JP2008206288A - 車両制御装置、車両制御方法及び車両制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】CPUのリセットが発生した場合に、システムメインリレー(SMR)を予め決められた時間遮断することなく導通状態を保持し、CPUがその間に立ち上がれば、走行に支障を与えない車両制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド自動車10は、動力系統と制御系統とを含み、動力系統は、高圧バッテリ36と昇圧コンバータ21との接続を導通又は遮断するSMR32等と、昇圧コンバータ21に接続された電動インバータ24と電動インバータ24に接続された車両用電動機27とを含んでいる。制御系統は、SMR32等へ制御信号を伝達するSMR制御信号ユニット40と、制御信号ユニット40へ制御信号を出力する制御ECU11と、を含んでいる。第1のリレー制御手段は、制御ECU11と制御信号保持回路41を含み、第2のリレー制御手段は、制御ECU11と強制SMR遮断回路42を含む。
【選択図】図1
【解決手段】ハイブリッド自動車10は、動力系統と制御系統とを含み、動力系統は、高圧バッテリ36と昇圧コンバータ21との接続を導通又は遮断するSMR32等と、昇圧コンバータ21に接続された電動インバータ24と電動インバータ24に接続された車両用電動機27とを含んでいる。制御系統は、SMR32等へ制御信号を伝達するSMR制御信号ユニット40と、制御信号ユニット40へ制御信号を出力する制御ECU11と、を含んでいる。第1のリレー制御手段は、制御ECU11と制御信号保持回路41を含み、第2のリレー制御手段は、制御ECU11と強制SMR遮断回路42を含む。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両用電動機に接続されたインバータと、インバータに電力を供給する主バッテリと、主バッテリとインバータの接続を導通又は遮断するメインリレーと、を含むハイブリッド自動車及び電気自動車において、メインリレーを制御する車両制御装置、車両制御方法及び車両制御プログラムに関する。
近年、ハイブリッド自動車、電気自動車及び燃料電池自動車等が注目され、従来のエンジン駆動型自動車を上回る動力性能を目指して様々な改良が加えられている。例えば、ハイブリッド自動車では、エネルギー効率を高め、動力性能を向上させるために、主バッテリから供給される電圧をインバータに設けられた昇圧コンバータにより高電圧に変換した後、インバータにより車両用電動機に供給する方式が採用されている。
このようなハイブリッド自動車では、主バッテリとインバータの間にシステムメインリレー(SMR)を設け、車両に設けられたCPUによりSMRやインバータ等が制御される。一般的に、CPUの電源は補機バッテリから供給されるため、補機バッテリの電圧低下、CPUの電源瞬断及び外来ノイズ等により走行中にリセットが発生すると、CPUが初期化処理を実行することで初期化され、SMRの導通が遮断される。
SMRの導通が遮断された状態では、インバータによって生成される三相交流が車両用電動機に供給されず、車両は走行を続けることができなくなる。さらに、車両が車両用電動機を駆動している状態では、車両用電動機は逆起電力を発生しているため、この状態でSMRを導通するとSMRの接点間にスパークが発生し、接点溶着が生じ得るという問題があった。
このような問題を解決するために、特許文献1には、走行中におけるCPUのリセットによりSMRの導通が遮断されても、昇圧コンバータ内のトランジスタをオフ状態とし、車両の停止を待たずに、SMRを導通状態に復帰させる技術が開示されている。
また、特許文献2には、走行中にCPUのリセットがかかっても、スタンバイRAMに記憶された走行開始許可手段の走行許可フラグの内容に基づいて、車両走行開始前に車両の安全確認のための走行開始許可手段の走行許可を運転者から得ることなく、車両走行に支障を与えない車両制御装置が開示されている。
しかし、上述した特許文献1と特許文献2に示された技術は、走行中にCPUのリセットがかかった場合、SMRの導通が遮断され、再度導通状態に復帰するものである。
近年のハイブリッド自動車では、さらなる省エネルギー化のために従来エンジン駆動されていた補機が主バッテリの電源を動力源とするものに置き換えられるようになった。このため、電動化された補機を安定して動作させるには、CPUのリセットによるSMRの導通遮断の頻度を低下することが望まれる。
もし、仮に従来方式による回復時間が限りなく短くすることが可能となっても、従来の車両制御装置ではSMRの導通遮断の頻度を低くする手段は持ち合わせていない。
そこで、本発明の目的は、制御CPUのリセットが発生した場合に、SMRを予め決められた時間遮断することなく導通状態を保持し、制御CPUがその間に立ち上がれば、走行に支障を与えない車両制御装置、車両制御方法及び車両制御プログラムを提供することである。
