JPWO2019054067A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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Abstract

車両の動作が停止している間に演算装置が消費する電力を抑制するとともに、タイマの動作周波数の異常を診断することができる、車両制御装置を提供する。本発明に係る車両制御装置は、タイマの動作周波数をバンドパスフィルタによって電圧値に変換し、保持回路はその電圧値に対応する値を保持する。演算装置は、前記保持回路が保持している電圧値を用いて、前記タイマが正常動作しているか否かを診断する。

Description

本発明は、車両の動作を制御する車両制御装置に関するものである。
車両制御装置は一般に、車両システムが正常であるか否かを、車両の動作が停止している間に診断する機能を備えている。例えば車両のイグニッションスイッチがＯＦＦされると、車両制御装置は、車両が備えているエバポパージシステムが正常動作しているか否か（例えば燃料リークが生じていないか）を診断する。
エンジンが高負荷で長時間運転された直後においては、燃料タンク内の燃料が蒸発しやすい状態になっているので、このときエバポパージシステムを診断しても正しい診断結果を得られない可能性がある。そこでエバポパージシステムを診断する際には、車両の動作が停止してから所定時間経過した後に診断を開始するのが一般的である。そのためには、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦされるとカウント開始するタイマが必要になる。そのようなタイマを一般に、ソークタイマと呼んでいる。
ソークタイマが計測する時間が正確でなければ、エバポパージシステムを診断するのに適していない状態でその診断を開始することになるので、ソークタイマが正しく動作しているか否かをチェックする必要がある。ただしソークタイマは車両のイグニッションスイッチがＯＦＦされてから動作するので、ソークタイマが動作している間は車両制御装置が備える演算装置に対して電力が供給されていないのが通常である。したがって、ソークタイマが正しく動作しているか否かを演算装置が診断しようとするのであれば、何らかの工夫が必要になる。
下記特許文献１は、『より高い信頼性のもとにソークタイマの故障診断を行うことのできるソークタイマ付き電子制御装置を提供する。』ことを課題として、『ソークタイマに予め設定した時間（設定値）に到達したことを条件に電子制御装置が起動されるとき、ソークタイマのタイマカウンタを停止させ、該停止したタイマカウンタの値に基づいてソークタイマの故障の有無を診断する。具体的には、ソークタイマによって電子制御装置が起動した際に、「起動履歴フラグ」及びそのときのタイマカウンタの値である「起動カウンタ値」を不揮発性メモリに記憶する（ステップＳ２０３、Ｓ２０４）。そして、イグニションスイッチのオン操作に基づいて電子制御装置が起動された時に、ソークタイマからその時点でのタイマカウンタの値である「現在カウンタ」を読み出して（ステップＳ２０５）、「設定値」や「起動カウンタ値」、「現在カウンタ値」等の比較に基づいてソークタイマの故障診断を行う。』という技術を開示している。
特開２００５−３０１６１５号公報
上記特許文献１においては、ソークタイマによるカウント値をメモリに記憶しておき、電子制御装置が起動した後にその記憶値をチェックすることにより、ソークタイマが正常動作しているか否かを診断する。この手法は、ソークタイマと演算装置を同時に動作させる必要がないので、電力消費を抑えられる。他方で例えば水晶振動子の発振周波数に異常が生じると、ソークタイマによる計時結果も異常となる。しかし特許文献１においてはカウント値のみをチェックしているので、周波数異常によりカウントが正常ではない時間で完了したとしても、ソークタイマが正常動作していると診断することになる。すなわち特許文献１においては、ソークタイマの動作周波数の異常を診断することが困難である。
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、車両の動作が停止している間に演算装置が消費する電力を抑制するとともに、タイマの動作周波数の異常を診断することができる、車両制御装置を提供するものである。
本発明に係る車両制御装置は、タイマの動作周波数をバンドパスフィルタによって電圧値に変換し、保持回路はその電圧値に対応する値を保持する。演算装置は、前記保持回路が保持している電圧値を用いて、前記タイマが正常動作しているか否かを診断する。
本発明に係る車両制御装置によれば、車両の動作が停止している間に演算装置が消費する電力を抑制するとともに、タイマの動作周波数の異常を診断することができる。
実施形態１に係る車両制御装置１００の機能ブロック図である。 車両制御装置１００に対する電源供給が遮断されてからの各部の動作を説明するタイムチャートである。
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る車両制御装置１００の機能ブロック図である。車両制御装置１００は、車両の動作を制御する電子制御装置である。車両制御装置１００は、タイマＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１１０、診断回路１２０、演算装置１３０、リレー１４０、電源回路１５０を備える。
タイマＩＣ１１０は、車両制御装置１００に対する電力供給が遮断されるとカウントを開始するように構成されている、いわゆるソークタイマである。タイマＩＣ１１０は、カウントを開始した後、あらかじめセットされたカウント値まで達すると、リレー１４０に対してＯＮ信号を出力する。タイマＩＣ１１０はさらに、計時を開始すると、タイマＩＣ１１０自身の動作周波数の基準となる基準クロック信号を診断回路１２０に対して出力するように構成されている。
