JP4533270B2 - Control device for automobile and abnormality monitoring method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、複数の制御ユニットで構成されている自動車用制御装置および異常監視方法に関し、特に、通信系内の制御ユニットが故障した場合にその故障を検出してフェールセーフを施す異常監視を行う自動車用制御装置および異常監視方法に関する。 The present invention relates to an automobile control device and an abnormality monitoring method configured by a plurality of control units, and in particular, when a control unit in a communication system fails, the failure is detected and failure monitoring is performed to provide fail-safety. The present invention relates to an automobile control device and an abnormality monitoring method.
従来、複数の制御ユニットから構成される自動車用の通信系制御装置において、各々の制御ユニットに異常が発生した場合には、各々の制御ユニット自身がワーニングランプをハード的に点灯してユーザに故障したことを知らせたり、アクチュエータへの制御信号の伝送やアクチュエータコントロールユニットへの電源供給をハード的に遮断することにより、システム的にフェールセーフが施されている。また、通信信号の異常は、特定の重要な制御信号をハード的な信号と併せて冗長系を構成し、通信信号と比較することによって信頼性を確保してきた。 Conventionally, in an automobile communication system control device composed of a plurality of control units, when an abnormality occurs in each control unit, each control unit itself lights up a warning lamp in hardware and causes a failure to the user. The system is made fail-safe by notifying the fact that the control signal is transmitted to the actuator or by cutting off the power supply to the actuator control unit in hardware. In addition, the abnormality of the communication signal has ensured reliability by configuring a redundant system by combining a specific important control signal with a hardware signal and comparing it with the communication signal.
制御ユニットのCPU間レベルでの監視方法については、特許文献1などに示されている方法、またバックアップ方法に関しては、特許文献2などに示されている方法、周辺ICによってマイクロコンピュータ(CPU)の異常を監視する方法に関しては、特許文献3に示されているものが公知となっている。
As for the monitoring method of the control unit at the level between CPUs, the method shown in
通信系制御装置が産業のあらゆる分野において広域に普及するにつれ、分散制御として装置が使用される機会が非常に増えてきた。例えば、自動車を例に挙げると、従来、複数の制御ユニットから構成される通信制御系であっても、ある制御ユニットに異常が発生したことをドライバに伝達するためのメータ内に設けられたワーニングランプの点灯は、その異常を発生した各々の制御ユニットがハード的に行っている。 As communication control devices have become widespread in all fields of industry, the opportunities for using devices as distributed control have increased greatly. For example, taking an automobile as an example, a warning provided in a meter for transmitting to a driver that an abnormality has occurred in a certain control unit, even in a conventional communication control system composed of a plurality of control units. The lamp is turned on by each control unit that has caused the abnormality in hardware.
しかし、これが分散制御という考え方に変わると、メータユニットを通信系に組み込み、通信信号上に、異常ユニットから異常信号をメータユニットに送信し、メータユニットでは、その異常信号を検知してワーニングランプを点灯する。また、ACC(AdaptiveCruise Control)システムなどにおいては、ACCコントロールユニットが、直接、スロットルアクチュエータやブレーキアクチュエータをハード的に駆動して車両走行を制御するのではなく、それぞれエンジンコントロールユニットやブレーキコントロールユニットに、通信バスを介してトルク指令値、ブレーキ液圧指令値を送信し、それぞれのコントロールユニットが受信したデータをもとに、スロットルやブレーキの駆動を行うように構成されている。 However, if this changes to the concept of distributed control, the meter unit is incorporated into the communication system, and an abnormal signal is transmitted from the abnormal unit to the meter unit on the communication signal. The meter unit detects the abnormal signal and turns on the warning lamp. Light. Further, in an ACC (Adaptive Cruise Control) system, the ACC control unit does not directly drive the throttle actuator or the brake actuator in a hardware manner to control the vehicle travel, but the engine control unit or the brake control unit respectively. A torque command value and a brake fluid pressure command value are transmitted via a communication bus, and the throttle and brake are driven based on data received by each control unit.
ここで問題となってくるのは、これら通信系制御装置の構成ユニット間でやり取りされている通信データは、各々の制御ユニット内部のマイクロコンピュータを介して送受しているから、マイクロコンピュータ内部、周辺部の故障により、必ずしも正確に、その制御ユニット内部の異常を他の制御ユニットに送信できないモードが発生し、システムとして制御異常のまま動作してしまうケースがあり得るということである。 The problem here is that the communication data exchanged between the constituent units of these communication system control devices is sent and received via the microcomputers in the respective control units. This means that there may be a case where a mode in which an abnormality in the control unit cannot be accurately transmitted to another control unit due to a failure of the unit occurs and the system operates with a control abnormality.
