JPWO2017006762A1 - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

変速機制御装置に対する電力供給のＯＮ・ＯＦＦを行うリレーを診断するリレー診断部と、メイン制御部からの信号に基づいて前記メイン制御部の監視を行う監視部を診断する監視部診断部のどちらも診断する。変速機制御装置にメイン制御部と、前記メイン制御部からの信号に基づいて前記メイン制御部の監視を行う監視部を備え、前記変速機制御装置に対する電力供給のＯＮ・ＯＦＦを行うリレーを診断するリレー診断部と、前記監視部を診断する監視部診断部とを備えて、キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングとアクセサリポジションに遷移したタイミングとのそれぞれにおいて診断を実施することで、リレーの故障を検出する診断とメイン制御部の監視機能の診断との双方の診断を実施することができる。

Description

本発明は車両用制御装置について、特に車両用制御装置への電力供給を行うリレーの診断に関する。

車両用制御装置の一例としてたとえば、変速機制御装置は、バッテリから電力供給が行われ、バッテリと変速機制御装置の間には、通常、電力の供給／遮断手段として電源リレーが一般的に挿入されている。電源リレーをＯＮするとバッテリから大電流が流れ、電源リレーの接点においても発熱を生じて接点が固着し、動かなくなる恐れがある。これを検知するため、電源リレーの故障検出装置が備えられており、例えば、特許文献１では、イグニッションスイッチＯＦＦ時に電源リレーの閉固着異常を検知する技術が開示されている。

一方で、変速機制御装置において、メイン制御部で求められる指示値に応じてアクチュエータが動作する。この指示値が誤った値となった時に、車両として意図しない挙動をしたり、車両の失陥に至るアクチュエータもある。そのため、マイコンに何らかの異常が発生した場合、制御対象機器を安全方向へ制御する必要がある。異常を検知する技術として、例えば、特許文献２では、メイン制御部やメイン制御部を監視する同一変速機制御装置内の監視部で異常を検知する技術が開示されている。

特開２０１０−１１１３１１号公報 特開平１１−３３６６０４号公報

特許文献１の方式では、イグニッションスイッチＯＦＦのタイミングで故意にリレーの出力をＯＦＦ指示し、リレーをＯＦＦさせる。所定時間内に変速機制御装置への電源供給がストップし停止できれば正常とし、リレーの固着により通電状態を継続し、変速機制御装置が所定時間を経過しても動作が継続することで異常と診断している。

一方で、特許文献２で提案されたメイン制御部の監視機能を診断する方式については、イグニッションスイッチＯＦＦのタイミングで故意にパルス信号を停止させ、所定時間内にリセット信号が出力されて、変速機制御装置の電源供給がストップし停止できれば正常とし、サブマイコンの故障や回路の故障によってリセット信号が出力されない場合や変速機制御装置が所定時間を経過しても動作が継続することで異常を診断している。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された診断をどちらも実施する場合、前記リレーの診断と前記監視機能の診断方法では、共に、正常動作は変速機制御装置が停止することであり、例えば監視機能の診断を実施して正常状態の場合は、変速機制御装置が停止するため、もう一方のリレーの診断が実施できない。もしくは、イグニッションスイッチＯＦＦのタイミングで監視機能の診断とリレーの診断双方を同時に実施すると、どちらかの診断で変速機制御装置が停止するが、どちらの診断で停止したのかを特定することができない。そのため、実施可能なのはどちらか一方のみという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、リレーの故障を検出する診断と、メイン制御部を監視する監視機能部の診断との双方の診断を実施でき、故障を検出できることにある。

上記課題を解決するために本発明の請求項１に係る変速機制御装置は、メイン制御部と、前記メイン制御部からの信号に基づいて前記メイン制御部の監視を行う監視部とを備えており、また、前記変速機制御装置に対する電力供給のＯＮ・ＯＦＦを行うリレーを診断するリレー診断部と、前記監視部を診断する監視部診断部とを備えていることを特徴としている。

