WO2019054067A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device that controls the operation of a vehicle.
  • the vehicle control device generally has a function of diagnosing whether the vehicle system is normal or not while the operation of the vehicle is stopped. For example, when the ignition switch of the vehicle is turned off, the vehicle control device diagnoses whether the evaporation purge system provided in the vehicle is operating normally (for example, whether a fuel leak has occurred).
  • the fuel in the fuel tank is likely to evaporate, so it may not be possible to obtain the correct diagnostic result even if diagnosing the evaporation purge system at this time is there. Therefore, when diagnosing the evaporation purge system, it is general to start the diagnosis after a predetermined time has elapsed since the operation of the vehicle is stopped. For that purpose, a timer is required to start counting when the ignition switch of the vehicle is turned off. Such timers are commonly referred to as soak timers.
  • the diagnosis is started without being suitable for diagnosing the evaporation purge system, so it is necessary to check whether the soak timer is operating properly.
  • the soak timer operates after the ignition switch of the vehicle is turned off, it is normal that power is not supplied to the arithmetic device provided in the vehicle control device while the soak timer is operating. Therefore, if the arithmetic device is to diagnose whether the soak timer is operating properly, some contrivance is required.
  • Patent Document 1 “provides an electronic control unit with a soak timer that can perform failure diagnosis of the soak timer with higher reliability.
  • the electronic control unit is activated on the condition that the time (set value) set in advance in the soak timer is reached, the timer counter of the soak timer is stopped, and the value of the stopped timer counter is used. Diagnose the presence or absence of failure of the soak timer.
  • the "activation history flag” and the “activation counter value” which is the value of the timer counter at that time are stored in the non-volatile memory (steps S203 and S204).
  • the "current counter” which is the value of the timer counter at that time is read out from the soak timer (step S205). Based on the comparison of "counter value”, “current counter value”, etc., fault diagnosis of the soak timer is performed. ] Is disclosed.
  • the count value by the soak timer is stored in the memory, and after the electronic control device is activated, the stored value is checked to diagnose whether the soak timer is operating normally.
  • This method can reduce power consumption because it is not necessary to operate the soak timer and the computing device simultaneously.
  • an abnormality occurs in, for example, the oscillation frequency of the quartz oscillator, the time measurement result by the soak timer also becomes abnormal.
  • Patent Document 1 only the count value is checked, so even if the count is completed in a non-normal time due to a frequency abnormality, it is diagnosed that the soak timer is operating normally. That is, in Patent Document 1, it is difficult to diagnose an abnormality in the operating frequency of the soak timer.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and suppresses the power consumed by the arithmetic unit while the operation of the vehicle is stopped and diagnoses an abnormality in the operating frequency of the timer.
  • the present invention provides a vehicle control device that can
  • the vehicle control device converts the operating frequency of the timer into a voltage value by a band pass filter, and the holding circuit holds a value corresponding to the voltage value.
  • the arithmetic unit diagnoses whether or not the timer is operating normally, using the voltage value held by the holding circuit.
  • the vehicle control device it is possible to suppress the power consumed by the arithmetic device while the operation of the vehicle is stopped and to diagnose an abnormality in the operating frequency of the timer.
  • FIG. 1 is a functional block diagram of a vehicle control device 100 according to a first embodiment.
  • 5 is a time chart illustrating an operation of each unit after the power supply to the vehicle control device 100 is shut off.
  • FIG. 1 is a functional block diagram of a vehicle control device 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • the vehicle control device 100 is an electronic control device that controls the operation of the vehicle.
  • the vehicle control device 100 includes a timer integrated circuit (IC) 110, a diagnostic circuit 120, an arithmetic unit 130, a relay 140, and a power supply circuit 150.
  • IC timer integrated circuit
  • the timer IC 110 is a so-called soak timer that is configured to start counting when the power supply to the vehicle control device 100 is cut off. After starting counting, timer IC 110 outputs an ON signal to relay 140 when it reaches a preset count value.
  • the timer IC 110 is further configured to output a reference clock signal, which is a reference of the operating frequency of the timer IC 110 itself, to the diagnostic circuit 120 when clocking is started.
  • the diagnostic circuit 120 includes a filter 121 and a holding circuit 122.
  • the filter 121 is a band pass filter configured to pass an electrical signal of a predetermined frequency band.
  • the filter 121 receives the reference clock signal from the timer IC 110 and filters it.
  • the filter 121 is configured to output, in its filtering characteristic, a smaller voltage if the frequency band of the received signal is outside the range of the pass band than if it is in the range.
  • the holding circuit 122 is a sample and hold circuit configured to hold the maximum value of the voltage output from the filter 121. The holding circuit 122 can hold the value even when power is not supplied to the vehicle control device 100.
