JP4875640B2 - 車両用制御装置、電気車両及び車両用制御装置の故障検出方法 - Google Patents

Description

この発明は、電力供給源とマイクロコンピュータとの間に第１スイッチ及び第２スイッチがそれぞれ接続され、前記第１スイッチ及び／又は前記第２スイッチのオンにより前記電力供給源から前記マイクロコンピュータに電力供給が行われる車両用制御装置及びその故障検出方法、並びに該車両用制御装置を備える電気車両に関する。

従来より、車両に搭載された電子制御装置（車両用制御装置）では、キースイッチ及びイグニッションスイッチ（第１スイッチ）の少なくとも一方のオンに起因して給電用リレー（第２スイッチ）がオンすることによりＥＣＵ内のマイクロコンピュータに電力供給を行う。また、前記車両用制御装置は、前記第１スイッチがオフしても前記マイクロコンピュータが所定の処理（車両内のシステムに対する停止処理）を完了して動作を停止するまでは前記第２スイッチをオンに保持して該マイクロコンピュータに対する電力供給を継続する電源自己保持機能を備えている（特許文献１参照）。

この場合、前記車両用制御装置では、前記第１スイッチのオフに起因してシステム停止処理を開始してから前記マイクロコンピュータが動作を停止するまでの電源保持時間内に、一定時間毎にフラッシュＲＯＭ内のカウンタ値をカウントアップし、その後、前記第１スイッチがオンしたときに、該カウンタ値が第１判定値よりも小さければ前記電源自己保持機能が異常と判定し、一方で、前記カウンタ値が第２判定値よりも大きければ、前記第２スイッチのオフにより前記電力供給を停止する電源遮断機能が異常と判定する、前記第２スイッチの故障検出処理が行われる。

特開２００６−３４７４４１号公報

前述した故障検出処理に用いられるカウンタ値は、第１スイッチのオフに起因したシステム停止処理の開始からマイクロコンピュータの動作停止までの電源保持時間に対応しているので、該システム停止処理に要する時間（停止処理時間）が変化した場合、該停止処理時間の変化に応じてカウンタ値も変化する。この結果、車両用制御装置では、前記停止処理時間が短くなってカウンタ値が小さくなったときには電源自己保持機能が正常であるにも関わらず異常と判定し、一方で、該停止処理時間が長くなってカウンタ値が大きくなったときには電源遮断機能が正常であるにも関わらず異常であると判定する。すなわち、第２スイッチの故障を誤検知するおそれがある。

そこで、前記時間の変化に応じて第１判定値及び第２判定値を変動させることが望ましいが、前記マイクロコンピュータの動作停止前に前記第１スイッチを再度オンすると、前記故障検出処理に必要なカウンタ値に到達する前に該故障検出処理を行うことになるので、前記第２スイッチの故障を的確に判定（検知）することができない。

この発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、車両内のシステムに対する停止処理に要する時間（停止処理時間）の変化に関わらず、第２スイッチの故障を的確に判定することができる車両用制御装置及びその故障検出方法、並びに、前記車両用制御装置を備える電気車両を提供することを目的とする。

この発明に係る車両用制御装置は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータに印加される入力電圧を監視し、前記入力電圧が前記マイクロコンピュータの最低動作電圧を下回る場合に動作停止要求信号を前記マイクロコンピュータに出力して該マイクロコンピュータの動作を停止させる電圧監視手段と、前記マイクロコンピュータに前記入力電圧を印加することにより該マイクロコンピュータに電力供給を行う電力供給源と、前記電力供給源と前記マイクロコンピュータとの間に配置され且つ外部からの指令によりオン又はオフする第１スイッチと、前記電力供給源と前記マイクロコンピュータとの間に配置され且つ前記マイクロコンピュータからの指令によりオン又はオフする第２スイッチとを有し、前記マイクロコンピュータは、前記第１スイッチのオフに伴う車両内のシステムに対する停止処理の完了時刻から計時を行い、該計時した時間に基づいて前記第２スイッチの故障の有無を判定することを特徴としている。

また、この発明に係る車両用制御装置の故障検出方法は、電力供給源とマイクロコンピュータとの間に第１スイッチ及び第２スイッチがそれぞれ接続され、前記第１スイッチ及び／又は前記第２スイッチのオンにより前記電力供給源から前記マイクロコンピュータに入力電圧が印加されて電力供給が行われ、電圧監視手段により前記入力電圧を監視し、前記入力電圧が最低動作電圧を下回る場合に前記電圧監視手段から前記マイクロコンピュータに動作停止要求信号を出力して該マイクロコンピュータの動作を停止させる車両用制御装置の故障検出方法であって、前記第１スイッチをオフすることにより前記マイクロコンピュータから車両内のシステムに対する停止処理を行い、該停止処理の完了時刻から計時を行い、該計時した時間に基づいて前記第２スイッチの故障の有無を判定することを特徴としている。

これらの発明によれば、前記車両内の前記システムに対する停止処理の停止時刻から計時を行い、該計時した時間に基づいて前記第２スイッチの故障検知を行うので、前記システムに対する停止処理時間の変化に関わらず、前記第２スイッチの故障を的確に判定することができる。

