JP2007325400A - Controller for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制御装置に関し、特に車両の現在位置を取得するナビゲーションシステムが搭載された車両の衝突時における駆動源への電力供給の遮断制御に関する。 The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a control for shutting off power supply to a drive source at the time of a collision of a vehicle equipped with a navigation system that acquires a current position of the vehicle.
近年、環境問題対策の1つとして、モータからの駆動力により走行するハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車などが注目されている。このような車両の衝突時においては、バッテリ等の高圧の電源が搭載されているため、高圧の電源が衝撃を受けると漏電する可能性がある。衝突による二次的事故を防止する技術として、たとえば、特開平10−271604号公報(特許文献1)は、事故を自動検知して、乗務員が操作できない状況にあっても防護無線を自動発報し、二次的事故を防止する事故検知装置を開示する。この事故検知装置は、直交する3軸の加速度を測定する3軸加速度計と、直交する3軸回りの角速度を測定する3軸ジャイロと、それら3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値を用いて、列車の水平方向前方加速度、水平方向右方加速度、鉛直方向加速度、鉛直方向変位量及び姿勢角を演算する演算手段と、その演算手段の演算値と、3軸加速度計及び3軸ジャイロの測定値とを用いて、列車の事故を検知する検知手段と、その検知手段が事故を検知した時、列車に備え付けられている防護無線を起動する手段と、を具備することを特徴とする。 In recent years, attention has been focused on hybrid vehicles, fuel cell vehicles, electric vehicles, and the like that travel with driving force from a motor as one of countermeasures for environmental problems. In such a vehicle collision, since a high voltage power source such as a battery is mounted, there is a possibility of electric leakage if the high voltage power source receives an impact. As a technique for preventing a secondary accident due to a collision, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-271604 (Patent Document 1) automatically detects an accident and automatically issues a protective radio even in a situation where the crew cannot operate. An accident detection device that prevents secondary accidents is disclosed. This accident detection apparatus uses a three-axis accelerometer that measures three-axis accelerations orthogonal to each other, a three-axis gyro that measures angular velocities about three orthogonal axes, and measured values of these three-axis accelerometers and three-axis gyros. Calculating means for calculating the horizontal forward acceleration, horizontal right acceleration, vertical acceleration, vertical displacement amount and attitude angle of the train, the calculated value of the calculating means, the three-axis accelerometer and the three-axis gyro It is characterized by comprising detection means for detecting a train accident using the measured value, and means for activating a protection radio provided in the train when the detection means detects an accident.
上述した公報に開示された事故検知装置によると、自動的に事故が検知され、乗務員が操作できない状況でも防護無線が自動発報されるため、二次的事故を防止することができる。 According to the accident detection device disclosed in the above-mentioned publication, a secondary accident can be prevented because an accident is automatically detected and a protective radio is automatically issued even in a situation where the crew cannot operate.
一方、GPS(Global Positioning System)衛星から送信される現在位置を特定する情報に基づいて車両の現在位置を運転者に提供するナビゲーションシステムが公知である。このナビゲーションシステムにおいては、GPS衛星から得られる情報に加えて、車両の挙動に基づいて補正することにより、現在位置を特定する精度を向上させる技術についても公知である。
しかしながら、上述した公報に開示された事故検知装置を車両に適用すると、衝突検知を目的とした、3軸加速度計および3軸ジャイロを新たに車両に搭載する必要がある。そのため、部品点数が増加してコストが上昇するという問題がある。 However, when the accident detection device disclosed in the above-mentioned publication is applied to a vehicle, it is necessary to newly install a three-axis accelerometer and a three-axis gyro for collision detection. Therefore, there is a problem that the number of parts increases and the cost increases.
特に、ナビゲーションシステムには、車両の動きに関する物理量として、たとえば、加速度や角速度を検知する各種センサが設けられているが、車両の各種制御と、運転者への車両の位置情報の提供とは、それぞれ独立して実施されている。そのため、各種センサから得られる各種情報が十分に活用されないまま、新たな機器として衝突を検知する検知装置を設ける必要性が生じる。 In particular, the navigation system is provided with various sensors that detect, for example, acceleration and angular velocity as physical quantities related to the movement of the vehicle. Various controls of the vehicle and provision of vehicle position information to the driver include Each is carried out independently. For this reason, it is necessary to provide a detection device for detecting a collision as a new device without sufficiently utilizing various information obtained from various sensors.
