JPS5814204A - マイクロコンピユ−タ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車のエンジン制御用などに使用するため
のマイクルコンビ島−夕に関する。

自動車用のエンジンは運転中の負荷変動が著しく、その
上、厳しい排ガス規制に適合しなければならないから、
多くの制御項目にわたる多面的な制御を必要とする。

そのため、各種センサなどによりエンジンの運転状態を
表わす各種のデータをマイク四プンピ為−タ（以下、マ
イコンという）で処理し、各種の電気的なアクチ島エー
タなどを介し【エンジンの運転状態を制御するよ５Ｋし
た、いわゆるマイコン制御方式の電子式１ンジン制御シ
ステムが近年広く採用されるようＫな９てきた。

ところで、このような自動車用エンジンなどの制御用と
してみた場合には、マイコンの使用条件が電気的なノイ
ズレベルのかなり高い環境でのものとなるため、マイコ
ンのプログツム暴走をひきおこし易く誤ま９た制御状態
におちいる虞れが多〜１゜ ｌ！りて、自動車用エンジン制御用のマイコンにはプル
グラム暴走対策が不可欠と、なり、そのため、従来はζ
例えば第１ＩＯＫ示すような方法が使用され曵いた。

図におい【、１は！イコン、３は中央鶏理装置（セント
ラル・プロセッサ・ユニット、以下、ＣＰＵという）、
８はＲＡＭ（ランダム・アクセス・メ峰り）、４はＲＯ
Ｍ（リード・オンリー・メモリ）、５はｌ１０（入出力
装置）、６はＣＰＵ２から発生されるプログラム動作監
視信号１の出力ライン、７〜１０は抵抗、　　１１．　
１ｍはコンデンす。

１８．１４はダイオード、１６はコンパレータである。

次に、この動作を第２図のタイムチャーＦで説明する。

ＣＰＵ１ａ、ＲＡＭ８．ＲＯＭ４．ｌ１０６などからな
る自動車エンジン制御用のマイコン１は、プログラムに
よる動作が正常に行なわれているときは、その期間中、
矩形波状のプ田グツムＩ！視信号１を出力ライン６に発
生し【いる。これを第８図（へ）に示す。

この信号ａは抵抗７を介し【プンデ／す１１とダイオー
ド１８．１４からなる倍電圧整流回路に供給され、コン
デンサ１２に直流電圧すを発生し、コンパレータ１５の
一人力にこの直流電圧すを印加する。

一方、コンパレータ１５の十人力には電源十Ｂから抵抗
９．１０で分圧した基準電圧Ｃが供給されている。

そこで、いま、第Ｂａ１ｌ＠に示すように、コンパレー
タ１５の十人力に供給され【いる基準電圧Ｃの電圧値Ｃ
Ｖを、監視信号ａｌｔよつてコンデンサ１ｚに発生して
いる直流電圧すの平均値より所定の電圧だけ低い電圧値
に設定しておくと、マイコン１が正常に動作してい【プ
胃グラムに暴走を生じていない間は、監視信号ａも連続
し【発生しているから、；ンデンサＩｓの直流電圧すの
平均値は基準電圧Ｃより高く保たれ、従りて、第８図０
に示すように、時刻ｔ１以前、にはコンパレータＩｔｓ
の一人力の電圧の方が十人力電圧より高くなりているの
で、第１ＩＯＫ示すように％；ンパレータ１５の出力に
現われるリセット信号ｄは０になっている。

しかしながら、次に、時刻１．におい【、マイコンｌに
ノイズなどｋよるプログラム暴走が発生したとする。

これにより、時刻ｔ１で監視信号ａが消滅し、こノ結果
、コンデンサＩＢＫ対する充電動作が停止されるので、
直流電圧すはコンデンサ１ｚと抵抗８で決まる時定数に
従うて時刻ｔ、以後伝下し【ゆき、基準電圧Ｃ以下に低
下する時刻ｔ、においてプンノ（レータ１５の十人力の
電圧が一人力の電圧より高くなり、その出力にリセット
信号ｄが発生される。

