JP5028250B2 - 冗長通信システム - Google Patents

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Description

本発明は、冗長通信システムに関する。
従来、例えば車両の電動パワーステアリング装置に具備されるモータを駆動制御するモータ制御装置として、モータ指令値を算出する第1処理装置と、モータ指令値に応じてモータを駆動制御する第2処理装置とを、シリアル通信ラインおよびアナログ通信ラインにより接続し、シリアル通信ラインに異常が発生した場合にはアナログ通信ラインを介して送受信されるモータ指令値に応じてモータを駆動制御するモータ制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−173371号公報
ところで、上記従来技術の一例に係るモータ制御装置においては、シリアル通信ラインに異常が発生したか否かの判定精度および判定結果に対する信頼性を向上させると共に、この判定処理の実行タイミングと、通信ラインを切り換えるタイミングとを、より詳細に制御することで、モータの駆動制御をより適正化することが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両の通信システムに異常が発生した場合であっても車両に搭載された電力機器の制御を適正化することが可能な冗長通信システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第1態様に係る冗長通信システムは、車両(例えば、実施の形態での燃料電池車両1)に搭載された電力機器(例えば、実施の形態でのエアーポンプ(A/P)14)の制御指令値を算出する第1制御装置(例えば、実施の形態での統合(協調)制御ECU21)と、前記第1制御装置と主通信線(例えば、実施の形態でのCAN通信ライン61)および副通信線(例えば、実施の形態でのPWM信号ライン62)により接続され、前記第1制御装置から前記制御指令値を受信して前記電力機器を制御する第2制御装置(例えば、実施の形態での空気供給制御ECU22)とを備える冗長通信システムであって、前記第2制御装置は、前記主通信線を介した所定異常信号の受信状態または前記主通信線を介した所定信号の未受信状態が所定時間に亘って持続する場合に前記主通信線が異常であると判定する主通信線異常判定手段(例えば、実施の形態でのCAN通信側入力処理部82)と、前記主通信線を介して受信した前記制御指令値または前記副通信線を介して受信した前記制御指令値を切換選択する制御指令値切換手段(例えば、実施の形態での切換処理部86)とを備え、前記制御指令値切換手段は、前記主通信線異常判定手段での前記受信状態または前記未受信状態の開始時刻から前記主通信線異常判定手段により前記主通信線が異常であると判定される時刻に亘る前記所定時間以内に、前記主通信線を介して受信した前記制御指令値(例えば、実施の形態でのA/P回転数指令(CAN受信値))から前記副通信線を介して受信した前記制御指令値(例えば、実施の形態でのA/P回転数指令(PWM信号))へと切換選択し、前記第2制御装置は、前記主通信線異常判定手段での前記受信状態または前記未受信状態の開始時刻よりも前において前記主通信線を介して受信した前記制御指令値と前記副通信線を介して受信した前記制御指令値との差分を記憶する記憶手段(例えば、実施の形態での制御指令値記憶部85)と、前記制御指令値切換手段により切換選択された前記制御指令値を、前記記憶手段に記憶された前記差分に基づき補正する補正手段(例えば、実施の形態での制御指令値出力部87)とを備える
さらに、本発明の第2態様に係る冗長通信システムでは、前記制御指令値切換手段は、前記主通信線を介して受信した前記制御指令値から前記副通信線を介して受信した前記制御指令値へと切換選択した以後において、前記主通信線異常判定手段により前記主通信線が異常であると判定される時刻に到達するより前に、前記主通信線異常判定手段での前記受信状態または前記未受信状態が解消した場合に、前記副通信線を介して受信した前記制御指令値から前記主通信線を介して受信した前記制御指令値へと切換選択する。
さらに、本発明の第3態様に係る冗長通信システムでは、前記第2制御装置は、前記主通信線異常判定手段での前記受信状態または前記未受信状態の開始時刻から、前記制御指令値切換手段が前記主通信線を介して受信した前記制御指令値から前記副通信線を介して受信した前記制御指令値へと切換選択する時刻に亘る期間において、前記主通信線異常判定手段での前記受信状態または前記未受信状態の開始時刻の直前に前記第1制御装置から受信した前記制御指令値により前記電力機器を制御する
さらに、本発明の第態様に係る冗長通信システムでは、前記主通信線と前記副通信線とは互いに異なる通信形態での通信が行われる。
さらに、本発明の第態様に係る冗長通信システムでは、前記第2制御装置が前記副通信線を介して受信する前記制御指令値はPWM信号であって、前記第1制御装置と前記制御指令値切換手段との間に、前記PWM信号のノイズを低減するノイズフィルタ手段(例えば、実施の形態でのノイズフィルタ部83a)およびシュミットトリガ(例えば、実施の形態でのシュミットトリガ83e)およびローパスフィルタ(例えば、実施の形態でのローパスフィルタ83f)を備え、前記PWM信号は、前記第1制御装置から、順次、前記ノイズフィルタ手段と、前記シュミットトリガと、前記ローパスフィルタとを介して送信される。
さらに、本発明の第態様に係る冗長通信システムでは、前記ノイズフィルタ手段は、コモンモードフィルタ(例えば、実施の形態でのコモンモードフィルタ83b)及びトランジスタ(例えば、実施の形態でのトランジスタ83c)を備える。
さらに、本発明の第態様に係る冗長通信システムでは、前記ノイズフィルタ手段と前記シュミットトリガとの間に、フォトカプラ(例えば、実施の形態でのフォトカプラ83d)を備える。
さらに、本発明の第態様に係る冗長通信システムでは、前記ローパスフィルタと前記制御指令値切換手段との間に、バッファアンプ(例えば、実施の形態でのバッファアンプ83g)を備える。
本発明の第1態様に係る冗長通信システムによれば、所定異常信号の受信状態または所定信号の未受信状態の開始に伴い、主通信線が異常であると判定される可能性が生じた時点から、たとえ実際に主通信線が異常であると判定されるより前のタイミングであっても、主通信線を介して受信した制御指令値から副通信線を介して受信した制御指令値へと切り換えることができ、主通信線が異常であるか否かの判定処理の実行中であっても、第1制御装置により算出された制御指令値によって電力機器を適正に制御することができる。
さらに、主通信線を介して受信した制御指令値と副通信線を介して受信した制御指令値との間に差異が存在する場合であっても、例えば副通信線を介して受信した制御指令値を主通信線を介して受信した制御指令値に収束させるようにして補正することによって、主通信線を介して受信した制御指令値から副通信線を介して受信した制御指令値への切換前後において、制御指令値を滑らかに変化させることができ、電力機器の制御状態が急激に変動してしまうことを防止することができる。
さらに、本発明の第2態様に係る冗長通信システムによれば、主通信線が異常であると判定される可能性が生じたことに伴い、主通信線を介して受信した制御指令値から副通信線を介して受信した制御指令値へと切り換えられた以後であっても、所定異常信号の受信状態または所定信号の未受信状態が解消したことに伴い、主通信線が異常であると判定される可能性が消滅した場合には、副通信線を介して受信した制御指令値から主通信線を介して受信した制御指令値へと切り換え戻すことにより、例えば副通信線に比べて主通信線の方が通信容量および通信速度等が優れている場合には、制御指令値に応じて電力機器を制御する際の精度を向上させることができる。
