JP4239949B2

JP4239949B2 - ハイブリッド制御システム

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Publication number: JP4239949B2
Application number: JP2004311215A
Authority: JP
Inventors: 岳大内田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2024-10-26
Also published as: JP2006129557A

Description

本発明は、ハイブリッド制御システムにおいて、ＣＰＵに対するリセットやＥＣＵの異常を判定する技術に関する。

従来、エンジン制御用のＣＰＵが正常な時に、制御状態がＣＰＵバックアップに切換わるという誤動作を防止し得るエンジン制御方法及びエンジン制御装置が知られている。（例えば、特許文献１）。このエンジン制御方法及びエンジン制御装置では、ＣＰＵリセット回路がＣＰＵの動作を監視しており、ＣＰＵの異常を検出した場合、ＣＰＵに対しリセット信号を出力する。また、ＣＰＵバックアップ装置が、そのリセット信号を監視することによってＣＰＵの異常を検出した場合に、ＣＰＵに代わってバックアップ動作する。このような構成において、低電圧領域での電源変動が起こった場合ＣＰＵリセット回路がリセット信号を出力してしまうことによって、ＣＰＵバックアップ装置がＣＰＵ異常であると誤検出してしまうおそれがあった。そのため、この従来のエンジン制御方法及びエンジン制御装置では、低電圧を検出した場合には、ＣＰＵバックアップ装置の動作を停止させることによってバックアップ動作に切換わらないようにし、ＣＰＵ異常であると誤検出しないようにしている。
特許２５８３２６６号

しかしながら、上述の従来技術は、エンジン制御における異常誤検出防止技術であって、ハイブリッド制御における異常誤検出防止技術については開示及び示唆されていない。特に、高電圧・大電流を扱うハイブリッド制御の特殊性ゆえに設けられたＣＰＵへのリセット信号の異常判定機能については開示及び示唆されていない。このリセット信号の異常判定機能については、ＥＣＵの各回路の作動電圧や異常検出電圧等の違いを考慮しなければならず、上述の従来技術では実現することができない。また、一のＥＣＵが他のＥＣＵの異常を判定する場合についても、各ＥＣＵの動作電圧の違いを考慮しなければならず、上述の従来技術では実現することができない。

そこで、本発明は、リセット異常判定やＥＣＵ異常判定の誤検出を防止するハイブリッド制御システムの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
高電圧電源と、
低電圧電源と、
前記高電圧電源の電圧を前記低電圧電源の電圧に降圧する降圧手段と、
前記低電圧電源を電源とするＥＣＵとを備え、
前記高電圧電源が前記降圧手段を介して前記低電圧電源に接続された第１の動作モードと、前記高電圧電源が前記降圧手段を介して前記低電圧電源に接続されていない第２の動作モードとを有する、ハイブリッド制御システムにおいて、
前記ＥＣＵのＣＰＵに前記低電圧電源の電圧を降圧した電圧を供給する電源レギュレーターと、
前記ＥＣＵのＣＰＵへの供給電圧が所定値を下回った場合に前記ＣＰＵをリセットするリセット手段と、
前記ＣＰＵリセットの発生を監視する監視手段とを備え、
前記第１の動作モード中に前記監視手段が前記ＣＰＵリセットの発生を検知した場合、前記ＣＰＵへのリセットは異常であると判定することを特徴とするハイブリッド制御システムが提供される。

本局面によれば、第１の動作モード中にリセットが発生していた場合は、そのリセットが異常であると判定することができる。つまり、高電圧電源からの電流供給が低電圧電源からの電流供給よりも大きいため、第１の動作モード中は、低電圧電源を電源とするアクチュエータ等が動作しても、ＣＰＵへの供給電圧が変動することはない。したがって、ＣＰＵへの供給電圧が変動することがない状況でリセットが発生した場合には、そのリセットが異常であると判定することができる。

また、本発明のその他の一局面によれば、
前記ＥＣＵはマスタＥＣＵであって、
前記マスタＥＣＵと該マスタＥＣＵによってのみ起動されるスレーブＥＣＵとを備え、
前記マスタＥＣＵは、前記第２の動作モード中に前記スレーブＥＣＵが起動していない場合、前記スレーブＥＣＵを再起動することを特徴とする該ハイブリッド制御システムが提供される。

本局面によれば、電源電圧の低下に伴いＥＣＵ毎の動作電圧の違いによりスレーブＥＣＵのみ停止した場合、その後電圧が復帰したときにスレーブＥＣＵが異常であるとマスタＥＣＵが誤検出してしまうのを防止することができる。

本発明によれば、リセット異常判定やＥＣＵ異常判定の誤検出を防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

［ハイブリッド車両の全体構成］図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド車両のシステム構成図である。このハイブリッド車両は、エンジン１５０、ジェネレーター１及びモーター２の３つの原動機を備えている。また、ハイブリッド車両は、ハイブリッドＥＣＵ２７０，モーターＥＣＵ２６０，ブレーキＥＣＵ２２０，バッテリーＥＣＵ２３０，エンジンＥＣＵ２４０を備え、これらのＥＣＵが協調制御することによってハイブリッド制御が実現される。各ＥＣＵは、マイクロコンピュータや、入力インタフェース、出力インタフェースなどの複数の回路要素が一つの回路基板上に配置された一ユニットとして構成されたものである。

エンジン１５０は、通常のガソリンエンジンであり、クランクシャフト１５６を回転させる。エンジン１５０の運転はエンジンＥＣＵ２４０により制御されている。エンジンＥＣＵ２４０は、ハイブリッドＥＣＵ２７０からのエンジン出力要求値に従い、電子制御スロットルに開度指令を出し、エンジン１５０の燃料噴射量その他の制御を実行する。

ジェネレーター１は、主にエンジン１５０の出力により高電圧の発電を行う。この発電によって、ジェネレーター１は、インバーター１９１を介してＨＶバッテリー１９４を充電したり、モーター２の駆動用の電力供給を行ったりする。

