JPH06195244A - 制御用コンピュータの異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御用コンピュータの異常誤検出防止と確実
な異常検出との両立化と、プログラムの容易化を図る。 【構成】 ＣＰＵ異常時、計数手段での定時間割り込み
ルーチンの割り込み回数は所定値を超える。すると、定
時間割り込み毎にウォッチドッグタイマ（ＷＤＴ）へ入
力されるウォッチドッグクリア（ＷＤＣ）信号出力は停
止手段において停止される。この信号出力停止が所定時
間以上となると、ＷＤＴから異常判定信号がＣＰＵへ出
力され、異常は検出される。また、ベースルーチンの周
回周期が割り込み処理によって長くなるとき、ＷＤＣ信
号は定時間毎に確実に出力されるため、異常判定信号は
出力されない。このため、ベースルーチン周回周期の増
大を異常と誤検出しない。また、各手段はルーチン上に
簡単に設定できるため、プログラム容易化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関用電子燃料噴射
制御装置あるいは点火時期制御装置等の制御用コンピュ
ータの異常検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】制御用コンピュータ（例えばマイクロコ
ンピュータ）はメモリに記憶されているプログラムに従
って制御を行うが、この制御は通常、割り込み方式を用
いた多重処理が行われる。そして、制御用コンピュータ
は、割り込み信号を受け取ってそれぞれの信号に対応す
る割り込み処理プログラムを行い、また割り込み信号の
ないときや割り込み処理を行った後は、割り込み時以外
の処理プログラムを繰り返し行う。

【０００３】ここで、従来、この種の制御用コンピュー
タの異常検出装置として、特開昭６０−３２２１７号公
報の「制御用コンピュータのフェールセーフ装置」が知
られている。

【０００４】上記公報では、制御用コンピュータの異常
を判定する異常判定信号を、ある割り込みルーチンで第
１のレベルとしベースルーチンで第２のレベルとしてい
る。そして、この信号のレベルが、所定時間同一レベル
を継続したとき、割り込みルーチンあるいはベースルー
チン内で暴走等の異常が発生したと判断する。これによ
って、確実にプログラムの実行をチェックしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術において、異常判定信号を第１のレベルとする割り込
みルーチンや、その他の割り込みルーチンが、ベースル
ーチン周回中に多数割り込まれる場合、ベースルーチン
の周回周期は長くなる。

【０００６】詳しくは、図４にて説明する。図４（ａ）
は、ベースルーチンに割り込まれる割り込みルーチン処
理を示し、この内、立ち下がり時に矢印がつけられてい
る割り込み処理は、異常判定信号を第１のレベル（Ｌｏ
レベル）とするものである。そして、図４（ｂ）にはベ
ースルーチンにおいて異常判定信号を第２のレベル（Ｈ
ｉレベル）とするタイミングが示される。ここで、異常
判定信号をＬｏレベルとする割り込みルーチン処理後、
このルーチン以外の他の割り込みルーチンが多数処理さ
れると、ベースルーチンの周回周期が長くなる。する
と、図４（ｂ）に示すようにベースルーチンにおいて異
常判定信号をＨｉレベルとするタイミングが長大化す
る。このため図４（ｃ）のＴ１に示すように、異常判定
信号が同一レベル（この場合ではＬｏレベル）を継続す
る時間が長くなる。そして、このＴ１が上記所定時間を
超えてしまった場合、異常判別回路は異常と誤検出する
恐れがある。また、図４（ｃ）のＴ２に示すように、異
常検出信号がＨｉレベルになった直後に、Ｌｏレベルと
なってしまい、この信号のパルス幅が非常に短くなる場
合がある。すると異常判別回路がこの信号を判別するこ
とができず、結果として異常判定信号は同一レベルに継
続する時間が所定時間を超える恐れがある。このため、
異常判別回路は異常と誤検出する恐れがある。

【０００７】この対策として、異常判定信号を第１のレ
ベルとする命令をベースルーチン中にいくつか適切に配
置すればよいが、この命令配置に多大な労力を要した
り、プログラムが複雑化したり、プログラムサイズが増
大するという問題がある。さらに各種プログラム毎にこ
のような作業を行うと作業性が非常に悪くなるという問
題がある。

【０００８】本発明は上記問題に鑑み、プログラミング
が簡単で、しかも異常を確実に検出できる制御用コンピ
ュータの異常検出装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、図５に示す如く、ベースルーチンを繰り返
し処理し、所定時間毎に前記ベースルーチンの処理を中
断して定時間割り込みルーチンを処理するＣＰＵを有す
る制御用コンピュータの異常検出装置において、前記定
時間割り込みルーチンの割り込み回数を計数する計数手
段と、前記ベースルーチンが所定周回すると前記計数手
段の計数値をリセットするリセット手段と、前記定時間
割り込みルーチンの割り込み毎にウォッチドッグクリア
信号を出力するウォッチドッグクリア信号出力手段と、
前記計数値が所定値を超えると、前記ウォッチドッグク
リア信号の出力を停止する停止手段と、前記ウォッチド
ッグクリア信号を入力し、この信号が所定時間以上停止
されると前記ＣＰＵへ異常判定信号を出力するウォッチ
ドッグタイマとを備えたことを特徴とする制御用コンピ
ュータの異常検出装置という技術的手段を採用する。

