマカウンタの現在値フィールド50202を取得する。タイマ制御部402はさらに、パラメータテーブル50100から最大タイマカウンタの設定値フィールド50102を取得する。タイマ制御部402は、取得したタイマカウンタと最大タイマカウンタを比較する。タイマカウンタが最大タイマカウンタ以上であればステップS402001に進み、その他の場合はステップS402002に進む。
(図7:ステップS402001)
タイマ制御部402は、記録テーブル50200のタイマカウンタの現在値フィールド50202に0を代入する。
(図7:ステップS402002)
タイマ制御部402は、記録テーブル50200のタイマカウンタの現在値フィールド50202に1を加算した値を書き込む。
(図7:ステップS402000〜S402002:補足)
これらステップは、タイマカウンタを所定周期(ここでは最大タイマカウンタ)ごとにリセットして改めて0からカウントし始めるための処理である。
図8は、第1周期処理部403の動作を説明するフローチャートである。以下、図8の各ステップについて説明する。
(図8:ステップS403000)
第1周期処理部403は、記録テーブル50200からタイミング調整フラグの現在値フィールド50202を取得する。タイミング調整フラグがセットされている場合はステップS403001に進み、その他の場合はステップS403003に進む。タイミング調整フラグは、後述する図13においてセットされるフラグである。
(図8:ステップS403001)
第1周期処理部403は、パラメータテーブル50100から第1演算装置周期その2の設定値フィールド50102を取得する。第1周期処理部403はさらに、記録テーブル50200からタイマカウンタの現在値フィールド50202を取得する。第1周期処理部403は、タイマカウンタを第1演算装置周期その2で除算した余りを求める。余りが0であればステップS403002に進み、その他であれば本フローチャートを終了する。
(図8:ステップS403002)
第1周期処理部403は、記録テーブル50200のタイミング調整フラグの現在値フィールド50202をクリアする(例えば0を書き込む)。
(図8:ステップS403001〜S403002:補足)
これらステップにより、第1演算装置2が制御演算を実行する周期が一時的に変更されることになる。アクセス競合が発生したとき、後述するタイミング調整フラグをセットしてこれらステップにより第1演算装置2の実行タイミングを変更することにより、アクセス競合の解消を図ることができる。実行タイミングを調整する方法はこれに限らない。例えば、(a)一時的ではなく常に実行タイミングをずらす、(b)周期処理を一定期間実行しない、などの手法が考えられる。
(図8:ステップS403003)
第1周期処理部403は、パラメータテーブル50100から第1演算装置周期その1の設定値フィールド50102を取得する。第1周期処理部403はさらに、記録テーブル50200からタイマカウンタの現在値フィールド50202を取得する。第1周期処理部403は、タイマカウンタを第1演算装置周期その1で除算した余りを求める。余りが0であればステップS403004に進み、その他であれば本フローチャートを終了する。
(図8:ステップS403004)
第1周期処理部403は、排他制御部404を呼び出す。排他制御部404の動作については後述の図9で説明する。排他制御部404は、第1演算装置2と第2演算装置3が共有アクセスするリソース(例えば記憶領域5)に対する排他制御を、第1演算装置2の側から実施する役割を有する。
図9は、排他制御部404の動作を説明するフローチャートである。以下、図9の各ステップについて説明する。
(図9:ステップS404000)
排他制御部404は、記録テーブル50200の排他制御実行カウンタの現在値フィールド50202に1を加えることにより、排他制御実行回数を更新する。
(図9:ステップS404001)
排他制御部404は、記録テーブル50200のリソースの現在値フィールド50202を参照する。同フィールドは、第1演算装置2と第2演算装置3が共有アクセスするリソース(例えば記憶領域5)がアクセス可能であるか否かを示すフラグを保持している。同フラグを参照することにより、当該リソースを獲得できるか否かを判定することができる。リソースを獲得できなければステップS404002に進み、獲得できればステップS404003へ進む。
