JP2016533156A - 絶縁された高電圧回路装置を制御する方法およびシステム - Google Patents

Abstract

車両の絶縁された高電圧回路装置を制御する方法であって、車両は高電圧回路装置および低電圧回路装置を備え、高電圧回路装置は低電圧回路装置から絶縁され、この方法は、低電圧回路装置で高電圧回路装置の絶縁抵抗値の変化を検知するステップと、車両の速度を特定するステップと、絶縁抵抗値の変化および車両の速度に依存して、高電圧回路装置を動作させるステップとを有する。

Description

本発明は、絶縁された高電圧（ＨＶ）の電気回路装置を制御する方法およびシステムに関し、とりわけこれに限定するものではないが、車両の絶縁された高電圧回路装置を制御する方法ならびにシステム、および絶縁高電圧回路装置を備えた車両に関する。

ハイブリッド電気自動車およびバッテリ式電気自動車等の車両では、電気マシン等の高電圧部品に電力を供給するために、高電圧（ＨＶ）回路装置が頻繁に用いられる。安全性の理由から、高電圧回路装置は隔離および絶縁する必要がある。隔離により、高電圧回路装置との直接的な接触を防ぎ、絶縁により、車両本体（車体）をグランド電位（接地）としてしばしば用いられる低電圧回路装置との接触を防止する。すなわち、高電圧回路装置を安全に利用するための２段階の安全システムがある。絶縁性が損なわれると、絶縁高電圧回路装置の外部にある構成部品が高電圧回路装置の一部となることがあり、車両乗客およびすぐ近くに居る人（側近者）が車両に接触し得るため、車両乗客および側近者が危険に曝される。したがって、高電圧回路装置の絶縁性損失を検知すると、コントローラは、通常、高電圧回路装置のシャットダウン（動作停止）を即時に指令するか、または車両走行中の場合、車両が静止するとすぐに指令する。

高電圧回路装置を備えた車両は、頻繁に水に接触することがある。水との接触により、高電圧回路装置および高電圧構成部品は、水に接触するか、または水に包囲され得る。高電圧回路装置および高電圧構成部品は、水に接触しても、隔離という観点では必ずしも損傷を受けることはないが、たとえば高電圧回路装置および高電圧構成部品の周囲に浸水して、高電圧回路装置と車両本体との間で水を介して電気的接続が生じて、高電圧回路装置の絶縁性が損なわれた場合、損傷を受けることがある。

オフロード車両は、多くの場合、その内部に配置された高電圧回路装置のレベル（高さ）よりはるかに高い位置に設定された閾値高さまで浸水しながら走行することができる。したがって高電圧回路装置は、隔離されているものの、水中に沈むことがある。たとえば電気マシンの接触端子で、回路装置の接続が生じると、絶縁性が低減または完全に損失され、上述の理由から、通常、高電圧回路装置はシャットダウン（動作停止）される。

水と接触した後、水を介した電気経路が取り除かれると、高電圧回路装置の絶縁性損失は回復し得る。しかし、その時まで、高電圧回路装置は通常シャットダウンされ、少なくともその状態が維持される。これは、浸水走行可能な車両、および水に接触し得る他の車両が、一時的な水との接触により部分的または全体的に利用できなくなるということを意味する。

本発明は、こうした問題に対処するため考案された。

本発明に係る態様は、添付クレームで請求された方法、システムおよび車両に関する。

本発明に係る１つの態様によれば、車両の絶縁された高電圧回路装置を制御する方法が提供され、車両は高電圧回路装置および低電圧回路装置を備え、高電圧回路装置は低電圧回路装置から絶縁され、この方法は、
低電圧回路装置で高電圧回路装置の絶縁抵抗値の変化を検知するステップと、
車両の所望の速度を示すドライバ入力を検知するステップと、
絶縁抵抗値の変化およびドライバ入力に依存して、高電圧回路装置を動作させるステップとを有する。

１つの実施形態において、ドライバ入力は、アクセルペダルに加わる圧力の増大、またはブレーキペダルに加わる圧力の減少を含み、ドライバ入力は、所望の速度が現時点での速度より大きいことを示すものである。

１つの実施形態において、ドライバ入力は実質的に一定の入力を含み、ドライバ入力は、所望の速度が現時点での速度と実質的に同じであることを示すものである。

本発明の別の態様によれば、車両の絶縁された高電圧回路装置を制御する方法が提供され、車両は高電圧回路装置および低電圧回路装置を備え、高電圧回路装置は低電圧回路装置から絶縁され、この方法は、
低電圧回路装置で高電圧回路装置の絶縁抵抗値の変化を検知するステップと、
ドライバが車両速度を閾値より増大させる意図を示すドライバ入力の有無を検知するステップと、
絶縁抵抗値の変化およびドライバ入力の有無に依存して、高電圧回路装置を動作させるステップとを有する。

１つの実施形態において、この方法は、絶縁抵抗値の変化およびドライバ入力の有無に依存して、高電圧回路装置を動作させる前記ステップの前に、高電圧回路装置を非動作可能状態にするステップを有し、高電圧回路装置を動作させる前記ステップは、高電圧回路装置を再び動作可能状態にするステップを含む。