【００１０】

【作用】以上に述べた本発明の制御装置の異常検出装置
の構成によると、ベースルーチンや割り込みルーチンが
正常であるとき、所定時間毎にベースルーチンに割り込
まれる定時間割り込みルーチンの割り込み計数値は、所
定値を超える前にリセット手段においてリセットされ
る。このため、定時間割り込みルーチンの割り込み毎に
出力されるウォッチドッグクリア信号が停止手段によっ
て停止されることがない。したがって、ウォッチドッグ
タイマからＣＰＵへ異常判定信号が出力されない。

【００１１】また、ベースルーチンや割り込みルーチン
に異常が生じ、割り込み計数値がリセットされなくなる
と、この定時間割り込みルーチンの割り込み毎に計数値
は増大し、所定値を超える。すると、ウォッチドッグク
リア信号の出力は停止される。そして、この信号の停止
が所定時間を超えるとウォッチドッグタイマから異常判
定信号がＣＰＵへ出力される。

【００１２】上述のように定時間割り込みルーチン毎に
ウォッチドッグクリア信号は確実に出力される。このた
め、種々の割り込みルーチンの割り込みによってベース
ルーチンの周回周期が増大したときにも、このウォッチ
ドッグクリア信号によってウォッチドッグタイマは異常
判定信号を出力しない。したがって、ベースルーチン周
回周期の増大時における異常誤検出は防止される。しか
も、この異常誤検出防止は、定時間割り込みルーチン毎
にウォッチドッグクリア信号を出力させるという簡単な
処理で達成されるため、プログラミングは容易となる。

【００１３】一方、定時間割り込みルーチン毎に計数さ
れる計数値と所定値とを比較することによって、確実に
異常は検出される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を火花点火式内燃機関の制御装
置に適用した実施例を説明する。図１は、本実施例の制
御装置の異常検出装置の構成を示す回路図である。

【００１５】制御装置１は制御用コンピュータであるマ
イクロコンピュータ（以下、マイコンと記す）１１を内
蔵し、そのマイコン１１は後述の制御プログラムに従っ
て制御演算を行うＣＰＵ１１１、タイマとして働くカウ
ンタ１１２、内燃機関の回転周期を計測するタイマ１１
３、Ａ／Ｄコンバータ１１４、入力ポート１１５、ワー
クメモリ等として機能する電源バックアップされたＲＡ
Ｍ１１６、制御プログラムおよび比較判定用のデータを
格納したＲＯＭ１１７、出力ポート１１８等により構成
される。

【００１６】入力インターフェース回路１２には図示し
ないディストリビュータ内の回転角センサからの回転信
号が入力され、この信号に基づいてマイコン１１におい
て機関回転数が算出される。また、回転角センサの高レ
ベル信号は割り込みルーチン処理の実行時期を決定する
ための割り込み信号としての作用も有する。入力インタ
ーフェース回路１３には図示しないスロットル開度セン
サ、吸気圧力センサ、および温度センサ等の信号が入力
される。また、ＣＰＵ１１１は所定時間毎にベースルー
チンへ割り込む定時間割り込みルーチンを起動する。こ
のルーチン内で、上記各センサの信号は所定時間毎にＡ
／Ｄコンバータ１１４でＡ／Ｄ変換される。

【００１７】なお、この定時間割り込みルーチンは、他
の割り込みルーチンに対して最優先で割り込まれ、ベー
スルーチン処理を中断して処理される。さらに、入力イ
ンターフェース回路１４には各種デジタル信号が入力す
る。そして、出力インターフェース１５は出力ポート１
１８から出力される燃料噴射量を時間幅パルスに変換し
て機関の吸気マニホールドに備えられる燃料噴射弁に出
力する。

【００１８】また、以上に説明した制御装置１には、マ
イコン１１内で実行されるプログラムの暴走等の異常を
検出するウォッチドッグタイマ（以下、ＷＤＴと記す）
２０が設けられている。このＷＤＴ２０は、マイコン１
１の出力ポート１１８から図３（ｅ）に示す矩形波のウ
ォッチドッグクリア信号ＷＤＣを入力し、マイコン１１
の入力ポート１１５へ、異常判定信号であるリセット信
号ＲＥＳＥＴを出力するように結線されている。そし
て、ＷＤＴ２０は、ＷＤＣ信号がＨｉレベルあるいはＬ
ｏレベルを所定時間（異常判定時間）保持された状態で
入力されたときマイコン１１に異常が生じたと判断し
て、マイコン１１に対しＲＥＳＥＴ信号を出力し、マイ
コン１１を再起動（初期化）する。