(図9:ステップS404002)
排他制御部404は、記録テーブル50200のリソース競合カウンタの現在値フィールド50202に1を加えることにより、アクセス競合回数を更新する。本ステップの後はステップS404000に戻って改めてリソース獲得を試みてもよいし、本フローチャートを終了して次の実行周期を待機してもよい。図9においては前者を例示した。
(図9:ステップS404003)
排他制御部404は、記録テーブル50200のリソースの現在値フィールド50202を、アクセス不可である旨のフラグに更新する。排他制御部404は、共有リソースをロックする処理(クリティカルセクション処理)を実行することにより、獲得した共有リソースを排他制御した上で、所定の制御演算を実施する。
(図9:ステップS404004)
排他制御部404は、記録テーブル50200のリソースの現在値フィールド50202を、アクセス可能である旨のフラグに更新する。
図10は、競合診断部405の動作フローである。以下、図10の各ステップについて説明する。
(図10:ステップS405000)
競合診断部405は、記録テーブル50200からタイマカウンタの現在値フィールド50202を取得する。競合診断部405はさらに、パラメータテーブル50100から診断実行周期の設定値フィールド50102を取得する。競合診断部405は、タイマカウンタを診断実行周期で除算した余りを求める。余りが0であればステップS405001に進み、その他であれば本フローチャートを終了する。
(図10:ステップS405001)
競合診断部405は、異常判定部406を呼び出す。異常判定部406の動作については後述の図11で説明する。異常判定部406は、アクセス競合に起因してECU1が異常状態に陥っているか否かを判定する役割を有する。
(図10:ステップS405002)
競合診断部405は、記録テーブル50200から状態レベルの現在値フィールド50202を取得する。状態レベルが0であればステップS405003に進み、その他であれば本フローチャートを終了する。
(図10:ステップS405003)
競合診断部405は、競合傾向判定部407を呼び出す。競合傾向判定部407の動作については後述の図12で説明する。競合傾向判定部407は、アクセス競合が発生する傾向がどの程度に至っているかを判定する役割を有する。
図11は、異常判定部406の動作を説明するフローチャートである。以下、図11の各ステップについて説明する。
(図11:ステップS406000)
異常判定部406は、パラメータテーブル50100から異常判定閾値の設定値フィールド50102を取得する。異常判定部406はさらに、記録テーブル50200からリソース競合カウンタの現在値フィールド50202を取得する。リソース競合カウンタが異常判定閾値より大きければステップS406001に進み、その他であれば本フローチャートを終了する。
(図11:ステップS406001)
異常判定部406は、記録テーブル50200の状態レベルの現在値フィールド50202を、アクセス競合が重大である旨の値に更新する。アクセス競合の発生回数(リソース競合カウンタ)が異常判定閾値を超えている場合は、アクセス競合が多数発生して許容範囲を超えているとみなすことができるからである。本実施形態1においては、状態レベル=2がその旨を表すものとする。
図12は、競合傾向判定部407の動作を説明するフローチャートである。以下、図12の各ステップについて説明する。
(図12:ステップS407000)
競合傾向判定部407は、記録テーブル50200のタイマカウンタの現在値フィールド50202(現在時刻を表す)を取得する。競合傾向判定部407は、競合記録テーブル50400から現在時刻に対応するレコードとそのレコードの競合回数フィールド50403を取得することにより、現在時刻におけるアクセス競合傾向を取得する。
(図12:ステップS407001)
競合傾向判定部407は、許容競合回数テーブル50300から現在時刻に対応するレコードとそのレコードの許容競合回数フィールド50303を取得する。競合傾向判定部407は、アクセス競合傾向が許容競合回数を超えているか否かを判定する。超えている場合はステップS407002へ進み、その他の場合は本フローチャートを終了する。