モーター２は、インバーター１９１内の三相ブリッジ回路により駆動され、エンジン１５０の補助動力源として必要に応じエンジン１５０の出力をアシストする。また、回生ブレーキ作動時には、モーター２は、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、インバーター１９１内の三相ブリッジ回路を介してＨＶバッテリー１９４を充電する。

インバーター１９１は、ＨＶバッテリー１９４の高電圧直流電流とジェネレーター１及びモーター２の三相交流電流との変換を行う。インバーター１９１は、ジェネレーター１用三相ブリッジ回路とモーター２用三相ブリッジ回路を有している。インバーター１９１内の三相ブリッジ回路はモーターＥＣＵ２６０により制御される。モーターＥＣＵ２６０は、インバーター１９１から三相ブリッジ回路の三相交流電流がフィードバックされて、三相ブリッジ回路の電流制御を行う。ジェネレーター１及びモーター２は、ステーターコイル（図示しない）を有しており、ステーターコイルの三相巻線に三相交流電流が流れると回転磁界が発生する。この回転磁界が発生することによってトルクが生まれる。

図２は、図１中の動力分割機構１０の詳細図である。エンジン１５０、ジェネレーター１及びモーター２の回転軸は、プラネタリーギヤ１２０を介して機械的に結合されている。プラネタリーギヤ１２０は、サンギヤ１２１、リングギヤ１２２及びプラネタリーキャリア１２４から構成されている。本実施例のハイブリッド車両では、エンジン１５０のクランクシャフト１５６はダンパー１３０を介してプラネタリーキャリア１２４に結合されている。ダンパー１３０はクランクシャフト１５６に生じる捻り振動を吸収するために設けられている。ジェネレーター１は、サンギヤ１２１に結合されている。モーター２は、リングギヤ１２２に結合されている。このように結合されていることによって、エンジン１５０、ジェネレーター１及びモーター２の回転が、プラネタリーギヤ１２０、チェーン１２９、カウンタードライブギヤ１３４及びディファレンシャル機構部１１４等を介して車軸１１２及び車輪１１６に伝達される。つまり、この動力分割機構１０を最適に制御する各ＥＣＵの存在によって、ハイブリッド制御が実現される。

ハイブリッドＥＣＵ２７０は、エンジン１５０、ジェネレーター１及びモーター２の回転数やトルクの配分等の制御量を決定し、他ＥＣＵに各種の要求値を出力して、各原動機の駆動を制御する機能を有している。この制御のために、ハイブリッドＥＣＵ２７０には、アクセル開度を示すアクセルポジション信号ＡＰ１，ＡＰ２や、シフト位置を示すシフトポジション信号ＳＰ１，ＳＰ２等が出力されている。フェールセーフのため信号ラインを二重化している。

また、ハイブリッドＥＣＵ２７０は、ＳＭＲ（システムメインリレー）を制御することによってＨＶバッテリー１９４の接続・遮断を行う。確実な作動を行うために、＋−両極に合計３個のリレーＳＭＲ１，２，３を配置している。ハイブリッド制御ＥＣＵ２７０は、ＨＶバッテリー１９４と接続する時にはＳＭＲ１とＳＭＲ３をＯＮし、続いてＳＭＲ２をＯＮ、ＳＭＲ１をＯＦＦする。このように、最初に接続する時にレジスター１９７によって電流を制限することによって、ＨＶバッテリー１９４からの大電流（突入電流）からインバーターやコンバーター等の回路素子を保護することができる。また、ハイブリッドＥＣＵ２７０は、ＨＶバッテリー１９４との接続を遮断する時にはＳＭＲ２とＳＭＲ３をＯＦＦし、ＳＭＲとインバーター１９１間の電圧をモニターすることによって、確実に遮断されたか否かを判断する。

エンジンＥＣＵ２４０は、ハイブリッドＥＣＵ２７０から与えられたエンジン出力要求値ＰＥｒｅｑに応じてエンジン１５０を制御する。エンジンＥＣＵ２４０からは、エンジン１５０の回転数ＲＥＶｅｎがハイブリッドＥＣＵ２７０にフィードバックされる。

モーターＥＣＵ２６０は、ジェネレーター１及びモーター２に関するトルク要求値Ｔ１ｒｅｑ，Ｔ２ｒｅｑをハイブリッドＥＣＵ２７０から受ける。そして、トルク要求値Ｔ１ｒｅｑ，Ｔ２ｒｅｑに応じて、インバーター１９１に対し、ジェネレーター１及びモーター２の電流要求値Ｉ１ｒｅｑ，Ｉ２ｒｅｑを出力する。インバーター１９１は、電流要求値Ｉ１ｒｅｑ，Ｉ２ｒｅｑに従って三相ブリッジ回路を制御して、ジェネレーター１及びモーター２を駆動する。一方、ジェネレーター１及びモーター２の回転数を検出する回転数センサから、ジェネレーター１及びモーター２の回転数ＲＥＶ１，ＲＥＶ２がモーターＥＣＵ２６０を介しハイブリッドＥＣＵ２７０にフィードバックされる。さらに、三相ブリッジ回路を流れる電流値ＩＢがフィードバックされる。

バッテリーＥＣＵ２３０は、ＨＶバッテリー１９４の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）を監視するとともに、必要に応じてＨＶバッテリー１９４の充電要求値ＣＨｒｅｑをハイブリッドＥＣＵ２７０に出力する。ハイブリッドＥＣＵ２７０は、この要求値ＣＨｒｅｑを考慮して、エンジンＥＣＵ２７０、ジェネレーター１及びモーター２の出力を決定する。すなわち、充電が必要な場合には、走行に必要な出力よりも大きい動力をエンジン１５０に出力させて、その一部をジェネレーター１による充電動作に配分する。

