JP2017190022A - Vehicular control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自車両と対象物との衝突を予測する衝突予測部を備える車両用制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device including a collision prediction unit that predicts a collision between a host vehicle and an object.
近年、ミリ波レーダ、赤外線レーザ、ステレオカメラ、単眼カメラ等を用いて車両前方や車両後方等を監視し、車両衝突の虞がある場合に警報を発したり自動制動を行ったりする運転支援システムが開発されている(特許文献1〜3参照)。また、特許文献1〜3に記載される車両においては、駆動用モータや高電圧バッテリ等からなる高電圧系を備えることから、車両衝突前に高電圧系の部品に残存する電荷を放電させている。また、車両衝突時のエアバッグ展開信号に基づいて、高電圧系の部品に残存する電荷を放電させる車両も提案されている(特許文献4参照)。 In recent years, there has been a driving support system that monitors the front and rear of a vehicle using a millimeter wave radar, an infrared laser, a stereo camera, a monocular camera, etc., and issues a warning or performs automatic braking when there is a possibility of a vehicle collision. It has been developed (see Patent Documents 1 to 3). In addition, since the vehicle described in Patent Documents 1 to 3 includes a high voltage system including a drive motor and a high voltage battery, the electric charge remaining in the high voltage system components is discharged before the vehicle collision. Yes. There has also been proposed a vehicle that discharges electric charges remaining in high-voltage components based on an airbag deployment signal at the time of a vehicle collision (see Patent Document 4).
ところで、高電圧系の部品に残存する電荷を放電させるためには、高電圧系の放電制御を実行するコントローラを正常に機能させることが必要である。例えば、コントローラの電源電圧が低下していた場合には、コントローラの動作が不安定になることから、高電圧系の放電制御を適切に実行することが困難となっていた。 By the way, in order to discharge the electric charge remaining in the high voltage system component, it is necessary to make the controller that performs the high voltage system discharge control function normally. For example, when the power supply voltage of the controller is lowered, the operation of the controller becomes unstable, and thus it is difficult to appropriately execute the high voltage system discharge control.
本発明の目的は、コントローラを正常に機能させることにより、高電圧系の放電制御を適切に実行することにある。 An object of the present invention is to appropriately execute discharge control of a high voltage system by causing a controller to function normally.
本発明の車両用制御装置は、自車両と対象物との衝突を予測する衝突予測部を備える車両用制御装置であって、第1蓄電体と、これにリレーを介して接続される電気機器と、を備える高電圧系と、前記第1蓄電体よりも低電圧の第2蓄電体を備える低電圧系と、前記第2蓄電体に接続される給電機器を制御し、前記給電機器から前記第2蓄電体に電力を供給する給電制御部と、前記第2蓄電体に接続されるコントローラに設けられ、前記リレーおよび前記電気機器を制御し、前記高電圧系の平滑コンデンサを放電させる放電制御部と、を有し、前記給電制御部は、前記自車両と前記対象物との衝突が予測された場合に、前記給電機器を制御して前記第2蓄電体に電力を供給し、前記放電制御部は、前記自車両と前記対象物との衝突が予測された場合に、前記リレーの遮断後に前記電気機器を制御して前記平滑コンデンサを放電させる。 The vehicle control device of the present invention is a vehicle control device including a collision prediction unit that predicts a collision between the host vehicle and an object, and an electric device connected to the first power storage unit via a relay. And a high voltage system including: a low voltage system including a second power storage unit having a voltage lower than that of the first power storage unit; and a power supply device connected to the second power storage unit. A power supply control unit that supplies power to the second power storage unit, and a discharge control that is provided in a controller connected to the second power storage unit, controls the relay and the electrical device, and discharges the high-voltage smoothing capacitor The power supply control unit controls the power supply device to supply power to the second power storage unit when the collision between the host vehicle and the object is predicted, and the discharge The control unit predicts a collision between the host vehicle and the object. Case, by controlling the electric device after blocking of the relay discharging the smoothing capacitor.