(図12:ステップS407002)
競合傾向判定部407は、記録テーブル50200の状態レベルの現在値フィールド50202を、アクセス競合が発生する傾向がある旨の値に更新する。いずれかの時刻において競合回数フィールド50403が許容競合回数フィールド50303を超えている場合、少なくともその時刻においてはアクセス競合が許容範囲を超えているからである。本実施形態1においては、状態レベル=1がその旨を表すものとする。
図13は、フェールセーフ部408の動作を説明するフローチャートである。以下、図13の各ステップについて説明する。
(図13:ステップS408000)
フェールセーフ部408は、記録テーブル50200の状態レベルの現在値フィールド50202を取得する。状態レベルが2以上であればステップS408001に進み、その他の場合はステップS408002に進む。
(図13:ステップS408001)
フェールセーフ部408は、以下のいずれかを再起動することにより、フェールセーフ処理を実施する:(a)第1演算装置2、(b)第1演算装置2と第2演算装置3、(c)ECU1全体。
(図13:ステップS408002)
フェールセーフ部408は、記録テーブル50200の状態レベルの現在値フィールド50202を取得する。状態レベルが1以上であればステップS408003に進み、その他の場合は本フローチャートを終了する。
(図13:ステップS408003)
フェールセーフ部408は、記録テーブル50200のタイミング調整フラグの現在値フィールド50202をセットする(例えば1を書き込む)。
図14は、第2演算装置制御部409の動作を説明するフローチャートである。第2演算装置制御部409は、例えば所定周期ごとに本フローチャートを実行する。以下、図14の各ステップについて説明する。
(図14:ステップS409000)
第2演算装置制御部409は、記憶領域5が格納するデータテーブルを初期化する。初期化する対象は、データテーブル全体でもよいし、第2演算装置制御部409が参照する値のみでもよい。ただし本ステップの対象は、第1演算装置制御部401が初期化するデータテーブル(例えば記録テーブル50200など)ではなく、第2演算装置3のみが用いるデータとすれば足りる。
(図14:ステップS409001)
第2演算装置制御部409は、第2周期処理部410を呼び出す。第2周期処理部410の動作については後述の図15で説明する。第2周期処理部410は、第2演算装置3が処理を実行する周期を制御する役割を有する。
(図14:ステップS409002)
第2演算装置制御部409は、終了条件が満たされているか否かを判定する。満たされていれば本フローチャートを終了し、満たされていなければステップS409001へ戻る。
図15は、第2周期処理部410の動作を説明するフローチャートである。以下、図15の各ステップについて説明する。
(図15:ステップS410000)
第2周期処理部410は、記録テーブル50200からタイマカウンタの現在値フィールド50202を取得する。第2周期処理部410はさらに、パラメータテーブル50100から第2演算装置周期の設定値フィールド50102を取得する。第2周期処理部410は、タイマカウンタを第2演算装置周期で除算した余りを求める。余りが0であればステップS410001に進み、その他であれば本フローチャートを終了する。
(図15:ステップS410001)
第2周期処理部410は、第2排他制御部411を呼び出す。第2排他制御部411の動作については後述の図16で説明する。第2排他制御部411は、第1演算装置2と第2演算装置3が共有アクセスするリソース(例えば記憶領域5)に対する排他制御を、第2演算装置3の側から実施する役割を有する。
図16は、第2排他制御部411の動作を説明するフローチャートである。以下、図16の各ステップについて説明する。
(図16:ステップS411000)
第2排他制御部411は、記録テーブル50200のリソースの現在値フィールド50202を参照することにより、当該リソースを獲得できるか否かを判定する。リソースを獲得できなければ例えば所定時間待機した後に本ステップを繰り返す。リソースを獲得できればステップS411001へ進む。
(図16:ステップS411001)