さらに、本発明の第3態様に係る冗長通信システムによれば、所定異常信号の受信状態または所定信号の未受信状態の開始に伴い、主通信線が異常であると判定される可能性が生じた時点から、実際に主通信線を介して受信した制御指令値から副通信線を介して受信した制御指令値へと切り換えが実行される時点までの期間において、異常が生じる可能性がある制御指令値を用いること無しに、電力機器の適正な制御を継続することができる。
さらに、本発明の第態様に係る冗長通信システムによれば、主通信線と副通信線とは互いに異なる通信形態での通信が行われることから、例えば互いに同一の通信形態での通信が行われる場合に比べて、主通信線および副通信線での通信に対する相補性を向上させつつ、電力機器を適正に制御することができる。
さらに、本発明の第態様に係る冗長通信システムによれば、PWM信号が、順次、ノイズフィルタ手段と、シュミットトリガと、ローパスフィルタとを介して送信される構成としたことにより、ノイズが低減された精度の良いPWM信号をローパスフィルタに入力することができる。従って、ローパスフィルタにおいては、PWM信号を適正に変換して出力することができる。これにより、PWM信号に基づく電力機器の制御を、適正に行うことができる。
さらに、本発明の第態様に係る冗長通信システムによれば、ノイズフィルタ手段にコモンモードフィルタとトランジスタとの両方を設けることにより、コモンモードノイズとノーマルモードノイズの両方を的確に抑制することができ、精度が良いPWM信号を送信することができる。
さらに、本発明の第態様に係る冗長通信システムによれば、フォトカプラを設けることにより、PWM信号の電圧を的確に変換できるとともに、ノイズを、より一層、低減することができる。
しかも、フォトカプラの入力側にトランジスタを設けることにより、フォトカプラの故障を防止することができる。すなわち、例えばトランジスタを備えていない場合には、相対的に大きなノイズが入力されたときに、フォトカプラが故障して、PWM信号を伝達することができなくなる虞が生じるが、トランジスタを設けることにより、このような不具合の発生を防止することができる。従って、PWM信号をより的確に送信することができ、PWM信号の異常発生を防止することができる。
さらに、本発明の第態様に係る冗長通信システムによれば、ローパスフィルタから出力されたPWM信号は、バッファアンプによって電流が増幅される。すなわち、バッファアンプにおいて出力インピーダンス(抵抗)が低下させられることにより、PWM信号の電流が大きくなり、PWM信号に基づく電力機器の制御の精度を向上させることができる。
以下、本発明の冗長通信システムの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による冗長通信システム10は、例えば図1に示す燃料電池車両1に搭載されており、この燃料電池車両1は、モータパワードライブユニット(MOTPDU)11に電力を供給する電源装置として、FCスタック12およびアノードガス供給システム13およびエアーポンプ(A/P)14と、高圧バッテリ15と、電力分配装置16とを備えている。そして、FC(燃料電池)スタック12および高圧バッテリ15が並列に接続された電力分配装置16は、モータパワードライブユニット(MOTPDU)11に並列に接続されている。そして、モータパワードライブユニット(MOTPDU)11により駆動される走行用のモータ17の駆動力は、減速機(図示略)を介して駆動輪Wに伝達される。また、燃料電池車両1の減速時に駆動輪W側からモータ17側に駆動力が伝達されると、モータ17は発電機として機能して、いわゆる回生制動力を発生して車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
この燃料電池車両1の制御装置1aは、例えば、モータパワードライブユニット(MOTPDU)11と、アノードガス供給システム13およびエアーポンプ(A/P)14と、電力配分装置16と、ECU18とを備えて構成されている。
さらに、ECU18は、いわゆるサーバ装置をなす統合(協調)制御ECU21と、いわゆるクライアント装置をなす空気供給制御ECU22とを備えて構成されている。
そして、界磁として永久磁石を利用する永久磁石式の3相交流同期モータからなる走行用のモータ17はモータパワードライブユニット(MOTPDU)11から供給される3相交流電力により駆動制御される。
モータパワードライブユニット(MOTPDU)11は、例えばトランジスタのスイッチング素子から構成されたPWMインバータを備えており、電力分配装置16から出力される直流電力を3相交流電力に変換して走行用のモータ17へ供給する。
FC(燃料電池)スタック12は、例えば固体ポリマーイオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜をアノードとカソードとで両側から挟み込んで形成されたセルに対し、複数のセルが積層されて構成され、燃料として水素ガス等のアノードガスが供給される燃料極と酸化剤として酸素を含む空気が供給される空気極とを備えている。そして、アノードで触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過してカソードまで移動して、カソードで酸素と電気化学反応を起こして発電するようになっている。
アノードガス供給システム13は、FC(燃料電池)スタック12の燃料極に水素ガス等のアノードガスを供給する。
エアーポンプ(A/P)14は、空気供給制御ECU22から出力される制御指令に基づいて、FC(燃料電池)スタック12の空気極に空気を供給する。
高圧バッテリ15は、例えばリチウムイオンバッテリやニッケル水素(Ni−MH)バッテリ等とされている。
電力分配装置16は、例えば高圧分配器等を備え、統合(協調)制御ECU21から出力される分配制御情報に基づいて、例えばモータパワードライブユニット(MOTPDU)11と高圧バッテリ15との間の電力のやり取り、および、例えばFC(燃料電池)スタック12から出力される電力のモータパワードライブユニット(MOTPDU)11および高圧バッテリ15への分配を制御する。
ECU18において統合(協調)制御ECU21は、空気供給制御ECU22の動作を制御するための制御指令として、例えばエアーポンプ(A/P)14の回転数に対する制御指令値(A/P回転数)を出力すると共に、例えば電力分配装置16を制御する分配制御情報を出力する。
この統合(協調)制御ECU21には、例えば走行用のモータ17の状態量(例えば、回転数等)を検出するセンサ(図示略)から出力される検出信号と、例えばFC(燃料電池)スタック12の状態量(例えば、電流、電圧、温度等)を検出するセンサ(図示略)から出力される検出信号と、例えば高圧バッテリ15の状態量(例えば、電流、電圧、温度等であって、残容量SOCの算出に必要とされる状態量)を検出するセンサ(図示略)から出力される検出信号とが入力されている。そして、統合(協調)制御ECU21は、各検出信号に基づき、例えば制御指令値(A/P回転数)および分配制御情報を算出する。
本実施の形態による冗長通信システム10は、例えば図2に示すように、統合(協調)制御ECU21と空気供給制御ECU22とを備えて構成され、統合(協調)制御ECU21と空気供給制御ECU22とは、例えばデジタル通信に対するCAN(Controller Area Network)通信ライン61およびアナログ通信に対するPWM信号ライン62により接続されている。
統合(協調)制御ECU21は、例えば、制御指令値算出部71と、CANプロトコルのCANドライバ72とを備えて構成されている。
また、空気供給制御ECU22は、CANプロトコルのCANドライバ81と、CAN通信側入力処理部82と、PWM信号受信部83と、PWM信号側入力処理部84と、制御指令値記憶部85と、切換処理部86と、制御指令値出力部87とを備えて構成されている。
そして、統合(協調)制御ECU21のCANドライバ72と空気供給制御ECU22のCANドライバ81とがCAN通信ライン61により接続され、統合(協調)制御ECU21の制御指令値算出部71と空気供給制御ECU22のPWM信号受信部83とがPWM信号ライン62により接続されている。
