JP2017108571A

JP2017108571A - 電動車両の制御装置

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Publication number: JP2017108571A
Application number: JP2015241839A
Authority: JP
Inventors: 晃義大野; Akiyoshi Ono
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2017-06-15
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Abstract

【課題】車両の衝突時におけるコンデンサの放電処理に伴って強制放電抵抗が過度に発熱することを抑制することにより、強制放電抵抗の特性を維持することのできる電動車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】モータジェネレータ４と、高電圧の第３蓄電装置３３と、インバータ５０とを備えて、第３蓄電装置を接続状態または遮断状態にする遮断リレー５８と、インバータの前段の平滑コンデンサ５５に並列接続されるパッシブ放電抵抗５７および強制放電抵抗６７の制限抵抗とを有する電動車両のＨＣＵは、車両の衝突発生検知時に、第３蓄電装置を切り離す高電圧遮断状態にして平滑コンデンサの蓄電電力を放電する際、接続リレー６８が強制放電抵抗を間欠的に接続または切断させて間欠放電させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンデンサ内の高電圧電力を放電させて低電圧化させる電動車両の制御装置に関する。

高電圧バッテリを搭載する電動車両において、バッテリとインバータとの間に、車両の衝突時に遮断状態にするリレーを設け、さらに、そのバッテリとインバータとの間に並列接続される平滑用コンデンサに、放電リレーを介して抵抗器を直列接続して放電回路を形成する技術が特許文献１に開示されている。

この特許文献１に記載の放電回路は、車両の衝突時に、放電リレーを通電状態にすることにより、平滑用コンデンサに充電された電力を放電する回路を形成するようになっている。

特開２００６−２２４７７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の放電回路にあっては、車両の衝突時に、バッテリとインバータとの間が遮断状態にされて、平滑用コンデンサが放電リレーを介して抵抗器に直列接続されて放電回路が形成されると、抵抗器への放電が継続される場合がある。抵抗器は、放電（通電）が継続されると、過度に発熱して特性が劣化してしまう場合がある。

そこで、本発明は、車両の衝突時におけるコンデンサの放電処理に伴って強制放電抵抗が過度に発熱することを抑制することにより、強制放電抵抗の特性を維持することのできる電動車両の制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決する電動車両の制御装置の発明の一態様は、高電圧バッテリと、前記高電圧バッテリから供給される直流電力の電圧を平滑化する平滑コンデンサと、前記高電圧バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから供給される交流電力により電動機として駆動されて発電機としても機能可能なモータジェネレータと、を備えて、前記高電圧バッテリを接続して高電圧電力を供給可能な接続状態または当該接続を切断して高電圧電力の供給を遮断する高電圧遮断状態のいずれか一方に切り換える切換器と、前記平滑コンデンサ内の蓄電電力を通電して強制放電させる強制放電抵抗と、を有する電動車両に搭載される制御装置であって、前記電動車両の衝突の発生を検知する衝突検知部を備えて、前記衝突検知部が衝突の発生を検知したときに、前記強制放電抵抗に前記平滑コンデンサ内の蓄電電力を間欠的に放電させるように構成されている。

このように本発明の一態様によれば、車両の衝突時におけるコンデンサの放電処理に伴って強制放電抵抗が過度に発熱することを抑制することにより、強制放電抵抗の特性を維持する電動車両の制御装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動車両の制御装置を搭載する車両の一例を示す図であり、その概略全体構成を示すブロック図である。図２は、インバータの構成を示す回路図である。図３は、平滑コンデンサの蓄電電力を放電する制御処理（制御方法）を説明するフローチャートである。図４は、インバータ（平滑コンデンサ）の蓄電電圧値の変化に対応する間欠放電処理の実行を説明するグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図４は本発明の一実施形態に係る電動車両の制御装置を示す図である。

図１において、車両１は、内燃機関型のエンジン２とモータジェネレータ４とを駆動源として搭載して、トランスミッション３を介して駆動輪５を回転させることにより走行するハイブリッド車に構築されている。すなわち、車両１は、モータジェネレータ４の駆動力で走行する電動車両としても構成されている。

車両１は、制御系統として、ＨＣＵ（Hybrid Control Unit）１０と、ＥＣＭ（Engine Control Module）１１と、ＴＣＭ（Transmission Control Module）１２とを搭載して、それぞれ予めメモリ内に格納されている制御プログラムに従ってエンジン２、トランスミッション３およびモータジェネレータ４の駆動を制御することにより効率のよい走行を実現している。

