JPS58201108A - マイクロコンピユ−タを用いた車両用電子制御システムの監視装置 - 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、マイクロコンピュータを用いた車両用電子制
御システム、例えばアンチスキッド制御システムにおい
て、マイクロコンピュータの故障を判別して警報もしく
はフェイルセーフ作動を行なうようにしたマイクロコン
ピュータ’に用いり車両用電子制御システムの監視装置
に関する。

従来、マイクロコンピュータ金剛いた庫両用電子制御シ
ステムにお（・ては、マイクロコンピュータの入力ライ
ンに外来雑音等が混入して入力データが破壊され、この
ためプログラムの実行が一時的に停止したり、異常々プ
ログラムの処理ループが形成きれて正常なプログラムが
実行されなくなる恐れがあるため、例えば第１図に示す
ように、マイクロコンピュータ１からプログラムの正常
々実行に応じてほぼ一定周期毎に反転するプログラムラ
ン信号（以下「ＰＲ信号」という）全出力させ、このＰ
Ｒ信号をタイマ回路２に入力して発振周期を監視し、第
２図のタイムチャートに示すように、ＰＲ信号が所定時
間Ｔｔｈ　ｉ越えても反転しなかったとき、或はＰＲ，
信号の周期が一定周期Ｔｔｈより長くなったときにプロ
グラムの実行に異常を生じたものとしてタイマ回路２が
リセット信号を出カシ、マイクロコンピュータ１にリセ
ットをかけ、強制的にプログラムの実行を初めからやり
直させるようにしている。

ここで、マイクロコンピュータ】からのＰＲ，信号は、
例えば第３図のプログラムフローチャートに示すように
、プログラムの実行が正常に行なわれて（・た々らば、
必ず通過するフローの部分に、監視プログラム３をセッ
トしておき、この監視プログラム３が実行される毎に、
タイマ回路２への出力信号を反転させるようにすること
で、正常なプログラムの実行時にほぼ一定周期毎に反転
するＰＲ，信号全作り出すようにしている。

このように、ＰＲ信号の周期をタイマ回路２で監視する
ことにより、例えば、外来雑音によりプログラムの実行
が一時停止したり、異常な処理ループが形成されても、
マイクロコンピュータＩＨタイマ（Ｃ！１路２の出力に
よるリセットで初期グログラムに戻され、誤ったプログ
ラム処理を行なうこと°が防止される。

ところで、従来の装置ではプログラムの異常とし・うソ
フト的な故障につ（・では確実に防止できるものである
が、マイクロコンピュータの故障としてはソフト的な故
障の他にハード的なものが考えられ、例えば、プログラ
ム制御全実行するためのクロックパルスを発生している
クロック発振器の発振が停止した場合には、マイクロコ
ンピュータが全く作動しな（・という故障を生ずる。

このような場合には、タイマ回路２の出力でマイクロコ
ンピュータ１にリセットをかけても、マイクロコンピュ
ータ１は正常動作に復帰できず、制御機能が全く停止し
てしまう。

ｆｌ　エバ、マイクロコンピュータを用いたアンチスキ
ッド制御システムを例にとると、ブレーキ系統ルの踏込
式に応じアンチスキッド制御の開始指令が与えられても
、量大ブレーキ効率が得られるブレーキ油圧の制御が行
なわれず、例えばブレーキ油圧の減圧信号が出力された
ままとなった場合（３） には、ブレーキの効きが低下し、制動停止距離が伸びて
しまう恐れもある。

ところで、上記のようにマイクロコンピュータがハード
的に故障した場合にも、この故障が判っていれば、フェ
イルセーフ装置の作動によシ通常のブレーキ系統に戻し
、また警報により運転者はブレーキ操作を慎重に行方う
ことかできるので、本発明はこの点に着目したものであ
る。

本発明は上記に鑑みてなされｋもので、プログラムの実
行に応じてほぼ周期的に発振する信号が。

所定時間を越えても発振しなかったときに、マイクロコ
ンピュータにリセット金かけてプログラムを最初から実
行しなおさせる装置に於いて、リセットをかげてもプロ
グラムが正常に戻らない故障を検出するため、リセット
後に、上記マイクロコンピュータの出力する信号が所定
時間内に発振しなかったときに、故障検出信号を出力す
るようにしたものである。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第４図は本発明の一実施例を示した回路プロン（４） り図である。