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、如何なる故障ケースにおいても確実にその故障を検出し、他の制御ユニットに故障ユニットの存在を検知させ、フェールセーフを正確に施すことができる自動車用制御装置および自動車用制御装置の異常監視方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to reliably detect the failure in any failure case and allow other control units to detect the presence of the failure unit. is to provide an abnormality monitoring method of a motor vehicle control device and a motor vehicle control device capable of performing fail-safe accurately.
上記目的を達成するために、本発明による自動車用制御装置は、通信バスによって双方向に通信可能に接続されている複数の制御ユニットからなる分散制御系の自動車用制御装置であって、該制御ユニットは、異常発生時に異常検出を行い、異常検出信号を生成する異常検出手段と、前記異常検出手段によって生成された異常検出信号によって動作し、同制御ユニットより規定された送信周期で送信される規定されたデータ長からなるモニタリングデータを含む通信信号の送信を遮断する通信信号遮断手段とを有し、前記自動車用制御装置は、異常検出以外の他の制御ユニットにおける前記通信信号の受信状態から、当該他の制御ユニットによって前記制御ユニットの異常発生を識別する手段を有しており、前記通信信号遮断手段は、異常検出の制御ユニットの通信部の通信インターフェースをスリープモードにすることによって、異常検出の制御ユニットよりの通信信号の送信を遮断することを特徴としている。 To achieve the above object, an automotive control apparatus according to the present invention is a motor vehicle control device of the distributed control system ing a plurality of control units are communicably connected to the bidirectional by a communications bus, said The control unit operates in accordance with an abnormality detection means that detects an abnormality when an abnormality occurs and generates an abnormality detection signal, and an abnormality detection signal generated by the abnormality detection means, and is transmitted at a transmission cycle defined by the control unit. have a communication signal cutoff means cuts off the transmission of the communication signal including the monitoring data composed of specified data length that, the motor vehicle control device, the reception state of the communication signal at the other control units other than the abnormality detection The communication signal blocking means is configured to detect abnormality of the control unit by the other control unit. By the communication interface of the communication unit of the control unit to the sleep mode, it is characterized by blocking the transmission of the communication signal from the control unit of the abnormality detection.
この発明による自動車用制御装置によれば、制御ユニット内の異常検出手段によって異常発生時に異常検出が行われ、異常検出時には異常検出信号が生成され、この異常検出信号によって通信信号遮断手段が動作し、通信信号遮断手段によって同制御ユニットより規定された送信周期で送信される規定されたデータ長からなるモニタリングデータを含む通信信号の送信を遮断する。これによって、自動車用制御装置は、異常検出以外の他の制御ユニットにおける前記通信信号の受信状態から、当該他の制御ユニットによって前記制御ユニットの異常発生を識別する。そして、通信信号遮断手段は、異常検出の制御ユニットの通信部の通信インターフェースをスリープモードにすることにより、異常検出の制御ユニットよりの通信信号の送信を遮断する。スリープモードに遷移すると、制御ユニットから出力される信号を通信バス上へ載せることを停止する。 According to the vehicle control apparatus of the present invention , abnormality detection is performed when abnormality occurs by the abnormality detection means in the control unit, an abnormality detection signal is generated when abnormality is detected, and the communication signal blocking means is operated by this abnormality detection signal. The transmission of the communication signal including the monitoring data having the defined data length transmitted at the transmission cycle defined by the control unit is blocked by the communication signal blocking means. Thereby, the control apparatus for motor vehicles discriminate | determines abnormality occurrence of the said control unit by the said other control unit from the reception state of the said communication signal in control units other than abnormality detection. The communication signal blocking means blocks the transmission of the communication signal from the abnormality detection control unit by setting the communication interface of the communication unit of the abnormality detection control unit to the sleep mode. When transitioning to the sleep mode, the signal output from the control unit is stopped from being placed on the communication bus.
本発明による通信系制御装置における制御ユニットは、メインCPUと、メインCPUの動作を監視する監視ICと、定電圧異常を検知する機能を備えた電源ICとを有し、異常検出手段が前記監視ICと前記電源ICによって構成されていることを特徴とする。また、CAN(ControlArea Network)通信システムによる通信系制御装置では、前記制御ユニットは、CANコントローラCPUと、通信インターフェースとしてCANドライバを有している。 The control unit in the communication system control device according to the present invention has a main CPU, a monitoring IC for monitoring the operation of the main CPU, and a power supply IC having a function of detecting a constant voltage abnormality, and the abnormality detecting means is the monitoring unit. An IC and the power supply IC are included. In a communication system control device using a CAN (Control Area Network) communication system, the control unit has a CAN controller CPU and a CAN driver as a communication interface.
