JP2022131858A - 車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御プログラム - Google Patents

車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】複数のマイクロコンピュータを備える機器内において、機器の外部との直接通信が可能なマイクロコンピュータに異常が発生した場合であっても、その異常を外部へ通知する。【解決手段】車両制御装置30は、外部と通信可能な第1マイコン34-1と、外部との直接通信が不可能であって、かつ第1マイコン34-1と通信可能な第2マイコン34-2と、を備える。第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4が、外部からの制御信号を受け付ける。第1マイコン34-1が、制御信号に基づいて第1リレー32-2の動作を制御し、制御信号を第2マイコン34-2へ出力する。第2マイコン34-2が、制御信号に対応する第1リレー32-2の状態と、第1リレー32-2が表す状態とが異なる場合に、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の動作を停止させるように制御する。【選択図】図1

Description

本開示は、車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御プログラムに関する。
従来、制御マイコンの故障を効率的に検出可能な電子制御装置が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1には、複数の制御マイクロコンピュータの各々がCAN通信バスから同じデータを受信する場合、あるマイクロコンピュータが、他のマイクロコンピュータがCAN通信バスに出力する通信データが正常であるか否かを監視することにより、他のマイクロコンピュータの故障を効率的に検出する点が開示されている(例えば、特許文献1の段落[0009]等を参照)。
特開2018-020678号公報
ところで、上記特許文献1に開示されているように、複数のマイクロコンピュータが1つの機器内に存在する場合、複数のマイクロコンピュータのうち何れかのマイクロコンピュータに異常が発生する場合がある。機器が備えるマイクロコンピュータに異常が発生した場合、その状態を機器の外部に知らせる必要がある。
この点、上記特許文献1においては、複数のマイクロコンピュータの各々には通信部としてのCANトランシーバが接続されている。このため、機器内のマイクロコンピュータは、他のマイクロコンピュータに異常が発生した場合、自らに接続されているCANトランシーバを介してその異常を外部へ通知することが可能である。
一方、上記特許文献1のような構成とは異なり、機器内の一部のマイクロコンピュータが外部との直接通信が不可能である場合もある。この場合、外部との直接通信が可能なマイクロコンピュータに異常が発生したときには、その異常は外部へ通知されないことが想定される。外部との直接通信が可能なマイクロコンピュータ自体が異常な状態であり、また、外部との直接通信が不可能なマイクロコンピュータは外部へその異常を通知することができないためである。
このため、上記特許文献1に開示の技術は、複数のマイクロコンピュータを備える機器内において、機器の外部と直接通信が可能なマイクロコンピュータに異常が発生した場合に、その異常を外部へ通知することができないときがある、という課題がある。
本開示は、上記事実を考慮し、複数のマイクロコンピュータを備える機器内において、機器の外部との直接通信が可能なマイクロコンピュータに異常が発生した場合であっても、その異常を外部へ通知することを目的とする。
第1態様の車両制御装置は、通信部と、前記通信部を介して外部と通信可能な第1マイクロコンピュータと、外部との直接通信が不可能であって、かつ前記第1マイクロコンピュータと通信可能な第2マイクロコンピュータと、を備える車両制御装置であって、前記通信部が、外部からの制御信号を受け付け、前記第1マイクロコンピュータが、前記通信部により受け付けられた前記制御信号に基づいて制御対象物の動作を制御し、前記制御信号を前記第2マイクロコンピュータへ出力し、前記第2マイクロコンピュータが、前記制御信号に対応する前記制御対象物の状態と、前記制御対象物が表す状態とが異なる場合に、前記通信部の動作を停止させるように制御する、車両制御装置である。
第1態様の車両制御装置によれば、通信部が、外部からの制御信号を受け付ける。また、第1マイクロコンピュータが、通信部により受け付けられた制御信号に基づいて制御対象物の動作を制御し、制御信号を第2マイクロコンピュータへ出力する。第2マイクロコンピュータが、制御信号に対応する制御対象物の状態と、制御対象物が表す状態とが異なる場合に、通信部の動作を停止させるように制御する。これにより、複数のマイクロコンピュータを備える車両制御装置内において、車両制御装置の外部との直接通信が可能な第1マイクロコンピュータに異常が発生した場合であっても、その異常を外部へ通知することができる。具体的には、第2マイクロコンピュータが、第1マイクロコンピュータから出力された制御信号が表す制御対象物の状態と、実際の制御対象物の状態とが異なる場合に、通信部の動作を停止させるように制御する。これにより、車両制御装置は外部の機器との通信が不可能となり、外部の機器は、車両制御装置が応答しないことを検知し、車両制御装置に異常が発生していることを検知することができる。