本発明の別の態様によれば、車両の絶縁された高電圧回路装置を制御する方法が提供され、車両は高電圧回路装置および低電圧回路装置を備え、高電圧回路装置は低電圧回路装置から絶縁され、この方法は、
低電圧回路装置で高電圧回路装置の絶縁抵抗値の変化を検知するステップと、
車両の速度を特定するステップと、
絶縁抵抗値の変化および車両の速度に依存して、高電圧回路装置を動作させるステップとを有する。

本発明に係る１つの実施形態において、この方法は、絶縁抵抗値の変化および車両の速度に依存して、高電圧回路装置を動作させる前記ステップの前に、高電圧回路装置を非動作可能状態にするステップを有し、高電圧回路装置を動作させる前記ステップは、高電圧回路装置を再び動作可能状態にするステップを含む。高電圧回路装置を非動作可能状態にする前記ステップは、車両の速度を特定する前記ステップの前に実行される。

本発明に係る１つの実施形態において、絶縁抵抗値の変化および車両の速度に依存して、高電圧回路装置を動作させる前記ステップは、高電圧回路装置を非動作可能状態にするステップを含む。

本発明に係る１つの実施形態において、車両の速度に依存させることは、車両の速度と閾値速度とを比較することを含み、車両の速度が閾値速度より小さいとき、絶縁された高電圧回路装置を、絶縁抵抗値の変化に依存して、非動作可能状態にする。閾値速度は、５ｋｍ／ｈ〜３０ｋｍ／ｈの範囲である。

本発明に係る１つの実施形態において、高電圧回路装置を非動作可能状態にする前記ステップは、高電圧回路装置を高電圧バッテリから絶縁するステップを含む。高電圧回路装置を非動作可能状態にする前記ステップは、高電圧回路装置を高電圧バッテリから絶縁する前記ステップの前に、高電圧回路装置内の残余電流を低減するステップを含んでもよい。

本発明に係る１つの実施形態において、この方法は、車両の状態を特定するステップを有し、高電圧回路装置は、車両の状態に依存して動作させる。「状態」という用語は、車両が浸水走行等を実施しているか否かを示すものと理解されたい。

本発明に係る１つの実施形態において、閾値速度は車両の状態に依存して変更される。

この方法は、高電圧回路装置を非動作可能状態にしたとき、低電圧回路装置を用いて車両を制御するステップを有する。本発明に係る１つの実施形態において、この方法は、低電圧バッテリの状態を特定するステップを有し、高電圧回路装置は、低電圧バッテリの状態に依存して動作させる。

本発明に係る１つの実施形態において、この方法は、高電圧回路装置の絶縁抵抗値のさらなる変化を検知するステップと、絶縁抵抗値のさらなる変化に依存して、高電圧回路装置を動作させるステップとを有する。これにより、高電圧回路装置の絶縁状態が改善された場合、高電圧回路装置を動作可能にすることができるといった利点が得られる。

本発明に係る１つの態様によれば、車両の絶縁された高電圧回路装置を制御するシステムが提供され、車両は高電圧回路装置および低電圧回路装置を備え、高電圧回路装置は低電圧回路装置から絶縁され、このシステムは、
低電圧回路装置で高電圧回路装置の絶縁抵抗値の変化を検知するように構成された検知器と、
車両の速度を特定するように構成された速度センサと、
絶縁抵抗値の変化および車両の速度に依存して、高電圧回路装置を動作させるように構成されたコントローラとを備える。

本発明に係る１つの実施形態において、高電圧回路装置は、高電圧バッテリと、接触器とを有し、接触器は、高電圧回路装置内の高電圧バッテリから切断するための開状態と、高電圧バッテリに接続するための閉状態とを有し、接触器は、コントローラにより制御可能であり、コントローラは、接触器を開状態にすることにより、高電圧回路装置を動作可能状態にするように構成されている。

本発明に係る１つの実施形態において、このシステムは、車両の状態を特定するように構成された車両状態センサを有し、コントローラは、車両の状態に依存して、高電圧回路装置を動作させるように構成されている。

本発明に係る１つの実施形態において、このシステムは、車両を制御するように構成された低電圧回路装置の一部である低電圧バッテリの状態を特定するように構成された低電圧バッテリ状態センサを有し、コントローラは、低電圧バッテリの状態に依存して、高電圧回路装置を動作させるように構成されている。

本発明に係る１つの態様によれば、車両のヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）装置を制御するシステムが提供され、車両は低電圧回路装置および低電圧回路装置から絶縁された高電圧回路装置を備え、このシステムは、
低電圧回路装置で高電圧回路装置の絶縁抵抗値の変化を検知するように構成された検知器と、
車両の速度を特定するように構成された速度センサと、
絶縁抵抗値の変化および車両の速度に依存して、ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）装置を動作させるように構成されたコントローラとを備える。

本発明に係る１つの実施形態において、ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）装置を制御するシステムは、車両の状態を特定するように構成された車両状態センサを有し、コントローラは、車両の状態に依存して、ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）装置を動作させるように構成されている。

本発明に係る１つの実施形態において、ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）装置を制御するシステムは、車両を制御するように構成された低電圧回路装置の一部である低電圧バッテリの状態を特定するように構成された低電圧バッテリ状態センサを有し、コントローラは、低電圧バッテリの状態に依存して、ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）装置を動作させるように構成されている。