本発明によれば、放電制御部は、自車両と対象物との衝突が予測される場合に、リレーの遮断後に平滑コンデンサを放電させる。これにより、万一、車両が衝突した場合であっても、高電圧系からの漏電を防止することができる。しかも、自車両と先行車両との衝突が予測される場合には、給電機器を制御することで第2蓄電体に電力が供給されるため、放電制御部を備えるコントローラの電源電圧を確保することができる。これにより、コントローラを正常に機能させることができ、高電圧系の放電制御を適切に実行することができる。 According to the present invention, the discharge controller discharges the smoothing capacitor after the relay is shut off when a collision between the host vehicle and the object is predicted. As a result, even if the vehicle collides, leakage from the high voltage system can be prevented. In addition, when a collision between the host vehicle and the preceding vehicle is predicted, power is supplied to the second power storage unit by controlling the power supply device, and therefore the power supply voltage of the controller including the discharge control unit is ensured. Can do. As a result, the controller can function normally, and high-voltage discharge control can be performed appropriately.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態である車両用制御装置10を備えた車両11の一例を示す概略図である。図1に示すように、車両11に搭載されるパワーユニット12には、動力源としてエンジン13およびモータジェネレータ14が設けられている。また、パワーユニット12には、プライマリプーリ15およびセカンダリプーリ16からなる無段変速機17が設けられている。プライマリプーリ15には、前後進切替機構18およびトルクコンバータ19を介してエンジン13のクランク軸20が連結されるとともに、モータジェネレータ14のロータ21が連結されている。また、セカンダリプーリ16には、車輪出力軸22やデファレンシャル機構23等を介して車輪24が連結されている。なお、前後進切替機構18は、前進クラッチ、後退ブレーキおよび遊星歯車列等によって構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a
また、車両11には、車輪24を制動するブレーキ装置30が設けられている。ブレーキ装置30は、運転手に操作されるブレーキペダル31と、ブレーキペダル31の操作量に応じてブレーキ液圧を発生させるマスターシリンダ32と、を有している。また、ブレーキ装置30は、車輪24に固定されるディスクロータ33と、ディスクロータ33を制動するキャリパ34と、を有している。さらに、マスターシリンダ32とキャリパ34とは、ブレーキ液圧を制御するブレーキアクチュエータ35を介して連結されている。ブレーキアクチュエータ35は、図示しない電動ポンプ、アキュムレータおよび電磁バルブ等によって構成される。
The
[高電圧系]
車両用制御装置10には、高電圧バッテリ(第1蓄電体)40、インバータ41、コンバータ42および電動コンプレッサ43等からなる高電圧系44が設けられている。高電圧系44を構成するインバータ41は、モータジェネレータ14のステータ45に接続されている。インバータ41は、平滑コンデンサ46やスイッチング素子等によって構成されており、直流電力と交流電力とを相互に変換する機能を有している。モータジェネレータ14を力行させる際には、高電圧バッテリ40からの直流電力が、インバータ41を介して交流電力に変換されてステータ45に供給される。一方、モータジェネレータ14を回生させる際には、ステータ45からの交流電力が、インバータ41を介して直流電力に変換されて高電圧バッテリ40に供給される。また、高電圧系44を構成するコンバータ(電気機器)42は、高電圧系44だけでなく後述する低電圧系64にも接続されている。コンバータ42は、平滑コンデンサ47やスイッチング素子等によって構成されており、高電圧バッテリ40からの直流電力を降圧して低電圧系64に供給する機能を有している。なお、インバータ41やコンバータ42に設けられる平滑コンデンサ46,47は、電流の脈動成分を減少させる観点から端子間に挿入されるコンデンサである。また、電動コンプレッサ43は、空調機器の冷媒ガスを圧縮する圧縮器であり、高電圧バッテリ40からの電力によって駆動される。
[High voltage system]
The