また、前記マイクロコンピュータは、前記完了時刻から前記第２スイッチのオフによる前記電力供給の停止に起因して前記入力電圧が前記最低動作電圧を下回るまでの時間よりも長く設定された故障確定時間と、前記計時した時間とを比較して、前記計時した時間が前記故障確定時間よりも短い場合には前記第２スイッチが正常であると判定し、一方で、前記計時した時間が前記故障確定時間よりも長い場合には前記第２スイッチが故障しているものと判定する。

この場合、前記停止時刻後から計時した前記時間と、前記故障確定時間との比較に基づいて前記第２スイッチの故障を判定するので、前記マイクロコンピュータが正常に前記停止処理を完了したにも関わらず、該マイクロコンピュータが故障していると判断されることを確実に防止することができ、この結果、前記第２スイッチの故障の有無を確実に判定することができる。すなわち、前記計時した時間が前記故障確定時間よりも長い場合には、前記電力供給の停止によって前記マイクロコンピュータが動作を停止するにも関わらず、前記第２スイッチにおいて、オンからオフに切り替わらない故障が発生しているものと判定する。

ここで、前記車両用制御装置は、前記マイクロコンピュータにて判定された前記第２スイッチの故障に関わる判定結果を記憶する記憶手段をさらに有し、前記記憶手段は、前記マイクロコンピュータの外部に配置された不揮発性メモリであるか、あるいは、前記マイクロコンピュータに内蔵され且つ前記電力供給源から電力供給されるメモリであることが好ましい。

これにより、前記電力供給の停止に起因して前記マイクロコンピュータの動作が停止しても、前記記憶手段に記憶された前記判定結果は消去されない。この結果、前記判定結果を前記動作停止後に前記記憶手段から読み出して、前記第２スイッチが故障しているか否かを判断することも可能となる。

この場合、前記マイクロコンピュータは、次回の起動時に、前記記憶手段に記憶された前記判定結果を参照し、該判定結果が前記第２スイッチの故障を示す判定結果であると判断した際に、該第２スイッチの故障を外部に警告することが好ましい。

これにより、次回の前記車両の始動時に、該車両の搭乗者等の使用者に前記第２スイッチの故障の有無を通知して、該使用者に前記車両用制御装置を搭載した前記車両の修理を促すことも可能となる。すなわち、前記車両用制御装置により前記第２スイッチの故障検出処理を行うので、前記使用者による前記第２スイッチの故障発生の確認が不要となる。また、前記第２スイッチが故障していれば、次回の前記車両の始動時に前記故障の発生が前記使用者に通知されるので、前記車両の停止時に、前記使用者は、前記停止処理の最中であっても前記車両からすぐに離れることが可能となる。

また、上述の車両用制御装置は、前記電力供給源と前記マイクロコンピュータとの間を前記第１スイッチを介して接続し且つ前記第１スイッチがオンすることで前記電力供給を行う第１電力供給回路と、前記電力供給源と前記マイクロコンピュータとの間を前記第２スイッチを介して接続し且つ前記第２スイッチがオンすることで前記電力供給を行う第２電力供給回路とをさらに有することが好ましい。

さらに、前記第２スイッチは、前記マイクロコンピュータからのオン指令によりオフからオンに切り替わり、一方で、前記完了時刻後の前記マイクロコンピュータからのオフ指令によりオンからオフに切り替わる電源自己保持スイッチであることが好ましい。

また、前記電圧監視手段は、前記第２スイッチの前記マイクロコンピュータ側の電圧を前記入力電圧として監視し、前記マイクロコンピュータは、前記動作停止要求信号の入力に基づいて、前記第２スイッチの故障の有無の判定と、該マイクロコンピュータの動作停止処理とを行うことが好ましい。

これにより、前記第２スイッチの故障の有無の判定と、前記マイクロコンピュータの動作停止処理とを確実に行うことができる。

ここで、この発明に係る電気車両は、前記車両用制御装置を備え、前記電力供給源は、前記車両に搭載された電気装備品に電力供給を行う蓄電装置であり、前記第１スイッチは、前記車両に備わるキースイッチであり、前記システムは、車両駆動用電力源を備えた車両駆動システムであり、前記車両用制御装置は、前記キースイッチがオフする前記車両の停止時に定期的に前記マイクロコンピュータを起動する起動手段をさらに有し、前記マイクロコンピュータは、前記起動手段により起動した際に、前記記憶手段に記憶されている前記判定結果が前記第２スイッチの故障を示すものであるか否かを判定し、該故障を示すものと判断したときに、前記車両駆動用電力源から前記蓄電装置に充電を行なうように前記車両駆動システムを制御することを特徴としている。

これにより、前記第２スイッチの故障により前記電気車両の停止時にも前記蓄電装置から前記第２スイッチを介して前記マイクロコンピュータに電力供給が行われて該蓄電装置の電圧が低下している場合に、前記車両駆動用電力源から前記蓄電装置に充電を行なうことで、該蓄電装置の電圧低下を効果的に抑制することができる。