本発明による通信系制御装置は、異常発生時には、異常検出の制御ユニットが通信信号の送信を遮断するから、異常検出以外の他の制御ユニットにおける通信信号の受信状態から、当該他の制御ユニットによって前記制御ユニットの異常発生を識別することができ、異常発生を識別した他の制御ユニットは、異常発生をオペレータに知らせるために該制御ユニットに接続された警告手段を動作させたり、フェールセーフのために制御対象のアクチュエータの動作を停止させることができる。 In the communication system control device according to the present invention, when an abnormality occurs, the control unit for detecting an abnormality cuts off transmission of a communication signal. The occurrence of an abnormality in the control unit can be identified, and another control unit that has identified the occurrence of the abnormality operates a warning means connected to the control unit to inform the operator of the occurrence of the abnormality, The operation of the actuator to be controlled can be stopped.
本発明による自動車用制御装置における前記通信信号遮断手段は、通信ラインを遮断し、通信信号の送信を遮断、異常検出の制御ユニットの通信部の送信ラインを遮断、異常検出の制御ユニットの通信インターフェースへの電源供給を遮断することにより、異常検出の制御ユニットよりの通信信号の送信を遮断する。 The communication signal blocking means in the vehicle control apparatus according to the present invention blocks the communication line, blocks the transmission of the communication signal, blocks the transmission line of the communication unit of the abnormality detection control unit, and communicates the communication interface of the abnormality detection control unit. By shutting off the power supply to the communication unit, the transmission of communication signals from the control unit for detecting an abnormality is cut off.
また、上記目的を達成するために、本発明による自動車用制御装置の異常監視方法は、通信バスによって双方向に通信可能に接続されている複数の制御ユニットからなる分散制御系の自動車用制御装置の異常監視方法であって、制御ユニット内は、該ユニット内で異常検出を行い、規定された送信周期で送信される規定されたデータ長からなるモニタリングデータを含む通信信号を送信し、異常検出以外の他の制御ユニットにおける前記通信信号の受信状態から、当該他の制御ユニットによって前記制御ユニットの異常発生を識別し、異常検出時には異常検出の前記制御ユニットの通信部の通信インターフェースをスリープモードにすることによって異常検出の前記制御ユニットより送信する通信信号の送信を遮断することを特徴としている。 In order to achieve the above object, an abnormality monitoring method for a vehicle control device according to the present invention is a distributed control system vehicle control device comprising a plurality of control units connected to be able to communicate bidirectionally via a communication bus. In the control unit, the control unit detects an abnormality in the unit , transmits a communication signal including monitoring data having a specified data length transmitted at a specified transmission cycle, and detects the abnormality. The other control unit identifies the occurrence of an abnormality in the control unit from the reception state of the communication signal in the other control unit, and when the abnormality is detected, the communication interface of the communication unit of the control unit that detects the abnormality is set to the sleep mode. It is characterized by blocking the transmission of the communication signal transmitted from the control unit of the abnormality detected by
この発明による自動車用制御装置の異常監視方法によれば、異常検出の制御ユニットよりの通信信号の送信を遮断し、このことを他の制御ユニットにおける通信信号の受信状態から認識し、このことによって他の制御ユニットにて制御ユニットの異常発生を識別し、異常検出の制御ユニットの通信部の通信インターフェースをスリープモードにすることによって、異常検出の制御ユニットよりの通信信号の送信を遮断する。 According to the abnormality monitoring method for an automobile control device according to the present invention, the transmission of the communication signal from the abnormality detection control unit is cut off, and this is recognized from the reception state of the communication signal in the other control unit. The other control unit identifies the occurrence of an abnormality in the control unit, and by setting the communication interface of the communication unit of the abnormality detection control unit to the sleep mode, the transmission of the communication signal from the abnormality detection control unit is blocked.
この発明による通信系制御装置の異常監視方法は、異常発生時には、制御ユニットの異常発生を識別した制御ユニットの警告手段を動作させてオペレータに知らせ、また、フェールセーフのために、異常発生を識別した制御ユニットが制御しているアクチュエータの動作を停止させる。 According to the communication system control device abnormality monitoring method of the present invention, when an abnormality occurs, the warning means of the control unit that has identified the abnormality occurrence of the control unit is operated to notify the operator, and the abnormality occurrence is identified for failsafe. The operation of the actuator controlled by the controlled unit is stopped.
この発明による自動車用制御装置の異常監視方法は、異常検出時には、通信ラインを遮断することにより、あるいは異常検出の制御ユニットの通信部の送信ラインを遮断することによって、あるいは異常検出時には異常検出の制御ユニットの通信部の通信インターフェースへの電源供給を遮断することによって、異常検出の制御ユニットよりの通信信号の送信を遮断する。 The abnormality monitoring method for an automotive control device according to the present invention is configured to shut off a communication line when an abnormality is detected, or to interrupt a transmission line of a communication unit of an abnormality detection control unit, or to detect an abnormality when an abnormality is detected. Thus to cut off the power supply to the communication interface of the communication unit of the control unit, to cut off the transmission of the communication signal from the control unit of the abnormality detection.
