JP2018103972A - 車載制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両制御ユニットと車両モジュール（特に、電力モジュール）の間における通信の制約を解消することを可能とする車載制御装置を提供すること。【解決手段】車両Ａの駆動状態を指令する信号を生成する車両ＥＣＵ１０と車両モジュール３０〜６０の間におけるデータ通信を中継する車載制御装置２０であって、前記車両ＥＣＵ１０と通信する第１のインターフェース２２ｂと、前記車両モジュールと通信する第２のインターフェース２２ｃ〜２２ｆと、を備え、前記第１のインターフェース２２ｂは、前記車両ＥＣＵ１０と通信するための仕様に依拠したインターフェースであり、前記第２のインターフェース２２ｃ〜２２ｆは、前記車両ＥＣＵ１０と通信するための仕様に依拠しないインターフェースである。【選択図】図１

Description

本開示は、車載制御装置に関する。

電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やプラグインハイブリッドカー（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）では、高電圧バッテリ、高電圧バッテリからの直流電力を電力変換してモータに供給するインバータ、商用交流電源などの外部電源からの電力を電力変換して高電圧バッテリを充電する充電器、車両の補機へ電力を供給する低電圧バッテリ（補機バッテリ）、および補機バッテリを充電するＤＣ／ＤＣコンバータ等の電力モジュールが搭載されている。

これらの電力モジュールには、それぞれに付随した電子制御ユニットが搭載されており、これらの電子制御ユニットは、車両の各コンポーネントを統括制御する車両制御ユニットと、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルの仕様に準じた通信インターフェース等により通信可能に接続されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１４―０７３０２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるように、車両制御ユニットと各電力モジュールの電子制御ユニットとがそれぞれ直接接続される構成の場合、車両制御ユニットの通信インターフェースの仕様（ハードウェア要素及びソフトウェア要素の両方またはいずれか）の変更に伴い、各電力モジュールの電子制御ユニットの通信インターフェース（以下、「インターフェース」又は「Ｉ／Ｆ部」と略称する）を全て変更する必要が生じる。

すなわち、全ての電力モジュールの電子制御ユニットのインターフェースを当該変更された車両制御ユニットのインターフェースに適するインターフェースに変更する必要が生じ、開発コストが増加するという課題があった。

本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、車両制御ユニットと車両モジュール（特に、電力モジュール）の間における通信の制約を解消することを可能とする車載制御装置を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、車両の駆動状態を指令する信号を生成する車両ＥＣＵと車両モジュールの間におけるデータ通信を中継する車載制御装置であって、前記車両ＥＣＵと通信する第１のインターフェースと、前記車両モジュールと通信する第２のインターフェースと、を備え、前記第１のインターフェースは、前記車両ＥＣＵと通信するための仕様に依拠したインターフェースであり、前記第２のインターフェースは、前記車両ＥＣＵと通信するための仕様に依拠しないインターフェースである。

この車載制御装置によれば、車両制御ユニットと車両モジュールの間における通信の制約を解消することができる。

第１の実施形態に係る車両の構成の一例を示す図 第２の実施形態に係る車両の構成の一例を示す図 第３の実施形態に係る車両の構成の一例を示す図 第４の実施形態に係る車両の構成の一例を示す図 第５の実施形態に係る車両の構成の一例を示す図 第６の実施形態に係る車両の構成の一例を示す図 第６の実施形態の変形例に係る車両の構成の一例を示す図 第８の実施形態に係る車両の構成の一例を示す図

（第１の実施形態）
以下、図１を参照して、第１の実施形態に係る中継装置（本発明の「車載制御装置」に相当）について説明する。

図１は、本実施形態に係る車両Ａの構成の一例を示す図である。尚、図中の点線矢印は、各部の間での信号の授受を表し、実線は電力線を表している。

車両Ａは、例えば、電気自動車やプラグインハイブリッドカーであり、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０、ジャンクションボックス２０、及び複数の電力モジュール（インバータモジュール３０、バッテリモジュール４０、充電モジュール５０、補機モジュール６０（以下、「電力モジュール３０〜６０」とも総称する））等を備えている。