この場合、前記車両駆動用電力源は、燃料電池であり、前記車両駆動システムは、前記燃料電池を備えた燃料電池システムであり、前記マイクロコンピュータは、前記起動手段により起動した際に、前記燃料電池のガス流路内の掃気処理を行うように前記燃料電池システムを制御することが好ましい。

前記燃料電池システムでは、該システム内の電力を自己の発電機能により賄う必要があるので、発電停止時（前記電気車両の停止時）に使用可能な電力量には限りがある。そこで、前記電気車両の停止時に、前記起動手段による定期的な起動に応じて前記掃気処理を行うことで、該掃気処理を効率よく行うことができる。また、前記車両駆動用電力源から前記蓄電装置に充電を行なうための前記マイクロコンピュータの起動と、前記掃気処理を行うための前記マイクロコンピュータの起動とについて、前記起動手段を共用することにより、これらの処理に対して起動手段を別途設けることが不要となる。

この発明によれば、車両内のシステムに対する停止処理の停止時刻から計時を行い、該計時した時間に基づいて第２スイッチの故障検知を行うので、前記システムに対する停止処理時間の変化に関わらず、前記第２スイッチの故障を的確に判定することができる。

図１は、この実施形態に係る車両用制御装置１０の回路図である。

車両用制御装置１０は、車両内のシステム｛例えば、後述する図７に示す燃料電池車両（電気車両）５０の燃料電池システム（車両駆動システム）５２｝を制御するものであり、コントロールユニット１２と、該コントロールユニット１２の端子１４ａに接続されるバッテリ（電力供給源、蓄電装置）１６と、バッテリ１６の正極とコントロールユニット１２の端子１４ｂとを接続する第１スイッチ１８とを有する。なお、コントロールユニット１２の端子１４ｃ及びバッテリ１６の負極は、それぞれ接地されている。

第１スイッチ１８は、前記車両のキースイッチ又はイグニッションスイッチであり、該車両の搭乗者の操作（指令）に起因してオン又はオフする。また、バッテリ１６は、例えば、前記車両に搭載される１２Ｖ用バッテリである。

コントロールユニット１２内には、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ）２０と、ダイオード２２、２６と、第２スイッチ２４と、コンデンサ２８と、メモリ３２と、電圧監視部（電圧監視手段）３４とが配置されている。

ダイオード２２は、端子１４ｂとＣＰＵ２０とを接続する。第１スイッチ１８のオンによりバッテリ１６から第１スイッチ１８及び端子１４ｂを介してＣＰＵ２０に直流電圧が印加されると、ＣＰＵ２０は、この直流電圧を起動信号（立ち上がり信号）Ｓ１として起動する。その際に、バッテリ１６から第１スイッチ１８、端子１４ｂ及びダイオード２２を介してＣＰＵ２０の電源入力端子Ｖｃｃに印加される直流電圧は、バッテリ１６からＣＰＵ２０に電力供給を行うための入力電圧となる。一方、第１スイッチ１８のオフにより前記直流電圧が印加されなくなると、ＣＰＵ２０は、略０レベルとなった起動信号Ｓ１（直流電圧）をシステム停止要求信号（立ち下り信号）Ｓ３とみなして前記システムに対するシステム停止処理を実行する。従って、端子１４ｂ及びダイオード２２を含む、第１スイッチ１８のコントロールユニット１２側からＣＰＵ２０に至る電源ラインは、第１電力供給回路を構成する。

第２スイッチ２４は、端子１４ａとダイオード２６との間に配置され、ＣＰＵ２０からの自己保持要求信号（オン指令）Ｓ２の入力に起因してオフからオンに切り替わり、一方で、ＣＰＵ２０からの遮断要求信号（オフ指令）Ｓ４の入力に起因してオンからオフに切り替わる電源自己保持スイッチ（電源自己保持回路としての給電用リレー）である。

ダイオード２６は、第２スイッチ２４とＣＰＵ２０の電源入力端子Ｖｃｃとを接続している。第２スイッチ２４のオンにより、バッテリ１６から端子１４ａ、第２スイッチ２４及びダイオード２６を介してＣＰＵ２０の電源入力端子Ｖｃｃに、バッテリ１６の直流電圧が入力電圧として印加されて、該ＣＰＵ２０に対する電力供給が行われる。一方、第２スイッチ２４のオフによりＣＰＵ２０に前記入力電圧が印加されなくなると、前記電力供給が停止する。従って、ダイオード２６を含む、第２スイッチ２４のＣＰＵ２０側からＣＰＵ２０に至る電源ラインは、第２電力供給回路を構成する。

なお、第２スイッチ２４がオンすると、ＣＰＵ２０に限らず、コントロールユニット１２内の他の電子回路にも電力供給が行われる。また、バッテリ１６から前記第１電力供給回路及び／又は前記第２電力供給回路を介してＣＰＵ２０に電力供給が行われるので、第１スイッチ１８及び第２スイッチ２４の少なくとも一方がオンであれば、ＣＰＵ２０に対する電力供給が行われる。すなわち、第１スイッチ１８及び第２スイッチ２４は、それぞれダイオード２２、２６を介してＣＰＵ２０の電源入力端子Ｖｃｃに並列的に接続されている。従って、ダイオード２２、２６は、いわゆるＯＲ回路を形成している。さらに、車両用制御装置１０では、バッテリ１６から端子１４ａ、第２スイッチ２４及びダイオード２６を介してＣＰＵ２０の電源入力端子Ｖｃｃに電力供給を行うラインが、該ＣＰＵ２０に対する電力供給の主電源ラインであり、図１では、当該主電源ラインを太線で表記している。

