JP4151509B2 - 電子制御装置、プログラム - Google Patents

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本発明は、電子制御装置等に関する。
従来より、例えば車両に搭載される各種ECUなどの電子制御装置が知られている。電子制御装置はマイクロコンピュータ(マイコン)等を備えているが、このマイコンによる電気的な出力が、例えばノイズ、リーク、誤作動等によって意図に反した出力となってしまう場合がある。特に特許文献1などに開示されるように、トリガ信号が入力されると予め決められた出力レベルに切り替わり、トリガ信号消失後もその出力レベルを保持し続けるホールド回路(自己保持回路等とも称される。)に対してマイコンから(トリガ信号として)制御信号を出力する場合、マイコン自体がリセットしてもホールド回路からの出力状態は変わらないため、マイコンが正常復帰しても、本来あるべき状態を判定できない。
特開平7−114869号公報
例えば、車両に搭載されるバッテリから車載装置各部への給電ラインの通電状態を制御するECU(以下、電源ECUと称す。)を考える。その電源ECUがホールド回路を有し、そのホールド回路を介して電源制御信号をACCリレーやIGリレーに出力する構成であった場合、電源ECU内のマイコンがリセットから復帰(リセット解除)して無条件で出力をOFFしてしまうと、走行中であるにもかかわらず駆動系への電源供給が不意に停止され、これを制御できなくなる可能性がある。また、リセットから復帰して無条件で出力を維持すると、例えば駐車中であるにもかかわらず電源をON状態で放置することとなり、バッテリ上がりの原因となる。
なお、ホールド回路を有する場合には、特に不都合が顕著になるが、ホールド回路がなくても、不適切な制御信号が出力されてしまうことは問題である。また、ノイズ、リーク、誤作動等により勝手に出力がONした場合に生じる上記状況は、マイコンのリセット時に限らず、例えばマイコンがいわゆるスリープ状態など、低消費電力状態になっている場合であっても同様に発生する。
そこで、本発明は、ノイズ等の影響によって制御対象への出力の状態が本来意図したものとは異なっている場合に、それを検知して適切な状態に修正可能な電子制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するためになされた本発明の電子制御装置は、外部装置からの情報を入力すると共に、制御対象へ制御信号を出力可能であるが、状態適否判定手段が、制御対象へ出力する制御信号の状態の適否を、少なくとも外部装置からの情報に基づいて判定し、信号状態制御手段が、その状態適否判定手段によって制御信号の状態が適切でないと判定された場合には、制御信号が適切な状態となるよう制御する。
従って、ノイズ、リーク、誤作動等の影響によって制御対象への出力の状態が本来意図したものとは異なっているものとなっている場合であっても、それを検知して適切な状態に修正することができ、この電子制御装置をノイズ等の多い環境で使用しても、電子制御装置及び制御対象を含めたシステムの信頼性や安全性の確保に有効である。
本発明の電子制御装置は、状態適否判定手段及び信号状態制御手段に相当するコンピュータと、当該コンピュータからのホールド信号又はキャンセル信号の入力により保持する信号レベルが切り替わるホールド回路とを有し、当該ホールド回路から制御対象へ制御信号が出力されるよう構成されている。このようなホールド回路があると、例えば給電ラインの通電状態を制御する際等に有効である。つまり、ホールド回路がなくコンピュータからの制御信号がONからOFFに切り替わることに伴って給電が停止してしまうような構成では、本来給電状態を継続しなくてはならない状態であってもノイズ等によってコンピュータからの制御信号がOFFになれば簡単に給電停止してしまう。それに対してホールド回路があれば、一旦給電ONとするためのホールド信号を出力すれば、その後、OFFにするためのキャンセル信号を出力しない限りOFFにならない。特に車両の駆動系への給電状態を制御する場合には、走行中に意図せずに給電OFFとなってしまうことを防止する点で好ましい。