以上のような目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、車両用電動機に接続されたインバータと、インバータに電力を供給する主バッテリと、主バッテリとインバータとの接続を導通又は遮断するメインリレーと、を含み、これらを制御する車両制御装置において、運転者の走行開始操作又は走行停止操作を受け付ける操作受付手段と、少なくともインバータとメインリレーとを制御する制御部と、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部から遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持する第1のリレー制御手段と、操作受付が受け付けた情報又は、制御部の判断に基づいて、第1のリレー制御手段によるメインリレーの導通状態を保持又は遮断状態とする第2のリレー制御手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係る車両制御装置において、第1のリレー制御手段は、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部のリセットにより遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持し、第2のリレー制御手段は、制御部に記憶されたリセット以前の状態が走行開始操作を受け付けた状態であった場合、第1のリレー制御手段の導通状態を保持させることを特徴とする。
さらに、本発明に係る車両制御装置において、第1のリレー制御手段は、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部のリセットにより遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持し、第2のリレー制御手段は、制御部に記憶されたリセット以前の状態が走行開始操作を受け付けた状態であっても、制御部が遮断の必要があると判断した場合には、第1のリレー制御手段の導通状態を解除して遮断状態とすることを特徴とする。
また、本発明に係る車両制御方法は、車両用電動機に接続されたインバータと主バッテリとの接続を導通又は遮断するメインリレーを制御する車両制御方法において、運転者の走行開始操作又は走行停止操作を受け付ける操作受付工程と、制御部によってメインリレーが導通状態となり、かつ、制御部から遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持する第1のリレー制御工程と、操作受付が受け付けた情報又は、制御部の判断のいずれかに基づいて、第1のリレー制御工程によって設定されたメインリレーの導通状態を保持又は遮断状態とする第2のリレー制御工程と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明に係る車両制御方法において、第1のリレー制御工程は、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部のリセットにより遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持し、第2のリレー制御工程は、制御部に記憶されたリセット以前の状態が走行開始操作を受け付けた状態であった場合、第1のリレー制御工程によって設定されたメインリレーの導通状態を保持させることを特徴とする。
さらにまた、本発明に係る車両制御方法において、第1のリレー制御工程は、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部のリセットにより遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持し、第2のリレー制御工程は、制御部に記憶されたリセット以前の状態が走行開始操作を受け付けた状態であっても、制御部が遮断の必要があると判断した場合には、第1のリレー制御工程で設定されたメインリレーの導通状態を解除して遮断状態とすることを特徴とする。
また、本発明に係る車両制御プログラムは、車両用電動機に接続されたインバータと主バッテリとの接続を導通又は遮断するメインリレーの制御を制御部に設けられたコンピュータに実行させる車両制御プログラムにおいて、運転者の走行開始操作又は走行停止操作を受け付ける操作受付ステップと、制御部によってメインリレーが導通状態となり、かつ、制御部から遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持する第1のリレー制御ステップと、操作受付が受け付けた情報又は、制御部の判断に基づいて、第1のリレー制御ステップによって設定されたメインリレーの導通状態を保持又は遮断状態とする第2のリレー制御ステップと、を有することを特徴とする。
さらに、本発明に係る車両制御プログラムにおいて、第1のリレー制御ステップは、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部のリセットにより遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持し、第2のリレー制御ステップは、制御部に記憶されたリセット以前の状態が走行開始操作を受け付けた状態であった場合、第1のリレー制御ステップによって設定されたメインリレーの導通状態を保持させることを特徴とする。
さらにまた、本発明に係る車両制御プログラムにおいて、第1のリレー制御ステップは、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部のリセットにより遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持し、第2のリレー制御ステップは、制御部に記憶されたリセット以前の状態が走行開始操作を受け付けた状態であっても、制御部が遮断の必要があると判断した場合には、第1のリレー制御ステップで設定されたメインリレーの導通状態を解除して遮断状態とすることを特徴とする。