請求項２に係る変速機制御装置は、前記監視部機能として、前記メイン制御部から周期的に送信される状態信号を解析し、その信号に基づいて前記監視部が異常を検知した場合に、リセット信号を前記メイン制御部に送信することを特徴としている
請求項３に係る変速機制御装置は、前記リレー診断部の機能は、前記メイン制御部から送られる信号により、前記リレーをＯＦＦすることで前記リレーの固着有無を診断することを特徴としている
請求項４に係る変速機制御装置は、前記監視部診断部が、前記監視部から前記メイン制御部にリセット信号を送ることにより、前記監視部の異常有無を診断することを特徴としている。

請求項５に係る変速機制御装置は、キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングで、前記リレー診断部による前記リレーの診断と、又は、前記監視部診断部による前記監視部の診断との何れかを行うことを特徴としている。

請求項６に係る変速機制御装置は、キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングで、前記リレー診断部による前記リレーの診断と、又は前記監視部診断部による前記監視部の診断との何れかを交互に行うことを特徴としている。

請求項７に係る変速機制御装置は、キーポジションがアクセサリポジションに遷移したタイミングとオフポジションに遷移したタイミングとのそれぞれにおいて、前記リレー診断部による前記リレーの診断、前記監視部診断部による前記監視部の診断を行うことを特徴としている。

請求項８に係る変速機制御装置は、前記監視部が前記メイン制御部から一定周期で送られる信号を受けることで前記メイン制御部の異常有無を監視し、前記メイン制御部の異常を検出した場合に、前記メイン制御部にリセット信号を送信するウォッチドッグタイマであることを特徴としている。

請求項９に係る変速機制御装置は、前記キーポジションが前記アクセサリポジションにある場合にバッテリからの電力が前記変速機制御装置に供給されることを特徴としている。

請求項１０に係る変速機制御装置は、メイン制御部を備え、該変速機制御装置に対する電力供給を行うバッテリと該バッテリによる電力供給のＯＮ・ＯＦＦを行うリレーが設けられ、前記メイン制御部からの信号に基づいて前記メイン制御部の監視を行う監視部を備え、キーポジションがアクセサリポジションにある場合に前記変速機制御装置に対し前記バッテリから電力が供給されることを特徴としている。

請求項１１に係る変速機制御装置は、キーポジションがアクセサリポジションにある場合に、前記メイン制御部から送られる信号により前記リレーをＯＦＦすることで前記リレーの固着有無を診断する前記リレー診断部を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、リレーの故障を検出する診断と、メイン制御部を監視する監視機能部の診断との双方の診断を実施でき、故障を検出することができる。

本発明の実施形態を示すシステム構成の一例を示す図である。 キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングで何れかの診断を行うことを示すタイミングチャートである。 キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングでリレー部の診断と監視部の診断を交互に行うことを示すタイミングチャートである。 図１に対し、ＡＣＣＳＷが追加となり、アクセサリポジションで電力供給するシステム構成の一例を示す図である。 キーポジションがアクセサリポジションにある場合にリレー部の診断を実施し、キーポジションがオフポジションにある場合に監視部の診断を実施することを示すタイミングチャートである。 電力供給ＯＮ・ＯＦＦを行うリレーの診断手順と監視機能の診断の一例のＷＤＴ機能診断手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。

図１から３を用いて本発明の第一の実施例について説明する。
本実施例は変速機制御装置におけるメイン制御部及び監視部の診断と変速機制御装置に電力供給をするリレーの診断を実施して、変速機制御装置のメイン制御部及び監視部の故障発生時に安全方向に制御することと、リレーの固着異常をユーザーに通知し電力消費によるバッテリ上がりが発生する前にディーラーで修理可能となることを目的とする。

