JP2012128716A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部起動信号がオフ状態になったときに演算装置がオフになることを確認する診断を、通常動作中に実施することのできる車両制御装置を得る。
【解決手段】本発明に係る車両制御装置は、外部起動信号がオフ状態になったときにメインリレー駆動回路がメインリレーをオフ状態にすることを確認するための診断処理を、外部起動信号がオン状態のときに実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置に関するものである。

タイマ回路を実装している車両制御装置は、タイマ回路が故障したことを確実に検出できることが必要である。そのため、車両制御装置が備えるタイマ回路を診断する様々な技術が開発されている。

下記特許文献１では、マイコンに電源を供給して起動するための外部起動信号（イグニッションスイッチ）がオン状態になっている期間中に、タイマ回路を診断する技術が記載されている。これにより、外部起動信号がオフ状態になっている期間中に、タイマ回路によってマイコンを起動できなくなっている異常状態を検出することができる。また、外部起動信号がオフ状態になっても電源がマイコンに供給されたままになっている異常状態を検出することもできる。

下記特許文献２では、タイマ回路の診断を、マイコンのセルフシャット期間中に実施することが記載されている。セルフシャット期間とは、外部起動信号がオフ状態になってからマイコンが実際にオフになるまでの期間である。また同文献には、メインリレー駆動回路を診断する手法が記載されている。メインリレー駆動回路は、電源供給をオンオフするメインリレーを駆動するための回路である。

特開２００６−３０７７２１号公報 特開２０１０−１７６５４１号公報

車両制御装置は、タイマ回路が所定値をカウントしたときに出力する内部起動信号を入力として、メインリレー駆動回路をオンオフ制御する。そのため、タイマ回路以外にもメインリレー駆動回路が正常動作していることを確認する必要がある。

上記特許文献１に記載されている技術では、外部起動信号がオン状態になっている期間中にタイマ回路を診断しているので、タイマ回路を診断している期間中は、外部起動信号によってメインリレーが常時オン状態になっている。そのため、タイマ回路が出力する内部起動信号によってメインリレー駆動回路をオンオフ動作させることができず、メインリレー駆動回路が正常動作しているか否かを診断することができない。

上記特許文献２に記載されている技術では、メインリレー駆動回路が外部起動信号に連動してオンオフすることを診断している。しかし、例えば外部起動信号と他の入力信号が短絡しているなどの原因で、外部起動信号とメインリレー駆動回路が連動しない故障が発生した場合、正確な診断ができない場合がある。特許文献２においてこれを正確に診断するためには、外部起動信号をオフ状態にする必要があるため、外部起動信号をオフにする動作、すなわち電源をオフにするときにならないと診断を実施することができず、診断実施タイミングの上で制約が大きい。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、外部起動信号がオフ状態になったときに演算装置がオフになることを確認する診断を、通常動作中に実施することのできる車両制御装置を得ることを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、外部起動信号がオフ状態になったときにメインリレー駆動回路がメインリレーをオフ状態にすることを確認するための診断処理を、外部起動信号がオン状態のときに実行する。

本発明に係る車両制御装置は、外部起動信号がオン状態のときにメインリレー駆動回路の診断を実施するので、外部起動信号がオン、すなわち車両制御装置が通常動作しているときに、上記診断を実施することができる。

実施形態１に係る車両制御装置１の構成図である。 車両制御装置１の全体動作フローである。 ステップＳ１２１において実行される、メインリレー駆動回路５を診断するための処理フローである。 図３の処理フローにおける各信号の状態を示すタイミングチャートである。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る車両制御装置１の構成図である。車両制御装置１は車両の動作を制御する装置であり、マイコン２、タイマＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）４、電源回路３、メインリレー駆動回路５、メインリレードライバＩＣ８を備える。

マイコン２は、車両の制御演算を実行する演算装置である。また、後述する診断処理も実行する。

タイマＩＣ４は、マイコン２が停止している時間を計測してマイコン２を自動起動させるための計時回路である。タイマＩＣ４は、計測時間の設定値を格納するレジスタと、タイマＩＣ４内のクロックによりダウンカウントする内部カウンタ値がゼロになったかを調べる比較器を備えている。内部カウンタ値がゼロになると、ウェイクアップ信号Ｓｉ３をタイマＩＣ４の外部に出力する。