本発明を用いることにより、走行中のリセットでSMRを遮断状態から導通状態に復帰させるのではなく、所定時間の間遮断することなく保持し、CPUがその間に立ち上がれば、運転者はほとんど気付かずにそのまま走行可能とすることができるという効果がある。
また、SMRの導通状態を保持することで遮断の頻度を低くすることができ、高圧バッテリを動力源とする補機の安定運転が実現できるという効果がある。
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。
図1にはハイブリッド自動車10の概略構成が示されており、図1を用いて車両制御装置20の構成について説明する。ハイブリッド自動車10は、動力系統と制御系統とを含み、動力系統は、高圧バッテリ36と昇圧コンバータ21との接続を導通又は遮断するシステムメインリレー(SMR1〜3)31,32,33と、昇圧コンバータ21に接続された電動機インバータ24と電動機インバータ24に接続された車両用電動機27とその他の複数の駆動機器とを有している。また、SMR1(31)には突入電流制限抵抗が設けられ、SMR2(32)とSMR3(33)との間には平滑コンデンサ35が設けられている。
複数の駆動機器には、エンジンやミッションの潤滑を目的としたオイルポンプを駆動するオイルポンプ用電動機25とオイルポンプインバータ22と、エアコンディショナ・コンプレッサを駆動するコンプレッサ用電動機26とA/Cコンプレッサインバータ23と、がある。また、各インバータには保護回路が設けてあり、個々の異常又は故障により昇圧コンバータ21が影響を受けない構成となっている。
制御系統は、SMR1〜3へ制御信号を伝達するSMR制御信号保持ユニット40と、SMR制御信号保持ユニットへ制御信号を出力すると共に複数のインバータと複数のECUと通信する制御ECU11と、を有している。複数のECUには、エンジンを制御するエンジンECU12と、ブレーキを制御するブレーキECU13と、高圧バッテリ36を制御する電池ECU14と、がある。
また、上述した第1のリレー制御手段は、制御ECU11と制御信号保持回路41と後述するソフトウエアにより実現され、第2のリレー制御手段は、制御ECU11と強制SMR遮断回路42と同様に後述するソフトウエアにより実現される。
制御ECU11は、この他に、イグニッション(IG)スイッチからの受付と、運転者の走行開始操作又は走行停止操作を受け付ける操作受付手段50と、を有し、操作受付手段50はスタートSW53、アクセル開度54及びシフトポジションSW55からの入力を受け付ける。
なお、本実施形態で特徴的なことは、制御ECU11が出力するSMR1〜3の制御信号に対してSMR制御信号保持ユニット40が、その制御信号が導通状態から遮断状態に急激に変化した場合、予め決められた時間導通を保持する機能を有することである。
この機能により、制御ECU11に係るCPUがノイズや補機バッテリ51の急激な電圧低下による瞬間的なリセットが発生しても、SMRの導通状態を保持し、制御ECU11が立ち上がった後に、リセット以前の状態が走行開始状態であった場合、SMRの導通状態を保持することを可能とする。なお、上記導通を保持する時間は、各インバータに設けられた保護回路によるバックアップに基づいて、例えば、10ms〜100ms程度の時間としている。
図2には、制御ECUに係るCPUのリセット発生から通常制御に復帰するまでの制御の概要を示すフローチャートが示されている。また、図3には、図2に示した処理の続きとして、走行制御処理中にSMRを即遮断状態にする必要が生じた場合の処理の流れを示すフローチャートが示されている。なお、図2,3に示した変数Ready_oldフラグは不揮発メモリ領域に格納され、強制SMR遮断回路42のQCONT信号は、通常ハイインピーダンス状態となる信号であるため、通常はHiレベルである。
最初に、正常な起動処理から正常な終了処理までの流れについて説明する。図1のIGスイッチがONされると、図2のステップS10におけるCPU初期化処理が実行され、続いて、ステップS12のI/O初期化処理が行われる。ステップS14において、強制SMR遮断回路42のQCONT信号を「ON(Hi)」にセットする。
次に、ステップS16においてSMRモニタ信号43を取得して、ステップS18においてSMR2,3が「ON(Hi)」つまり、SMRが導通状態であるかを確認する。正常な状態で起動処理が行われる場合には、SMR2,3は通常「OFF(Lo)」であるため、ステップS18ではNoと判断され、ステップS20へ移る。ステップS20では不揮発メモリ領域のReady_oldフラグの確認を行う。正常な状態で終了処理が行われると、Ready_oldフラグは「OFF(Lo)」となるため、「OFF(Lo)」であれば、ステップS22の走行許可確認へ移る。
ステップS22の走行許可確認では、図1の操作受付手段50からの入力に基づき、スタートSW=「ON」、シフトポジション=「P」、アクセル開度=「0度」及び、車速=0km/hを確認する。もし、上記の条件を満たす場合は走行可能と判断され、ステップS26に移る。
ステップS26では、最初にSMR3(33)とSMR1(31)とを導通状態とし、次に、SMR3(33)とSMR2(32)とを導通状態としてSMR1(31)を遮断すると、一連のReday処理が終了し、ステップS28において、Ready_oldフラグを「OFF(Lo)」から「ON(Hi)」にする。次に、図3のステップS30へ移る。
