JP2013150487A - 電気自動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気自動車における走行モードと充電モードの重複を回避する。
【解決手段】電気自動車の制御装置は、バッテリ１１の充電を行う充電機器１３と、走行に必要な走行機器１２と、走行用キースイッチ１６又は充電スイッチ１７の操作信号により起動する電気制御ユニット１４とを備え、電気制御ユニット１４に、キースイッチ１６からの操作信号により立ち上がって走行機器１２を制御する走行プログラムと充電スイッチ１７からの操作信号により立ち上がって充電機器１３を制御する充電プログラムが設けられる。電気制御ユニット１４は、走行プログラムが立ち上がっているときに充電スイッチ１７が操作されると充電プログラムの立ち上がりを無視し、充電プログラムが立ち上がっているときにキースイッチ１６が操作されると走行プログラムの立ち上がりを無視するように構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、充電可能なバッテリを搭載し、このバッテリから供給される電気によって走行する電気自動車の制御装置に関するものである。

従来、電気自動車は、バッテリから供給される電気によって走行するものであるので、充電可能なバッテリと、そのバッテリから供給される電気によって駆動する動力モータ等の走行に必要な走行機器と、アクセルペダル等の操作信号によりその走行機器を実際に制御する走行ＥＣＵ（Electric Control Unite）が設けられる。また、このような電気自動車には、電気自動車を走行させることにより消費した電力を補って、電気自動車を再び走行可能とするために、外部電源から電力の供給を受けてバッテリの充電を行う充電機器と、充電スイッチからの信号により立ち上がってこの充電機器を制御する充電ＥＣＵが搭載される。そして、この充電ＥＣＵは立ち上がった状態で充電機器を制御し、外部電源から電力の供給を受けてバッテリの充電を行うように構成される。

ここで、このような充電スイッチにより立ち上がる充電ＥＣＵを有する電気自動車では、例えば夜間電力契約工場において、夜間にバッテリの充電を行う場合、電力が供給される所定の時刻になってから、操作者の手動により充電スイッチをオンとしなければ充電することができないという不都合が生じる。このため、外部電源からの電力供給を検出する一次電圧検出手段と、この一次電圧検出手段による電力供給の検出に従って自動充電指令信号を出力する自動充電指令手段と、自動充電指令手段からの自動充電指令信号に従って、充電開始信号を出力する充電開始検出手段と、充電開始信号に従って、バッテリの充電を開始させるとともに、そのバッテリが適正に充電されたことを検知して、充電を停止させる充電制御手段と、を備えた電気自動車のバッテリ充電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

このような電気自動車のバッテリ充電装置では、一次電圧検出手段によって電源からの電力供給が検出されると、自動充電指令手段から自動充電指令信号が充電開始検出手段に供給される。そして、充電開始検出手段は充電開始信号を充電制御手段に供給すると、充電制御手段は、バッテリの充電を自動的に開始させることができるとしている。これにより、電力が供給される所定の時刻になってから、操作者の手動により充電スイッチをオンとしなければならないという不具合は解消されるとしている。

特開平５−２０７６１２号公報

しかし、電気自動車を実際に走行させる走行機器とともに、バッテリの充電を行う充電機器とを備えた電気自動車の制御装置では、走行ＥＣＵが立ち上がって電気自動車が走行可能な走行モードと、充電ＥＣＵが立ち上がってバッテリの充電が行われる充電モードを明確に切り分ける必要がある。即ち、バッテリの充電中であるにもかかわらずその事実を忘れて電気自動車を走行させるような事態や、安全性の観点から電気自動車が走行可能な状態でバッテリを充電するような事態を回避する必要がある。特に、電気自動車を営業用に使用する企業にあっては、複数の者がその電気自動車を走行させることが考えられ、電気自動車の現在のモードを知らずに運転者が変更された場合に、走行モードと充電モードが重複してしまうような事態を確実に回避することが望まれている。

