JP2009078702A - 車両用制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両における入出力系の詳細故障部位を特定することが可能な車両用制御装置を提供する。
【解決手段】車両用エアコンCA(車両用制御装置)において、サーボモータ用通信回路531、CAN通信回路532およびパネル通信回路533にはフラグ設定回路531a,532a,533aが設けられ、ソレノイドバルブ駆動回路511には電流値入力回路521が設けられ、ブロワモータ駆動回路512およびリレー駆動回路513にはフィードバック回路512a,513aが設けられる。各種センサSE毎に電流センサ541が設けられ、各種スイッチSW毎に電流センサ542が設けられる。エアコンECU50のCPU501は、外部故障診断装置200からのダイアグ要求に応じて、フラグ設定回路531a〜533aからのフェールフラグ、電流センサ541,542からの電流値を加味して特定の入出力手段または入出力回路に関するダイアグデータを出力する。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両用制御装置に関し、特に外部故障診断装置からのダイアグ要求に応じて入出力系の故障部位に関するダイアグデータを出力可能な制御手段を備えた車両用制御装置に関する。
この種の車両用制御装置として、例えば下記特許文献1に記載されているように、車両におけるエアバッグシステムを構成するASICが、タイマからの一定時間毎の要求や、外部要因からの要求をトリガとして、エアバッグシステムの制御に必要な機能のダイアグを実施し、マイコン(制御手段)がASICから取得した診断結果に基づいてASIC内に故障が発生しているか否かを判定し、その判定結果に従って判定後の処理を行うものが知られている。この特許文献1に記載された車両用制御装置では、エアバッグシステムの制御に必要な機能が複数の回路ブロックに分けて形成されており、複数の回路ブロックの診断結果がシリアルデータとしてマイコンに入力され、マイコンがシリアルデータでの異常を示すビット位置に基づいて、故障した回路ブロックを特定するようになっている。
特開2005−63054号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載された車両用制御装置では、故障した回路ブロックを特定することはできるが、回路ブロックの詳細故障部位を特定することができないという問題があった。
本発明の課題は、車両における入出力系の詳細故障部位を特定することが可能な車両用制御装置を提供することにある。
課題を解決するための手段及び発明の効果
上記課題を解決するために、本発明は、入出力系として複数の入出力手段および入出力回路を有し、前記入出力手段とそれぞれ対応する前記入出力回路を介して接続され、かつ外部故障診断装置からのダイアグ要求に応じて前記入出力系の故障部位に関するダイアグデータを出力可能な制御手段を備えた車両用制御装置において、前記複数の入出力手段および入出力回路に対応して、それぞれの故障に関連するダイアグ情報を検出するダイアグ情報検出手段が設けられ、前記制御手段は、前記外部故障診断装置からのダイアグ要求に応じて、前記ダイアグ情報検出手段により検出されたダイアグ情報を加味して特定の前記入出力手段または前記入出力回路に関するダイアグデータを出力するように設定されていることを特徴とする。この場合、前記制御手段は、例えば、エアコン制御手段であると好適である。
これによれば、各ダイアグ情報検出手段により、入出力手段または入出力回路の故障に関連するダイアグ情報が検出される。そして、制御手段により、外部故障診断装置からのダイアグ要求に応じて、検出されたダイアグ情報を加味して特定の入出力手段または入出力回路に関するダイアグデータが出力される。このため、入出力手段または入出力回路の詳細故障部位を特定することが可能となって、故障解析を速やかに行うことができる。