ブレーキＥＣＵ２２０は、図示しない油圧ブレーキと、モーター２による回生ブレーキとのバランスを取る制御を行なう。この理由は、このハイブリッド車両では、ブレーキ時にモーター２による回生動作が行なわれてＨＶバッテリー１９４が充電されるからである。具体的には、ブレーキＥＣＵ２２０は、ブレーキセンサからのブレーキ圧力に基づいて、ハイブリッドＥＣＵ２７０に回生要求値ＲＥＧｒｅｑを出力する。ハイブリッドＥＣＵ２７０は、この要求値ＲＥＧｒｅｑに基づいてジェネレーター１及びモーター２の動作を決定して、ブレーキＥＣＵ２２０に回生実行値ＲＥＧｐｒａｃをフィードバックする。ブレーキＥＣＵ２２０は、この回生実行値ＲＥＧｐｒａｃと回生要求値ＲＥＧｒｅｑとの差分とブレーキ圧力とに基づいて、油圧ブレーキによるブレーキ量を適切な値に制御する。

なお、これらのＥＣＵをはじめランプ・オーディオ・エアコン等の補機類の定格電源電圧はＤＣ１２Ｖであるため、高電圧電源（例えば、ＤＣ２８８Ｖ）であるＨＶバッテリー１９４を電源としてそのまま使用することはできない。そこで、ＨＶバッテリー１９４の高電圧ＤＣ２８８ＶをＤＣ１２Ｖに降圧することが必要である。

その降圧手段として、コンバーター１９９がある。また、降圧された電圧を充電可能な補機バッテリー１９８がある。この補機バッテリー１９８が、ＤＣ１２Ｖ用のＥＣＵ等の補機類に対する低電圧電源である。コンバーター１９９は、ＨＶバッテリー１９４の高電圧をＤＣ１２Ｖに変換し、補機バッテリー１９８を充電する。ＤＣ２８８Ｖは、コンバーター１９９内のブリッジ回路で交流に変換され、トランスにて低電圧に降圧したあと、整流・平滑（直流化）してＤＣ１２Ｖに変換している。降圧した電圧は、コンバーター１９９内のコンバーター制御回路によって監視され、補機バッテリー１９８の電圧が一定となるように制御される。

このように、ハイブリッドＥＣＵ２７０が中心となり、それ以外のＥＣＵと協調制御することによって、ハイブリッド制御が実現される。そのため、ＥＣＵに故障等の異常が検出された場合には、システムとして適切なフェール処置が行われなければならない。特に、ハイブリッド制御は通常のエンジン制御に比べ高電圧を扱っているため、異常検出機能はより重要になってくる。そこで、本実施例のハイブリッド制御システムでは、以下に説明するような異常検出が行われている。

［第１の実施例：ハイブリッド制御ＥＣＵ２７０内のリセット異常判定］図３は、第１の実施例のハイブリッドＥＣＵ２７０の内部回路の構成を示した図である。ハイブリッドＥＣＵ２７０は、ハイブリッド制御ＣＰＵ２７２、電源ＩＣ２７４及び監視回路２７３を有している。

ＣＰＵ２７２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力ポート、出力ポート等から構成されたワンチップマイクロコンピュータである。ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を別々の部品にして、バスラインを介して構成するようにしてもよい。ＣＰＵ２７２は、各センサや各ＥＣＵからの入力信号に基づいて、エンジン１５０、ジェネレーター１及びモーター２の駆動を制御するプログラムや、ＨＶバッテリー１９４の接続・遮断を行うＳＭＲ（システムメインリレー）を制御するプログラム等を処理する。

電源ＩＣ２７４は、補機バッテリー１９８の直流電圧（ＤＣ１２Ｖ）をハイブリッドＥＣＵ２７０内の各回路用の内部電源電圧（例えば、ＤＣ５Ｖ）に変換する電源レギュレーターＩＣである。また、電源ＩＣ２７４は、内部電源電圧監視機能を有する。内部電源電圧監視機能とは、内部電源電圧をモニターし、例えば、その内部電源電圧が所定電圧値を下回った場合にはＣＰＵ２７２に対しＬｏレベルのリセット信号ＲＥＳＥＴ（つまり、リセットをかける）を出力し、所定電圧値以上である場合にはＣＰＵ２７２に対しＨｉレベルのリセット信号ＲＥＳＥＴ（つまり、リセット解除）を出力する機能である。つまり、ＣＰＵや回路等の作動電圧が保証電圧を満たさないような低電圧時には、動作させないようにリセットをかけるものである。なお、電源ＩＣ２７４は、ＩＣ部品ではなく、ディスクリート部品によって同様の機能を持つように構成された電源制御回路であってもよい。

また、電源ＩＣ２７４は、ＣＰＵ２７２の異常を監視する機能を有する。この異常監視のために、ＣＰＵ２７２は、一定周期を有するクロック信号であるウォッチドッグパルスを電源ＩＣ２７４に出力している。ＣＰＵ２７２が正常であれば、ＣＰＵ２７２からウォッチドッグパルスが一定周期で出力されるので、電源ＩＣ２７４はＣＰＵ２７２が正常に動作しているとみなして何もしない。しかし、ＣＰＵ２７２に異常が発生すれば、ウォッチドッグパルスが所定の時間以上発生しなかったり周期が異なったりするので、電源ＩＣ２７４からＣＰＵ２７２に対しリセットをかける。この結果、リセットをかけられたＣＰＵ２７２が重大な故障をしていない限り、再び正常な動作を開始する。

監視回路２７３は、電源ＩＣ２７４から出力されたＣＰＵ２７２に対するリセット信号ＲＥＳＥＴをモニターしている。そして、リセット信号ＲＥＳＥＴがＨｉからＬｏに変わるダウンエッジを検出した場合（リセットがかけられたことを検出した場合）に、ＣＰＵ２７２に対し、Ｈｉレベルのリセット履歴信号ＲＳＴＨＳＴを出力する（この状態を、リセット履歴フラグがＯＮしているという）。つまり、かけられたリセットが解除されてイニシャライズされたＣＰＵ２７２が、リセット履歴信号ＲＳＴＨＳＴの入力ポートのレベルを確認することによって、リセット信号ＲＥＳＥＴの異常を検出することができる。