まず構成を説明すると、１０は例えばアンチスキッド制
御の制御プログラム分備えにマイクロコンピュータであ
り、図示の出力端ＯＵＴよりプログラムの実行が正常に
行なわれているときにほぼ所定周期Ｔｏで発振するプロ
グラムラン信号（以下「ＰＲ信号」という）を出力する
ようにしており、又Ｒ，ＥＳＥＴ端子にＬレベル信号が
加わったときに、実行しているプログラムを初期プログ
ラムに戻すように構成されている。１２はマイクロコン
ピュータ１０からのＰＲ信号が入力されたタイマ回路で
あり、外部接続した抵抗Ｒ０とコンデンサＣ８とにより
、所定の設定時間Ｔ＋に設定しており、ＰＲ信号がＨレ
ベルに立上ったときから設定時間Ｔ。

以内に再びＰＲ信号がＨレベルに立上がったときには、
設定時間がリセットされ、設定時間Ｔ１ヲ越えてＰＲ，
信号のＬレベル状態もしくはＨレベル状態が継続したと
きに初めて出力ＱのＨレベル出力音Ｌレベルにする。こ
のタイマ回路１２としては、例えば日立製のＨＤ１４５
３８Ｂ等が用いられ、すなわち入力信号がＨレベルに立
上がる毎に再駆動可能なリトリガブル単安定マルチバイ
ブレータで構成されている。

１４はタイマ回路１２と同じリトリガブル単安定マルチ
バイブレータで構成された故障判別回路であシ、外部接
続した抵抗Ｒ７とコンデンサＣ７とにより設定時間Ｔｚ
ｋ設定している。

この故障判別回路１４にもマイクロコンピュータ】０か
らＰＲ信号が入力されており、故障判別回路】４はＰ　
Ｒ，信号が設定時間ＴＪｆ”越えてＬレベル状態もしく
はＨレベル状態が継続したときには、その出力Ｑ’ｋＬ
レベルにする。ここで故障判別回路１４の設定時間Ｔ、
はタイマ回路１２の設定時間ＴＩニマイクロコンピュー
タ１０をリセットした後に再びＰＲ信号が発振全開始し
、Ｈレベルに立ち上るまでの時間を加えた時間以上に設
定されており、すなわちＴｔ＞Ｔ＋＋△２Ｔ　となるよ
うに定められている。

１６は、故障判別回路１４の出力ＱのＬレベルへの立下
りでセットされ、るＲ８．−ＦＦであり、故障判別回路
１４の判別出力をラッチして第５図に示スアンチスキツ
ド制御システムに出力するようにしている。

第５図は、第４図に示す本発明の監視回路により制御さ
れるアンチスキッド制御システムの駆動回路部を取り出
して示したもので、Ｒ，５−Ｆｌ；”１６の出力ＱＫｔ
ａ、抵抗Ｒ８を介してトランジスタＴｒ。

が接続され、トランジスタＴｒ１により警報ランプ１８
を点灯するようにしている。又トランジスタＴｒ、〜Ｔ
ｒ４のそれぞれは図示しないアンチスキッド制御回路か
らの油圧駆動信号によりオン・オフされるもので、トラ
ンジスタＴｒ、〜Ｔｒ４のオン−オフにより油圧アクチ
ュエータの電磁ソレノイド２０ａ　、２０ｂ　、２０ｃ
のそれぞれ全オン・オフしてブレーキ油圧の増減を行々
うようにしている。

又Ｒ，５＝ＦＦ１６のＱ出力は抵抗Ｒ０１を介してトラ
ンジスタＴｒ、に加えられ、トランジスタＴｒ、のコレ
クタ負荷にリレーコイル２４が接続され、このリレーコ
イル２４のリレー接点２４ａ’ｉバツテリイ２５からの
電源供給線に介在させている。ここで（７） Ｒ８−ＦＦ１６のリセット端子Ｒに対するリセット信号
としてはイグニッションスイッチのオン信号もしくはエ
ンジンの始動全検知して出力される信号を入力するよう
にすることが望ましくａＳ−ＦＦ１６のリセットによる
Ｑ　＝　ＨによりトランジスタＴｒ６のオンによりリレ
ーコイル２４ｆ：付勢し、そのリレー接点２４ａ’ｆｉ
＝閉じることにより電磁ソレノイド２０ａ〜２０ｃにバ
ツテリイ２５から電源供給をできるようにしている。