本発明の実施に際して、前記ダイアグ情報は、前記入出力手段または前記入出力回路で設定されるフェールフラグ、または前記入出力手段もしくは前記入出力回路からの出力信号に対応した電流値であるとよい。これによれば、既存の入出力回路にフェールフラグの設定機能を設けるか、あるいは既存の入出力回路とは別に、入出力手段または入出力回路からの出力信号に対応した電流値を検出可能な電流検出手段を設ければよいので、シンプルな構成でダイアグ情報を検出することができる。
また、本発明の実施に際して、前記制御手段は、特定の前記入出力手段または前記入出力回路に関するダイアグデータと共に、内部電源の電圧状態を含んでなる前記制御手段自体の状態情報を出力するように設定するとよい。これによれば、故障原因が制御手段自体にあるかを判断することができ、故障部位の解析をより一層速やかに行うことができる。
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図1は本発明を適用した車両用エアコンCAの全体を概略的に示したブロック図である。車両用エアコンCAはダクト1を備え、このダクト1には、車内の空気を循環させるための内気吸込口13と、車外の空気を導入するための外気吸込口14とが形成されている。内気吸込口13と外気吸込口14は、内外気切替用ダンパ15により切り替えられ、内気吸込口13または外気吸込口14からの空気が、ブロワモータ23により駆動されるブロワ16によってダクト1内に吸い込まれる。
ダクト1内には、吸い込まれた空気を冷却して冷気を発生させるためのエバポレータ17と、吸い込まれた空気を加熱して暖気を発生させるためのヒータコア2とが設けられている。冷気と暖気は、エアミックスダンパ3の角度位置に対応した比率で混合され、デフ吹出口(DEF)4、フェイス吹出口(FACE)5、フット吹出口(FOOT)6から吹き出される。
デフ吹出口4は、フロントグラスの内面下縁に対応するインパネ上方奥に、フェイス吹出口5はインパネの正面中央に、フット吹出口6はインパネ下面奥に開口し、それぞれ吹出口切替用ダンパ7,8,9により開閉される。
具体的には、吹出口切替用サーボモータ20からのダンパ制御用の回転入力位相に応じて、ダンパ駆動ギア機構10により、デフ吹出口4のみが開いた状態、フェイス吹出口5のみが開いた状態、フット吹出口6のみが開いた状態、フェイス吹出口5とデフ吹出口4が開いた状態、フット吹出口6とデフ吹出口4が開いた状態、フェイス吹出口5、デフ吹出口4およびフット吹出口6が開いた状態のうちの何れかの状態となるように開閉される。
内外気切替用ダンパ15は内外気切替用サーボモータ21により、エアミックスダンパ3はエアミックス用サーボモータ19により、吹出口切替用ダンパ7,8,9は吹出口切替用サーボモータ20により駆動される。ブロワモータ23は、例えばブラシレスモータで構成され、PWM制御により回転速度が調整されてブロワ風量が調整される。各モータ19〜21,23は、エアコンECU50により駆動制御される。
エバポレータ17には、気化した冷媒ガスを圧縮して液体に戻す前に液化し易いように加圧する可変コンプレッサ18が接続されている。可変コンプレッサ18は、例えば斜板の傾斜角を変化させるためのソレノイドバルブ18aを備えた周知のものである。ソレノイドバルブ18aは、エアコンECU50により駆動制御される。ソレノイドバルブ18a、各モータ19〜21,23は、後述する各種リレーRE等と共に出力手段として機能する。
エアコンECU50は、図2に示すように、CPU501,ROM502,RAM503,バックアップメモリ504,時計IC505,A/D変換部506,CANコントローラ507およびこれらを接続する内部バスライン508を主要構成部品とするマイコン500で構成されている。
CPU501は、ROM502等に記憶されたエアコン制御ファームウェア(図示せず)の実行に応じて、後述する出力回路へ制御信号を出力する。RAM503は、CPU501が取得した各種センサ信号や、スイッチ信号、駆動信号、通信データ、ダイアグコードなどを一時的に記憶したり、プログラムの実行に使用されたりするワーク用のメモリとして機能する。バックアップメモリ504は、車両用エアコンCAが非動作時あるいはエアコンECU50の電源がオフ状態の場合にも、ダイアグコードやフリーズフレームデータなどを記憶保持可能なものであり、例えばEEPROM(Electrically Erasable & Programmable Read Only Memory:電気的消去・プログラム可能・読出し専用メモリ)やフラッシュメモリなどで構成されていて、上記した各種センサ信号や、スイッチ信号、駆動信号、通信データ、時計IC505からの日時情報などが、個別にあるいは一括して所定の記憶領域に順次書き込まれるようになっている。