本発明に係る別の態様によれば、上記説明したシステムを備えた車両が提供される。

本願の範疇において、上記段落、クレーム、および／または以下の明細書および図面に記載された、さまざまな態様、実施形態、実施例、および択一例、特に個々の特徴物は、独立してまたは組み合わせて採用することができる。たとえば１つの実施形態に関連して説明された特徴物は、その特徴物が矛盾するものでなければ、すべての実施形態に適用することができる。

添付図面を参照しながら、単なる具体例として、本発明に係る実施形態について以下説明する。
本発明に係る実施形態による車両の概略図である。 本発明に係る実施形態による方法を示す。 本発明に係る実施形態による方法を示す。

本発明に係る絶縁高電圧回路装置を制御するシステムならびに方法、ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）を制御するシステム、および車両の特別な実施形態について以下説明する。理解されるように、開示された実施形態は、本発明に係る特定の態様を実現する手法を示す単なる具体例に過ぎず、本発明に係るすべての態様を網羅的に列挙したものではない。理解されるように、実際のところ、本願で開示する絶縁高電圧回路装置を制御するシステムならびに方法、ＨＭＩを制御するシステム、および車両は、さまざまな変形例および択一例で実現することができる。図面は、必ずしも寸法通りではないし、いくつかの特徴物は、特定の構成部品の詳細を示す上で、誇張または最小限度に省略して図示している。既知の構成部品、材料、または方法については、本発明が曖昧になるのを回避するために、必ずしも詳細には説明しない。任意の特定の構造的および機能的な詳細は、本発明を限定するものではなく、単なるクレームのための根拠であって、当業者が本発明をさまざまに実現できることを教示する代表的な根拠と解釈すべきである。

通常、ハイブリッド電気車両は、車両の車輪に動力をそれぞれ供給する内燃エンジンおよび電気マシンを備える。通常、電気マシンは、典型的には３００ボルトの領域で動作する高電圧回路装置の一部である高電圧（ＨＶ）部品である。したがって高電圧回路装置は、車両の他の構成部品から隔離され、絶縁されている。隔離により、高電圧回路装置との直接的な接触を防ぎ、絶縁により、車両本体（車体）をグランド電位（接地）としてしばしば用いられる低電圧（ＬＶ）回路装置との接触を防止する。高電圧回路装置が機能しない場合、通常、低電圧回路装置を用いて、ハイブリッド車両を動作可能にするエンジン制御システムおよび他のシステムに電力を供給する。低電圧回路装置は、高電圧回路装置よりはるかに低い電圧で駆動し、しばしば１２ボルトの領域で動作する。重要なことであるが、動作電圧値は１２ボルトおよび３００ボルトに限定されるものではないことに留意されたい。ただし、低電圧回路装置は、人が触れても危害を及ぼさないが、高電圧回路装置は、人が触れると危害を及ぼす点に留意すべきである。

図１は、絶縁高電圧回路装置１２を有するハイブリッド車両１０を概略的に示す。高電圧回路装置１２は、これに接触器１６を介して接続された高電圧バッテリ１４を有する。接触器１６は、開状態および閉状態を有し、開状態にあるとき、高電圧バッテリを高電圧回路装置の残りの構成部品から切断され、閉状態にあるとき、高電圧バッテリ１４を高電圧回路装置１２に接続する。

高電圧回路装置１２は、これを制御するように配置された高電圧バス１８を有する。高電圧回路装置１２の電力は、車両１０の内燃エンジン２２に接続された発電機として動作する電気マシン２０により生成される。生成された電力は、高電圧バッテリ１４に蓄電される。さらにＤＣ−ＤＣコンバータ２４は、高電圧バス１８に設けられ、高電圧回路装置１２の高電圧電力を、低電圧回路装置２８の一部である低電圧バッテリ２６を充電するために低電圧電力に変換する。上述のように、低電圧回路装置を用いて、たとえばエンジン制御システムおよび必須の車両制御システムに電力を供給する。図１に供給ライン３０が概略的に図示されている。内燃エンジン２２、およびモータとして動作する電気マシン２０の両方が従来式の手段を用いて車両１０の車輪３２に駆動力を供給することができる。その従来式の手段については、さらに詳細に説明しない。

高電圧回路装置が作動せず、低電圧バッテリが充電されない場合、必須の車両制御システムに電力を供給する低電圧回路装置の構成により、車両を「リンプホーム（非常時回避）」させることができる。リンプホーム機能は、名目上の「ホーム（帰着場所）」から離れている程度にもよるが、車両をホームまで帰着させることはできないが、代わりに車両を安全な場所に移動させることを意図したものである。しかしながら、いくつかの状況において、たとえば低電圧バッテリが十分に充電されずに、リンプホーム機能が必要となった場合、車両は安全な場所に移動することができない。車両がオフロード走行している場合の別の具体例では、たとえば浸水走行しているとき、安全な場所がリンプホーム機能の名目上の範囲の外側に存在し得る。これらの状況において、高電圧回路装置が動作しなくなったときの車両の移動範囲を増大させることが好ましい。