本発明の目的は、走行モードと充電モードの重複を回避し得る電気自動車の制御装置を提供することにある。

本発明は、バッテリの充電を行う充電機器と、走行に必要な走行機器と、走行用キースイッチ又は充電スイッチの操作信号により起動する電気制御ユニットとを備え、その電気制御ユニットに、キースイッチからの操作信号により立ち上がって走行機器を制御する走行プログラムと充電スイッチからの操作信号により立ち上がって充電機器を制御する充電プログラムが設けられた電気自動車の制御装置である。

その特徴ある点は、電気制御ユニットが、走行プログラムが立ち上がっているときに充電スイッチが操作されると充電プログラムの立ち上がりを無視し、充電プログラムが立ち上がっているときにキースイッチが操作されると走行プログラムの立ち上がりを無視するように構成されたところにある。

本発明の電気自動車の制御装置では、走行プログラムが立ち上がって電気自動車が走行可能な走行モードにある時に充電スイッチが操作されると、電気制御ユニットは、充電プログラムの立ち上がりを無視するので、その走行モードにおいて、充電機器が制御される充電モードになるようなことはない。また、充電プログラムが立ち上がってバッテリの充電が行われる充電モードにある時にキースイッチが操作されると、電気制御ユニットは、走行プログラムの立ち上がりを無視するので、充電モードにおいて走行機器が制御される走行モードになるようなこともない。このため、本発明の電気自動車の制御装置は、走行モードと充電モードの重複を確実に回避することができるものとなる。

本発明実施形態の電気自動車の制御装置の構成図である。 その電気制御ユニットの回路図である。 その電気自動車の制御装置の動作を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、電気自動車１０は、バッテリ１１から供給される電気によって走行するものであって、充電可能なバッテリ１１と、そのバッテリ１１から供給される電気によって電気自動車１０を走行させるための走行機器１２を備える。この走行機器１２には、図示しないタイヤを回転させて電気自動車１０を実際に走行させる動力モータ１２ａや、バッテリ１１から供給される直流を交流に変換して動力モータ１２ａに供給する走行用インバータ回路１２ｂ、及び走行時に温度が上昇する動力モータ１２ａを冷却するためのラジエータファン１２ｃ等が必須のものとして含まれる。

また、この走行機器１２には、走行時に運転者の負担を軽減する補助的な機器であって、電気により駆動するものも含まれる。この補助機器としては、例えば、油圧により駆動するパワーステアリング１２ｄや、そのパワーステアリング１２ｄに加圧された作動油を供給するオイルポンプ１２ｅ、及びそのオイルポンプ１２ｅを駆動するポンプ駆動モータ１２ｆが含まれる。また、エア圧により駆動するエアブレーキ装置１２ｇや、そのエアブレーキ装置１２ｇに加圧されたエアを供給するコンプレッサ１２ｈ、及びそのコンプレッサ１２ｈを駆動するコンプレッサ駆動モータ１２ｊにあっても、この補助機器に含まれる。更に、暖房や冷房等が可能なエアコンディショナー装置１２ｋもこの補助機器に含まれる。

また、この電気自動車１０には、走行させることにより消費した電力を補って、この電気自動車１０を再び走行可能とするために、外部電源から電力の供給を受けてバッテリ１１の充電を行う充電機器１３が設けられる。この充電機器１３としては、外部交流電源に接続可能な接続装置１３ａと、その外部交流電源からの交流を直流に変換する整流装置１３ｂと、その整流装置１３ｂにより整流された直流の電圧を昇降させるＤＣ−ＤＣコンバータ１３ｃ等が例示される。

そして、この電気自動車１０の制御装置には、上記走行機器１２と充電機器１３の双方の制御を行うＥＶ（Electric Vehicle）−ＥＣＵ（Electric Control Unite）１４が設けられる。このＥＶ−ＥＣＵ１４（電気制御ユニット）は走行機器１２を制御するものであるので、その制御出力は、走行機器１２を構成する走行用インバータ回路１２ｂ、ラジエータファン１２ｃ、ポンプ駆動モータ１２ｆ、コンプレッサ駆動モータ１２ｊ及びエアコンディショナー装置等に接続される。また、このＥＶ−ＥＣＵ１４は充電機器１３も制御するものであるので、その制御出力は、充電機器１３を構成するＤＣ−ＤＣコンバータ１３ｃ等にも接続される。