さらに、上述した公報においては、衝突を検知しても、防護無線による自動発報をするに過ぎず、衝突による蓄電機構における漏電などの車両の衝突時における二次的事故を十分に防止できない可能性がある。 Further, in the above-mentioned publication, even if a collision is detected, it is only automatically issued by a protective radio, and it is not possible to sufficiently prevent a secondary accident at the time of a vehicle collision such as an electric leakage in a power storage mechanism due to the collision. There is sex.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両に搭載される機器から得られる情報を活用して、衝突に対して車両の安全を確保する車両の制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to make use of information obtained from equipment mounted on a vehicle to ensure the safety of the vehicle against a collision. It is to provide a control device.
第1の発明に係る車両の制御装置は、外部の機器との通信により車両の位置を特定する情報を取得するナビゲーションシステムが搭載された車両の制御装置である。車両は、駆動源である回転電機と、回転電機に供給される電力を蓄電する蓄電機構と、蓄電機構から回転電機への電力供給を遮断するリレーとを含む。ナビゲーションシステムには、走行時の車両の動きに関する物理量を検知するための検知手段が設けられる。ナビゲーションシステムは、検知された物理量に基づいて車両の位置を補正する。この制御装置は、ナビゲーションシステムから、物理量の変化に基づいて、車両に生じる振動の強度および周波数を取得するための取得手段と、取得された振動の強度および周波数に基づいて、車両が衝突したか否かを判断するための判断手段と、車両が衝突したことを判断すると、回転電機への電力供給を遮断するようにリレーを制御するための制御手段とを含む。 A vehicle control device according to a first aspect of the invention is a vehicle control device equipped with a navigation system that acquires information for specifying the position of the vehicle through communication with an external device. The vehicle includes a rotating electrical machine that is a drive source, a power storage mechanism that stores power supplied to the rotating electrical machine, and a relay that blocks power supply from the power storage mechanism to the rotating electrical machine. The navigation system is provided with detection means for detecting a physical quantity related to the movement of the vehicle during traveling. The navigation system corrects the position of the vehicle based on the detected physical quantity. This control device includes an acquisition means for acquiring the vibration intensity and frequency generated in the vehicle based on a change in physical quantity from the navigation system, and whether the vehicle has collided based on the acquired vibration intensity and frequency. Determination means for determining whether or not, and control means for controlling the relay so as to cut off the power supply to the rotating electrical machine when it is determined that the vehicle has collided.
第1の発明によると、ナビゲーションシステムは、外部の機器(たとえば、GPS衛星)との通信により車両の位置を特定する情報を取得する。ナビゲーションシステムに設けられた検知手段(たとえば、ジャイロセンサまたは加速度センサ)は、走行時の車両の動きに関する物理量(たとえば、角速度または加速度)を検知する。ナビゲーションシステムは、検知された物理量に基づいて車両の位置を補正する。判断手段は、ナビゲーションシステムから取得された物理量の変化に基づく車両に生じる振動の強度および周波数などの振動特性に基づいて車両が衝突したか否かを判断する。制御手段は、車両が衝突したことを判断すると、回転電機への電力供給を遮断するようにリレーを制御する。すなわち、車両の動きに関する物理量に基づく振動の特性が、車両の衝突時の振動の特性と実質的に同程度であることを判断することにより、車両が衝突したことを判断することができる。また、振動の特性を取得するために、ナビゲーションシステムに設けられた検知手段を用いることにより、衝突を検知するための機器を新たに設ける必要が無くなる。そのため、部品点数の増加を抑制して、コストの上昇を抑制することができる。さらに、車両の衝突に応じて、回転電機への電力供給が遮断されることにより、蓄電機構における漏電などの二次的事故を防止することができる。したがって、車両に搭載される機器から得られる情報を十分に活用し、衝突に対して車両の安全を確保する車両の制御装置を提供することができる。 According to the first invention, the navigation system acquires information for specifying the position of the vehicle through communication with an external device (for example, a GPS satellite). A detection means (for example, a gyro sensor or an acceleration sensor) provided in the navigation system detects a physical quantity (for example, an angular velocity or an acceleration) related to the movement of the vehicle during traveling. The navigation system corrects the position of the vehicle based on the detected physical quantity. The determining means determines whether or not the vehicle has collided based on vibration characteristics such as the intensity and frequency of vibration generated in the vehicle based on a change in physical quantity acquired from the navigation system. When it is determined that the vehicle has collided, the control means controls the relay so as to cut off the power supply to the rotating electrical machine. That is, it is possible to determine that the vehicle has collided by determining that the vibration characteristic based on the physical quantity relating to the movement of the vehicle is substantially the same as the vibration characteristic at the time of the vehicle collision. In addition, by using the detection means provided in the navigation system in order to acquire the vibration characteristics, it is not necessary to newly provide a device for detecting a collision. Therefore, an increase in the number of parts can be suppressed and an increase in cost can be suppressed. Further, by interrupting the power supply to the rotating electrical machine in response to a vehicle collision, it is possible to prevent a secondary accident such as a leakage in the power storage mechanism. Therefore, it is possible to provide a vehicle control device that sufficiently utilizes information obtained from equipment mounted on the vehicle and ensures the safety of the vehicle against a collision.
