JP6768084B2

JP6768084B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP6768084B2
Application number: JP2018561873A
Authority: JP
Inventors: 博考天羽
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-01-16
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2020-10-14
Anticipated expiration: 2037-12-15
Also published as: JPWO2018131380A1; WO2018131380A1

Description

本発明は、車両を制御する車両制御装置に関する。

車両の走行状態を制御する車両制御装置などに用いられるマイコンの電源電圧を監視する技術として、例えば、特許文献１（特開２００５−２０８９３９号公報）には、マイコンを使用して自動車の制御をおこなう自動車用電子制御装置において、前記マイコンに供給される電源供給部の電源電圧が、前記マイコンの動作を保証する適正電源電圧であるか否かを監視する電源監視手段を有し、前記電源監視手段は、電源供給部から前記マイコンに供給される電源電圧が、前記適正電源電圧でないときに、前記マイコンによる外部負荷の制御を停止させるマイコン電源電圧監視システムが開示されている。

特開２００５−２０８９３９号公報

車両制御装置は、高機能化に伴う消費電流の増加による発熱を抑えるために電源電圧の低電圧化が進んでいる。また、電源電圧の低電圧化に伴って車両制御装置の正常な動作を保証するための動作保証電圧範囲も必然的に狭くなる。

一方で、電源電圧の監視では検出精度や電源電圧自体に必ず生じるバラツキを考慮する必要があるため、電源電圧の低電圧化と相まって動作保証電圧として設定できる電圧範囲がさらに狭くなり、電源電圧の変動に対する異常検知が必要以上に過敏になってしまうことが懸念される。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、電源電圧に対する過剰な異常検出を抑制しつつ電源電圧の異常を適切に検知することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、車両の走行状態を制御する制御部に電源から印加される電源電圧を検出する電圧検出部と、前記制御部の正常な動作が保証される前記電源電圧の範囲の上限値を規定する上限側動作保証電圧に設定された第１の閾値と、前記第１の閾値よりも大きい値に設定された閾値であって、前記制御部の損傷のおそれがある前記電源電圧の範囲の下限値を規定する上限側定格電圧に設定された第２の閾値とを記憶する記憶部と、前記電圧検出部で検出された電源電圧が前記第１の閾値以上であり、かつ前記第２の閾値よりも小さい場合には、前記電源電圧に関する物理量を記憶部に記憶するとともに、記憶した物理量に基づいて前記制御部による前記車両の走行状態の制御の一部を制限するかどうかを判定し、前記制御の一部を制限すると判定した場合には、前記制御部による前記車両の走行状態の制御の一部を制限する条件付制御信号を前記制御部に出力し、前記電圧検出部で検出された電源電圧が前記第２の閾値以上の場合には、前記制御部による前記車両の走行状態の制御を停止する制御停止信号を出力する電源監視部とを備えたものとする。

本発明によれば、電源電圧に対する過剰な異常検出を抑制しつつ電源電圧の異常を適切に検知することができる。

第１の実施の形態に係る車両制御装置の全体構成を概略的に示す機能ブロック図である。第１の実施の形態に係る電源部から制御部に入力される電圧と電源監視部に設定された閾値との関係を概略的に示す図である。第１の実施の形態に係る電源監視部による処理を示すフローチャートである。第１の実施の形態の変形例に係る電源部から制御部に入力される電圧と電源監視部に設定された閾値との関係を概略的に示す図である。第２の実施の形態に係る電源部から制御部に入力される電圧と電源監視部に設定された閾値との関係を概略的に示す図である。第２の実施の形態に係る電源監視部による処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

＜第１の実施の形態＞本発明の第１の実施の形態を図１〜図３を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態に係る車両制御装置の全体構成を概略的に示す機能ブロック図である。また、図２は、電源部から制御部に入力される電圧と電源監視部に設定された閾値との関係を概略的に示す図である。