【００１９】以下、本実施例の作動を図２に示すフロー
チャートおよび図３に示す波形図に基づいて説明する。
図２（ａ）に示す如く、まず制御装置１の電源がＯＮさ
れると、ベースルーチンの処理が実行される。そして、
ステップ２０１において、定時間割り込み発生回数カウ
ンタＲＡＭ１のカウンタ値をクリアする。そして、ステ
ップ２０２において、ベースルーチンでの各種制御処理
を行う。ここで、図３（ａ）に示すように一定時間毎に
定時間割り込み処理が起動され、図３（ｂ）に示すよう
に不定期で各種割り込み処理が起動されると、この割り
込み処理の間、ベースルーチンの処理は中断され、各割
り込み処理が実行される。そして、この割り込みルーチ
ンの処理が終了後、ベースルーチンの処理が再び行われ
る。

【００２０】図２（ｂ）には、所定時間毎に起動される
定時間割り込み処理ルーチンが示されている。図３
（ａ）に示すようにＣＰＵ１１１によって定時間割り込
み処理が実行されると、ステップ２１１で割り込み回数
カウンタＲＡＭ１のカウンタ値がカウントアップされ
る。このＲＡＭ１のカウント値は図３（ｄ）のように変
化し、ベースルーチンの処理が一巡し、図２（ａ）のス
テップ２０１が実行される図３（ｃ）に図示のタイミン
グでクリアされる。次に、ステップ２１２において、こ
のＲＡＭ１のカウンタ値があらかじめ設定されている所
定値以下であるか否かを判別する。

【００２１】なお、この所定値は、ベースルーチンの周
回周期が種々の割り込みルーチンによって最も長くなる
ときの時間に所定時間を加算した値に設定されている。
そして、ＲＡＭ１のカウンタ値が上記所定値以下であれ
ばステップ２１３に進み、ＷＤＣ信号を反転させる。す
なわち定時間割り込み処理が実行される毎に、図３
（ｅ）に示すＷＤＣ信号はＨｉレベルとＬｏレベルとに
反転される。その後、ステップ２１４へ進み、定時間割
り込みルーチンの各種処理が行われる。

【００２２】一方、ステップ２１２において、ＲＡＭ１
のカウンタ値が所定値以下でなければステップ２１４へ
進む。すなわちＲＡＭ１のカウンタ値が所定値を超える
と、図３（ｅ）の後半部に示すようにＷＤＣ信号の反転
は禁止され、ＷＤＣ信号はＨｉレベルあるいはＬｏレベ
ルのどちらか一方に保持される。

【００２３】そして、ステップ２１４において、定時間
割り込みルーチンの処理が終了すると、この割り込みル
ーチンによって中断されていたベースルーチン処理が行
われる。そして、ステップ２０２においてベースルーチ
ンでの各種制御処理が終了すると、再びステップ２０１
へループし、ＲＡＭ１のカウンタ値はクリアされる。

【００２４】ここで、例えばベースルーチン、あるいは
定時間割り込みルーチン以外の他の割り込みルーチンに
おいてプログラムの暴走等によって、ステップ２０１で
ＲＡＭ１のカウンタ値がクリアされなくなったとする。
このとき、定時間割り込みルーチンは所定時間毎に最優
先して割り込まれるため、図３のｔ時点後のようにＲＡ
Ｍ１のカウント値は増大し、ついには所定値を超える。
このため、ステップ２１３を飛び越し、図３（ｅ）のＸ
部に示すようにＷＤＣ信号は同一レベル（Ｈｉレベルま
たはＬｏレベル）に保持されたままとなる。そして、Ｗ
ＤＣ信号の保持状態が異常判定時間以上継続すると、Ｗ
ＤＴ２０からマイコン１１の入力ポート１１５へＲＥＳ
ＥＴ信号（図３（ｆ））が出力される。

【００２５】また、例えば、定時間割り込みルーチンが
繰り返され、ベースルーチンに復帰しないといった異常
が発生すると、ＲＡＭ１のカウンタ値はじきに所定値を
超える。このため、ステップ２１３のＷＤＣ信号の反転
が行われなくなり、ＷＤＣ信号は同一レベルに保持され
たままとなる。そして、このＷＤＣ信号の保持状態時間
が異常判定時間以上となるため、ＷＤＴ２０からＲＥＳ
ＥＴ信号が出力される。