ここで、この車両１においては、イグニッションスイッチ９が検知するドライバによるイグニッションキーの操作に応じてＨＣＵ１０が起動または停止する制御処理を実行し、そのＨＣＵ１０が車両１の全体を総合的に制御し、ＥＣＭ１１がエンジン２を制御し、ＴＣＭ１２がトランスミッション３を制御するように構成されている。

エンジン２には、複数の気筒が形成されている。エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。

車両１は、エンジン２を停止させてモータジェネレータ４の駆動力で走行するＥＶ（Electric Vehicle）モードを備えている。また、車両１は、予め設定されている停止条件に従ってエンジン２を自動停止し、予め設定されている再始動条件に従ってエンジン２を再始動させるアイドリングストップ機能を備えている。

また、エンジン２には、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２０と、スタータ２１とが連結されている。ＩＳＧ２０は、ベルト２２などを介してエンジン２のクランクシャフト１８に連結されている。ＩＳＧ２０は、電力が供給されて回転することによりエンジン２を始動させる電動機の機能と、クランクシャフト１８から入力された回転力を電力に変換する発電機の機能とを有する。

この車両１は、制御系統として、ＩＳＧＣＭ（Integrated Starter Generator Control Module）１３を備えており、ＩＳＧＣＭ１３が予めメモリ内に格納されている制御プログラムに従ってＩＳＧ２０の駆動を制御するようになっている。

ＩＳＧ２０は、電動機として機能することにより、エンジン２をアイドリングストップ機能による停止状態から再始動させるようになっている。

スタータ２１は、図示しないモータとピニオンギヤとを含んで構成されている。スタータ２１は、モータを回転させることにより、クランクシャフト１８を回転させて、エンジン２に始動時の回転力を与えるようになっている。このように、エンジン２は、スタータ２１によって始動され、アイドリングストップ機能による停止状態からＩＳＧ２０によって再始動される。

トランスミッション３は、エンジン２から出力される駆動回転力を変速して伝達し、ドライブシャフト（車軸）２３を介して駆動輪５を回転させるようになっている。トランスミッション３は、平行軸歯車機構からなる常時噛合式の変速機構２５と、ノーマルクローズタイプの乾式クラッチによって構成されるクラッチ２６と、左右の駆動輪５のそれぞれのドライブシャフト２３の回転速度（回転数）を調整するディファレンシャル機構２７と、図示しないアクチュエータとを備えている。

トランスミッション３は、いわゆるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）として構成されており、ドライブシャフト２３の回転速度（回転数）を検出する車速センサ７５の検出情報などに応じて、アクチュエータにより駆動する変速機構２５における変速段の切換とクラッチ２６の断続が行われるようになっている。ディファレンシャル機構２７は、変速機構２５によって出力された動力を受け取って左右のドライブシャフト２３に伝達するようになっている。

モータジェネレータ４は、ディファレンシャル機構２７に対して、チェーン等の動力伝達機構２８を介して連結されている。モータジェネレータ４は、電動機として機能する。

このように、車両１は、エンジン２とモータジェネレータ４の両方の動力を車両の駆動に用いることが可能なパラレルハイブリッドシステムに構築されており、エンジン２およびモータジェネレータ４の少なくとも一方が出力する動力により走行するようになっている。

モータジェネレータ４は、発電機としても機能し、減速走行時に発電を行うようになっている。

ここで、モータジェネレータ４は、ディファレンシャル機構２７と動力伝達機構２８とを介してドライブシャフト２３に直結されている構造で、駆動輪５が回転する際には、同時に回転するようになっている。なお、モータジェネレータ４は、エンジン２から駆動輪５までの動力伝達経路の何れかの箇所に動力伝達可能に連結されていればよく、必ずしもディファレンシャル機構２７に連結される必要はない。

また、車両１は、第１蓄電装置３０と、第２蓄電装置３１を含む低電圧パワーパック３２と、第３蓄電装置３３を含む高電圧パワーパック３４と、高電圧ケーブル３５と、低電圧ケーブル３６とを備えている。

第１蓄電装置３０、第２蓄電装置３１および第３蓄電装置３３は、充電可能な二次電池から構成されている。第２蓄電装置３１は、第１蓄電装置３０よりも高出力かつ高エネルギー密度に蓄電可能な蓄電装置である。第２蓄電装置３１は、第１蓄電装置３０と比較して短い時間で充電が可能である。第１蓄電装置３０および第２蓄電装置３１は、約１２Ｖの出力電圧を発生するようにセルの個数等が設定された低電圧バッテリである。本実施形態では、第１蓄電装置３０は鉛電池からなり、第２蓄電装置３１はリチウムイオン電池からなる。なお、第２蓄電装置３１はニッケル水素蓄電池であってもよい。