従クズ、このコンパレータ１５の出力ヲマイプンｌのリ
セット人力に供給するよ５Ｋしておけば、マイコン１に
プログツム暴走が発生する毎に自動的にリセットが掛け
られるから、マイーン１に故障が発生しない限りは直ち
に正常な動作状態に戻り、ノイズの影替をほとんど受け
ることなく自動車エンジンなどの制御を行なうことがで
きる。

ところで、とのよ５なシステムに使用するマイコンとし
ては、従来から第１１１に示したように、ＣＰＵ５．Ｒ
ＡＭ８．ＲＯＭ４．それＫＩ１０＄などをそれぞれ複数
個のＬ８Ｉ（大規模集積回路）などで構成した、例えば
マルチＬａＩ方式とでも呼ぶべきディスクリートな構成
のマイコンが主とし【使用され、そのため、システムの
制御内容に応じ【最適な能力のマイーンを任意に選択し
て使用可能な反面、かなりのコストアップとなりていた
。

一方、これとは別に、家庭用電化製品など比較的小規模
なシステムの制御を対象とした比較的小容量のマイコン
とじズは、ＣＰＵを含むマイコンのはとんと全ての要素
な唯１個のＬ８Ｉにまとめて構成した、いわゆるワンチ
ップマイコンが実用化されて広く採用され、かなりロー
コストのマイコン制御システムが得られるようＫなりて
きている。

しかしながら、現在のところ、このワンチップマイコン
の能力は、最大のものでも自動車用エンジンの制御には
不充分で、ワンチップマイ；ンを使用したのでは自動車
用エンジンの制御を充分に行なうことができない。

そこで、このかなりローコストのワンチップマイコンを
複数、例えば２個使用することによりローコストでしか
も自動車用エンジンの制御をも充分に行なえるようにし
た、例えばマルチＣＰＵ方式とでも呼ぶべきマイコン制
御システムが提案され、使用されるようになってきた。

ところが、このマルチＣＰＵ方式のマイコンによる従来
の自動車用エンジン制御システム、などＫＫおけるリセ
ット動作が、複数のＣＰＵの一方にだゆ与えられるよう
帆なっているため、使用中一方のマイコンにプログラム
暴走が発生した場合にはリセッ、トが行なわれず、その
まま他方のマイコンだけによる制御が継続されてしま５
ことになり、エンジンの運転制御が正確に行なわれなく
なりて充分な制御の信頼性を得ることができなくなって
しまうという欠点があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、マイ
コン制御システムに含まれている複数のＣＰＵのいずれ
にプログ２ム暴走が発生してもエンジンなどの制御に異
常を生じることのないようにしたマルチＣＰＵ方式のマ
イコン制御システムを提供するＫある。

この目的を達成するため、本発明は、マルチＣＰＵ方式
のマイコン制御システムに含まれ【いる複数のＣＰＵの
それぞれのプログラム暴走を監視してリセット信号を発
生させ、いずれのＣＰＵがプログラム暴走したときでも
全てのＣＰＵにリセット信号を与えるようにした点を特
徴とする。

μ下、本発明によるマイコン制御装置の実施例を図面に
ついて説明する。

第８図は本発明の実施例で、第１図に示した従来例と同
一もしくは同等の部分には同じ符号を付し、その詳細な
説明は省略する。

第８図において、２１はマイコン１とは異なりた別のマ
イコン、２２はＣＰＵ、２ＢはＲＡＭ、蝕は８９Ｍ、２
５はＩｌｏ、２６はプログラム動作監視信号１ａの出力
ライン、２７〜８０は抵抗、８１　、８８は；ンデンサ
、８８．８４はダイオード、８５は差動増幅器である。