図１において、車両制御装置１００は、車両の走行状態の制御に関する各種処理（走行制御処理）を行う制御部４と、制御部４に動作のための電力を供給する電源部１と、電源部１から制御部４に印加される電源電圧ＶＣＣを検出する電源電圧検出部としての電圧モニタ２と、電圧モニタ２で検出された電源電圧に基づいて電源部１の動作状態を監視する電源監視部３とから概略構成されている。

制御部４は、ドライバからの操作入力に従って車両の走行状態を制御する通常運転制御の他に、車載カメラ装置で取得した画像から得られる種々の情報や車両情報（車両の速度、加速度、ヨーレート、車両制御情報等）に応じて車両の走行状態を制御する運転支援制御（例えば、自車両と先行車両との間の距離（車間距離）を設定範囲内に保つように自車両の走行状態を制御するクルーズコントロール（いわゆる、追従制御）など）を行う。

制御部４に入力される電源電圧ＶＣＣについては、制御部４の正常な（安定した）動作が保証される電源電圧ＶＣＣの範囲（動作保証電圧の範囲：上限側動作保証電圧ＶＨ２＞電源電圧ＶＣＣ＞下限側動作保証電圧ＶＬ２）と、制御部４の動作が一時的に不安定となる可能性はあるが損傷のおそれは無いとされる電源電圧ＶＣＣの範囲（上限側定格電圧ＶＨ１＞電源電圧ＶＣＣ≧上限側動作保証電圧ＶＨ２，下限側動作保証範囲ＶＬ２≧電源電圧ＶＣＣ＞下限側定格電圧ＶＬ１）と、動作保証電圧の範囲外であって制御部４が損傷するおそれのある電源電圧ＶＣＣの範囲（定格電圧外の範囲：電源電圧ＶＣＣ≧上限側定格電圧ＶＨ１，下限側定格電圧ＶＬ１≧電源電圧ＶＣＣ）とが定められている。なお、上限側定格電圧は絶対最大定格電圧と同義である。

電源部１は、制御部４に電源電圧ＶＣＣを印加するものであり、電源電圧ＶＣＣは一定値になるよう制御されている。なお、図２に示すように電源部１から制御部４に印加される電源電圧ＶＣＣは、正常状態であってもバラツキや変動によってある程度の幅を有すると考えられる。

電源監視部３は、電圧モニタ２で検出された電圧値や時間などの物理量を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）３２（記憶部）と、診断処理（後述）に用いる予め定められた閾値を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）３１（記憶部）と、ＲＡＭ３２に記憶された物理量とＲＯＭ３１に記憶された閾値とに基づいて、電源電圧ＶＣＣの状態を診断する診断回路３３と、診断回路３３での診断結果に基づいて、制御部４に異常制御信号（条件付制御信号／制御停止信号）を出力する異常制御回路３４とを備えている。

ＲＯＭ３１には閾値として、第１〜第４の閾値が記憶されており、第１の閾値には上限側保証電圧ＶＨ２、第２の閾値には上限側定格電圧ＶＨ１、第３の閾値には下限側動作保証電圧ＶＬ２、第４の閾値には下限側定格電圧ＶＬ１がそれぞれ設定されている。

診断回路３３は、診断処理として、電圧モニタ２（電圧検出部）で検出された電源電圧ＶＣＣが第１の閾値（上限側保証電圧ＶＨ２）以上であり、かつ第２の閾値（上限側定格電圧ＶＨ１）よりも小さいと診断した場合には、電源電圧ＶＣＣに関する物理量（電源電圧ＶＣＣ、時間、など）をＲＡＭ３２（記憶部）に記憶し、さらに、記憶した物理量に基づいて、電源電圧ＶＣＣが印加されている制御部４による車両の走行状態の制御の一部を制限する（例えば、運転支援制御の機能の一部を停止する）必要のある状態（制限状態）であるか、制御部４による車両の走行状態の制御を制限する必要の無い状態（非制限状態）であるかを診断する。異常制御回路３４は、診断回路３３で制限状態であると診断された場合には、制御部４による車両の走行状態の制御の一部を制限する（例えば運転支援制御の機能の一部を停止する）条件付制御信号を制御部４に出力する。

