JP4497238B2 - 車両制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御システムに係り、特にエンジンと回転電機と昇圧回路とを含む車両の制御を行う車両制御システムに関する。

回転電機を備える車両においては、高地等の走行により大気圧が低下すると高電圧で作動する回転電機や電源回路の絶縁性能が低下することから、回転電機に供給される昇圧電圧を制限することが行われる。そのために大気圧を検出するための手段として大気圧センサが用いられる。この大気圧センサが異常となると、昇圧電圧の制限が正しく行われなくなるので、大気圧センサの異常を監視することが行われる。

例えば、特許文献１には、圧力センサの異常検出装置として、エンジンの作動に関わる２つの圧力センサである吸気圧センサと大気圧センサの異常を、クランキング前で、エンジンが作動していないときで、これら２つの圧力センサの検出値がほぼ同じとなるときに、これら２つの圧力センサの検出値の間の偏差の有無で、異常検出を行うことが開示されている。

特開２００４−１６６３４１号公報

特許文献１に示されるように、エンジンの吸気圧センサを用いて大気圧センサの異常を検出することにすれば、大気圧センサの異常監視のために特別なセンサを設けなくても済む。エンジンの吸気圧センサで大気圧センサの異常を判断するには、特許文献１に述べられているように、エンジンが停止したことでエンジンの吸気圧が大気圧に復帰することを利用している。つまり、エンジンが停止しているときにのみ、エンジンの吸気圧センサで大気圧センサの異常を判断することができる。したがって、場合によっては、長時間にわたって、大気圧センサの異常を検出する機会が得られないまま、車両が走行することが生じえる。

本発明の目的は、大気圧センサの異常を検出する機会を適切に得ることができる車両制御装置を提供することである。

本発明に係る車両制御システムは、回転電機に昇圧電圧を供給する昇圧回路と、大気圧センサの検出結果に応じて昇圧回路の昇圧電圧の値を設定する昇圧電圧設定部と、エンジン停止のときのエンジン吸気圧センサの値と大気圧センサの値との比較に基き、大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサの異常に関する診断を行う異常診断部と、異常診断部に作動電力を供給する回路部電源と、エンジン吸気圧センサが大気圧に復帰する大気圧復帰時間を経過するまで、回路部電源の停止を遅延させる電源停止遅延部と、を備え、異常診断部は、システム起動指令直後にエンジン吸気圧センサによって検出される気圧値の時間変化が予め定めた所定変化率よりも大きい場合に、前回のシステム停止指令に引き続き今回のシステム起動指令が行われたものとして、大気圧センサおよびエンジン吸気圧センサの異常に関する診断を行う必要がないと判断し、これ以外の場合には大気圧センサおよびエンジン吸気圧センサの異常に関する診断を許可することを特徴とする。

本発明に係る車両制御システムにおいて、異常診断部は、大気圧復帰時間を経過するまで回路部電源の停止遅延が行われた後、再び作動電力が回路部電源から供給されたときに、直ちに大気圧センサまたはエンジン吸気センサの異常に関する診断を行うことが好ましい。

本発明に係る車両制御システムにおいて、昇圧電圧設定部は、異常診断の結果に基き、昇圧回路の昇圧電圧の値を設定することが好ましい。

本発明に係る車両制御システムにおいて、昇圧電圧設定部は、異常診断の結果、大気圧センサまたはエンジン吸気センサが異常であると診断されたときに昇圧回路の昇圧電圧の値を安全側に設定し、その設定は、次の異常診断の結果において、大気圧センサまたはエンジン吸気センサが正常であると診断されるまで継続されることが好ましい。

また、本発明に係る車両制御システムにおいて、エンジンと回転電機とを含むシステムの全体の起動と停止とを指令する起動停止部と、エンジン吸気センサに関する特性として大気圧復帰時間を予め記憶する復帰時間記憶部を備え、異常診断部は、前回のシステム停止指令から今回のシステム起動指令までの時間と大気圧復帰時間とを比較し、前者が後者より長い場合に、今回のシステム起動の直後に、大気圧センサおよびエンジン吸気圧センサの異常に関する診断を実行することが好ましい。

また、本発明に係る車両制御システムにおいて、回路部電源の停止を遅延させている間に、次のシステム起動指令が行われた場合に、エンジン起動を行うか否かを含むシステム起動処理を優先することが好ましい。

また、本発明に係る車両制御システムにおいて、異常診断部は、エンジン停止から予め定めた第１の所定時間経過後に、大気圧センサによって検出される気圧値とエンジン吸気圧センサによって検出される気圧値との間の偏差値が予め定めた所定偏差値よりも大きい状態が予め定めた第２の所定時間継続するときに、大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサが異常であると診断することが好ましい。

また、本発明に係る車両制御システムにおいて、異常診断部は、大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサが異常であると診断するときは、昇圧電圧設定部に対し、昇圧電圧を予め定めた下限電圧に設定させることが好ましい。

また、本発明に係る車両制御システムにおいて、前回システム停止の際に、大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサが異常であると診断されて昇圧電圧が予め定めた下限電圧に設定されているときはセンサ異常の旨を記憶する異常記憶部を備え、異常診断部は、異常記憶部にセンサ異常が記憶されているときは、今回システム起動の際に、昇圧電圧設定部に対し、昇圧電圧を予め定めた下限電圧に維持させることが好ましい。