第３蓄電装置３３は、第１蓄電装置３０および第２蓄電装置３１より高電圧を発生するようにセルの個数等が設定されることにより高電圧バッテリを構成しており、例えば、１００Ｖの出力電圧を発生させる。第３蓄電装置３３は、例えば、リチウムイオン電池からなる。なお、第３蓄電装置３３は、ニッケル水素蓄電池であってもよい。

高電圧パワーパック３４は、第３蓄電装置３３に加えて、インバータ５０と、ＩＮＶＣＭ１４と、高電圧ＢＭＳ１６とを有して、高電圧回路に形成されている。高電圧パワーパック３４は、高電圧ケーブル３５を介して、モータジェネレータ４に電力を供給可能に接続されている。

この車両１には、電気負荷としての一般負荷３７および被保護負荷３８が設けられている。一般負荷３７および被保護負荷３８は、スタータ２１およびＩＳＧ２０以外の電気負荷である。

被保護負荷３８は、常に安定した電力供給が要求される電気負荷である。この被保護負荷３８は、例えば、車両１の横滑りを防止するスタビリティ制御装置３８Ａ、図示しない操舵輪の操作力を電気的にアシストする電動パワーステアリング制御装置３８Ｂ、およびヘッドライト３８Ｃを含んでいる。なお、被保護負荷３８は、図示しないインストルメントパネルのランプ類およびメータ類並びにカーナビゲーションシステムも含んでいる。

一般負荷３７は、被保護負荷３８と比較して安定した電力供給が要求されず、一時的に使用される電気負荷である。一般負荷３７には、例えば、図示しないワイパー、および、エンジン２に冷却風を送風する電動クーリングファンが含まれる。

低電圧パワーパック３２は、第２蓄電装置３１に加えて、スイッチ４０、４１と、低電圧ＢＭＳ１５とを有している。第１蓄電装置３０および第２蓄電装置３１は、低電圧ケーブル３６を介して、スタータ２１と、ＩＳＧ２０と、電気負荷としての一般負荷３７および被保護負荷３８とに電力を供給可能に接続されている。被保護負荷３８に対しては、第１蓄電装置３０と第２蓄電装置３１とが並列に電気的に接続されている。

スイッチ４０は、第２蓄電装置３１と被保護負荷３８との間の低電圧ケーブル３６に設けられている。スイッチ４１は、第１蓄電装置３０と被保護負荷３８との間の低電圧ケーブル３６に設けられている。

この車両１は、制御系統として、ＩＮＶＣＭ（Invertor Control Module）１４と、低電圧ＢＭＳ（Battery Management System）１５と、高電圧ＢＭＳ１６とを備えて、それぞれ予めメモリ内に格納されている制御プログラムに従ってインバータ５０の駆動や第１蓄電装置３０、第２蓄電装置３１および第３蓄電装置３３の充放電を制御するようになっている。

ＩＮＶＣＭ１４は、インバータ５０を制御して高電圧ケーブル３５に掛かる交流電力と、第３蓄電装置３３に掛かる直流電力とを相互に変換するようになっている。例えば、ＩＮＶＣＭ１４は、モータジェネレータ４を力行動作させるときには、第３蓄電装置３３が放電した直流電力をインバータ５０により交流電力に変換させてモータジェネレータ４に供給する。また、ＩＮＶＣＭ１４は、モータジェネレータ４を回生動作させるときには、モータジェネレータ４が発電した交流電力をインバータ５０により直流電力に変換させて第３蓄電装置３３に充電する。

低電圧ＢＭＳ１５は、スイッチ４０、４１の開閉を制御することで、第２蓄電装置３１の充放電および被保護負荷３８への電力供給を制御している。低電圧ＢＭＳ１５は、アイドリングストップによりエンジン２が停止しているときは、スイッチ４０を閉じるとともにスイッチ４１を開くことで、高出力かつ高エネルギー密度な第２蓄電装置３１から被保護負荷３８に安定した電力を供給するようになっている。