また、診断回路３３は、電圧モニタ２（電圧検出部）で検出された電源電圧が第２の閾値（上限側定格電圧ＶＨ１）以上であるかどうか（異常状態であるかどうか）を診断する。異常制御回路３４は、診断回路３３で異常状態であると診断された場合には、制御部４による車両の走行状態の制御（運転支援制御）を停止する制御停止信号を出力する。

また、診断回路３３は、電圧モニタ２（電圧検出部）で検出された電源電圧ＶＣＣが第３の閾値（下限側保証電圧ＶＬ２）以下であるかどうかを診断し、電源電圧ＶＣＣ≦下限側保証電圧ＶＬ２であると診断された場合には、異常制御回路３４は、制御部４による車両の走行状態の制御（運転支援制御）を停止する制御停止信号を出力する。

ここで、診断回路３３による診断処理について説明する。

ＲＡＭ３２に記憶される物理量は電源電圧ＶＣＣと時間であり、電源電圧ＶＣＣが条件（ＶＨ１＞ＶＣＣ≧ＶＨ２）を連続して満たしている時間を図示しないクロック信号に基づいてカウントアップすることにより算出され記憶されている。診断回路３３による診断処理では、条件（ＶＨ１＞ＶＣＣ≧ＶＨ２）を連続して満たしている時間が予め定めた基準範囲内である場合には非制限状態であると診断し、基準範囲外である場合には制限状態であると診断する。なお、診断処理に用いる物理量は時間を例示したが、電圧値を時間で積算した値を用いて診断処理をするように構成しても良い。

図３は、電源監視部による処理を示すフローチャートである。

図３において、電源監視部３は、電源電圧ＶＣＣが上限側定格電圧ＶＨ１以上であるかどうかを判定し（ステップＳ１００）、判定結果がＹＥＳの場合には制御停止信号を制御部４に出力して処理を終了する。また、ステップＳ１００での判定結果がＮＯの場合には、電源電圧ＶＣＣが上限側保証電圧ＶＨ２以上であるかどうかを判定し（ステップＳ２００）、判定結果がＹＥＳの場合には物理量を記憶するとともに診断処理を行い（ステップＳ２１０，Ｓ２２０）、診断処理の結果が制限状態であるかどうかを判定し（ステップＳ２３０）、判定結果がＹＥＳの場合は条件付制御信号を制御部４に出力して（ステップＳ２３１）、処理を終了し、ステップＳ２３０での判定結果がＮＯの場合には、そのまま処理を終了する。また、ステップＳ２００での判定結果がＮＯの場合には、電源電圧ＶＣＣが下限側保証電圧ＶＬ２以下であるかどうかを判定し（ステップＳ３００）、判定結果がＹＥＳの場合には制御停止信号を制御部４に出力して処理を終了し、判定結果がＮＯの場合には、そのまま処理を終了する。

以上のように構成した本実施の形態の効果を説明する。

車両制御装置は、高機能化に伴う消費電流の増加による発熱を抑えるために電源電圧の低電圧化が進んでいる。また、電源電圧の低電圧化に伴って車両制御装置の正常な動作を保証するための動作保証電圧範囲も必然的に狭くなる。一方で、電源電圧の監視では検出精度や電源電圧自体に必ず生じるバラツキを考慮する必要があるため、電源電圧の低電圧化と相まって動作保証電圧として設定できる電圧範囲がさらに狭くなり、電源電圧の変動に対する異常検知が必要以上に過敏になってしまうことが懸念される。