上記構成により、車両制御システムは、大気圧センサまたはエンジン吸気センサの異常に関する診断を行う異常診断部に作動電力を供給する回路部電源について、エンジン吸気センサが大気圧に復帰する大気圧復帰時間を経過するまで、回路部電源の停止を遅延させる。これにより、エンジン吸気圧センサの検出値を確実に取得できる機会が確保される。したがって、大気圧センサの異常を検出する機会を適切に得ることができる。

また、車両制御システムにおいて、大気圧復帰時間を経過するまで回路部電源の停止遅延が行われた後、再び作動電力が回路部電源から供給されたときに、直ちに大気圧センサまたはエンジン吸気センサの異常に関する診断を行うので、再び作動電力が回路部電源から供給されたときに、大気圧センサの異常を検出する機会を確実に得ることができる。

また、車両制御システムにおいて、異常診断の結果に基き、昇圧回路の昇圧電圧の値を設定するので、大気圧が低下した場合に回転電機等の絶縁性能を十分に確保するように昇圧電圧を設定できる。

また、車両制御システムにおいて、異常診断の結果、大気圧センサまたはエンジン吸気センサが異常であると診断されたときに昇圧回路の昇圧電圧の値を安全側に設定し、その設定は、次の異常診断の結果において、大気圧センサまたはエンジン吸気センサが正常であると診断されるまで継続される。これにより、大気圧が低下した場合でも回転電機等の絶縁性能を十分に確保できるフェールセーフとなる。

また、車両制御システムにおいて、エンジン吸気センサに関する特性として大気圧復帰時間を予め記憶し、前回のシステム停止指令から今回のシステム起動指令までの時間と大気圧復帰時間とを比較し、前者が後者より長い場合に、今回のシステム起動の直後に、大気圧センサおよびエンジン吸気圧センサの異常に関する診断を実行する。このときには、エンジン吸気センサが大気圧に復帰するのに十分な時間が与えられているので、システム起動直後に大気圧センサの異常を検出する機会を得ることができる。

また、車両制御システムにおいて、回路部電源の停止を遅延させている間に、次のシステム起動指令が行われた場合に、エンジン起動を行うか否かを含むシステム起動処理を優先する。これによって、車両の走行に支障を与えることを少なくできる。

また、車両制御システムにおいて、エンジン停止から予め定めた第１の所定時間経過後に、大気圧センサによって検出される気圧値とエンジン吸気圧センサによって検出される気圧値との間の偏差値が予め定めた所定偏差値よりも大きい状態が予め定めた第２の所定時間継続するときに、大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサが異常であると診断する。このようにすることで、特別なセンサを要せずに大気圧センサ等の異常を適切に診断できる。

また、車両制御システムにおいて、システム起動指令直後にエンジン吸気圧センサによって検出される気圧値の時間変化が予め定めた所定変化率よりも大きい場合に、前回のシステム停止指令に引き続き今回のシステム起動指令が行われたものとして、大気圧センサおよびエンジン吸気圧センサの異常に関する診断を行う必要がないと判断する。一般的に、エンジンの吸気経路の気圧がエンジン停止後に大気圧に復帰する時間は、１分未満で、例えば数秒程度であることが多い。したがって、通常の車両運行操作の場合、システム停止指令から次のシステム起動指令が行われる時間は、エンジン吸気圧センサが大気圧に復帰する時間に比べ十分に長いはずである。

ここで、システム起動指令直後にエンジン吸気圧センサによって検出される気圧値の時間変化が予め定めた所定変化率よりも大きい場合が生じるのは、通常の車両運行操作とは異なって、システム停止指令の直後に、まだエンジン吸気圧センサが大気圧に復帰しないうちに、ユーザによって再び次のシステム起動指令が行われる場合等である。このような場合は例外的なものであり、その後に、大気圧センサの異常診断を行う機会が適切に与えられる可能性が十分あると考えられるので、仮に、大気圧センサの異常診断を行う機会がこのときに与えられないとしても、問題が生じることは少ない。

また、車両制御システムにおいて、大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサが異常であると診断するときは、さらに、昇圧電圧設定部に対し、昇圧電圧を予め定めた下限電圧に設定させる。これにより、大気圧が低下した場合でも回転電機等の絶縁性能を十分に確保できるフェールセーフとなる。

また、車両制御システムにおいて、前回システム停止の際に、大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサが異常であると診断されて昇圧電圧が予め定めた下限電圧に設定されているときはセンサ異常の旨を記憶し、そのときには、今回システム起動の際に、昇圧電圧設定部に対し、昇圧電圧を予め定めた下限電圧に維持させる。これによって、大気圧が低下した場合でも回転電機等の絶縁性能を十分に確保できるフェールセーフとなる。

以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、電源装置に接続される回転電機として、１台でモータ機能と発電機機能とを有するモータ・ジェネレータを２台用いるものとして説明するが、これをモータ機能のみを有する回転電機を１台、発電機機能のみを有する回転電機を１台用いるものとしてもよい。また、モータ・ジェネレータを１台用いるものとしてもよい。回転電機に接続される電源回路の構成として、蓄電装置、電圧変換器、平滑コンデンサ、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、低電圧電池、メインリレーを有するものとして説明するが、これらの要素以外の他の要素を適宜付加するものとしてもよい。

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、車両制御システム１０の構成を説明する図である。この車両制御システム１０は、ハイブリッド車両の駆動源としてのエンジン１２および２台の回転電機１４，１６と、回転電機１４，１６に接続される電源回路１８と、エンジン１２の吸気圧センサ２０と、大気圧センサ２２と、システム全体の起動停止に関するユーザの操作を検出して信号を出力するＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０と、制御装置４８とを備えて構成される。制御装置４８は、演算処理等を行う制御部５０とプログラム等を格納する記憶部６０を含んで構成される。この車両制御システム１０は、ハイブリッド車両の運行に関する制御を行う機能を有するが、ここでは特に、大気圧センサの異常検出の機会を適切に取得する制御を行う機能を有する。