この電気自動車１０には、ＥＶ−ＥＣＵ１４を立ち上げて走行機器１２を制御させ、それにより電気自動車１０を走行させるための走行用キースイッチ１６や、そのＥＶ−ＥＣＵ１４を立ち上げて充電機器１３を制御させ、それにより外部電源から電力の供給を受けてバッテリ１１の充電を行わせる充電スイッチ１７が設けられる。この走行用キースイッチ１６と充電スイッチ１７は、誤って双方が同時に操作されることを防止する為に、車内の比較的離れた位置に設けられる。

また、この電気自動車１０には、電気自動車１０を走行させるため、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ１８や、走行する電気自動車１０を減速させるためのブレーキペダルの踏み込み量を検出するフレーキセンサ１９や、エアコンディショナー装置１２ｋを駆動するためのエアコンスイッチ２０、及び夜間走行に必要な前照灯や又は車幅灯を点灯させるためランプスイッチ２１等の、走行に必要な各種センサ１８，１９やスイッチ１６，１７，２０，２１が設けられる。これらの各種センサ１８，１９やスイッチ１６，１７，２０，２１はＥＶ−ＥＣＵ１４の制御入力に接続される。

図２に詳しく示すように、ＥＶ−ＥＣＵ１４は、走行機器１２を制御する走行プログラムと充電機器１３を制御する充電プログラムの双方が記憶されて設けられたＣＰＵ１４ａ（Central Processing Unite）と、そのＣＰＵ１４ａを起動させる５Ｖ電源１４ｂと、その５Ｖ電源１４ｂによりそのＣＰＵ１４ａを実際に起動させる電源起動回路１４ｃが設けられる。電源起動回路１４ｃには、ＯＲ回路１４ｄを介して走行用キースイッチ１６と充電スイッチ１７が接続される。電源起動回路１４ｃは、バッテリ１１の２４Ｖ電源により稼働し、走行用キースイッチ１６又は充電スイッチ１７の操作信号が一定時間継続したときに、５Ｖ電源１４ｂを介してＣＰＵ１４ａを実際に起動させるように構成される。そして、走行用キースイッチ１６又は充電スイッチ１７からの操作信号はＣＰＵ１４ａにも入力され、キースイッチ１６からの操作信号が入力されると起動したＣＰＵ１４ａは走行機器１２を制御する走行プログラムを立ち上げ、充電スイッチ１７の操作信号が入力されると起動したＣＰＵ１４ａは充電機器１３を制御する充電プログラムを立ち上げるように構成される。

起動したＣＰＵ１４ａにおいて、そこの記憶された走行プログラムが立ち上がると、ＥＶ−ＥＣＵ１４はその走行プログラムにより走行機器１２を制御して電気自動車１０を走行させる走行モードになる。そして、走行モードのＥＶ−ＥＣＵ１４は、図１に示すような電気自動車１０を走行させるために必要なアクセルセンサ１８等の検出出力等の各種センサ１８，１９の検出出力に基づいて、走行機器１２を構成する走行用インバータ回路１２ｂ、ラジエータファン１２ｃ、ポンプ駆動モータ１２ｆ、コンプレッサ駆動モータ１２ｊ及びエアコンディショナー装置１２ｋ等を制御して、その電気自動車１０を実際に走行させるように構成される。一方、起動したＣＰＵ１４ａにおいて、そこに記憶された充電プログラムが立ち上がると、ＥＶ−ＥＣＵ１４はバッテリ１１を充電する充電モードになって、充電モードのＥＶ−ＥＣＵ１４は充電機器１３を制御して、バッテリ１１の実際の充電を開始するように構成される。