第2の発明に係る車両の制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、判断手段は、取得された振動の周波数が予め定められた周波数よりも大きく、かつ、取得された振動の強度が予め定められた強度よりも大きいと、車両が衝突したことを判断するための手段を含む。 In the vehicle control apparatus according to the second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, the judging means is configured such that the frequency of the acquired vibration is greater than a predetermined frequency and the acquired vibration is Means for determining that the vehicle has collided is included when the strength is greater than a predetermined strength.
第2の発明によると、たとえば、走行時の車両の進行方向についての加速度または角加速度の変化に基づく振動の周波数は、衝突時の加速度あるいは角速度の変化に基づく振動の周波数と比較して低周波となる。したがって、ナビゲーションシステムにおいて取得された振動の周波数が予め定められた周波数よりも大きい場合においては、車両が衝突した場合の振動が発生したことを判断することができる。また、車両の衝突時においては、衝突エネルギにより強い強度の振動が生じる。そこで、取得された振動の周波数が衝突に対応する振動であることに加えて振動の強度が予め定められた強度よりも大きいと、車両が衝突したことを判断することにより、蓄電機構における漏電の発生の可能性の高い衝突が発生したか否かを精度良く判断することができる。 According to the second invention, for example, the frequency of vibration based on the change in acceleration or angular acceleration in the traveling direction of the vehicle during traveling is lower than the frequency of vibration based on the change in acceleration or angular velocity during collision. It becomes. Therefore, when the frequency of vibration acquired in the navigation system is higher than a predetermined frequency, it can be determined that vibration has occurred when the vehicle collides. Further, at the time of a vehicle collision, strong vibration is generated by the collision energy. Therefore, in addition to the vibration frequency acquired corresponding to the collision, if the vibration intensity is greater than a predetermined intensity, it is determined that the vehicle has collided, thereby causing a leakage of the electric storage mechanism. It is possible to accurately determine whether or not a collision with a high possibility of occurrence has occurred.
第3の発明に係る車両の制御装置においては、第2の発明の構成に加えて、予め定められた周波数は、第1の周波数である。判断手段は、取得された振動の周波数が、第1の周波数よりも高い予め定められた第2の周波数よりも高いと、車両は衝突していないことを判断するための手段を含む。 In the vehicle control apparatus according to the third aspect of the invention, the predetermined frequency is the first frequency in addition to the configuration of the second aspect of the invention. The determining means includes means for determining that the vehicle is not colliding when the acquired frequency of vibration is higher than a predetermined second frequency higher than the first frequency.
第3の発明によると、車両には、路面、エンジンあるいは回転電機からの入力によるノイズ振動が発生する。ノイズ振動の周波数は、衝突時の振動の周波数と比較して高周波となる。したがって、車両に生じた振動の周波数が、第1の周波数よりも高い予め定められた第2の周波数よりも高いと、車両には衝突による振動ではなく高周波のノイズ振動が発生していることを判断することができる。したがって、精度良く車両の衝突を判断することができる。 According to the third invention, noise vibration is generated in the vehicle due to input from the road surface, the engine, or the rotating electrical machine. The frequency of the noise vibration is higher than that of the vibration at the time of collision. Therefore, if the frequency of the vibration generated in the vehicle is higher than a predetermined second frequency that is higher than the first frequency, it is confirmed that the high-frequency noise vibration is generated in the vehicle instead of the vibration due to the collision. Judgment can be made. Therefore, the collision of the vehicle can be determined with high accuracy.