  • Arithmetic device 130 is a device that carries out an operation for controlling the operation of the vehicle. Arithmetic unit 130 further diagnoses whether the vehicle system (e.g., evaporation purge system 300) is operating normally. In the diagnosis process, the arithmetic unit 130 diagnoses whether the timer IC 110 is operating normally. Specifically, if the voltage value held by holding circuit 122 is equal to or higher than a predetermined threshold value, timer IC 110 is diagnosed as operating according to the correct clock frequency, and if lower than the predetermined threshold value, the clock frequency of timer IC 110 is Diagnose as abnormal. Arithmetic unit 130 diagnoses the evaporation purge system 300 only when timer IC 110 is operating normally.
  • the vehicle system e.g., evaporation purge system 300
  • Relay 140 switches whether or not external power supply 200 is connected to power supply circuit 150.
  • the relay 140 shuts off the external power supply 200 while the vehicle control device 100 is shut down.
  • relay 140 receives the ON signal from timer IC 110, it connects external power supply 200 to power supply circuit 150.
  • the power supply circuit 150 performs processing such as appropriately converting the power received via the relay 140, and supplies the power to the arithmetic device 130.
  • Relay 140 may be configured as part of power supply circuit 150.
  • the external power supply 200 is, for example, a battery provided in a vehicle.
  • the evaporation purge system 300 is, for example, a system that adsorbs the evaporated fuel generated in a fuel tank to an adsorbent and discharges the adsorbed fuel to an intake pipe of an engine under a predetermined condition.
  • the arithmetic unit 130 diagnoses, for example, whether the evaporated fuel is released from the evaporation purge system 300 into the atmosphere (whether a leak occurs or not). Diagnostic procedures are well known and will not be mentioned specifically.
  • FIG. 2 is a time chart explaining the operation of each part after the power supply to the vehicle control device 100 is shut off. A procedure in which the vehicle control device 100 diagnoses the timer IC 110 will be described below with reference to FIG.
  • the timer IC 110 starts counting (clocking starts).
  • the timer IC 110 outputs a reference clock signal to the diagnostic circuit 120.
  • the filter 121 has a characteristic of passing the frequency band of the reference clock signal. If the frequency band of the reference clock signal is normal, the filter 121 outputs a sine wave signal having a predetermined amplitude. When the frequency band of the reference clock signal deviates from the normal value, the frequency component included in the range of the pass band in the reference clock signal input to the filter 121 decreases, so the sine output from the filter 121 is output. The amplitude of the wave signal is smaller than normal.
  • the holding circuit 122 holds the maximum value of the sine wave signal output from the filter 121.
  • the timer IC 110 When the timer IC 110 completes clocking, it outputs an ON signal to the relay 140 (clocking ends). When the relay 140 receives the ON signal, the relay 140 supplies the power supplied by the external power supply 200 to the power supply circuit 150. Arithmetic unit 130 is activated upon receiving power from power supply circuit 150, and starts diagnosis (diagnosis start).
  • Arithmetic unit 130 determines whether or not the voltage value held by holding circuit 122 is within a predetermined normal range (above a predetermined threshold). If it is within the normal range, it is diagnosed that the reference clock of the timer IC 110 is normal, and if it is outside the normal range, it is diagnosed that it is abnormal. Arithmetic unit 130 diagnoses evaporation purge system 300 if timer IC 110 is normal, and does not diagnose if it is abnormal. The computing device 130 shuts itself down upon completing the diagnosis including the evaporation purge system 300.
  • the vehicle control apparatus 100 detects the frequency of the reference clock of the timer IC 110 by the filter 121, and the holding circuit 122 holds the detection result. This makes it possible to diagnose whether the reference clock of the timer IC 110 is normal. Furthermore, since the arithmetic device 130 need not always be activated to diagnose the timer IC 110, it is possible to suppress the power consumption necessary for the diagnosis.
  • the holding circuit 122 is configured as a sample and hold circuit, and the maximum value output from the filter 121 is held.
  • the holding circuit 122 only needs to hold a voltage indicating whether the sine wave signal output from the filter 121 is normal, so it can be configured in a mode other than the sample and hold circuit.
  • another aspect of the holding circuit 122 will be described.
  • the holding circuit 122 can be configured by an element (for example, a capacitor) that accumulates the sine wave signal output from the filter 121 as a charge.
  • the holding circuit 122 holds a voltage level corresponding to the amount of charge to be stored.
  • Arithmetic unit 130 diagnoses whether or not the reference clock of timer IC 110 is normal based on whether the voltage level held by holding circuit 122 is within the normal range.
  • the holding circuit 122 can be configured by a register that holds a bit value indicating whether the maximum value of the sine wave signal output from the filter 121 is within the normal range.
  • the diagnostic circuit 120 compares the amplitude of the sine wave signal output from the filter 121 with the preset normal range, and stores the result in the holding circuit 122.
  • Arithmetic unit 130 can diagnose whether the reference clock of timer IC 110 is normal or not according to the bit value held by holding circuit 122.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, but includes various modifications.
  • the above-described embodiment is described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to one having all the described configurations.
  • part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • another configuration can be added to, deleted from, or replaced with a part of the configuration of each embodiment.
  • vehicle control device 121 filter 122: holding circuit 130: arithmetic device 140: relay 150: power supply circuit 200: external power supply 300: evaporation purge system

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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

車両制御装置
 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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