次に第４図の実施例の動作を第６図のタイムチャート葡
参照して説明する。

まずマイクロコンピュータ１０が正常にプログラムを実
行している場合には、Ｐ［信号はほぼ一定周期Ｔｏで発
振１−ており、このＰＲ信号の周期Ｔ０はタイマ回路］
２の設定時間７８以内であることからタイマ回路１２の
出力ＱはＨレベルに保たれて（・る。勿論、故障判別回
路１４の設定時間Ｔ２よりもＰＲ，信号の反転周期Ｔ。

は短ので故障判別回路１４もその出力Ｑ′ｌｋＨレベル
に保っている。

次ニマイクロコンピュータ１０で一時的な誤動（８） 作を生じた場合には、ＰＲ信号が発振しな（なるが、Ｐ
Ｒ信号が発振を停止してから設定時間Ｔ＋に経過すると
タイマ回路１２の出力ＱがＬレベルに立下リマイクロコ
ンピュータＪＯにリセットをかケ、コの為マイクロコン
ピュータ１０のプログラムは初期状態に戻され、再び正
常なプログラム動作に復帰するので、ＰＲ信号が再びほ
ぼ周期Ｔｏｋもって反転するこ′とでタイマ回路１２は
リセットされ、再びそのＱ出力がＨレベルとなる。

次ニ、マイクロコンピュータ１０がハード的な故障等に
より完全に作動を停止した場合には設定時間Ｔ１を経過
したときのリセットによっても、マイクロコンピュータ
１０の動作は正常に復帰せず同時に故障判別回路１４に
おいてもＰＲ，信号の発振が停止した時からの計時動作
が行なわれており、設定時間Ｔ１ヲ経過し、更にリセッ
トをかげることによシ正常゛に復帰することのできる設
定時間△Ｔを越え故障判別回路１４の設定時間Ｔ、に至
ると故障判別回路１４の出力ＱがＬレベルに立下りＲ，
８−Ｆ’Ｆ１６をセットする。

このようにＲ８−Ｆ’Ｆ１６がセットされると第５図に
示すようにＲ８−ＦＦＩ　６のＱ出力ＦｉＨレベルとな
ってトランジスタＴｒ、がオンし、を籾ランプ１８が点
灯して運転者に制御システムに故障を生じたことを知ら
せるとともにＲ，５−ＦＦＩ６の回出力がＬレベルとな
ることでトランジスタＴｒがオフしてリレーコイル２４
を消勢し、そのリレー接点２４ａｉ開（ことで油圧アク
チュエータの電磁ソレノイド２０ａ〜２０ｃに対するバ
ッテリイ２５からの電源供給全しゃ断し通常のブレーキ
系統に戻すようになる。

このため本発明の監視装置によれば運転者はアンチスキ
ッド制御システムに用いているマイクロコンピュータが
故障によシ停止したことを知ることができ、又故障検出
に応じてアンチスキッド制御から通常のブレーキ系統に
自動的に切替わるフェイルセーフ作動が行表われ安全に
車両を制動停止させることができるようになる。

第７図は本発明の他の実施例を示した回路ブロック図で
ある。

この実施例はマイクロコンピュータからのＰＲ信号が発
振しな（なった時に、マイクロコンピュータ１０に対し
くり返しリセット會かけ、このリセットのくり返しによ
りプログラムが正常に戻らない時に初めてマイクロコン
ピュータの故障と判断して、故障検出信号全出力するよ
うにしたことを特徴とする。