統合(協調)制御ECU21の制御指令値算出部71は、例えば空気供給制御ECU22に出力する制御指令値として、エアーポンプ(A/P)14の回転数に対する制御指令値(A/P回転数)を算出し、この制御指令値(A/P回転数)を各通信ライン61,62毎に対応して適宜に変換して得た各指令信号(つまり、CAN通信ライン61に対するCANBUSデータおよびPWM信号ライン62に対するPWM信号)を、CANドライバ72およびCAN通信ライン61を介して空気供給制御ECU22のCANドライバ81へ出力すると共に、PWM信号ライン62を介して空気供給制御ECU22のPWM信号受信部83へ出力する。
空気供給制御ECU22のCANドライバ81は、統合(協調)制御ECU21から入力された指令信号であるCANBUSデータをA/P回転数指令(CAN受信値)に変換し、このA/P回転数指令(CAN受信値)をCAN通信側入力処理部82へ出力する。
CAN通信側入力処理部82は、CANドライバ81から入力されたA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータあるいはCAN通信ライン61を介したA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータの受信状態および未受信状態等に応じて、CAN通信ライン61を介したA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータの受信に異常が発生したことを示すCAN受信異常発生フラグやCAN通信ライン61の異常を示すCAN受信異常フラグ等の各種のフラグのフラグ値を設定すると共に、CANBUSデータに応じたA/P回転数指令(CAN受信値)を、必要に応じて、例えば現在値から過去値や所定値等に適宜に変更する。そして、A/P回転数指令(CAN受信値)を制御指令値記憶部85および切換処理部86へ出力すると共に、CAN受信異常フラグを切換処理部86へ出力する。
PWM信号受信部83は統合(協調)制御ECU21から入力された指令信号であるPWM信号をA/P回転数指令(PWM信号)に変換し、このA/P回転数指令(PWM信号)をPWM信号側入力処理部84へ出力する。
このPWM信号受信部83は、例えば図3に示すように、制御指令値算出部71とPWM信号側入力処理部84との間に設けられており、コモンモードフィルタ83bおよびトランジスタ83cを具備するノイズフィルタ部83aと、フォトカプラ83dと、シュミットトリガ83eと、ローパスフィルタ83fと、バッファアンプ83gとを備えている。
そして、制御指令値算出部71側からPWM信号側入力処理部84側に向かって、順次、コモンモードフィルタ83bと、トランジスタ83cと、フォトカプラ83dと、シュミットトリガ83eと、ローパスフィルタ83fと、バッファアンプ83gとが配置されている。すなわち、制御指令値算出部71から送信されたPWM信号は、順次、コモンモードフィルタ83bと、トランジスタ83cと、フォトカプラ83dと、シュミットトリガ83eと、ローパスフィルタ83fと、バッファアンプ83gとを介して、PWM信号側入力処理部84および切換処理部86に送信される構成となっている。
なお、ノイズフィルタ部83aは、コモンモードフィルタ83bとトランジスタ83cとのいずれか一方のみを備えるようにしてもよいが、コモンモードフィルタ83bとトランジスタ83cとを備えることにより、ノイズを、より一層、低減することができる。
また、この実施形態では、フォトカプラ83dを境界として、電圧が低く設定されたローボルテージ領域と、ローボルテージ領域よりも電圧が高く設定されたハイボルテージ領域とが存在している。
そして、制御指令値算出部71を具備する協調制御ECU21と、コモンモードフィルタ83bと、トランジスタ83c等とは、ローボルテージ領域に属している。一方、シュミットトリガ83eと、ローパスフィルタ83fと、バッファアンプ83gと、PWM信号側入力処理部84と、切換処理部86等とは、ハイボルテージ領域に属している。つまり、PWM信号の電圧は、コモンモードフィルタ83bおよびトランジスタ83cにおいては低い電圧であるが、シュミットトリガ83eおよびローパスフィルタ83fおよびバッファアンプ83g等においては高い電圧である。
なお、ローボルテージ領域の電圧は、制御電源の電圧であり、ハイボルテージ領域の電圧は、燃料電池の電圧である。
このPWM信号受信部83においては、以下のような信号処理が行われる。
制御指令値算出部71からPWM信号が送信されると、先ず、コモンモードフィルタ83bによって、PWM信号に含まれているコモンモードノイズが低減される。
次に、トランジスタ83cによって、PWM信号に含まれているノーマルモードノイズが低減される。こうしてコモンモードノイズとノーマルモードノイズとが低減されたPWM信号が、フォトカプラ83dにおいて電気的に絶縁された状態で、光学的に伝達される。なお、フォトカプラ83dはノイズが伝達されにくい構成となっており、フォトカプラ83dにおいても、PWM信号に含まれているノーマルモードノイズが更に低減される。
そして、フォトカプラ83dから送信されたPWM信号は、シュミットトリガ83eを通過することにより、さらに精度の良い適正な信号(いわゆる「なまり」が低減された状態)に整えられる。
この後、PWM信号はローパスフィルタ83fによって、矩形波状(パルス状)の信号から連続的な信号に変換される。具体的には、例えばローパスフィルタ83fに入力されたPWM信号のパルス幅が大きいほど、ローパスフィルタ83fから出力される電圧が高くなるように変換される。
そして、ローパスフィルタ83fから出力された信号は、バッファアンプ83eによって電流が増幅される。すなわち、バッファアンプ83eにおいて出力インピーダンス(抵抗)が低下させられることにより、信号の電流が大きくなる。
PWM信号側入力処理部84は、PWM信号受信部83から入力されたA/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号のデューティー(つまり、エアーポンプ(A/P)14のモータ(図示略)をPWM信号によるパルス幅変調により駆動するドライバ(図示略)に具備されるスイッチング素子をオン/オフ駆動させる際のオン/オフ状態の比率)DUTYに応じて、PWM信号ライン62を介したA/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号の受信に異常が発生したことを示すPWM信号異常発生フラグやPWM信号ライン62の異常を示すPWM信号異常フラグ等の各種のフラグのフラグ値を設定すると共に、PWM信号に応じたA/P回転数指令(PWM信号)を、必要に応じて、例えば現在値から過去値や所定値(ゼロ等)等に適宜に変更する。そして、A/P回転数指令(PWM信号)を制御指令値記憶部85および切換処理部86へ出力すると共に、PWM信号異常フラグを切換処理部86へ出力する。
制御指令値記憶部85は、CAN通信側入力処理部82から入力されるA/P回転数指令(CAN受信値)とPWM信号側入力処理部84から入力されるA/P回転数指令(PWM信号)との差分のデータのうち、所定の過去の期間に亘る時系列データを記憶する。
切換処理部86は、CAN通信側入力処理部82およびPWM信号側入力処理部84から入力される各種フラグのフラグ値に応じて、CAN通信側入力処理部82から入力されるA/P回転数指令(CAN受信値)またはPWM信号側入力処理部84から入力されるA/P回転数指令(PWM信号)を切換選択して、制御指令値出力部87へ出力する。
制御指令値出力部87は、切換処理部86から入力されたA/P回転数指令(CAN受信値)またはA/P回転数指令(PWM信号)に対して、制御指令値記憶部85に記憶されたA/P回転数指令(CAN受信値)およびA/P回転数指令(PWM信号)の所定の過去に遡る時系列データ(例えば、過去の所定数のデータ)に基づき補正係数を設定し、この補正係数をA/P回転数指令(CAN受信値)またはA/P回転数指令(PWM信号)に作用させて得たA/P回転数指令(APPDU制御値)を、エアーポンプ(A/P)14のモータ(図示略)をPWM信号により駆動するドライバ(例えば、PWMインバータ等)に出力する。