高電圧バッテリ40の正極端子40aには、リレー50の正極側接点50aを介して正極ライン51aが接続されており、高電圧バッテリ40の負極端子40bには、リレー50の負極側接点50bを介して負極ライン51bが接続されている。また、インバータ41の正極端子41aには正極ライン52aが接続されており、コンバータ42の正極端子42aには正極ライン53aが接続されており、電動コンプレッサ43の正極端子43aには正極ライン54aが接続されている。これらの正極ライン52a〜54aは、高電圧バッテリ40の正極ライン51aに接続されている。さらに、インバータ41の負極端子41bには負極ライン52bが接続されており、コンバータ42の負極端子42bには負極ライン53bが接続されており、電動コンプレッサ43の負極端子43bには負極ライン54bが接続されている。これらの負極ライン52b〜54bは、高電圧バッテリ40の負極ライン51bに接続されている。このように、高電圧バッテリ40には、リレー50を介して、インバータ41、コンバータ42および電動コンプレッサ43が電気的に接続されている。
A
[低電圧系]
車両用制御装置10には、高電圧バッテリ40よりも低電圧の低電圧バッテリ(第2蓄電体)60、スタータジェネレータ61、コントローラ62、各種電装品63等からなる低電圧系64が設けられている。クランク軸20にベルト機構65を介して連結されるスタータジェネレータ(発電機)61は、発電機および電動機として機能する所謂ISG(integrated starter generator)である。スタータジェネレータ61は、クランク軸20に駆動されて発電する発電機として機能するだけでなく、クランク軸20を始動回転させる電動機として機能する。低電圧バッテリ60の正極端子60aには正極ライン70が接続されており、コンバータ42の正極端子42cには正極ライン71が接続されており、スタータジェネレータ61の正極端子61aには正極ライン72が接続されている。これらの正極ライン70〜72は、互いに接続されている。また、正極ライン70〜72には、コントローラ62や各種電装品63が接続されている。すなわち、コントローラ62や各種電装品63には、電源として低電圧バッテリ60が接続されている。また、スタータジェネレータ61には、低電圧バッテリ60が電気的に接続されている。
[Low voltage system]
The
[制御系]
以下、車両用制御装置10の制御系について説明する。図2は車両用制御装置10の制御系の一例を示す図である。車両用制御装置10は、車両11を構成する各種装置に制御信号を出力するため、コンピュータ等によって構成されるコントローラ62を有している。このコントローラ62は、自車両11と先行車両100等との衝突が予測される場合に、車両11を自動的に制動する自動ブレーキ制御を実行する。また、コントローラ62は、自車両11と先行車両100等との衝突が予測される場合に、車両衝突に備えて高電圧系44の平滑コンデンサ46,47を放電させるコンデンサ放電制御を実行する。
[Control system]
Hereinafter, the control system of the
図2に示すように、コントローラ62は、自動ブレーキ制御やコンデンサ放電制御を実行するため、衝突予測部80、ブレーキ制御部81、給電制御部82および放電制御部83の各機能部を有している。また、コントローラ62には、車両前方を撮像するカメラユニット84、車両11の走行速度である車速を検出する車速センサ85、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ86、ブレーキペダル31の操作量を検出するブレーキセンサ87等が接続されている。
As shown in FIG. 2, the
コントローラ62の衝突予測部80は、カメラユニット84からの画像情報を処理し、自車両11の前方を走行する先行車両(対象物)100の情報を検出する。この先行車両100の情報としては、自車両11と先行車両100との車間距離や走行速度差等がある。そして、衝突予測部80は、自車両11と先行車両100との車間距離や走行速度差に基づいて、所定時間後に自車両11と先行車両100とが衝突する状況であるか否かを予測する。ここで、図3は自車両11と先行車両100との走行状況を示す説明図である。図3に符号V1で示すように、自車両11と先行車両100との車間距離Daが、所定の第1距離D1を下回る場合には、衝突予測部80によって第1衝突予測状況であると判定される。このように、衝突予測部80によって第1衝突予測状況であると判定されると、後述するように、給電制御部82および放電制御部83によってコンデンサ放電制御が開始される。
The
続いて、図3に符号V2で示すように、自車両11と先行車両100との車間距離Daが、第1距離D1よりも短い第2距離D2を下回る場合には、衝突予測部80によって第2衝突予測状況であると判定される。このように、衝突予測部80によって第2衝突予測状況であると判定されると、ブレーキ制御部81によって自動ブレーキ制御が開始される。この自動ブレーキ制御においては、ブレーキ制御部81からブレーキアクチュエータ35に制御信号が出力され、ブレーキアクチュエータ35からキャリパ34に供給されるブレーキ液圧が引き上げられる。これにより、先行車両100との衝突を回避するように、ブレーキ装置30による自動制動が実行される。
Subsequently, as indicated by reference numeral V2 in FIG. 3, when the inter-vehicle distance Da between the
[コンデンサ放電制御]