エンジン１２は、回転電機１４，１６とともに車両の駆動源を構成する内燃機関である。エンジン１２は、車両の車軸を駆動しタイヤを回転して走行を行わせる機能と共に、回転電機１４，１６を発電機として用いて発電を行わせ、電源回路１８に含まれる蓄電装置３０を充電する機能を有する。エンジン１２の制御は、図示されていないエンジンＥＣＵを介して制御部５０によって行われる。

エンジン１２に設けられる吸気圧センサ２０は、エンジン１２の排気管に接続されて、排気管内の気圧を検出する機能を有する。吸気圧センサ２０の検出値は、適当な信号線を介して制御部５０に伝送される。吸気圧センサ２０の検出値は、エンジン１２の作動条件の設定のためにも用いられる。また、ここでは、エンジン１２が作動停止して適当な時間を経過すると、エンジン１２の排気管内の気圧が大気圧に復帰するので、この性質を利用し、吸気圧センサ２０を大気圧センサ２２の異常検出のために用いられる。

すなわち、エンジン１２が作動停止してその排気管内の気圧が大気圧に復帰するのに要する大気圧復帰時間Ｔ_Rは、エンジン１２の構造に依存するので、エンジン１２が定まれば、実験等で、予め大気圧復帰時間Ｔ_Rを取得することができる。そこで、エンジン停止から予め取得されている大気圧復帰時間の後で、大気圧センサ２２によって検出される気圧値と吸気圧センサ２０によって検出される気圧値との間の偏差値が予め定めた所定偏差値よりも大きい状態が、予め定めた所定時間継続するときに、大気圧センサ２２が異常である、またはエンジン吸気圧センサが異常であると判断することができる。

大気圧センサ２２は、車両の適当なところに配置され、大気圧を検出する機能を有する。大気圧センサ２２の検出値は、適当な信号線を介して制御部５０に伝送される。大気圧センサ２２の検出値は、エンジンの作動条件の設定にも用いられる。また、ここでは、大気圧に応じて回転電機１４，１６、電源回路１８の絶縁性能が低下することに対応するため、電源回路１８における電圧変換器３４の昇圧電圧の設定に用いられる。大気圧センサ２２は、車両の適当な箇所に配置される。例えば、２つのインバータを収納するインバータケース等の内部に配置される。

回転電機１４，１６は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）であって、蓄電装置３０から電力が供給されるときはモータとして機能し、制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。また、上記のようにエンジン１２によって駆動されるときは発電機として機能する。

回転電機１４，１６は区別しないで用いることもできるが、一方を蓄電装置３０の充電のための発電機、他方を主として車両走行用としてのモータとして用いることができる。すなわち、エンジン１２によって一方の回転電機（ＭＧ１）１４を駆動して発電機として用い、発電された電力を電源回路１８を介して蓄電装置３０に供給し、他方の回転電機（ＭＧ２）１６を車両走行のために用いて、力行時には蓄電装置３０から電力の供給を受けてモータとして機能して車両の車軸を駆動し、制動時には発電機として機能して回生エネルギを回収し、電源回路１８を介して蓄電装置３０に供給するものとできる。回転電機１４，１６の制御は、図示されていないＭＧ−ＥＣＵを介して制御部５０によって行われる。

電源回路１８は、蓄電装置３０と、蓄電装置側平滑コンデンサ３２と、電圧変換器３４と、インバータ側平滑コンデンサ３６、２つのインバータであるＭＧ１インバータ３８とＭＧ２インバータ４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、低電圧電池４４と、制御部５０と低電圧電池４４との間に設けられるＥＣＵメインリレー４６とを含んで構成される。

蓄電装置３０は充放電可能な高電圧用２次電池である。蓄電装置３０としては、例えば、約２００Ｖの端子電圧を有するリチウムイオン組電池あるいはニッケル水素組電池、またはキャパシタ等を用いることができる。

電圧変換器３４は、蓄電装置３０と２つのインバータの間に配置され、電圧変換機能を有する回路である。電圧変換器としては、リアクトルと制御部５０の制御の下で作動するスイッチング素子等を含んで構成することができる。電圧変換機能としては、蓄電装置側の電圧をリアクトルのエネルギ蓄積作用を利用して昇圧しインバータ側に供給する昇圧機能と、インバータ側からの電力を蓄電装置側に降圧して充電電力として供給する降圧機能とを有する。昇圧機能に着目するときは、電圧変換器３４を昇圧回路と呼ぶことができる。

蓄電装置３０と電圧変換器３４の間に設けられる蓄電装置側平滑コンデンサ３２は、蓄電装置３０と電圧変換器３４との間における電圧、電流の変動を抑制し平滑化する機能を有する。

ＭＧ１インバータ３８とＭＧ２インバータ４０は、共に、交流電力と直流電力との間の電力変換を行う回路である。インバータとしては、制御部５０の制御の下で作動する複数のスイッチング素子を含んで構成される。上記の例で、回転電機（ＭＧ１）１４を発電機として機能させるときは、ＭＧ１インバータ３８は、回転電機（ＭＧ１）１４からの交流三相回生電力を直流電力に変換し、蓄電装置側に充電電流として供給する交直変換機能を有する。また、ＭＧ２インバータ４０は、車両が力行のとき、蓄電装置側からの直流電力を交流三相駆動電力に変換し、回転電機（ＭＧ２）１６に駆動電力として供給する直交変換機能と、車両が制動のとき、逆に回転電機（ＭＧ２）１６からの交流三相回生電力を直流電力に変換し、蓄電装置側に充電電流として供給する交直変換機能とを有する。