第2態様の車両制御装置における前記制御対象物は、第1電源と第2電源との間に位置するリレーである。第1電源と第2電源との間にリレーが設けられることにより、電源切替を実施することができる。
第3態様の車両制御装置の前記第1マイクロコンピュータは、前記制御信号に応答して前記リレーをオフ状態にするように制御し、前記制御信号を前記第2マイクロコンピュータへ出力し、前記第2マイクロコンピュータは、前記リレーが表す状態を取得し、前記制御信号が表す状態と前記リレーが表す状態とが異なる場合に、前記通信部の動作を停止させるように制御する。これにより、制御信号が表すリレーの状態と実際のリレーの状態とが異なる場合に、通信部の動作が停止し、車両制御装置に発生している異常を外部に通知することができる。
第4態様の車両制御装置の前記第1マイクロコンピュータは、前記制御信号に応答して前記リレーをオフ状態にするように制御し、前記制御信号を前記第2マイクロコンピュータへ出力し、前記第2マイクロコンピュータは、前記リレーが表す状態を取得し、前記リレーが表す状態がオフ状態であり、前記制御信号が表す状態と前記リレーが表す状態とが同一である場合に、前記リレーのオフ状態を継続させるためのインターロック信号を出力する。これにより、制御信号が表すリレーの状態と実際のリレーの状態とが同一である場合に、リレーの状態をインターロックすることができる。
第5態様の車両制御装置の前記第1マイクロコンピュータは、前記リレーをオフ状態にするように制御する際に、前記リレーの前記第1電源側の電圧値が所定値以上となった場合に、前記リレーをオフ状態にするように制御する。これにより、電源の切り替えを円滑に行うことができる。
第6態様の車両制御方法は、通信部と、前記通信部を介して外部と通信可能な第1マイクロコンピュータと、外部との直接通信が不可能であって、かつ前記第1マイクロコンピュータと通信可能な第2マイクロコンピュータと、を備える車両制御装置において実行される車両制御方法であって、前記通信部が、外部からの制御信号を受け付け、前記第1マイクロコンピュータが、前記通信部により受け付けられた前記制御信号に基づいて制御対象物の動作を制御し、前記制御信号を前記第2マイクロコンピュータへ出力し、前記第2マイクロコンピュータが、前記制御信号に対応する前記制御対象物の状態と、前記制御対象物が表す状態とが異なる場合に、前記通信部の動作を停止させるように制御する、車両制御方法である。
第7態様の車両制御プログラムは、通信部と、前記通信部を介して外部と通信可能な第1マイクロコンピュータと、外部との直接通信が不可能であって、かつ前記第1マイクロコンピュータと通信可能な第2マイクロコンピュータと、を備える車両制御装置の第2マイクロコンピュータに実行させるための車両制御プログラムであって、前記通信部が、外部からの制御信号を受け付け、前記第1マイクロコンピュータが、前記通信部により受け付けられた前記制御信号に基づいて制御対象物の動作を制御し、前記制御信号を前記第2マイクロコンピュータへ出力し、前記第2マイクロコンピュータが、前記制御信号に対応する前記制御対象物の状態と、前記制御対象物が表す状態とが異なる場合に、前記通信部の動作を停止させるように制御する、処理を実行させるための車両制御プログラムである。
以上説明したように本開示によれば、複数のマイクロコンピュータを備える機器内において、機器の外部との直接通信が可能なマイクロコンピュータに異常が発生した場合であっても、その異常を外部へ通知することができる、という効果がある。
実施形態に係る車両制御システムの概略ブロック図である。 電流の流れを説明するための図である。 電流の流れを説明するための図である。 実施形態に係る各装置のコンピュータの構成例を示す図である。 車両制御装置で行われる処理の一例である。 車両制御装置で行われる処理の一例である。 第1リレーの周辺の電気回路の一例である。 車両制御装置で行われる処理の一例である。 車両制御装置で行われる処理の一例である。 寄生ダイオードによる電流の流れを説明するための図である。
(車両制御システム)
図1は、実施形態に係る車両制御システム10の機能構成の一例を示すブロック図である。車両制御システム10は、図1に示されるように、1次系統20と、車両制御装置30と、2次系統40と、自動運転制御ECU(Electronic Control Unit)50とを備える。車両制御システム10は、車両に搭載される。また、車両制御装置30はECUである。
図1に示されるように、1次系統20は、第1電源22と、第1コンバータ24と、1次系部品26とを備える。第1コンバータ24は、例えば、HV(Hybrid vehicle)用のDCDCコンバータである。
車両制御装置30は、第2コンバータ32-1と、第1リレー32-2と、第2リレー32-3とを備える。第2コンバータ32-1は、双方向DC/DCコンバータである。また、車両制御装置30は、第1マイクロコンピュータ34-1(以下、単に第1マイコン34-1と称する。)と、第2マイクロコンピュータ34-2(以下、単に第2マイコン34-2と称する。)と、第1CAN(Controller Area Network)トランシーバ34-3と、第2CANトランシーバ34-4と、を備える。第1CANトランシーバ34-3において通信されるデータと、第2CANトランシーバ34-4において通信されるデータとは、同一内容のデータである。第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4は通信部の一例である。