コンデンサ２８は、第２スイッチ２４とダイオード２６との間で、バッテリ１６及びＣＰＵ２０に対して並列に接続されている。電圧監視部３４は、第２スイッチ２４のＣＰＵ２０側の直流電圧、すなわち、第２スイッチ２４からダイオード２６を介してＣＰＵ２０に印加される入力電圧を監視している。第２スイッチ２４がオフすると、前記入力電圧は、時間経過に伴い（コンデンサ２８の静電容量によって決定される時定数に従って）徐々に低下するので、電圧監視部３４は、前記入力電圧がＣＰＵ２０の最低動作電圧を下回ったときに、ＣＰＵ２０に動作停止要求信号Ｓ５を出力する。

ＣＰＵ２０は、起動信号Ｓ１の入力及びダイオード２２を介した電力供給によって起動した際に、第２スイッチ２４に電源自己保持信号Ｓ２を出力して該第２スイッチ２４をオンさせる。また、ＣＰＵ２０は、システム停止要求信号Ｓ３の入力によりシステム停止処理を行い、該システム停止処理の停止時刻（図３の時刻ｔ２）に第２スイッチ２４に対して遮断要求信号Ｓ４を出力すると共に、タイマ３０を起動させて前記完了時刻からの計時を開始させる。さらに、ＣＰＵ２０は、タイマ３０にて計時した時間に基づいて第２スイッチ２４の故障検出処理を行い、第２スイッチ２４に故障（遮断要求信号Ｓ４の入力があってもオンからオフに切り替わらない故障）が発生したと判定したときに、その判定結果を故障発生情報として不揮発性のメモリ３２に記憶する。

この実施形態に係る車両用制御装置１０は、以上のように構成されるものであり、次に、車両用制御装置１０の故障検出処理（故障検出方法）について、図２のフローチャート並びに図３及び図４のタイムチャートを参照しながら説明する。なお、図３は、第２スイッチ２４が正常動作（遮断要求信号Ｓ４の入力に起因してオンからオフに切り替わる動作）を行う場合を示しており、一方で、図４は、第２スイッチ２４が異常動作（遮断要求信号Ｓ４の入力があってもオンからオフに切り替わらないときの動作）を行う場合を示している。また、図２のフローチャートは、前記正常動作及び前記異常動作のいずれの動作にも適用可能な故障検出処理である。

先ず、第２スイッチ２４が正常動作を行う場合について、図２及び図３を参照しながら説明する。

第１スイッチ１８及び第２スイッチ２４（図１参照）がそれぞれオンであり、バッテリ１６からＣＰＵ２０に電力供給が行われ、且つ、該ＣＰＵ２０が車両内のシステムを制御する通常動作を行っているときに、ＣＰＵ２０は、システム停止要求信号Ｓ３の入力があるか否かを常時監視している（ステップＳ１０）。その際、前記車両の搭乗者の操作に伴う第１スイッチ１８のオフにより、時刻ｔ１において、システム停止要求信号Ｓ３の入力（起動信号Ｓ１の略０レベルへの低下）があると（ステップＳ１０のＹＥＳ）、ＣＰＵ２０は、通常動作からシステム停止処理に処理動作を切り替える（ステップＳ１１）。

ＣＰＵ２０は、時刻ｔ２にシステム停止処理を完了すると、遮断要求信号Ｓ４を第２スイッチ２４に出力して該第２スイッチ２４による電源自己保持機能の停止を要求する（ステップＳ１２）と共に、タイマ３０を起動して、前記システム停止処理の完了時刻である時刻ｔ２からの計時を開始させる（ステップＳ１３）。これにより、ＣＰＵ２０は、システム停止処理から動作停止要求信号Ｓ５の入力待ちの状態に移行する。

一方、第２スイッチ２４は、遮断要求信号Ｓ４の入力に起因して時刻ｔ３にオンからオフに切り替わる。第２スイッチ２４のＣＰＵ２０側にはコンデンサ２８が接続されているので、該ＣＰＵ２０側の直流電圧（入力電圧）は、時刻ｔ３以降、時間経過に伴って、コンデンサ２８の静電容量により決定される時定数に基づいて徐々に低下する。

また、ＣＰＵ２０では、タイマ３０が計時する時間Ｔｓに応じてカウントアップを行っており、計時した時間Ｔｓに応じたカウンタ値が、所定の故障確定時間Ｔｓｍに応じた所定のカウンタ閾値よりも大きいか否かを所定時間毎に判定している（ステップＳ１４）。なお、故障確定時間Ｔｓｍとは、時刻ｔ３での第２スイッチ２４のオフから前記入力電圧がＣＰＵ２０の最低動作電圧Ｖｃを下回る時刻ｔ４までの時間よりも長く設定された時間をいい、この故障検出処理では、ＣＰＵ２０が遮断要求信号Ｓ４を出力した時刻ｔ２から所定の時刻ｔ５までの時間を故障確定時間Ｔｓｍとしている（図３参照）。