本実施の形態による冗長通信システム10は上記構成を備えており、次に、この冗長通信システム10の動作について添付図面を参照しながら説明する。
なお、以下に示す入力処理(CAN通信側)と入力処理(PWM信号側)と切換処理とは、互いに独立して所定周期で繰り返し実行される。
以下に、入力処理(CAN通信側)について説明する。
先ず、例えば図4に示すステップS01においては、例えば燃料電池車両1の始動時等のように、制御装置1aに対する通電が開始される電源投入から所定時間が経過したか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS04に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS02に進む。
そして、ステップS02においては、CAN通信ライン61の異常を示すCAN受信異常フラグのフラグ値に「0」を設定して初期化する。
そして、ステップS03においては、A/P回転数指令(CAN受信値)にゼロを設定して初期化し、一連の処理を終了する。
また、ステップS04においては、後述するCAN受信異常判定の処理を実行し、一連の処理を終了する。
以下に、上述したステップS04でのCAN受信異常判定の処理について説明する。
先ず、例えば図5に示すステップS11においては、例えばリングカウンタやチェックサム等を用いて受信異常を検知したか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS15に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS12に進む。
そして、ステップS12においては、CAN通信ライン61を介したA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータの受信に異常が発生したことを示すCAN受信異常発生フラグのフラグ値に「0」を設定する。
そして、ステップS13においては、今回の処理にて統合(協調)制御ECU21からCAN通信ライン61を介して受信したCANBUSデータによるA/P回転数指令(CAN受信値)の今回値を、新たにA/P回転数指令(CAN受信値)として設定する。
そして、ステップS14においては、CAN通信ライン61の異常を示すCAN受信異常フラグのフラグ値に「0」を設定して、一連の処理を終了する。
また、ステップS15においては、CAN受信異常発生フラグのフラグ値に「1」を設定する。
そして、ステップS16においては、受信異常が発生してから、発生した異常が継続する時間として所定時間が経過したか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS19に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS17に進む。
そして、ステップS17においては、前回の処理にて統合(協調)制御ECU21からCAN通信ライン61を介して受信したCANBUSデータによるA/P回転数指令(CAN受信値)の前回値を、新たにA/P回転数指令(CAN受信値)として設定する。
そして、ステップS18においては、CAN通信ライン61の異常の有無を判定する処理の実行中であることを示すCAN判定中フラグのフラグ値に「1」を設定して、一連の処理を終了する。
また、ステップS19においては、A/P回転数指令(CAN受信値)にゼロを設定する。
そして、ステップS20においては、CAN受信異常フラグのフラグ値に「1」を設定して、一連の処理を終了する。
以下に、入力処理(PWM信号側)について説明する。
先ず、例えば図6に示すステップS31においては、例えば燃料電池車両1の始動時等のように、制御装置1aに対する通電が開始される電源投入から所定時間が経過したか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS34に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS32に進む。
そして、ステップS32においては、PWM信号ライン62の異常を示すPWM信号異常フラグのフラグ値に「0」を設定して初期化する。
そして、ステップS33においては、A/P回転数指令(PWM信号)にゼロを設定して初期化し、一連の処理を終了する。
また、ステップS34においては、後述するPWM信号異常判定の処理を実行し、一連の処理を終了する。
以下に、上述したステップS34でのPWM信号異常判定の処理について説明する。
先ず、例えば図7に示すステップS41においては、例えばA/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号のデューティーDUTYが所定の下限値未満であるか否かを判定することにより、断線異常が発生しているか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS46に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS42に進む。
そして、ステップS42においては、例えばA/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号のデューティーDUTYが所定の上限値よりも大きいか否かを判定することにより、短絡異常が発生しているか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS46に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS43に進む。
そして、ステップS43においては、PWM信号ライン62を介したA/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号の受信に異常が発生したことを示すPWM信号異常発生フラグのフラグ値に「0」を設定する。
そして、ステップS44においては、例えばA/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号のデューティーDUTYに応じた所定マップに対するマップ検索等によって、新たにA/P回転数指令(PWM信号)を取得する。
なお、この所定マップは、例えば図8に示すように、デューティーDUTYとA/P回転数指令との所定の対応関係を示すマップであって、例えばデューティーDUTYが所定の下限値DLから所定値(DL+α)までの範囲においては、A/P回転数指令はゼロとされ、デューティーDUTYが所定値(DL+α)から所定値(DH−β)まで増大することに伴い、A/P回転数指令が所定の上限回転数指令NHまで増大傾向に変化し、デューティーDUTYが所定値(DH−β)から所定の上限値DHまでの範囲においては、A/P回転数指令は上限回転数指令NHとされている。
そして、ステップS45においては、PWM信号ライン62の異常を示すPWM信号異常フラグのフラグ値に「0」を設定して、一連の処理を終了する。
また、ステップS46においては、PWM信号異常発生フラグのフラグ値に「1」を設定する。
そして、ステップS47においては、断線異常または短絡異常が発生してから、発生した異常が継続する時間として所定時間が経過したか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS49に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS48に進む。
そして、ステップS48においては、前回の処理にて統合(協調)制御ECU21からPWM信号ライン62を介して受信したPWM信号によるA/P回転数指令(PWM信号)の前回値を、新たにA/P回転数指令(PWM信号)として設定し、一連の処理を終了する。