なお、第2マイコン34-2と、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4との間に通信線は存在しない。このため、第2マイコン34-2は、第1CANトランシーバ34-3又は第2CANトランシーバ34-4を介して外部と直接通信をすることはできない。一方で、第2マイコン34-2は、第1CANトランシーバ34-3又は第2CANトランシーバ34-4の動作を制御可能なように構成されている。例えば、第2マイコン34-2は、各トランシーバに対してSTB(Set Top Box)制御を実行することにより、各トランシーバの動作を停止させる(例えば、スタンバイモードへ遷移させる)ようにすることが可能である。
本実施形態の車両制御システム10の車両制御装置30は、通常運転から自動運転への切り替えの際に電源を切り替える。なお、通常運転とは車両の乗員による手動運転である。
図2及び図3に電流の流れを説明するための図を示す。図2は、車両の状態が通常運転状態である場合の電流の流れである。車両の状態が通常運転状態である場合、図2に示されるように、第1リレー32-2はオン状態となり、第2リレー32-3はオフ状態となる。この場合には、第1電源22及び第1コンバータ24から1次系部品26に電源が供給され、電流Iが1次系部品26へ流れ込む。また、第1電源22及び第1コンバータ24から2次系部品44に電源が供給され、電流Iが2次系部品44へ流れ込む。なお、第1電源22及び第1コンバータ24から第2コンバータ32-1を介して第2電源42へも電流が流れ込むことにより、第2電源42の充電がされる。
一方、図3は、車両の状態が自動運転状態である場合の電流の流れである。車両の状態が自動運転状態である場合、図3に示されるように、第1リレー32-2はオフ状態となり、第2リレー32-3はオン状態となる。この場合には、第1電源22及び第1コンバータ24から1次系部品26に電源が供給され、電流Iが1次系部品26へ流れ込む。また、第1電源22及び第1コンバータ24から2次系部品44に電源が供給され、電流I及びIが第2コンバータ32-1を介して2次系部品44へ流れ込む。なお、第1電源22及び第1コンバータ24から第2コンバータ32-1を介して第2電源42へも電流Iが流れ込むことにより、第2電源42の充電がされる。
なお、車両制御システム10においては、1次系統20側に異常が発生した場合には、1次系統20を切り離すことが可能なように、第2コンバータ32-1を介して1次系統20と2次系統40とが接続されている。1次系統20が2次系統40と切り離された場合、1次系統20から2次系統40への電源供給は行われないことになる。この場合には、図3に示されるように、第2リレー32-3がオン状態であるため、第2電源42から2次系部品44へ電源が供給される。このような電源切替の処理は、例えば、特開2019-146305号公報に開示されている技術によっても実現可能である。
なお、車両制御装置30における第1マイコン34-1及び第2マイコン34-2は、上記の電源制御を行う。第1マイコン34-1及び第2マイコン34-2は、車両制御装置30内の各部からの信号を受け付ける。また、第1マイコン34-1及び第2マイコン34-2は、車両制御装置30内の各部を制御するための制御信号を出力する。
また、車両制御装置30では、第1マイコン34-1と第2マイコン34-2の2つのマイコンによって、第1リレー32-2に対する制御が冗長化されている。具体的には、後述するように、第1マイコン34-1が第1リレー32-2のオンオフ状態を制御し、第2マイコン34-2が第1リレー32-2のインターロックを実施する。
ここで、図1に示されるように、第1マイコン34-1は、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4と接続されており、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4を介して車両制御装置30の外部と直接通信が可能である。なお、第1CANトランシーバ34-3は、ローカルCANに接続されており、第2CANトランシーバ34-4は、グローバルCANに接続されている。
一方、第2マイコン34-2は、外部との直接通信が不可能である。第2マイコン34-2は、第1マイコン34-1と通信可能に接続されており、第1マイコン34-1を介して外部と通信する。
ここで、例えば、第1マイコン34-1に異常が発生した場合を考える。この場合、第1マイコン34-1と第2マイコン34-2とによって第1リレー32-2に対する制御が冗長化されているため、第1マイコン34-1に代わって第2マイコン34-2が第1リレー32-2の制御を実行するということはできない。さらに、この場合には、第2マイコン34-2は、外部との直接通信が不可能であるため、第1マイコン34-1に異常が発生したことを外部のECUへ通知することができない。仮に、外部との直接通信が可能なように第2マイコン34-2を構成した場合には、車両制御装置30を構築する際のコストが増加してしまう。