ステップＳ１４において、前記カウンタ値が前記カウンタ閾値よりも小さければ（Ｔｓ＜Ｔｓｍ、ステップＳ１４のＮＯ）、ＣＰＵ２０は、電圧監視部３４から動作停止要求信号Ｓ５が入力されているか否かを判定する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において動作停止要求信号Ｓ５の入力がないと判定したときに（ステップＳ１５のＮＯ）、ＣＰＵ２０は、再度ステップＳ１４の処理に戻る。すなわち、時刻ｔ２から、前記入力電圧が最低動作電圧Ｖｃに低下する時刻ｔ４までの時間帯では、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１４及びＳ１５の処理を繰り返し行う。

時刻ｔ４にて前記入力電圧が最低動作電圧Ｖｃにまで低下すると、電圧監視部３４は、動作停止要求信号Ｓ５をＣＰＵ２０に出力する。これにより、ＣＰＵ２０は、動作停止要求信号Ｓ５の入力に基づいて（ステップＳ１５のＹＥＳ）、該ＣＰＵ２０の動作停止処理を行う（ステップＳ１６）。

次に、第２スイッチ２４が異常動作を行う場合について、図２及び図４を参照しながら説明する。この異常動作は、遮断要求信号Ｓ４の入力があっても、第２スイッチ２４がオンからオフに切り替わらずにオンの状態を保持し続ける（電源自己保持状態を維持し続ける）というものであり、ＣＰＵ２０におけるシステム停止処理の完了前（図４の時刻ｔ２前）までは前記正常動作（図３参照）の場合と同様の処理を行うので、ここでは、ステップＳ１２以降及び時刻ｔ２以降の処理について説明する。

ＣＰＵ２０は、時刻ｔ２にシステム停止処理を完了させると、遮断要求信号Ｓ４を第２スイッチ２４に出力して該第２スイッチ２４による電源自己保持機能の停止を要求する（ステップＳ１２）と共に、タイマ３０を起動して時刻ｔ２からの計時を開始させて（ステップＳ１３）、前記システム停止処理から動作停止要求信号Ｓ５の入力待ちの状態に移行する。

一方、第２スイッチ２４は、遮断要求信号Ｓ４の入力があっても、オンからオフに切り替わることはなく、時刻ｔ３以降もオンの状態を維持し続ける。従って、第２スイッチ２４のＣＰＵ２０側の入力電圧は、時刻ｔ３以降、所定の電圧レベル（バッテリ１６の直流電圧と略同一レベル）を維持し続け、最低動作電圧Ｖｃに低下することはない。そのため、電圧監視部３４からＣＰＵ２０に動作停止要求信号Ｓ５が出力されることはない。

従って、ＣＰＵ２０は、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの時間帯では、ステップＳ１４及びＳ１５の処理を繰り返し行うが、時刻ｔ５にカウンタ値がカウンタ閾値に到達すると（Ｔｓ＝Ｔｓｍ）、該カウンタ値が前記カウンタ閾値を上回るおそれがあり、且つ、遮断要求信号Ｓ４の入力に関わらず、第２スイッチ２４においてオフからオンに切り替わらない電源遮断機能の異常（第２スイッチ２４の故障）が発生したものと判定し（ステップＳ１４のＹＥＳ）、該第２スイッチ２４が故障したことを示す判定結果を故障発生情報としてメモリ３２に書き込む（ステップＳ１７）。

そして、ＣＰＵ２０は、動作停止要求信号Ｓ５の入力がなく且つ入力電圧が印加されている場合でも、該ＣＰＵ２０の動作を強制的に停止する（ステップＳ１６）。

以上説明したように、上述した実施形態によれば、車両内のシステムに対するシステム停止処理の停止時刻（時刻ｔ２）から計時を行い、該計時した時間Ｔｓに基づいて第２スイッチ２４の故障検知を行うので、前記システムに対する停止処理時間の変化に関わらず、第２スイッチ２４の故障を的確に判定することができる。

この場合、計時した時間Ｔｓ（に応じたカウンタ値）と、故障確定時間Ｔｓｍ（に応じたカウンタ閾値）との比較に基づいて第２スイッチ２４の故障を判定するので、ＣＰＵ２０が正常にシステム停止処理を完了したにも関わらず、該ＣＰＵ２０が故障していると判断されることを確実に防止することができ、この結果、第２スイッチ２４の故障の有無を確実に判定することができる。すなわち、計時した時間Ｔｓが故障確定時間Ｔｓｍよりも長い場合には、電力供給の停止によってＣＰＵ２０が動作を停止しているにも関わらず、第２スイッチ２４において、オンからオフに切り替わらない故障が発生しているものと判定する。

