JPH0240730A - 車両用制御ユニットの異常検出装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両用制御ユニットの異常検出装置に関する
ものである。

（従来技術） 例えば特開昭６２−７０９４８号公報に示されているよ
うに、ウォッチドッグタイマ（番犬タイマ）を備え、該
ウォッチドッグタイマによってマイクロコンピュータを
中心として構成されている車両用コントロールユニット
の制御プログラムの暴走状態（異常状態）を監視するよ
うにした車両用制御ユニットの異常検出装置などは、従
来よりよく知られている。

また、例えばセンサーの故障診断について路上記と同様
の考え方の故障診断装置を設け、当該センサーが故障と
診断された時にはコントロールユニットをリセットする
ようにしたものもある（例えば特開昭６２−３５９１７
号公報参照）。

しかし、上記のように例えばウォッチドッグタイマ或い
は又それに類似する診断装置を使用して制御ユニットの
異常を検出するようにした場合、マイクロコンピュータ
の誤動作パターンによっては当該ウォッチドッグタイマ
自体のリセット信号発生ルーチンを含んで誤動作するこ
とも考えられ、このような場合にはウォッチドッグタイ
マは正常な監視動作を果し得ない。

そこで、上記のようなウォッチドッグタイマを使用した
異常検出装置では、例えば全く同一構成の複数のコント
ロールユニット（ＣＰＵ）を並設し、該複数のコントロ
ールユニット（ＣＰ　Ｕ））によって予じめ設定されて
いる制御プログラム上の制御量を同時に演算し、相互の
演算結果が不一致の場合には当該コントロールユニット
の暴走（異常）と判定して、当該コントロールユニット
による制御を中止し、例えば機械式制御システムその他
の比較的簡易で信頼性の高い二次的なバックアップシス
テムに自動的に切り換えられるような所謂フェイルオペ
ラブルシステムを採用することにより、その信頼性を向
上させる対策が採られていた。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上述のような複数のコントロールユニットを組
合せた従来技術の異常検出装置の構成・の場合、実際に
コントロールユニットが暴走していたとしても各コント
ロールユニットの制御量の演算結果が共に一致している
と異常とは判定されない問題がある。

その結果、そのままでは誤った制御量による制御が実行
される恐れが生じる。このようなケースは、上述したよ
うなウォッチドッグタイマ自体の制御ルーチン及び制御
量出力処理ルーチンが各々メインルーチンに対して割り
込み処理で実行されるコントロールシステムにおいて、
コントロールユニットのインクラブドリクエスト端子に
ノイズが侵入して制御量演算ルーチンを含むバックグラ
ンドルーチンを実行し得なくなったような場合に多く生
じる。また、複数のコントロールユニットを使用するこ
とは、極めてコストの高いものとなり、例えばエンジン
のＥＧＲ制御などの比較的軽微な制御システムの場合に
は適さない。

（課題を解決するための手段） 本発明の車両用制御ユニットの異常検出装置は、上記の
ような従来技術上の課題を解決することを目的としてな
されたもので、入力データを基に所定の演算処理を行っ
て目的とする制御データを出力するマイクロコンピュー
タにより構成さ・れた車両用制御ユニットにおいて、所
定のタイミングで上記本来の入力データに代えて所定の
診断用データを供給する診断データ供給手段と、該診断
データ供給手段から供給される診断データに基いて演算
された制御出力データと上記制御ユニットを構成するマ
イクロコンピュータの予じめ設定されている制御出力デ
ータとを比較する比較手段とを設け、上記比較手段の比
較結果が不一致である場合には上記マイクロコンピュー
タが異常であると判定するようにしたことを特徴とする
ものである。

（作　用） 上記本発明の車両用制御ユニットの異常検出装置の構成
では、所定のタイミングで自動的に診断データを供給す
る診断データ供給手段が設けられていて、本来の入力デ
ータに代えて定期的に所定のタイミングで自動的に診断
データが供給され、それに基いて診断のための一制御デ
ータが演算されるようになっている。

一方、該診断データによって演算された制御データと予
じめ設定されている適正な入力データに基いて適正に演
算された正常時の制御出力データとを比較する比較手段
が設けられており、それらのデータが一致しない場合に
はマイクロコンピュータが異常であると判定する。

（発明の効果） 従って、本発明の車両用制御ユニットの異常検出装置に
よると、表面上には現れにくいマイクロコンピュータの
異常、例えばウォッチドッグタイマを介した暴走や、複
数のコントロールユニットの同時異常などの場合におい
ても正確に異常検出を行うことができるようになり、異
常検出装置としての信頼性が向上する。