そこで、本実施形態の車両制御システム10の第2マイコン34-2は、自動運転制御ECU50から制御信号が発せされた場合、当該制御信号が表す第1リレー32-2の状態と、制御信号に応じて動作が制御された第1リレー32-2の実際の状態とが異なる場合に、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の動作を停止させるように制御する。
これにより、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の動作が停止するため、車両制御装置30は外部のECUとの通信が不可能となる。ローカルCAN及びグローバルCANに接続されている外部のECUは、車両制御装置30が応答しないことを検知し、車両制御装置30に異常が発生していることを検知することができる。よって、本実施形態によれば、複数のマイクロコンピュータを備える機器内において、機器の外部との直接通信が可能なマイクロコンピュータに異常が発生した場合であっても、その異常を外部へ通知することができる。
第1マイコン34-1及び第2マイコン34-2は、例えば半導体集積回路、より詳しくはApplication Specific Integrated Circuit(ASIC)等によって実現される。
なお、第1マイコン34-1及び第2マイコン34-2は、例えば、図4に示すようなコンピュータ60によっても実現することができる。第1マイコン34-1及び第2マイコン34-2を実現するコンピュータ60は、Central Processing Unit(CPU)61、一時記憶領域としてのメモリ62、及び不揮発性の記憶部63を備える。また、コンピュータは、入出力装置等(図示省略)が接続される入出力interface(I/F)64、及び記録媒体69に対するデータの読み込み及び書き込みを制御するread/write(R/W)部65を備える。また、コンピュータは、インターネット等のネットワークに接続されるネットワークI/F66を備える。CPU61、メモリ62、記憶部63、入出力I/F64、R/W部65、及びネットワークI/F66は、バス67を介して互いに接続される。
記憶部63は、Hard Disk Drive(HDD)、Solid State Drive(SSD)、フラッシュメモリ等によって実現できる。記憶媒体としての記憶部63には、コンピュータを機能させるためのプログラムが記憶されている。CPU61は、プログラムを記憶部63から読み出してメモリ62に展開し、プログラムが有するプロセスを順次実行する。
次に、実施形態の車両制御システム10の作用について説明する。
車両の運転状態が通常運転状態から自動運転状態に切り替わる場合、自動運転制御ECU50は、通常運転から自動運転への切り替えを表す自動運転切替信号を車両制御装置30へ出力する。車両制御装置30の第1マイコン34-1は、自動運転切替信号を受け付けると、図5に示す処理を実行する。
なお、車両制御装置30の第1マイコン34-1は、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の各々を介して、自動運転制御ECU50から発せされた制御信号を受信する。この場合、第1マイコン34-1は、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の何れか一方を介して、自動運転切替信号を受け付けた場合には、図5に示す処理を実行する。なお、第1マイコン34-1は、第1CANトランシーバ34-3を介して受け付けた制御信号と、第2CANトランシーバ34-4を介して受け付けた制御信号とが矛盾している場合には、外部のECUに対して異常を表す異常通知信号を出力する。
ステップS100において、第1マイコン34-1は、自動運転切替信号を第2マイコン34-2へ出力する。
ステップS101において、第1マイコン34-1は、第1コンバータ24に対して昇圧を表す制御信号を出力することにより、1次系統20から供給される電源の電圧を上昇させるように制御する。
なお、1次系統20側の電圧値は、2次系統40側の電圧値よりも低い。このため、活電状態下において電源を切り替える際には、1次系統20側から供給される電圧を2次系統40側の電圧に揃えることが好ましい。そのため、第1マイコン34-1は、第1リレー32-2をオフ状態にするように制御する際に、第1コンバータ24に対して昇圧を表す制御信号を出力することにより、1次系統20から供給される電源の電圧を上昇させるように制御する。
ステップS102において、第1マイコン34-1は、1次系統20側の電圧値を取得する。例えば、第1マイコン34-1は、図1に示される1次系統20側のS1の電圧値を取得する。1次系統20側のS1の電圧値と2次系統40側のS2の電圧値とは、異なる電圧値である。
ステップS104において、第1マイコン34-1は、1次系統20から2次系統40への電源切替の条件が満たされているか否かを判定する。電源切替の条件が満たされている場合には、ステップS106へ進む。一方、電源切替の条件が満たされていない場合には、ステップS102へ戻る。
電源切替の条件としては、第1リレー32-2の第1電源22側の電圧値が所定値以上となったかという条件が設定される。例えば、1次系統20側のS1の電圧値が所定電圧(例えば、14V)以上という条件を予め設定することができる。これにより、1次系統20側の電圧値が2次系統40側の電圧値と揃えることができ、円滑な電源切替が実現される。なお、電源切替の条件としては、第1コンバータ24に対する制御信号の出力から所定時間(例えば、4秒)以上経過した場合という条件が更に設定されていてもよい。