これに対して本実施の形態においては、車両の走行状態を制御する制御部４に電源部１から印加される電源電圧ＶＣＣを検出する電圧モニタ２と、制御部４の正常な動作が保証される電源電圧ＶＣＣの範囲の上限値を規定する上限側動作保証電圧ＶＨ２に設定された第１の閾値と、第１の閾値よりも大きい値に設定された閾値であって、制御部４の損傷のおそれがある電源電圧ＶＣＣの範囲の下限値を規定する上限側定格電圧ＶＨ１に設定された第２の閾値とを記憶するＲＯＭ３１と、電圧モニタ２で検出された電源電圧ＶＣＣが第１の閾値以上であり、かつ第２の閾値よりも小さい場合には、電源電圧ＶＣＣに関する物理量をＲＡＭ３２に記憶するとともに、記憶した物理量に基づいて制御部４による車両の走行状態の制御の一部を制限するかどうかを判定し、制御の一部を制限すると判定した場合には、制御部４による車両の走行状態の制御の一部を制限する条件付制御信号を制御部４に出力し、電圧モニタ２で検出された電源電圧ＶＣＣが第２の閾値以上の場合には、制御部４による車両の走行状態の制御を停止する制御停止信号を出力する電源監視部３とを備えて構成したので、電源電圧に対する過剰な異常検出を抑制しつつ電源電圧の異常を適切に検知することができる。

すなわち、電源部１から制御部４に供給される電源電圧ＶＣＣについて、上限側動作保証電圧ＶＨ２以上であるが上限側定格電圧ＶＨ１に至らない範囲（上限側定格電圧ＶＨ１＞電源電圧ＶＣＣ≧上限側動作保証電圧ＶＨ２）を制御部４が条件付きで動作を継続可能な電源電圧範囲（制御部４の動作内容によっては実質的に異常と判断する必要のない電源電圧範囲）とすることにより、制御部４の電源電圧ＶＣＣにおける上限側の動作可能領域を広くとることができ、電源部１の供給する電源電圧の変動に対して過度な電圧異常検知を防止してＥＣＵの動作持続性を向上させることができる。

＜第１の実施の形態の変形例＞第１の実施の形態の変形例を図４を参照しつつ説明する。

図４は、電源部から制御部に入力される電圧と電源監視部に設定された閾値との関係を概略的に示す図である。図中、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し説明を省略する。

本変形例は、電源部１から供給される電源電圧ＶＣＣ２を上限側動作保証電圧ＶＨ２と下限側動作保証電圧ＶＬ２の中間電位ではなく、中間電位よりも上限側動作保障電圧ＶＨ２側に近づけるように設定するものである。言い換えると、第１及び第３の閾値を、電源電圧ＶＣＣ２が正常である場合の期待値が第１の閾値と第３の閾値の間の値のうち第１の閾値側に偏るように設定するものである。

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本変形例においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本変形例においては、電源部１から供給される電源電圧に対して、上限側は条件付きで上限側定格電圧ＶＨ１まで（ＶＨ１＞ＶＣＣ）が動作可能領域となり、下側側は下限側動作保証電圧ＶＬ２まで（ＶＣＣ＞ＶＬ２）が動作可能領域となるため、動作可能領域を広くすることができ、その結果、電源部１の供給する電源電圧の変動に対して、過度な電圧異常検知を防止でき、車両制御装置の動作持続性を向上させることができる。

＜第２の実施の形態＞本発明の第２の実施の形態を図５及び図６を参照しつつ説明する。

本実施の形態は、電源電圧が下限側保証電圧以下となった場合にも条件付制御信号を出力する条件を設けたものである。

図５は、電源部から制御部に入力される電圧と電源監視部に設定された閾値との関係を概略的に示す図である。また、図６は、電源監視部による処理を示すフローチャートである。図中、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

図６において、電源監視部３は、電源電圧ＶＣＣが上限側定格電圧ＶＨ１以上であるかどうかを判定し（ステップＳ１００）、判定結果がＹＥＳの場合には制御停止信号を制御部４に出力して処理を終了する。また、ステップＳ１００での判定結果がＮＯの場合には、電源電圧ＶＣＣが上限側保証電圧ＶＨ２以上であるかどうかを判定し（ステップＳ２００）、判定結果がＹＥＳの場合には物理量を記憶するとともに診断処理を行い（ステップＳ２１０，Ｓ２２０）、診断処理の結果が制限状態であるかどうかを判定し（ステップＳ２３０）、判定結果がＹＥＳの場合は条件付制御信号を制御部４に出力して（ステップＳ２３１）、処理を終了し、ステップＳ２３０での判定結果がＮＯの場合には、そのまま処理を終了する。