高電圧回路装置は、車両に触れる人を高電圧から保護するために、約１００ＭΩ／ｖ〜５００ＭΩ／ｖの絶縁抵抗値で絶縁されている。絶縁抵抗値は、通常、高電圧回路装置の正極および負極と、低電圧回路装置のグランド電位（接地）との間に配置された抵抗を用いて、高電圧バッテリの内側で測定される。絶縁抵抗値の変化は、可能性のある絶縁不良が生じたこと、および接触器を開状態とする（開く）ことで、高電圧回路装置を高電圧バッテリから切断して、高電圧回路装置を安全なものとすることを示唆し得る。この動作は、高電圧回路装置の非動作として認識される。不具合のある高電圧回路装置は、絶縁抵抗値の変化を検知した後に非動作可能状態となるように動作する。これは、車両が低電圧回路装置のみに依存し、車両が静止したときには、動けない状態になることを意味する。その１つの理由は、低電圧回路装置で所定時間走行すると、低電圧バッテリを使い切り、低電圧回路装置により電力供給されるスタータモータを用いて車両を再始動させることがもはやできなくなるためである。この時点で、車両は、一般に、車両点検を必要とする。

本発明は、絶縁抵抗値の変化を検知した後、車両により高電圧回路装置を利用させるものである。図２は、本発明に係る実施形態による、車両１０（図１参照）の絶縁高電圧回路装置を制御するための方法を示す。この方法は、車両始動時、ステップ４２において、高電圧回路装置をパワーダウンした時の状態、すなわち車両を最後に停止（スイッチオフ）した時の高電圧回路装置の状態をチェックすることにより開始される。ステップ４４でパワーダウン時の絶縁状態が良好である場合、ステップ４６で高電圧バッテリ接触器を閉状態にし（閉じ）、高電圧回路装置を正常状態で動作させることができる。この方法は、高電圧回路装置および車両が正常状態にあるとき、この状態を維持する。択一的には、この方法は、始動時、ステップ４２において、高電圧回路装置をパワーダウンした時の状態が良好でないと判断することにより開始されることもある。この状況は、車両のシャットダウンの原因が絶縁不良であるときに生じ得る。ステップ４８で絶縁状態が良好でないと判断した場合、ステップ５０で高電圧バッテリの接触器を開状態にする（開く）。この方法の開始ステップ４２からステップ５０まで接触器は閉状態でなく、開状態に維持されていてもよいことに留意されたい。高電圧回路装置が動作できない状態にあるならば、この方法は、この状態を維持してもよい。

図２は、この方法によれば、ステップ４２で絶縁状態が良好であると最初に判断し、接触器を閉状態にした後であっても、ステップ４８で絶縁状態が良好でないと判断された場合の経路（ステップ）５２を示す。後に絶縁抵抗値の変化を検知した場合に、経路（ステップ）５２を進む。この変化は、たとえば絶縁抵抗値の低減であってもよい。たとえば絶縁抵抗値が５０ＭΩ／ｖ低減した場合、絶縁状態が良好でないと判断してもよい。絶縁抵抗値がもはや良好でないと判断したとき、ステップ５０で接触器を開状態にしてもよい。

接触器を開状態にした時またはその後、ステップ５４で高電圧バスを放電して、高電圧回路装置の残留電圧を低減させる。したがって図２のステップ５４およびステップ５０の順序は逆であってもよいことに留意されたい。いくつかの実施形態では、接触器を一体に溶接できる接触器の端子間で生じる放電アークを回避するように（ステップ５０で）接触器を開くまで、高電圧電流を低減させる。これについては、以下詳細に説明する。ただし、いくつかの状況において、絶縁抵抗値が大きく変化したことを検知した場合、最初に接触器を開状態とする（開く）ことが好ましい。択一的には、接触器は、高電圧バスを放電しながら同時に開状態にしてもよい。

ステップ５０で接触器を開状態にして、ステップ５４で高電圧バスを放電したとき、本発明に係る実施形態による方法は、ステップ５６で閉状態にする適正条件（接触器を閉じるための適正条件）を待つ。閉状態にする適正条件は、たとえば絶縁抵抗値が通常の５００ＭΩ／ｖに戻るように変化したことにより提供される。閉状態にする適正条件は、たとえば車両速度が閾値速度を超えて増大したことにより提供されてもよい。高速走行時、車両の不具合ポイントと、異なる電位を有する別のポイントとの間を接続するために、何人かが車両に沿って移動することを要求するものであるため、絶縁抵抗値の変化は危険なものではない。たとえば絶縁抵抗値の変化が高電圧回路装置の一部が車両本体と接触していることを示すものであった場合、車両の外側に居る人は、その車両の速度で移動しながら、その車両本体と路面（グランド）または別の電位を有するポイントとの間を接続する場合にのみ危険が生じる。したがって、閉状態にする適正条件は、車両がたとえば１５ｋｍ／ｈまたは１０マイル／ｈ以上で走行している場合に提供されてもよい。別の実施形態では、速度閾値は、より大きくても、より小さくてもよく、好適には５ｋｍ／ｈ〜３０ｋｍ／ｈまたは３マイル／ｈ〜２０マイル／ｈの範囲内であってもよい。絶縁状態が良好でないと判断されたときの経路（ステップ）５２は、車両速度が上記閾値を超えた場合には絶縁状態が良好であると判断されるように、車両速度に依存して実施してもよい。択一的には、経路（ステップ）５２は、絶縁抵抗に変化があると判断されたときに実施されるが、（接触器を開状態にする）経路（ステップ）５３は、車両速度が上記閾値を超えた場合でも、実施されなくてもよい。この状況において、絶縁状態は、良好ではないことが知られているが、この場合、さらなる処置を実施する必要はない。