ステップS106において、第1マイコン34-1は、自動運転切替信号に基づいて、制御対象物の一例である第1リレー32-2の動作を制御する。また、第1マイコン34-1は、自動運転切替信号に基づいて、第2リレー32-3の動作を制御する。
具体的には、ステップS106において、第1マイコン34-1は、第1リレー32-2に対して制御信号を出力することにより、第1リレー32-2をオフ状態にするように制御する。また、第1マイコン34-1は、第2リレー32-3に対して制御信号を出力することにより、第2リレー32-3をオン状態にするように制御する。これにより、電源切替が実行され、図2に示される状態から図3に示される状態へと切り替わる。
また、車両制御装置30の第2マイコン34-2は、第1マイコン34-1から出力された自動運転切替信号を受け付けると、図6に示す処理を実行する。
ステップS200において、第2マイコン34-2は、上記図5のステップS100において第1マイコン34-1から出力された自動運転切替信号を取得する。
ステップS202において、第2マイコン34-2は、所定の記憶部(図示省略)に格納されている、第1リレー32-2のインターロックの可否を表すフラグを更新する。具体的には、第2マイコン34-2は、インターロックの可否を表すフラグを「可」の状態へと更新する。
電源切替が実行された場合、その状態を維持するために、第1リレー32-2をインターロックする方が好ましい。そのため、後述する処理において所定の条件が満たされた場合、第2マイコン34-2は、第1リレー32-2をインターロックする。
ステップS204において、第2マイコン34-2は、制御対象物の一例である第1リレー32-2の状態の一例として、第1リレー32-2中間電圧を取得する。
図7に、第1リレー32-2周辺の電気回路図の一例を示す。図7に示されるように、第1リレー32-2の周辺の電気回路は、トランジスタTr,Tr、抵抗R、及びダイオードDによって構成されている。第1リレー32-2は、図7に示されるように、トランジスタTr2-1及びトランジスタTr2-2によって構成されている。トランジスタTr,Trは、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)である。
第2マイコン34-2は、図7に示される、第1リレー32-2のうちのトランジスタTr2-1とトランジスタTr2-2との間の中間電圧Tを取得する。なお、図7に示されるOUT1は第1マイコン34-1へ出力される端子であり、OUT2は第2マイコン34-2へ出力される端子である。第2マイコン34-2は、OUT2から出力された中間電圧Tを取得する。
ステップS206において、第2マイコン34-2は、第1リレー32-2に関する条件が満たされているか否かを判定する。第1リレー32-2に関する条件が満たされていない場合には、ステップS208へ進む。一方、第1リレー32-2に関する条件が満たされている場合には、ステップS210へ進む。
第1リレー32-2に関する条件としては、例えば、上記ステップS204で取得された第1リレー32-2の中間電圧Tが所定電圧値以下(例えば、3V以下)であり、かつその状態が所定時間以上(例えば、24ms以上)経過したか、という条件が設定される。
自動運転制御ECU50から自動運転切替信号が発せられた場合、図5のステップS106において第1リレー32-2はオフ状態となるため、その中間電圧Tはゼロとなるはずである。しかし、自動運転切替信号が発せられたにもかかわらず、中間電圧Tが所定電圧値以上であり、かつその状態が所定時間以上継続しているという状態は、車両制御装置30自体に異常が発生している可能性が高い。特に、自動運転切替信号を受信し、かつ第1リレー32-2の動作を制御する第1マイコン34-1に異常が発生している可能性が高い。
そのため、第2マイコン34-2は、上述のように、自動運転切替信号に対応する第1リレー32-2の状態と、実際の第1リレー32-2が表す状態とが異なる場合に、通信部の一例である第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の動作を停止させるように制御する。
具体的には、ステップS208において、第2マイコン34-2は、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の動作を停止させるような制御信号を出力する。
なお、第2マイコン34-2は、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の動作を停止させる際に、第1マイコン34-1から外部のECUへ異常を表す異常通知信号が出力されていないかを確認する。第1マイコン34-1から外部のECUへ異常を表す異常通知信号が出力されている場合には、第1マイコン34-1自らが異常を認識していることになる。
例えば、第1マイコン34-1は、第1リレー32-2をオフ状態にするように制御した後に、図7に示されるOUT1から出力される中間電圧Tを取得し、かつ中間電圧Tの値が所定値以上である場合には、異常を表す異常通知信号を外部へ出力する。この場合には、外部のECUへ車両制御装置30が異常であることが通知されるため、第2マイコン34-2は、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の動作を停止させる必要はない。