本発明は、通信を媒体とした分散制御系のシステムにおいて、如何なる故障ケースにおいても確実にその故障を検出でき、他のユニットに故障ユニットの存在を検知させ、フェールセーフを正確に施すことができる。そして、異常検出の制御ユニットの通信部の通信インターフェースをスリープモードにすることにより、異常検出の制御ユニットよりの通信信号の送信を遮断する。 In the distributed control system using communication as a medium, the present invention can reliably detect the failure in any failure case, and can detect the presence of the failure unit in other units and accurately provide fail-safe. . Then, by setting the communication interface of the communication unit of the abnormality detection control unit to the sleep mode, transmission of communication signals from the abnormality detection control unit is blocked.
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照し説明する。
図1は、本発明の一つの実施形態に関する自動車用の通信系制御装置の構成の一例を示している。通信系制御装置は、複数個の制御ユニット10A、10B〜10Nを有している。制御ユニット10A、10B〜10Nは、通信バス100によって双方向に通信可能に接続され、相互にデータを送受し、各制御ユニット10A、10B〜10Nの出力に接続されたアクチュエータ41、ワーニングランプ42、モータ43などを制御する。
なお、この実施形態では、説明上、制御ユニット(ユニットA)10Aを故障した制御ユニットと仮定する。各制御ユニット10A、10B〜10Nは、実質的に同一構成であるので、ここでは、制御ユニット10Aについて説明する。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of the configuration of a communication system control device for an automobile according to an embodiment of the present invention. The communication system control device has a plurality of
In this embodiment, for the sake of explanation, it is assumed that the control unit (unit A) 10A is a failed control unit. Since the
制御ユニット10Aは、メインCPU11、メインCPU11の演算結果を監視する監視IC12と、電源IC13、スイッチ信号を検出する入力インターフェース部14、アクチュエータ41に信号を出力する出力インターフェース部15、通信バス100に対して通信信号を送受するための通信ドライバ16を有している。
The
メインCPU11は、入力インターフェース部14の信号を入力する入力ポート17、出力インターフェース部15に信号を出力する出力ポート18と、通信ドライバ16に対して通信信号を送受する通信ポート19と、監視IC12とのパラレル接続用のパラレルポート20と、P_RUN信号出力端子21と、RESET信号入力端子22とを具備している。
The
メインCPU11の出力ポート18と出力インターフェース部15との間には3入力論理積回路30が設けられている。3入力論理積回路30は出力ポート18より出力インターフェース部15へのアクチュエータ駆動信号の伝送を選択的に遮断する。
また、メインCPU11の通信ポート19と通信ドライバ16との間には通信信号遮断手段31が設けられている。通信信号遮断手段31は、2入力論理積回路32の出力が”H”レベルであると閉成し、”L”レベルであると開成する。
A three-input AND circuit 30 is provided between the
A communication signal blocking means 31 is provided between the
電源IC13は、定電圧出力端子26と、定電圧異常出力端子27と、メインCPU11のP_RUN信号出力端子21よりのラン信号を入力するP_RUN信号入力端子28と、メインCPU11のRESET信号入力端子22へリセット信号を出力するRESET信号出力端子29とを具備し、メインCPU11から出力されるラン信号を監視し、異常を確認すると、RESET信号出力端子29よりメインCPU11へリセット信号を出力し、メインCPU11にリセットをかける。
The
電源IC13の定電圧異常出力端子27の出力(定電圧異常出力信号)は、3入力論理積回路30と2入力論理積回路32に入力され、電源IC13の出力定電圧が異常値になった場合には、メインCPU11や監視IC12の動作が不定になり、正常な判断動作を得られない可能性があるため、異常検出信号として、”H”レベルより”L”レベルに変化する。
When the output of the constant voltage abnormality output terminal 27 (constant voltage abnormality output signal) of the
これにより、電源IC13の出力定電圧が異常値になった場合には、アクチュエータ41を駆動するためにメインCPU11より出力インターフェース部15に入力される信号が3入力論理積回路30によって、また通信ドライバ16へ入力される通信ポート19からの信号を信号遮断手段31によって遮断し、フェールセーフとする。
As a result, when the output constant voltage of the