また、ステップS49においては、A/P回転数指令(CAN受信値)にゼロを設定する。
そして、ステップS50においては、PWM信号異常フラグのフラグ値に「1」を設定して、一連の処理を終了する。
以下に、切換処理について説明する。
先ず、例えば図9に示すステップS61においては、CAN受信異常発生フラグのフラグ値が「0」であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS69に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS62に進む。
そして、ステップS62においては、切換処理部86においてA/P回転数指令(CAN受信値)からA/P回転数指令(PWM信号)へと切換選択されていることを示す切換フラグのフラグ値が「1」であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS65に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS63に進む。
そして、ステップS63においては、A/P回転数指令(CAN受信値)に対する補正係数を設定する。
なお、この補正係数は、例えば今回の処理の直前までに制御指令値記憶部85に記憶されたA/P回転数指令(CAN受信値)とA/P回転数指令(PWM信号)との差分のデータに応じて設定され、例えばエアーポンプ(A/P)14の回転数に対する複数の所定回転数毎でのA/P回転数指令(CAN受信値)とA/P回転数指令(PWM信号)との差分に基づく差分平均値等とされている。
そして、ステップS64においては、A/P回転数指令(PWM信号)に対する補正係数をゼロに初期化する。
そして、ステップS65においては、補正係数による補正後のA/P回転数指令(CAN受信値)をA/P回転数指令として設定する。
そして、ステップS66においては、切換フラグのフラグ値に「0」を設定する。
そして、ステップS67においては、PWM信号異常発生フラグのフラグ値が「0」であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS68に進む。
そして、ステップS68においては、学習処理として、A/P回転数指令(CAN受信値)の今回値とA/P回転数指令(PWM信号)の今回値との差分を制御指令値記憶部85に記憶し、一連の処理を終了する。
また、ステップS69においては、PWM信号異常発生フラグのフラグ値が「0」であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS76に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS70に進む。
そして、ステップS70においては、切換フラグのフラグ値が「0」であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS74に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS71に進む。
そして、ステップS71においては、CAN受信異常が発生してから、所定待機時間が経過したか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS71の判定処理を繰り返す。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS72に進む。
そして、ステップS72においては、A/P回転数指令(PWM信号)に対する補正係数を設定する。
なお、この補正係数は、例えば今回の処理の直前までに制御指令値記憶部85に記憶されたA/P回転数指令(CAN受信値)とA/P回転数指令(PWM信号)との差分のデータに応じて設定され、例えばエアーポンプ(A/P)14の回転数に対する複数の所定回転数毎でのA/P回転数指令(CAN受信値)とA/P回転数指令(PWM信号)との差分に基づく差分平均値等とされている。
そして、ステップS73においては、A/P回転数指令(CAN受信値)に対する補正係数をゼロに初期化する。
そして、ステップS74においては、補正係数による補正後のA/P回転数指令(PWM信号)をA/P回転数指令として設定する。
そして、ステップS75においては、切換フラグのフラグ値に「1」を設定し、一連の処理を終了する。
また、ステップS76においては、CAN判定中フラグのフラグ値が「1」であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS77に進み、このステップS77においては、A/P回転数指令としてゼロを設定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS78に進む。
そして、ステップS78においては、切換フラグのフラグ値が「1」であるか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS81に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS79に進む。
そして、ステップS79においては、A/P回転数指令(CAN受信値)に対する補正係数を設定する。
なお、この補正係数は、例えば今回の処理の直前までに制御指令値記憶部85に記憶されたA/P回転数指令(CAN受信値)とA/P回転数指令(PWM信号)との差分のデータに応じて設定され、例えばエアーポンプ(A/P)14の回転数に対する複数の所定回転数毎でのA/P回転数指令(CAN受信値)とA/P回転数指令(PWM信号)との差分に基づく差分平均値等とされている。
そして、ステップS80においては、A/P回転数指令(PWM信号)に対する補正係数をゼロに初期化する。
そして、ステップS81においては、補正係数による補正後のA/P回転数指令(CAN受信値)をA/P回転数指令として設定する。
そして、ステップS82においては、切換フラグのフラグ値に「0」を設定し、一連の処理を終了する。
以上により、CAN受信異常フラグおよびCAN判定中フラグおよびPWM信号以上フラグの各フラグ値と、A/P回転数指令(APPDU制御値)との対応関係は、例えば下記表1に示すように記述される。
Figure 0005028250
また、例えば図10に示すように、燃料電池車両1の始動時等において制御装置1aに対する通電が開始される電源投入により、基板電源(低圧系)フラグのフラグ値が「0」から「1」に切り換えられた時刻t0から所定時間が経過する時刻t1に亘って、所謂準備期間として、CAN受信異常フラグおよびPWM信号異常フラグのフラグ値が「0」に設定されると共に、A/P回転数指令(CAN受信値)およびA/P回転数指令(PWM信号)にゼロが設定される。
そして、この時刻t1から、例えば受信異常の経過時間を示す異常検知カウンタおよび断線異常の経過時間を示す断線異常カウンタの各カウンタ値が所定待機時間未満であって、CANBUSデータおよびPWM信号の発生に伴い、A/P回転数指令(CAN受信値)およびA/P回転数指令(PWM信号)がゼロから増大傾向に変化する時刻t2以降において、CAN受信異常フラグおよびPWM信号異常フラグの各フラグ値が「0」であって、CAN通信ライン61およびPWM信号ライン62に異常が発生していない場合には、切換処理部86においてA/P回転数指令(CAN受信値)が選択され、このA/P回転数指令(CAN受信値)がA/P回転数指令(APPDU制御値)として設定される。
また、例えば図11に示すように、例えば異常検知カウンタのカウンタ値が所定待機時間未満であって、CANBUSデータの発生に伴い、A/P回転数指令(CAN受信値)がゼロから増大傾向に変化する時刻t2以降において、CAN受信異常フラグのフラグ値が「0」であって、CAN通信ライン61に異常が発生していない場合には、例えば断線異常カウンタのカウンタ値が所定時間に到達することで、時刻t3以降のようにPWM信号異常フラグのフラグ値が「1」となり、PWM信号ライン62に異常が発生していると判定され、A/P回転数指令(PWM信号)がゼロとなったとしても、切換処理部86においてA/P回転数指令(CAN受信値)が選択され、このA/P回転数指令(CAN受信値)がA/P回転数指令(APPDU制御値)として設定される。