なお、この実施例では、コンパレータ１５の出力はマイ
コンｌのリセット入力とマイコン２１のリセット入力の
両方に接続され、全【のマイコンにリセット信号ｄが与
えられるようになりている。そして、これらのマイコン
ｌと２．ＩＫよりマルチＣＰＵ方式のマイコン制御シス
テムを形成し、それぞれのＣＰＵ２と２２によりプログ
ラムが実行され、自動車エンジンなとの制御が行なわれ
るように構成しである。

次に、この実施例の動作を第４図のタイムチャーＨＣよ
り説明する。

まず、マイコン２１のプログラム暴走が正常で、第４図
に）ｋ示すように時刻ｔｏ以前では監視信号ａｍが連続
して発生されていたとする。

そ５すると、第１図及び第２図の場合と同様Ｋ。

監視信号ａｍがダイオード８８と８４、それにコンデン
サ８１からなる倍電圧整流回路で直流化され、第４図Ｏ
に示すよ５にコンデンサ８２に監視信号ａｍの波高値に
ほぼ比例した直流電圧ｂｂを発生し、この信号ｂｂが差
動増幅器８５の中入力に印加されている。

そこで、抵抗２９と８０を適当な値に選定し、差動増幅
器８５の一人力に印加され【いる基準電圧ｃｃの電圧値
ＣＣＶを第４図（へ）に示すよ５に、直流電圧ｂｂより
所定値だけ低い電圧になるようにしておく。

従っ【、時刻ｔ０以前においては、差動増幅器８５の入
力状態は（中入力電圧）〉（−入力端子）となるから、
その出力に現われる信号ｄｄは第４１１５に示すよ５に
正極性のレベルに保たれ、この信号ｄｄがコンデンサ１
１の入力側に供給されることになる。

一方、時刻ｔ１１においてマイコン２１にプログラム暴
走が発生し、監視信号ａａが時刻ｔ□以降消滅したとす
る。

そうすると、コンデンサ８２に対する充電作用が停止す
るので、コンデンサ８２の端子電圧、つまり直流電圧ｂ
ｂは時刻１ｕ以降、コンデンサ８Ｂと抵抗２８の定数忙
より【定まる時定数に従って低下し、時ｓ１．において
基準電圧ＣＣに達してさらに減少してゆく。この結果、
差動増幅器８５０入力条件は時刻１ｆｉ以後（十人力電
圧）〈（−入力端子）となり、その出力に現われる信号
ｄｄは第４図ＯＫ示すように時刻−で正極性から負極性
に変化し、それ以後はコンデンサ１１０入力側の電圧を
負極性に保つように動作する。

そこで、いま、時刻ｔｕ以前の状態ではマイコン１のプ
ログラムにも暴走が発生しておらず、正常に動作してい
たとする。そうすると、コンデンサ１１の入力側には第
４図０に示すように、マイコン１から出力ライン６に供
給されている監視信号ａと、マイコン２１の監視信号ａ
ｍにより差動増幅器８５の出力に発生している正極性の
信号ｄｄとが重畳して供給されるととＫなり、；ンパレ
ータ１５の一人力に印加される直流電圧すのレベルは基
準電圧Ｃよりも充分に高く保たれるので、コンパレータ
１５の出力に現われるリセット信号ｄは０のままとなっ
ている。

次に、時刻ｔ、において、ｉイロン２１にプログラム暴
走が発生したとすれば、第４図（へ）〜ＯＫよって説明
したよ５に、時刻１ｆｌ＜おける監視信号ａａの消滅に
基づいて時刻ｔｔｉで差動増幅１１８５の出力が反転し
、信号ｄｄはそれまでの正極性の電圧から負極性の電圧
に変る。この結果、第４図（Ｄｊ）Ｋ示すように、コン
ダンｔ１１の入力側では監視信号ＪＩＫ負極性となった
信号ｄｄが重畳されることになり、その）： 平均値レベルは勿論、正方向の波高値レベルもほとんど
０レベル以下に低下してしま５゜そこで、整流回路を形
成するダイオード１鉛まほとんと導通せず遮断されたま
まとなってしまうの天、コンデンサ１ｚに対する充電作
用が時刻ｔｔｍ以降失なわれてしまうことになり、コン
デンサ１２の端子電圧、つまり直流電圧すは第４図０に
示すように時刻ｉｎから減少してゆき、時刻ｔｌｌでコ
ンパレータ１５の十人力に供給されている基準電圧Ｃに
等しい電圧にまで低下し、さらに減少してゆく。

