JP4989537B2 - 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、電源供給ラインに設けられたスイッチのオンにより、電力供給源から前記電源供給ラインを介して車両内のシステムを制御するマイクロコンピュータに電力供給を行う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の少なくとも一方のオンに起因して給電用リレー（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、前記キースイッチ又は前記イグニッション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給電用リレー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、前記キースイッチ又は前記イグニッション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、前記キースイッチ又は前記イグニッション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、前記給電用リレー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、前記給電用リレー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、キースイッチ又はイグニッション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、前記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、給電用リレー（スイッチ）の故障を誤検知するおそれがある。

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、スイッチの故障を確実に検出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、
電力供給源と、車両内のシステムを制御するマイクロコンピュータと、立ち上がり信号生成回路と、前記電力供給源と前記マイクロコンピュータ及び立ち上がり信号生成回路とをスイッチを介して接続し且つ前記スイッチのオンにより前記電力供給源から前記スイッチを介して前記マイクロコンピュータ及び前記立ち上がり信号生成回路に電力供給を行なう電源供給ラインとを有し、
前記立ち上がり信号生成回路は、前記スイッチのオンから遅れて前記電力供給に起因する立ち上がり信号を生成し、
前記マイクロコンピュータは、前記電力供給により該マイクロコンピュータが起動した起動時刻からの所定時間内に前記立ち上がり信号が生成されていれば前記スイッチが故障していると判定し、一方で、前記所定時間内に前記立ち上がり信号が生成されていなければ前記スイッチが正常であると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、
スイッチのオンにより電力供給源から電源供給ラインを介して車両内のシステムを制御するマイクロコンピュータ及び立ち上がり信号生成回路に電力供給を行うことにより、前記立ち上がり信号生成回路が前記スイッチのオンから遅れて前記電力供給に起因する立ち上がり信号を生成する場合に、
前記電力供給により前記マイクロコンピュータが起動した起動時刻からの所定時間内に前記立ち上がり信号が生成されていれば前記スイッチが故障していると判定し、一方で、前記所定時間内に前記立ち上がり信号が生成されていなければ前記スイッチが正常であると判定することを特徴としている。

これらの発明によれば、前記スイッチのオンにより前記マイクロコンピュータ及び前記立ち上がり信号生成回路の双方に電力供給が行われる場合に、前記所定時間内に前記立ち上がり信号が生成されていれば前記スイッチの故障と判定し、一方で、前記所定時間内に前記立ち上がり信号が生成されていなければ前記スイッチが正常と判定する。

すなわち、前記マイクロコンピュータが起動する前から前記スイッチが故障している場合には、前記マイクロコンピュータの起動の有無に関わりなく、前記電力供給源から前記スイッチを介して前記マイクロコンピュータ及び前記立ち上がり信号生成回路に電力供給が行われているので、前記立ち上がり信号生成回路は、前記マイクロコンピュータの起動時刻には、前記電力供給に基づいて前記立ち上がり信号を生成していることになる。

従って、前記マイクロコンピュータは、前記起動時刻からの前記所定時間内に前記立ち上がり信号の生成を確認することで、前記スイッチが故障していることを確実に検出することができる。

また、前記立ち上がり信号生成回路は、前記電源供給ラインに接続される抵抗器と、該抵抗器に接続されるコンデンサとを有し、前記電源供給ラインから前記抵抗器を介して前記コンデンサに前記電力供給が行われ、該コンデンサの電圧が所定電圧以上となったときに前記立ち上がり信号を生成する。

これにより、前記スイッチのオンから遅れて前記立ち上がり信号を生成する前記立ち上がり信号生成回路を容易且つ簡単に構成することができると共に、前記車両用制御装置のコストを削減することが可能となる。