低電圧ＢＭＳ１５は、エンジン２をスタータ２１によって始動するとき、および、アイドリングストップ制御によって停止しているエンジン２をＩＳＧ２０によって再始動するときに、スイッチ４０を閉じるとともにスイッチ４１を開くことで、第１蓄電装置３０からスタータ２１またはＩＳＧ２０に電力を供給するようになっている。スイッチ４０を閉じるとともにスイッチ４１を開いた状態では、第１蓄電装置３０から一般負荷３７にも電力が供給される。

高電圧ＢＭＳ１６は、第３蓄電装置３３の残容量などの状態を管理する。この高電圧ＢＭＳ１６は、ＩＮＶＣＭ１４と協働するように、ＨＣＵ１０がモータジェネレータ４の回転速度（回転数）を検出する速度センサ７６に基づいて制御することにより、そのモータジェネレータ４を効率よく駆動させるようになっている。

このように、第１蓄電装置３０は、エンジン２を始動する始動装置としてのスタータ２１、ＩＳＧ２０および一般負荷３７に少なくとも電力を供給するようになっている。第２蓄電装置３１は、被保護負荷３８に電力を供給するようになっている。

第２蓄電装置３１は、常に安定した電力供給が要求される被保護負荷３８に電力を供給するようにスイッチ４０、４１が低電圧ＢＭＳ１５により制御される。

このように、低電圧ＢＭＳ１５は、第１蓄電装置３０および第２蓄電装置３１の充電状態（充電残量）、並びに、一般負荷３７および被保護負荷３８への作動要求を考慮しつつ、被保護負荷３８の安定した作動を優先して、スイッチ４０、４１を適宜制御するようになっている。

そして、車両１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ＬＡＮ（Local Area Network）を形成するためのＣＡＮ通信線４８、４９が敷設されている。ＨＣＵ１０は、ＩＮＶＣＭ１４および高電圧ＢＭＳ１６にＣＡＮ通信線４８によって接続されている。ＨＣＵ１０、ＩＮＶＣＭ１４および高電圧ＢＭＳ１６は、ＣＡＮ通信線４８を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行うようになっている。また、ＨＣＵ１０は、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３および低電圧ＢＭＳ１５にＣＡＮ通信線４９によって接続されている。ＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３および低電圧ＢＭＳ１５は、ＣＡＮ通信線４９を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行うようになっている。

ここで、インバータ５０は、図２に示すように、スイッチング素子５１ｕ〜５１ｗ、６１ｕ〜６１ｗが三相全波ブリッジ５０Ｂに接続され、各スイッチング素子５１ｕ〜５１ｗ、６１ｕ〜６１ｗにはダイオード５３ｕ〜５３ｗ、５４ｕ〜５４ｗが逆接続されている。インバータ５０は、各スイッチング素子５１ｕ〜５１ｗ、６１ｕ〜６１ｗがＩＮＶＣＭ１４からの制御信号によりＰＷＭ制御されることによりモータジェネレータ４の各ＵＶＷ相毎のコイル４ｕ〜４ｗのそれぞれに三相交流電流を供給して電動機として機能させる。インバータ５０は、モータジェネレータ４が発電機として機能して発電する交流電力を各ダイオード５３ｕ〜５３ｗ、５４ｕ〜５４ｗにより全波整流して第３蓄電装置３３に充電するようになっている。

このインバータ５０は、三相全波ブリッジ５０Ｂの第３蓄電装置３３側の前段に、平滑コンデンサ５５と、パッシブ放電抵抗５７と、強制放電抵抗６７とが並列接続されている。

平滑コンデンサ５５は、第３蓄電装置３３から放電される直流電力を蓄えつつその蓄電電力を放電することにより三相全波ブリッジ５０Ｂに供給する電圧値を安定させて平滑化させるように機能する。この平滑コンデンサ５５の蓄電は、イグニッションスイッチ９がドライバによるイグニッションオンを検知して、ＨＣＵ１０が起動して車両１全体を走行準備状態に移行させる開始処理の実行に伴って開始する。

パッシブ放電抵抗５７は、平滑コンデンサ５５に常時接続されて放電回路を形成している。パッシブ放電抵抗５７は、平滑コンデンサ５５から放電される蓄電電力を微小電流に抑えるように高抵抗値に設定されている。すなわち、パッシブ放電抵抗５７は、平滑コンデンサ５５内の蓄電電力が大容量放電されてしまうことを制限する制限抵抗として機能する。

このパッシブ放電抵抗５７は、第３蓄電装置３３から放電される高電圧な蓄電電力の平滑コンデンサ５５などへの供給が遮断される際に、その平滑コンデンサ５５から放電される高電圧の蓄電電力を流して消費させる、所謂、パッシブ放電処理を実行することにより、平滑コンデンサ５５に蓄えられる蓄電電力の電圧値を低減して低電圧化させる回路（所謂、パッシブ放電回路）を形成している。