また、この電気自動車１０には、その運転席前方のパネル３１に嵌め込まれた各種メータ３２，３３に隣接して、走行モードであることを示す走行ランプ３４と、充電モードであることを示す充電ランプ３５が設けられる。そして、ＥＶ−ＥＣＵ１４は、走行プログラムが立ち上がって走行モードになると、この走行ランプ３４を点灯させ、充電プログラムが立ち上がって充電モードになって、その充電ランプ３５を点灯させるように構成される。

そして、本発明の特徴ある構成は、このＥＶ−ＥＣＵ１４（電気制御ユニット）において、走行プログラムが立ち上がっているときに充電スイッチ１７が操作されると充電プログラムの立ち上がりを無視するように構成され、逆に、充電プログラムが立ち上がっているときにキースイッチ１６が操作されると走行プログラムの立ち上がりを無視するように構成されたところにある。そして、キースイッチ１６又は充填スイッチ１７からこのＥＶ−ＥＣＵ１４を停止させる操作信号が所定時間継続したときに、このＥＶ−ＥＣＵ１４は停止するように構成される。

次に、このように構成された電気自動車の制御装置における動作を説明する。

本発明の電気自動車１０の制御装置では、この電気自動車１０を走行させる為に、又はその電気自動車１０を走行させることにより消費した電力を補う充電を行う為に、ＥＶ−ＥＣＵ１４を起動させる。このＥＶ−ＥＣＵ１４が起動して、走行プログラム又は充電プログラムが立ち上がるまでの流れを図３に示す。先ず、電気自動車１０の使用者は、ＥＶ−ＥＣＵ１４を起動させる為に、図２に示す走行用キースイッチ１６又は充電スイッチ１７を操作して、それらのスイッチ１６，１７からの操作信号を電源起動回路１４ｃに入力させる（図３，Ｓ０１）。そして、その電源起動回路１４ｃでは、走行用キースイッチ１６又は充電スイッチ１７の操作信号が一定時間継続するか否かを判断し、一定時間継続したときに、そのＣＰＵ１４ａを実際に起動させる。逆に、走行用キースイッチ１６又は充電スイッチ１７の操作信号が一定時間継続しない場合には、誤操作と判断して、ＣＰＵ１４ａを起動させることをしない（図３，Ｓ０２）。

そして、走行用キースイッチ１６又は充電スイッチ１７からの操作信号はＣＰＵ１４ａにも入力され、起動したＣＰＵ１４ａでは、後述するフラグの立ち上がりの有無により現在立ち上がっているプログラムの存在を確認する。この実施の形態では走行プログラムと充電プログラムが記憶されているので、先ず、走行プログラムが立ち上がっているか否かを判断し（図３，Ｓ０３）、走行プログラムが立ち上がっていれば、その走行プログラムにより走行機器１２を制御する走行モードの実行を維持する（図３，Ｓ０８）。逆に、走行プログラムが立ち上がっていなければ、次に、充電プログラムが立ち上がっているか否かを判断する（図３，Ｓ０４）。そして、充電プログラムが立ち上がっていれば、その充電プログラムにより充電機器１３を制御する充電モードの実行を維持する（図３，Ｓ１０）。逆に、充電プログラムが立ち上がっていない場合、走行用キースイッチ１６又は充電スイッチ１７のいずれの操作信号であるか否かを判断する。

このいずれのスイッチ１６，１７の操作信号であるか否かの判断は、先ず、走行用キースイッチ１６からの操作信号であるか否かを判断し（図３，Ｓ０５）、走行用キースイッチ１６からの操作信号である場合には、ＣＰＵ１４ａにおいて走行プログラムを立ち上げ、走行プログラムが立ち上がっていることを示すフラグを立ててその状態を記憶する（図３，Ｓ０７）。そして、走行ランプ３４を点灯させるとともに、その走行プログラムにより走行機器１２を制御する走行モードを実行させて維持する（図３，Ｓ０８）。逆に、走行用キースイッチ１６からの操作信号で無い場合には、次に充電スイッチ１７からの操作信号であるか否かを判断する（図３，Ｓ０６）。そして、充電スイッチ１７からの操作信号である場合には、ＣＰＵ１４ａにおいて充電プログラムを立ち上げ、充電プログラムが立ち上がっている状態を示すフラグを立ててその状態を記憶する（図３，Ｓ０９）。そして、充電ランプ３５を点灯させるとともに、その充電プログラムにより充電機器１３を制御する充電モードを実行させて維持する（図３，Ｓ１０）。