本例は、マイクロコンピュータ１０として日立製マイク
ロコンピュータＨＤ６８０１’に使用する場合のリセッ
ト回路の例である。コンバレータルコンデンサＣ４，抵
抗Ｒｒ−Ｒ＋　ｔよシ成るタイマー回路は、図示しない
電子回路の電源（＋５Ｖ）が投入されたとき、マイクロ
コンピュータのリセット入力端子Ｒ，Ｅ８ＥＴ’ｔ−所
定時間Ｌレベルとし、マイクロコンピュータにリセット
信号全印加する為の回路である。Ａ、、　Ｃ，、Ｒ，〜
Ｒ１からなる回路は、発振回路であり、電子回路に電源
が投入されているとき、出力Ｖｏｕｔ１に常に発振波形
を生じている。

ＴＩＭＥＲＩ　とＴ　Ｉ　ＭＥ　Ｒ２はそれぞれＨＤ１
４５３８Ｂを使用して構成されるタイマ回路であり、動
きは（１１） 第４図のものと同様である。ＴＩＭＥＲ２については、
第４図のタイマ１４と同様、ハードウェアの故障を検知
する為の手段であるが、タイマー設定時間Ｔｔ　（＝Ｃ
ｔ　Ｒｔ　）は、プログラムの実行異常を検出する為の
タイマー設定時間Ｔｓ　（＝Ｃｓ　Ｒ１）とくり返しリ
セットを印加するのに必要な時間とを加えたものである
。（り返しリセットの回数１”を電子回路の実状に応じ
て定める。ＴＩＭＥＲＩは第４図のタイマ１２と同様な
ものであシ、プログラムの実行異常を検出する為のタイ
マーであるが、出力ＱＢはマイコンリセット端子でな（
ＮＯＲ１に接続されている。Ｎ０ＲＩとＮ０Ｒ２はノア
素子であり、ＨＤ１４００１Ｂを使用している。；　Ｔ
ＩＭＢＲ２の出力Ｑ、は、ハードウェアの故障を検出し
たことを知らせる出力（故障時Ｌ）であり、例えば第４
図のＲ，５−ＦＦ１６のＳ端子に接続される。

次に第８図により、第７図の例の作動を説明する。但し
、電源投入時のリセット動作は省略する。

まずマイクロコンピュータ１０が正常にプログラムを実
行している場合はＰＲ信号はほぼ一定周（１２） 期で発振しており、この周期＃″ｔ　Ｔ、以内であるこ
とから、ＴＩＭＢＲＩ　の出力ＱＢ％　ＴＩＭＥＲ２の
出力ＱＢともにＨレベルに保たれている。従ってＮ。

Ｒ１出力は、Ｌのままであり、又、電子回路の電源投入
後数百ｍ　ｓ　ｅ　ｃ経過すると、Ｖｃｒｕｔ２　　は
Ｌレベルを維持しているのでＮＯＲ，２出力はＨの状態
全維持し、マイクロコンピュータ１０にリセットは印加
されない。

次ニマイクロコンピュータ１０で一時的な誤作動を生じ
た場合は、ＰＲ信号の発振が停止するか、発振停止後Ｔ
、を経過すると、ＴＩＭＥＲ２の出力ＱＢがＬレベルに
立下り、Ｖｏｕｔｌの発振信号がＮＯＲ，１。

Ｎ０Ｒ２’ｅ通じてリセット端子に印加されるので（−
（ＩＤＬレベル時にマイクロコンピュータ１０にリセツ
）　７５Ｅかかり、マイクロコンピュータ１０のプログ
ラムは初期状態に戻され、再び正常なプログラム動作に
復帰するのでＰＲ信号は再び発振を開始し、ＴＩＭＥＲ
２の出力ＱＢがＨレベルに復帰する。−１：た、この実
施例は第４図の実施例と異なり、一時的なノイズ混入、
電源不安定等の要因により一時的にリセット動作全失敗
してもくり返しリセットが印加されるので確実にプログ
ラム再実行全開始できる。

次にマイクロコンピュータ１０がハード的な故障等によ
り完全に作動停止した場合には、上述したくり返しリセ
ット動作によってもマイクロコンピュータ１０の動作は
正常に復帰せず、プログラムラン信号の発振停止後、Ｔ
、経過すると、ＴＩＭＥＲ。

