JPH0240735A - 車両用コントロール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】 （ｍ業上の利用分野） 本発明は．ウオッチドッグタイマを備えた車両用コント
ロールユニットの異常検出装置に関するものである。

（従来の技術） 例えば特開昭６２−７０９４８号公報に示されているよ
うに．ウオッチドッグタイマ（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ビエータを
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ｔｒｓ＜異常状ｔｓ）を監
視するようにした車両用コントロールユニットの異常検
出装置は、従来よりよく知られている。

しかし、例えばウォッチドッグタイマを使用して制御ユ
ニットの異常を検出するようにした場合、マイクロコン
ビエ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（ＣＰ　Ｕ）を並設し、該複数のコント
ロールユニット（ＣＰ　Ｕ）によって設定されている各
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γツブシステム
に自動的に切り換えるような所謂フェイルオペラブルシ
ステムが採用されていた。

（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一致
していると異常とは判定されないことになる。

その結果、例えば全体の制御プログラムの中の（ａ）入
力信号処理ルーチン、（ｂ）制御量演算処理ルーチン、
（Ｃ）制御量出力処理ルーチンの例えば大別される基本
的な３種のルーチンの何れか、または各ｋが何等かの事
情で全ステップの処理を実行し得なくなったような場合
（要するにルーチンが正常に回らなくなったような場合
）には、コントロールユニットを異常と判定することが
できない。

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ようになっているコントロールシ
ステムにおいて、上記コントロールユニットのインタラ
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ウ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。

（ｔｓ題を解決するための手段） 本発明の車両用コントロール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．ウオッチドッグタイマを設け、
正常時にはマイクロコンピュータから所定周期毎のリセ
ット信号を発生させて当該ウォッチドッグタイマのリセ
ットを行なう一方、異常時には当該ウォッチドラブタ、
イマをオーバフローさせることによってコントロールユ
ニットの異常を検出するようにしてなる車両用コントロ
ールユニットの異常検出装置において上記コントロール
ユニットの制御プログラムの少なくとも入力処理、演算
処理、出力処理の大別される３Ｆｌのプログラムルーチ
ンの各ルーチン毎の動作処理完了を個別に表示する動作
完了表示手段を設け、これら３つの動作完了表示手段の
各動作完了表示の論理積条件が成立した時に初めて上記
ウォッチドッグタイマへのリセット信号を発生させるよ
うにしたことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明の車両用コントロールユニットの異常検出装置で
は、制御プログラムを少なくとも入力処理、制御量演算
処理、制御量出力処理の３種の基本的なルーチンに区分
するとともに該３種のルーチンの各々の動作の完了を動
作完了表示手段で表示するようになし、該各動作完了表
示手段の動作完了表示の全ての論理積条件が成立した時
に初めてマイクロコンピュータよりウォッチドッグタイ
マのリセット信号が出力されてウォッチドッグタイマの
リセットが行なわれるようになっており、入力、演算、
出力のマイクロコンピュータの基本的動作を形成する上
記３種類のルーチンの何れか１組でも正常に全てのステ
ップの処理が行なわれていないような場合には全体に上
記リセット信号は発生されない。そして、その結果、上
記ウォッチドッグタイマがオーバフローすることとなり
、該オーバーフローによって正確且つ確実にコント０−
　ＪＬ／ユニット、換言スるとコントロールユニット内
マイクロコンピュータの暴走を検出することができる。

（発明の効果） 従って、本発明の車両用コントロールユニットの異常検
出装置の構成によると、当該コントロールユニットを構
成するマイクロコンピュータ制御動作の基本となる入力
処理、演算処理、出力処理の全てのルーチンの実行が正
常になされない限り、ウォッチドッグタイマのリセット
信号は出力されず仮にウォッチドッグルーチンを含むル
ーチンで暴走が生じた時でも正確な異常判定が可能とな
る。

その結果、異常検出装置としての検知機能の信頼度が大
きく向上する。

（実施例） 第１図〜第７図は、本発明の車両用コントロールユニッ
トの異常検出装置の実施例を示している。

先ず第６図には、当該車両用コントロールユニットとし
て例えばスロットル弁の電子制御機能（プログラム）を
備えて構成された自動車用エンジンのスロットル弁制御
システムが示されている。