また、ステップＳ２００での判定結果がＮＯの場合、電源電圧ＶＣＣが下限側定格電圧ＶＬ１以下であるかどうかを判定し（ステップＳ４００）、判定結果がＹＥＳの場合には制御停止信号を制御部４に出力して処理を終了する。また、ステップＳ４００での判定結果がＮＯの場合には、電源電圧ＶＣＣが下限側保証電圧ＶＬ２以下であるかどうかを判定し（ステップＳ５００）、判定結果がＹＥＳの場合には物理量を記憶するとともに診断処理を行い（ステップＳ５１０，Ｓ５２０）、診断処理の結果が制限状態であるかどうかを判定し（ステップＳ５３０）、判定結果がＹＥＳの場合は条件付制御信号を制御部４に出力して（ステップＳ５３１）、処理を終了し、ステップＳ５３０での判定結果がＮＯの場合には、そのまま処理を終了する。また、ステップＳ５００での判定結果がＮＯの場合には、そのまま処理を終了する。

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記した各実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本願発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

１電源部
２電圧モニタ
３電源監視部
４制御部
３３診断回路
３４異常制御回路
１００車両制御装置

Claims

車両の走行状態を制御する制御部に電源から印加される電源電圧を検出する電圧検出部と、
前記制御部の正常な動作が保証される前記電源電圧の範囲の上限値を規定する上限側動作保証電圧に設定された第１の閾値と、前記第１の閾値よりも大きい値に設定された閾値であって、前記制御部の損傷のおそれがある前記電源電圧の範囲の下限値を規定する上限側定格電圧に設定された第２の閾値とを記憶する記憶部と、
前記電圧検出部で検出された電源電圧が前記第１の閾値以上であり、かつ前記第２の閾値よりも小さい場合には、前記電源電圧に関する物理量を記憶部に記憶するとともに、記憶した物理量に基づいて前記制御部による前記車両の走行状態の制御の一部を制限するかどうかを判定し、前記制御の一部を制限すると判定した場合には、前記制御部による前記車両の走行状態の制御の一部を制限する条件付制御信号を前記制御部に出力し、前記電圧検出部で検出された電源電圧が前記第２の閾値以上の場合には、前記制御部による前記車両の走行状態の制御を停止する制御停止信号を出力する電源監視部と
を備えたことを特徴とする車両制御装置。
請求項１記載の車両制御装置において、
前記記憶部は、前記制御部の正常な動作が保証される前記電源電圧の範囲の下限値を規定する下限側動作保証電圧に設定された第３の閾値と、前記第３の閾値よりも小さい値に設定された閾値であって、前記制御部の損傷のおそれがある前記電源電圧の範囲の上限値を規定する下限側定格電圧に設定された第４の閾値とをさらに記憶し、
前記電圧検出部で検出された電源電圧が前記第３の閾値以下であり、かつ前記第４の閾値よりも大きい場合には、前記電源電圧に関する物理量を記憶部に記憶するとともに、記憶した物理量に基づいて前記制御部による前記車両の走行状態の制御の一部を制限するかどうかを判定し、前記制御の一部を制限すると判定した場合には、前記制御部による前記車両の走行状態の制御の一部を制限する条件付制御信号を前記制御部に出力し、前記電圧検出部で検出された電源電圧が前記第４の閾値以下の場合には、前記制御部による前記車両の走行状態の制御を停止する制御停止信号を出力する電源監視部と
を備えたことを特徴とする車両制御装置。
請求項２記載の車両制御装置において、
前記第１及び第３の閾値は、前記電源電圧が正常である場合の期待値が前記第１の閾値と前記第３の閾値の間の値のうち前記第１の閾値側に偏るように設定されることを特徴とする車両制御装置。