強制放電抵抗６７は、接続リレー６８を介して平滑コンデンサ５５に接続または切断可能に設置されている。強制放電抵抗６７は、パッシブ放電抵抗５７よりも低抵抗値に設定されて、平滑コンデンサ５５内の蓄電電力をパッシブ放電抵抗５７を用いる放電よりも大電流にして放電させるようになっている。すなわち、強制放電抵抗６７も、平滑コンデンサ５５内の蓄電電力の大容量放電を制限する制限抵抗として機能する。

接続リレー６８は、強制放電抵抗６７に直列接続されて、平滑コンデンサ５５内の高電圧電力を強制放電抵抗６７に通電して強制的に放電させる強制放電状態（接続状態）と、その放電を遮断する放電遮断状態（切断状態）とのいずれか一方を選択するように、ＨＣＵ１０と協働するＩＮＶＣＭ１４により後述するように切換制御される。

この強制放電抵抗６７は、平滑コンデンサ５５内の蓄電電力を急速に強制放電させる必要が発生したと、ＨＣＵ１０が判断したときに、接続リレー６８が接続状態にされて放電回路を形成することにより、その平滑コンデンサ５５に蓄えられた蓄電電力がパッシブ放電抵抗５７と共に通電されて放電電流を消費する。

また、接続リレー６８は、切断状態では、強制放電抵抗６７を経由する放電回路を遮断して、平滑コンデンサ５５内の蓄電電力が強制放電抵抗６７に放電されることを禁止する。

また、インバータ５０は、第３蓄電装置３３と平滑コンデンサ５５との間に配置される遮断リレー（切換器）５８を備えている。遮断リレー５８は、ＨＣＵ１０と協働するＩＮＶＣＭ１４により切換制御される。

なお、遮断リレー５８や接続リレー６８は、電流の通過を許可する接続状態と、電流の通過を遮断する切断状態とを切り換える開閉器（切換器）であり、接点スイッチタイプ、リレースイッチタイプ、ダイオードスイッチタイプなどのいずれでもよく、電流容量や絶縁耐圧や寿命などを考慮して設置すればよい。

遮断リレー５８は、第３蓄電装置３３と平滑コンデンサ５５との間に配置されて、第３蓄電装置３３から放電される高電圧電力を下流側へ供給可能な高電圧印加状態（接続状態）と、その供給を遮断する高電圧遮断状態（切断状態）とのいずれか一方を選択するように、ＨＣＵ１０により切換制御される。

そして、ＨＣＵ１０は、イグニッションスイッチ９がドライバによるイグニッションオフを検知する停止要求の発生時には、ＩＮＶＣＭ１４と協働して、遮断リレー５８を開状態（切断状態）にして第３蓄電装置３３からの放電を停止し、平滑コンデンサ５５内の蓄電電力をパッシブ放電抵抗５７に放電して消費させるようになっている。

これにより、ＨＣＵ１０は、平滑コンデンサ５５内に蓄えられている蓄電電力をパッシブ放電抵抗５７に放出して電圧値を低減して低電圧化させるようになっている。

また、ＨＣＵ１０は、イグニッションスイッチ９がドライバによるイグニッションオンを検知する走行準備要求の発生時には、ＩＮＶＣＭ１４と協働して、遮断リレー５８を閉状態（接続状態）にして第３蓄電装置３３からの放電を再開し、平滑コンデンサ５５を所定電圧に昇圧するようになっている。

これにより、ＨＣＵ１０は、平滑コンデンサ５５内に第３蓄電装置３３からの放電電力を蓄えさせて、三相全波ブリッジ５０Ｂを介してモータジェネレータ４に供給する電力の電圧値を安定化（平滑化）させるようになっている。

また、車両１は、衝突発生時などに車両１自体が急激な外力を加えられたことを加速度センサ７１が検知した場合に、不図示のエアーバッグを緊急膨張させてドライバを含む乗員を保護するエアーバッグシステム７が搭載されている。エアーバッグシステム７は、制御系統として機能するＳＲＳＣＭ（Supplemental Restraint System Control Module）７０が加速度センサ７１から衝突検知信号を受け取ったときに予めメモリ内に格納されている制御プログラムに従ってエアーバッグシステム７の起動を制御するようになっている。なお、エアーバッグシステムは、補助拘束装置（Supplemental Restraint System）の通称である。