速度閾値は、車両の状態または車両の周辺設定に依存するように対応させてもよい。たとえば車両が浸水走行しているとき、車両傍観者が車両に追随することがより困難となるので、浸水走行時の速度閾値は小さくてもよい。したがって速度閾値を、たとえば５ｋｍ／ｈまたは３マイル／ｈまで低減してもよい。速度閾値の低減の程度は、浸水深さの関数であってもよく、浅瀬を走行するときの閾値は、より深く浸水走行するときの閾値ほど低減させなくてもよい。

閉状態にする適正条件（接触器を閉じるための適正条件）が検知されると、閉状態にする適正条件が信頼性の高いものであることを確実にするためにタイマを始動させる。たとえば閉状態にする適正条件が車両速度の増大によるものである場合、この方法が実行されるまでの所定時間、車両速度が閾値を超えた状態で維持される必要がある。その所定時間は、たとえば３秒であってもよいが、他の任意の時間であってもよい。閉状態にする適正条件が所定期間、適当に維持されなかった場合、この方法は、ステップ５０の接触器を開状態にするステップか、ステップ５４のバスを放電させるステップに戻る。このように遅延時間を設けることにより、閉状態にする適正条件が合致する毎に閉状態にすることはないので、接触器が頻繁に開閉することにより、接触器に損傷を与えないという利点を有する。

時間条件を満たす閉状態にする適正条件が検知された後、高電圧回路装置は、ステップ５７で制限的な状態に移行する。この状態において、電気マシンは、ＤＣ−ＤＣコンバータを介して、低電圧バッテリを充電するのに十分なだけの電力を供給するように構成され、これにより低電圧回路装置により車両が移動し続けることを可能にする必須の車両構成部品に電力供給し続けることができる。この状態において、高電圧バッテリの接触器は、高電圧バッテリを回路装置に接続するが、冷暖房空調装置（ＨＶＡＣ）１９等の必須でない構成部品は切断される。制限的な状態において、高電圧バスは、低電圧回路装置により、上述の高電圧バッテリが用いる手段と同様の手段を用いて、高電圧回路装置の絶縁抵抗値を測定してもよい。

絶縁抵抗値が正常状態に復帰したと判断したとき、この方法は、高電圧回路装置が、経路（ステップ）５８を経て、通常動作を開始できるように、バッテリの接触器を閉状態にするステップ４６に戻る。こうした制限された状態で動作している間に、絶縁状態が悪化して、経路（ステップ）６０を経て、接触器を再び開状態にする必要が生じ得ることに留意されたい。この状況は、車両速度が上述の速度閾値より小さくなった場合も生じ得る。

ステップ５０は、高電圧回路装置が非動作可能状態にあることを示す。このステップにおいて、高電圧回路装置は動作しない。

高電圧バッテリ、高電圧バス、および低電圧バッテリに接続されたコントローラ６２により、上記説明した判断がなされ、制御される。コントローラ６２は、他の構成部品に接続され、車両コントローラであってもよい。したがってコントローラは、車両の他の領域における制御機能を有しない単一の構成部品であるとは限らない。

コントローラは、車両のヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）６４に接続されている。ここでＨＭＩとは、これに限定するものではないが、車両１０のダッシュボード上に取り付け可能なディスプレイ画面であってもよい。ＨＭＩ６４は、高電圧回路装置の状態に関する情報を車両ドライバに伝達するように、コントローラ６２に接続されている。したがって、本発明に係る実施形態は、同様に車両のＨＭＩを制御する方法に関する。

図３は、本発明に係る実施形態による、車両のＨＭＩを制御するための方法を示す。この方法８０は、ステップ８２で絶縁状態が良好である正常動作状態を有する。この状態は、図２の正常状態ステップに関連する。正常動作状態において、ＨＭＩは、車両ドライバに警告メッセージを表示しないように制御される。この方法８０は、ステップ８４で「性能低下」メッセージを表示する軽度警告状態を有する。この状態は、図２のステップ５４、ステップ５６またはステップ５７のいずれかに相当し、図２の方法４０がステップ４８およびステップ５０を実行するときに用いられる第１段階の表示である。この状態で、車両ドライバは、高電圧回路装置の絶縁抵抗に変化が生じたために、性能が低下したことが通報される。すなわち、この状況に遭遇したドライバは、車両を安全な場所、または上記説明した「ホーム（退避場所）」に車両を移動させる必要がある。しかしながら、この方法８０がステップ８４の軽度の警告状態にあるとき、車両は主要な機能を継続して実行可能である必要がある。