第2排他制御部411は、記録テーブル50200のリソースの現在値フィールド50202を、アクセス不可である旨のフラグに更新する。排他制御部404は、共有リソースをロックする処理(クリティカルセクション処理)を実行することにより、獲得した共有リソースを排他制御した上で、所定の制御演算を実施する。
(図16:ステップS411002)
第2排他制御部411は、記録テーブル50200のリソースの現在値フィールド50202を、アクセス可能である旨のフラグに更新する。
<実施の形態1:まとめ>
本実施形態1に係るECU1は、アクセス競合回数が所定の基準値(許容競合回数テーブル50300が記述している許容競合回数50303)を超えている場合は、タイミング調整フラグをセット(S408003)することにより、第1演算装置2の実行周期を一時的に変更する。これにより、負荷が高まった際にアクセス競合によってECU1が動作停止状態に陥ることを回避できる。
<実施の形態2>
実施形態1においては、アクセス競合回数の時刻ごとの積算値が許容競合回数50303を超えているか否かに基づき、アクセス競合の傾向を判定することとした。本発明の実施形態2では、これに代えてアクセス競合確率の増加率が閾値を超えているか否かに基づき、アクセス競合の傾向を判定する。その他構成は実施形態1と同様であるので、以下では差異点を中心に説明する。
図17は、本実施形態2におけるパラメータテーブル50100の構成とデータ例を示す図である。本実施形態2において、パラメータテーブル50100は新たに「許容競合傾向」の設定値を保持している。本パラメータの意義について以下説明する。
アクセス競合の積算値がある時刻において許容範囲を超えた場合は、実施形態1において状態レベル=1とし、第1演算装置2の実行周期を一時的に変更することにした。しかしアクセス競合が多発する傾向は、これに限られないと考えられる。例えばアクセス競合が発生する確率が瞬時的に増加した場合、近い将来にアクセス競合が許容範囲を超えることが想定される。そこで本実施形態2においては、かかる瞬時的なアクセス競合確率の増加を捕捉し、先行して第1演算装置2の実行周期をずらすことにより、競合回避を図ることとした。
上記を実現するため、まず本実施形態2において、「競合確率=アクセス競合回数/排他制御実行回数」と定義する。アクセス競合回数と排他制御実行回数はそれぞれタイマカウンタと連携して計測されるので、競合確率は時刻の関数となる。この競合確率を時間微分することにより、競合確率の瞬時変動を算出することができる。この時間微分値を、本実施形態2におけるアクセス競合傾向として用いる。具体的には、ステップS407000において競合傾向判定部407が上記時間微分値を算出すればよい。競合傾向判定部407は、ステップS407001において、算出した時間微分値と、「許容競合傾向」の設定値フィールド50102とを比較することにより、アクセス競合傾向を判定することができる。時間微分値が許容競合傾向を超えている場合は、ステップS407002において状態レベル=1とする。
<実施の形態2:まとめ>
本実施形態2に係るECU1は、アクセス競合確率の瞬時的な増加を捕捉し、アクセス競合が許容範囲を超える前にあらかじめ第1演算装置2の実行周期を一時的にずらす。これにより、アクセス競合が発生してECU1が動作停止状態に陥ることを未然に防止することができる。
<本発明の変形例について>
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について他の構成の追加・削除・置換をすることができる。
以上の実施形態において、ECU1は演算装置を2つ備えているが、演算装置の個数は2つに限らない。1つのパッケージ内に3つ以上のプロセッサあるいはプロセッサコアを備えるシステムや、プロセッサコアを有する複数のパッケージによって構成されたシステムも、本発明の対象である。
以上の実施形態において、ECU1の構成として図1を例示したが、その他構成を備えることもできる。例えば、データを保存するための不揮発性メモリ(バックアップRAM)、各演算装置が高速にアクセスすることができるローカルメモリ、図1に例示した以外のセンサ、などを備えることもできる。