ＳＲＳＣＭ７０は、ＨＣＵ１０に制御信号を送信可能にＣＡＮ通信線４８に接続されており、加速度センサ７１から衝突検知信号を受け取ったときにエアーバッグの起動制御を実行し、また、高電圧遮断用の衝突検知信号をＨＣＵ１０にＣＡＮ通信線４８を介して送信するようになっている。すなわち、エアーバッグシステム７の加速度センサ７１が衝突検知部を構成している。

なお、本実施形態では、エアーバッグシステム７の加速度センサ７１により衝突などの発生を検知する場合を一例として説明するが、これに限るものではない。例えば、エアーバッグシステム７が他の方式により衝突を検知する場合にも、同様に、ＳＲＳＣＭ７０から衝突検知信号を受け取れば良い。また、車両１が加速度情報を取得するために別個の加速度センサを搭載する場合には、そこから直接、加速度情報を受け取って、その加速度情報の変化から衝突などの発生を検知するようにしても良い。

そして、ＨＣＵ１０は、エアーバッグシステム７のＳＲＳＣＭ７０から衝突検知信号を受け取ったときに、遮断リレー５８を切断状態に切り換えて高電圧遮断状態にすることにより平滑コンデンサ５５内の高電圧な蓄電電力をパッシブ放電抵抗５７を介して放電する処理を実行し、さらに、接続リレー６８を切断状態と接続状態とに断続的に切り換えて強制放電抵抗６７を含む放電回路を形成する処理を実行するようになっている。

これにより、ＨＣＵ１０は、車両１の衝突時などのように、平滑コンデンサ５５の蓄電電力を放電させる必要がある場合に、パッシブ放電抵抗５７に加えて、接続リレー６８を介して平滑コンデンサ５５に、強制放電抵抗６７を断続的に接続させて放電回路を形成することができ、パッシブ放電抵抗５７を介する定常放電に加えて、強制放電抵抗６７を介する連続通電よりも過熱させてしまうことを抑制可能な間欠放電により、平滑コンデンサ５５内の蓄電電力を大容量電流で短時間に放電させることができる。すなわち、ＨＣＵ１０と接続リレー６８が本実施形態における電動車両を装置本体として搭載される制御装置を構成している。

このとき、ＨＣＵ１０は、車速センサ７５から受け取る検出情報が予め設定されている速度閾値以上の場合には、接続リレー６８を切断状態に維持して、強制放電抵抗６７を介する間欠放電処理を一時停止し、その強制放電抵抗６７を切り離したままパッシブ放電抵抗５７のみを制限抵抗とする強制放電を実行するようになっている。ここで、モータジェネレータ４はドライブシャフト２３に直結されているので、車速センサ７５に代えて、速度センサ７６の検出情報を用いて速度閾値と比較してもよく、車速センサ７５と速度センサ７６の双方の検出情報のうちから故障のない方を採用するようにしても良い。

また、ＨＣＵ１０は、強制放電抵抗６７を介する間欠放電を開始した場合には、備えるタイマ機能を起動して、その間欠放電処理の継続時間を計時するようになっている。このＨＣＵ１０は、その継続時間が予め設定されている時間閾値以上の場合には、接続リレー６８を切断状態にして、強制放電抵抗６７を介する間欠放電処理を停止し、その強制放電抵抗６７を切り離したままパッシブ放電抵抗５７のみを制限抵抗とする強制放電を実行するようになっている。

ここで、上記の速度閾値としては、例えば、モータジェネレータ４が発電機として機能して平滑コンデンサ５５に蓄電させる回生電力を発電しない車両１の最大速度弱を、予めＨＣＵ１０のメモリ内に設定しておけばよい。また、上記の時間閾値としては、例えば、平滑コンデンサ５５内に蓄電される最大容量の電力の全量を、強制放電抵抗６７を介する間欠放電により強制放電させるのに掛かる最長時間強を、予めＨＣＵ１０のメモリ内に設定しておけばよい。

これにより、ＨＣＵ１０は、車両１が速度閾値を越える速度で走行する場合には、強制放電抵抗６７を介する間欠放電による強制放電処理を一時停止することができる。また、ＨＣＵ１０は、強制放電抵抗６７を介する間欠放電による強制放電処理の継続時間が時間閾値を越える場合には、その間欠放電による強制放電処理を停止することができる。