この方法８０は、ステップ８６で、ＨＭＩが「性能損失」があり、「車両移動範囲が低減された」ことをドライバに通報するために情報提供するように制御される重度警告状態を有する。この状態が表示されたとき、ドライバは、直ちに車両を安全な場所または上記説明した「ホーム」に移動させることが期待される。ステップ８６の重度警告状態は、方法４０の非動作可能状態（ステップ）５０に対応し、たとえば低電圧バッテリが十分に充電されていない場合、状態（ステップ）４８，５４，５６，５７に相当するものであってもよい。上記説明したように、状態（ステップ）４８，５４，５６，５７において、高電圧回路装置は非動作可能状態であり、低電圧バッテリは充電されない。すなわち低電圧バッテリは、エンジン制御システム等に電力供給するための限定的な電源を有することになり、したがって重度警告状態８６として通報されるものである。

状態（ステップ）８２，８４，８６において、この方法は、図３の接続矢印で示すように、他の任意の状態（ステップ）８２，８４，８６に従ってＨＭＩを制御するように移行するものである。理解されるように、この方法８０は、図２に示す方法４０において、高電圧回路装置の制御に従ってＨＭＩを制御するものである。

別の実施形態において、本発明に係る方法は、閉状態にする適正条件として、所望車両速度をドライバに表示してもよいし、絶縁状態が良好でないことを判断する経路（ステップ）５２、または絶縁状態が良好でないと判断された後に接触器を開状態にする経路（ステップ）５３のいずれか一方を、上記ドライバ表示に基づいて実施してもよい。この方法によれば、ドライバが車両速度を所定の速度閾値を超えて加速させたい場合、または車両がすでに所定の速度閾値より速く走行しており、その速度閾値を超える速度を維持させたい場合、ステップ５２または５３で過去に生じた閉状態にする適正条件を実行しなくてもよい。この実施形態では、ハイブリッド電気車両（ＨＥＶ）およびバッテリ式電気車両（ＢＥＶ）の両方に適用可能であり、こうした車両は、通常、車両の車輪に動力を供給するために用いられる電気マシンに電力を供給する高電圧回路装置、およびたとえば車両制御システムもしくは情報システム等の他の車両構成部品に電力を供給するために用いられる低電圧回路装置を備える。

傍観者が車両に接触できるような位置に存在するとき、車両速度を上げる必要があるとドライバが指示を与えることはないので、閉状態にする適正条件として所望の車両速度をドライバが指示することと、安全性とは相容れないものである。後述するように、（軽度または重度の）警告状態は、絶縁抵抗値の変化が生じた場合は常に、ドライバに通報される。

閉状態にする適正条件として所望の車両速度をドライバが指示することにより、絶縁抵抗が損なわれ、車両速度が閾値速度以下となるか、あるいは車両が完全に停止した後、車両が高電圧バッテリからの電力を利用することができる。これは、たとえばバッテリ式電気車両は、高電圧回路装置からの電力供給が受けられなくなると、速度閾値を超えた速度まで加速することはできないので、バッテリ式電気車両において補助電源を備えていない場合に特に有利である。しかしながら、電気マシンおよびエンジンにより動力を得るハイブリッド電気車両（ＨＥＶ）においても好都合である。これは、特定の状況下において、ハイブリッド電気車両のエンジンは、電気マシンが動作していないとき、車両を移動させる動力を伝達できないためである。その理由は、電気マシンを用いて、エンジンをドライブラインに接続するクラッチを動作させる油圧を上げるポンプに電力を供給できるので、エンジンは電気マシンを用いることなく始動させることができるものの、車両を移動させるために車輪に動力を伝達できないためである。高電圧回路装置が非動作可能状態になったとき、エンジンをドライブラインに接続するクラッチに油圧を供給するための補助ポンプを設けてもよい。しかしながら、特定の状況下において、たとえば極めて低温状態において、こうした補助ポンプが動作不能となることもある。補助電源も同様に、低電圧バッテリを使い切った場合、高電圧回路装置を用いて低電圧バッテリを充電するので、同様に車両に電力供給できなくなることがある。これは、たとえば車両が補助電源で駆動されるものであり、高電圧回路装置が長期間動作していない場合に起こり得る。したがって、高電圧回路装置の動作を維持し、または高電圧回路装置の動作が停止されていたときに高電圧回路装置を再駆動することが安全であると判断するために、所望の車両速度をドライバが指示することにより、高電圧回路装置と低電圧回路装置との間の絶縁性が損なわれた後、ハイブリッド電気車両（ＨＥＶ）およびバッテリ式電気車両（ＢＥＶ）を安全かつ信頼性よく再始動させることができる。

所望の車両速度をドライバが指示することには、たとえば、車両にギアが入り、パーキングブレーキが掛けられていない状態でアクセルペダルに圧力を加えること、車両にギアが入り、パーキングブレーキが掛けられていない状態でブレーキペダルから圧力を解放すること、パーキングブレーキを解除すること、アクセルペダルに加えられる圧力を増大させること、およびブレーキペダルに加えられる圧力を低減させることを含む。さらに、車両がすでに所与の速度で走行している場合、不変（一定）のドライバ入力またはドライバ入力がないことは、ドライバが車両速度の変更を所望しないことを示唆するドライバ入力であって、現時点での速度が所望速度であると理解することができる。

当業者ならば理解されるように、ドライバが所望する車両走行速度が閾値より大きいか小さいかは、車両の現時点での速度およびペダルの位置に基づき、たとえば統計モデルまたは経験則を用いて、所与の信頼区間において推定することができる。閾値速度は、５ｋｍ／ｈ（３マイル／ｈ）〜３０ｋｍ／ｈ（２０マイル／ｈ）の間であってもよく、車両の状態に基づいて変更してもよい。