この場合、前記立ち上がり信号生成回路は、生成した前記立ち上がり信号を前記マイクロコンピュータに出力し、前記マイクロコンピュータは、前記起動時刻から正常な前記スイッチのオンに起因して前記コンデンサの電圧が前記所定電圧以上となるまでの時間よりも短く設定された前記所定時間内に、前記立ち上がり信号の入力があれば前記スイッチが故障していると判定し、一方で、前記立ち上がり信号の入力がなければ前記スイッチが正常であると判定することが好ましい。

これにより、前記マイクロコンピュータは、前記所定時間内に前記立ち上がり信号が入力されるか否かを確認するだけで、前記スイッチの故障の有無を容易且つ確実に判定することが可能となる。

また、前記マイクロコンピュータは、前記スイッチが故障していると判定したときに、該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、前記車両の始動時に、該車両の搭乗者等の使用者に前記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スイッチの故障発生の確認が不要となる。

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か、あるいは、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、前記使用者に前記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スイッチの故障発生の確認が不要となると共に、前記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、前記車両のシステムに対する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、前記スイッチは、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。

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ることを特徴としている。

これにより、前記スイッチに他の電子回路が接続されている場合に、前記スイッチの故障に起因して前記電気車両の停止時に前記蓄電装置から前記スイッチを介して前記他の電子回路に電力供給が継続され、この結果、該蓄電装置の電圧が低下することを確実に防止することができる。

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ることが好ましい。

前記スイッチの故障検出処理を前記燃料電池システムの始動処理中に行うことで、前記燃料電池システムの停止処理時間の長短に関わりなく該スイッチの故障を効率よく検出することができる。

さらに、外気温度が所定温度よりも低い場合に、前記マイクロコンピュータは、前記燃料電池システムに対する停止処理時に前記燃料電池のガス流路内の掃気処理を行うように該燃料電池システムを制御してもよい。

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。また、発電停止により前記ガス流路内には、発電によって生成された水が残留するので、氷点下の環境では前記残留した水が凍結し、反応ガス（水素、空気）の供給及び排出の妨げとなって、低温下における前記燃料電池の始動性能が低下するおそれがある。そこで、前記電気車両の停止処理時に、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と共に、低温下においても、前記燃料電池の始動性能を維持することが可能となる。

また、前記掃気処理を前記停止処理時に行うことにより、前記マイクロコンピュータでのシステム停止処理に要する時間が長くなるが、該燃料電池システムの始動時間中に前記スイッチの故障検出処理を行うことで、前記掃気処理及び前記システム停止処理に要する時間の長短に関わりなく該スイッチの故障を効率よく検出することができる。

この発明によれば、スイッチのオンによりマイクロコンピュータ及び立ち上がり信号生成回路の双方に電力供給が行われる場合に、所定時間内に立ち上がり信号が生成されていれば前記スイッチの故障と判定し、一方で、前記所定時間内に前記立ち上がり信号が生成されていなければ前記スイッチが正常と判定する。

すなわち、前記マイクロコンピュータが起動する前から前記スイッチが故障している場合には、前記マイクロコンピュータの起動の有無に関わりなく、電力供給源から前記スイッチを介して前記マイクロコンピュータ及び前記立ち上がり信号生成回路に電力供給が行われているので、前記立ち上がり信号生成回路は、前記マイクロコンピュータの起動時刻には、前記電力供給に基づいて前記立ち上がり信号を生成していることになる。

従って、前記マイクロコンピュータは、前記起動時刻からの前記所定時間内に前記立ち上がり信号の生成を確認することで、前記スイッチが故障していることを確実に検出することができる。

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６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、１４ｄ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と、第２スイッチ２４と、故障検出用信号生成回路（立ち上がり信号生成回路）２６と、コンデンサ２８と、ＯＲ回路３０とが配置されている。

ＣＰＵ２０は、第１スイッチ１８及び端子１４ｂを介してバッテリ１６の正極と接続され、端子１４ｄ及びダイオード２２を介してバッテリ１６の正極と接続され、さらに、端子１４ａ及び第２スイッチ２４を介してバッテリ１６の正極と接続されている。