第4の発明に係る車両の制御装置においては、第1〜3の発明の構成に加えて、検知手段は、車両の幅方向、高さ方向および長さ方向のうちの少なくともいずれか一方向についての角速度または加速度を検知するセンサである。 In the vehicle control apparatus according to the fourth aspect of the invention, in addition to the configurations of the first to third aspects, the detection means is at least one of the width direction, the height direction, and the length direction of the vehicle. It is a sensor which detects the angular velocity or acceleration of.
第4の発明によると、車両の幅方向、高さ方向および長さ方向のうちの少なくともいずれか一方向についての角速度または加速度を検知することにより、車両に衝突が発生したか否かを精度良く判断することができる。 According to the fourth invention, it is possible to accurately determine whether or not a collision has occurred in the vehicle by detecting an angular velocity or acceleration in at least one of the width direction, the height direction, and the length direction of the vehicle. Judgment can be made.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。本発明に係る車両の制御装置が搭載された車両は、後述するナビゲーションシステムが搭載された車両であれば、特にハイブリッド車両に限定するものではない。たとえば、電気自動車であってもよいし、燃料電池自動車であってもよい。 A control block diagram of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The vehicle on which the vehicle control device according to the present invention is mounted is not particularly limited to a hybrid vehicle as long as the vehicle has a navigation system described later. For example, it may be an electric vehicle or a fuel cell vehicle.
本実施の形態においては、ハイブリッド車両に本発明を適用した場合について説明する。本実施の形態においてハイブリッド車両は、図1に示すハイブリッド車両に限定されない。ハイブリッド車両は、内燃機関が停止した状態で、駆動源となるモータジェネレータの動力により走行可能な車両であればよく、走行用バッテリとして二次電池を搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。また、二次電池ではなくキャパシタ等の蓄電機構であってもよい。また、二次電池である場合には、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。 In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a hybrid vehicle will be described. In the present embodiment, the hybrid vehicle is not limited to the hybrid vehicle shown in FIG. The hybrid vehicle only needs to be a vehicle that can be driven by the power of the motor generator serving as a drive source with the internal combustion engine stopped, and is a hybrid vehicle having another aspect in which a secondary battery is mounted as a running battery. Also good. In addition, a storage mechanism such as a capacitor may be used instead of the secondary battery. Moreover, in the case of a secondary battery, it is a nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, etc., The kind is not specifically limited.
ハイブリッド車両は、駆動源としての、たとえばガソリンエンジン等の内燃機関(以下、エンジンとして説明する)120と、モータジェネレータ(MG)140とを含む。なお、図1においては、説明の便宜上、モータジェネレータ140を、モータ140Aとジェネレータ140B(あるいはモータジェネレータ140B)と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ140Aがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ140Bがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、車両が減速される。
The hybrid vehicle includes an internal combustion engine (hereinafter, described as an engine) 120 such as a gasoline engine and a motor generator (MG) 140 as drive sources. In FIG. 1, for convenience of explanation, the