図１に車両の自動変速機を制御する変速機制御装置全体のブロック図を示す。変速機制御装置１０は電源ＩＣ２０、メイン制御部３０及びメイン制御部３０からの信号に基づいてメイン制御部３０の監視を行う監視部４０を備える。メイン制御部３０からリニアＳＯＬ１００を油圧駆動させ変速制御するため、駆動ＤＵＴＹを出力するリニアＳＯＬドライバ５０を備える
。メイン制御部３０は、変速機制御装置１０に対する電力供給のＯＮ・ＯＦＦを行う電源リレー２を診断するリレー診断部３１と監視部４０を診断する監視部診断部３２を備えており、監視部４０は監視機能部４１を備え、その一つに周期信号監視部４２を備えている。

続いて、変速機制御装置の起動及び停止動作について説明する。電源ＩＣ２０には、ＩＧＮＳＷ３を経由せずに電源リレー２からの電力が供給される経路と、ＩＧＮＳＷ３を経由してバッテリ１からの電力が供給される経路とがそれぞれ接続されている。ＩＧＮＳＷ３を経由した経路からは、運転者によりキーポジションをイグニッションポジションに遷移した時、ＩＧＮＳＷ３のＯＮによりバッテリ１からの電力が供給され、Ｅｎ端子２００がＥｎａｂｌｅとなり、Ｖｉｎ端子２０１を経由して電源ＩＣ２０に電力供給され、Ｖｃｃ２０４の供給が開始される。Ｖｃｃ２０４から電力が供給されることによってメイン制御部３０及び監視部４０が起動する。メイン制御部３０が起動すると、リレーコントロール２０３へＯＮ指示をし、バッテリ１と変速機制御装置１０の間の電源リレー２をＯＮする。電源リレー２がＯＮするとリニアＳＯＬドライバ５０に電力供給され駆動を開始する。
一方、変速機制御装置１０の停止動作は、運転者によりキーポジションをオフポジションに遷移させた時、ＩＧＮＳＷ３はＯＦＦし、ＩＧＮＳＷ３を経由した経路からの電力供給はされなくなるが、ＩＧＮＳＷ３を経由しない電源リレー２から電力供給される経路から変速機制御装置１０に電力供給されるため、処理の継続が可能である。

次に、診断方法について説明する。
メイン制御部３０内のリレー診断部３１の診断方法は、キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングでメイン制御部３０からリレーコントロール２０３へＯＦＦ指示をする。電源リレー２はＯＦＦ状態となり、所定時間内に変速機制御装置１０への電源供給がストップし停止できれば正常とし、電源リレー２の固着により通電状態を継続し、変速機制御装置１０が所定時間を経過しても動作が継続した場合には異常と判定する。すなわち、メイン制御部３０は、電源リレー２にＯＦＦ信号を送信することで電源リレーの固着の有無を診断する。

監視部診断部３２による監視部４０の診断方法は、キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングでメイン制御部３０から送信する周期信号２０７を停止させることで、監視部４０内の周期信号監視部４２が所定時間内に異常を検知し、監視部４０からリセット信号２０５がメイン制御部３０に出力される。メイン制御部３０がリセットされることでリレーコントロール２０３の出力も初期状態であるＯＦＦ出力となり、電源リレー２もＯＦＦとなり変速機制御装置１０の電源供給がストップし停止できれば正常とし、監視部４０内の故障によってリセット信号２０５が出力されず、所定時間を経過しても動作が継続することで異常と判定する。

図２は、キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングでリレー診断部３１によるリレー診断と監視部診断部３２による監視部４０の診断とを行うタイミングチャートである。すなわち本実施例ではキーポジションがオフポジションに遷移したタイミングにおいて、メイン制御部３０による電源リレー２の診断と、又は監視部診断部３２による監視部４０の診断との何れかを行う。

キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングでどちらの診断を実施するかを決める選択方法の例として、電源リレー２の故障率と監視部４０の故障率から、故障率の高い診断を優先的に実施して、故障率の低い診断は数回に１回の頻度で実施するよう決定する手法がある。または、過去の製品の故障発生分布を解析し走行距離や起動時間から劣化状態を判断し、例えば、最初の１０００回は電源リレー２を診断し以降の５００回は監視部診断部３２による監視部４０の診断を実施するように構成してもよい。これにより、優先度の高い診断を設定して実施することが可能である。