診断回路１２０は、フィルタ１２１と保持回路１２２を備える。フィルタ１２１は、所定の周波数帯域の電気信号を通過させるように構成された、バンドパスフィルタである。フィルタ１２１は、タイマＩＣ１１０から基準クロック信号を受け取ってフィルタリングする。フィルタ１２１は、そのフィルタリング特性において、受け取った信号の周波数帯域が通過帯域の範囲外である場合は範囲内である場合よりも小さい電圧を出力するように構成されている。保持回路１２２は、フィルタ１２１が出力する電圧の最大値を保持するように構成された、サンプルホールド回路である。保持回路１２２は、車両制御装置１００に対して電力が供給されていなくても、値を保持することができる。
演算装置１３０は、車両の動作を制御するための演算を実施する装置である。演算装置１３０はさらに、車両システム（例えばエバポパージシステム３００）が正常に動作しているか否かを診断する。演算装置１３０はその診断過程において、タイマＩＣ１１０が正常動作しているか否かを診断する。具体的には、保持回路１２２が保持している電圧値が所定閾値以上であればタイマＩＣ１１０が正しいクロック周波数にしたがって動作していると診断し、所定閾値未満であればタイマＩＣ１１０のクロック周波数が異常であると診断する。演算装置１３０は、タイマＩＣ１１０が正常動作している場合に限り、エバポパージシステム３００を診断する。
リレー１４０は、外部電源２００を電源回路１５０に対して接続するか否かを切り替える。リレー１４０は、車両制御装置１００がシャットダウンされている間は外部電源２００を遮断する。リレー１４０は、タイマＩＣ１１０からＯＮ信号を受け取ると、外部電源２００を電源回路１５０に対して接続する。電源回路１５０は、リレー１４０を介して受け取った電力を適宜変換するなどの処理を施したうえで、演算装置１３０に対してその電力を供給する。リレー１４０は電源回路１５０の一部として構成してもよい。
外部電源２００は、例えば車両が備えるバッテリである。エバポパージシステム３００は、例えば燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を吸着材に吸着させ、所定条件のときその吸着燃料をエンジンの吸気管へ放出するシステムである。演算装置１３０は例えば、エバポパージシステム３００から蒸発燃料が大気中に放出されているか否か（リークが発生しているか否か）を診断する。診断手法は公知であるので格別言及しない。
図２は、車両制御装置１００に対する電源供給が遮断されてからの各部の動作を説明するタイムチャートである。以下図２を用いて、車両制御装置１００がタイマＩＣ１１０を診断する手順を説明する。
車両制御装置１００に対する電源供給が遮断されると、タイマＩＣ１１０がカウントを開始する（計時開始）。タイマＩＣ１１０は、基準クロック信号を診断回路１２０に対して出力する。
フィルタ１２１は、基準クロック信号の周波数帯域を通過させる特性を有している。基準クロック信号の周波数帯域が正常である場合、フィルタ１２１は既定の振幅を有する正弦波信号を出力する。基準クロック信号の周波数帯域が正常値から逸脱している場合、フィルタ１２１に対して入力される基準クロック信号のうち通過帯域の範囲内に含まれる周波数成分が少なくなるので、フィルタ１２１が出力する正弦波信号の振幅は正常時よりも小さくなる。保持回路１２２は、フィルタ１２１が出力する正弦波信号の最大値を保持する。
タイマＩＣ１１０は、計時を完了すると、リレー１４０に対してＯＮ信号を出力する（計時終了）。リレー１４０は、ＯＮ信号を受け取ると、外部電源２００が供給する電力を電源回路１５０に対して供給する。演算装置１３０は、電源回路１５０から電力を受け取ると起動し、診断を開始する（診断開始）。
演算装置１３０は、保持回路１２２が保持している電圧値があらかじめ定めた正常範囲内（所定閾値以上）であるか否かを判定する。正常範囲内であればタイマＩＣ１１０の基準クロックが正常であると診断し、正常範囲外であれば異常であると診断する。演算装置１３０は、タイマＩＣ１１０が正常である場合はエバポパージシステム３００を診断し、異常である場合は診断しない。演算装置１３０は、エバポパージシステム３００を含む診断を完了すると、自らシャットダウンする。
＜実施の形態１：まとめ＞
本実施形態１に係る車両制御装置１００は、タイマＩＣ１１０の基準クロックの周波数をフィルタ１２１によって検出し、その検出結果を保持回路１２２が保持する。これにより、タイマＩＣ１１０の基準クロックが正常であるか否かを診断することができる。さらに、タイマＩＣ１１０を診断するために演算装置１３０が常時起動している必要がないので、診断のために必要な電力消費を抑制することができる。
＜実施の形態２＞
実施形態１においては、保持回路１２２をサンプルホールド回路として構成し、フィルタ１２１が出力する最大値を保持することとした。保持回路１２２は、フィルタ１２１が出力する正弦波信号が正常であるか否かを表す電圧を保持すればよいので、サンプルホールド回路以外の態様で構成することもできる。本実施形態２においては、保持回路１２２のその他態様について説明する。
保持回路１２２は、フィルタ１２１が出力する正弦波信号を電荷として蓄積する素子（例えばコンデンサ）によって構成することができる。保持回路１２２は、蓄積する電荷量に対応する電圧レベルを保持する。演算装置１３０は、保持回路１２２が保持している電圧レベルが正常範囲内にあるか否かにより、タイマＩＣ１１０の基準クロックが正常であるか否かを診断する。
保持回路１２２は、フィルタ１２１が出力する正弦波信号の最大値が正常範囲内にあるか否かを表すビット値を保持するレジスタによって構成することができる。診断回路１２０は、フィルタ１２１が出力する正弦波信号の振幅と、あらかじめセットされた正常範囲とを比較し、その結果を保持回路１２２に格納する。演算装置１３０は、保持回路１２２が保持しているビット値にしたがって、タイマＩＣ１１０の基準クロックが正常であるか否かを診断することができる。
＜本発明の変形例について＞
本発明は上記実施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、上記した実施形態は本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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について他の構成の追加・削除・置換をすることができる。
１００：車両制御装置
１２１：フィルタ
１２２：保持回路
１３０：演算装置
１４０：リレー
１５０：電源回路
２００：外部電源
３００：エバポパージシステム