また、例えば図12に示すように、CAN通信ライン61およびPWM信号ライン62に異常が発生していないことに伴い、切換処理部86においてA/P回転数指令(CAN受信値)が選択される時刻t2以後において、例えば断線異常カウンタのカウンタ値が増大傾向に変化する時刻t4以降においては、A/P回転数指令(PWM信号)が時刻t4の直前における値(つまり、前回値)に維持される。
そして、例えば断線異常カウンタのカウンタ値が所定時間に到達することで、時刻t5以降のようにPWM信号異常フラグのフラグ値が「1」となり、PWM信号ライン62に異常が発生していると判定されると、A/P回転数指令(PWM信号)にゼロが設定される。
また、図13に示すように、例えば断線異常カウンタのカウンタ値が所定待機時間未満であって、PWM信号の発生に伴い、A/P回転数指令(PWM信号)がゼロから増大傾向に変化する時刻t2以降において、PWM信号異常フラグのフラグ値が「0」であって、PWM信号ライン62に異常が発生していない場合であって、例えば異常検知カウンタのカウンタ値が所定時間に到達することで、時刻t6以降のようにCAN受信異常フラグのフラグ値が「1」となり、CAN通信ライン61に異常が発生していると判定され、A/P回転数指令(CAN受信値)がゼロとなる場合には、切換処理部86においてA/P回転数指令(PWM信号)が選択され、このA/P回転数指令(PWM信号)がA/P回転数指令(APPDU制御値)として設定される。
また、例えば図14に示すように、CAN通信ライン61およびPWM信号ライン62に異常が発生していないことに伴い、切換処理部86においてA/P回転数指令(CAN受信値)が選択される時刻t2以後において、例えば異常検知カウンタのカウンタ値が増大傾向に変化する時刻t7以降においては、A/P回転数指令(CAN受信値)が時刻t7の直前における値(つまり、前回値)に維持される。これに伴い、A/P回転数指令(APPDU制御値)はA/P回転数指令(CAN受信値)と同様に時刻t7の直前における値(つまり、前回値)に維持される。
そして、異常検知カウンタのカウンタ値が継続して増大している状態であれば、CAN受信異常フラグのフラグ値が「0」であっても、例えば異常検知カウンタのカウンタ値が所定待機時間に到達する時刻t8以降において、切換処理部86においてA/P回転数指令(CAN受信値)からA/P回転数指令(PWM信号)へと切換選択されて、A/P回転数指令(PWM信号)がA/P回転数指令(APPDU制御値)として設定される。
そして、例えば異常検知カウンタのカウンタ値が所定時間に到達することで、時刻t9以降のようにCAN受信異常フラグのフラグ値が「1」となり、CAN通信ライン61に異常が発生していると判定されると、A/P回転数指令(CAN受信値)にゼロが設定される。
また、例えば図15に示すように、CAN通信ライン61およびPWM信号ライン62に異常が発生していないことに伴い、切換処理部86においてA/P回転数指令(CAN受信値)が選択される時刻t2以後において、例えば異常検知カウンタのカウンタ値が増大傾向に変化する時刻t7以降においては、A/P回転数指令(CAN受信値)が時刻t7の直前における値(つまり、前回値)に維持される。これに伴い、A/P回転数指令(APPDU制御値)はA/P回転数指令(CAN受信値)と同様に時刻t7の直前における値(つまり、前回値)に維持される。
そして、異常検知カウンタのカウンタ値が継続して増大している状態であれば、CAN受信異常フラグのフラグ値が「0」であっても、例えば異常検知カウンタのカウンタ値が所定待機時間に到達する時刻t8以降において、切換処理部86においてA/P回転数指令(CAN受信値)からA/P回転数指令(PWM信号)へと切換選択されて、A/P回転数指令(PWM信号)がA/P回転数指令(APPDU制御値)として設定される。このとき、A/P回転数指令(APPDU制御値)として設定されるA/P回転数指令(PWM信号)は、制御指令値記憶部85に記憶されたA/P回転数指令(CAN受信値)とA/P回転数指令(PWM信号)との差分のデータに応じた補正係数により補正されており、A/P回転数指令(APPDU制御値)がA/P回転数指令(CAN受信値)からA/P回転数指令(PWM信号)へと切換選択される時刻t8において、A/P回転数指令(APPDU制御値)が急激に変動しないようにして、滑らかな切換が行われるように設定されている。
また、例えば図16に示すように、所謂準備期間が終了する時刻t1以降において、例えば異常検知カウンタおよび断線異常カウンタのカウンタ値が所定時間に到達することで、時刻t10以降のようにCAN受信異常フラグおよびPWM信号異常フラグのフラグ値が「1」となり、CAN通信ライン61およびPWM信号ライン62に異常が発生していると判定され、A/P回転数指令(CAN受信値)およびA/P回転数指令(PWM信号)がゼロとなる場合には、A/P回転数指令(APPDU制御値)としてゼロが設定される。
また、例えば図17に示すように、CAN通信ライン61およびPWM信号ライン62に異常が発生していないことに伴い、切換処理部86においてA/P回転数指令(CAN受信値)が選択される時刻t2以後において、例えば異常検知カウンタのカウンタ値が増大傾向に変化する時刻t11以降においては、A/P回転数指令(CAN受信値)が時刻t11の直前における値(つまり、前回値)に維持される。これに伴い、A/P回転数指令(APPDU制御値)はA/P回転数指令(CAN受信値)と同様に時刻t11の直前における値(つまり、前回値)に維持される。
そして、異常検知カウンタのカウンタ値が継続して増大している状態であれば、CAN受信異常フラグのフラグ値が「0」であっても、例えば異常検知カウンタのカウンタ値が所定待機時間に到達する時刻t12以降において、切換処理部86においてA/P回転数指令(CAN受信値)からA/P回転数指令(PWM信号)へと切換選択されて、A/P回転数指令(PWM信号)がA/P回転数指令(APPDU制御値)として設定される。
そして、例えば異常検知カウンタのカウンタ値が所定時間に到達することで、時刻t13以降のようにCAN受信異常フラグのフラグ値が「1」となり、CAN通信ライン61に異常が発生していると判定されると、A/P回転数指令(CAN受信値)にゼロが設定される。
さらに、例えば断線異常カウンタのカウンタ値が増大傾向に変化する時刻t14以降においては、A/P回転数指令(PWM信号)が時刻t14の直前における値(つまり、前回値)に維持される。これに伴い、A/P回転数指令(APPDU制御値)はA/P回転数指令(PWM信号)と同様に時刻t14の直前における値(つまり、前回値)に維持される。
そして、例えば断線異常カウンタのカウンタ値が所定時間に到達することで、時刻t15以降のようにPWM信号異常フラグのフラグ値が「1」となり、PWM信号ライン62に異常が発生していると判定されると、A/P回転数指令(PWM信号)にゼロが設定される。これに伴い、A/P回転数指令(APPDU制御値)としてゼロが設定される。
上述したように、本実施の形態による冗長通信システム10によれば、CAN通信ライン61を介したA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータの受信に異常が発生したことを示すCAN受信異常発生フラグのフラグ値が「0」から「1」に切り換わった時点、つまりCAN通信ライン61が異常であると判定される可能性が生じた時点から、たとえ実際にCAN通信ライン61が異常であると判定されるより前のタイミングであっても、A/P回転数指令(APPDU制御値)をA/P回転数指令(CAN受信値)からA/P回転数指令(PWM信号)へと切り換えることができ、CAN通信ライン61が異常であるか否かの判定処理の実行中であっても、統合(協調)制御ECU21により算出された制御指令値によってエアーポンプ(A/P)14を適正に制御することができる。