また、異常検知時は、直後に故障警告灯をＯＮして可能な限り通知できるよう構成する。
そして、次回でキーポジションをイグニッションポジションに遷移した時に前回診断した結果として異常を検知していた場合には、車両を安全方向へ制御する。制御の方法として、リニアＳＯＬドライバ５０にＯＦＦ指示を行い、リニアＳＯＬ１００にＯＦＦ出力を行うこととしている。

図３は、キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングでリレー診断部３１によるリレー診断と監視部診断部３２による監視部４０の診断とを交互に診断を行うタイミングチャートである。リレー診断部３１によるリレー診断と監視部診断部３２による監視部４０の診断は、電源供給がストップして変速機制御装置が停止することを確認する診断のため、キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングで実施する診断をリレー診断部３１によるリレー診断と監視部診断部３２による監視部４０の診断を交互に実施することで、どちらの診断も実施可能となる効果が得られる。診断の結果、故障を検出したときには、即時に故障警告灯からユーザーに通知でき、また、故障発生後に車両を安全方向へ制御することができるため、信頼性向上の利点がある。

図４と図５を用いて本発明の第二の実施例について説明する。本実施例では実施例１の構成に加えてＡＣＣＳＷ４を備えている。
図４にＡＣＣＳＷ４を追加した変速機制御装置全体のブロック図を示す。電源ＩＣ２０には、ＩＧＮＳＷ３やＡＣＣＳＷ４を経由せずに電源リレー２からの電力が供給される経路と、ＩＧＮＳＷ３やＡＣＣＳＷ４を経由してバッテリ１からの電力が供給される経路とがそれぞれ接続されている。

本実施例では、ＩＧＮＳＷ３とＡＣＣＳＷ４がＯＲ入力されているため、運転者によりキーポジションをイグニッションポジションもしくはアクセサリポジションに遷移した時、電源ＩＣ２０に電力供給され、メイン制御部３０及び監視部４０が起動する。メイン制御部３０が起動すると、リレーコントロール２０３へＯＮ指示をし、バッテリ１と変速機制御装置１０の間の電源リレー２をＯＮする。電源リレー２がＯＮするとアクチュエータ駆動回路を介し、リニアＳＯＬドライバ５０に電力供給され駆動を開始する。

次にＳＷの状態と変速機制御装置の動作モードについて説明する。運転者がキーポジションをアクセサリポジションに遷移させた時はＡＣＣＳＷ４のみがＯＮとなりＡＣＣのモードとして動作する。イグニッションポジションに遷移させた時は、ＩＧＮＳＷ３とＡＣＣＳＷ４共にＯＮとなりＩＧＮのモードとして動作する。また、ＩＧＮＳＷ３のみがＯＮの状態が発生した場合でもＩＧＮのモードとして動作する。

また変速機制御装置の停止動作は、運転者がキーポジションをアクセサリポジションに遷移させた時、ＩＧＮＳＷ３はＯＦＦするが、ＡＣＣＳＷ４はＯＮの状態である。そのため、ＡＣＣＳＷ４を経由した経路からも電力供給は継続される。さらに、キーポジションをオフポジションに遷移させた時、ＩＧＮＳＷ３はＯＦＦし、ＩＧＮＳＷ３を経由した経路からの電力供給はされなくなるが、ＩＧＮＳＷ３を経由しない電源リレー２から電力供給される経路から変速機制御装置に電力供給されるため、処理の継続が可能である。

さらに、運転者がキーポジションをイグニッションポジションからオフポジションまで遷移させても、変速機制御装置の動作モードはＩＧＮのモードからＡＣＣのモードへ遷移して、所定の処理を実施したのちにＯＦＦのモードへと遷移するよう構成されている。