しかしながら、このようなホールド回路が存在したとしても、例えばコンピュータが暴走等によって自動的にリセットしたような場合、そのリセットから復帰(リセット解除)した際に無条件で出力をOFFするキャンセル信号を出力してしまうと、走行中であるにもかかわらず駆動系への電源供給が不意に停止され、これを制御できなくなってしまう。したがって、本発明の電子制御装置は、ホールド回路から出力される制御信号の状態を把握可能に構成されており、コンピュータがリセット解除した際に、状態適否判定手段によって、ホールド回路から出力される制御信号の状態にも基づいて判定を行うため、適切な対処が実現できる。
また、コンピュータがスリープ状態にある間は状態適否判定手段によって定期・不定期に判定を実行し、制御信号の状態が適切でない場合には制御信号が適切な状態となるよう制御することが考えられる。例えば車載バッテリからの車載装置への給電状態を制御する場合を想定すると、そのような制御をするための電子制御装置におけるコンピュータがスリープ状態にある場合には、例えば駐車中などであることが考えられる。この場合に、ノイズ等によって給電がなされてしまうといわゆるバッテリ上がりを招来する可能性がある。したがって、スリープ状態の間は、定期・不定期に判定を実行することで、意図しない給電状態に移行したとしても給電を停止させることができ、バッテリ上がり防止等の観点から有効である。
なお、このように状態適否判定手段が判定を実行するに際しては、例えば状態が不適切であると判定するための1以上の条件が成立する状態が所定時間以上継続した場合に初めて不適切であると判定することが考えられる。このようにすることで、判定の信頼性が向上する。
なお、ホールド回路が存在する場合には上述のような顕著な効果があるが、ホールド回路が存在しない場合であっても、やはりコンピュータリセット解除時やスリープ状態にある場合に上記判定及び対処を実行することは有効である。
また、状態適否判定手段に関しては、例えば制御対象への制御信号が不適切である場合の影響度が相対的に大きい場合ほど状態が不適切であると判定するために用いる条件数が多くなるようにしてもよい。例えば、上述した車載バッテリから車両駆動系の装備への給電を制御する場合、走行中あるいは停車中の場合と駐車中の場合とでは前者の方が影響度が高いと考えられるため、判定条件を増やしてより確実な判定を行うのである。
なお、本発明の電子制御装置は、上述のように例えば車両に搭載されることが考えられる。車載装置の場合にはノイズの多い環境で使用されるため、特に有効である。そして特に、車載バッテリからの給電状態を制御するために本発明の電子制御装置を用いれば、車両走行中にノイズ等によって給電が不意に停止してしまったり、車両停止中に無用な給電が継続することを防止でき、車両の安全性・信頼性の確保の点で好ましい。もちろん、車両以外の装置・システムに搭載される電子制御装置であっても適用でき、同様にノイズ等の多い環境で使用される場合には非常に有効である。また、このように車載バッテリからの給電状態を制御するために用いる場合には、状態適否判定手段が状態適否判定のために基づく外部装置からの情報として、車両が駐車中であると推定するために有効な情報を用い、その状態適否判定手段によって、前記車両が駐車中であると推定されるにもかかわらず給電状態となっているために制御信号の状態が適切でないと判定された場合には、信号状態制御手段が給電状態を停止するよう制御信号を制御することが考えられる。このようにすれば、上述したバッテリ上がり防止の点で有効である。
また、請求項に係るプログラムを電子制御装置が内蔵するコンピュータに実行させれば、請求項1〜の何れかに記載の電子制御装置における状態適否判定手段及び信号状態制御手段としての機能を実現することができる。そして、このようなプログラムの場合、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、ハードディスク、ROM、RAM等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして起動することにより用いることができる。また、ネットワークを介してロードして起動することにより用いることもできる。
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得る。
[システムの構成説明]
図1は、実施例の電子制御装置としての電源ECUを備えた車載の電源制御システムの概略構成を表す説明図である。