ハイブリッド車両は、この他に、エンジン120やモータジェネレータ140で発生した動力を駆動輪160に伝達したり、駆動輪160の駆動をエンジン120やモータジェネレータ140に伝達する減速機180と、エンジン120の発生する動力を駆動輪160とジェネレータ140Bとの2経路に分配する動力分割機構(たとえば、遊星歯車機構)200と、モータジェネレータ140を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ220と、走行用バッテリ220の直流とモータ140Aおよびジェネレータ140Bの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ240と、走行用バッテリ220の充放電状態(たとえば、SOC(State Of Charge))を管理制御するバッテリ制御ユニット(以下、バッテリECU(Electronic Control Unit)という)260と、エンジン120の動作状態を制御するエンジンECU280と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ140およびバッテリECU260、インバータ240等を制御するMG_ECU300と、バッテリECU260、エンジンECU280およびMG_ECU300等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するHV_ECU320等を含む。
In addition to this, the hybrid vehicle transmits the power generated by the
本実施の形態において、走行用バッテリ220とインバータ240との間には昇圧コンバータ242が設けられている。これは、走行用バッテリ220の定格電圧が、モータ140Aやモータジェネレータ140Bの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ220からモータ140Aやモータジェネレータ140Bに電力を供給するときには、昇圧コンバータ242で電力を昇圧する。
In the present embodiment,
なお、図1においては、各ECUを別構成としているが、2個以上のECUを統合したECUとして構成してもよい(たとえば、図1に、点線で示すように、MG_ECU300とHV_ECU320とを統合したECUとすることがその一例である)。
In FIG. 1, each ECU is configured separately, but may be configured as an ECU in which two or more ECUs are integrated (for example,
動力分割機構200は、エンジン120の動力を、駆動輪160とモータジェネレータ140Bとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構(プラネタリーギヤ)が使用される。モータジェネレータ140Bの回転数を制御することにより、動力分割機構200は無段変速機としても機能する。エンジン120の回転力はプラネタリーキャリア(C)に入力され、それがサンギヤ(S)によってモータジェネレータ140Bに、リングギヤ(R)によってモータおよび出力軸(駆動輪160側)に伝えられる。回転中のエンジン120を停止させる時には、エンジン120が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ140Bで電気エネルギに変換して、エンジン120の回転数を低下させる。
The
図1に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、HV_ECU320は、モータジェネレータ140のモータ140Aのみによりハイブリッド車両の走行を行なうようにモータ140AおよびエンジンECU280を介してエンジン120を制御する。「予め定められた条件」は、本実施の形態においては、たとえば、SOCが予め定められた値以上であるという条件および車速が予め定められた速度以下であるという条件のうちの少なくともいずれか一方である。このようにすると、発進時や低速走行時等であってエンジン120の効率が悪い場合に、モータジェネレータ140のモータ140Aのみによりハイブリッド車両の走行を行なうことができる。
In a hybrid vehicle equipped with a hybrid system as shown in FIG. 1, when a predetermined condition is established for the state of the vehicle,
また、通常走行時には、たとえば動力分割機構200によりエンジン120の動力を2経路に分け、一方で駆動輪160の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ140Bを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ140Aを駆動して駆動輪160の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ220からの電力をモータ140Aに供給してモータ140Aの出力を増大させて駆動輪160に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪160により従動するモータ140Aがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ220に蓄える。なお、走行用バッテリ220の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン120の出力を増加してジェネレータ140Bによる発電量を増やして走行用バッテリ220に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン120の駆動量を増加する制御を行なう。たとえば、上述のように走行用バッテリ220の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン120の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。
Further, during normal travel, for example, the
また、走行用バッテリ220の目標SOCはいつ回生が行なわれてもエネルギが回収できるように60%程度に設定されている。また、SOCの上限値と下限値とは、走行用バッテリ220のバッテリの劣化を抑制するために、たとえば、上限値を80%とし、下限値を30%として設定され、HV_ECU320は、MG_ECU300を介してSOCが上限値および下限値を越えないようにモータジェネレータ140による発電や回生、モータ出力を制御している。なお、ここで挙げた値は、一例であって特に限定される値はない。
In addition, the target SOC of traveling
さらに、本実施の形態においては、走行用バッテリ220と昇圧コンバータ242との間の電源ラインには、システムメインリレー(以下、SMRと記載する)310が設けられる。SMR310は、HV_ECU320からの制御信号に応じて、接点をクローズして電源ラインを接続状態にしたり、接点をオープンして遮断状態にしたりする。電源ラインが接続状態であると、走行用バッテリ220の電力は、昇圧コンバータ242、インバータ240を介してモータジェネレータ140に供給される。一方、電源ラインが遮断状態であると、モータジェネレータ140に電力が供給されることはない。