また、複数のコントロールユニットを使用する場合に較
べて、はるかに構成も簡単でコストも安価で済む。

（実施例） 第１図及び第２図は、本発明の実施例に係る車両用制御
ユニットの異常検出装置を示している。

先ず第１図は、本発明実施例に於ける車両用制御ユニッ
トの構成を示している。

符号１は、当該制御ユニットの中心となる演算部を構成
する中央処理装置（ＣＰＵ）であり、該中央処理装置１
は例えば８ビット程度のシングルチップマイクロコンピ
ュータによって構成されている。

この中央処理装置ｌには、入力データバスＢ。

を介して入力セレクタ２が接続されており、通常時は例
えば図示しないＩ１０ボートからの本来の入力データ（
例えばエンジンのＥＧＲ制御におけるクランク角、水温
、ＴＶＯデータなど）ＤＩを所定の周期で取り込んで、
その内容と種類に応じ上記中央処理装置１の対応する要
求メモリ部（ＲＡＭ部）に順次入力し記憶させる。該メ
モリ部に入力され記憶された入力データＤ、は、また必
要に応じて上記メモリ部からルックアップされて演算部
に供給され、目的とする制御データを演算する。

他方、上記入力セレクタ２には、上記入力データＤ１の
内容に対応した所定の適正な診断データを予じめ記憶し
ている入力用診断データレジスタ３から診断データ供給
バスを介して診断データＤ、が所定の周期で自動的に供
給されるようになっている。そして、上記入力セレクタ
２は、通常の定常状態に於ける制御時には後述するデー
タコンパレータ４から通常入力切換え信号（Ｈ信号）Ｓ
。

が供給されている場合には、上述した通常の入力データ
Ｄ１の方を選択して入力データバスＢ１を介して上記中
央処理装置ｌに入力する一方、他方後述する異常判定タ
イマー５より診断入力切換え信号Ｓ、が供給された時に
は上記入力データＤ１に代えて上述した診断データＤ、
の方を選択して上記中央処理装置１に入力するようにな
っている。

また、符号６は出力データバスＢ、を介して上記中央処
理装置ｌの出力ボートに接続された出力データホルダー
であり、上記中央処理装置ｌが上記診断データ入力り、
で動作している間、外部コントロール部に悪影響を与え
ないように診断開始前の制御出力データを保持して出力
するようになっている。従って、このために該出力デー
タホルダー６にも上述の入力セレクタ２と同様のタイミ
ングで上記データコンパレータ４及び異常判定タイマー
５から各々ホールド解除指令信号Ｓ４、ホールド指令信
号Ｓ、が供給されるようになっている。

上記データコンパレータ４は、診断時において上記出力
データホルダー６に供給される上記中央処理装置１から
の制御出力データＤｂを出力データラソチ回路７を介し
てラッチしたラッチ出力と上記診断データ入力に対する
正常動作時の適正な制御出力データがメモリされている
出力用診断データレジスタ８からの当該診断用制御出力
データ（期待値）Ｄａとを比較し、上記ラッチ出力が上
記診断用制御出力データＤａと一致している時には先に
述べたように上記人力セレクタ２に対して通常入力切換
信号Ｓｌを、また出力データホルダー６に対してホール
ド解除指令信号Ｓ、を各々供給する。他方、上記ラッチ
出力が上記診断データＤａと不一致の場合には、上記中
央処理装置ｌの異常と′１１１１定してリセット信号Ｓ
６を発生し、該リセット信号Ｓ８をＯＲ回路１１を介し
て上記中央処理袋２１のリセット信号入力端子ＲＥＳＥ
Ｔに入力し、中央処理装置ｌの演算データを一リセット
する。

さらに、上記異常判定タイマー５は、上記入力セレクタ
２、データコンパレータ４、出力データホルダー６を所
定の周期で定期的に異常診断状態に作動させて上述した
異常診断制御を実行させる。

また、同時に当該異常診断状態への起動後、所定時間を
経過しても上記中央処理装置ｌの出力用診断ボートｌＯ
ｂに応答出力がない時には当該中央処理装置１のマイク
ロコンピュータが異常であると判定して上記データコン
パレータ４の場合と同様にＯＲ回路１１を介して上記中
央処理装置ｌのリセット端子ＲＥＳＥＴにリセット信号
を供給する。