本実施例の電源制御システムは、車両内に設置された電子制御装置である電源ECU(ECU:マイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置の略)1を中心として、その電源ECU1に接続されるメータECU3、エンジンECU5、イモビECU7、図示しないカードキーを挿入するためのキースロット9、給電の開始や停止を指示する指令を入力するための押しボタンスイッチであるスタートストップスイッチ10、ACCリレー11、IG1リレー13、IG2リレー15を備えている。
ここで、メータECU3は、車速、エンジン回転数、ドアの開閉状態、変速機のシフトレンジ等、車両の各種状態を表示装置に表示するためのものであり、電源ECU1へは車速情報を出力する。
また、エンジンECU5は、エンジンを制御するエンジン制御装置であり、電源ECU1へはエンジン回転数を出力する。
また、イモビECU7は、図示しないチューナECUと接続されており、ユーザが携帯する電子キーからの送信電波を受信・復調して得たIDコードを照合し、照合が成立すると電源ECU1に対して、エンジン始動許可を与えるものである。そして、電源ECU1へはキー照合の結果としてOK(照合成功)・NG(照合失敗)を出力する。
また、本実施例では、キーシリンダに挿入したイグニッションキーを回転させることで図示しない車載バッテリから車載装備への電源供給(給電)を制御するという構成ではなく、キースロット9に図示しないカードキーを挿入した状態でスタートストップスイッチ10が押すことによって、電源ECU1によってACCリレー11、IG1リレー13、IG2リレー15のON/OFF状態を切り替え、それにより車載装備各部への給電状態の切り替えを行う構成となっている。なお、キースロット9から電源ECU1には、キー有無を示す信号が出力される。
電源ECU1は、「ホールド信号」としてのホールドパルス信号P1を出力するためのポート、「キャンセル信号」としてのキャンセルパルス信号P2を出力するためのポート、ホールド回路1bの状態信号P3(ホールドセット状態なのかキャンセル状態なのかを示す信号)を入力するためのポート、ACCリレー11に対する制御信号を出力するためのポート、エンジンECU5に対する制御信号を出力するためのポート等を備える「コンピュータ」としてのマイクロコンピュータ(以下「マイコン」と称する。)1aや、ホールド回路1bなどを備えている。そして、キースロット9にカードキーが挿入されている状態でスタートストップスイッチ10が押されると、ACCリレー11、IG1リレー13、IG2リレー15に対する制御信号を出力したり、エンジンECU5に対する制御信号を出力したりするように構成されている。
ここで、ホールド回路1bは、IG1リレー13及びIG2リレー15とだけ接続されている。なお、IG2リレー15はエンジンECUなど走行系の車載装備への電源供給をするためのリレーであり、IG1リレー13は例えばパワーウインド等の車載装備への電源供給をするためのリレーである。ホールド回路1bは、マイコン1aからのホールドパルス信号P1が入力されるとホールドトリガ信号を生成する。このホールドトリガ信号が生成された場合、ホールド回路1bはIG1リレー13及びIG2リレー15に対する駆動電流の供給を開始し、上記ホールドトリガ信号が消失した後も駆動電流の供給を継続する。一方、ホールド回路1bは、マイコン1aからのキャンセルパルス信号P2が入力されるとキャンセルトリガ信号を生成する。このキャンセルトリガ信号が生成された場合、ホールド回路1bはIG1リレー13及びIG2リレー15に対する駆動電流の供給を停止させる。したがって、ホールド回路1bは、ノイズ等の影響がない正常な状態では、マイコン1aからのホールドパルス信号P1が入力されると駆動電流の供給を開始し、その後はキャンセルパルス信号P2の入力がなされるまでは駆動電流の供給を継続することとなる。この駆動電流が供給されている状態が「ホールドセット状態」であり、駆動電流の供給が停止されている状態が「キャンセル状態」であり、これらホールドセット状態であるのかキャンセル状態であるのかが、「制御信号の状態」に相当する。
このようなホールド回路1bを備えていると次のような利点がある。例えばホールド回路1bがなくマイコン1aから出力される制御信号によってIG1リレー13及びIG2リレー15への駆動電流の供給を制御する構成では、本来給電状態を継続しなくてはならない状態であってもノイズ等によってマイコンからの制御信号がOFFになれば簡単に給電停止してしまう。このような自体が車両の走行中に発生すると問題が大きい。それに対してホールド回路1bがあれば、マイコン1aからは一旦ホールド信号P1を出力すれば、その後、キャンセル信号P2を出力しない限り駆動電流は供給し続けるため、車両走行中に意図せずに給電停止となってしまうことを防止する点で好ましい。