A/D変換部506は、周知のA/D変換回路を含んでなり、後述する入力回路からの電流値または電圧値(アナログデータ)を読み込んで、CPU501で処理可能なデジタルデータに変換する。時計IC505は、リアルタイムクロックICとも呼ばれ、CPU501からの要求に応じてカレンダー・時刻を設定し、必要に応じてそのデータをCPU501に送る。
CANコントローラ507は、例えばエンジンECU101を始めとする各種ECU100(図1参照)と外部通信を行うためのインタフェースであり、信号レベルの変換や伝送制御を行うCAN通信回路532を介して多重通信バスとしてのCANバス31へ通信データを出力し、あるいはCANバス31からの通信データを入力する。
エアコンECU50は、出力回路として、可変コンプレッサ18のソレノイドバルブ18aを駆動するソレノイドバルブ駆動回路511、ブロワモータ23を駆動するブロワモータ駆動回路512、各種リレーRE(例えばブロワ風量をHまたはLレベルに保持する)を駆動するリレー駆動回路513などを備えており、入力回路として、ソレノイドバルブ駆動回路511に流れる電流値を検出する電流値入力回路521、各種センサSEからのセンサ信号を入力するセンサ信号入力回路522、各種スイッチSWからのスイッチ信号を入力するスイッチ信号入力回路523などを備えている。また、エアコンECU50は、入力および出力回路として、信号レベルを変換するサーボモータ用通信回路531、上述したCAN通信回路532、パネル通信回路533などを備えており、さらにマイコン500に供給される内部電源の電圧を検出するウォッチドッグ機能回路534を備えている。
サーボモータ用通信回路531、CAN通信回路532およびパネル通信回路533は、いずれもICで構成され、通信の正常時にてフェールフラグを「0」に設定し、通信の異常時にてフェールフラグを「1」に設定するフラグ設定回路531a,532a,533a(ダイアグ情報検出手段)をそれぞれ備えている。設定されたフェールフラグは、RAM503に記憶されるようになっている。
ソレノイドバルブ駆動回路511からソレノイドバルブ18aへ出力される電流値は、電流値入力回路521(ダイアグ情報検出手段)からマイコン500に入力され、RAM503に記憶されるようになっている。また、ブロワモータ駆動回路512からブロワモータ23へ出力される電流値や、リレー駆動回路513から各種リレーREへ出力される電流値は、それぞれフィードバック回路512a,513a(ダイアグ情報検出手段)を介してマイコン500に入力され、RAM503に記憶されるようになっている。
ウォッチドッグ機能回路534は、CPU501による検出指令に応じて、バッテリからマイコン500に供給される電圧値を検出する機能を有している。ウォッチドッグ機能回路534により検出された電圧値は、RAM503に記憶されるようになっている。
エアコンECU50には、図1および図2に示すように、入力手段としての各種センサSEが接続されている。各種センサSEは、エバポレータ17を通過した直後の空気の温度TEを検出するエバ温度センサ51、車室内の内気温TRを検出する内気センサ52、外気温TAMを検出する外気センサ53、エンジン冷却水温TWを検出する水温センサ54、日射量TSを検出する日射センサ55などで構成されている。各種センサSEのセンサ信号は、それぞれに対応して設けられたセンサ信号入力回路522を介してマイコン500へ入力される。また、各種センサSEのセンサ信号に対応した電流値が、センサ毎に設けられた電流センサ541によりそれぞれ検出され、センサ信号入力回路522を介することなくマイコン500へ入力されるようになっている。