さらに、CAN通信ライン61が異常であると判定される可能性が生じたことに伴い、A/P回転数指令(APPDU制御値)をA/P回転数指令(CAN受信値)からA/P回転数指令(PWM信号)へと切り換えた以後であっても、CAN受信異常発生フラグのフラグ値が「1」から「0」に切り換わり、受信異常が解消したことに伴い、CAN通信ライン61が異常であると判定される可能性が消滅した場合には、A/P回転数指令(APPDU制御値)をA/P回転数指令(PWM信号)からA/P回転数指令(CAN受信値)へと切り換え戻すことにより、例えばPWM信号ライン62に比べて通信容量および通信速度等が優れているCAN通信ライン61によって、エアーポンプ(A/P)14を制御する際の精度を向上させることができる。
さらに、A/P回転数指令(APPDU制御値)としてA/P回転数指令(CAN受信値)が設定されている状態において、CAN受信異常発生フラグのフラグ値が「0」から「1」に切り換わった時点、つまりCAN通信ライン61が異常であると判定される可能性が生じた時点においては、A/P回転数指令(CAN受信値)が、この時点の直前における値(つまり、前回値)に維持されることから、A/P回転数指令(APPDU制御値)がA/P回転数指令(CAN受信値)からA/P回転数指令(PWM信号)へと切り換えられるまでの期間において、異常が生じる可能性がある制御指令値を用いること無しに、エアーポンプ(A/P)14の適正な制御を継続することができる。
さらに、A/P回転数指令(CAN受信値)とA/P回転数指令(PWM信号)との間に差異が存在する場合であっても、例えばA/P回転数指令(CAN受信値)とA/P回転数指令(PWM信号)とが同等になるように補正を行うことから、A/P回転数指令(CAN受信値)とA/P回転数指令(PWM信号)との切換選択の前後において、A/P回転数指令(APPDU制御値)を滑らかに変化させることができ、エアーポンプ(A/P)14の制御状態が急激に変動してしまうことを防止することができる。
さらに、統合(協調)制御ECU21と空気供給制御ECU22とは、異なる通信形態によるCAN通信ライン61およびPWM信号ライン62により接続されていることから、例えば同一の通信形態による通信ラインによって統合(協調)制御ECU21と空気供給制御ECU22とを接続する場合に比べて、統合(協調)制御ECU21と空気供給制御ECU22との間の通信に対する相補性を向上させつつ、エアーポンプ(A/P)14を適正に制御することができる。
さらに、本実施の形態によるPWM信号受信部83によれば、PWM信号が、順次、ノイズフィルタ部83aと、シュミットトリガ83eと、ローパスフィルタ83fとを介して送信される構成としたことにより、ノイズが低減された精度の良いPWM信号をローパスフィルタ83fに入力することができる。従って、ローパスフィルタ83fにおいては、PWM信号を適正に変換して出力することができる。これにより、PWM信号に基づくエアーポンプ(A/P)14の制御を、適正に行うことができる。
また、ノイズフィルタ部83aにコモンモードフィルタ83bとトランジスタ83cとの両方を設けることにより、コモンモードノイズとノーマルモードノイズの両方を的確に抑制することができ、精度が良いPWM信号を送信することができる。
さらに、フォトカプラ83dを設けることにより、PWM信号の電圧を的確に変換できるとともに、ノイズを、より一層、低減することができる。
また、フォトカプラ83dの入力側にトランジスタ83cを設けることにより、フォトカプラ83dの故障を防止することができる。すなわち、例えばトランジスタ83cを備えていない場合には、相対的に大きなノイズが入力されたときに、フォトカプラ83dが故障して、PWM信号を伝達することができなくなる虞が生じるが、トランジスタ83cを設けることにより、このような不具合の発生を防止することができる。従って、PWM信号側入力処理部84に対して、PWM信号をより的確に送信することができ、PWM信号の異常発生を防止することができる。
なお、上述した実施の形態においては、制御指令値算出部71側からPWM信号側入力処理部84側に向かって、順次、コモンモードフィルタ83bと、トランジスタ83cと、フォトカプラ83dと、シュミットトリガ83eと、ローパスフィルタ83fと、バッファアンプ83gとが配置されているとしたが、これに限定されず、例えばコモンモードフィルタ83bとトランジスタ83cとのPWM信号の入力側からの順序は入れ替わってもよい。
また、フォトカプラ83dは、ノイズフィルタ部83aとシュミットトリガ83eとの間の換わりに、バッファアンプ83eの出力側(つまり、バッファアンプ83eとPWM信号側入力処理部84との間)に設けてもよい。
なお、本実施の形態において、冗長通信システム10は、燃料電池車両1に搭載されるとしたが、これに限定されず、その他の車両、例えばハイブリッド車両等に搭載されても良い。
また、本実施の形態において、冗長通信システム10は、統合(協調)制御ECU21と空気供給制御ECU22とを備えて構成されるとしたが、これに限定されず、空気供給制御ECU22の代わりに、他の制御ECUを備えて構成されてもよいし、エアーポンプ(A/P)14を駆動するモータに限らず、他の電力機器に対する制御指令値を切換選択してもよい。
本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の構成図である。 本発明の一実施形態に係る冗長通信システムの構成図である。 図2に示すPWM信号受信部の構成図である。 本発明の一実施形態に係る入力処理(CAN通信側)を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るCAN受信異常判定の処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る入力処理(PWM信号側)を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るPWM信号異常判定の処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るA/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号のデューティーDUTYと、A/P回転数指令との所定の対応関係を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態に係る切換判定の処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータと、A/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号と、各種フラグのフラグ値と、各種カウンタのカウンタ値と、A/P回転数指令(CAN受信値)と、A/P回転数指令(PWM信号)と、A/P回転数指令(APPDU制御値)との時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態に係るA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータと、A/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号と、各種フラグのフラグ値と、各種カウンタのカウンタ値と、A/P回転数指令(CAN受信値)と、A/P回転数指令(PWM信号)と、A/P回転数指令(APPDU制御値)との時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態に係るA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータと、A/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