図４及び図５を参照しながら、このリセット信号ＲＥＳＥＴの異常検出について説明する。図４は、ＤＣ１２ＶのＥＣＵ電源が安定供給されている状態でリセットがかかったときの波形である。なお、波形中の「＋Ｂ」は、供給されるＥＣＵ電源電圧を示す。図４（ａ）〜（ｃ）において、監視回路２７３がリセット信号ＲＥＳＥＴのダウンエッジを検出すると、リセット履歴信号ＲＳＴＨＳＴをＨｉにする。そして、かけられたリセットが解除されてイニシャライズされたＣＰＵ２７２は、リセット履歴信号ＲＳＴＨＳＴの入力ポートにＨｉレベルが入力されていることを検出する。

一方、図５は、ＤＣ１２ＶのＥＣＵ電源が０Ｖに落ちて復帰したときの波形である。例えば、運転者が車両を止めるためにＩＧをＯＦＦして、再度走行を開始するためにＩＧをＯＮする状況である。＋Ｂが落ちることによって内部電源電圧が所定電圧値を下回りリセットがかかると、監視回路２７３はリセット信号ＲＥＳＥＴのダウンエッジを検出して一瞬ＲＳＴＨＳＴをＨｉにする。しかし、ＩＧがＯＦＦされているので＋Ｂは完全にＥＣＵに供給されなくなるので、電源ＩＣ２７４や監視回路２７３は動作不能となり、ＲＳＴＨＳＴはすぐにＬｏになる。その後、ＩＧがＯＮし＋Ｂが復帰するとリセットは解除される。このとき、ＲＳＴＨＳＴは初期状態のＬｏになっている。したがって、かけられたリセットが解除されてイニシャライズされたＣＰＵ２７２は、リセット履歴信号ＲＳＴＨＳＴの入力ポートにＬｏレベルが入力されていることを検出する。

つまり、図４のように、リセット履歴信号ＲＳＴＨＳＴの入力ポートがＨｉレベルであれば、「ＥＣＵ電源が安定供給されている状況にもかかわらず、リセットがかかった」として、ＣＰＵ２７２はリセット信号ＲＥＳＥＴが異常であると判断することができる。例えば、電源ＩＣ２７４の故障や、リセット信号ラインにノイズがのってレベルが変化したということが異常の原因として考えられる。

そして、ＣＰＵ２７２は、リセット履歴信号ＲＳＴＨＳＴの入力ポートがＨｉレベルとなっている場合（リセットがかかっていた場合）には、後述する「システム起動状態」をＯＦＦして、ハイブリッド制御を停止するように制御する。ハイブリッド制御は高電圧・大電流を制御しているので、何らかの異常によりリセット信号ＲＥＳＥＴが発生した場合には、システムが安全側に倒れるように設計されている。

ここで、「システム起動状態」について説明する。システム起動状態とは、ハイブリッドＥＣＵ２７０のＣＰＵ２７２内のプログラム上のハイブリッド制御の動作可否状態を示すものである。ハイブリッド制御が作動可能状態であると判断されればシステム起動状態はＯＮし、ハイブリッド制御が作動不可能状態であると判断されればシステム起動状態はＯＦＦする。

システム起動状態がＯＮとなるためには、まず、シフトレバーがＰレンジの状態でイグニッション（ＩＧ）スイッチをＳＴＡＲＴ位置（以下、ＩＧをＯＮにするという）にする。ＩＧがＯＮされると、補機バッテリー１９８を電源としてハイブリッドＥＣＵ２７０が起動する。ハイブリッドＥＣＵ２７０内のＣＰＵ２７２は、これらのＰレンジかつＳＴＡＲＴ状態を認識すると、システムメインリレーＳＭＲ１とＳＭＲ３をＯＮし、続いてＳＭＲ２をＯＮ、ＳＭＲ１をＯＦＦして、ＨＶバッテリー１９４とインバーター１９１の経路を接続させる。そして、ハイブリッドＥＣＵ２７０内のＣＰＵ２７２は、ＨＶバッテリー１９４とインバーター１９１間のＨＶ電圧Ｖｈｖをモニターし、そのＨＶ電圧Ｖｈｖが所定電圧以上となった場合には、システム起動状態をＯＦＦからＯＮにする。システム起動状態がＯＮとなれば、ハイブリッドＥＣＵ２７０によって各ＥＣＵとともにハイブリッド制御が実行可能となる。ここで、「所定電圧以上のＨＶ電圧」とは、高電圧を必要とするインバーター１９１や、インバーター１９１によって駆動されるジェネレーター１やモーター２等が正常動作可能な電圧値である。

一方、ＨＶ電圧Ｖｈｖがその所定電圧に満たない場合やシステム上で何らかの異常が検出された場合（ＣＰＵ２７２にリセットがかかった場合等）には、ハイブリッドＥＣＵ２７０内のＣＰＵ２７２はシステム起動状態をＯＦＦするとともに、高電圧経路をカットすることによって、ハイブリッド制御を停止するように制御する。高電圧経路をカットするためには、システム起動状態がＯＦＦした場合ハイブリッドＥＣＵ２７０内のＣＰＵ２７２はシステムメインリレーＳＭＲ１，２，３をＯＦＦさせる。そして、ハイブリッド制御を停止させたことを運転者に警告ランプ等で知らせる。