電源回路３は、電源（例えば車載バッテリー）１０から電力の供給を受け、マイコン２に供給する電圧ＶｍとタイマＩＣ４に供給する電圧Ｖｓを出力する。電源１０が出力する電圧を、符号ＶＢで示した。電圧Ｖｓは、電源１０が出力する電圧ＶＢによって常時出力されるようになっている。

メインリレー駆動回路５は、外部起動スイッチ（例えばイグニッションスイッチ、以下ではＩＧＮＳＷと表記する）９によってオン状態になるＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１、または電源１０から出力されるメインリレー駆動許可信号Ｓｉ２がオン状態になることによってオン状態となり、メインリレードライバＩＣ８に電圧を供給する。

メインリレードライバＩＣ８は、ＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１、メインリレー駆動許可信号Ｓｉ２、またはマイコン２が出力するメインリレー制御信号Ｓｉ８がオン状態になることによって駆動され、メインリレー６をオン状態にする。メインリレー６がオン状態になると電源回路３に電圧ＶＢが印加され、電源回路３はその電力を用いてマイコン２に電圧Ｖｍを供給して起動する。

マイコン２を起動する手順および停止する手順には、それぞれ以下のようなパターンが存在する。

（マイコン２を起動する手順その１）
ＩＧＮＳＷ９をオン状態にすると、ＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１がオン状態となる。スイッチ１５が通電状態になっていれば、ＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１がメインリレー駆動回路５に入力され、メインリレードライバＩＣ８を介してメインリレー６がオン状態となる。これによりマイコン２に電源が供給され、マイコン２が起動する。なお、スイッチ１５は通常は通電状態となっており、マイコン２がメインリレー駆動回路遮断信号Ｓｉ９を出力すると非通電状態になる。

（マイコン２を起動する手順その２）
ＩＧＮＳＷ９がオフ状態であっても、メインリレー駆動許可信号Ｓｉ２がオン状態でメインリレー駆動回路５に入力されれば、上記と同様の動作手順でマイコン２が起動する。ただしスイッチ１６は通常は非通電状態となっており、タイマＩＣ４の内部カウンタ値がゼロになったときに出力されるウェイクアップ信号Ｓｉ３を受け取った時点で、通電状態となる。

（マイコン２を停止する手順）
ＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１、メインリレー駆動許可信号Ｓｉ２、メインリレー制御信号Ｓｉ８が全てオフ状態になれば、メインリレードライバＩＣ８がメインリレー６をオフ状態にするため、結果としてマイコン２への電源供給が遮断されてマイコン２は停止する。ＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１は、ＩＧＮＳＷ９をオフ状態にするか、またはスイッチ１５を非通電状態にすればオフ状態になる。メインリレー制御信号Ｓｉ８は、マイコン２が自らオフ状態にすることができる。メインリレー駆動許可信号Ｓｉ２は、スイッチ１６を非通電状態にすることによってオフ状態となる。スイッチ１６は、スイッチ２１を非通電にすることによってウェイクアップ信号Ｓｉ３を遮断すれば、非通電状態となる。

図２は、車両制御装置１の全体動作フローである。以下、図２の各ステップについて説明する。
（図２：ステップＳ１１０）
マイコン２に電圧Ｖｍが入力されるとマイコン２が起動する。マイコン２は、ＩＧＮＳＷ９がオン状態になっているか否かを、ＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１の状態によって確認する。ＩＧＮＳＷ９がオン状態である場合はステップＳ１１５へ進み、オン状態でなければステップＳ１３０へスキップする。
（図２：ステップＳ１１０：補足）
本ステップは、マイコン２がＩＧＮＳＷ９によって起動されたのか、それともタイマＩＣ４のウェイクアップ信号Ｓｉ３によって起動されたのかを判定する意義がある。

（図２：ステップＳ１１５）
マイコン２は、ウェイクアップ信号Ｓｉ３がオフ状態になっているか否かを確認する。ウェイクアップ信号Ｓｉ３がオフ状態であればステップＳ１２０へ進み、オフ状態でなければステップＳ１２５へ進む。
（図２：ステップＳ１２０〜Ｓ１２１）
マイコン２は、ＩＧＮＳＷ９がオン状態かつウェイクアップ信号Ｓｉ３がオフ状態であるので、マイコン２がＩＧＮＳＷ９によって起動されたものと判断し、通常の車両制御演算を実行する（Ｓ１２０）。その過程で、後述の図３で説明する、メインリレー駆動回路５の故障診断処理を実行する（Ｓ１２１）。