ＯＲ回路３０は、一方の入力端子が端子１４ｂ及びＣＰＵ２０に接続され、他方の入力端子がＣＰＵ２０に接続され、出力端子が第２スイッチ２４に接続されている。この場合、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ＯＲ回路３０及びＣＰＵ２０に直流電圧が印加されると、ＯＲ回路３０は、この直流電圧を自己保持要求信号（オン指令）Ｓ２として第２スイッチ２４に出力する。また、ＯＲ回路３０は、ＣＰＵ２０からの自己保持指令信号Ｓ３も自己保持要求信号Ｓ２として第２スイッチ２４に出力する。

第２スイッチ２４は、ＯＲ回路３０からの自己保持要求信号Ｓ２の入力に起因してオフからオンに切り替わり、一方で、自己保持要求信号Ｓ２の停止（オフ指令）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。この場合、第２スイッチ２４がオンすると、バッテリ１６は、端子１４ａ及び第２スイッチ２４を介してＣＰＵ２０及び故障検出用信号生成回路２６と接続され、ＣＰＵ２０の電源入力端子Ｖｃｃ及び故障検出用信号生成回路２６の入力側（抵抗器３２側）に直流電圧が印加される。すなわち、該直流電圧は、バッテリ１６からＣＰＵ２０及び故障検出用信号生成回路２６に電力供給を行うための入力電圧となる。従って、端子１４ａ及び第２スイッチ２４を含む、バッテリ１６の正極側からＣＰＵ２０に至るラインは、該ＣＰＵ２０に対する電源供給ライン（主電源ライン）２１であり、図１では、当該電源供給ライン２１を太線で表記している。

ＣＰＵ２０は、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を介して直流電圧が印加され（起動信号Ｓ１が供給され）、且つ、第２スイッチ２４のオンによりバッテリ１６から端子１４ａ及び第２スイッチ２４を介して電源入力端子Ｖｃｃに直流電圧が印加されたときに起動する。また、ＣＰＵ２０は、起動時に自己保持指令信号Ｓ３をＯＲ回路３０に出力する。さらに、第１スイッチ１８のオフにより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Ｓ５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した後に動作停止に至る｛低電力消費モード（スリープモード）に移行する｝。この場合、ＯＲ回路３０の一方の入力端子に対する起動信号Ｓ１の供給が停止しているので、ＣＰＵ２０からＯＲ回路３０に対する自己保持指令信号Ｓ３の出力の停止により、ＯＲ回路３０から第２スイッチ２４への自己保持要求信号Ｓ２の出力も停止して、第２スイッチ２４はオンからオフに切り替わる。この結果、バッテリ１６からＣＰＵ２０への電力供給が停止する。

なお、第２スイッチ２４がオンすると、ＣＰＵ２０及び故障検出用信号生成回路２６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、コンデンサ２８は、第２スイッチ２４とＣＰＵ２０及び故障検出用信号生成回路２６との間で、バッテリ１６、ＣＰＵ２０及び故障検出用信号生成回路２６に対して並列に接続されている。

故障検出用信号生成回路２６は、第２スイッチ２４及びＣＰＵ２０の電源入力端子Ｖｃｃに接続された抵抗器３２と、抵抗器３２に接続されたコンデンサ３４と、抵抗器３２のコンデンサ３４側と第２スイッチ２４との間を接続するダイオード３６と、コンデンサ３４及びダイオード３６とＣＰＵ２０との間を接続するシュミットトリガゲート３８とから構成される。

この場合、第２スイッチ２４のオンによりバッテリ１６から第２スイッチ２４を介して故障検出用信号生成回路２６に電力供給が行われると、コンデンサ３４の電圧は、時間経過に伴って、抵抗器３２の抵抗値及びコンデンサ３４の静電容量で決定される時定数に基づき徐々に上昇する（図３参照）。コンデンサ３４の電圧は、シュミットトリガゲート３８の入力電圧であるので、前記入力電圧の電圧値がシュミットトリガゲート３８の上限閾値（所定電圧）Ｖｔｈ以上になると、シュミットトリガゲート３８は、故障判定信号Ｓ４を生成してＣＰＵ２０に出力する。なお、シュミットトリガゲート３８は、第２スイッチ２４のオフに起因して前記電圧値が下限閾値（略０レベルのコンデンサ３４の電圧）以下になると故障判定信号Ｓ４の生成を停止する。