号と、各種フラグのフラグ値と、各種カウンタのカウンタ値と、A/P回転数指令(CAN受信値)と、A/P回転数指令(PWM信号)と、A/P回転数指令(APPDU制御値)との時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態に係るA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータと、A/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号と、各種フラグのフラグ値と、各種カウンタのカウンタ値と、A/P回転数指令(CAN受信値)と、A/P回転数指令(PWM信号)と、A/P回転数指令(APPDU制御値)との時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態に係るA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータと、A/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号と、各種フラグのフラグ値と、各種カウンタのカウンタ値と、A/P回転数指令(CAN受信値)と、A/P回転数指令(PWM信号)と、A/P回転数指令(APPDU制御値)との時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態に係るA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータと、A/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号と、各種フラグのフラグ値と、各種カウンタのカウンタ値と、A/P回転数指令(CAN受信値)と、A/P回転数指令(PWM信号)と、A/P回転数指令(APPDU制御値)との時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態に係るA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータと、A/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号と、各種フラグのフラグ値と、各種カウンタのカウンタ値と、A/P回転数指令(CAN受信値)と、A/P回転数指令(PWM信号)と、A/P回転数指令(APPDU制御値)との時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態に係るA/P回転数指令(CAN受信値)に係るCANBUSデータと、A/P回転数指令(PWM信号)に係るPWM信号と、各種フラグのフラグ値と、各種カウンタのカウンタ値と、A/P回転数指令(CAN受信値)と、A/P回転数指令(PWM信号)と、A/P回転数指令(APPDU制御値)との時間変化の一例を示すグラフ図である。
符号の説明
1 燃料電池車両(車両)
1a 制御装置
10 冗長通信システム
11 モータパワードライブユニット(MOTPDU)
12 FCスタック
13 アノードガス供給システム
14 エアーポンプ(A/P)(電力機器)
15 高圧バッテリ
16 電力分配装置
17 モータ
21 統合(協調)制御ECU(第1制御装置)
22 空気供給制御ECU(第2制御装置)
61 CAN通信ライン(主通信線)
62 PWM信号ライン(副通信線)
82 CAN通信側入力処理部(主通信線異常判定手段)
83a ノイズフィルタ部
83b コモンモードフィルタ
83c トランジスタ
83d フォトカプラ
83e シュミットトリガ
83f ローパスフィルタ
83g バッファアンプ
85 制御指令値記憶部(記憶手段)
86 切換処理部(制御指令値切換手段)
87 制御指令値出力部(補正手段)

Claims (8)

  1. 車両に搭載された電力機器の制御指令値を算出する第1制御装置と、
    前記第1制御装置と主通信線および副通信線により接続され、前記第1制御装置から前記制御指令値を受信して前記電力機器を制御する第2制御装置とを備える冗長通信システムであって、
    前記第2制御装置は、前記主通信線を介した所定異常信号の受信状態または前記主通信線を介した所定信号の未受信状態が所定時間に亘って持続する場合に前記主通信線が異常であると判定する主通信線異常判定手段と、前記主通信線を介して受信した前記制御指令値または前記副通信線を介して受信した前記制御指令値を切換選択する制御指令値切換手段とを備え、
    前記制御指令値切換手段は、前記主通信線異常判定手段での前記受信状態または前記未受信状態の開始時刻から前記主通信線異常判定手段により前記主通信線が異常であると判定される時刻に亘る前記所定時間以内に、前記主通信線を介して受信した前記制御指令値から前記副通信線を介して受信した前記制御指令値へと切換選択し、
    前記第2制御装置は、前記主通信線異常判定手段での前記受信状態または前記未受信状態の開始時刻よりも前において前記主通信線を介して受信した前記制御指令値と前記副通信線を介して受信した前記制御指令値との差分を記憶する記憶手段と、
    前記制御指令値切換手段により切換選択された前記制御指令値を、前記記憶手段に記憶された前記差分に基づき補正する補正手段とを備えることを特徴とする冗長通信システム。
  2. 前記制御指令値切換手段は、前記主通信線を介して受信した前記制御指令値から前記副通信線を介して受信した前記制御指令値へと切換選択した以後において、前記主通信線異常判定手段により前記主通信線が異常であると判定される時刻に到達するより前に、前記主通信線異常判定手段での前記受信状態または前記未受信状態が解消した場合に、前記副通信線を介して受信した前記制御指令値から前記主通信線を介して受信した前記制御指令値へと切換選択することを特徴とする請求項1に記載の冗長通信システム。
  3. 前記第2制御装置は、前記主通信線異常判定手段での前記受信状態または前記未受信状態の開始時刻から、前記制御指令値切換手段が前記主通信線を介して受信した前記制御指令値から前記副通信線を介して受信した前記制御指令値へと切換選択する時刻に亘る期間において、前記主通信線異常判定手段での前記受信状態または前記未受信状態の開始時刻の直前に前記第1制御装置から受信した前記制御指令値により前記電力機器を制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冗長通信システム。
  4. 前記主通信線と前記副通信線とは互いに異なる通信形態での通信が行われることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかひとつに記載の冗長通信システム。
  5. 前記第2制御装置が前記副通信線を介して受信する前記制御指令値はPWM信号であって、
    前記第1制御装置と前記制御指令値切換手段との間に、前記PWM信号のノイズを低減するノイズフィルタ手段およびシュミットトリガおよびローパスフィルタを備え、
    前記PWM信号は、前記第1制御装置から、順次、前記ノイズフィルタ手段と、前記シュミットトリガと、前記ローパスフィルタとを介して送信されることを特徴とする請求項1から請求項4の何れかひとつに記載の冗長通信システム。
  6. 前記ノイズフィルタ手段は、コモンモードフィルタ及びトランジスタを備えることを特徴とする請求項5に記載の冗長通信システム。
  7. 前記ノイズフィルタ手段と前記シュミットトリガとの間に、フォトカプラを備えることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の冗長通信システム。
  8. 前記ローパスフィルタと前記制御指令値切換手段との間に、バッファアンプを備えることを特徴とする請求項5から請求項7の何れかひとつに記載の冗長通信システム。
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