上記のように、電圧変換器３４と、２つのインバータの間に共通して設けられる１組の正極母線と負極母線との間に設けられるインバータ側平滑コンデンサ３６は、この１組の正極母線と負極母線との間における電圧、電流の変動を抑制し平滑化する機能を有する。

電圧変換器３４の蓄電装置３０の側の正極母線と負極母線に並列に配置されるＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、高電圧２次電池である蓄電装置３０の高電圧電力を低電圧電力に変換して低電圧電池４４に供給する電圧変換回路である。このようにＤＣ／ＤＣコンバータ４２は降圧機能を有するが、場合によっては、低電圧電池４４の低電圧電力を昇圧して、電圧変換器３４の蓄電装置３０側に供給する昇圧機能を有するものとしてもよい。

低電圧電池４４は、上記で述べたエンジンＥＣＵ、ＭＧ−ＥＣＵ、制御装置４８等の各種ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に作動電力を供給する回路部電源としての機能を有し、充放電可能な低電圧蓄電装置である。低電圧電池４４としては、約１２Ｖから約１４Ｖの端子電圧を有する鉛蓄電池を用いることができる。

ＥＣＵメインリレー４６は、制御装置４８を含む各種ＥＣＵに電力を供給し、あるいは電力供給を停止する切替機能を有するリレーである。

ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０は、システム全体の起動停止に関するユーザの操作を検出して信号を出力する切替操作素子である。

制御装置４８は、上記のように演算処理等を実行する制御部５０と、プログラム等を格納する記憶部６０を含んで構成される。かかる制御装置４８としては、車両搭載に適した制御回路を用いることができ、また、車両搭載に適したコンピュータを用いることができる。

記憶部６０は、プログラム等を格納する他に、ここでは特に、エンジン１２が停止したときに吸気圧センサ２０の検出値が吸気圧から大気圧に復帰するのに要する大気圧復帰時間を記憶する大気圧復帰時間記憶ファイル６２と、大気圧センサ２２が異常状態と判断されて電圧変換器３４の昇圧電圧が下限電圧に設定されたことを記憶するセンサ異常状態記憶ファイル６４が格納される。かかる記憶部６０としては、適当な記憶容量を有する半導体メモリ、例えばＳＲＡＭを用いることができる。記憶部６０は、コンピュータに内蔵されるメモリを用いるものとしてもよく、独立のメモリを用いるものとしてもよい。

制御部５０は、上記の各要素の動作を全体として制御する機能を有し、上記のようにエンジン−ＥＣＵ、ＭＧ−ＥＣＵを介してエンジン１２、回転電機１４，１６の作動を制御する機能も有する。また、大気圧センサ２２の検出結果に応じて電圧変換器３４の昇圧電圧を制御する機能も有するが、ここでは特に、大気圧センサ２２の異常を検出する機会を適切に取得する制御を行う機能を有する。かかる制御部５０としては、コンピュータのＣＰＵが用いられる。

制御部５０の機能としては、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０から出力される信号を取得してシステム全体の起動または作動停止を行うシステム起動停止モジュール５２と、エンジン１２の吸気圧センサ２０の検出値に基いて大気圧センサ２２または吸気圧センサ２０が異常状態にあるか否かを判断するセンサ状態判断モジュール５４と、大気圧センサ２２の検出値に応じて電圧変換器３４の昇圧電圧を制限する昇圧電圧設定を行う昇圧制限モジュール５６と、エンジン停止の後、予め定めた時間の間は低電圧電池４４の電力供給の停止を遅延させる電源停止遅延モジュール５８を含んで構成される。

かかる機能は、ソフトウェアによって実現でき、具体的には、車両制御プログラムの中の大気圧センサ異常診断プログラムを実行することで実現できる。かかる機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。

上記構成の作用、特に制御部５０の各機能について以下に詳細に説明する。大気圧センサ２２の異常検出をエンジン１２の吸気圧センサ２０を利用して行うには、エンジン１２が停止している期間がある程度必要である。車両がエンジン１２を用いて走行を続けていると、大気圧センサ２２の異常検出を行う機会が中々得られない。上記構成によれば、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦとなるときに、エンジン停止を確実に確保してからＥＣＵメインリレー４６をオフとし、次回のＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮとなるときに、大気圧センサ２２の異常検出を行う機会を確保することができる。その様子を図２から図５を用いて以下に説明する。

ここで図２は、大気圧センサ２２の異常診断に関係する手順を示すフローチャートである。図３は、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦとなったときの各要素の状態変化を説明するタイムチャートである。図４は、図２のフローチャートにおける電源停止遅延処理の内部手順を説明するフローチャートである。図５は、図２のフローチャートにおける昇圧電圧制限フェールセーフ処理の内部手順を説明するフローチャートである。これらの各フローチャートの手順は、車両制御プログラムの中の大気圧センサ異常診断プログラムの各処理手順に対応する。

上記のように、図２には、大気圧センサ２２の異常診断に関係する手順が示される。ここで、大気圧センサ２２の異常診断に関係する手順には、大気圧センサ２２の状態が正常か異常かを判断する狭義の異常診断と、大気圧センサ２２が異常である可能性のときに、電源回路１８の電圧変換器３４の昇圧電圧を安全側に制限する広義の異常診断とが含まれる。