すなわち、故障検出用信号生成回路２６は、第２スイッチ２４のオンをトリガとして、ＣＰＵ２０の動作開始より遅れて故障判定信号Ｓ４を生成し（故障判定信号Ｓ４が立ち上がり）、一方で、第２スイッチのオフにより速やかに故障判定信号Ｓ４の生成を停止する（故障判定信号Ｓ４が立ち下がる）。

さらに、ＣＰＵ２０は、起動信号Ｓ１の入力及び電源供給ライン２１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の故障検出処理を行う。具体的には、起動時刻である時刻ｔ２（図３参照）から時刻ｔ４までの所定の時間Ｔ内に、故障検出用信号生成回路２６から故障判定信号Ｓ４が入力されたときに、第２スイッチ２４に故障（オフ指令であってもオンからオフに切り替わらない故障であり、第２スイッチ２４が溶着してオンになっている状態をいう。）が発生したと判定し、その判定結果を故障発生情報としてＣＰＵ２０に内蔵されたメモリ４０に記憶する。

なお、メモリ４０は、バッテリ１６から端子１４ｄを介して常時電力供給されているので、オフ指令により第２スイッチ２４がオンからオフに切り替わってバッテリ１６からＣＰＵ２０への電力供給が停止しても、該メモリ４０に記憶された前記故障発生情報が消去されることはない。

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、車両の始動時に行われる車両用制御装置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（オフ指令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（オフ指令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。

時刻ｔ１において、前記車両の搭乗者の操作に起因して第１スイッチ１８がオンすると（ステップＳ１０）、バッテリ１６は、第１スイッチ１８及び端子１４ｂを介してＯＲ回路３０及びＣＰＵ２０に直流電圧を印加（起動信号Ｓ１を供給）する。ＯＲ回路３０は、該起動信号Ｓ１を自己保持要求信号Ｓ２として第２スイッチ２４に出力する。第２スイッチ２４は、時刻ｔ２にて、自己保持要求信号Ｓ２の入力に起因してオフからオンに切り替わる。

これにより、バッテリ１６から端子１４ａ及び第２スイッチ２４を介してＣＰＵ２０及び故障検出用信号生成回路２６に電力供給が行われ、ＣＰＵ２０は、起動信号Ｓ１の入力及び前記電力供給に起因して起動処理を開始する（ステップＳ１１）。一方、故障検出用信号生成回路２６内のコンデンサ３４の電圧は、時刻ｔ２以降、時間経過に伴って、抵抗器３２の抵抗値及びコンデンサ３４の静電容量で決定される時定数に基づき徐々に上昇する。

ＣＰＵ２０は、前記起動処理中の時刻ｔ３にＯＲ回路３０に対して自己保持指令信号Ｓ３を出力した後に、ステップＳ１２以降の故障判定処理を開始する。

すなわち、ステップＳ１２において、ＣＰＵ２０は、故障検出用信号生成回路２６から故障判定信号Ｓ４が入力されるか否かを判定する。具体的に、ＣＰＵ２０は、該ＣＰＵ２０の起動時刻である時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間Ｔ内に故障検出用信号生成回路２６から故障判定信号Ｓ４が入力されるか否かを判定する。