実施形態1においてはアクセス競合回数の時刻ごとの積算値に基づきアクセス競合傾向を判定し、実施形態2においては競合確率の時間微分に基づきアクセス競合傾向を判定することとしたが、これらを組み合わせて用いることもできる。例えば、アクセス競合回数の時刻ごとの積算値と、競合確率の時間微分とを変数とする評価関数を定め、その評価関数が閾値を超えた場合は、状態レベル=1とすることが考えられる。
以上の実施形態において、アクセス競合傾向が高まった場合は状態レベル=1とし、競合回数の積算値が異常判定閾値を超えた場合は状態レベル=2としたが、さらに多くの状態レベルを設けることもできる。例えば、アクセス競合回数の時刻ごとの積算値や競合確率の時間微分値に応じて、状態レベル=1を細分することが考えられる。この場合は、状態レベルごとに異なるフェールセーフ処理を実施することもできる。
以上の実施形態において、アクセス競合の傾向やその判定結果に基づく異常判定は、競合診断部405/異常判定部406/競合傾向判定部407が分担して実施することとしたが、これは便宜上の役割分担に過ぎないので、これら機能部の全部または一部を一体的に構成してもよい。
以上の実施形態において、第1演算装置2の実行周期を一時的に変更することを説明したが、第2演算装置3についても同様に実行周期を一時的に変更してもよい。
1:ECU
2:第1演算装置
3:第2演算装置
4:プログラム領域
401:第1演算装置制御部
402:タイマ制御部
403:第1周期処理部
404:排他制御部
405:競合診断部
406:異常判定部
407:競合傾向判定部
408:フェールセーフ部
409:第2演算装置制御部
410:第2周期処理部
411:第2排他制御部
5:記憶領域
50100:パラメータテーブル
50200:記録テーブル
50300:許容競合回数テーブル
50400:競合記録テーブル

Claims (14)

  1. 車両の動作を制御する車両制御装置であって、
    前記車両の動作を制御する制御演算を実行する第1および第2演算装置、
    前記第1演算装置と前記第2演算装置がともにアクセスする共有記憶領域、
    前記第1演算装置と前記第2演算装置が前記共有記憶領域に対して互いに排他的にアクセスするように排他制御を実施する排他制御部、
    前記排他制御部が実施する前記排他制御の結果に基づき、前記第1演算装置と前記第2演算装置が前記共有記憶領域に対してアクセスする際にアクセス競合が発生する傾向を判定する、異常判定部、
    を備え、
    前記異常判定部は、前記排他制御の実行回数と前記排他制御の結果として発生したアクセス競合回数によって表される関数を、所定の判定閾値と比較することにより、前記アクセス競合が発生する傾向を判定する
    ことを特徴とする車両制御装置。
  2. 前記異常判定部は、前記判定閾値として、前記実行回数に対して許容される前記アクセス競合回数を表す許容競合回数を用い、
    前記異常判定部は、前記許容競合回数と前記アクセス競合回数を比較することにより、前記アクセス競合が発生する傾向を判定する
    ことを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
  3. 前記異常判定部は、前記関数として、前記実行回数に対する前記アクセス競合回数の割合によって定義される競合確率と、前記排他制御を開始してからの経過時間とによって表される競合確率関数を用い、
    前記異常判定部は、前記競合確率関数の時間微分と前記判定閾値とを比較することにより、前記アクセス競合が発生する傾向を判定する
    ことを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
  4. 前記異常判定部は、前記関数として、
    前記アクセス競合回数と、
    前記実行回数に対する前記アクセス競合回数の割合によって定義される競合確率と、 前記排他制御を開始してからの経過時間とによって表される競合確率関数と、
    を組み合わせた複合関数を用い、
    前記異常判定部は、前記複合関数と前記判定閾値とを比較することにより、前記アクセス競合が発生する傾向を判定する
    ことを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