さらに、不揮発性のメモリ３２に故障発生情報を記憶するので、前記電力供給の停止に起因してＣＰＵ２０の動作が停止しても、メモリ３２に記憶された故障発生情報は消去されない。この結果、前記故障発生情報を前記動作停止後にメモリ３２から読み出して、第２スイッチ２４が故障しているか否かを判断することも可能となる。

従って、ＣＰＵ２０は、次回の起動時に、メモリ３２に記憶された情報が故障発生情報であると判断した際に、第２スイッチ２４の故障を音又は画面表示により車両の搭乗者等の使用者に警告（通知）することで、該使用者に車両用制御装置１０を搭載した前記車両の修理を促すことも可能となる。すなわち、第２スイッチ２４の故障により、バッテリ１６からコントロールユニット１２に電力が供給され続けると、該バッテリ１６の出力電圧（直流電圧）が低下して、バッテリ上がりが発生するおそれがあるが、前記使用者に対して前記警告を行うことによりバッテリ上がりの発生を確実に防止することが可能となる。つまり、車両用制御装置１０により第２スイッチ２４の故障検出処理を行うので、前記使用者による第２スイッチ２４の故障発生の確認が不要となる。また、第２スイッチ２４が故障していれば、次回の車両の始動時に前記故障の発生が前記使用者に通知されるので、前記車両の停止時に、前記使用者は、システム停止処理の最中であっても前記車両からすぐに離れることが可能となる。

さらにまた、電圧監視部３４は、第２スイッチ２４のＣＰＵ２０側の入力電圧が最低動作電圧Ｖｃを下回る場合に、動作停止要求信号Ｓ５をＣＰＵ２０に出力するので、ＣＰＵ２０では、第２スイッチ２４の故障の有無の判定と、ＣＰＵ２０の動作停止処理とを確実に行うことができる。

この実施形態に係る車両用制御装置１０は、上述した説明に限定されることはなく、種々の構成に変更することが可能である。

すなわち、図５に示すように、不揮発性のメモリ３２（図１参照）に代えて、ＣＰＵ２０内にメモリ４０を配置し、該メモリ４０がバッテリ１６から端子１４ｄ及びダイオード４２を介して常時電力供給を受けるようにしてもよい。

これにより、メモリ４０に故障発生情報を記憶した場合に、ＣＰＵ２０に対する前記電力供給の停止に起因して該ＣＰＵ２０の動作が停止しても、メモリ４０には常時電力が供給されているので、記憶された前記故障発生情報は消去されない。従って、この場合でも、前述した不揮発性のメモリ３２と同様の効果が得られる。

また、図６及び図７は、燃料電池車両５０内の燃料電池システム５２に対する制御に車両用制御装置１０を適用した場合を示している。

コントロールユニット１２内には、バッテリ１６から端子１４ｅを介し常時電力供給を受けて、燃料電池車両５０の停止時に、定期的（間欠的）に、ＣＰＵ２０に起動信号Ｓ６を出力すると共に、第２スイッチ２４に自己保持要求信号Ｓ７を出力するための定期起動手段４４が配置されている。従って、上述したアラームクロック機能を有する定期起動手段４４をコントロールユニット１２が備えることで、燃料電池車両５０の停止時であっても、第２スイッチ２４は、自己保持要求信号Ｓ７の入力に起因してオフからオンに切り替わり、この結果、バッテリ１６から端子１４ａ、第２スイッチ２４及びダイオード２６を介してＣＰＵ２０の電源入力端子Ｖｃｃに電力供給を行うことが可能となる。

また、燃料電池車両５０は、燃料電池５４、温度センサ６２、エアコンプレッサ６０及びバッテリ６６から構成されるハイブリッド型電源システムとしての燃料電池システム５２に加え、該燃料電池システム５２から電流（電力）がインバータ５６を通じて供給される走行用のモータ５８と、燃料電池５４及びバッテリ６６の電圧を降圧するダウンバータ６８と、バッテリ１６から電力供給を受ける補機（電気装備品）６４とをさらに有する。この場合、ダウンバータ６８にて降圧された電圧は、バッテリ１６に供給されて蓄電されるか、あるいは、補機６４に供給される。

燃料電池５４は、例えば、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成されたセルを積層したスタック構造であり、反応ガスである水素（燃料ガス）と空気（酸化剤ガス）の電気化学反応により生成された発電電流をインバータ５６及び／又はバッテリ６６側に供給する。温度センサ６２は、燃料電池５４の温度を計測し、計測した前記温度（計測値）をコントロールユニット１２に出力する。

ＣＰＵ２０は、燃料電池車両５０の停止時（燃料電池５４の発電停止時）に、定期的に、起動信号Ｓ６により起動し且つ電力供給を受けている状態において、温度センサ６２から入力された前記計測値と、所定の閾値温度とを比較し、前記計測値が前記閾値温度よりも低下しているものと判定した場合に、エアコンプレッサ６０を駆動して、発電停止時の燃料電池５４中のアノード及びカソードや反応ガスの流路に対する掃気処理を行わせる。

すなわち、燃料電池５４の発電が停止しても、該燃料電池５４のガス流路内には、前記発電によって生成された水が残留している。そのため、氷点下の環境では前記残留した水が凍結し、この結果、前記反応ガス（水素、空気）の供給及び排出の妨げとなって、低温下における燃料電池５４の始動性能が低下するおそれがある。