ここで、時間Ｔとは、第２スイッチ２４が正常であり、且つ、該第２スイッチ２４のオンによりバッテリ１６から故障検出用信号生成回路２６に電力供給が行われたときに、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの時間よりも短く設定された時間をいう。すなわち、コンデンサ３４の電圧値は、第２スイッチ２４のオンをトリガとして、時刻ｔ２から時間経過に伴い上昇し、時刻ｔ５においてシュミットトリガゲート３８の上限閾値Ｖｔｈに到達するので、シュミットトリガゲート３８は、ＣＰＵ２０の動作開始（起動）の時刻ｔ２から遅れた、時刻ｔ５に故障判定信号Ｓ４の生成を開始する（故障判定信号Ｓ４が立ち上がる）。そこで、ＣＰＵ２０は、時刻ｔ２からコンデンサ３４の電圧値が上限閾値Ｖｔｈに到達する時刻ｔ５までの時間よりも短い時間Ｔ内に、故障判定信号Ｓ４が入力されるか否かを判定する。

第２スイッチ２４が正常である場合に、コンデンサ３４の電圧値は、時間Ｔ内に上限閾値Ｖｔｈに到達することはないので（図３参照）、シュミットトリガゲート３８からＣＰＵ２０に故障判定信号Ｓ４が出力されることはない。従って、ＣＰＵ２０は、時間Ｔ内に故障判定信号Ｓ４の入力がなければ（ステップＳ１２のＮＯ）、該第２スイッチ２４は正常であり、前回のＣＰＵ２０の動作停止時に第２スイッチ２４が正常にオンからオフに切り替わった（遮断された）と判断する（ステップＳ１３）。

なお、前記車両の停止時には、以下の処理が行われて、ＣＰＵ２０の動作が停止するに至る。

先ず、前記車両の搭乗者の操作に起因して第１スイッチ１８がオフすると、バッテリ１６からＯＲ回路３０及びＣＰＵ２０への直流電圧の印加（起動信号Ｓ１の供給）が停止する。ＣＰＵ２０は、略０レベルとなった起動信号Ｓ１をシステム停止要求信号Ｓ５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した後に動作停止に至る（スリープモードに移行する）。この場合、ＯＲ回路３０の一方の入力端子に対する起動信号Ｓ１の供給が停止しているので、ＣＰＵ２０からＯＲ回路３０に対する自己保持指令信号Ｓ３の出力の停止により、ＯＲ回路３０は、第２スイッチ２４に対する自己保持要求信号Ｓ２の出力を停止し、第２スイッチ２４はオンからオフに切り替わる。この結果、バッテリ１６からＣＰＵ２０及び故障検出用信号生成回路２６への電力供給が停止して、故障判定信号Ｓ４の生成も停止する（故障判定信号Ｓ４が立ち下がる）。

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、自己保持要求信号Ｓ２の出力が停止しても（オフ指令があっても）、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）というものである。この場合、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１２の故障判定処理の直前（図４の時刻ｔ３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ｔ３以降の処理について説明する。

ステップＳ１２において、ＣＰＵ２０は、故障検出用信号生成回路２６から故障判定信号Ｓ４が入力されるか否かを判定する。この場合、前回の車両の停止時に第２スイッチ２４がオンからオフに切り替わらず、該第２スイッチ２４は、その後もオンの状態を保持し続けているので、コンデンサ３４の電圧値は上限閾値Ｖｔｈ以上でありシュミットトリガゲート３８からは故障判定信号Ｓ４が出力され続けている（故障判定信号Ｓ４が立ち下がらない）。

従って、ＣＰＵ２０には、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間Ｔ内に故障判定信号Ｓ４が入力されるので（ステップＳ１２のＹＥＳ）、該ＣＰＵ２０は、第２スイッチ２４が故障していると判定し（ステップＳ１４）、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４０に書き込む（ステップＳ１５）。

以上が、車両用制御装置１０における故障判定処理の説明であるが、ステップＳ１５以降、ＣＰＵ２０は、メモリ４０に前記故障発生情報を書き込んだ後に、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）してもよい（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、第２スイッチ２４のオンによりＣＰＵ２０及び故障検出用信号生成回路２６の双方に電力供給が行われる場合に、所定の時間Ｔ内に故障判定信号Ｓ４が生成されてＣＰＵ２０に入力されていれば第２スイッチ２４の故障（第２スイッチ２４の溶着によりオフ指令があってもオンからオフに切り替わらない故障）と判定し、一方で、時間Ｔ内に故障判定信号Ｓ４が生成されておらずＣＰＵ２０に入力されていなければ第２スイッチ２４が正常と判定する。