（図２：ステップＳ１２５）
ＩＧＮＳＷ９とウェイクアップ信号Ｓｉ３がともにオン状態となることは、通常では考えられない。そこでマイコン２は、タイマＩＣ４がウェイクアップ信号Ｓｉ３をオン状態で出力し続ける故障が発生している可能性があると判断する。マイコン２は、タイマ回路動作停止信号Ｓｉ５をオン状態にする。これにより、スイッチ２０および２１が非通電状態となり、スイッチ１６がこれにともなって非通電状態となる。その結果、メインリレードライバＩＣ８を駆動するのはＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１とメインリレー制御信号Ｓｉ８のみとなるので、ウェイクアップ信号Ｓｉ３の状態によらず、ＩＧＮＳＷ９をオフすることによってマイコン２を停止することができる。
（図２：ステップＳ１３０）
マイコン２は、ウェイクアップ信号Ｓｉ３がオフ状態になっているか否かを確認する。ウェイクアップ信号Ｓｉ３がオフ状態であればステップＳ１４０へ進み、オフ状態でなければステップＳ１９０へ進む。

（図２：ステップＳ１４０）
マイコン２は、ＩＧＮＳＷ９がオフ状態、ウェイクアップ信号Ｓｉ３がオフ状態であるので、先に説明したセルフシャット期間中にあると判断する。マイコン２は、セルフシャット期間中は、タイマＩＣ４の故障診断処理を実行する。
（図２：ステップＳ１５０〜Ｓ１６０）
マイコン２は、ステップＳ１４０の結果、タイマＩＣ４に異常が検出されたか否かを判定する。異常が検出された場合はステップＳ１６０へ進み、診断結果を記録する。また、メインリレー制御信号Ｓｉ８をオフ状態に切り替えることにより、メインリレードライバＩＣ８を介してメインリレー６をオフ状態にする。これにより、マイコン２へ電源１０の電圧ＶＢが供給されなくなり、マイコン２は停止する。

（図２：ステップＳ１７０〜Ｓ１８０）
マイコン２は、タイマＩＣ４に異常が検出されなかった場合は、タイマＩＣ４に内部カウント値をセットし（Ｓ１７０）、カウントをスタートする（Ｓ１８０）。
（図２：ステップＳ１９０）
マイコン２は、ＩＧＮＳＷ９がオフ状態、ウェイクアップ信号Ｓｉ３がオン状態であるので、タイマＩＣ４によってマイコン２が起動したと判断する。マイコン２は、エバポリーク診断、水温センサ診断など、エンジンを停止してから診断開始するまでに時間間隔を空ける必要がある診断を実行する。
（図２：ステップＳ２００〜Ｓ２１０）
マイコン２は、ステップＳ１９０の診断結果を記録する（Ｓ２００）。マイコン２は、ステップＳ１２５と同様にタイマ回路動作停止信号Ｓｉ５をオン状態にすることによってスイッチ２０、２１、１６を非通電状態とし、メインリレー制御信号Ｓｉ８をオフ状態にしてマイコン２を停止させる（Ｓ２１０）。

図３は、ステップＳ１２１において実行される、メインリレー駆動回路５を診断するための処理フローである。以下、図３の各ステップについて説明する。
（図３：ステップＳ３００）
マイコン２は、メインリレー駆動回路５の出力モニタ信号Ｓｉ６がオン状態になっているか否かを確認する。オン状態になっている場合はステップＳ３１０へ進み、オン状態になっていない場合は本処理フローを終了する。
（図３：ステップＳ３１０）
マイコン２は、メインリレー駆動回路遮断信号Ｓｉ９をオン状態にする。これにより、スイッチ１５が非通電状態となり、メインリレー駆動回路５とＩＧＮＳＷ９の間が遮断されて、メインリレー駆動回路５に入力されるＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１はオフ状態になる。

（図３：ステップＳ３２０）
マイコン２は、ＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１がオフ状態になったことによってメインリレー駆動回路５の出力モニタ信号Ｓｉ６がオフ状態になっていることを確認する。オフ状態になっている場合はステップＳ３３０へ進み、オフ状態になっていない場合はステップＳ４００へスキップする。
（図３：ステップＳ３３０）
マイコン２は、ステップＳ３１０〜Ｓ３２０と反対の動作を実施し、メインリレー駆動回路５の出力モニタ信号Ｓｉ６がオン状態になっていることを確認する。