上記説明した図４及び図５の場合について、システム起動状態を示す波形が図４（ｄ）及び図５（ｄ）である。なお、波形中、「ＲＥＡＤＹ」は、システム起動状態（Ｈｉレベル：ＯＮ，Ｌｏレベル：ＯＦＦ）を示すものとする。図４は、ＤＣ１２ＶのＥＣＵ電源が安定供給されている状態でリセットがかかったときの波形であるから、ＨＶ電圧Ｖｈｖも所定電圧以上となっており、システム起動状態はＯＮしている。そして、かけられたリセットが解除されてイニシャライズされたＣＰＵ２７２が、リセット履歴信号ＲＳＴＨＳＴの入力ポートにＨｉレベルが入力されていることを検出すると、システム起動状態をＯＦＦする。図５は、ＤＣ１２ＶのＥＣＵ電源が０Ｖに落ちて復帰したときの波形であるから、＋Ｂ電圧が落ちたときにはシステム起動状態をＯＦＦし、ＨＶ電圧Ｖｈｖが所定電圧以上となったとき（このとき＋Ｂも復帰している）には、システム起動状態をＯＮする。

ところが、これら図４及び図５の場合に対し、図６のような場合が考えられる。図６は、ＥＣＵ電源が０Ｖまで落ちずに復帰したときの波形である。このようなＥＣＵ電源の変動現象は、補機バッテリー１９８に接続される他のＥＣＵやアクチュエータ等が動作するときにしばしば発生する。つまり、他のＥＣＵやアクチュエータへの電流供給によって、補機バッテリー１９８の電源電圧が変動するためである。このような電源変動が起こる場合、ＥＣＵ内の回路の作動電圧の違いによって、誤動作が起こることがある。図６（ａ）〜（ｃ）において、例えば、電源ＩＣ２７４がＲＥＳＥＴをかける＋Ｂ電圧を６Ｖ、監視回路２７３の最低作動電圧を４Ｖとする。このような電圧関係において、＋Ｂ電圧が中間電圧の５Ｖまで落ちてまた復帰した場合、電源ＩＣ２７４はＲＥＳＥＴをかけるが、監視回路２７３は作動し続ける。その結果、監視回路２７３は、図５の場合と異なり、ＲＥＳＥＴのダウンエッジを検出してＲＳＴＨＳＴをＨｉにした後そのＨｉレベルを維持する。言い換えれば、監視回路２７３が動作不能とならないため、ＲＳＴＨＳＴはＬｏにはならない。したがって、ＲＥＳＥＴが解除された後、ＣＰＵ２７２は、ＲＳＴＨＳＴのＨｉを検出するため（リセット履歴フラグがＯＮしているため）、システム起動状態をＯＦＦして、ハイブリッド制御を停止するように制御してしまう。つまり、ハイブリッドＥＣＵ２７０は、ＥＣＵ電源電圧が変動しただけであって何ら異常がないにもかかわらず、異常と誤検出してしまう。

そこで、上記誤検出を防止するため本発明では、上述した「システム起動状態」を利用する。ハイブリッド制御システムは、システム起動状態がＯＮしているときにはＨＶバッテリー１９４を電源としてコンバーター１９９を介して動作している。この場合、補機バッテリー１９８に接続される他のＥＣＵやアクチュエータ等が動作したとしても、ＨＶバッテリー１９４からの電流供給が補機バッテリー１９８からの電流供給よりも大きいため、ＥＣＵ電源が変動することはない。これに対し、システム起動状態がＯＦＦしているときには補機バッテリー１９８を電源として動作しているので、補機バッテリー１９８の電源電圧変動によってＥＣＵ電源が変動してしまう。このような特徴を利用して上記誤検出を防止する。

図７は、第１の実施例のシステム起動状態を利用したハイブリッドＥＣＵ２７０内のリセット異常検出を示したフロー図である。まず、処理ループＲ１００について説明する。Ｒ１００では、ＩＧをＯＮにしている間、所定の時間間隔でシステム起動状態をスタンバイＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等に記憶するようにしている。ＩＧがＯＮすると、システム起動状態の判定を行い（ステップ１５０）、ＯＮまたはＯＦＦの判定結果を記憶する（ステップ１６０，１７０，１８０）。ＩＧがＯＦＦした場合、システム起動状態はＯＦＦし（ステップ１９０）、そのシステム起動状態をＯＦＦとして記憶する（ステップ２００）。なお、システム起動状態は、上書きして記憶されてよい。

それでは、図４，５，６を参照しながら、図７のフローのステップ１００から説明する。ＥＣＵ電源が供給されていない状態でＩＧがＯＮしてリセットが解除されたとき、または、ＥＣＵ電源が供給されている状態でリセットが解除されたとき、ＣＰＵ２７２が起動する（ステップ１００）。そして、ＣＰＵ２７２は、リセット履歴フラグがＯＮか否かを判断する（ステップ１１０）。リセット履歴フラグがＯＦＦであれば、正常なリセットであると判定される（ステップ１４０）。つまり、図５のように、ＲＥＳＥＴ解除後にＲＳＴＨＳＴは初期状態のＬｏレベルになっているため、ＣＰＵ２７２は異常検出しない。その後、ＣＰＵ２７２は、ＨＶ電圧Ｖｈｖが所定電圧以上となった場合にシステム起動状態をＯＦＦからＯＮにする。

ステップ１１０においてリセット履歴フラグがＯＮであれば、ステップ１２０に移行する。ステップ１２０では、前回終了時のシステム起動状態がＯＮか否かを判断する。つまり、最後に記憶されているシステム起動状態がＯＮか否かを判断する。システム起動状態がＯＦＦであれば、正常なリセットであると判定される（ステップ１４０）。つまり、図６のように、ＥＣＵ電源が変動するような状況では、ＣＰＵ２７２はシステム起動状態を必ずＯＦＦにしている。したがって、ＲＥＳＥＴ解除後にＲＳＴＨＳＴがＨｉになっていたとしても、ＣＰＵ２７２は図６（ａ）のような電源変動が起こったためＲＳＴＨＳＴがＨｉになっていたとみなして、異常判定しない。その後、ＣＰＵ２７２は、ＨＶ電圧Ｖｈｖが所定電圧以上となった場合にシステム起動状態をＯＦＦからＯＮにする。