監視IC12は、メインCPU11とのパラレル接続用のパラレルポート23と、メインCPU11のP_RUN信号出力端子21よりのラン信号を入力するP_RUN信号入力端子24と、異常検出信号としてシステムシャット信号を出力するシステムシャット信号出力端子25とを具備している。
The
監視IC12は、システムシャット信号出力端子25のシステムシャット信号は3入力論理積回路30と2入力論理積回路32に入力され、メインCPU11よりラン信号をP_RUN信号入力端子24に入力し、パラレルポート23を介してレジスタの演算結果を比較し、異常が認められた場合には、システムシャット信号(異常検出信号)を、”H”レベルより”L”レベルに落とす。
In the
これにより、監視IC12によって異常が認められると、アクチュエータ41を駆動するためにメインCPU11より出力インターフェース部15に入力される信号が3入力論理積回路30によって、また通信ドライバ13へ入力される通信ポート19からの信号が信号遮断手段31によって遮断され、フェールセーフとする。
Thus, when an abnormality is recognized by the monitoring
ここで、電源IC13や監視IC12から出力される定電圧異常信号やシステムシャット信号によって通信信号が遮断され、他の制御ユニット10B、10C等がこれを検出し、フェールセーフ動作を行う動作を、図2、図3を用いて説明する。
Here, an operation in which a communication signal is interrupted by a constant voltage abnormality signal or a system shut signal output from the
図2は図1に示されている通信制御系で送受されている通信データの一例を示している。各通信データにはユニークなID番号がそれぞれ設けられていて、通信データ毎に、データ長、送信周期、送受信ユニットを規定されている。
データID123の4ビットデータが、制御ユニット(ユニットA)10Aから、制御ユニット(ユニットB)10B、制御ユニット(ユニットC)10Cに送信されているとする。これを、制御ユニット10B、10Cの側から見ると、データID123のデータは、4ビットずつ、100ms周期で更新されて制御ユニット10B、10Cでモニタされていることになる。
FIG. 2 shows an example of communication data transmitted and received by the communication control system shown in FIG. Each communication data is provided with a unique ID number, and a data length, a transmission cycle, and a transmission / reception unit are defined for each communication data.
It is assumed that 4-bit data of
今、電源IC13の異常により、定電圧出力が規定値を外れ、定電圧異常出力が”L”になった場合を想定する。すると、制御ユニット10AのメインCPU11から同ユニットAの出力インターフェース部15に入力されている制御信号が、出力ポート18が制御中で、”H”であっても、出力インターフェース部15の出力は3入力論理積回路30によって電源IC13よりの定電圧異常出力と積論理をとっているため、当該制御信号は遮断され、アクチュエータ41の動作が停止する。
Assume that the constant voltage output deviates from the specified value and the constant voltage abnormality output becomes “L” due to the abnormality of the
また同様に、通信信号遮断手段31も、電源IC13の定電圧異常出力信号が”L”になった時点で、2入力回路32により論理積によって遮断されるため、通信信号を送受する通信ドライバ16からは、通信信号が全く送信されなくなる。すると、制御ユニット10B、10C…10Nでは、データID123のデータが全く認識することができなくなる。
Similarly, the communication signal blocking means 31 is also blocked by a logical product by the two-
制御ユニット10Bは図3に示されているようなユニットB・フェールセーフ処理ルーチンを所定の時間周期をもって繰り返し実行している。このフェールセーフ処理ルーチンでは、ID123のデータが予め設定されている通信周期に従って更新されているか否か判断する(ステップS11)。
The
データが更新されているか否かを判断する手段としては、受信周期毎にデータカウンタをインクリメントさせて、そのデータをモニタして判断するか、あるいは規定のデータを通信周期毎に演算(例えば加算)し、あるまとまった周期で規定の演算値(加算値)になっているかどうか判断する方法が、一般的である。 As a means for determining whether or not the data has been updated, the data counter is incremented for each reception cycle, and the data is monitored for determination, or the prescribed data is calculated (for example, added) for each communication cycle. In general, a method of determining whether or not a predetermined calculation value (addition value) is obtained in a certain cycle is used.