図２において、初期状態として車両のＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮ状態であるとする。この状態では、車両の全体システムが作動している。この状態において、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０の状態が監視されている。すなわち、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変わったか否かが判断される（Ｓ１０）。具体的には、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０の状態を示す信号を制御部５０が取得し、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮ状態からＯＦＦ状態となったか否かが判断される。

Ｓ１０の判断が肯定されると、車両の全体システムに対して、作動停止が指令される。この工程は、制御部５０のシステム起動停止モジュール５２の機能によって実行される。具体的には、例えば、エンジン１２が作動していた場合には図示されていないエンジンＥＣＵに対し、エンジン１２の作動を停止する指令が伝送される。また、回転電機１４，１６が作動している場合には図示されていないＭＧ−ＥＣＵに対し、回転電機１４，１６の作動を停止する指令が伝送される。また、ＥＣＵメインリレー４６に対し、各種のＥＣＵへの電力供給を停止する指令が伝送される。

そして、次に、エンジン１２が停止したか否かが判断される（Ｓ１２）。例えば、エンジン１２の回転数がゼロとなったか否か等が判断される。Ｓ１２の判断が肯定されると、電源停止遅延処理が行われる（Ｓ１４）。電源停止遅延処理は、ＥＣＵメインリレー４６がオフ状態となることをしばらく遅延させる処理である。換言すれば、Ｓ１０において、ＥＣＵメインリレー４６に対し、各種のＥＣＵへの電力供給を停止する指令が伝送されても、Ｓ１２の判断が肯定されるまでは、ＥＣＵメインリレー４６はその状態を変更しない。

図３を用いて、電源停止遅延処理の概念を説明する。図３は、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦとなったときの各要素の状態変化の様子を示す図である。図３では、横軸に時間をとり、縦軸には、紙面の上方から下方に向かって、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０、エンジン１２、吸気圧センサ２０、ＥＣＵメインリレー４６についての状態変化が順次にそれぞれ示されている。

ここでは、時間ｔ₁においてＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮからＯＦＦに変化し、これからエンジン停止指令伝送時間とエンジン停止処理時間等を経過した時間ｔ₂においてエンジン１２が作動状態から停止状態に移行した様子が示されている。

エンジン１２が停止すると、エンジン１２の吸気管の圧力を検出する吸気圧センサ２０の検出値は、エンジン１２の作動時における吸気圧から大気圧に向かって上昇する。図３には、時間ｔ₃において大気圧に復帰した様子が示されている。エンジン１２が停止した時間ｔ₂から大気圧に復帰した時間ｔ₄の差であるＴ_R＝ｔ₄−ｔ₃は、大気圧復帰時間で、エンジン１２の構造等によって定まる値であり、予め実験等で求めておくことができる。一例をあげると、Ｔ_R＝５０００ｍｓとすることができる。実験等で取得された大気圧復帰時間Ｔ_Rの値は、記憶部６０の大気圧復帰時間記憶ファイル６２として記憶される。

そして、ＥＣＵメインリレー４６は、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮからＯＦＦとなった時間ｔ₁において、作動停止指令が伝送されるが、吸気圧センサ２０の検出値が大気圧に復帰した時間ｔ₃の後の時間であるｔ₄において初めて、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられる。すなわち、ＥＣＵメインリレー４６は、作動停止指令が出された時間ｔ₁から少なくとも大気圧復帰時間Ｔ_Rを経過するまで、実際の電源停止処理が遅延される。この遅延処理が、図２のＳ１４における電源停止遅延処理である。

このように、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦの状態のときに、電源停止遅延処理を実行することによって、吸気圧センサ２０が大気圧に復帰する期間を確保できる。これによって、次回にＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦからＯＮとなったときに、直ちに吸気圧センサ２０の検出値を取得して、その結果に基いて大気圧センサ２２および吸気圧センサ２０の状態が正常か異常かの異常診断を迅速に行うことができる。すなわち、エンジン１２の停止の機会を待つことなく、次回のＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦからＯＮとなったときに直ちに、大気圧センサ２２および吸気圧センサ２０の異常診断を行うことができる機会が与えられる。

図４は、図２におけるＳ１４の電源停止遅延処理について、その内部手順を示すフローチャートである。以下で説明する各手順は、制御部５０の電源停止遅延モジュール５８の機能によって実行される。

ここでは、図２におけるＳ１２においてエンジン１２が停止したと判断された後、エンジン停止時間がＴ_R以上となったか否かが判断される（Ｓ２２）。エンジン停止時間は、図３で説明したエンジン１２が停止した時間ｔ₁から始動するタイマ等を用いて取得できる。例えば、制御部５０の内部のタイマ、あるいはカウンタを用い、エンジン１２が停止したときからこのタイマまたはカウンタを始動させて計時等を行うことで、エンジン停止時間を取得できる。また、Ｔ_Rは吸気圧センサ２０の大気圧復帰時間で、記憶部６０の大気圧復帰時間記憶ファイル６２を読み出すことで取得できる。

なお、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０におけるＯＦＦ状態から次のＯＮ状態までの時間を計測できるタイマとして用いられるソークタイマを備えるシステム、または、ナビゲーションシステムがタイマを内蔵し、これによってＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０におけるＯＦＦ状態から次のＯＮ状態までの時間を計測できるシステムである場合には、電源遅延停止遅延処理を実行しなくてもよい。すなわち、これらのタイマを用いてエンジン１２が停止したと判断された後、エンジン停止時間がＴ_R以上となったか否かを判断するものとしてよい。