一方、ステップ１２０においてシステム起動状態がＯＮであれば、異常なリセットであると判定される（ステップ１３０）。つまり、図４のように、システム起動状態がＯＮしている状態では、＋Ｂは安定供給されており、図６（ａ）のような電源変動は起こらない。したがって、システム起動状態がＯＮになっているにもかかわらずＲＥＳＥＴ解除後にＲＳＴＨＳＴがＨｉになっていれば、ＣＰＵ２７２は異常と判定する。その結果、ＣＰＵ２７２は、システム起動状態をＯＦＦして、ハイブリッド制御を停止するように制御する。以上のように、ハイブリッドＥＣＵ２７０内のリセット異常判定の誤検出を防止することができる。

［第２の実施例：ハイブリッドＥＣＵ２７０内のリセット異常判定］図８は、第２の実施例のハイブリッドＥＣＵ２７０の内部回路の構成を示した図である。ハイブリッドＥＣＵ２７０は、ハイブリッド制御ＣＰＵ２７２、電源ＩＣ２７４及び不揮発性メモリ２７５（以下、ＥＥＰＲＯＭ２７５という）を有している。第２の実施例においては、監視回路２７３を有してはいない。

図９は、第２の実施例のシステム起動状態を利用したハイブリッドＥＣＵ２７０内のリセット異常検出を示したフロー図である。まず、処理ループＲ３００について説明する。Ｒ３００では、ＩＧをＯＮにしている間、所定の時間間隔でシステム起動状態をＥＥＰＲＯＭ２７５に記憶するようにしている。ＩＧがＯＮすると、システム起動状態の判定を行い（ステップ３４０）、ＯＮまたはＯＦＦの判定結果をＲＡＭに一時的に退避する（ステップ３５０，３６０）。そして、システム起動状態に変化が起こった場合に、そのときのシステム起動状態をＥＥＰＲＯＭ２７５に記憶する（ステップ３７０、３８０）。記憶するタイミングをシステム起動状態に変化が起こった場合にしたのは、ＥＥＰＲＯＭ２７５の書き換え回数制限を考慮したからである。なお、システム起動状態は、上書き記憶されてよい。

それでは、図９のフローのステップ３００から説明する。ＥＣＵ電源が供給されていない状態でＩＧがＯＮしてリセットが解除されたとき、または、ＥＣＵ電源が供給されている状態でリセットが解除されたとき、ＣＰＵ２７２が起動する（ステップ３００）。そして、前回終了時のシステム起動状態がＯＮか否かを判断する（ステップ３１０）。つまり、ＥＥＰＲＯＭ２７５に最後に記憶されているシステム起動状態がＯＮか否かを判断する。システム起動状態がＯＮであれば、異常なリセットであると判定される（ステップ３２０）。つまり、図４で示されるように、システム起動状態がＯＮしている状態では、＋Ｂは安定供給され、ＥＣＵの電源変動は発生しない。したがって、システム起動状態がＯＮのまま（図４（ｄ））で、リセットがかかった（図４（ｂ）のＨｉからＬｏへのレベル変化）場合には、異常なリセットとみなすことができる。

一方、システム起動状態がＯＦＦであれば、正常なリセットであると判定される（ステップ３３０）。つまり、図５及び図６で示されるように、リセットがかかったときに（図５（ｂ）または図６（ｂ）のＨｉからＬｏへのレベル変化）システム起動状態がＯＦＦであれば（図５（ｄ）または図６（ｄ））、正常なリセットとみなすことができる。以上のように、監視回路２７３がない場合であっても、ハイブリッドＥＣＵ２７０内のリセット異常判定の誤検出を防止することができる。

［第３の実施例：ハイブリッドＥＣＵ２７０のモーターＥＣＵ２６０異常判定］図１０は、第３の実施例のハイブリッドＥＣＵ２７０及びモーターＥＣＵ２６０の内部回路の構成を示した図である。ハイブリッドＥＣＵ２７０は、ハイブリッド制御ＣＰＵ２７２及び電源ＩＣ２７４を有している。モーターＥＣＵ２６０は、モーター制御ＣＰＵ２６２及び電源ＩＣ２６４を有している。

ハイブリッドＥＣＵ２７０内のＣＰＵ２７２とモーターＥＣＵ２６０内のＣＰＵ２６２は車内ＬＡＮを介して相互に通信可能である。ハイブリッドＥＣＵ２７０はいわゆるマスタ（ＭＡＳＴＥＲ）ＥＣＵ、モーターＥＣＵ２６０はいわゆるスレーブ（ＳＬＡＶＥ）ＥＣＵであり、ＣＰＵ２６２はＣＰＵ２７２からの起動確認がなければ起動ＯＮしない。また、ＣＰＵ２６２は自身の作動状態を示すフラグ値（以下、ＭＦＬＧという）をＣＰＵ２７２に返している。ＣＰＵ２７２は、ＭＦＬＧによってＣＰＵ２６２が作動しているか否かを確認している。ＭＦＬＧが「１（Ｈｉ）」であればＣＰＵ２６２が作動していることを示し、「０（Ｌｏ）」であればＣＰＵ２６２が作動していないことを示す。

ハイブリッドＥＣＵ２７０内の電源ＩＣ２７４は、例えば＋Ｂ電圧が４Ｖでリセットをかける電源ＩＣであり、モーターＥＣＵ２６０内の電源ＩＣ２６４は、例えば＋Ｂ電圧が６Ｖでリセットをかける電源ＩＣであるとする（ＥＣＵメーカーがそれぞれ異なれば、設計思想も異なる）。なお、電源ＩＣ２７４のＣＰＵ２７２に対するリセット信号をＲＥＳＥＴ１、電源ＩＣ２６４のＣＰＵ２６２に対するリセット信号をＲＥＳＥＴ２とする。