しかしながら、このようなホールド回路1bが存在したとしても、例えばマイコン1aが暴走等によって自動的にリセットしたような場合、そのリセットから復帰(リセット解除)した際に無条件でキャンセルパルス信号を出力してしまうと、走行中であるにもかかわらず駆動系への電源供給が不意に停止され、これを制御できなくなってしまう。
また、例えば車両が駐車中などにおいてはマイコン1aがスリープ状態に移行するが、このような駐車中にノイズ等によって意図せず給電がなされてしまうと、いわゆるバッテリ上がりを招来する可能性がある。
そこで、本実施例の電源ECU1は、これらの状況において下記のような電源制御処理を実行する。なお、マイコン1aは、CPU,ROM,RAM等を備える周知の構成であり、下記に示す電源制御処理は、ROMに格納されたプログラムに基づいて実行される。
[電源制御処理の説明]
(1)図2は、マイコン1aが、マイコン1aのリセット解除時に実行する電源制御処理の内容を示すフローチャートである。
本処理の概要を説明すると、S10〜S60において6種類の条件判定を行い、その全てを満たした場合にのみ、S70にてホールド回路1bへのキャンセルパルスP2の出力を実行する。一方、S10〜S50の5つの条件の内、一つでも条件不成立となれば、S70の処理を実行することなく、本電源制御処理を終了する。また、S10〜S50の5つの条件を全て満たした場合には、その状態が所定時間T秒継続して初めてS70へ移行し、キャンセルパルスP2の出力を実行する。したがって5つの条件が成立してT秒経過するまでは、S10へ戻って条件判定を繰り返すこととなる。それでは、S10の処理内容から順番に説明していく。
まず、S10では、ホールド回路1bから入力される状態信号P3に基づき、ホールドセットを検知したか否か判定する。つまり、状態信号P3はホールドセット状態なのかキャンセル状態なのかを示す信号であるため、その状態信号P3を入力して判定する。ホールドセットを検知しない場合には(S10:NO)、駆動電流が元々供給されていない状態であるため、キャンセルパルスを出力する必要性自体がない。したがって、S20以降の処理をすることなく、本電源制御処理を終了する。
一方、ホールドセットを検知した場合には(S10:YES)、S20へ移行し、キースロット9から入力したキー有無を示す信号に基づき、キースロット9にカードキーが有るか否かを判定する。キースロット9にカードキーが有る場合には(S20:YES)、車両の運転者が乗車しているか、あるいは実際に乗車していなくても短時間の停車中であることが想定されるため、キャンセルパルスを出力する必要がないと考えられる。したがって、S30以降の処理をすることなく、本電源制御処理を終了する。
一方、キースロット9にカードキーが無い場合には(S20:NO)、S30へ移行し、イモビECU7から入力したキー照合結果に基づく判定を行う。キー照合結果がOK(照合成功))である場合には、ユーザが携帯する電子キーから得たIDコードとの照合が成立しているため、キャンセルパルスを出力する必要がないと考えられる。したがって、S40以降の処理をすることなく、本電源制御処理を終了する。
一方、キー照合結果がNG(照合不成功)である場合には、S40へ移行し、メータECU3から入力した車速情報に基づき、車速が零(0)であるか否かを判定する。車速が零でない場合には(S40:NO)、S50以降の処理をすることなく、本電源制御処理を終了する。
一方、車速が零の場合には(S40:YES)、S50へ移行し、エンジンECU5から入力したエンジン回転数に基づき、エンジン回転数が零(0)であるか否かを判定する。エンジン回転数が零でない場合には(S50:NO)、S60以降の処理をすることなく、本電源制御処理を終了する。
一方、エンジン回転数が零である場合には(S50:YES)、S10〜S50における5つの条件を全て満たしていることになるので、S60へ移行し、上述したように、その状態が所定時間T秒継続しているか否かを判定する。T秒経過するまでは(S60:NO)、S10へ戻って条件判定を繰り返し、S10〜S50における5つの条件を全て満たした状態がT秒継続した場合には(S60:YES)、S70へ移行し、キャンセルパルスを出力する。当然ながら、T秒継続する以前にS10〜S50における5つの条件の内、一つでも満たさなくなれば、そのまま本電源制御処理を実行するため、キャンセルパルスを出力することはない。