すなわち、ＣＰＵ２０が起動する前から第２スイッチ２４が故障している場合には、ＣＰＵ２０の起動の有無に関わりなく、バッテリ１６から端子１４ａ及び第２スイッチ２４を介してＣＰＵ２０及び故障検出用信号生成回路２６に電力供給が行われているので、故障検出用信号生成回路２６は、ＣＰＵ２０の起動時刻（時刻ｔ２）には、前記電力供給に基づいて故障判定信号Ｓ４を生成していることになる。

従って、ＣＰＵ２０は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間Ｔ内に故障判定信号Ｓ４の生成及び入力を確認することで、第２スイッチ２４が故障していることを確実に検出することができる。すなわち、時間Ｔ内に故障判定信号Ｓ４がＣＰＵ２０に入力されれば第２スイッチ２４が故障と判定されるので、第２スイッチ２４の故障の有無を容易且つ確実に判定することが可能となる。

ところで、特許文献１に記載の技術では、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、キースイッチ又はイグニッションスイッチがオンしたときに、前記カウンタ値に基づいて電源自己保持機能及び電源遮断機能が異常か否かを判定しているので、スリープモードに移行してから前記マイクロコンピュータが再起動するまでのスリープモードの時間帯における給電用リレーの故障を検出することができない。

これに対して、この実施形態では、前述したように、時間Ｔ内に故障判定信号Ｓ４がＣＰＵ２０に入力されれば、ＣＰＵ２０では第２スイッチ２４が故障しているものと判定するので、スリープモードの時間帯における第２スイッチ２４の故障を確実に検出することができる。

また、故障検出用信号生成回路２６は、抵抗器３２、コンデンサ３４及びシュミットトリガゲート３８を有し、抵抗器３２を介してコンデンサ３４に電力供給が行われ且つ該コンデンサ３４の電圧値が上限閾値Ｖｔｈ以上となったときに故障判定信号Ｓ４を生成するので、第２スイッチ２４のオンから遅れて故障判定信号Ｓ４を生成する故障検出用信号生成回路２６を容易且つ簡単に構成することができると共に、車両用制御装置１０のコストを削減することが可能となる。

すなわち、第２スイッチ２４のオンをトリガとし、ＣＰＵ２０の動作開始（時刻ｔ２）より遅れて故障判定信号Ｓ４が立ち上がり、一方で、第２スイッチのオフに起因して故障判定信号Ｓ４が速やかに立ち下がるので、この実施形態では、簡単な回路構成により故障判定信号Ｓ４を生成して故障検出処理を行うことができる。

また、第２スイッチ２４が故障していると判定したときに、該第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及び該バッテリ上がりに伴うバッテリ１６の劣化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。

さらに、メモリ４０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４０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４０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４０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、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と共に、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。

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、メモリ４０（図１参照）に代えて、ＣＰＵ２０の外に不揮発性のメモリ４２を配置してもよい。

これにより、メモリ４２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４２に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、前述したメモリ４０と同様の効果が得られる。

また、図６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。

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、燃料電池システム５２に対するシステム停止処理時に、外気温度が閾値温度よりも低いと判定した場合に、エアコンプレッサ６０を駆動して、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、前記停止処理時に、外気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の動作中に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。

また、上述した掃気処理を前記システム停止処理時に行うことにより、ＣＰＵ２０におけるシステム停止処理に要する時間が長くなるが、燃料電池システム５２の始動時間中（ＣＰＵ２０の起動処理中）に第２スイッチ２４の故障検出処理を行っているので、前記掃気処理及び前記システム停止処理に要する時間の長短に関わりなく第２スイッチ２４の故障を効率よく検出することができる。