（図３：ステップＳ３４０）
マイコン２は、出力モニタ信号Ｓｉ６がオン状態になっている場合は、メインリレー駆動回路５のうちＩＧＮＳＷ９に接続されている側のラインは故障していないと判断し、ステップＳ３５０へ進む。オン状態になっていない場合は故障していると判断し、ステップＳ４００へスキップする。
（図３：ステップＳ３００〜Ｓ３４０：補足）
これらのステップは、メインリレー駆動回路５のＩＧＮＳＷ９側のラインが正常動作しているか否かを確認するためのものである。スイッチ１５をオンオフ切り替えするのにともなってメインリレー駆動回路５の出力Ｓｉ６がオンオフされれば、ＩＧＮＳＷ９側のラインは正常動作していると考えられる。一方、ＩＧＮＳＷ９側のラインとメインリレー駆動許可信号Ｓｉ２側のラインが短絡する、またはラインが断線するなどしている場合は、スイッチ１５の動作とメインリレー駆動回路５の出力Ｓｉ６は連動しない可能性がある。

（図３：ステップＳ３５０）
マイコン２は、ステップＳ３１０と同様にメインリレー駆動回路遮断信号Ｓｉ９をオン状態にし、スイッチ１５を非通電状態にする。本ステップは、以後のステップでメインリレー駆動回路５のメインリレー駆動許可信号Ｓｉ２側のラインを診断するための準備として、ＩＧＮＳＷ９側のラインをオフ状態にするためのものである。
（図３：ステップＳ３６０）
マイコン２は、メインリレー駆動回路５の出力モニタ信号Ｓｉ６がオフ状態になっていることを確認した後、タイマＩＣ４に内部カウント値をセットし、カウントをスタートする。

（図３：ステップＳ３７０〜Ｓ３８０）
マイコン２は、タイマＩＣ４の内部カウンタ値がゼロになってウェイクアップ信号Ｓｉ３がオン状態になるのにともない（Ｓ３７０）、スイッチ１６が通電状態になり、メインリレー駆動回路５の出力モニタ信号Ｓｉ６がオン状態になっていることを確認する（Ｓ３８０）。オン状態になっていれば本処理フローを終了し、オン状態になっていなければステップＳ４００へ進む。
（図３：ステップＳ４００〜Ｓ４２０）
マイコン２は、次回ＩＧＮＳＷ９がオフ状態になったとき（Ｓ４００）、診断結果を記録する（Ｓ４１０）。マイコン２は、スイッチ１５とスイッチ１６を非通電状態にし、メインリレー制御信号Ｓｉ８をオフ状態にして、メインリレードライバＩＣ８を介してメインリレー６をオフ状態にする。これによりマイコン２は電源１０から遮断され、停止する（Ｓ４２０）。

図４は、図３の処理フローにおける各信号の状態を示すタイミングチャートである。以下、図４の各信号波形について説明する。
ステップＳ３１０〜Ｓ３４０において、メインリレー駆動回路遮断信号Ｓｉ９をオン／オフさせると、メインリレー駆動回路５に入力されるＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１がこれにともなってオフ／オンする。メインリレー駆動回路５の出力モニタ信号Ｓｉ６は、Ｓｉ１とともにオフ／オンする。

ステップＳ３６０において、タイマＩＣ４に内部カウント値がセットされる。ステップＳ３７０において、タイマＩＣ４が内部カウント値のカウントを完了すると、スイッチ１６が通電状態になる。これにともない、メインリレー駆動回路５に入力されるメインリレー駆動許可信号Ｓｉ２と出力モニタ信号Ｓｉ６がオン状態になる。

＜実施の形態１：まとめ＞
以上のように、本実施形態１に係る車両制御装置１は、ＩＧＮＳＷ９がオフ状態になるにともなってメインリレー駆動回路５の出力モニタ信号Ｓｉ６がオフ状態になることを確認するための診断処理を、通常制御処理内のステップＳ１２１で実行する。これにより、診断を実施するタイミングについての制約を緩和し、自由なタイミングでメインリレー駆動回路５を診断することができる。

また、本実施形態１に係る車両制御装置１は、スイッチ１５をオンオフすることによって、メインリレー駆動回路５に入力されるＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１をオンオフする。これにより、ＩＧＮＳＷ９の状態によらず、メインリレー駆動回路５がＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１の状態に応じて正しく変化するか否かを診断することができる。