このため、第2マイコン34-2は、第1リレー32-2に関する条件が満たされておらず、かつ第1マイコン34-1から外部のECUへ異常を表す異常通知信号が出力されていない場合に、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の動作を停止させるような制御信号を出力する。
一方、第1リレー32-2に関する条件が満たされている場合には、自動運転切替信号が表す状態と、第1リレー32-2の実際の状態とが同一であることになる。
この場合、ステップS210において、第2マイコン34-2は、第1リレー32-2のオフ状態を継続させるためのインターロックの実施を表すインターロック信号を出力する。なお、第2マイコン34-2は、インターロックの可否を表すフラグを「可」であることを確認し、インターロック信号を出力する。
具体的には、第2マイコン34-2は、図7に示されるIN2へ制御信号を出力することにより、第1リレー32-2のオフ状態が継続されるようにインターロックをする。なお、図7に示されるIN1には、第1マイコン34-1から出力された制御信号が入力される。IN1及びIN2の少なくとも一方に信号が入力されていれば、第1リレー32-2のオフ状態が継続されるインターロックが実行されるため、たとえ第1マイコン34-1からIN1へ制御信号が入力されなくとも、第1リレー32-2のオフ状態は継続される。
このように、第2マイコン34-2は、第1マイコン34-1から出力された制御信号が表す第1リレー32-2の状態と、実際の第1リレー32-2の状態とが異なる場合に、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の動作を停止させるように制御する。これにより、車両制御装置30は外部のECUとの通信が不可能となり、ローカルCAN及びグローバルCANに接続されている外部のECUは、車両制御装置30が応答しないことを検知し、車両制御装置30に異常が発生していることを検知することができる。また、第2マイコン34-2をローカルCAN及びグローバルCANに接続する必要がなくなるため、車両制御装置30を構築する際のコストを低減させることができる。
また、第1マイコン34-1が第1リレー32-2に対する制御を実施した際、第2マイコン34-2は、第1リレー32-2を構成する2つのトランジスタ間の電圧を表す中間電圧Tに基づいて、インターロックを実施する。これにより、第2マイコン34-2は、第1マイコン34-1の第1リレー32-2に対する制御情報を得ることなく、第1リレー32-2に対するインターロックを実施することができる。
また、上記図7に示されるように、IN1及びIN2にはダイオードが備えられており、第1マイコン34-1からの信号入力の回路と第2マイコン34-2からの信号入力の回路とが分離されている。これにより、例えば、第1マイコン34-1側の回路が地絡するなどして故障したとしても、第2マイコン34-2からのインターロック信号がIN2に入力されることにより、第1リレー32-2の状態を保持することができる。
次に、自動運転から通常運転への切り替えの際の車両制御システム10の動作を説明する。
車両の運転状態が自動運転状態から通常運転状態に切り替わる場合、自動運転制御ECU50は、自動運転から通常運転への切り替えを表す通常運転切替信号を車両制御装置30へ出力する。車両制御装置30は、通常運転切替信号を受け付けると、図8に示す処理を実行する。
ステップS300において、第1マイコン34-1は、通常運転切替信号を第2マイコン34-2へ出力する。
ステップS301において、第1マイコン34-1は、第1コンバータ24に対して昇圧を表す制御信号を出力することにより、1次系統20から供給される電源の電圧を上昇させるように制御する。
ステップS302において、第1マイコン34-1は、1次系統20側の電圧値を取得する。例えば、第1マイコン34-1は、図1に示される1次系統20側のS1の電圧値を取得する。
ステップS304において、第1マイコン34-1は、1次系統20から2次系統40への電源切替の条件が満たされているか否かを判定する。電源切替の条件が満たされている場合には、ステップS306へ進む。一方、電源切替の条件が満たされていない場合には、ステップS302へ戻る。
電源切替の条件としては、上述したように、1次系統20側のS1の電圧値が所定電圧(例えば、14V)以上という条件を予め設定することができる。なお、電源切替の条件としては、第1コンバータ24に対する制御信号の出力から所定時間(例えば、4秒)以上経過した場合という条件が更に設定されていてもよい。
ステップS306において、第1マイコン34-1は、通常運転切替信号に基づいて、制御対象物の一例である第1リレー32-2の動作を制御する。また、第1マイコン34-1は、通常運転切替信号に基づいて、第2リレー32-3の動作を制御する。
具体的には、ステップS306において、第1マイコン34-1は、第1リレー32-2に対して制御信号を出力することにより、第1リレー32-2をオン状態にするように制御する。また、第1マイコン34-1は、第2リレー32-3に対して制御信号を出力することにより、第2リレー32-3をオフ状態にするように制御する。これにより、電源切替が実行され、図3に示される状態から図2に示される状態へと切り替わる。
また、車両制御装置30の第2マイコン34-2は、第1マイコン34-1から出力された通常運転切替信号を受け付けると、図9に示す処理を実行する。