Ｓ２２は、このようにして取得されたエンジン停止時間と、大気圧復帰時間Ｔ_Rとを比較することで、判断を行うことができる。上記の例では、Ｔ_R＝５０００ｍｓであるので、エンジン停止時間が５０００ｍｓ以上か否かが判断される。

Ｓ２２で判断が肯定されれば、電源停止遅延が不要とされる（Ｓ２４）。Ｓ２２で判断が否定されると、電源停止遅延が実施される（Ｓ２６）。すなわち、図３で説明したように、エンジン１２が停止した時間ｔ₂から大気圧復帰時間Ｔ_Rを経過するまで、ＥＣＵメインリレー４６はオフにされず、その間、制御部５０に低電圧電池４４から電力が供給され続ける。

Ｓ２４，Ｓ２６の処理が行われると、エンジン１２が停止していた期間であるエンジン停止時間が記憶部６０に記憶される。この記憶は、次にＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦからＯＮに変わったときに読み出され、前回のＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０のＯＦＦのときに、エンジン停止の時間がどの程度確保されてＥＣＵメインリレー４６がオフされたか、大気圧センサ２２の異常検出を行うにはあとどれくらいエンジン停止の時間が必要か等の判断に用いられる。

このようにして、エンジン停止後大気圧復帰時間Ｔ_Rを経過するまで、ＥＣＵメインリレー４６をオフにしないこととし、事情によってそれが中断されるときは、エンジンが停止していた期間であるエンジン停止時間が記憶される。

ここで再び図２に戻り、次にＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦからＯＮとなったか否かが判断される（Ｓ１５）。判断が肯定されるのは、Ｓ１０において、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮからＯＦＦになった後で、再び、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦからＯＮとされたときである。

Ｓ１５において判断が肯定されると、エンジン１２の吸気圧センサ２０が検出する気圧値の取得処理が行われる（Ｓ１６）。ここで、Ｓ１４において吸気圧センサ２０の大気圧復帰時間Ｔ_Rが経過するまでＥＣＵメインリレー４６はオフとならない処理が充分に行われているときには、制御部５０は、吸気圧センサ２０が検出する気圧値を取得する。

通常の場合には、前回のＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦされてエンジン１２が停止してから、今回のＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮされるまでの時間は、５０００ｍｓより十分長い。したがって、前回のシステム停止指令から今回のシステム起動指令までの時間と大気圧復帰時間Ｔ_Rとを比較し、前者が後者より長い場合に、今回のシステム起動の直後に、大気圧センサ２２およびエンジン１２の吸気圧センサ２０の異常に関する診断を実行することができる。

通常でない場合も時々起こる。例えば、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦされて、すぐ、ユーザによってＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮされる場合である。例えば、車両運行の都合から、システム全体を再び再起動する必要がある場合や、ユーザが誤操作に気づいたとき等の場合である。このような場合には、システム全体の起動を優先するので、今回のＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦからＯＮに変ったときに、それ以前のエンジン停止時間を含めて、エンジン停止時間が大気圧復帰時間Ｔ_R未満であることが起こる。

例えば、今回のＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦからＯＮに変ったときに、それ以前のエンジン停止時間を含めて、エンジン停止時間が２０００ｍｓに過ぎない等のことが生じえる。それ以前のエンジン停止時間については、図４のＳ２８に関連して説明したように、記憶部６０に記憶されているので、それを読み出して用いることができる。そこで、その記憶部６０の記憶内容を利用して、次のＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０のＯＮの際に、すなわち、Ｓ１５の後で、エンジン停止時間の不足分を補うようにする。すなわち、そのような場合には、Ｓ１６において、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮにされた後、エンジン停止時間の不足分待って、通算して大気圧復帰時間Ｔ_Rが経過したときに、吸気圧センサ２０の検出する気体圧の取得が行われる。

すなわち、エンジン停止時間がＴ_Rに不足する分だけ、エンジン１２を停止したまま待って、エンジン停止時間が通算でＴ_Rに達した後に、吸気圧センサ２０の気体圧の取得が行われることになる。上記の例では、５０００ｍｓ−２０００ｍｓ＝３０００ｍｓ不足するので、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０が次にＯＦＦからＯＮに変ってから、エンジン１２の始動を３０００ｍｓ行わないこととし、エンジン停止時間が通算で５０００ｍｓとなったときに、吸気圧センサ２０の検出する気圧値を取得する。このようにして、前回のＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０のＯＦＦのときに、エンジン停止時間が短く、すぐにＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦからＯＮにされても、記憶部６０の記憶を利用して最短の待ち時間で、次の工程、すなわちセンサ状態の異常診断を行うことができる。

なお、上記のように、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦされて、すぐ、ユーザによってＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮされる場合には、大気圧センサ２２および吸気圧センサ２０の異常に関する診断を行わないこととしてもよい。すなわち、このような場合には、ここで大気圧センサ２２および吸気圧センサ２０の異常診断のための機会を確保しなくても、それ以後にその機会を確保できる可能性がある。そこで、大気圧センサ２２および吸気圧センサ２０の異常に関する診断を行わないものとして、不必要にエンジン停止処理等を行うことを抑制することができる。

ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦされて、すぐ、ユーザによってＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮされる場合の判断については、次のように簡便な判断を行うことができる。すなわち、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦされて、すぐ、ユーザによってＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮされるときは、エンジン１２の吸気圧センサ２０の検出する気圧値は、エンジン１２が作動しているときの負圧である吸気圧からさほどに上昇していない状態から大気圧に向かって変化することになる。

したがって、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮされた直後、すなわち、システム起動指令直後に、吸気圧センサ２０によって検出される気圧値の時間変化が予め定めた所定変化率よりも大きい場合には、前回のＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０のＯＦＦに引き続き今回のＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＮ、すなわちシステム起動指令が行われたものと考え、上記のように、大気圧センサ２２および吸気圧センサ２０の異常に関する診断を行う必要がないものとすることができる。

再び図２の説明に戻り、Ｓ１６において、吸気圧センサ２０の気体圧の取得が行なわれると、取得された吸気圧センサ２０の気圧値と、大気圧センサ２２が検出する気体圧とが比較され、センサ異常があるか否か等についてセンサ状態の判断が行われる（Ｓ１８）。この工程は、制御部５０のセンサ状態判断モジュール５４の機能によって実行される。

具体的には、前回のエンジン停止から予め定めた第１の所定時間経過後に、大気圧センサ２２によって検出される気圧値と吸気圧センサ２０によって検出される気圧値との間の偏差値が予め定めた所定偏差値よりも大きい状態が予め定めた第２の所定時間継続するときに、大気圧センサ２２または吸気圧センサ２０が異常であると診断することができる。第１の所定時間としては、吸気圧センサ２０の大気圧復帰時間Ｔ_Rを用いることができる。こうすることで、吸気圧センサ２０が正常であれば、吸気圧センサ２０が検出する気圧値は大気圧となる。また、第２の所定時間としては、測定誤差を排除するのに十分な時間であればよい。例えば、第２の所定時間として１０００ｍｓ程度とすることができる。所定偏差値としては、測定誤差よりも十分な大きさの気圧差とすることができる。

上記の例ではＴ_R＝５０００ｍｓであるので、エンジン停止から５０００ｍｓ経過した後に、大気圧センサ２２の検出する気圧値と吸気圧センサ２０の検出する気圧値との間の気圧差である偏差値が測定誤差を超えて十分大きい状態が、１０００ｍｓ継続したときは、吸気圧センサ２０が正常とすれば大気圧センサ２２が異常であり、仮に大気圧センサ２２が正常であれば、吸気圧センサ２０が実は異常であることになる。このようにして、大気圧センサ２２の検出する気圧値と、吸気圧センサ２０の検出する気圧値との間の偏差値に基いて、大気圧センサ２２と吸気圧センサ２０が正常か異常かを判断することができる。

Ｓ１８においてセンサ状態が判断されると、次に、電源回路１８の電圧変換器３４の昇圧電圧を安全側に制限するフェールセーフ処理が行われる（Ｓ２０）。フェールセーフ処理とは、センサが異常の場合に、的確な昇圧電圧の設定ができなくなるので、大気圧が低下した場合でも、回転電機１４，１６、電源回路１８における絶縁性能が低下しないように、昇圧電圧を安全側に設定する処理のことである。具体的には、車両の走行等を考慮して予め定めた下限電圧に電圧変換器３４の昇圧電圧が設定される。そして、その後にセンサが異常でないと判断されれば、通常の手順に戻り、大気圧センサ２２の検出する気圧値に応じて電圧変換器３４の昇圧電圧の設定が行われる。Ｓ２０の処理によって、センサの状態に関する異常診断処理が一通り行われたことになり、初期状態、例えばＳ１０の工程に戻る。

図５は、図２におけるＳ２０のフェールセーフ処理について、その内部手順を示すフローチャートである。以下で説明する各手順は、制御部５０の昇圧制限モジュール５６の機能によって実行される。

ここでは、まず、センサの異常判断が確定したか否かが判断される（Ｓ３０）。具体的には、図２のＳ１８の判断について確認が行われる。Ｓ３０の判断が肯定されると、昇圧電圧が下限電圧に設定され、さらにそのことが実行されたことを示すフラグがＯＮとされる（Ｓ３２）。そして、このフラグがＯＮになったことが記憶部６０に記憶される（Ｓ３４）。具体的には、記憶部６０のセンサ異常状態記憶ファイル６４にこのフラグがＯＮとなった旨が記憶される。この記憶は、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦの間であっても、次のＳ３６の判断が肯定されるまで、継続される。

Ｓ３４の処理が終わると、センサの正常判断が確定したか否かが判断される（Ｓ３６）。この判断は、改めて図２のＳ１８の判断が行われる機会が発生したときに、センサ正常判断が確定したか否かについて行われる判断である。Ｓ３６でセンサ正常が確定したと判断されると、通常の手順に戻り、大気圧センサ２２の検出する気圧値に応じて電圧変換器３４の昇圧電圧の設定が行われる。そして、昇圧電圧が下限電圧に設定されたことを示すフラグがＯＮからＯＦＦとされる（Ｓ３８）。

したがって、一旦、センサの異常判断が確定して、昇圧電圧が下限電圧に設定されると、改めてセンサの正常判断が確定するまで、昇圧電圧が下限電圧に設定されたままとされる。これによって、大気圧センサ２２が確実に正常と判断されるまで、昇圧電圧が下限電圧に設定されたままとなるので、仮に大気圧が低下しても、回転電機１４，１６、電源回路１８の絶縁性能が低下することを抑制できる。このようにして、フェールセーフ処理が確実に行われる。