そこで、この実施形態では、定期起動手段４４により定期的に（間欠的に）ＣＰＵ２０を起動させ且つ第２スイッチ２４をオンに切り替えた状態で、燃料電池５４の温度を温度センサ６２により計測し、計測した温度が閾値温度よりも低下している場合には、エアコンプレッサ６０を駆動させて発電停止中の燃料電池５４に対する掃気処理を行う。すなわち、燃料電池システム５２では、該燃料電池システム５２内の電力を自己の発電機能により賄う必要があるので、発電停止時（燃料電池車両５０の停止時）に使用可能な電力量には限りがある。そこで、燃料電池車両５０の停止時に、定期起動手段４４による定期的な起動に応じて掃気処理を行うことで、該掃気処理を効率よく行うことができると共に、低温下においても、燃料電池５４の始動性能を維持することが可能となる。

なお、燃料電池５４にて行われる掃気処理は、公知（例えば、特開２００５−３０２５１５号公報参照）であるため、この明細書においては、その詳細な説明を省略する。

また、ＣＰＵ２０は、定期起動手段４４により定期的に（間欠的に）起動した際に、メモリ３２に記憶されている情報を読み出し、読み出した情報が故障発生情報であるか否かを判定してもよい。この場合、前記読み出した情報が前記故障発生情報であれば、ＣＰＵ２０は、第２スイッチ２４に故障（オンからオフに切り替わらない故障）が発生し、この結果、バッテリ１６の出力（直流電圧）が低下して、バッテリ上がりのおそれがあると判断して、燃料電池５４及び／又はバッテリ６６からダウンバータ６８を介してバッテリ１６に充電を行なうように燃料電池システム５２を制御する。

これにより、第２スイッチ２４の故障に起因して燃料電池車両５０の停止時であるにも関わらず、バッテリ１６から第２スイッチ２４を介してコントロールユニット１２に電力供給が行われ、バッテリ１６の出力電圧（直流電圧）が低下するおそれがある場合に、燃料電池５４及び／又はバッテリ６６からダウンバータ６８を介してバッテリ１６に対する充電を行なうことで、バッテリ１６の電圧低下（バッテリ上がり）を効果的に抑制することができる。

さらに、上述の掃気処理及び故障発生情報の判定処理では、定期起動手段４４を共用しているので、それぞれの処理に応じて起動手段を設けることが不要となる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

この発明の一実施形態に係る車両用制御装置の回路図である。 車両用制御装置の故障検出処理を示すフローチャートである。 第２スイッチの正常動作時のタイムチャートである。 第２スイッチの異常動作時のタイムチャートである。 メモリを内蔵するＣＰＵを備えた車両用制御装置の回路図である。 定期起動手段を備えた車両用制御装置の回路図である。 図６の車両用制御装置が適用される燃料電池車両のブロック図である。

符号の説明

１０…車両用制御装置 １２…コントロールユニット
１４ａ〜１４ｅ…端子 １６、６６…バッテリ
１８…第１スイッチ ２０…ＣＰＵ
２２、２６、４２…ダイオード ２４…第２スイッチ
２８…コンデンサ ３２、４０…メモリ
３４…電圧監視部 ４４…定期起動手段
５０…燃料電池車両 ５２…燃料電池システム
５４…燃料電池 ５６…インバータ
５８…モータ ６０…エアコンプレッサ
６２…温度センサ ６４…補機
６８…ダウンバータ

Claims (11)