すなわち、該第６図において、先ず符号ｌはエンジン本
体であり、吸入空気はエアフロメータ２、スロットルチ
ャンバ３を経て各シリンダに供給される。また燃料は燃
料ポンプ１３により燃料タンク１２からエンジン側に供
給されてフェーエルインジェクタ５により噴射されるよ
うになっている。

そして、走行時における上記シリンダへの吸入空気の量
は、上記スロットルチャンバ３内に設けられてい゛るス
ロットル弁６によって制御される。該スロットル弁６は
、例えば上述のようにスロットル弁制御プログラムを備
えたエンジンコントロールユニット９を介しアクセルペ
ダル３１の開度θＰＡに応じて電気的に駆動操作される
ようになっている。

すなわち、上記アクセルペダル３１の踏み込み量ＰＡ、
つまりアクセル開度（θＰＡ）はアクセル開度センサ３
２で検出された後、上記エンジンコントロールユニット
９のＲＡＭ中に入力されてメモリされる。一方、エンジ
ンコントロールユニット９は、例えば第７図に示すよう
な「アクセル踏み込み量ＰＡ−目標スロットル開度ＰＴ
Ｊ特性のデータマツプ（ＲＯＭデータ）を備えており、
上記入力されたアクセル踏み込み１ｌｌＰＡの値に応じ
て所定の電圧レベルのスロットルアクチエエータ制御信
号を出力してスロットルアクチエエータ３３を駆動し、
スロットル弁６を作動させる。このスロットル弁６の実
開度ＰＴ’は、又必要に応じスロットル再度センサ３４
によって検出される。

ところで、上記スロットル弁６は、その支軸６ａの両端
部６１．６２が各々上記スロットルチャンバ３のスロッ
トルボディ一部より外方に突出されており、該両突出部
゛の一方側端部６１で第１の電磁クラッチ３５を介して
上記スロットルアクチエエータ３３の出力軸３３ａに、
また他方側端部６２を第２の電磁クラッチ３６を介して
揺動型リンクレバー３７の軸端３７ａに接続されるよう
になっている。該揺動型リンクレバー３７のレバー側端
部３７ｂはスロットルワイヤー３８を介して上記アクセ
ルペダル３１に接続されている。そして、この場合、上
記第１の電磁クラッチ３５はノーマルクローズタイプの
もので構成されていてメインコントロール系を構成して
いる一方、第２の電磁クラッチ３６はノーマルオープン
タイプのもので構成されていて上記メインとなる電子制
御方式のスロットルコントロール系に対するフェイルセ
ーフ用のバックアップコントロール系を構成している。

これら第１及び第２め各電磁クラッチ３５゜３６のＯＮ
（接続）、０ＦＦ（切断）状態のコントロールも上記エ
ンジンコントロールユニット９からの制御信号に基づい
て行なわれる。

一方、符号ｌＯは、３元触媒コンバータ１１を備えた排
気管を示している。そして、該排気管ｌＯには、また排
気ガス中の酸素濃度（Ａ／Ｆ）を検出するための空燃比
制御用のＯ，センサ１９が設けられている。

一方、符号１４は、上記エンジン本体１のシリンダヘッ
ド部ＩＡに設けられた点火プラグであり、該点火プラグ
１４にはディストリビユータ１７、イグナイタ１８を介
して所定の点火電圧が印加されるようになっており、そ
の印加タイミング、すなわち点火時期は上記エンジンコ
ントロールユニツ）（ＥＣＵ９）より上記イグナイタ１
８に供給される点火時期制御信号１ｇａによってコント
ロールされる。さらに、符号２０はブースト圧センサ２
０であり、エンジン負荷に対応したエンジンブースト圧
Ｂを検出して上記ＥＣＵ９に入力する。また符号１６は
、エンジンシリンダブロック部ＩＢのウォータジャケッ
ト部に設けられた水温サーミスタである。

上記エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）９は、周
知のようにマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を中心とし
、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）およびインターフェー
ス（Ｉ　１０）回路を備えて構成されるものであるが、
この実施例の場合、当該エンジンコントロールユニット
９は機能的に見て例えば第２図のブロック図に示される
ように構成されている。