図3のステップS30では、走行に係る様々な処理が実行され、図1に示した各インバータの制御と、各ECUとの通信を行う。もし、これらの処理が正常であれば、ステップS32において、SMRを即遮断する必要がないので、ステップS34の走行終了確認を行い、走行終了であるかをステップS36にて確認する。走行終了でなければステップS30へ戻る。もし、走行終了であればステップS38において、Ready_oldフラグを「OFF(Lo)」とし、ステップS40にてSMR2〜3(32,33)を遮断して処理を終了する。以上が、正常状態の処理である。
次に、走行中にCPUのリセットが発生した場合について説明する。走行中では、Ready_oldフラグは「ON(Hi)」,QCONT信号は「ON(Hi)」であり、図3のステップS30〜S36までの処理を繰り返し実行している。この処理中に、リセットが発生すると、図2のCPU初期化処理(ステップS10)、I/O初期化が行われ、制御ECUからSMR制御信号保持ユニット40への出力は「OFF(Lo)」となる。
SMR制御信号保持ユニット40は、制御ECUから「OFF(Lo)」信号を受け取るが、予め決められた時間導通状態の保持を開始し、内蔵されているタイマに基づく遮断時刻まで保持を継続し、遮断時刻が到来した場合はSMRの遮断を行う。
これと共に、CPUは、SMRモニタ信号43を取得し、ステップS18において、SMR2,3モニタ信号が「ON(Hi)」であると判断し、ステップS26へ移り、再度SMR接続処理を行う。また、もし、ステップS18のSMR2,3モニタにおいて「OFF(Lo)」と判断した場合、不揮発メモリ領域のReady_oldフラグが「ON(Hi)」となっていることから、同様にしてステップS26の再度SMR接続処理を行う。本実施形態において、ステップS16〜S26までの処理は例えば1ms程度であるので、SMR制御信号保持ユニット40の出力は変化することなく、SMRの導通状態は保持されることになる。以上が、リセットが発生した場合の処理の流れである。
次に、運転者の操作によりIGスイッチ52が「OFF」、又は制御ECU11が即SMRを遮断をする必要があると判断した場合の処理の流れについて図3を用いて説明する。
IGスイッチ52が「OFF」になると、図1の強制SMR遮断回路42のバッファ素子の出力が「ON(Hi)」から「OFF(Lo)」に変化し、アンド素子の入力が「ON(Hi)」と「OFF(Lo)」になり、アンド素子の出力が「OFF(Lo)」となることで制御信号保持回路41のSMR出力が「OFF(Lo)」となる。
また、IGスイッチ52が「ON」の状態でも、図3の走行メイン処理(ステップS30)において、SMRを即遮断する要求が出されると、ステップS32において、SMRは即遮断と判定し、ステップS42のReady_oldフラグを「OFF(Lo)」とし、ステップS44において、QCONT信号を同様に「OFF(Lo)」とし、ステップS48において、SMRを即遮断とする。この処理により、制御ECUのQCONT信号が「ON(Hi)」から「OFF(Lo)」になると、アンド素子の出力も「OFF(Lo)」となり、保持機能が解除されることで、SMRの導通状態又は保持が遮断状態に変化する。
以上、上述したように、本実施形態を用いることにより、走行中のリセットでSMRを遮断状態から導通状態に復帰させるのではなく、所定時間の間遮断することなく保持し、CPUがその間に立ち上がれば、運転者はほとんど気付かずにそのまま走行可能とすることができる。
本実施形態では、ハイブリッド自動車における実施形態を説明したが、これに限定するものではなく、電気自動車や燃料電池自動車等に用いることができることはいうまでもない。また、本実施形態では、SMR制御信号保持ユニットを用いたが、同様に本ユニットに限定するものではなく、本ユニットは単安定フリップフロップ回路でも実現できる。
10 ハイブリッド自動車、12 エンジンECU、13 ブレーキECU、14 電池ECU、20 車両制御装置、21 昇圧コンバータ、22 オイルポンプインバータ、23 コンプレッサインバータ、24 電動機インバータ、25 オイルポンプ用電動機、26 コンプレッサ用電動機、27 車両用電動機、31 SMR1、32 SMR2、33 SMR3、34 突入電流制限抵抗、35 平滑コンデンサ、36 高圧バッテリ、40 制御信号保持ユニット、41 制御信号保持回路、42 強制SMR遮断回路、43 SMRモニタ信号、50 操作受付手段、51 補機バッテリ、52 IGスイッチ、53 スタートSW、54 アクセル開度。
Claims (9)
- 車両用電動機に接続されたインバータと、インバータに電力を供給する主バッテリと、主バッテリとインバータとの接続を導通又は遮断するメインリレーと、を含み、これらを制御する車両制御装置において、
運転者の走行開始操作又は走行停止操作を受け付ける操作受付手段と、
少なくともインバータとメインリレーとを制御する制御部と、
メインリレーが導通状態で、かつ、制御部から遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持する第1のリレー制御手段と、
操作受付が受け付けた情報又は、制御部の判断に基づいて、第1のリレー制御手段によるメインリレーの導通状態を保持又は遮断状態とする第2のリレー制御手段と、
を有することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