上記実施形態を通じて、低電圧バッテリの状態は、充電状態（充電率）を特定するためにモニタしてもよい。低電圧バッテリの充電状態が致命的に低い状況において、方法８０は、ステップ８６の重度の警告状態に移動することができる。これは、たとえば方法４０が制限的な状態に移行した場合である。低電圧バッテリの状態が改善されたとき、方法８０は、ステップ８６から軽度警告状態に移行するので、車両性能は低減されるが、車両は移動し続けることができる。

低減された車両性能は、冷暖房空調装置（ＨＶＡＣ）等の高電圧部品の機能喪失のみに関するものであってもよいし、絶縁抵抗値の変化を検知した後に非動作可能状態となる他の電気部品の機能喪失に関するものであってもよい。こうした実施例において、電気部品の階層的な序列（順序）を用いて、車両を移動させ続けるために必要なシステム上の優先順位（たとえばエンジン制御システム等）を決定することができる。

静止した車両の高電圧回路装置は、絶縁抵抗値の変化に直面したとき、接触器を開状態にすることにより、高電圧回路装置を非動作可能状態とするように制御される。これは、接触器を直接的に開状態にするとともに、高電圧バスを放電することにより行われる。したがって上記説明したように、車両が静止したときに、方法８０は用いられる。

１０…ハイブリッド車両、１２…絶縁高電圧回路装置、１４…高電圧バッテリ、１６…接触器、１８…高電圧バス、１９…冷暖房空調装置（ＨＶＡＣ）、２０…電気マシン、２２…内燃エンジン、２４…ＤＣ−ＤＣコンバータ、２６…低電圧バッテリ、２８…低電圧回路装置、３０…供給ライン、３２…車輪、６２…コントローラ、６４…ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）。

Claims (32)