第２図中、先ず符号５０は当該エンジンコントロールユ
ニット９の中心部を構成するウォッチドッグタイマ機能
を備えた中央情報処理装置＜ＣＰＵ）であり、後述する
ＲＯＭ５１およびＲＡＭ５２などとともに例えば８ビツ
トのシングルチップマイクロコンビエータにより形成さ
れている。該中央情報処理装置（ＣＰｕ）５０は、例え
ば第３図のフローチャートに示す基本となる上記スロッ
トル弁制御用のバックグラウンドルーチンと該バックグ
ラウンドルーチンに所定の周期でインクラブドされるウ
ォッチドッグタイマ用の割り込みルーチン（第４図）と
の少なくとも２Ｎの制御プログラムを備えて信頼度の高
い制御処理を行なうようになっている。

次に符号５３は上記エンジンコントロールユニット９の
先ず入力信号処理回路であり、該入力信号処理回路５３
は、Ａ／Ｄコンバータ５３ａ、入力ボート５３ｂを含ん
で構成されている。また、出力信号処理回路は例えばＤ
／Ａコンバータ５４及び出力バッファ回路５５とを備え
て構成されている。また符号５７はフリーランニングカ
ウンタを示しており、該フリーランニングカウンタ５７
は、所定の周期で基準となるクロック信号（サイクルタ
イム等の）を発生するクロック信号発生器としてａ能し
ている。また、符号５６は出力ボートであり、該出力ボ
ート５６には、ウォッチドッグリセット回路５８が接続
されており、該ウォッチドッグリセット回路５８から上
記中央情報処理装置内ウォッチドッグタイマ（ＷＤＴ）
のオーバフロー信号が出力され、該オーバフロー信号が
上記中央情報処理装置（ＣＰＵ）５０のリセット端子Ｒ
に供給される。

上記ウォッチドッグリセット回路５８は、一定時間（例
えば１００　ｍ５ｅｃ程度）ウォッチドッグ出力が反転
しない場合に上記リセット信号を発生するようになって
いる。

すなわち、上記ウォッチドッグシステム（番犬監視シス
テム）では、上記中央情報処理装置５０内のウォッチド
ッグタイマに、ヤイクロコンピエータから所定の周期で
リセット信号が入力されるようになっており、当該中央
情報処理袋！！５０が正常である限り上記出力ボート５
６、ウォッチドッグリセット回路５８を通して定期的に
リセットがかけられる。

一方、何等かの異常によって中央情報処理装置５０内の
制御ルーチンが正常に回らなくなると、上記リセット信
号の供給が不可能となって上記ウォッチドッグタイマが
オーバーフローする。

従って、原則として該オーバーフローの事実から上記中
央情報処理装置１５０の異常を検知することができる。

しかし、既に従来の技術の項で述べたように上述のよう
な基本的な監視機能のみでは確実な異常検知を行ない得
ないケースを生じ得る。そこで本実施例では、第３図の
バックグラウンドルーチンに対して第４図に示すような
当該制御プログラム・の全体を（ａ）入力信号処理ルー
チンと（ｂ）制御量演算処理ルーチンと（ｃ）制御量出
力処理ルーチンとの基本となる３種に大別し、それぞれ
の各ステップの正常な動作（処理）完了を個別にチエツ
クして行き、全ての動作の完了を論理積条件として初め
てウォッチドッグタイマ（ＷＰＴ）のリセット信号を出
力させるようにしたものであり、そのために基本となる
第３図のバックグラウンドルーチン側で予め上記（ａ）
〜（ｃ）の各動作の完了、未完了を表示する識別フラグ
が立てられるようになっていることを特徴とする特 従って、先ず第３図の基本となるバックグラウンドルー
チンの内容から説明して行く。

先ずステップＳＩで各部の動作状態またはデータ保持状
態の初期化（イニシャライズ）を行なう。

次に、ステップＳ、で上述したアクセル開度センサ３２
の出力、すなわちアクセル踏み込みｆｌＰＡを入力する
。そして、それにより入力処理を完了したとして先ず入
力信号処理フラッグＦＩＮをＦＩＮ＝０にクリアする。