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。

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。 不揮発性のメモリを備えた車両用制御装置の回路図である。 図１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〜１４ｄ…端子 １６、６６…バッテリ
１８…第１スイッチ ２０…ＣＰＵ
２１…電源供給ライン ２２、３６…ダイオード
２４…第２スイッチ ２６…故障検出用信号生成回路
２８…コンデンサ ３０…ＯＲ回路
３２…抵抗器 ３４…コンデンサ
３８…シュミットトリガゲート ４０、４２…メモリ
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 (13)

1. 電力供給源と、
   車両内のシステムを制御するマイクロコンピュータと、
   立ち上がり信号生成回路と、
   前記電力供給源と前記マイクロコンピュータ及び立ち上がり信号生成回路とをスイッチを介して接続し、前記スイッチのオンにより前記電力供給源から前記スイッチを介して前記マイクロコンピュータ及び前記立ち上がり信号生成回路に電力供給を行なう電源供給ラインと、
   を有し、
   前記立ち上がり信号生成回路は、前記スイッチが正常動作を行う場合には、前記スイッチのオンから遅れて前記電力供給に起因する立ち上がり信号を生成し、一方で、前記スイッチが異常動作を行う場合には、前記電力供給により前記マイクロコンピュータが起動する起動時刻前から前記立ち上がり信号を生成し、
   前記マイクロコンピュータは、前記起動時刻からの所定時間内に前記立ち上がり信号が生成されていれば前記スイッチが故障していると判定し、一方で、前記所定時間内に前記立ち上がり信号が生成されていなければ前記スイッチが正常であると判定する
   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、
   前記立ち上がり信号生成回路は、前記電源供給ラインに接続される抵抗器と、該抵抗器に接続されるコンデンサとを有し、前記電源供給ラインから前記抵抗器を介して前記コンデンサに前記電力供給が行われ、該コンデンサの電圧が所定電圧以上となったときに前記立ち上がり信号を生成する
   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、
   前記立ち上がり信号生成回路は、生成した前記立ち上がり信号を前記マイクロコンピュータに出力し、
   前記マイクロコンピュータは、前記起動時刻から正常な前記スイッチのオンに起因して前記コンデンサの電圧が前記所定電圧以上となるまでの時間よりも短く設定された前記所定時間内に、前記立ち上がり信号の入力があれば前記スイッチが故障していると判定し、一方で、前記立ち上がり信号の入力がなければ前記スイッチが正常であると判定する
   ことを特徴とする車両用制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に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、前記スイッチが故障していると判定したときに、該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。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に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。
6. 請求項５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。
7. 請求項５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。
8. 請求項５〜７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。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
   前記スイッチは、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。
10. 請求項１〜９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る
    ことを特徴とする電気車両。
11. 請求項１０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る
    ことを特徴とする電気車両。
12. 請求項１１記載の電気車両において、
    外気温度が所定温度よりも低い場合に、前記マイクロコンピュータは、前記燃料電池システムに対する停止処理時に前記燃料電池のガス流路内の掃気処理を行うように該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。
13. スイッチのオンにより電力供給源から電源供給ラインを介して車両内のシステムを制御するマイクロコンピュータ及び立ち上がり信号生成回路に電力供給を行うことにより、前記スイッチが正常動作を行う場合には、前記立ち上がり信号生成回路が前記スイッチのオンから遅れて前記電力供給に起因する立ち上がり信号を生成し、一方で、前記スイッチが異常動作を行う場合には、前記電力供給により前記マイクロコンピュータが起動する起動時刻前から前記立ち上がり信号生成回路が前記立ち上がり信号を生成し、
    前記起動時刻からの所定時間内に前記立ち上がり信号が生成されていれば前記スイッチが故障していると判定し、一方で、前記所定時間内に前記立ち上がり信号が生成されていなければ前記スイッチが正常であると判定する
    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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