また、エアコンECU50には、入力手段としての圧力スイッチ、エアコンスイッチなどの各種スイッチSWが接続されている。各種スイッチSWのオン・オフ信号は、スイッチ信号入力回路523を介してマイクロコンピュータ500へ入力される。また、各種スイッチSWのオン・オフ時の電流値が、各種スイッチSW毎に設けられた電流センサ542によりそれぞれ検出され、スイッチ信号入力回路523を介することなくマイコン500へ入力されるようになっている。
エアコンECU50には、入力および出力手段としてのコントロールパネルCPが接続されている。コントロールパネルCPは、パネル通信回路533を介してマイコン500に通信可能に接続されている。このコントロールパネルCPには、ブロワ出力レベルを設定する風量設定スイッチ61、吹出モード(吹出口)を設定するモードスイッチ62、室温を設定する温度設定スイッチ63、可変コンプレッサ18を作動させるA/Cスイッチ64、内気モードまたは外気モードを設定する内外気切替スイッチ65、送風を停止する送風オフスイッチ66、デフロスタを作動させるDEFスイッチ67、ブロワモータ23および可変コンプレッサ18を自動的に作動させるオート切替スイッチ68、およびリアデフォッガ(図示せず)を作動させるリアデフスイッチ69が、それぞれ設定時に点灯するインジケータ用光源INDと共に組み込まれている。また、コントロールパネルCPには、設定温度、吹出モード、ブロワ出力レベル、時刻などのエアコン動作に関する各種情報を表示する液晶ディスプレイ71が組み込まれている。
次に、上記のように構成した本実施形態の作動について説明する。エアコンECU50のCPU501は、コントロールパネルCPの各スイッチ操作に応じてエアコン制御のための各種制御プログラムを実行することに加えて、ROM502等に記憶された図3のダイアグ判定出力プログラムを実行する。
このダイアグ判定出力プログラムは、例えばディーラーあるいは整備工場に設置されている外部故障診断装置200(図1参照)が、所定のコネクタを介してCANバス31に接続され、かつイグニッションスイッチがオンされたとき、ステップS10にてその実行が開始される。
外部故障診断装置200は、例えば図4に示すように、タッチ操作可能な液晶の表示画面を備えており、メニューの一つにダイアグ診断項目201が含まれている。ダイアグ診断項目201のタッチ操作により、基幹となる各種ECUの選択画面が表示される(図5参照)。この状態で、ボディー項目202のタッチ操作により、ボディー系の各種ECUの選択画面が表示される(図6参照)。この状態で、エアコンECU項目203をタッチ操作すると、CPU501は、ステップS11にて「Yes」すなわちダイアグ出力の要求ありと判定し、RAM503等に記憶された各種データに基づいて、ダイアグ判定を実施し、その判定データを外部故障診断装置200へ出力する(ステップS13)。
これにより、外部故障診断装置200の表示画面には、例えば図7に示すように、故障部位を包含する代表的な電子部品等を表すダイアグコードと共に、その故障部位の簡単な故障内容(通常ダイアグ)が表示される。具体的には、CPU501は、例えば内気センサ52が接続されたセンサ信号入力回路522からの電圧値が0Vまたは5Vである場合には、内気センサ52が断線またはショートしているものと判定して、その旨を出力する。また、例えばサーボモータ用通信回路531から内外気切替用サーボモータ21への通信フェールが記録されている場合(フェールフラグが「1」に設定されているか、またはフェールフラグが設定されていない場合)には、内外気切替用サーボモータ21が作動不良状態にあるものと判定して、その旨を出力する。
図7の選択画面が表示されている状態で、詳細項目204をタッチ操作すると、CPU501は、ステップS12にて「Yes」すなわち詳細ダイアグ出力の要求ありと判定し、RAM503等に記憶された各種データに基づいて、詳細ダイアグ判定を実施し、その判定データを外部故障診断装置200へ出力する(ステップS14)。