【００２６】以上のように、ＲＡＭ１のカウンタ値が所
定値を超えたとき、ベースルーチンの周回周期は、上述
の如く設定された所定値よりも大きくなっているため、
各ルーチン処理に確実に異常が発生したと判断できる。
したがって、ＲＡＭ１のカウンタ値と所定値との比較に
よって、確実な異常検出を図ることができる。

【００２７】ここで、ベースルーチンが周回する時間
は、ステップ２０２の各種制御処理の内容、および刻々
と変化する運転状態による割り込みルーチン処理の量に
よって短くなったり、長くなったりと常に変動する。

【００２８】例えば機関が高回転の時、回転角センサか
ら割り込み信号が発生する頻度が高くなるため割り込み
ルーチンの実行回数が多くなる。これによって、ベース
ルーチンの周回周期が増大する。しかしながら、定時間
割り込みルーチン処理毎に確実にＷＤＣ信号の反転が繰
り返される。このため、種々の割り込みルーチンの割り
込みによってベースルーチン周回周期が増大しても、Ｗ
ＤＣ信号はどちらかのレベルに保持されず定時間毎に反
転する。したがって、上記従来技術の問題点である異常
誤検出を防止することができる。

【００２９】しかも、上記従来技術の問題を解決するた
め、正常時では異常判定時間を超えない程度にＷＤＣ信
号を反転させる処理をベースルーチンや割り込みルーチ
ン中に適切に配置させるといった煩雑なプログラムのレ
イアウトの工夫が成されていた。しかしながら、上記実
施例のように定時間割り込みルーチン中にステップ２１
１、２１２、２１３といった処理を付加し、ベースルー
チン中にステップ２０１の処理を付加させるといった簡
単なプログラミングで、異常誤検出防止と異常確実検出
とを達成することができる。したがって、プログラム作
成者の労力やプログラムサイズを大幅に削減することが
でき、作業性を向上することができる。

【００３０】また、他のベースルーチンを備えた制御装
置においても、このベースルーチンに対する所定値を設
定し、さらに上記実施例の処理を各々のルーチンに設定
することでベースルーチンの長さが異なる種々のプログ
ラムに対して容易に適用することができる。

【００３１】また、定時間割り込みルーチンの割り込み
処理毎にＷＤＣ信号を反転させるため、上述の図４
（ｃ）のＴ２のように、信号の幅が小さくなりＷＤＴ２
０においてＷＤＣ信号の反転が検出されないといった不
具合を解消することができる。

【００３２】さらに、上記実施例ではベースルーチンが
１周したらＲＡＭ１のカウンタ値はクリアされたが例え
ば２周したらクリアされるようにしてもよい。なお、上
記実施例では、異常が検出されたとき、マイコン１１へ
リセット信号を出力したが、このときに停止信号をおく
って制御装置１を停止させたり、警報信号を出力して警
報装置（ブザー、ランプ等）を作動させてもよい。

【００３３】なお、上記実施例では、マイコン１１外部
にＷＤＴ２０が設けられているが、ＷＤＴ２０をマイコ
ン１１内部に設けてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上に述べた本発明の制御装置の異常検
出装置の構成および作用によると、定時間割り込みルー
チンの割り込み毎にウォッチドッグクリア信号を出力さ
せることによって、異常誤検出防止を図ることができ
る。そして、定時間割り込みルーチンの割り込み計数値
と所定値との比較によって確実な異常検出を図ることが
できる。しかも、この異常誤検出防止と、確実な異常検
出とを簡単なプログラミングで達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路図である。

【図２】本実施例のベースルーチンおよび定時間割り込
みルーチンの処理を示すフローチャートである。

【図３】本実施例の各部の信号の波形図である。

【図４】従来の技術における各部の信号の波形図であ
る。

【図５】本発明のブロック図である。

【符号の説明】

１ 制御装置 １１ マイクロコンピュータ ２０ ウォッチドッグタイマ １１０ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 富士樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースルーチンを繰り返し処理し、所定
   時間毎に前記ベースルーチンの処理を中断して定時間割
   り込みルーチンを処理するＣＰＵを有する制御用コンピ
   ュータの異常検出装置において、 前記定時間割り込みルーチンの割り込み回数を計数する
   計数手段と、 前記ベースルーチンが所定周回すると前記計数手段の計
   数値をリセットするリセット手段と、 前記定時間割り込みルーチンの割り込み毎にウォッチド
   ッグクリア信号を出力するウォッチドッグクリア信号出
   力手段と、 前記計数値が所定値を超えると、前記ウォッチドッグク
   リア信号の出力を停止する停止手段と、 前記ウォッチドッグクリア信号を入力し、この信号が所
   定時間以上停止されると前記ＣＰＵへ異常判定信号を出
   力するウォッチドッグタイマとを備えたことを特徴とす
   る制御用コンピュータの異常検出装置。