ステップS400において、第2マイコン34-2は、上記図8のステップS300において第1マイコン34-1から出力された通常運転切替信号を取得する。
ステップS402において、第2マイコン34-2は、第1リレー32-2のインターロックの解除を表すインターロック解除信号を出力する。
ステップS404において、第2マイコン34-2は、所定の記憶部(図示省略)に格納されている、第1リレー32-2のインターロックの可否を表すフラグを更新する。具体的には、第2マイコン34-2は、インターロックの可否を表すフラグを「否」の状態へと更新する。
ここで、インターロックの可否を表すフラグについて説明する。
自動運転切替信号と通常運転切替信号とが、自動運転制御ECU50から連続して発せられる場合がある。この状態は、いわゆるハンチングとも称される。ここで、例えば、通常運転切替信号と自動運転切替信号とが連続して発せられ、車両制御装置30が通常運転切替信号を受信し、通常運転切替信号による電源切替が行われている最中に自動運転切替信号を受信した場合を考える。この場合には、第1マイコン34-1が、通常運転切替信号に基づき自動運転から通常運転への電源切替制御を実行している最中に、自動運転切替信号が受信され、かつ第1リレーの中間電圧Tが所定電圧以下といった状態になりうる。この場合には、第2マイコン34-2が第1リレー32-2に対してインターロックを実施してしまう事態が想定される。そのため、本実施形態では、インターロックの可否を表すフラグを設定する。第2マイコン34-2は、自動運転切替信号又は手動運転切替信号を受け付けると即時にインターロックの可否を表すフラグを更新する。そして、第2マイコン34-2は、第1リレー32-2に対してインターロックを実施する際には当該フラグを参照した上で、インターロックを実施する。これにより、上述のような事態の発生を抑制することができる。
なお、上記図7に示されるように、第1リレー32-2及び第2リレー32-3は、MOSFETによって構成されている。MOSFETには寄生ダイオードが形成される。
図10に、寄生ダイオードを考慮した電流の流れを説明するための図を示す。図10に示されるように、第1リレー32-2を構成するトランジスタTr2-1,Tr2-2には寄生ダイオードD,Dが形成される。また、第2リレー32-3を構成するトランジスタTr2-3,Tr2-4にも寄生ダイオードD,Dが形成される。
ここで、図10に示されるように、電源切替の際、第1リレー32-2の一方のトランジスタTr2-2に寄生ダイオードDが形成されることにより、トランジスタTr2-2がオフ状態であっても、電流I10が2次系部品44へ流れ込む。また、図10に示されるように、電源切替の際、第2リレー32-3の一方のトランジスタTr2-3に寄生ダイオードDが形成されることにより、トランジスタTr2-3がオフ状態であっても、電流I11が2次系部品44へ流れ込む。これにより、電源の瞬断の発生が抑制され、電源供給が継続された状態で電源切替を実施することができる。
以上説明したように、第1実施形態に係る車両制御システム10は、通信部の一例である第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4と、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4を介して外部と通信可能な第1マイコン34-1と、外部との直接通信が不可能であって、かつ第1マイコン34-1と通信可能な第2マイコン34-2と、を備える。第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4が、外部からの制御信号を受け付ける。第1マイコン34-1が、制御信号に基づいて制御対象物の一例である第1リレー32-2の動作を制御し、制御信号を第2マイコン34-2へ出力する。第2マイコン34-2が、制御信号に対応する第1リレー32-2の状態と、第1リレー32-2が表す状態とが異なる場合に、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の動作を停止させるように制御する。これにより、複数のマイクロコンピュータを備える機器内において、機器の外部との直接通信が可能なマイクロコンピュータに異常が発生した場合であっても、その異常を外部へ通知することができる。
具体的には、第2マイコン34-2が、第1マイコン34-1から出力された制御信号が表す第1リレー32-2の状態と、実際の第1リレー32-2の状態とが異なる場合に、第1CANトランシーバ34-3及び第2CANトランシーバ34-4の動作を停止させるように制御する。これにより、車両制御装置30は外部のECUとの通信が不可能となり、ローカルCAN及びグローバルCANに接続されている外部のECUは、車両制御装置30が応答しないことを検知し、車両制御装置30に異常が発生していることを検知することができる。また、第2マイコン34-2をローカルCAN及びグローバルCANに接続する必要がなくなるため、車両制御装置30を構築する際のコストを低減させることができる。
なお、上記の実施形態における各装置で行われる処理は、ハードウエアにて実行される場合を例に説明したが、プログラムを実行することにより行われるソフトウエア処理としてもよい。或いは、ソフトウエア及びハードウエアの双方を組み合わせた処理としてもよい。また、その場合にROMに記憶されるプログラムは、各種記憶媒体に記憶して流通させるようにしてもよい。