データ更新の判定において、データが正常に更新されていれば(ステップS11肯定)、ワーニングランプ42を引き続き点灯しない、あるいはワーニングランプ42を消灯する処理を実行する(ステップS12)。
これに対し、データ更新に異常があれば(ステップS11否定)、ワーニングランプ42を点灯し(ステップS13)、ワーニングランプ42の点灯によって異常をドライバ(オペレータ)に知らせる。
In the data update determination, if the data has been updated normally (Yes at Step S11), a process of turning off the warning
On the other hand, if there is an abnormality in the data update (No at Step S11), the warning
同様に、制御ユニット10Cは図4に示されているようなユニットC・フェールセーフ処理ルーチンを所定の時間周期をもって繰り返し実行しており、ID123のデータが予め設定されている通信周期に従って更新されているか否か判断する(ステップS21)。
Similarly, the
データ更新の判定において、データが正常に更新されていれば(ステップS21肯定)、モータ43の駆動を許可し(ステップS22)、データ更新に異常があれば(ステップS21否定)、モータ43の駆動を禁止し、モータ43を強制的に停止させ(ステップS23)、フェールセーフを施す。
In the data update determination, if the data is updated normally (Yes at Step S21), the drive of the
以上のように、通信制御系において、異常発生時には、異常発生元となった制御信号発信側の制御ユニット(たとえば、制御ユニット10A)の送信データを通信信号遮断手段31によって遮断し、受信側の制御ユニット(たとえば、制御ユニット10B、10C)でデータ更新が遮断されたことを検出する。これにより、確実にフェールセーフ動作を行うことができる。
通信を遮断されるにあたって重要なのは、遮断した側の遮断論理が、他のユニット間の通信を阻止しないようにレセッシブ側に固定させなければならない。
As described above, in the communication control system, when an abnormality occurs, the transmission data of the control unit on the control signal transmission side (for example, the
What is important when blocking communication is that the blocking logic on the blocking side must be fixed on the recessive side so as not to block communication between other units.
つぎに、このことを満足する通信信号遮断手段31のいくつかの実施例について、図5〜図9を参照して説明する。なお、以降、異常が発した制御ユニットを異常ユニット50、それ以外の制御ユニットを他ユニット90と呼ぶことにする。
Next, some embodiments of the communication signal blocking means 31 satisfying this will be described with reference to FIGS. Hereinafter, the control unit in which an abnormality has occurred is referred to as an
図5は、本実施形態の第1の実施例であり、通信プロトコルの中でも、特に自動車を初めとする産業界において広まりつつある、CAN(ControlArea Network)通信システムにおいて、CANコントローラCPU51と通信インターフェースであるCANドライバ52との間のラインを遮断するタイプの実施形態を示している。CANコントローラCPU51とCANドライバ52とは、シリアル通信ラインCAN-Rx、CAN-Txによって接続されている。
FIG. 5 is a first example of the present embodiment. Among communication protocols, in a CAN (Control Area Network) communication system that is spreading in the industry including automobiles, a
異常ユニット50において、フェール判断手段53によって、定電圧異常、システムシャット信号、他異常信号が検出されると、フェール判断手段53は、”H”レベルのフェール検出信号(FAIL信号)を出力する。
すると、トランジスタスイッチング回路54のスイッチング動作によって、CANコントローラ51から出力されCANドライバ52に接続されているシリアル通信ラインCAN-Txが、”L”レベルに固定され、CANドライバ52は、常に無信号出力状態となる。この状態を通信バス(CANバス)100上に接続されている他ユニット90で検出し、フェールセーフを実行する。
In the
Then, by the switching operation of the
なお、他ユニット90も、CANコントローラCPU91、CANドライバ92を含み、異常ユニット50のCANドライバ52と他ユニット90のCANドライバ92がCAN−H端子、CAN−L端子同士で接続されている。
The
他ユニット90は、異常ユニット50のCANドライバ52が常時無信号出力状態となると、自ユニットの出力インターフェース部95に接続されているワーニングランプ96を点灯する。
この実施例では、ハイサイドドライバ等の高価なデバイスを用いることなく、ユニット内部に通信遮断を行う回路を構成することができ、大きいコストアップにならない。
When the
In this embodiment, it is possible to configure a circuit for blocking communication inside the unit without using an expensive device such as a high-side driver, so that the cost is not increased significantly.