Further, in the present embodiment, a system main relay (hereinafter referred to as SMR) 310 is provided on the power supply line between battery for traveling 220 and boost
さらに、本実施の形態におけるハイブリッド車両には、ナビゲーションシステム302が搭載される。ナビゲーションシステム302は、外部の機器と通信して、車両の現在位置を取得する。具体的には、ナビゲーションシステム302は、車内あるいは車外に設けられたアンテナ(図示せず)を介して、地上の基地局あるいはGPS衛星から車両の位置を特定する情報を受信する。ナビゲーションシステム302は、GPS衛星から送信される衛星の軌道および時刻のデータを含む情報に基づいてGPS衛星からの距離を演算する。複数のGPS衛星から送信される情報に基づいて同様にGPS衛星からの距離をそれぞれ演算することにより、地球上における車両の位置(たとえば、経度、緯度および高度)を特定する。これらの演算は、ナビゲーションシステム302に設けられるナビECU(図示せず)により実行される。
Furthermore, a
また、ナビゲーションシステム302には、車両の動きに関する物理量を検知するセンサ304が設けられる。本実施の形態において、センサ304は、車両の前後方向、幅方向および高さ方向(以下、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向ともいう)のうちの少なくとも一方向についての角速度を検知するジャイロセンサである。
The
なお、センサ304は、ナビゲーションシステム302に車両の位置補正のために設けられるジャイロセンサであって、衝突に対応する周波数帯の車両の振動を検知できるものであれば、特にジャイロセンサに限定されるものではない。たとえば、センサ304は、車両の前後方向、幅方向および高さ方向のうちの少なくとも一方向についての加速度を検知する加速度計であってもよいし、あるいは、加速度計としての機能とジャイロセンサとしての機能とが統合されたセンサであってもよい。
The
また、本実施の形態において、ジャイロセンサ304は、X軸方向周りの角速度の変化に基づいて車両に生じる振動を検知するとして説明するが、Y軸方向周りおよびZ軸方向周りについても同様であるため、その詳細な説明は繰り返さない。
In the present embodiment, the
図2に示すように、ナビゲーションシステム302は、ジャイロセンサ304とナビECU306とを含む。
As shown in FIG. 2, the
ナビECU302は、ジャイロセンサ304において取得された車両の動きに関する物理量に基づいて、GPS衛星からの情報により特定された車両の位置をさらに補正する。このような補正により、たとえば、GPS衛星との通信が遮断されるような状況下(たとえば、トンネル通過時)において、車両の位置を正確に運転者に提供することができる。
The
具体的には、ナビECU302は、ジャイロセンサ304から車両のX軸方向周りの角速度が時間微分された角加速度の変化に基づく振動の周波数fxを示す信号と振動の強度Vxを示す信号とを受信する。このとき、ジャイロセンサ304は、振動の周波数fxを示す信号と、振動の強度Vxを示す信号とをHV_ECU320に対しても送信する。
Specifically, the
HV_ECU320は、ジャイロセンサ304から取得された振動の周波数fxを示す信号と振動の周波数fxを示す信号とに基づいて、SMR310に制御信号を送信する。
The
図3に示すように、ジャイロセンサ304は、振動子312と信号処理回路314とから構成される。車両がX軸周りに傾斜する際には、X軸周りの角速度に対応した信号が信号処理回路314に出力される。信号処理回路314は、受信した角速度を時間微分して、角加速度を算出する。信号処理回路314は、算出された角加速度に基づいて車両に発生する振動の周波数fxおよび振動の強度Vxを算出する。振動の周波数fxおよび振動の強度Vxは、たとえば、角加速度についての時系列データをフーリエ変換するなどして得られたパワースペクトルに基づいて、最大となる強度をVxとし、そのときの周波数をfxとするが、特にこのような手法に限定されるものではなく、周知の技術を用いればよい。信号処理回路314は、算出された振動の周波数fxおよび振動の強度VxをナビECU306およびHV_ECU320に送信する。
As shown in FIG. 3, the
このような構成を有するハイブリッド車両において、HV_ECU320は、ナビゲーションシステム302から車両のX軸方向周りの角加速度の変化に基づく振動の周波数fxおよび強度Vxを取得して、取得された振動の周波数fxおよび強度Vxに基づいて車両が衝突したか否かをを判断する。HV_ECU320は、車両が衝突したことを判断すると、走行用バッテリ220からの電力供給が遮断されるようにSMR310を制御する。本発明は、HV_ECU320が上述したように動作する点に特徴を有する。
In the hybrid vehicle having such a configuration, the
以下、図4を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるHV_ECU320で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 4, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、HV_ECU320は、ジャイロセンサ304から振動の周波数fxおよび振動の強度Vxを取得する。
In step (hereinafter referred to as “S”) 100,
S102にて、HV_ECU320は、取得されたfxがf(2)よりも大きいか否かを判断する。f(2)は、実験等により適合される予め定められた値であって、衝突に対応する振動よりも高い周波数である。f(2)は、衝突に基づく振動と、路面、エンジンあるいはモータからの入力に基づく高周波のノイズに対応する振動との境界値である。取得されたfxがf(2)よりも大きいと(S102にてYES)、処理はS114に移される。もしそうでないと(S102にてNO)、処理はS104に移される。
In S102,
S104にて、HV_ECU320は、取得されたfxがf(1)よりも小さいか否かを判断する。f(1)は、実験等により適合される予め定められた値であって、衝突に対応する振動よりも低い周波数である。f(1)は、衝突に基づく振動と、車両の動きに対応する低周波の振動との境界値である。取得されたfxがf(1)よりも小さいと(S104にてYES)、処理はS112に移される。もしそうでないと(S104にてNO)、処理はS106に移される。
In S104,
S106にて、HV_ECU320は、取得されたVxがVthよりも大きいか否かを判断する。Vthは、実験等により適合される予め定められた値であって、衝突に対応する振動の強度と衝突に対応しない強度との境界値である。取得されたVxがVthよりも大きいと(S106にてYES)、処理はS108に移される。もしそうでないと(S106にてNO)、処理はS112に移される。
In S106,