この結果、第４図０に示すように、コンパレータ１５の
出力には時刻ｔＵでリセット信号ｄが立ち上り、マイコ
ン１と２１の両方のマイコンは時刻ｔｓｔでリセットが
掛けられるととＫなる。

また、マイコンｌｋだけプログラム暴走が発生し、マイ
コンｚ１は正常に動作し【いた場合は第２図（へ）〜０
で説明した第１Ｉ１１の従来例の場合と同じで、プログ
ラム動作が発生した時刻ｔ、（第２図）で監視信号ａが
消滅したあとはコンデンサ１１の入力側の電圧は直流の
電圧ｄｄだけになるから、ダイオード１４は遮断された
ままとなり、コンデンサ１２の直流電圧すは時刻１．で
基準電圧Ｃ以下になってリセット信号ｄが立ち上るので
、マイコン１と２１の両方にリセットが掛けられるとと
Ｋなる。

従りて、この実施例によれば、マルチＣＰＵ方式による
マイコン制御システムを自動車エンジンの制御用に用い
、ノイズなどによりいずれか１個のマイコンにでもプロ
グラム暴走を発生すると、全てのマイコンにリセットが
掛り、マイ＝ｙ自体に故障を生じてない限りは全てのマ
イコンが直ちに正しいプログラム動作に復帰するから、
いずれか１個のマイコンにプログラム暴走を発生したま
ま残りのマイコンだけで制御動作が継続されてし　゛ま
５虞れを完全に除くことができる。

ところで、以上の実施例は、マイコンのプログラム動作
に対応して発生されるプログラム動作監視信号ａ、ａａ
Ｋ着目し、これらの監視信号のレベルを２個のレベル検
出回路で検出し、いずれか一方でもレベルが低下したと
きには直ちに全【のマイコンにリセットを掛けるよ５に
し【本発明の目的を達成し【いるが、複数のマイコンの
間で行なわれるデータ転送によりプログラム暴走の監視
を行なうようにした本発明の他の実施例を第６１０にに
よりて説明する。

声５図において、１と２１は第８図の実施例と同じ（マ
ルチＣＰＵ方式によるマイコン制御システムを構成する
２個のマイコンで、このようなシステムにおいては、そ
れぞれのマイコン１．２１の間にデータ転送パスが設け
られ相互にデータの交換を行なって自動車エンジンなと
の制御を行なっている。

そこで、いま、マイコンｌから２１に転送されるデータ
を［５図のように人、マイコンｚ１からＩＫ転送される
データをＢとし、これらのデータＡ。

Ｂが現われるととＫそれらの一部、例えば先頭の部分に
監視用の所定のテストデータを付加して送す側のマイコ
ンから受領側のマイコンに転送するようにする。そし【
、受領側のマイコンでは、データの転送を受けたときに
は、このデータに付加されているテストデータの検出を
行ない、受領したテストデータが正常なものであるか否
かの監視をし、受領したデータにテストデータが付加さ
れ１いなかったり、検出したテストデータが異常なｐグ
ラム暴走が発生したものとしてｉイコンｌと２１の両方
にリセットを掛けるよ５にする。

第６図はこのときの動作を示すフローチャートで、（へ
）は送り側となりたマイコンでの動作の一実施例を、モ
してｅ）は受領側となりたマイコンでの動作の一実施例
をそれぞれ示したものである。