車両ＥＣＵ１０は、車両Ａの各部を統括制御する車両制御ユニットである。車両ＥＣＵ１０は、動作制御部１０ａ及びＩ／Ｆ部１０ｂを備えている。

動作制御部１０ａは、各電力モジュール３０〜６０に対して所望の動作をさせるべく、指令信号を生成する。動作制御部１０ａは、例えば、要求トルクに応じたインバータ駆動指令信号を発する駆動指令機能、高電圧バッテリ４１に対して充電を行うべく充電器動作指令信号を発する充電指令機能、補機バッテリ６１に対して充電を行うべくＤＣ／ＤＣコンバータ動作指令信号を発するＤＣ／ＤＣ指令機能、及び、外部急速充電設備Ｓ２から高電圧バッテリ４１を充電するべく急速充電指令を発する急速充電指令機能等を有する。

尚、動作制御部１０ａが生成する指令信号には、例えば、電力モジュール３０〜６０への動作指示及び停止指示が含まれる。また、指令信号には、動作対象の電力モジュール３０〜６０の動作の詳細（例えば、充電モジュール５０に対する充電電力量）等が含まれる。

車両ＥＣＵ１０のＩ／Ｆ部１０ｂは、中継装置２２のＩ／Ｆ部２２ｂとの間でデータ通信を行う。Ｉ／Ｆ部１０ｂは、例えば、動作制御部１０ａが指令信号を生成するに応じて、当該指令信号を中継装置２２のＩ／Ｆ部２２ｂに対して送信する。

インバータモジュール３０は、インバータ回路３１、及び当該インバータ回路３１を制御する電子制御ユニット３２を備えている。

インバータ回路３１は、高電圧バッテリ４１等から受電する直流電力を交流電力に変換し、モータ３４に供給する。又、インバータ回路３１は、モータ３４が回生運転を行っている場合には、モータ３４から送出される回生電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ４１等に送出する。尚、インバータ回路３１は、電力線Ｌ１を介してジャンクションボックス２０に接続され、当該ジャンクションボックス２０を介して他の電力モジュールと電力の授受が行われるように構成されている。

電子制御ユニット３２は、モータ３４が所望の動作を行うように、インバータ回路３１のスイッチングを制御するインバータ制御部３２ａと、中継装置２２のＩ／Ｆ部２２ｃとの間でデータ通信を行うＩ／Ｆ部３２ｂと、を有している。

バッテリモジュール４０は、高電圧バッテリ４１、及び当該高電圧バッテリ４１を制御する電子制御ユニット４２を備えている。

高電圧バッテリ４１は、放電動作する際にはインバータ回路３１等に直流電力を送出し、充電動作する際には充電器５１等から直流電力を受電する。尚、高電圧バッテリ４１は、電力線Ｌ２を介してジャンクションボックス２０に接続され、当該ジャンクションボックス２０を介して他の電力モジュールと電力の授受が行われるように構成されている。

電子制御ユニット４２は、高電圧バッテリ４１の状態を監視するバッテリ制御部４２ａと、中継装置２２のＩ／Ｆ部２２ｄとの間でデータ通信を行うＩ／Ｆ部４２ｂとを有している。

充電モジュール５０は、充電器５１及び当該充電器５１を制御する電子制御ユニット５２を備えている。

充電器５１は、車両外部の外部電源Ｓ１（例えば、単相１００Ｖ又、は単相２００Ｖの家庭用電源）から供給される交流電力を電力変換して、高電圧バッテリ４１等に直流電力を送出する。尚、充電器５１は、電力線Ｌ３を介してジャンクションボックス２０に接続され、当該ジャンクションボックス２０を介して他の電力モジュールと電力の授受が行われるように構成されている。

尚、充電器５１は、例えば、ＡＣフィルタ５１ａ、力率改善回路５１ｂ、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ｃ等を含んで構成され、充電器制御部５２ａは、力率改善回路５１ｂやＤＣ／ＤＣコンバータ５１ｃのスイッチングを制御する。

電子制御ユニット５２は、充電器５１のスイッチングを制御する充電器制御部５２ａと、中継装置２２のＩ／Ｆ部２２ｅとの間でデータ通信を行うＩ／Ｆ部５２ｂとを有している。