図6に示されている第2実施例は、異常ユニット50のCANドライバ52の電源回路中に設けられたハイサイドドライバ55を有し、ハイサイドドライバ55によってCANドライバ52の電源(定電圧Vcc)を遮断する。
この実施例でも、異常ユニット50において、フェール判断手段53によって、定電圧異常、システムシャット信号、他異常信号が検出されると、フェール判断手段53は”H”レベルのフェール検出信号を出力する。
The second embodiment shown in FIG. 6 has a
Also in this embodiment, when the
すると、トランジスタスイッチング回路54のスイッチング動作によって、CANドライバ52へ電源供給を行っているハイサイドドライバ55の状態が変わり、CANドライバ52に対する電源供給が停止され、CANドライバ52は常に無信号出力状態となる。この状態を通信バス100上に接続されている他ユニット90で検出し、図5の第1の実施例と同様に、フェールセーフを実行する。
Then, the state of the
この実施例では、CANコントローラCPU51とCANドライバ52との間のライン遮断に代えてハイサイドドライバ55によりCANドライバ52の電断を行うから、コスト高になるが、CANコントローラCPU51とCANドライバ52との間のシリアル通信ラインに抵抗器などを挿入する必要がなくなり、通信速度の遅れなどに対する設計的事項の変更を生じない。この実施の形態は、高速通信の高級仕様に対応する。
In this embodiment, the
図7に示されている第3の実施例は、異常ユニット50の外部で通信バス(CANバス)100を切断するタイプの実施形態である。この実施形態では、通信バス100にリレースイッチ61が設けられている。リレースイッチ61は、異常ユニット50のトランジスタスイッチング回路54のオン・オフによって開閉する。
The third example shown in FIG. 7 is an embodiment in which the communication bus (CAN bus) 100 is disconnected outside the
この実施例でも、異常ユニット50において、フェール判断手段53によって、定電圧異常、システムシャット信号、他異常信号が検出されると、フェール判断手段53は”H”レベルのフェール検出信号を出力する。
すると、トランジスタスイッチング回路54のスイッチング動作によって、CANドライバ52からユニット外部の他ユニット90へ接続されている通信バス100上のリレースイッチ61が開成し、リレースイッチ61によって通信バス100が遮断される。
Also in this embodiment, when the
Then, by the switching operation of the
これにより、通信バス100上に異常ユニット50からの送信データが存在しなくなり、無信号出力状態となる。この状態を通信バス100上に接続されている他ユニット90で検出し、図5の実施形態と同様に、フェールセーフを実行する。
この実施例では、ユニット外部にリレースイッチ61を付加するから、既存の制御ユニットを用い、ユニット自体の再設計を必要としない。
As a result, there is no transmission data from the
In this embodiment, since the relay switch 61 is added outside the unit, the existing control unit is used and the unit itself is not required to be redesigned.
図8に示されている第4の実施例では、CANコントローラCPU51´のCAN−Txレジスタ56の出力段のスイッチングトランジスタ57のバイアスラインbを独立にCPUパッケージ外部に出し、スイッチング回路54によってバイアスラインbの電圧を制御する。
In the fourth embodiment shown in FIG. 8, the bias line b of the switching
この実施例でも、異常ユニット50において、フェール判断手段53によって、定電圧異常、システムシャット信号、他異常信号が検出されると、フェール判断手段53は”H”レベルのフェール検出信号を出力する。
すると、トランジスタスイッチング回路54のスイッチング動作によってCANコントローラCPU51´に内蔵されているCAN−Txレジスタ56の出力段へのバイアス供給が遮断され、CANドライバ52は常に無信号出力状態となる。この状態を通信バス100上に接続されている他ユニット90で検出し、図5の実施例と同様に、フェールセーフを実行する。
この実施例では、CANコントローラCPU51´よりCAN−Txレジスタ56の出力段のバイアスラインbを外部に引き出すだけで、他のデバイス、部品を必要としないので、コスト高にならない。
Also in this embodiment, when the
Then, the bias operation to the output stage of the CAN-
In this embodiment, the CAN controller CPU 51 'merely pulls out the bias line b of the output stage of the CAN-
図9に示されている第5の実施例は、スリープ/スタンバイ(Sleep/Standby)機能を内蔵したCANドライバ52´を使用した実施形態である。スリープ/スタンバイ機能とは、周知の如く、本来、システムが停止状態で、かつ、RAM上のデータ等、様々なデータを保持しておき、そのデータをもって再びシステムを起動させるような場面において、システムの消費電力を抑えるために設定された機能である。
The fifth example shown in FIG. 9 is an embodiment using a
CANドライバ52´は、スリープ/スタンバイ端子がLレベルとなると、スリープ/スタンバイモードになり、CANバス(通信バス100)上には一切データを出力しなくなり、CANコントローラCPU51に対しては、リード(CANバス上のデータの読み込み)のみを行う。
CANドライバ52´のスリープ/スタンバイ端子のハイ・ローは、トランジスタスイッチング回路54によって行われる。
When the sleep / standby terminal becomes L level, the
High / low of the sleep / standby terminal of the
異常ユニット50において、フェール判断手段53によって、定電圧異常、システムシャット信号、他異常信号が検出され、フェール判断手段53が”H”レベルのフェール検出信号を出力すると、トランジスタスイッチング回路54のスイッチング動作によって、CANドライバ52´のスリープ/スタンバイ端子がLレベルとなる。これにより、CANドライバ52´がスリープ/スタンバイモードに遷移し、CANコントローラCPU51から出力されるCAN-Rxの信号を通信バス100上へ載せることを停止する。よって通信バス100上に異常ユニット50からの送信データは存在しなくなり、無信号出力状態となる。この状態を通信バス100上に接続されている他ユニット90で検出し、図5の実施形態と同様に、フェールセーフを実行する。
この実施例では、スリープ/スタンバイ機能を内蔵した既存のCANドライバ52´を流用でき、他のデバイス、部品を必要としないので、コスト高にならない。
In the
In this embodiment, the existing
以上、本発明の一実施形態(5実施例)について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。 As mentioned above, although one embodiment (5 examples) of the present invention was explained in full detail, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and is in the range which does not deviate from the spirit of the present invention described in the claim. Various changes can be made in the design.