また、本実施形態１に係る車両制御装置１は、ＩＧＮＳＷ９がオフ状態になるとタイマＩＣ４を起動し、タイマＩＣ４のカウントが完了した時点でステップＳ１９０の診断を実施する。これにより、セルフシャット期間中に車両診断を実施することができる。

また、本実施形態１に係る車両制御装置１は、メインリレー駆動回路５に入力されるＩＧＮＳＷ信号Ｓｉ１をオフ状態にした後、タイマＩＣ４を起動してスイッチ１６を非通電状態にし、メインリレー駆動回路５の出力モニタ信号Ｓｉ６がオフ状態になるか否かを確認する。これにより、メインリレー駆動回路５のメインリレー駆動許可信号Ｓｉ２側のラインが正常動作しているか否かを診断することができる。

＜実施の形態２＞
実施形態１では、外部起動信号としてＩＧＮＳＷ９を例示したが、外部起動信号の例はこれに限られるものではない。例えば、ネットワークを介して車両制御装置１を起動するように指示する起動信号を、ＩＧＮＳＷ９の代わりに用いることもできる。その他の種類の外部起動信号についても同様である。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１：車両制御装置、２：マイコン、３：電源回路、４：タイマＩＣ、５：メインリレー駆動回路、６：メインリレー、８：メインリレードライバＩＣ、９：ＩＧＮＳＷ、１０：電源、１５〜１６：スイッチ、２０〜２１：スイッチ、Ｓｉ１：ＩＧＮＳＷ信号、Ｓｉ２：メインリレー駆動許可信号、Ｓｉ３：ウェイクアップ信号、Ｓｉ５：タイマ回路動作停止信号、Ｓｉ６：出力モニタ信号、Ｓｉ８：メインリレー制御信号、Ｓｉ９：メインリレー駆動回路遮断信号。

Claims (4)

1. メインリレーのオン状態によってマイコン動作電圧を出力すると共に、タイマ回路動作電圧を常時出力する電源回路と、
   前記電源回路から出力されるマイコン動作電圧によって動作するマイコンと、
   前記電源回路から常時出力されるタイマ回路動作電圧によって動作するタイマ回路と、
   外部から入力される外部起動信号あるいは前記タイマ回路が出力する内部起動信号のいずれかがオン状態の場合に、前記メインリレーをオン状態にさせるメインリレー駆動回路と、を備え、
   前記外部起動信号がオン状態からオフ状態に変化して、前記電源回路から前記マイコンにマイコン動作電圧が供給されなくなると、前記タイマ回路のカウンタが時間計測を開始し、指定された時間が経過した時点で前記タイマ回路が出力する前記内部起動信号をオン状態にし、前記電源回路から前記マイコンにマイコン動作電圧を供給して前記マイコンを起動させる車両用電子制御装置であって、
   前記マイコンは、
   前記外部起動信号がオフ状態になったときに前記メインリレー駆動回路の出力がオフ状態になることを確認するための診断処理を、前記外部起動信号がオン状態のときに実行すること、
   を特徴とする車両制御装置。
2. 前記外部起動信号を受け取る端子と前記メインリレー駆動回路の間に配置され、前記マイコンによりオンオフに切り替え可能な、前記メインリレー駆動回路に入力される前記外部起動信号を遮断する第１スイッチを備えること、
   を特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記マイコンは、前記診断処理を実行する際に、
   前記メインリレーをオン状態に維持するように指示を出力しつつ、前記第１スイッチをオンオフ切り替えすることにより、前記メインリレー駆動回路に入力される前記外部起動信号のオン状態とオフ状態を切り替え、
   その結果として前記メインリレー起動回路の出力がオン状態とオフ状態が切り替わるか否か確認することにより、前記診断処理を実行すること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記マイコンは、前記診断処理を実行する際に、
   前記メインリレーをオン状態に維持するように指示を出力しつつ、前記第１スイッチをオフ状態に切り替え、前記メインリレー駆動回路に入力される前記外部起動信号をオフ状態に切り替えた後、前記タイマ回路の内部起動信号のオン状態とオフ状態を切り替え、
   その結果として前記メインリレー起動回路の出力がオン状態とオフ状態が切り替わるか否か確認することにより、前記診断処理を実行すること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御装置。

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