ここで、図５にキーポジションがアクセサリポジションにある場合にリレー診断部３１によるリレー診断を実施し、キーポジションがオフポジションにある場合に監視部診断部３２による監視部４０の診断を実施することを示すタイミングチャートを示す。すなわち本実施例では、キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングとアクセサリポジションに遷移したタイミングとのそれぞれにおいて、メイン制御部３０による電源リレー２の診断と、又は監視部診断部３２による監視部４０の診断との何れかを行う。

キーポジションをアクセサリポジションに遷移させた時には、メイン制御部３０から送信する信号のリレーコントロール２０３をＯＦＦ指示して電源リレー２をＯＦＦ状態としても、ＡＣＣＳＷ４を経由した経路から電力供給が継続されるため、変速機制御装置１を停止状態にさせることなく診断が可能となる。すなわち、本実施例では、車両用制御装置である変速機制御装置１に対する電力供給を行うバッテリ１とバッテリ１による電力供給のＯＮ・ＯＦＦを行う電源リレーが設けられ、メイン制御部３０からの信号に基づいてメイン制御部３０の監視を行う監視部４０を備え、キーポジションがアクセサリポジションにある場合に車両用制御装置に対しバッテリ１から電力が供給される。

リレー診断部３１及び監視部診断部３２による監視部４０の診断の実施方法と異常検出時の制御について、図６のフローチャートに示す。Ｓ１でキーポジションの判定を行う。運転者がキーポジションイグニッションポジションからアクセサリポジションに遷移させた時は、リレー診断を実施する。Ｓ１００１でリレーポートのＯＦＦ指示をし、Ｓ１００２でタイムアウト判定を行う。Ｓ１００３で電圧モニタ２０２から電圧を計測し、Ｓ１００４で電圧降下を判定し、規定値以上電圧降下すれば電源リレー２がＯＦＦ状態と判断しＳ１００５でリレー診断ＯＫと判断する。電圧降下するまではＳ１００２に戻り診断を繰り返す。Ｓ１００２で規定時間経過しても電圧降下しない場合は、タイムアウトの遷移としてＳ１００６でリレー診断ＮＧと判断し、Ｓ１００７で故障警告灯をＯＮしＳ１００８で故障情報を記憶する。リレー診断のＯＫ／ＮＧの判断後、Ｓ１００７でリレーポートのＯＮ指示をして診断終了となる。

一方、Ｓ１でキーポジションをアクセサリポジションからオフポジションに遷移させた時は、監視部診断部３２による監視部４０の診断を実施する。周期信号監視機能一例として、ウォッチドッグタイマがある。すなわち、監視部４０の一例として、メイン制御部３０から一定周期で送られる信号を受けることでメイン制御部３０の異常有無を監視し、メイン制御部３０の異常を検出した場合にメイン制御部３０にリセット信号を送信するウォッチドッグタイマがある。

ウォッチドッグタイマ機能の診断処理は、Ｓ２００１でメイン制御部３０から送信する周期信号（Ｐ−ＲＵＮ）２０７を停止させ、Ｓ２００２で所定時間内までに監視部４０内の周期信号監視部４２が異常を検知するかを判定する。正常状態では、監視部４０からリセット信号２０５がメイン制御部３０に出力され、変速機制御装置１０の電源供給がストップし停止する。監視部４０内の故障によってリセット信号２０５が出力されず、所定時間を経過した場合は、Ｓ２００３でウォッチドッグタイマ機能の診断ＮＧとする。Ｓ２００４で故障警告灯をＯＮし、Ｓ２００５で故障情報を記憶する処理を実施し終了する。

その他のキーポジションの状態・操作においては、リレー診断部３１によるリレー診断と監視部診断部３２による監視部４０の診断いずれも実施しない。次回キーオン時にＳ３００１で前回の診断結果を判定し、診断ＮＧを記憶していた場合のみＳ３００２で故障警告灯をＯＮし、Ｓ３００３で異常時の制御としてリニアＳＯＬの出力をＯＦＦする指示を行う。