２の出力ＱＡがＬレベルに立下シＲ８−Ｆ’Ｆ’ｌ　６
（第４図参照）をセットする。

このようにＲ８−ＦＦ１６がセットされると第５図に示
すようにＲ，５−ＦＦＩ　６のＱ出力はＨレベルとなっ
てトランジスタＴｒ、がオンし、ツ執ランプ１８を点灯
して運転者に制御システムに故障を生じたことを知らせ
るともにＲ８−ＦＦ１６のＱ出力がＬレベルとなること
でトランジスタＴｒ５がオフしてリレーコイル２４を消
勢し、そのリレー接点２４ａｉ開くことで油圧アクチュ
エータの電磁ソレノイド２０ａ〜２０ｃに対するバッテ
リイ２５からの電源供給をしゃ断し通常のブレーキ（１
５） 系統に戻すようになる。

この第７図の実施例によればマイクロコンピュータの一
時的な誤動作によりＰＲ信号の発振が停止した場合には
マイクロコンピュータに対しリセットが（シ返しかけら
れるので、マイクロコンピュータのプログラムは確実に
正常状態に復帰することができる。

ｆ；＆、マイクロコンピュータが完全に作動全停止する
故障を生じた場合には、マイクロコンピュータにくり返
しリセットがかけられてもＰＲ信号は発振全停止したま
まであり所定回数のリセットをかげたのちに、故障判別
信号が出力されて警報もしくはフェイルセーフ作動を行
表わせるようになる。

尚、上記の実施例は、アンチスキッド制御システムを例
にとるものであったが、本発明はこれに限定されず、マ
イクロコンピュータ全周（・た適宜の車両用電子制御シ
ステムにそのまま適用することができる。

以上説明してきたように、本発明によればマイ（１６） クロコンピユータのプログラムの実行に応じて出力され
るプログラムラン信号（ＰＲ信号）の発振周期が所定時
間以上となったときに、マイクロコンピュータにリセッ
トをかけ、このリセット後にＰＲ信号が所定時間を越え
ても発振しなかった時にマイクロコンピュータの故障と
して出力する故障判別を行なうようにしたため、外部雑
音等によるマイクロコンピュータの一時的なプログラム
動作を自動的に正常なプログラム動作に復帰させると共
に、マイクロコンピュータが作動を停止Ｊるような故障
に対しては確実に故障を判別して出力し、この故障判別
出力に基づいて警報あるいはフェイルセーフ作動を行な
うことができるので、マイクロコンピュータを用いた車
両用電子制御システムの信頼性と安全性を大幅に向上す
ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の１例を示したブロック図、第２図は
第１図の動作タイムチャート図、第３図はプログラムラ
ン信号（ＰＲ信号）全反転させるためのプログラムフロ
ーチャート図、第４図は本発明の一実施例を示した回路
ブロック図、第５図は本発明により作動されるアンチス
キッド制御システムの駆動回路部の一例を示した回路ブ
ロック図、第６図は第４図の動作タイムチャート図、第
７図はリセットを繰り返えすようにした本発明の他の実
施例を示した回路ブロック図、第８図は第７図の動作タ
イムチャート図である。 １０・・・マイクロコンピュータ　１２　、２６　、３
０・・・タイマ回路１４・・・故障判別回路　　　１６
・・・几５−ＦＦ１８・・・警報ランプ　　　　２０ａ
〜２０ｃ・・・電磁ソレノイド２４・・・リレーコイル
　　　２４ａ・・・リレー接点２５・・・バツテリイ 特許出願人　日産自動車株式会社 第１図 １ 第２図 ９１７巳力（・１藍」ｌ−一一一一「−一一第３目

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　プログラムの実行に応じてほぼ一定周期毎で
   発振する信号が所定時間を越えても発振しなかったとき
   に、マイクロコンピュータにリセットをかけて上記プロ
   グラムを最初から実行しなおさせる装置に於いて、 上記リセット後に、マイクロコンピュータの出力する信
   号が所定時間内に発振し力かったときに故障検出信号を
   出力する故障検出手段を設けたことを特徴とするマイク
   ロコンピュータを用いり車両用電子制御システムの監視
   装置。
2. （２）　　前記故障検出手段は、故障検出時に警報出力
   指令信号またはフェイルセーフ作動指令信号を出力する
   指令信号出力回路を備えた特許請求の範囲第１項記載の
   マイクロコンピュータを用いた車両用電子制御システム
   の監視装置。