このように、図2に示す電源制御処理によれば、例えばマイコン1aが暴走等によって自動的にリセットしたような場合、そのリセットから復帰(リセット解除)した際に無条件でキャンセルパルス信号を出力してしまうことがなくなり、走行中であるにもかかわらず駆動系への電源供給が不意に停止されることもない。そして、駐車中と推定されるような状態において給電状態となっていればキャンセルパルスを出力して給電状態を停止させるため、バッテリ上がりを防止できる。
(2)図3は、マイコン1aが、例えば駐車中などにおいてスリープ状態(低消費電力状態)となった場合に実行する電源制御処理の内容を示すフローチャートである。
なお、図3に示す処理は、スリープ状態中において所定時間毎に実行される。この所定時間に関しては任意であるが、意図しない電源供給状態が過度に継続しないようにする、という観点での制御であるため、例えば数十分に1回といった頻度でもよい。
本処理は、マイコン1aがスリープ状態に移行するには少なくとも「IGリレーへの出力はOFF」「車速=0」「エンジン回転数=0」の3条件が成立しているはずである、という考えに基づいて実行される。
まず、S110では、ホールド回路1bから入力される状態信号P3に基づき、ホールドセットを検知したか否か判定する。つまり、状態信号P3はホールドセット状態なのかキャンセル状態なのかを示す信号であるため、その状態信号P3を入力して判定する。ホールドセットを検知しない場合には(S110:NO)、駆動電流が元々供給されていない状態であるため、キャンセルパルスを出力する必要性自体がない。したがって、S120以降の処理をすることなく、本電源制御処理を終了する。
一方、ホールドセットを検知した場合には(S110:YES)、S120へ移行し、メータECU3から入力した車速情報に基づき、車速が零(0)であるか否かを判定する。車速が零でない場合には(S120:NO)、S130以降の処理をすることなく、本電源制御処理を終了する。
一方、車速が零の場合には(S120:YES)、S130へ移行し、エンジンECU5から入力したエンジン回転数に基づき、エンジン回転数が零(0)であるか否かを判定する。エンジン回転数が零でない場合には(S130:NO)、S140の処理をすることなく、本電源制御処理を終了する。
一方、エンジン回転数が零である場合には(S130:YES)、S110〜S130における3つの条件を全て満たしていることになるので、S140へ移行し、キャンセルパルスを出力する。
このように、マイコン1aがスリープ状態に移行した後、ノイズ等によって意図せず給電状態になってしまっても、スリープ状態中において定期的に実行される図3に示す電源制御処理により、マイコン1aからホールド回路1bへキャンセルパルスが出力して給電状態を停止させるため、バッテリ上がりを防止できる。
なお、本実施例においては、IG1リレー13及びIG2リレー15が「制御対象」に相当し、キースロット9から入力したキー有無を示す信号、イモビECU7から入力したキー照合結果、メータECU3から入力した車速情報、エンジンECU5から入力したエンジン回転数が「外部装置からの情報」に相当する。
[別実施例その他]
(イ)上記実施例ではホールド回路1bが電源ECU1内に存在すると説明したが、これは例えば物理的な意味で同じ筐体内に存在しなくてはならないという意味ではなく、例えば電源ECUの筐体にマイコン1aが存在し、筐体の外にホールド回路1bが存在したとしても何ら構わない。
(ロ)上記実施例では、図2に示す電源制御処理において、ホールドセットを検知した場合(S10:YES)、S20〜S50に示すように、キースロット9から入力したキー有無を示す信号、イモビECU7から入力したキー照合結果、メータECU3から入力した車速情報、エンジンECU5から入力したエンジン回転数という4つの情報に基づいて判定したが、例えばS40及びS50の2条件に絞ることも可能である。但し、車両が走行中であるにもかかわらず不用意に給電停止してしまうことを防止する観点からは、より多くの情報に基づくことが好ましい。したがって、図2に示すS20及びS30の2条件も加えた判定が好ましい。そして、さらに図2の場合にはS60においてそれら諸条件が成立した状態が所定時間継続することも判定条件としているため、より正確な判定が実現される。