以上のことから、キーポジションをＯＦＦするまでの間でリレー診断部３１によるリレー診断と監視部診断部３２による監視部４０の診断のどちらの診断も実施可能となる。さらに診断の結果、故障を検出したときには、次回のキーオンを待たずに、即時に故障警告灯からユーザーに通知でき、また、次回キーオン時に故障を記憶していた場合は、リニアＳＯＬドライバ５０にＯＦＦ指示を行い、リニアＳＯＬ１００をＯＦＦ出力とすることで車両を安全方向へ制御することができるため、信頼性向上の利点がある。

１…バッテリ、２…電源リレー、３…ＩＧＮＳＷ、４…ＡＣＣＳＷ、１０…変速機制御装置、２０…電源ＩＣ、３０…メイン制御部、３１…リレー診断部、３２…監視診断部、４０…監視部、４１…監視機能部、４２…周期信号監視部、５０…リニアＳＯＬドライバ、１００…リニアＳＯＬ、２００…Ｅｎ端子、２０１…Ｖｉｎ端子、２０２…電圧モニタ、２０３…リレーコントロール、２０４…Ｖｃｃ、２０５…ＲＥＳＥＴ端子、２０６…ＩＧＮ電圧モニタ、２０７…周期信号、２０８…ＡＣＣ電圧モニタ

Claims (11)

1. リレーを介して電力供給がなされる車両用制御装置において、
   前記リレーを診断するメイン制御部と、
   前記メイン制御部の監視を行う監視部を診断する監視部診断部と、を備えたことを特徴とする車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   前記監視部は、前記メイン制御部から周期的に送信される状態信号に基づいて異常を検知した場合にリセット信号を前記メイン制御部に送信することを特徴とする車両用制御装置。
3. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   前記メイン制御部は、前記リレーにＯＦＦ信号を送信することで前記リレーの固着有無を診断することを特徴とする車両用制御装置。
4. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   前記監視部診断部は、前記監視部から前記メイン制御部にリセット信号を送ることにより、前記監視部の異常有無を診断することを特徴とする車両用制御装置。
5. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングにおいて、前記メイン制御部による前記リレーの診断と、又は前記監視部診断部による前記監視部の診断との何れかを行うことを特徴とする車両用制御装置。
6. 請求項５に記載の車両用制御装置において、
   キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングにおいて、前記メイン制御部による前記リレーの診断と、又は前記監視部診断部による前記監視部の診断との何れかを交互に行うことを特徴とする車両用制御装置。
7. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   キーポジションがオフポジションに遷移したタイミングとアクセサリポジションに遷移したタイミングとのそれぞれにおいて、前記メイン制御部による前記リレーの診断と、又は前記監視部診断部による前記監視部の診断との何れかを行うことを特徴とする車両用制御装置。
8. 請求項５又は７に記載の車両用制御装置において、
   前記監視部は、前記メイン制御部から一定周期で送られる信号を受けることで前記メイン制御部の異常有無を監視し、前記メイン制御部の異常を検出した場合に前記メイン制御部にリセット信号を送信するウォッチドッグタイマであることを特徴とする車両用制御装置。
9. 請求項７に記載の車両用制御装置において、
   前記キーポジションが前記アクセサリポジションにある場合にバッテリからの電力が前記車両用制御装置に供給されることを特徴とする車両用制御装置。
10. メイン制御部を備えた車両用制御装置において、
    該車両用制御装置に対する電力供給を行うバッテリと該バッテリによる電力供給のＯＮ・ＯＦＦを行うリレーが設けられ、
    前記メイン制御部からの信号に基づいて前記メイン制御部の監視を行う監視部を備え、
    キーポジションがアクセサリポジションにある場合に前記車両用制御装置に対し前記バッテリから電力が供給されることを特徴とする車両用制御装置。
11. 請求項１０に記載の変速機制御装置において、
    前記メイン制御部は、前記キーポジションが前記アクセサリポジションにある場合に、前記リレーにＯＦＦ信号を送信することで前記リレーの固着有無を診断することを特徴とする車両用制御装置。
    

Images