  5. 前記車両制御装置は、前記第1演算装置が前記制御演算を実行する周期を制御する周期制御部を備え、
    前記異常判定部は、前記アクセス競合回数が前記判定閾値を超えている場合は、前記アクセス競合が発生する傾向が許容範囲を超えていると判定し、
    前記周期制御部は、前記アクセス競合が発生する傾向が許容範囲を超えていると前記異常判定部が判定した場合は、前記第1演算装置が前記制御演算を実行する周期を一時的に変更する
    ことを特徴とする請求項2記載の車両制御装置。
  6. 前記車両制御装置は、前記第1演算装置が前記制御演算を実行する周期を制御する周期制御部を備え、
    前記異常判定部は、前記競合確率関数の時間微分が前記判定閾値を超えている場合は、前記アクセス競合が発生する傾向が許容範囲を超えていると判定し、
    前記周期制御部は、前記アクセス競合が発生する傾向が許容範囲を超えていると前記異常判定部が判定した場合は、前記第1演算装置が前記制御演算を実行する周期を一時的に変更する
    ことを特徴とする請求項3記載の車両制御装置。
  7. 前記車両制御装置は、前記第1演算装置が前記制御演算を実行する周期を制御する周期制御部を備え、
    前記異常判定部は、前記複合関数が前記判定閾値を超えている場合は、前記アクセス競合が発生する傾向が許容範囲を超えていると判定し、
    前記周期制御部は、前記アクセス競合が発生する傾向が許容範囲を超えていると前記異常判定部が判定した場合は、前記第1演算装置が前記制御演算を実行する周期を一時的に変更する
    ことを特徴とする請求項4記載の車両制御装置。
  8. 前記車両制御装置は、フェールセーフ処理を実行するフェールセーフ部を備え、
    前記フェールセーフ部は、前記アクセス競合回数の積算値が所定の積算閾値を超えた場合は、前記フェールセーフ処理を実行する
    ことを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
  9. 前記車両制御装置は、フェールセーフ処理を実行するフェールセーフ部を備え、
    前記異常判定部は、前記アクセス競合回数が前記判定閾値を超えている場合は、前記アクセス競合が発生する傾向が許容範囲を超えていると判定し、
    前記フェールセーフ部は、前記アクセス競合が発生する傾向が許容範囲を超えていると前記異常判定部が判定した場合は、前記フェールセーフ処理として、前記第1演算装置が前記制御演算を実行する周期を一時的に変更する
    ことを特徴とする請求項2記載の車両制御装置。
  10. 前記車両制御装置は、フェールセーフ処理を実行するフェールセーフ部を備え、
    前記異常判定部は、前記競合確率関数の時間微分が前記判定閾値を超えている場合は、前記アクセス競合が発生する傾向が許容範囲を超えていると判定し、
    前記フェールセーフ部は、前記アクセス競合が発生する傾向が許容範囲を超えていると前記異常判定部が判定した場合は、前記フェールセーフ処理として、前記第1演算装置が前記制御演算を実行する周期を一時的に変更する
    ことを特徴とする請求項3記載の車両制御装置。
  11. 前記車両制御装置は、フェールセーフ処理を実行するフェールセーフ部を備え、
    前記異常判定部は、前記複合関数が前記判定閾値を超えている場合は、前記アクセス競合が発生する傾向が許容範囲を超えていると判定し、
    前記フェールセーフ部は、前記アクセス競合が発生する傾向が許容範囲を超えていると前記異常判定部が判定した場合は、前記フェールセーフ処理として、前記第1演算装置が前記制御演算を実行する周期を一時的に変更する
    ことを特徴とする請求項4記載の車両制御装置。
  12. 前記フェールセーフ部は、前記フェールセーフ処理として、前記第1演算装置を再起動する
    ことを特徴とする請求項8記載の車両制御装置。
  13. 前記フェールセーフ部は、前記フェールセーフ処理として、前記第1演算装置と前記第2演算装置を再起動する
    ことを特徴とする請求項8記載の車両制御装置。
  14. 前記フェールセーフ部は、前記フェールセーフ処理として、前記車両制御装置を再起動する
    ことを特徴とする請求項8記載の車両制御装置。
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