これにより、外部故障診断装置200の表示画面には、例えば図8に示すように、内外気切替用サーボモータ21を表すダイアグコード(図中「42」と例示)と共に、詳細故障部位を特定した故障内容(詳細ダイアグ)が表示される。具体的には、CPU501は、例えばサーボモータ用通信回路531からのフェールフラグが未設定の場合には、サーボモータ用通信回路531の故障を判定して、その旨を出力する。
そして、上記した故障内容に加えて、CPU501のサムチェック結果、ウォッチドッグ機能回路534による内部電源の電圧状態、およびRAM503,バックアップメモリ504などのセルチェック結果が出力される。これにより、故障原因がエアコンECU50側にあるか否かを容易に判断することができる。
なお、CPU501は、サーボモータ用通信回路531からのフェールフラグが「1」に設定されている場合には、例えばサーボモータ用通信回路531自体は正常であると判定し、内外気切替用サーボモータ21が故障であると判定して、その旨を出力する。
また、例えば内気センサ52が接続されたセンサ信号入力回路522からの電圧値が0Vまたは5Vであるとき、その故障内容に対応する詳細項目(図7中の上側の詳細項目)がタッチ操作された場合には、CPU501は、内気センサ52に対応する電流センサ541により検出された電流値が所定の範囲内にあれば、内気センサ52が接続されたセンサ信号入力回路522の故障を判定して、その旨を出力する。一方、内気センサ52に対応する電流センサ541により検出された電流値が所定の範囲内になければ、内気センサ52の故障を判定して、その旨を出力する。内気センサ52以外の各種センサSEや、各種スイッチSWが接続されたスイッチ信号入力回路523についても、内気センサ52の場合と同様である。
また、CPU501は、電流値入力回路521から入力された電流値に基づいて、ソレノイドバルブ駆動回路511の断線またはショートを判定する。ソレノイドバルブ駆動回路511が断線またはショートしていると判定した場合には、ステップS13にて可変コンプレッサ18を表すダイアグコードと共に、可変コンプレッサ18が作動不良状態である旨を出力する。詳細項目がタッチ操作された場合には、ステップS14にて可変コンプレッサ18を表すダイアグコードと共に、ソレノイドバルブ駆動回路511が断線またはショートしている旨を出力する。ブロワモータ駆動回路512またはリレー駆動回路513についても、ソレノイドバルブ駆動回路511の場合と同様である。
以上の説明からも明らかなように、この実施形態では、フラグ設定回路531a,532a,533aによりサーボモータ用通信回路531、CAN通信回路532およびパネル通信回路533の故障に関連するダイアグ情報が検出され、電流値入力回路521によりソレノイドバルブ駆動回路511の故障に関連するダイアグ情報が検出され、フィードバック回路512a,513aによりブロワモータ駆動回路512およびリレー駆動回路513の故障に関連するダイアグ情報が検出され、電流センサ541,542により各種センサSEおよび各種スイッチSWの故障に関連するダイアグ情報が検出される。そして、エアコンECU50のCPU501により、外部故障診断装置200からのダイアグ要求(ステップS12)に応じて、検出されたフェールフラグ、電流値を加味して特定の入出力手段または入出力回路に関するダイアグデータが出力される(ステップS14)。
これにより、サーボモータ19〜21、各種センサSEなどの入出力手段や、通信回路531〜533、駆動回路511〜513などの入出力回路の詳細故障部位を特定することが可能となって、故障解析を速やかに行うことができる。
また、上記実施形態では、既存のサーボモータ用通信回路531、CAN通信回路532およびパネル通信回路533にそれぞれフラグ設定回路531a,532a,533aを設け、既存のブロワモータ駆動回路512およびリレー駆動回路513にそれぞれフィードバック回路512a,513aを設け、既存の各種センサSE毎に電流センサ541を設け、また各種スイッチSW毎に電流センサ542を設けたので、シンプルな構成でダイアグ情報を検出することができる。