補機モジュール６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２、及び当該ＤＣ／ＤＣコンバータ６２を制御する電子制御ユニット６３を備えている。

補機バッテリ６１は、高電圧バッテリ４１よりも低電圧のバッテリである。ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、高電圧バッテリ４１から供給される電力を降圧して補機バッテリ６１を充電する。尚、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２は、電力線Ｌ４を介してジャンクションボックス２０に接続され、当該ジャンクションボックス２０を介して他の電力モジュールと電力の授受が行われるように構成されている。

電子制御ユニット６３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２のスイッチングを制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御部６３ａと、中継装置２２のＩ／Ｆ部２２ｆとの間でデータ通信を行うＩ／Ｆ部６３ｂと、を有している。

尚、上記した電子制御ユニット３２、４２、５２及び６３としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んで構成されるマイコンが用いられる。そして、電子制御ユニット３２、４２、５２及び６３それぞれが有する制御部３２ａ、４２ａ、５２ａ及び６３ａの機能は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が有する記憶部（図示せず）に格納された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。但し、マイコンに代えて、信号処理に特化したＤＳＰ（Digital Signal Processor）等が用いられてもよいのは勿論である。

ジャンクションボックス２０は、各電力モジュール３０〜６０から引き回された電力線Ｌ１〜Ｌ４や、外部急速充電設備Ｓ２と接続するために引き回された電力線Ｌ５等を収納し、複数の電力モジュール３０〜６０間における電力授受の中継を行う。

ジャンクションボックス２０は、電力線Ｌ１〜Ｌ５が接続された電路切替回路２１を有し、当該電路切替回路２１でこれらの電力線Ｌ１〜Ｌ５の間の接続状態を切り替える。尚、電路切替回路２１は、リレー、ヒューズ、バスバー等を含んで構成され、中継制御部２２ａからの制御信号に基づいて、これらの電力線Ｌ１〜Ｌ５の間の接続状態を切り替える。

ここで、本実施形態に係るジャンクションボックス２０は、車両ＥＣＵ１０と各電力モジュール３０〜６０の間のデータ通信を中継する中継装置２２を備えている。

中継装置２２は、中継制御部２２ａ、車両ＥＣＵ１０と通信する第１のＩ／Ｆ部２２ｂ、及び、各電力モジュール３０〜６０の電子制御ユニットと通信する第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆを備えている。

より具体的には、中継装置２２は、各電力モジュール３０〜６０と通信するための第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆとして、インバータモジュール３０のＩ／Ｆ部３２ｂと通信するＩ／Ｆ部２２ｃ、バッテリモジュール４０のＩ／Ｆ部４２ｂと通信するＩ／Ｆ部２２ｄ、充電モジュール５０のＩ／Ｆ部５２ｂと通信するＩ／Ｆ部２２ｅ、及び、補機モジュール６０のＩ／Ｆ部６３ｂと通信するＩ／Ｆ部２２ｆを有している。

ここで、第１のＩ／Ｆ部２２ｂは、車両ＥＣＵ１０と通信するための仕様に依拠したものであって、例えば、ＣＡＮ通信プロトコルの規格に準じたものとなっている。

一方、第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆは、各電力モジュール３０〜６０の電子制御ユニットと通信するための仕様に依拠したインターフェースとなっている。換言すると、第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆは、車両ＥＣＵ１０と通信するための仕様に依拠しないインターフェースである。例えば、ＣＡＮ通信プロトコルの規格とは異なるもの、あるいは、ＣＡＮ通信プロトコルの規格に準じた通信であっても、車両ＥＣＵ１０との通信で送受されるデータとは種類が異なるデータが用いられても良い。尚、ここでは、説明の便宜として、第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆは、同一の仕様であるものとするが、異なる仕様であっても良い。

ここで言う「インターフェース」とは、他の装置とデータ通信する入出力部を意味し、接続端子等のハードウェア要素、及び信号の処理等のソフトウェア要素の両方またはいずれかを含むものである。同様に、「インターフェースの仕様」とは、接続端子のピン数等のハードウェア要素、及びデータ形式や信号の処理手順等のソフトウェア要素の両方またはいずれかを含むものである（以下同じ）。