このため、ＨＣＵ１０は、ドライブシャフト２３に直結するモータジェネレータ４が回転して発電機として機能するために、平滑コンデンサ５５の充電と放電が並行する際には、その蓄電電力が強制放電抵抗６７に通電されることを回避することができ、高抵抗のパッシブ放電抵抗５７のみによるパッシブ放電を実施して平滑コンデンサ５５の蓄電電力の放電処理を継続することができる。

よって、ＨＣＵ１０は、モータジェネレータ４の発電する回生電力が充電される平滑コンデンサ５５の蓄電電力を、強制放電抵抗６７に長期間に亘って通電させて強制放電処理を継続してしまうことなく、長期間の通電により強制放電抵抗６７の特性が劣化してしまうことを未然に防止することができる。

具体的に、ＨＣＵ１０は、メモリ内に格納されている制御プログラムに従って図３のフローチャートに示す制御処理を実行して、平滑コンデンサ５５内の蓄電電力を強制放電させるようになっている。

まず、ＨＣＵ１０は、エアーバッグシステム７のＳＲＳＣＭ７０から衝突検知信号を受け取って車両１の衝突発生を確認すると（ステップＳ１１）、備えるタイマ機能を起動して（ステップＳ１２）、予め設定されている所定の猶予時間が経過したことを確認した後に（ステップＳ１３）、車両１の衝突時の制御処理を開始することにより、遮断リレー５８を切断状態にして第３蓄電装置３３から平滑コンデンサ５５を切り離して高電圧電力の印加を遮断する（ステップＳ１４）。

これにより、インバータ５０は、車両１の衝突時の制御処理の実行が解除されることなく、所定猶予時間が経過した後に、高電圧遮断状態に移行されて平滑コンデンサ５５のパッシブ放電抵抗５７のみを介するパッシブ放電処理がまず開始される。

次いで、ＨＣＵ１０は、車速センサ７５の検出情報に基づいて車両１の車速が予め設定されている停止状態と判定可能な停止閾値（＜速度閾値）未満であることを確認した後に（ステップＳ１５）、タイマ機能をリセットして（ステップＳ１６）、この後に、さらに車両１の車速が設定速度閾値以上に上昇しているか否かを確認（監視）する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１７において、車両１の車速が設定速度閾値以上に達していないことを確認したＨＣＵ１０は、例えば、接続リレー６８の２秒間の接続と１０秒間の切断とを繰り返す間欠的な強制放電抵抗６７を介する強制放電処理を実施する。車両１の衝突発生を確認した場合に間欠強制放電を開始する。また、後述のステップＳ１９で一時停止していた場合には間欠強制放電を再開する（ステップＳ１８）。

これにより、正常な平滑コンデンサ５５の強制放電処理が実施される場合には、パッシブ放電抵抗５７を介するパッシブ放電に加えて、強制放電抵抗６７を介する接続リレー６８の接断による間欠的な強制放電を実施して、高電圧な蓄電電力の低電圧化が完了する。

このとき、例えば、図４に示すように、平滑コンデンサ５５の電極間電圧となるインバータ電圧は、接続リレー６８の２秒間の接続時に強制放電抵抗６７を介する大容量の強制放電によって降圧される。この時、強制放電抵抗６７の温度は上昇する。そして、接続リレー６８の１０秒間の切断時に強制放電抵抗６７の温度は下降する。このため、接続リレー６８の接続と切断が繰り返されることにより、強制放電抵抗６７を特性劣化させることなく、平滑コンデンサ５５を低電圧化させることができる。

また、ステップＳ１７において、車両１の車速が設定速度閾値以上に達していることを確認したＨＣＵ１０は、接続リレー６８を切断状態にして、強制放電抵抗６７を介する間欠的な強制放電処理を一時停止する（ステップＳ１９）。

これにより、強制放電抵抗６７は、遮断リレー５８が切断状態で第３蓄電装置３３が切り離されている状態で、モータジェネレータ４が発電機として機能することにより、平滑コンデンサ５５に回生電力が充電される場合には、接続リレー６８の切断状態を維持することにより放電回路から切り離すことができ、その回生電力が通電される放電処理が継続されて特性劣化してしまうことを回避することができる。

この後に、ＨＣＵ１０は、タイマ機能が計時する間欠的な強制放電処理の開始時からの継続時間が設定時間閾値（例えば、６０秒）以上を経過したか否か確認し（ステップＳ２０）、その継続時間が設定時間閾値以上に達していないことを確認した場合には、そのままステップＳ１７に戻って同様の処理を繰り返す。