1. 車両の絶縁された高電圧回路装置を制御する方法であって、
   車両は高電圧回路装置および低電圧回路装置を備え、高電圧回路装置は低電圧回路装置から絶縁され、
   この方法は、
   低電圧回路装置で高電圧回路装置の絶縁抵抗値の変化を検知するステップと、
   車両の速度を特定するステップと、
   絶縁抵抗値の変化および車両の速度に依存して、高電圧回路装置を動作させるステップとを有することを特徴とする方法。
2. 絶縁抵抗値の変化および車両の速度に依存して、高電圧回路装置を動作させる前記ステップの前に、高電圧回路装置を非動作可能状態にするステップを有し、
   高電圧回路装置を動作させる前記ステップは、高電圧回路装置を再び動作可能状態にするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 高電圧回路装置を非動作可能状態にする前記ステップは、車両の速度を特定する前に実行されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 絶縁抵抗値の変化および車両の速度に依存して、高電圧回路装置を動作させる前記ステップは、高電圧回路装置を非動作可能状態にするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 車両の速度に依存させることは、車両の速度と閾値速度とを比較することを含み、
   車両の速度が閾値速度より小さいとき、絶縁された高電圧回路装置を、絶縁抵抗値の変化に依存して、非動作可能状態にすることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１に記載の方法。
6. 閾値速度は、５ｋｍ／ｈ〜３０ｋｍ／ｈの範囲であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 高電圧回路装置を非動作可能状態にする前記ステップは、高電圧回路装置を高電圧バッテリから絶縁するステップを含むことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１に記載の方法。
8. 高電圧回路装置を非動作可能状態にする前記ステップは、高電圧回路装置を高電圧バッテリから絶縁する前記ステップの前に、高電圧回路装置内の残余電流を低減するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 車両の状態を特定するステップを有し、
   高電圧回路装置は、車両の状態に依存して動作させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１に記載の方法。
10. 閾値速度は、車両の状態に依存して変更されることを特徴とする請求項５または６を引用する請求項８に記載の方法。
11. 高電圧回路装置を非動作可能状態にしたとき、低電圧回路装置を用いて車両を制御するステップを有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１に記載の方法。
12. 低電圧バッテリの状態を特定するステップを有し、
    高電圧回路装置は、低電圧バッテリの状態に依存して動作させることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 高電圧回路装置の絶縁抵抗値のさらなる変化を検知するステップと、
    絶縁抵抗値のさらなる変化に依存して、高電圧回路装置を動作させるステップとを有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１に記載の方法。
14. 車両の絶縁された高電圧回路装置を制御するシステムであって、
    車両は高電圧回路装置および低電圧回路装置を備え、高電圧回路装置は低電圧回路装置から絶縁され、
    このシステムは、
    低電圧回路装置で高電圧回路装置の絶縁抵抗値の変化を検知するように構成された検知器と、
    車両の速度を特定するように構成された速度センサと、
    絶縁抵抗値の変化および車両の速度に依存して、高電圧回路装置を動作させるように構成されたコントローラとを備えたことを特徴とするシステム。
15. 高電圧回路装置は、高電圧バッテリと、接触器とを有し、
    接触器は、高電圧回路装置内の高電圧バッテリから切断するための開状態と、高電圧バッテリに接続するための閉状態とを有し、
    接触器は、コントローラにより制御可能であり、
    コントローラは、接触器を開状態にすることにより、高電圧回路装置を動作可能状態にするように構成されたことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
16. 車両の状態を特定するように構成された車両状態センサを有し、
    コントローラは、車両の状態に依存して、高電圧回路装置を動作させるように構成されたことを特徴とする請求項１４または１５に記載のシステム。
17. 車両を制御するように構成された低電圧回路装置の一部である低電圧バッテリの状態を特定するように構成された低電圧バッテリ状態センサを有し、
    コントローラは、低電圧バッテリの状態に依存して、高電圧回路装置を動作させるように構成されたことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１に記載のシステム。
18. 車両のヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）装置を制御するシステムであって、車両は低電圧回路装置および低電圧回路装置から絶縁された高電圧回路装置を備え、
    このシステムは、
    低電圧回路装置で高電圧回路装置の絶縁抵抗値の変化を検知するように構成された検知器と、
    車両の速度を特定するように構成された速度センサと、
    絶縁抵抗値の変化および車両の速度に依存して、ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）装置を動作させるように構成されたコントローラとを備えたことを特徴とするシステム。
19. 車両の状態を特定するように構成された車両状態センサを有し、
    コントローラは、車両の状態に依存して、ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）装置を動作させるように構成されたことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
20. 車両を制御するように構成された低電圧回路装置の一部である低電圧バッテリの状態を特定するように構成された低電圧バッテリ状態センサを有し、
    コントローラは、低電圧バッテリの状態に依存して、ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）装置を動作させるように構成されたことを特徴とする請求項１８または１９に記載のシステム。
21. 請求項１４〜２０のいずれか１に記載のシステムを備えた車両。
22. 車両の絶縁された高電圧回路装置を制御する方法であって、
    車両は高電圧回路装置および低電圧回路装置を備え、高電圧回路装置は低電圧回路装置から絶縁され、
    この方法は、
    車両を始動させた後、高電圧回路装置のパワーダウン絶縁状態を検知するステップと、
    高電圧回路装置のパワーダウン絶縁状態が過去良好であった場合、高電圧回路装置を動作可能状態にするステップと、
    高電圧回路装置のパワーダウン絶縁状態が過去良好でなかった場合、ドライバが車両速度を閾値速度より増大させる意図を示すドライバ入力を待機するステップと、
    その後、高電圧回路装置の現時点の絶縁状態を判断するために絶縁チェックを実行するステップとを有することを特徴とする方法。
23. ドライバ入力は、アクセルペダルに加わる圧力の増大、ブレーキペダルに加わる圧力の減少、およびパーキングブレーキの解除を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 車両の絶縁された高電圧回路装置を制御する方法であって、
    車両は高電圧回路装置および低電圧回路装置を備え、高電圧回路装置は低電圧回路装置から絶縁され、
    この方法は、
    低電圧回路装置で高電圧回路装置の絶縁抵抗値の変化を検知するステップと、
    ドライバが車両速度を閾値速度より増大させる意図を示すドライバ入力の有無を検知するステップと、
    絶縁抵抗値の変化およびドライバ入力の有無に依存して、高電圧回路装置を動作させるステップとを有することを特徴とする方法。
25. 絶縁抵抗値の変化およびドライバ入力の有無に依存して、高電圧回路装置を動作させる前記ステップの前に、高電圧回路装置を非動作可能状態にするステップを有し、
    高電圧回路装置を動作させる前記ステップは、高電圧回路装置を再び動作可能状態にするステップを含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
26. 車両の絶縁された高電圧回路装置を制御する方法であって、
    車両は高電圧回路装置および低電圧回路装置を備え、高電圧回路装置は低電圧回路装置から絶縁され、
    この方法は、
    低電圧回路装置で高電圧回路装置の絶縁抵抗値の変化を検知するステップと、
    車両の所望の速度を示すドライバ入力を検知するステップと、
    絶縁抵抗値の変化およびドライバ入力に依存して、高電圧回路装置を動作させるステップとを有することを特徴とする方法。
27. 絶縁抵抗値の変化およびドライバ入力に依存して、高電圧回路装置を動作させる前記ステップの前に、高電圧回路装置を非動作可能状態にするステップを有し、
    高電圧回路装置を動作させる前記ステップは、高電圧回路装置を再び動作可能状態にするステップを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
28. 車両の所望の速度を示すドライバ入力を検知する前記ステップは、
    現時点での車両の速度を測定するステップと、
    現時点でのドライバ入力が所定時間維持されたとき、車両の可能性のある速度を計算することにより、所望の速度を特定するステップとを有し、
    ドライバ入力に依存することは、所望の速度と閾値速度とを比較することを含み、
    所望の速度が閾値速度より小さいとき、高電圧回路装置を絶縁抵抗値に依存して非動作可能状態にすることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
29. 図面を参照して上記説明した、車両の絶縁された高電圧回路装置を制御する方法。
30. 図面を参照して上記説明した、車両の絶縁された高電圧回路装置を制御するシステム。
31. 図面を参照して上記説明した、車両の絶縁された高電圧回路装置を備えた車両のヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）装置を制御する方法。
32. 図面を参照して上記説明した車両。

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