S108にて、HV_ECU320は、車両が衝突したことを判断する。S110にて、HV_ECU320は、SMR310の接点が遮断状態になるようにSMR310を制御する。S112にて、HV_ECU320は、車両は衝突していないことを判断する。S114にて、HV_ECU320は、車両に生じた振動は高周波のノイズ振動によるものであることを判断する。
In S108,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る車両の制御装置であるHV_ECU320の動作について説明する。
The operation of
たとえば、車両が通常走行中において、緩やかな減速、加速あるいは旋回するなどした場合には、HV_ECU320は、ジャイロセンサ304から出力された振動の強度および周波数として、図5のA点に示すような振動特性(fx(1),V(1))を取得する(S100)。取得されたfx(1)は、f(2)以下であって(S102にてNO)、f(1)よりも小さいため(S104にてYES)、車両に衝突は発生していないことが判断される。
For example, when the vehicle is traveling normally, when the vehicle slowly decelerates, accelerates, or turns, the
また、路面あるいは車両の振動源(たとえば、エンジンやモータジェネレータなどの駆動源)から振動が発生した場合には、HV_ECU320は、ジャイロセンサ304から出力された振動の強度および周波数として、図5のB点に示すような振動特性(fx(3),V(3))を取得する(S100)。取得されたfx(3)は、f(2)よりも大きいため(S102にてYES)、高周波のノイズ振動が車両に発生していることが判断される。
In addition, when vibration is generated from a road surface or a vehicle vibration source (for example, a drive source such as an engine or a motor generator), the
一方、車両が衝突した場合には、HV_ECU320は、ジャイロセンサ304から取得された振動の強度および周波数として、図5のC点に示すような振動特性(fx(2),V(2))を取得する(S100)。取得されたfx(2)は、f(2)以下であって(S102にてNO)、f(1)以上である(S104)。さらに、取得されたV(2)は、Vthよりも大きい(S106にてYES)。そのため、HV_ECU320は、車両が衝突したことを判断して、接点をオープンして電源ラインが遮断状態になるようにSMR310を制御する(S110)。SMR310において接点が開放状態になるように制御されると、走行用バッテリバッテリ220から昇圧コンバータ240への電力の供給が遮断される。
On the other hand, when the vehicle collides, the
以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、HV_ECUは、ナビゲーションシステムから取得された角加速度の変化に基づく車両に生じる振動の強度Vxおよび周波数fxに基づいて車両が衝突したか否かを判断する。HV_ECU320は、車両が衝突したことを判断すると、モータジェネレータへの電力供給を遮断するようにSMRを制御する。すなわち、車両の振動の特性が、車両の衝突時の振動特性と実質的に同程度であることを判断することにより、車両が衝突したことを判断することができる。車両の振動を取得するために、ナビゲーションシステムに設けられたジャイロセンサを用いることにより、衝突を検知するための機器を新たに設ける必要が無くなる。そのため、部品点数の増加を抑制して、コストの上昇を抑制することができる。また、車両の衝突に応じて、モータジェネレータへの電力供給を遮断することにより、走行用バッテリにおける漏電などの二次的事故を防止することができる。したがって、車両に搭載される機器から得られる情報を十分に活用し、衝突に対して車両の安全を確保する車両の制御装置を提供することができる。
As described above, according to the vehicle control apparatus of the present embodiment, the HV_ECU collides with the vehicle based on the vibration intensity Vx and the frequency fx generated in the vehicle based on the change in angular acceleration acquired from the navigation system. Determine whether or not. When
また、衝突が発生していない通常走行時の車両の振動の周波数は、衝突時の加速度あるいは角加速度の変化に基づく振動の周波数と比較して低周波となる。したがって、ナビゲーションシステムにおいて取得された振動の周波数が衝突時ではない振動の周波数との境界値であるf(1)よりも高い場合においては、車両が衝突した場合の振動が発生したことを判断することができる。また、車両の衝突時においては、衝突エネルギにより強い強度の振動が生じる。そこで、周波数に加えて振動の強度がVthよりも大きいと、車両が衝突したことを判断することにより、車両の衝突を精度良く判断することができる。 Further, the vibration frequency of the vehicle during normal travel where no collision occurs is lower than the vibration frequency based on the change in acceleration or angular acceleration during the collision. Therefore, when the vibration frequency acquired in the navigation system is higher than f (1) which is a boundary value with the vibration frequency not at the time of the collision, it is determined that the vibration has occurred when the vehicle collides. be able to. Further, at the time of a vehicle collision, strong vibration is generated by the collision energy. Therefore, when the vibration intensity is greater than Vth in addition to the frequency, it is possible to accurately determine the collision of the vehicle by determining that the vehicle has collided.