なお、上記実施形態では、サーボモータ用通信回路531、CAN通信回路532およびパネル通信回路533にそれぞれフラグ設定回路531a,532a,533aを設けたが、これに加えてまたは代えて、例えばサーボモータ用通信回路531から各モータ19〜21へ送信される通信データや、CAN通信回路532からエンジンECU101を始めとする各種ECU100へ送信される通信データ、パネル通信回路533からコントロールパネルCPへ送信される通信データをエアコンECU50へフィードバックさせる回路を設け、CPU501が各通信回路531,532,533へ出力した通信データとの異同を判定し、異なると判定した場合にその通信回路の故障を判定するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、本発明を車両用エアコンCAに適用したが、車両の各種ECU100に本発明を適用してもよい。
本発明の一実施形態に係る車両用エアコンを概略的に示すブロック図。 図1のエアコンECUを示すブロック図。 図1のエアコンECUのCPUにより実行されるダイアグ判定出力プログラムを示すフローチャート。 外部故障診断装置の表示画面を示す説明図。 外部故障診断装置の表示画面を示す説明図。 外部故障診断装置の表示画面を示す説明図。 外部故障診断装置の表示画面を示す説明図。 外部故障診断装置の表示画面を示す説明図。
符号の説明
CA 車両用エアコン(車両用制御装置)
SE 各種センサ(入出力手段)
CP コントロールパネル(入出力手段)
SE 各種センサ(入出力手段)
RE 各種リレー(入出力手段)
18 可変コンプレッサ(入出力手段)
18a ソレノイドバルブ
19〜21 サーボモータ(入出力手段)
23 ブロワモータ(入出力手段)
50 エアコンECU(制御手段)
100 各種ECU(制御手段)
101 エンジンECU(制御手段)
500 マイコン
501 CPU
502 ROM
503 RAM
504 バックアップメモリ
505 時計IC
506 A/D変換部
507 CANコントローラ
508 内部バスライン
511 ソレノイドバルブ駆動回路(入出力回路)
512 ブロワモータ駆動回路(入出力回路)
513 リレー駆動回路(入出力回路)
512a,513a フィードバック回路(ダイアグ情報検出手段)
521 電流値入力回路(ダイアグ情報検出手段)
522 センサ信号入力回路(入出力回路)
523 スイッチ信号入力回路(入出力回路)
531 サーボモータ用通信回路(入出力回路)
532 CAN通信回路(入出力回路)
533 パネル通信回路(入出力回路)
531a〜533a フラグ設定回路(ダイアグ情報検出手段)
534 ウォッチドッグ機能回路
541,542 電流センサ(ダイアグ情報検出手段)

Claims (4)

  1. 入出力系として複数の入出力手段および入出力回路を有し、前記入出力手段とそれぞれ対応する前記入出力回路を介して接続され、かつ外部故障診断装置からのダイアグ要求に応じて前記入出力系の故障部位に関するダイアグデータを出力可能な制御手段を備えた車両用制御装置において、
    前記複数の入出力手段および入出力回路に対応して、それぞれの故障に関連するダイアグ情報を検出するダイアグ情報検出手段が設けられ、
    前記制御手段は、前記外部故障診断装置からのダイアグ要求に応じて、前記ダイアグ情報検出手段により検出されたダイアグ情報を加味して特定の前記入出力手段または前記入出力回路に関するダイアグデータを出力するように設定されていることを特徴とする車両用制御装置。
  2. 前記ダイアグ情報は、前記入出力手段または前記入出力回路で設定されるフェールフラグ、または前記入出力手段もしくは前記入出力回路からの出力信号に対応した電流値である請求項1に記載の車両用制御装置。
  3. 前記制御手段は、特定の前記入出力手段または前記入出力回路に関するダイアグデータと共に、内部電源の電圧状態を含んでなる前記制御手段自体の状態情報を出力する請求項1または2に記載の車両用制御装置。
  4. 前記制御手段は、エアコン制御手段である請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用制御装置。
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