このようにして、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦからＯＮに変ったときにおいても、エンジン停止処理等を適切に行うことで、大気圧センサ２２および吸気圧センサ２０の異常診断の機会を適切に確保できる。また、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７０がＯＦＦからＯＮに変ったときにおいても、確実にセンサ正常が確定するまで、前回に設定されたフェールセーフ処理はそのままとされるので、フェールセーフの効果が確実に維持される。

本発明に係る実施の形態における車両制御システムの構成を説明する図である。 本発明に係る実施の形態において、大気圧センサの異常診断に関係する手順を示すフローチャートである。 本発明に係る実施の形態において、ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦとなったときの各要素の状態変化を説明するタイムチャートである。 本発明に係る実施の形態において、図２のフローチャートにおける電源停止遅延処理の内部手順を説明するフローチャートである。 本発明に係る実施の形態において、図２のフローチャートにおける昇圧電圧制限フェールセーフ処理の内部手順を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両制御システム、１２ エンジン、１４，１６ 回転電機、１８ 電源回路、２０ 吸気圧センサ、２２ 大気圧センサ、３０ 蓄電装置、３２ 蓄電装置側平滑コンデンサ、３４ 電圧変換器、３６ インバータ側平滑コンデンサ、３８ ＭＧ１インバータ、４０ ＭＧ２インバータ、４２ ＤＣ／ＤＣコンバータ、４４ 低電圧電池、４６ ＥＣＵメインリレー、４８ 制御装置、５０ 制御部、５２ システム起動停止モジュール、５４ センサ状態判断モジュール、５６ 昇圧制限モジュール、５８ 電源停止遅延モジュール、６０ 記憶部、６２ 大気圧復帰時間記憶ファイル、６４ センサ異常状態記憶ファイル、７０ ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦスイッチ。

Claims (9)

1. 回転電機に昇圧電圧を供給する昇圧回路と、
   大気圧センサの検出結果に応じて昇圧回路の昇圧電圧の値を設定する昇圧電圧設定部と、
   エンジン停止のときのエンジン吸気圧センサの値と大気圧センサの値との比較に基き、大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサの異常に関する診断を行う異常診断部と、
   異常診断部に作動電力を供給する回路部電源と、
   エンジン吸気圧センサが大気圧に復帰する大気圧復帰時間を経過するまで、回路部電源の停止を遅延させる電源停止遅延部と、を備え、
   異常診断部は、
   システム起動指令直後にエンジン吸気圧センサによって検出される気圧値の時間変化が予め定めた所定変化率よりも大きい場合に、前回のシステム停止指令に引き続き今回のシステム起動指令が行われたものとして、大気圧センサおよびエンジン吸気圧センサの異常に関する診断を行う必要がないと判断し、これ以外の場合には大気圧センサおよびエンジン吸気圧センサの異常に関する診断を許可することを特徴とする車両制御システム。
2. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   異常診断部は、大気圧復帰時間を経過するまで回路部電源の停止遅延が行われた後、再び作動電力が回路部電源から供給されたときに、直ちに大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサの異常に関する診断を行うことを特徴とする車両制御システム。
3. 請求項１または２に記載の車両制御システムにおいて、
   昇圧電圧設定部は、異常診断の結果に基き、昇圧回路の昇圧電圧の値を設定することを特徴とする車両制御システム。
4. 請求項３に記載の車両制御システムにおいて、
   昇圧電圧設定部は、異常診断の結果、大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサが異常であると診断されたときに昇圧回路の昇圧電圧の値を安全側に設定し、その設定は、次の異常診断の結果において、大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサが正常であると診断されるまで継続されることを特徴とする車両制御システム。
5. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   エンジンと回転電機とを含むシステムの全体の起動と停止とを指令する起動停止部と、
   エンジン吸気圧センサに関する特性として大気圧復帰時間を予め記憶する復帰時間記憶部を備え、
   異常診断部は、
   前回のシステム停止指令から今回のシステム起動指令までの時間と大気圧復帰時間とを比較し、前者が後者より長い場合に、今回のシステム起動の直後に、大気圧センサおよびエンジン吸気圧センサの異常に関する診断を実行することを特徴とする車両制御システム。
6. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   回路部電源の停止を遅延させている間に、次のシステム起動指令が行われた場合に、エンジン起動を行うか否かを含むシステム起動処理を優先することを特徴とする車両制御システム。
7. 請求項１から６のいずれか１に記載の車両制御システムにおいて、
   異常診断部は、
   エンジン停止から予め定めた第１の所定時間経過後に、大気圧センサによって検出される気圧値とエンジン吸気圧センサによって検出される気圧値との間の偏差値が予め定めた所定偏差値よりも大きい状態が予め定めた第２の所定時間継続するときに、大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサが異常であると診断することを特徴とする車両制御システム。
8. 請求項３に記載の車両制御システムにおいて、
   異常診断部は、
   大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサが異常であると診断するときは、昇圧電圧設定部に対し、昇圧電圧を予め定めた下限電圧に設定させることを特徴とする車両制御システム。
9. 請求項３に記載の車両制御システムにおいて、
   前回システム停止の際に、大気圧センサまたはエンジン吸気圧センサが異常であると診断されて昇圧電圧が予め定めた下限電圧に設定されているときはセンサ異常の旨を記憶する異常記憶部を備え、
   異常診断部は、
   異常記憶部にセンサ異常が記憶されているときは、今回システム起動の際に、昇圧電圧設定部に対し、昇圧電圧を予め定めた下限電圧に維持させることを特徴とする車両制御システム。

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