1. マイクロコンピュータと、
   該マイクロコンピュータに印加される入力電圧を監視し、前記入力電圧が前記マイクロコンピュータの最低動作電圧を下回る場合に動作停止要求信号を前記マイクロコンピュータに出力して該マイクロコンピュータの動作を停止させる電圧監視手段と、
   前記マイクロコンピュータに前記入力電圧を印加することにより該マイクロコンピュータに電力供給を行う電力供給源と、
   前記電力供給源と前記マイクロコンピュータとの間に配置され、外部からの指令によりオン又はオフする第１スイッチと、
   前記電力供給源と前記マイクロコンピュータとの間に配置され、前記マイクロコンピュータからの指令によりオン又はオフする第２スイッチと、
   を有し、
   前記マイクロコンピュータは、
   前記第１スイッチのオフに伴う車両内のシステムに対する停止処理の完了に伴って、前記第２スイッチに対してオンからオフに切り替えるための遮断要求信号を出力すると共に、前記停止処理の完了時刻からの計時を開始し、
   前記遮断要求信号の入力に基づく前記第２スイッチのオフによって前記電力供給が停止する場合に、前記完了時刻から該電力供給の停止に起因して前記入力電圧が前記最低動作電圧を下回るまでの時間よりも長く設定された故障確定時間に基づいて、前記第２スイッチの故障の有無を判定するものであって、
   前記計時した時間が前記故障確定時間よりも短い場合に、前記動作停止要求信号が入力されれば、前記第２スイッチが正常であると判定し、
   一方で、前記動作停止要求信号が入力されることなく、前記計時した時間が前記故障確定時間に到達した場合には、前記第２スイッチが故障しているものと判定する
   ことを特徴とする車両用制御装置。
2. 請求項１記載の車両用制御装置において、
   前記マイクロコンピュータにて判定された前記第２スイッチの故障に関わる判定結果を記憶する記憶手段をさらに有する
   ことを特徴とする車両用制御装置。
3. 請求項２記載の車両用制御装置において、
   前記記憶手段は、前記マイクロコンピュータの外部に配置された不揮発性メモリである
   ことを特徴とする車両用制御装置。
4. 請求項２記載の車両用制御装置において、
   前記記憶手段は、前記マイクロコンピュータに内蔵され且つ前記電力供給源から電力供給されるメモリである
   ことを特徴とする車両用制御装置。
5. 請求項３又は４記載の車両用制御装置において、
   前記マイクロコンピュータは、次回の起動時に、前記記憶手段に記憶された前記判定結果を参照し、該判定結果が前記第２スイッチの故障を示す判定結果であると判断した際に、該第２スイッチの故障を外部に警告する
   ことを特徴とする車両用制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
   前記電力供給源と前記マイクロコンピュータとの間を前記第１スイッチを介して接続し、前記第１スイッチがオンすることで前記電力供給を行う第１電力供給回路と、
   前記電力供給源と前記マイクロコンピュータとの間を前記第２スイッチを介して接続し、前記第２スイッチがオンすることで前記電力供給を行う第２電力供給回路と、
   をさらに有する
   ことを特徴とする車両用制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
   前記第２スイッチは、前記マイクロコンピュータからのオン指令によりオフからオンに切り替わり、一方で、前記完了時刻後の前記マイクロコンピュータからのオフ指令によりオンからオフに切り替わる電源自己保持スイッチである
   ことを特徴とする車両用制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
   前記電圧監視手段は、前記第２スイッチの前記マイクロコンピュータ側の電圧を前記入力電圧として監視し、
   前記マイクロコンピュータは、前記動作停止要求信号の入力に基づいて、前記第２スイッチの故障の有無の判定と、該マイクロコンピュータの動作停止処理を行う
   ことを特徴とする車両用制御装置。
9. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の車両用制御装置を備え、
   前記電力供給源は、前記車両に搭載された電気装備品に電力供給を行う蓄電装置であり、
   前記第１スイッチは、前記車両に備わるキースイッチであり、
   前記システムは、車両駆動用電力源を備えた車両駆動システムであり、
   前記車両用制御装置は、前記キースイッチがオフする前記車両の停止時に定期的に前記マイクロコンピュータを起動する起動手段をさらに有し、
   前記マイクロコンピュータは、前記起動手段により起動した際に、前記記憶手段に記憶されている前記判定結果が前記第２スイッチの故障を示すものであるか否かを判定し、該故障を示すものと判断したときに、前記車両駆動用電力源から前記蓄電装置に充電を行なうように前記車両駆動システムを制御する
   ことを特徴とする電気車両。
10. 請求項９記載の電気車両において、
    前記車両駆動用電力源は、燃料電池であり、
    前記車両駆動システムは、前記燃料電池を備えた燃料電池システムであり、
    前記マイクロコンピュータは、前記起動手段により起動した際に、前記燃料電池のガス流路内の掃気処理を行うように前記燃料電池システムを制御する
    ことを特徴とする電気車両。
11. 電力供給源とマイクロコンピュータとの間に第１スイッチ及び第２スイッチがそれぞれ接続され、前記第１スイッチ及び／又は前記第２スイッチのオンにより前記電力供給源から前記マイクロコンピュータに入力電圧が印加されて電力供給が行われ、電圧監視手段により前記入力電圧を監視し、前記入力電圧が最低動作電圧を下回る場合に前記電圧監視手段から前記マイクロコンピュータに動作停止要求信号を出力して該マイクロコンピュータの動作を停止させる車両用制御装置の故障検出方法において、
    前記第１スイッチをオフすることにより前記マイクロコンピュータから車両内のシステムに対する停止処理を行い、
    前記停止処理の完了に伴って、前記第２スイッチをオンからオフに切り替えるための遮断要求信号を前記マイクロコンピュータから前記第２スイッチに出力すると共に、前記マイクロコンピュータが前記停止処理の完了時刻からの計時を開始し、
    前記遮断要求信号の入力に基づく前記第２スイッチのオフによって前記電力供給が停止する場合に、前記完了時刻から該電力供給の停止に起因して前記入力電圧が前記最低動作電圧を下回るまでの時間よりも長く設定された故障確定時間に基づいて、前記マイクロコンピュータが前記第２スイッチの故障の有無を判定するものであって、
    前記マイクロコンピュータは、
    前記計時した時間が前記故障確定時間よりも短い場合に、前記動作停止要求信号が入力されれば、前記第２スイッチが正常であると判定し、
    一方で、前記動作停止要求信号が入力されることなく、前記計時した時間が前記故障確定時間に到達した場合には、前記第２スイッチが故障しているものと判定する
    ことを特徴とする車両用制御装置の故障検出方法。

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