以下、車両用制御装置10によって実行されるコンデンサ放電制御について説明する。図4はコンデンサ放電制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図5はコンデンサ放電制御における低電圧系64と高電圧系44との電力供給状況を示す説明図である。図4に示すように、ステップS10では、衝突予測部80による車両前方の監視処理が実行される。ステップS11では、衝突予測状況(前述した第1衝突予測状況)であるか否かが判定される。ステップS11において、衝突予測状況であると判定された場合、つまり自車両11と先行車両100との衝突が予測された場合には、ステップS12に進み、エンジン13が停止中であるか否かが判定される。
[Capacitor discharge control]
Hereinafter, capacitor discharge control executed by the
ステップS12において、エンジン13が停止中であると判定された場合には、ステップS13に進み、エンジン13を始動するエンジン始動処理が実行される。エンジン始動処理においては、給電制御部82によってスタータジェネレータ61が力行状態に制御され、給電制御部82によってインジェクタ等からなるエンジン補機88が制御され、停止中のエンジン13が始動される。そして、続くステップS14では、給電制御部82によってスタータジェネレータ61が発電状態に制御される。これにより、エンジン動力を用いてスタータジェネレータ61が発電するため、図5に矢印a1で示すように、スタータジェネレータ61から低電圧バッテリ60に電力が供給され、コントローラ62の電源電圧が確保される。
If it is determined in step S12 that the
このように、スタータジェネレータ61が発電状態に制御されると、図4に示すように、ステップS15では、放電制御部83によってリレー50が導通状態から遮断状態に切り替えられ、高電圧系44から高電圧バッテリ40が電気的に切り離される。続くステップS16では、放電制御部83によってコンバータ42が作動状態に制御され、コンバータ42の図示しないスイッチング素子がスイッチング制御される。これにより、図5に矢印b1で示すように、コンバータ42を介して高電圧系44から低電圧系64に電力が供給されるため、インバータ41やコンバータ42の平滑コンデンサ46,47に蓄積されていた電荷が放出される。
Thus, when the
このように、放電制御部83は、自車両11と先行車両100との衝突が予測される場合には、リレー50の遮断後に平滑コンデンサ46,47を放電させる。これにより、万一、車両衝突に伴って高電圧系44の正極ライン等が損傷した場合であっても、高電圧系44からの漏電を防止することができる。しかも、自車両11と先行車両100との衝突が予測される場合には、スタータジェネレータ61を発電状態に制御することから、放電制御部83を備えたコントローラ62の電源電圧を確保することができ、コントローラ62を正常に機能させることが可能である。これにより、自車両11と先行車両100との衝突が予測される場合には、正常に機能するコントローラ62によってコンデンサ放電制御を実行することができ、車両用制御装置10の信頼性を向上させることができる。
As described above, when the collision between the
[他の実施の形態]
前述の説明では、給電機器であるスタータジェネレータ61を発電状態に制御し、スタータジェネレータ61から低電圧バッテリ60に電力を供給しているが、これに限られることはなく、コンバータ42を給電機器として機能させても良い。ここで、図6はコンデンサ放電制御の実行手順の他の例を示すフローチャートである。なお、図6において、図4に示すステップと同様のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Other embodiments]
In the above description, the
図6に示すように、ステップS11において、衝突予測状況であると判定された場合、つまり自車両11と先行車両100との衝突が予測された場合には、ステップS20に進み、給電制御部82によってコンバータ(給電機器)42が作動状態に制御される。これにより、図5に破線の矢印a2で示すように、コンバータ42から低電圧バッテリ60に電力が供給され、コントローラ62の電源電圧が確保された状態になる。このように、コントローラ62の電源電圧が確保されると、図6に示すように、ステップS15では、放電制御部83によってリレー50が遮断状態に切り替えられ、高電圧系44から高電圧バッテリ40が電気的に切り離される。続くステップS16では、放電制御部83によってコンバータ42が作動状態に制御される。これにより、図5に矢印b1で示すように、コンバータ42を介して高電圧系44から低電圧系64に電力が供給されるため、インバータ41やコンバータ42の平滑コンデンサ46,47に蓄積されていた電荷を放出することができる。
As shown in FIG. 6, when it is determined in step S11 that the current situation is a collision prediction situation, that is, when a collision between the
また、前述の説明では、電気機器であるコンバータ42を作動状態に制御し、インバータ41やコンバータ42の平滑コンデンサ46,47を放電させているが、これに限られることはなく、インバータ41や電動コンプレッサ43等の他の電気機器を用いて平滑コンデンサ46,47を放電させても良い。例えば、図5に破線の矢印b2で示すように、インバータ(電気機器)41を制御することで高電圧系44からステータ45に電力を供給することにより、インバータ41やコンバータ42の平滑コンデンサ46,47を放電させても良い。また、図5に破線の矢印b3で示すように、電動コンプレッサ(電気機器)43を駆動して電力を消費することにより、インバータ41やコンバータ42の平滑コンデンサ46,47を放電させても良い。