これにより、正常な平滑コンデンサ５５の強制放電処理が実施されて終了している程度の時間が経過するまでは、同様の処理を繰り返して、平滑コンデンサ５５の蓄電電力をパッシブ放電抵抗５７と強制放電抵抗６７とで放電させる強制放電処理を継続することができる。

また、ステップＳ２０において、強制放電抵抗６７を介して間欠的に平滑コンデンサ５５内の蓄電電力を放電する処理の継続時間が設定時間閾値以上に達したことを確認したＨＣＵ１０は、強制放電抵抗６７を介する間欠的な強制放電処理を停止して（ステップＳ２１）、この制御処理を終了する。

これにより、強制放電抵抗６７は、例えば、衝突により車速センサ７５が故障して、ドライブシャフト２３が回転し続けているのにも拘わらず、ステップＳ１１での車両１の停止状態の判断を誤ってしまい、平滑コンデンサ５５の蓄電電力の放電処理が長引いている場合にも、接続リレー６８を切断状態に維持させて放電回路から切り離すことができ、その平滑コンデンサ５５の蓄電電力の長時間の放電処理により特性劣化されてしまうことを回避することができる。

したがって、パッシブ放電抵抗５７によるパッシブ放電処理に加えて、強制放電抵抗６７に間欠的に平滑コンデンサ５５の蓄電電力を通電する強制放電処理を実行することにより、強制放電抵抗６７を過熱劣化させてしまうことなく、平滑コンデンサ５５の電極間電圧を、短時間に、例えば、第１蓄電装置３０の鉛蓄電池のＤＣ１３Ｖ程度に低電圧化することができる。

このとき、強制放電抵抗６７を介する間欠的な強制放電処理の実行中に、平滑コンデンサ５５の充電がなされる場合や、所定継続時間が経過した場合には、平滑コンデンサ５５の蓄電電力の通電により低抵抗の強制放電抵抗６７が劣化してしまう前に、この間欠的な強制放電処理を終了することができる。

このように、本実施形態においては、車両１の衝突時における平滑コンデンサ５５の放電処理を、パッシブ放電抵抗５７によるパッシブ放電に加えて、強制放電抵抗６７を介する間欠的な強制放電を実施することにより、その強制放電抵抗６７が過度に発熱することを抑制して特性劣化させてしまうことなく（特性を維持して）、平滑コンデンサ５５を低電圧化させることができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１車両
２エンジン
４モータジェネレータ（電動機、発電機）
７エアーバッグシステム
９イグニッションスイッチ
１０ＨＣＵ（制御装置）
１４ＩＮＶＣＭ
１６高電圧ＢＭＳ
２３ドライブシャフト（車軸）
２７ディファレンシャル機構
２８動力伝達機構
３３第３蓄電装置（高電圧バッテリ）
３４高電圧パワーパック
５０インバータ
５５平滑コンデンサ
５７パッシブ放電抵抗
５８遮断リレー（切換器）
６７強制放電抵抗
６８接続リレー
７０ＳＲＳＣＭ
７１加速度センサ
７５車速センサ
７６速度センサ

Claims

高電圧バッテリと、前記高電圧バッテリから供給される直流電力の電圧を平滑化する平滑コンデンサと、前記高電圧バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから供給される交流電力により電動機として駆動されて発電機としても機能可能なモータジェネレータと、を備えて、
前記高電圧バッテリを接続して高電圧電力を供給可能な接続状態または当該接続を切断して高電圧電力の供給を遮断する高電圧遮断状態のいずれか一方に切り換える切換器と、前記平滑コンデンサ内の蓄電電力を通電して強制放電させる強制放電抵抗と、を有する電動車両に搭載される制御装置であって、
前記電動車両の衝突の発生を検知する衝突検知部を備えて、
前記衝突検知部が衝突の発生を検知したときに、前記強制放電抵抗に前記平滑コンデンサ内の蓄電電力を間欠的に放電させる、電動車両の制御装置。
前記車両の速度を検出する検出情報が予め設定されている速度閾値以上のときに、前記平滑コンデンサ内の蓄電電力を前記強制放電抵抗に間欠的に放電させる間欠放電処理を一時停止する、請求項１に記載の電動車両の制御装置。
前記平滑コンデンサ内の蓄電電力を前記強制放電抵抗に間欠的に放電させる間欠放電処理の継続時間が予め設定されている時間閾値以上のときに、当該間欠放電処理を停止する、請求項１または請求項２に記載の電動車両の制御装置。