なお、以上の場合において、上記出力データラッチ回路
７、データコンパレータ４、異常判定タイマー５の各々
には、共に上記中央処理装置１の出力用診断ボートｔａ
ｂから診断動作に入ったことを示す動作タイミング信号
として診断ボート出力が入力されるようになっているが
、上記データコンパレータ側入力端子には遅延回路９が
介装されており、出力データラッチ回路７のラッチ動作
完了の比較タイミングの同期を取った上でデータコンパ
レータ４を作動させるようになっている。

次に上記の構成よりなる車両用制御ユニットの異常検出
動作について第２図のフロチャートを参照して詳細に説
明する。

すなわち、先ず最初に上記中央処理装置ｌの制御プログ
ラムに基き異常検出動作が開始されると、先ず上記異常
判定タイマー５が起動される。そして、該起動時に上記
入力セレクタ２に診断入力切換え信号を供給して入力セ
レクタ２を診断データ入力状態に切換えるとともに上記
中央処理装置ｌの診断用入力ボートｌｏｇに診断開始指
令を与える。また、それと同時に上記出力データホルダ
ー〇出力ホールド指令信号を供給してそれまでの出力デ
ータをホールドさせる（ステップＳ、）。

次に上記中央処理装置ｌ内の演算部で、その時の診断入
力データＤ、を読み込むとともに該読み込んだ診断入力
データＤ、に基いて目的とする制御データを演算する（
ステップＳ、）。

続いて、該演算データを出力する（ステップＳ、）。そ
して、該出力が完了すると、上記中央処理装置ｌは、そ
の診断用出力ボートｔａｂより診断指示指令出力を発生
する（ステップＳ、）。

また、それと同時に、つまり上記診断用出カポ−ｚｏｂ
からの診断指示指令出力をトリガー信号として上述した
出力データラッチ回路７が作動して上記中央処理装置ｌ
のデータ出力ボートからの出力データを取り込んで診断
に必要な所定時間ラッチする（ステップＳ、）。

次に、その後上記ラッチ動作完了に必要な所定時間遅延
回路９を通してデータ比較上のタイミングを取った上で
上記データコンパレータ４を作動さ什て上述した出力用
診断データレジスタ１２の出力である正常動作時の基準
制御データＤａと上記出力データラッチ回路７でラッチ
された上記中央処理装置ｌでの上記実際の演算データ（
ステップ５３）Ｄｂとを比較し、それら両データ内容の
一致又は不一致を判定する（ステップｓｅ）。

該判定の結果、上記両データＤ　ａ、　Ｄ　ｂの内容が
一致している場合（ＹＥＳ）には、上記データコンパレ
ータ４は上記入力セレクタ２に通常入力切換え信号を供
給して上記中央処理装置ｌへの入力を上述した診断デー
タＤ、から通常の人力データＤ１に切換えるとともに上
記出力データホルダー６にホールド解除指令信号を供給
して出力データのホールド状態を解除して定常時の制御
を実行する（ステップＳ７）。

一方、上記ステップＳ８の判定の結果、上記両データＤ
ａとＤｂとが不一致の場合（ＮＯ）には、上記中央処理
装置ｌが異常動作状態にあると認定し、上記データコン
パレータ４から上記中央処理装置１にリセット信号を供
給してリセットを行うとともに上記入力セレクタ２を通
常入力状態に切換え、さらに上記出力データポルダ−６
のホールド状態を解除する（ステップＳ、）。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る車両用制御ユニットの
異常検出装置の構成を示すシステムブロック図、第２図
は同装置の異常検出動作を示すフローチャートである。 ｌ・・・・・中央処理装置 ２・・・・・人力セレクタ ３・・・・・入力用診断データレジスタ４・・・・・デ
ータコンパレータ ５・・・・・異常判定タイマ ６・・・・・出力データホルダー ７・・・・・出力データラッヂ回路 ８・・・・・出力用診断データレジスタ１０ａ　・・・
診断用入力ボート １０ｂ　・・・診断用出力ボート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１．入力データを基に所定の演算処理を行って目的と
   する制御データを出力するマイクロコンピュータにより
   構成された車両用制御ユニットにおいて、所定のタイミ
   ングで上記本来の入力データに代えて所定の診断用デー
   タを供給する診断データ供給手段と、該診断データ供給
   手段から供給される診断データに基いて演算された制御
   出力データと上記制御ユニットを構成するマイクロコン
   ピュータの予じめ設定されている制御出力データとを比
   較する比較手段とを設け、上記比較手段の比較結果が不
   一致である場合には上記マイクロコンピュータが異常で
   あると判定するようにしたことを特徴とする車両用制御
   ユニットの異常検出装置。