10A、10B、10N…制御ユニット、11…メインCPU、12…監視IC、13…電源IC、16…通信ドライバ、31…通信信号遮断手段、41…1アクチュエータ、42…ワーニングランプ、43…モータ、50…異常ユニット、51、51´…CANコントローラCPU、52、52´…CANドライバ、53…フェール判断手段、54…トランジスタスイッチング回路、55…ハイサイドドライバ、61…リレースイッチ、90…他ユニット、91…CANコントローラCPU、92…CANドライバ、96…ワーニングランプ 10A, 10B, 10N ... control unit, 11 ... main CPU, 12 ... monitoring IC, 13 ... power supply IC, 16 ... communication driver, 31 ... communication signal blocking means, 41 ... 1 actuator, 42 ... warning lamp, 43 ... motor, 50: Abnormal unit, 51, 51 '... CAN controller CPU, 52, 52' ... CAN driver, 53 ... Fail judging means, 54 ... Transistor switching circuit, 55 ... High side driver, 61 ... Relay switch, 90 ... Other unit, 91 ... CAN controller CPU, 92 ... CAN driver, 96 ... warning lamp
Claims (5)
前記各制御ユニットは、
自己の制御ユニットの異常発生時に異常検出を行い、異常検出信号を生成する異常検出手段と、
該異常検出手段によって生成された異常検出信号によって動作し、自己の制御ユニットから他の制御ユニットに規定された送信周期で送信される規定されたデータ長からなるモニタリングデータを含む通信信号の送信を遮断する通信信号遮断手段と、
前記異常検出手段で生成された異常検出信号によって動作し、自己の制御ユニットに接続されているアクチュエータへの駆動信号の出力を遮断して該アクチュエータの動作を停止させる第1のアクチュエータ動作停止手段と、
他の制御ユニットからの通信信号の受信状態から、該他の制御ユニットの異常発生を識別する異常発生識別手段と、
該異常発生識別手段により前記他の制御ユニットの異常発生を識別した場合に、自己の制御ユニットに接続されているアクチュエータへの駆動信号の出力を遮断して該アクチュエータの動作を停止させる第2のアクチュエータ動作停止手段と、を有し、
前記異常検出手段は、自己の制御ユニットのメインCPUの動作を監視する監視ICと、定電圧異常を検出する機能を備えた電源ICを有し、
前記通信信号遮断手段は、自己の制御ユニットの通信部の通信インターフェースをスリープモードに遷移させることにより前記通信信号の送信を遮断することを特徴とする分散制御系の自動車用制御装置。 A vehicle control device for a distributed control system composed of a plurality of control units connected so as to be capable of two-way communication via a communication bus,
Each control unit is
An abnormality detection means for detecting an abnormality when an abnormality occurs in its own control unit and generating an abnormality detection signal;
Operated by the abnormality detection signal generated by the abnormality detecting means, the transmission of the communication signal including the monitoring data composed of specified data length is transmitted at the transmission cycle defined by its control unit to another control unit A communication signal blocking means for blocking;
A first actuator operation stop means that operates according to the abnormality detection signal generated by the abnormality detection means, and that interrupts the output of the drive signal to the actuator connected to its own control unit to stop the operation of the actuator; ,
The reception state of the communication signals from other control units, and the abnormality occurrence identifying means for identifying the occurrence of abnormality in the other control units,
When the abnormality occurrence identifying means identifies the occurrence of an abnormality in the other control unit, the output of the drive signal to the actuator connected to its own control unit is interrupted to stop the operation of the actuator. An actuator operation stop means,
The abnormality detection means has a monitoring IC for monitoring the operation of the main CPU of its own control unit, and a power supply IC having a function of detecting a constant voltage abnormality,
It said communication signal cutoff means, self control units distributed control system automotive control device, characterized by blocking the transmission of the communication signal by transitioning the communication interface of the communication unit in the sleep mode.
前記通信信号遮断手段は、前記監視ICからの異常検出信号と前記電源ICからの異常検出信号の少なくとも一方に基づいて前記通信インターフェースをスリープモードに遷移させる論理回路を有することを特徴とする請求項1に記載の分散制御系の自動車用制御装置。The communication signal blocking means includes a logic circuit that causes the communication interface to transition to a sleep mode based on at least one of an abnormality detection signal from the monitoring IC and an abnormality detection signal from the power supply IC. 2. A control apparatus for an automobile having a distributed control system according to 1.
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