図１２は、ＥＣＵ電源が０Ｖに落ちて復帰したときの波形である。＋Ｂが落ちて電源ＩＣ２７４，２６４がそれぞれＲＥＳＥＴ１，２をかけると、ＣＰＵ２７２と２６２は作動しなくなり、通信も成立しない。その後、＋Ｂが復帰すると、まず４Ｖ近辺で電源ＩＣ２７４によるＲＥＳＥＴ１が解除される。このとき、まだＩＣ２６４によるＲＥＳＥＴ２は解除されていない。したがって、ＭＦＬＧ＝０（デフォルト値）のままである。さらに＋Ｂ電圧が上昇すると、６Ｖ近辺で電源ＩＣ２６４によるＲＥＳＥＴ２が解除され、ＣＰＵ２６２は起動待機状態になる。そして、リセット解除されたＣＰＵ２７２は、ＣＰＵ２６２との通信を開始しようとしてＣＰＵ２６２に対し起動確認を行う。その起動確認によってＣＰＵ２６２は起動ＯＮになり、ＣＰＵ２６２はＭＦＬＧ＝１をＣＰＵ２７２に返す。

一方、図１３は、ＥＣＵ電源が０Ｖまで落ちずに復帰したときの波形である。＋Ｂ電圧が５Ｖ以下に落ちずに復帰した場合、電源ＩＣ２７４によるＲＥＳＥＴ１はかからず、電源ＩＣ２６４によるＲＥＳＥＴ２はかかることなる。このとき、ＭＦＬＧ＝０となる。その後、＋Ｂ電圧が復帰したとしても、ＣＰＵ２７２はリセットがかけられていないため起動確認しない。そのため、ＣＰＵ２６２は起動ＯＮせずに、ＭＦＬＧ＝０のままである。その結果、ＣＰＵ２７２は、ＣＰＵ２６２からＭＦＬＧ＝０が返ってくるので、異常とみなして、システム起動状態をＯＦＦして、ハイブリッド制御を停止するように制御してしまう。つまり、ハイブリッドＥＣＵ２７０は、ＥＣＵ電源電圧が変動しただけであって何ら異常がないにもかかわらず、異常と誤検出してしまう。

そこで、上記誤検出を防止するために、本実施例においても、上述した「システム起動状態」を利用する。図１１は、第３の実施例のハイブリッドＥＣＵ２７０がモーターＥＣＵ２６０の異常を監視するフローを示す図である。ＥＣＵ電源が供給されていない状態でＩＧがＯＮしてリセットが解除されたとき、または、ＥＣＵ電源が供給されている状態でリセットが解除されたとき、ＣＰＵ２７２が起動する（ステップ５００）。起動したＣＰＵ２７２は、処理ループＲ５００に移行するとともに、ＣＰＵ２６２に対し起動確認を行う（ステップ５１０）。すでにＣＰＵ２６２の方もリセットが解除されており（ステップ６１０）、ＣＰＵ２６２はＣＰＵ２７２からの起動確認を受けて起動ＯＮする（ステップ６２０）。起動ＯＮしたＣＰＵ２６２は、ＩＧがＯＦＦされたり、電源ＩＣ２６４によりリセットがかかったり、ＣＰＵ２６２自身が故障するまで動作する。動作している間は、ＣＰＵ２６２はＣＰＵ２７２に対しＭＦＬＧ＝１を返し続ける。動作しなくなった場合（ＲＥＳＥＴ２がかけられた、ＣＰＵ２６２自身が故障した等）には、ＣＰＵ２６２はＣＰＵ２７２に対しＭＦＬＧ＝０を返す（ステップ６３０）。ＣＰＵ２６２は、ＣＰＵ２７２からの起動確認がなければ、ＲＥＳＥＴ２が復帰して再起動したとしても（ステップ６４０）、起動ＯＮとはならない。

ところで、ステップ５００にて起動したＣＰＵ２７２は、Ｒ５００内の各ステップをＩＧがＯＮしている間繰り返し処理する。ＩＧがＯＮすると、システム起動状態の判定を行い（ステップ５２０）、ＯＮまたはＯＦＦの判定結果をＲＡＭに一時的に退避する（ステップ５３０，５７０）。

起動したＣＰＵ２７２がシステム起動状態をＯＦＦと判定した場合（図１５（ｂ）（ｅ））、ＣＰＵ２７２はＥＣＵ電源をモニターし、ＣＰＵ２６２の保証電圧以下でＣＰＵ２６２が起動ＯＦＦであれば（ステップ５８０，５９０）、再度ＣＰＵ２６２の起動確認を行う（ステップ６００）。

ＣＰＵ２６２にＲＥＳＥＴ２がかけられている間は（図１５（ｃ））、起動確認してもＣＰＵ２６２は反応することができないので、ＭＦＬＧ＝０のままである（図１５（ｄ））。＋Ｂ電圧が復帰してＲＥＳＥＴ２が解除されたときに起動確認が行われると（図１５（ｃ）），ＣＰＵ２６２は起動ＯＮし（ステップ６５０）、ＭＦＬＧ＝１をＣＰＵ２７２に返す（図１５（ｄ））（ステップ６６０）。

一方、ステップ５２０において，起動したＣＰＵ２７２がシステム起動状態をＯＦＦと判定した場合（図１２（ｂ）（ｅ）及び図１４（ｂ）（ｅ））、ＣＰＵ２６２が起動ＯＮしているか否かをＭＦＬＧの値によって判定する（ステップ５４０）。ＭＦＬＧ＝１であれば、ＣＰＵ２６２は正常なリセットであると判定される（ステップ５６０）。つまり、図１５（ｄ）のように、ＲＥＳＥＴ２解除後にＭＦＬＧ＝１となっているため、図１３と異なり、ＣＰＵ２７２は異常検出しない。その後、ＣＰＵ２７２は、ＨＶ電圧Ｖｈｖが所定電圧以上となった場合にシステム起動状態をＯＦＦからＯＮにする。