従りて、この実施例によれば、マイコンＩＫプログラム
暴走が発生すればデータＡＫ対するテストデータの付加
が行なわれなくなったり、或いは付加されたテストデー
タに異常を生じるので、マイコン２１によりデータＡが
受領されると直ちにマイコン１と２１の双方のマイコン
にリセットが掛けられ、一方、ｉイコン２１にプルグラ
ム暴走が発生するとデータＢに対するテストデータの付
加が行なわれなくなったり、或いは付加されたテストデ
ータに異常を生じ、マイコンＩＫより【マイコン１と２
１の双方にリセットが掛けられるととＫなり、第８図の
実施例と同様に、マルチＣＰＵ方式のマイコン制御シス
テムを自動車エンジンの制御に用いた場合などで、ノイ
ズなどによりいずれか１個の、マイコンにプルグラム暴
走を発生したときでも、残りのマイコンによりそのまま
制御が続行されて制御状態が異常になるのを防止するこ
とができる。

以上説明したように１本発明によれば、マルチＣＰＵ方
式のマイコン制御システムにおいて、複数のマイコンの
うちのいずれにプルグラム暴走を発生しても全てのマイ
コンにリセットが与えられて正常なプ四グラム動作に復
帰させることができるから、自動車エンジンの制御用に
マルチＣＰＵ方式のマイコン制御システムを採用しても
充分な制御の信頼性が得られ、従来技術の欠点を除き、
ワンチップマイコンを複数個使用して充分な能力を与え
、しかも極めてローコストの自動車エンジン用のマイコ
ン制御システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はマイコン制御装置の従来例を示す回路図、第２
図四〜０はその動作説明用のタイムチャート、第８図は
本発明によるマイコン制御装置の一実施例を示す回路図
、第４図（へ）〜０はその動作説明用のタイムチャート
、第５図は本発明の他の実施例を説明するためのブロッ
ク図、第６図（ホ）、但）はその動作説明用のフ四−チ
ヤードである。 １．２１・・・・・・・・・マイコン（マイクロコンピ
ュータ）、６．２６・・・・・・・・・グログ２ム動作
監視信号の出力ライン、１８．１４．８８．８４曲曲・
整流用ダイオード、１５・・・・・・・・・コンパレー
タ、８５・・・四・・差動増幅器。 ａ、ａａ・・・・・・・・グー、ダラム動作監視信号、
ｂ、ｂｂ・・・・・・・・・直流電圧、Ｃ，ＣＣ・・・
曲・・基準電圧、ｄ・・曲・・・リセット信号、　ｄｄ
・・・・・・・・・出力信号。 第３図 第４図 ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少くとも２個の中央処理装置を有する制御用マイク
   ロコンビエータシステムにおいて、これら中央処理装置
   のそれぞれのプログ２ム暴走を検出してリセット信号を
   発生する監視手段を設け、これら中央処理装置の少くと
   も１側□めプログラムが暴走したときには全【の中央処
   理装置をリセットさせるよさに構成したことを＊＊とす
   るｉイクロコンピ瓢−夕制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記少くとも２個
   の中央処理装置の正常なプ四グラム動作に対応してこれ
   ら中央処理装置のそれぞれから発生されるプログラム動
   作監視用信号をそれぞれ人力とし、これら監視用信号の
   少くとも一方の信号のレベルが所定値以下に低下したと
   き上記リセット信号を発生する少くとも２個のレベル検
   出手段を設け、これらのレベル検出手段により上記監視
   手段を構成したことを特徴とするマイク四コンビエータ
   制御装置。 ８、特許請求の範囲第１項において、上記少くとも２個
   の中央処理装置間で転送すべきデータのそれぞれにプロ
   グラム動作テスト用のテストデータを付加するテストデ
   ータ付加手段と、他の一中す中央処理装置から転送され
   たデータから上記テストデータを検出し諌テストデータ
   に異常を生じたとき上記リセット信号を発生するテスト
   データ検出手段とをそれぞれの中央処理装置に設け、こ
   れらテストデータ付加手段とテストデータ検出手段によ
   り上記監視手段を構成したことを特徴とするマイクロコ
   ンビエータ制御装置。