なお、図3に示すスリープ状態中に実行される電源制御処理においても、図2のS60と同様の「所定時間継続」という条件判定を加えても良い。
(ハ)上記実施例では外部装置からの情報として4種類の情報を示したが、他の情報を用いても良い。例えば、ナビゲーション装置から得た自車位置情報を条件判定に用いることも考えられる。例えば車両が駐車場に存在するのであれば駐車中である可能性が高いと考えられ、さらに言えば自宅の駐車場であればさらに駐車中である可能性が高くなる。したがって、そのような条件が成立すれば、給電停止をより確信を持って制御できることとなる。
なお、自車位置情報を得る場合、車載のナビゲーション装置から得ても良いし、あるいは、外部の情報センタ等から車載通信機等を介して入手してもよい。
(ニ)上記実施例では、車載の電源ECU1に適用した場合について説明したが、他の車載ECUであっても適用可能である。また、車載装置ではない他の電子制御装置であっても適用可能である。
実施例の電源制御システムの概略構成図である。 マイコン1aのリセット解除時に実行する電源制御処理の内容を示すフローチャートである。 マイコン1aがスリープ状態中に実行する電源制御処理の内容を示すフローチャートである。
符号の説明
1…電源ECU、1a…マイコン、1b…ホールド回路、3…メータECU、5…エンジンECU、7…イモビECU、9…キースロット、10…スタートストップスイッチ、11…ACCリレー、13…IG1リレー、15…IG2リレー。

Claims (8)

  1. 外部装置からの情報を入力すると共に、制御対象へ制御信号を出力可能な電子制御装置であって、
    前記制御対象へ出力する制御信号の状態の適否を、少なくとも前記外部装置からの情報に基づいて判定する状態適否判定手段と、その状態適否判定手段によって前記制御信号の状態が適切でないと判定された場合には、前記制御信号が適切な状態となるよう制御する信号状態制御手段とに相当するコンピュータと、
    当該コンピュータからのホールド信号又はキャンセル信号の入力により保持する信号レベルが切り替わるホールド回路とを有し、
    当該ホールド回路から前記制御対象へ制御信号が出力されるよう構成されていると共に、前記コンピュータは、前記ホールド回路から出力される制御信号の状態を把握可能に構成されており、
    前記状態適否判定手段は、前記ホールド回路から出力される制御信号の状態にも基づいて、前記コンピュータがリセット解除した際に、前記判定を行うことを特徴とする電子制御装置。
  2. 請求項1に記載の電子制御装置において、
    前記状態適否判定手段は、前記コンピュータがスリープ状態にある間は定期・不定期に判定を実行することを特徴とする電子制御装置。
  3. 請求項1又は2に記載の電子制御装置において、
    前記状態適否判定手段は、前記状態が不適切であると判定するための1以上の条件が成立する状態が所定時間以上継続した場合に初めて不適切であると判定することを特徴とする電子制御装置。
  4. 請求項1〜3の何れかに記載の電子制御装置において、
    前記状態適否判定手段は、前記制御対象への制御信号が不適切である場合の影響度が相対的に大きい場合ほど前記状態が不適切であると判定するために用いる条件数が多くされていることを特徴とする電子制御装置。
  5. 請求項1〜4の何れかに記載の電子制御装置において、
    車両に搭載されていることを特徴とする電子制御装置。
  6. 請求項に記載の電子制御装置において、
    車載バッテリからの給電状態を制御することを特徴とする電子制御装置。
  7. 請求項に記載の電子制御装置において、
    前記状態適否判定手段が状態適否判定のために基づく前記外部装置からの情報は、前記車両が駐車中であると推定するために有効な情報であり、
    前記信号状態制御手段は、前記状態適否判定手段によって、前記車両が駐車中であると推定されるにもかかわらず給電状態となっているために前記制御信号の状態が適切でないと判定された場合には、給電状態を停止するよう前記制御信号を制御することを特徴とする電子制御装置。
  8. コンピュータを、請求項1〜7の何れかに記載の電子制御装置における状態適否判定手段及び信号状態制御手段としての機能を実現させるためのプログラム。
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