従って、電気自動車１０を走行させる為に、又はその電気自動車１０への充電を行う為に、走行用キースイッチ１６又は充電スイッチ１７を操作すると、ＥＶ−ＥＣＵ１４が起動して、走行プログラム又は充電プログラムのいずれか一方が立ち上がり、電気自動車１０の制御装置は走行モード又は充電モードのいずれかになる。これにより、その電気自動車１０を走行させることができ、又はその電気自動車１０への充電を行うことが可能になる。

一方、電気自動車１０の制御装置が充電モードであってバッテリ１１の充電中であるにもかかわらずその事実を忘れて電気自動車１０を走行させようとして、走行用キースイッチ１６を操作すると、その操作信号はＣＰＵ１４ａに入力され、ＣＰＵ１４ａでは、先ず、フラグの立ち上がりの有無により走行プログラムが立ち上がっているか否かを判断する（図３，Ｓ０３）すると、走行プログラムが立ち上がっていないので、次に、フラグの立ち上がりの有無により充電プログラムが立ち上がっているか否かを判断する（図３，Ｓ０４）。そして、充電モードである場合には充電プログラムが立ち上がっているので、その充電プログラムにより充電機器１３を制御する充電モードの実行を維持する（図３，Ｓ１０）。これにより、充電プログラムが立ち上がっているときのキースイッチ１６の操作は無視され、充電モードにおいて走行プログラムが立ち上がるような事態は回避される。

また、電気自動車１０の制御装置が走行モードであるにもかかわらず、その事実を忘れて電気自動車１０への充電をしようとして、充電スイッチ１７を操作すると、その操作信号はＣＰＵ１４ａに入力され、ＣＰＵ１４ａでは、先ず、フラグの立ち上がりの有無により走行プログラムが立ち上がっているか否かを判断する（図３，Ｓ０３）すると、走行モードでは走行プログラムが立ち上がっているので、その走行プログラムにより走行機器１２が制御される走行モードの実行を維持する（図３，Ｓ０８）。これにより、走行プログラムが立ち上がっているときの充電スイッチ１７の操作は無視され、走行モードにおいて充電プログラムが立ち上がるような事態は回避される。これにより、本発明の電気自動車１０の制御装置では、電気自動車１０が走行可能な走行モードと、バッテリ１１の充電が行われる充電モードを明確に切り分けることが可能になり、それら走行モードと充電モードが重複するような事態を回避することが可能となる。

１０ 電気自動車
１１ バッテリ
１２ 走行機器
１３ 充電機器
１４ ＥＶ−ＥＣＵ（電気制御ユニット）
１６ 走行用キースイッチ
１７ 充電スイッチ

Claims (1)

1. バッテリ(11)の充電を行う充電機器(13)と、走行に必要な走行機器(12)と、走行用キースイッチ(16)又は充電スイッチ(17)の操作信号により起動する電気制御ユニット(14)とを備え、前記電気制御ユニット(14)に、前記キースイッチ(16)からの操作信号により立ち上がって前記走行機器(12)を制御する走行プログラムと前記充電スイッチ(17)からの操作信号により立ち上がって前記充電機器(13)を制御する充電プログラムが設けられた電気自動車の制御装置であって、
   前記電気制御ユニット(14)は、
   前記走行プログラムが立ち上がっているときに前記充電スイッチ(17)が操作されると前記充電プログラムの立ち上がりを無視し、
   前記充電プログラムが立ち上がっているときに前記キースイッチ(16)が操作されると前記走行プログラムの立ち上がりを無視するように構成された
   ことを特徴とする電気自動車の制御装置。

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