さらに、本開示は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
例えば、上記実施形態では、第2マイコン34-2は、第1リレー32-2の実際の状態として第1リレー32-2を構成するトランジスタTr2-1とトランジスタTr2-2との間の中間電圧Tを取得する場合を例に説明したがこれに限定されるものではない。例えば、第2マイコン34-2は、第1リレー32-2を構成するトランジスタTr2-1とトランジスタTr2-2との間に流れる電流値を取得し、その電流値に基づいて第1リレー32-2の実際の状態を特定するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、車両制御装置30が外部から受け付ける制御信号が、自動運転切替信号及び手動運転切替信号である場合を例に説明したがこれに限定されるものではない。制御信号はどのような信号であってもよい。
10 車両制御システム
20 1次系統
22 第1電源
24 第1コンバータ
26 1次系部品
30 車両制御装置
32-1 第2コンバータ
32-2 第1リレー
32-3 第2リレー
34-1 第1マイコン
34-2 第2マイコン
34-3 第1CANトランシーバ
34-4 第2CANトランシーバ
40 2次系統
42 第2電源
44 2次系部品
50 自動運転制御ECU
60 コンピュータ

Claims (7)

  1. 通信部と、
    前記通信部を介して外部と通信可能な第1マイクロコンピュータと、
    外部との直接通信が不可能であって、かつ前記第1マイクロコンピュータと通信可能な第2マイクロコンピュータと、を備える車両制御装置であって、
    前記通信部が、外部からの制御信号を受け付け、
    前記第1マイクロコンピュータが、前記通信部により受け付けられた前記制御信号に基づいて制御対象物の動作を制御し、前記制御信号を前記第2マイクロコンピュータへ出力し、
    前記第2マイクロコンピュータが、前記制御信号に対応する前記制御対象物の状態と、前記制御対象物が表す状態とが異なる場合に、前記通信部の動作を停止させるように制御する、
    車両制御装置。
  2. 前記制御対象物は、第1電源と第2電源との間に位置するリレーである、
    請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 前記第1マイクロコンピュータは、前記制御信号に応答して前記リレーをオフ状態にするように制御し、前記制御信号を前記第2マイクロコンピュータへ出力し、
    前記第2マイクロコンピュータは、前記リレーが表す状態を取得し、前記制御信号が表す状態と前記リレーが表す状態とが異なる場合に、前記通信部の動作を停止させるように制御する、
    請求項2に記載の車両制御装置。
  4. 前記第1マイクロコンピュータは、前記制御信号に応答して前記リレーをオフ状態にするように制御し、前記制御信号を前記第2マイクロコンピュータへ出力し、
    前記第2マイクロコンピュータは、前記リレーが表す状態を取得し、前記リレーが表す状態がオフ状態であり、前記制御信号が表す状態と前記リレーが表す状態とが同一である場合に、前記リレーのオフ状態を継続させるためのインターロック信号を出力する、
    請求項2又は請求項3に記載の車両制御装置。
  5. 前記第1マイクロコンピュータは、前記リレーをオフ状態にするように制御する際に、前記リレーの前記第1電源側の電圧値が所定値以上となった場合に、前記リレーをオフ状態にするように制御する、
    請求項2~請求項4の何れか1項に記載の車両制御装置。
  6. 通信部と、
    前記通信部を介して外部と通信可能な第1マイクロコンピュータと、
    外部との直接通信が不可能であって、かつ前記第1マイクロコンピュータと通信可能な第2マイクロコンピュータと、を備える車両制御装置において実行される車両制御方法であって、
    前記通信部が、外部からの制御信号を受け付け、
    前記第1マイクロコンピュータが、前記通信部により受け付けられた前記制御信号に基づいて制御対象物の動作を制御し、前記制御信号を前記第2マイクロコンピュータへ出力し、
    前記第2マイクロコンピュータが、前記制御信号に対応する前記制御対象物の状態と、前記制御対象物が表す状態とが異なる場合に、前記通信部の動作を停止させるように制御する、
    車両制御方法。
  7. 通信部と、
    前記通信部を介して外部と通信可能な第1マイクロコンピュータと、
    外部との直接通信が不可能であって、かつ前記第1マイクロコンピュータと通信可能な第2マイクロコンピュータと、を備える車両制御装置の第2マイクロコンピュータに実行させるための車両制御プログラムであって、
    前記通信部が、外部からの制御信号を受け付け、
    前記第1マイクロコンピュータが、前記通信部により受け付けられた前記制御信号に基づいて制御対象物の動作を制御し、前記制御信号を前記第2マイクロコンピュータへ出力し、
    前記第2マイクロコンピュータが、前記制御信号に対応する前記制御対象物の状態と、前記制御対象物が表す状態とが異なる場合に、前記通信部の動作を停止させるように制御する、
    処理を実行させるための車両制御プログラム。
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