In the above description, the
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、動力源としてエンジン13およびモータジェネレータ14を備えたハイブリッド車両に車両用制御装置10を適用しているが、これに限られることはなく、動力源として電動モータのみを備えた電気自動車、つまり動力源としてエンジン13を持たない電気自動車に車両用制御装置10を適用しても良い。このように、電気自動車に車両用制御装置10を適用する場合であっても、コンバータ42を給電機器として用いることにより、本発明を有効に適用することができる。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. In the above description, the
前述の説明では、1つのコントローラ62に衝突予測部80、給電制御部82および放電制御部83の各機能部を組み込んでいるが、これに限られることはなく、互いに通信自在に接続される複数のコントローラ62に対し、衝突予測部80、給電制御部82および放電制御部83を分けて組み込んでも良い。また、前述の説明では、コンデンサ放電制御を実行した後に自動ブレーキ制御を実行しているが、これに限られることはなく、コンデンサ放電制御よりも先に自動ブレーキ制御を実行しても良く、同じタイミングでコンデンサ放電制御と自動ブレーキ制御とを実行しても良い。また、前述の説明では、自車両11と先行車両100との衝突が予測された場合に、自動ブレーキ制御を実行しているが、これに限られることはない。例えば、自車両11と先行車両100との衝突が予測された場合に、コンデンサ放電制御のみを実行しても良い。
In the above description, the function units of the
前述の説明では、衝突予測部80によって車両前方の先行車両100を監視しているが、これに限られることはなく、先行車両100だけでなく他の障害物等を監視しても良い。また、監視方向としては車両前方に限られることはなく、衝突予測部80によって車両後方や車両側方の車両や障害物等を監視しても良い。また、前述の説明では、カメラユニット84からの情報に基づいて衝突するか否かを判定しているが、これに限られることはなく、ミリ波レーダや赤外線レーザを用いて衝突するか否かを判定しても良い。なお、カメラユニット84としては、ステレオカメラであっても良く、単眼カメラであっても良い。また、前述の説明では、第1蓄電体や第2蓄電体としてバッテリを採用しているが、これに限られることはなく、第1蓄電体や第2蓄電体としてキャパシタを採用しても良い。また、前述の説明では、発電機としてスタータジェネレータ61を採用しているが、これに限られることはなく、発電機としてオルタネータを採用しても良い。また、高電圧系44に設けられるリレー50としては、電磁石によって接点を開閉するリレーであっても良く、半導体を用いて構成される半導体リレーであっても良い。
In the above description, the preceding vehicle 100 ahead of the vehicle is monitored by the
10 車両用制御装置
11 車両,自車両
40 高電圧バッテリ(第1蓄電体)
41 インバータ(電気機器)
42 コンバータ(電気機器,給電機器)
43 電動コンプレッサ(電気機器)
44 高電圧系
46 平滑コンデンサ
47 平滑コンデンサ
50 リレー
60 低電圧バッテリ(第2蓄電体)
61 スタータジェネレータ(給電機器,発電機)
62 コントローラ
64 低電圧系
80 衝突予測部
81 ブレーキ制御部
82 給電制御部
83 放電制御部
100 先行車両(対象物)
DESCRIPTION OF
41 Inverter (electric equipment)
42 Converter (electric equipment, power supply equipment)
43 Electric compressor (electrical equipment)
44
61 Starter generator (power supply equipment, generator)
62
Claims (4)
第1蓄電体と、これにリレーを介して接続される電気機器と、を備える高電圧系と、
前記第1蓄電体よりも低電圧の第2蓄電体を備える低電圧系と、
前記第2蓄電体に接続される給電機器を制御し、前記給電機器から前記第2蓄電体に電力を供給する給電制御部と、
前記第2蓄電体に接続されるコントローラに設けられ、前記リレーおよび前記電気機器を制御し、前記高電圧系の平滑コンデンサを放電させる放電制御部と、
を有し、
前記給電制御部は、前記自車両と前記対象物との衝突が予測された場合に、前記給電機器を制御して前記第2蓄電体に電力を供給し、
前記放電制御部は、前記自車両と前記対象物との衝突が予測された場合に、前記リレーの遮断後に前記電気機器を制御して前記平滑コンデンサを放電させる、車両用制御装置。 A vehicle control device including a collision prediction unit that predicts a collision between the host vehicle and an object,