ステップ５４０において、ＭＦＬＧ＝０であれば、ＣＰＵ２７２は異常なリセットであると判定される（ステップ５５０）。つまり、図１４のように、システム起動状態がＯＮしている状態では、＋Ｂは安定供給されており、ＥＣＵ電源の変動は起こらない。したがって、システム起動状態がＯＮになっているにもかかわらずＭＦＬＧ＝０となっていれば、ＣＰＵ２７２はＥＣＵ２６０が異常である判定する。その結果、ＣＰＵ２７２は、システム起動状態をＯＦＦして、ハイブリッド制御を停止するように制御する。以上のように、ハイブリッドＥＣＵ２７０のモーターＥＣＵ２６０異常判定の誤検出を防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。ＣＰＵの異常を監視する機能を電源ＩＣに持たせずに、そのＣＰＵ以外のサブＣＰＵに持たせてもよい。この場合、ウォッチドッグパルスはサブＣＰＵに対して出力される。そして、サブＣＰＵがＣＰＵの異常を検出した場合リセット信号を出力する。サブＣＰＵからのリセット信号と電源ＩＣからのリセット信号との「ＯＲ」をとって、ＣＰＵに対してリセット信号が出力される。

本発明の一実施例としてのハイブリッド車両のシステム構成図である。動力分割機構１０の詳細図である。第１例のハイブリッドＥＣＵ２７０の内部回路の構成を示した図である。ＥＣＵ電源が安定供給されている（システム起動状態がＯＮしている）状態でリセットがかかったときの波形である。ＥＣＵ電源が０Ｖに落ちて復帰したときの波形である。ＥＣＵ電源が０Ｖまで落ちずに復帰したときの波形である。第１の実施例のシステム起動状態を利用したハイブリッドＥＣＵ２７０内のリセット異常検出を示したフロー図である。第２の実施例のハイブリッドＥＣＵ２７０の内部回路の構成を示した図である。第２の実施例のシステム起動状態を利用したハイブリッドＥＣＵ２７０内のリセット異常検出を示したフロー図である。第３の実施例のハイブリッドＥＣＵ２７０及びモーターＥＣＵ２６０の内部回路の構成を示した図である。第３の実施例のハイブリッドＥＣＵ２７０がモーターＥＣＵ２６０の異常を監視するフローを示す図である。第３の実施例において、ＥＣＵ電源が０Ｖに落ちて復帰したときの波形である。ＥＣＵ電源が０Ｖまで落ちずに復帰したときの波形である。第３の実施例において、システム起動状態がＯＮしている状態でリセットがかかったときの波形である。第３の実施例において、ＥＣＵ電源が０Ｖまで落ちずに復帰したときの波形である。

符号の説明

１９１インバーター
１９４ＨＶバッテリー
１９８補機バッテリー
１９９コンバーター
２２０ブレーキＥＣＵ
２３０バッテリーＥＣＵ
２４０エンジンＥＣＵ
２６０モーターＥＣＵ
２６２モーター制御ＣＰＵ
２６４モーターＥＣＵ内電源ＩＣ
２７０ハイブリッドＥＣＵ
２７２ハイブリッド制御ＣＰＵ
２７３ハイブリッドＥＣＵ内監視回路
２７４ハイブリッドＥＣＵ内電源ＩＣ

Claims

高電圧電源と、
低電圧電源と、
前記高電圧電源の電圧を前記低電圧電源の電圧に降圧する降圧手段と、
前記低電圧電源を電源とするＥＣＵとを備え、
前記高電圧電源が前記降圧手段を介して前記低電圧電源に接続された第１の動作モードと、前記高電圧電源が前記降圧手段を介して前記低電圧電源に接続されていない第２の動作モードとを有する、ハイブリッド制御システムにおいて、
前記ＥＣＵのＣＰＵに前記低電圧電源の電圧を降圧した電圧を供給する電源レギュレーターと、
前記ＥＣＵのＣＰＵへの供給電圧が所定値を下回った場合に前記ＣＰＵをリセットするリセット手段と、
前記ＣＰＵリセットの発生を監視する監視手段とを備え、
前記第１の動作モード中に前記監視手段が前記ＣＰＵリセットの発生を検知した場合、前記ＣＰＵへのリセットは異常であると判定することを特徴とするハイブリッド制御システム。
前記第１の動作モード中である旨の情報及び前記第２の動作モード中である旨の情報は、不揮発性メモリに記憶される請求項１記載のハイブリッド制御システム。
前記情報のいずれかは、前記動作モードの一方が他方に変化したときに記憶される請求項２記載のハイブリッド制御システム。
前記第２の動作モード中に前記監視手段が前記ＣＰＵリセットの発生を検知した場合、前記ＣＰＵへのリセットは正常であると判定する請求項１記載のハイブリッド制御システム。
前記監視手段は、前記ＣＰＵリセットの発生の有無及びタイミングを記憶する請求項１記載のハイブリッド制御システム。
前記リセット手段は、更に、前記ＣＰＵから送信される所定パルスに異常がある場合に前記ＣＰＵをリセットする請求項１記載のハイブリッド制御システム。
前記ＥＣＵはマスタＥＣＵであって、
前記マスタＥＣＵと該マスタＥＣＵによってのみ起動されるスレーブＥＣＵとを備え、
前記マスタＥＣＵは、前記第２の動作モード中に前記スレーブＥＣＵが起動していない場合、前記スレーブＥＣＵを再起動することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド制御システム。
前記マスタＥＣＵは、前記スレーブＥＣＵへの供給電圧が所定値を下回っている場合、前記スレーブＥＣＵを再起動する請求項７記載のハイブリッド制御システム。
前記マスタＥＣＵは、前記第１のモード中に前記スレーブＥＣＵが起動していない場合、前記スレーブＥＣＵは異常であると判定する請求項７記載のハイブリッド制御システム。
前記マスタＥＣＵは、前記第１のモード中に前記スレーブＥＣＵが起動している場合、前記スレーブＥＣＵは正常であると判定する請求項７記載のハイブリッド制御システム。