第1のリレー制御手段は、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部のリセットにより遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持し、
第2のリレー制御手段は、制御部に記憶されたリセット以前の状態が走行開始操作を受け付けた状態であった場合、第1のリレー制御手段の導通状態を保持させることを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
第1のリレー制御手段は、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部のリセットにより遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持し、
第2のリレー制御手段は、制御部に記憶されたリセット以前の状態が走行開始操作を受け付けた状態であっても、制御部が遮断の必要があると判断した場合には、第1のリレー制御手段の導通状態を解除して遮断状態とすることを特徴とする車両制御装置。 - 車両用電動機に接続されたインバータと主バッテリとの接続を導通又は遮断するメインリレーを制御する車両制御方法において、
運転者の走行開始操作又は走行停止操作を受け付ける操作受付工程と、
制御部によってメインリレーが導通状態となり、かつ、制御部から遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持する第1のリレー制御工程と、
操作受付が受け付けた情報又は、制御部の判断のいずれかに基づいて、第1のリレー制御工程によって設定されたメインリレーの導通状態を保持又は遮断状態とする第2のリレー制御工程と、
を有することを特徴とする車両制御方法。 - 請求項4に記載の車両制御方法において、
第1のリレー制御工程は、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部のリセットにより遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持し、
第2のリレー制御工程は、制御部に記憶されたリセット以前の状態が走行開始操作を受け付けた状態であった場合、第1のリレー制御工程によって設定されたメインリレーの導通状態を保持させることを特徴とする車両制御方法。 - 請求項4に記載の車両制御方法において、
第1のリレー制御工程は、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部のリセットにより遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持し、
第2のリレー制御工程は、制御部に記憶されたリセット以前の状態が走行開始操作を受け付けた状態であっても、制御部が遮断の必要があると判断した場合には、第1のリレー制御工程で設定されたメインリレーの導通状態を解除して遮断状態とすることを特徴とする車両制御方法。 - 車両用電動機に接続されたインバータと主バッテリとの接続を導通又は遮断するメインリレーの制御を制御部に設けられたコンピュータに実行させる車両制御プログラムにおいて、
運転者の走行開始操作又は走行停止操作を受け付ける操作受付ステップと、
制御部によってメインリレーが導通状態となり、かつ、制御部から遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持する第1のリレー制御ステップと、
操作受付が受け付けた情報又は、制御部の判断に基づいて、第1のリレー制御ステップによって設定されたメインリレーの導通状態を保持又は遮断状態とする第2のリレー制御ステップと、
を有することを特徴とする車両制御プログラム。 - 請求項7に記載の車両制御プログラムにおいて、
第1のリレー制御ステップは、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部のリセットにより遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持し、
第2のリレー制御ステップは、制御部に記憶されたリセット以前の状態が走行開始操作を受け付けた状態であった場合、第1のリレー制御ステップによって設定されたメインリレーの導通状態を保持させることを特徴とする車両制御プログラム。 - 請求項7に記載の車両制御プログラムにおいて、
第1のリレー制御ステップは、メインリレーが導通状態で、かつ、制御部のリセットにより遮断指令がメインリレーに出力された場合、メインリレーの導通状態を予め決められた時間保持し、
第2のリレー制御ステップは、制御部に記憶されたリセット以前の状態が走行開始操作を受け付けた状態であっても、制御部が遮断の必要があると判断した場合には、第1のリレー制御ステップで設定されたメインリレーの導通状態を解除して遮断状態とすることを特徴とする車両制御プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007038979A JP2008206288A (ja) | 2007-02-20 | 2007-02-20 | 車両制御装置、車両制御方法及び車両制御プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
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