A high voltage system comprising a first power storage unit and an electrical device connected to the first power storage unit via a relay;
A low voltage system comprising a second power storage unit having a lower voltage than the first power storage unit;
A power supply controller that controls a power supply device connected to the second power storage unit and supplies power from the power supply device to the second power storage unit;
A discharge controller provided in a controller connected to the second power storage unit to control the relay and the electric device to discharge the high-voltage smoothing capacitor;
Have
The power feeding control unit controls the power feeding device to supply power to the second power storage unit when a collision between the host vehicle and the object is predicted,
When the collision between the host vehicle and the object is predicted, the discharge control unit is a vehicle control device that controls the electric device to discharge the smoothing capacitor after the relay is shut off.
前記電気機器は、前記高電圧系と前記低電圧系とを接続するコンバータであり、
前記放電制御部は、前記自車両と前記対象物との衝突が予測された場合に、前記コンバータを制御して前記平滑コンデンサを放電させる、車両用制御装置。 The vehicle control device according to claim 1,
The electrical device is a converter that connects the high voltage system and the low voltage system,
The said discharge control part is a control apparatus for vehicles which controls the said converter and discharges the said smoothing capacitor, when the collision with the said own vehicle and the said target object is estimated.
前記給電機器は、エンジンに連結される発電機であり、
前記給電制御部は、前記自車両と前記対象物との衝突が予測された場合に、前記エンジンを始動して前記発電機を発電状態に制御する、車両用制御装置。 The vehicle control device according to claim 1 or 2,
The power supply device is a generator connected to an engine,
The power supply control unit is a vehicle control device that starts the engine and controls the generator to a power generation state when a collision between the host vehicle and the object is predicted.
前記コンバータは、前記電気機器かつ前記給電機器であり、
前記給電制御部は、前記自車両と前記対象物との衝突が予測された場合に、前記コンバータを制御して前記高電圧系から前記低電圧系に電力を供給する、車両用制御装置。 The vehicle control device according to claim 2,
The converter is the electric device and the power supply device,
The power supply control unit is a vehicle control device that controls the converter to supply power from the high voltage system to the low voltage system when a collision between the host vehicle and the object is predicted.
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