さらに、車両には、路面、エンジンあるいはモータジェネレータからの入力によるノイズ振動が発生する。ノイズ振動の周波数は、衝突時の振動の周波数と比較して高周波となる。したがって、衝突時の振動の周波数とノイズ振動の周波数との境界値であるf(2)よりも、車両に生じた振動の周波数が高いと、車両には衝突ではなく高周波のノイズ振動が発生していることを判断することができる。したがって、取得された振動に基づいて、精度良く車両の衝突を判断することができる。 Furthermore, noise vibration is generated in the vehicle due to input from the road surface, the engine, or the motor generator. The frequency of the noise vibration is higher than that of the vibration at the time of collision. Therefore, if the frequency of the vibration generated in the vehicle is higher than f (2), which is the boundary value between the frequency of vibration at the time of collision and the frequency of noise vibration, high-frequency noise vibration occurs instead of collision in the vehicle. Can be judged. Therefore, it is possible to accurately determine the collision of the vehicle based on the acquired vibration.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
120 エンジン、140 モータジェネレータ、160 駆動輪、180 減速機、200 動力分割機構、220 走行用バッテリ、240 インバータ、242 昇圧コンバータ、260 バッテリECU、280 エンジンECU、300 MG_ECU、302 ナビゲーションシステム、304 ジャイロセンサ、306 ナビECU、310 システムメインリレー、312 振動子、314 信号処理回路、320 HV_ECU。
120 Engine, 140 Motor Generator, 160 Drive Wheel, 180 Reducer, 200 Power Dividing Mechanism, 220 Travel Battery, 240 Inverter, 242 Boost Converter, 260 Battery ECU, 280 Engine ECU, 300 MG_ECU, 302 Navigation System, 304
Claims (4)
前記ナビゲーションシステムから、前記物理量の変化に基づいて、車両に生じる振動の強度および周波数を取得するための取得手段と、
前記取得された振動の強度および周波数に基づいて、前記車両が衝突したか否かを判断するための判断手段と、
前記車両が衝突したことを判断すると、前記回転電機への電力供給を遮断するように前記リレーを制御するための制御手段とを含む、車両の制御装置。 A control device for a vehicle equipped with a navigation system that acquires information for specifying the position of a vehicle by communication with an external device, the vehicle being supplied to a rotating electrical machine as a drive source and the rotating electrical machine A power storage mechanism for storing electric power; and a relay for cutting off power supply from the power storage mechanism to the rotating electrical machine. The navigation system is provided with detection means for detecting a physical quantity related to movement of the vehicle during travel. The navigation system corrects the position of the vehicle based on the detected physical quantity,
An acquisition means for acquiring the intensity and frequency of vibration generated in the vehicle based on the change in the physical quantity from the navigation system;
Determining means for determining whether the vehicle has collided based on the acquired intensity and frequency of vibration;
And a control means for controlling the relay so as to cut off the power supply to the rotating electrical machine when it is determined that the vehicle has collided.
前記判断手段は、前記取得された振動の周波数が、前記第1の周波数よりも高い予め定められた第2の周波数よりも高いと、前記車両は衝突していないことを判断するための手段を含む、請求項2に記載の車両の制御装置。 The predetermined frequency is a first frequency,
The determination means includes means for determining that the vehicle has not collided when the acquired vibration frequency is higher than a predetermined second frequency higher than the first frequency. The vehicle control device according to claim 2, further comprising:
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013507895A (en) * | 2009-10-08 | 2013-03-04 | ドウ コカム フランス エスアエス | Battery comprising a plurality of electrical energy generating elements |
-
2006
- 2006-05-31 JP JP2006152073A patent/JP2007325400A/en not_active Withdrawn
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