さらに、続いてステップＳ、に進み、上記した第７図の
マツプに基づいて上記ステップＳ、で入力したアクセル
踏み込みｆｆ１ＰＡに対応する目標スロットル開度ＰＴ
を演算（ルックアップ）する。そして、該演算動作の完
了を条件として次のステップＳ、に進み、今度は制御量
演算フラッグＦＣＡＬをＦＣＡＬ＝０にクリアする。

その後、上記・ステップＳ４で演算された目標スロット
ル開度ＰＴに応じたスロットルアクチエエータ制御量を
上記Ｄ／Ａコンバータ５４に出力した後、最終ステップ
Ｓ７で制御量出力フラッグＦＯＵＴをＦＯＵＴ＝Ｑにク
リアする。

次に、第４図のウォッチドッグタイマ割り込みルーチン
では、ステップＳ　Ｉ、Ｓ　＊、　Ｓ　ｓで順次上述の
各フラッグＦ　Ｉ　Ｎ、ＦＣＡＬ、ＦＯＵＴの値が０、
つまり正常にそれらの動作が完了されて各フラッグ値が
クリアされているか否かを判定して行く。

そして、それらの各結果が共にＹＥＳの場合に初めてス
テップＳ４に進んで上述したウォッチドッグ出力を反転
しく第５図（ａ）〜（ｄ）参照）、異常状態を報知した
後最終ステップＳ６に進んで上記各フラッグＦ　Ｉ　Ｎ
、ＦＣＡＬ、ＦＯＵＴを各々１にセットする。

他方、上記ステップＳ、−Ｓ、の何れかの判定または全
ての判定がＮｏの場合、すなわち上述の３種に大別され
た（ａ）入力信号処理、（ｂ）制御量演算処理、（６）
制御量出力処理の何れかひとつの処理でも正常に動作が
完了していない場合には上記ステップＳ４のウォッチド
ッグ出力反転動作を経ることなく最終ステップＳｓに移
って上記各処理に対応するフラッグＦ　Ｉ　Ｎ、ＦＣＡ
Ｌ、ＦＯＵＴを各々１にセットする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のクレーム対応図、第２図は、本発明
の実施例に係る車両用コントロールユニットの異常検出
装置のシステムブロック図、第３図は、同装置のコント
ロールユニットの制御プログラムの中心となるバックグ
ラウンドルーチンを示すフローチャート、第４図は、同
装置におけるウォッチドッグタイマの割り込みルーチン
を示すフローチャート、第５図は、同装置の第１図の構
成に対応した動作シーケンスを示すタイムチャート、第
６図は同装置が適用されたエンジンコントロールシステ
ムのシステム系統図、第７図は、同第１図のシステムに
於けるアクセル踏み込み量（開度）ＰＡと目標スロット
ル開度との関係を示す特性図である。 ６　・・・・・スロットル弁 ９　会φ＠帝・エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ
） ３２・・・・・アクセル開度センナ ３３　・ ３５　・ ３６　・ ５０　・ ５　ｌ　・ ５２　・ ５６　・ ５７　・ ５８　・ スロットルアクチュエータ 第１の電磁クラッチ 第２のｆｆｉ磁クチクラ ッチ処理装置 １０Ｍ ＡＭ 出力ボート フリーランニングカウンタ ウオッチドッグリセット回路 第３図 第５図 ＰＡ （アクセル踏み込み量）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１．ウオッチドッグタイマを設け、正常時にはマイク
   ロコンピュータから所定周期毎のリセット信号を発生さ
   せて当該ウオッチドッグタイマのリセットを行なう一方
   、異常時には当該ウオッチドッグタイマをオーバフロー
   させることによってコントロールユニットの異常を検出
   するようにしてなる車両用コントロールユニットの異常
   検出装置において、上記コントロールユニットの制御プ
   ログラムの少なくとも入力処理、演算処理、出力処理の
   大別される３種のプログラムルーチンの各ルーチン毎の
   動作処理完了を個別に表示する動作完了表示手段を設け
   、これら３つの動作完了表示手段の各動作完了表示の論
   理積条件が成立した時に初めて上記ウオッチドッグタイ
   マへのリセット信号を発生させるようにしたことを特徴
   とする車両用コントロールユニットの異常検出装置。