Claims (8)

  1. 車両の動作を制御する車両制御装置であって、
    前記車両制御装置に対する電力供給が遮断されるとカウントを開始するタイマ、
    所定の周波数帯域の電気信号を通過させるバンドパスフィルタ、
    前記バンドパスフィルタが出力する電気信号に対応する電圧を保持する保持回路、
    前記タイマが正常動作しているか否かを診断する演算部、
    前記演算部に対して電力を供給する電源回路、
    を備え、
    前記タイマは、カウントを開始すると所定周期で前記バンドパスフィルタに対して前記タイマの動作周波数の基準となる基準クロック信号を出力するように構成されているとともに、所定回数カウントを継続すると起動信号を出力するように構成されており、
    前記電源回路は、前記タイマが前記起動信号を出力すると、前記演算部に対して電力を供給開始し、
    前記演算部は、前記電源回路から電力を受け取ると、前記保持回路が保持している電圧を用いて、前記タイマが正常動作しているか否かを診断する
    ことを特徴とする車両制御装置。
  2. 前記バンドパスフィルタは、前記基準クロック信号の周波数が前記周波数帯域の範囲内に含まれていない場合は、前記基準クロック信号の周波数が前記周波数帯域の範囲内に含まれている場合よりも小さい電圧を出力するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
  3. 前記保持回路は、前記バンドパスフィルタが出力する電圧のうち最大のものを保持し、
    前記演算部は、前記保持回路が保持している電圧が所定閾値以上である場合は前記タイマが正常動作していると判定し、前記所定閾値未満である場合は前記タイマが正常動作していないと判定する
    ことを特徴とする請求項２記載の車両制御装置。
  4. 前記演算部は、前記電源回路から電力を受け取ると、前記車両が備えるエバポパージシステムが正常動作しているか否かを診断し、
    前記演算部は、前記診断が完了すると前記演算部をシャットダウンする
    ことを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
  5. 前記演算部は、前記タイマが正常動作していると判定したときは前記エバポパージシステムを診断し、前記タイマが正常動作していないと判定したときは前記エバポパージシステムを診断しない
    ことを特徴とする請求項４記載の車両制御装置。
  6. 前記保持回路は、前記バンドパスフィルタが出力する電気信号を用いて電荷を蓄積するとともに、前記電荷に対応する電圧を保持するように構成されており、
    前記演算部は、前記保持回路が保持している電圧が所定閾値以上である場合は前記タイマが正常動作していると判定し、前記所定閾値未満である場合は前記タイマが正常動作していないと判定する
    ことを特徴とする請求項２記載の車両制御装置。
  7. 前記保持回路は、前記バンドパスフィルタが出力する電圧のうち最大のものが所定閾値以上であるか否かを表す値を記憶するように構成されており、
    前記演算部は、前記バンドパスフィルタが出力する電圧のうち最大のものが前記所定閾値以上である旨を表す値を前記保持回路が記憶している場合は前記タイマが正常動作していると判定し、前記所定閾値未満である旨を表す値を記憶している場合は前記タイマが正常動作していないと判定する
    ことを特徴とする請求項２記載の車両制御装置。
  8. 前記電源回路はさらに、前記車両制御装置の外部から供給される電力を通電／遮断するリレーを備え、
    前記タイマは、前記リレーに対して前記起動信号を出力することにより前記リレーをＯＮし、
    前記リレーは、前記起動信号によってＯＮになると、前記車両制御装置の外部から供給される電力を前記演算部に対して供給する
    ことを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
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