中継制御部２２ａは、第１のＩ／Ｆ部２２ｂと第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆの間で信号変換を行う。具体的には、中継制御部２２ａは、第１のＩ／Ｆ部２２ｂを介して受信する信号（例えば、車両ＥＣＵ１０からのインバータ動作指令信号、充電器動作指令信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ動作指令信号）を第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆの仕様に準じた信号に変換すると共に、当該信号を第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆを介して対応する各電力モジュール３０〜６０に対して送信する。

又、中継制御部２２ａは、車両ＥＣＵ１０からの指令信号に応じて、電路切替回路２１を制御して、複数の電力モジュール３０〜６０間における電力線Ｌ１〜Ｌ５の接続状態を切り替える。

尚、中継装置２２は、上記したマイコンやＤＳＰによって構成され、各種の信号処理を行う。中継制御部２２ａは、第１のＩ／Ｆ部２２ｂと第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆの間で信号変換を行うための各種データやプログラム、又は、信号処理回路に基づいて、上記の機能を実現する。

一例として、第１のＩ／Ｆ部２２ｂが車両ＥＣＵ１０から充電器動作指令信号を受信した場合の中継制御部２２ａの動作について説明する。

この際、中継制御部２２ａは、充電器動作指令信号を充電モジュール５０と通信する際の仕様（第２のＩ／Ｆ部２２ｅの仕様）に準じた信号に変換して、第２のＩ／Ｆ部２２ｅを介して、当該充電器動作指令信号を充電モジュール５０に対して送信する。又、このとき、中継制御部２２ａは、電路切替回路２１を制御して、充電器５１と高電圧バッテリ４１とを電気的に接続する。

一方、充電モジュール５０の充電器制御部５２ａは、Ｉ／Ｆ部５２ｂを介して、車両ＥＣＵ１０からの充電器動作指令信号を取得することになる。これにより、充電器制御部５２ａは、充電器５１に対して対応する制御を実行させる。この際、充電器５１と高電圧バッテリ４１とは、電路切替回路２１を介して電気的に接続された状態となっているため、充電器制御部５２ａの制御のもと、充電器５１による高電圧バッテリ４１への充電が実行される。

このように、本実施形態では、車両ＥＣＵ１０と各電力モジュール３０〜６０が直接通信を行うのではなく、中継装置２２を介して通信が行われる。

そのため、車両ＥＣＵ１０が変更されるような場合、或いは、各電力モジュール３０〜６０を異なる車両ＥＣＵ１０に適用するような場合であっても、中継装置２２（あるいは中継装置２２を有するジャンクションボックス２０）を変更することで、各電力モジュール３０〜６０を変更する必要がなくなる。

より具体的には、車両ＥＣＵ１０と通信するための仕様が変更されるような場合、車両ＥＣＵ１０のＩ／Ｆ部１０ｂと通信するための仕様に対応するように、中継装置２２の第１のＩ／Ｆ部２２ｂ及び中継制御部２２ａを変更する一方、各電力モジュール３０〜６０と通信する第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆは、車両ＥＣＵ１０のＩ／Ｆ部１０ｂの仕様に依存せず、変更されない。

従って、車両ＥＣＵ１０のＩ／Ｆ部１０ｂの変更にあわせて、各電力モジュール３０〜６０のＩ／Ｆ部３２ｂ、４２ｂ、５２ｂ及び６３ｂを変更する必要がなくなり、新たに各電力モジュール３０〜６０を開発するための製造コストを抑制することができる。又、このような構成とすることにより、規格線（例えば、ＣＡＮ通信プロコトルの規格品）ではなく、専用部品を用いることもできるようになる。

尚、車両ＥＣＵ１０のＩ／Ｆ部１０ｂの仕様が変更される例としては、上記したように、ハードウェア要素及びソフトウェア要素のいずれについても考えられ、例えば、信号線の規格が変わる（ＣＡＮ通信プロコトルの規格線から専用信号線に変更）、特定の信号線の有無が変わる（バスの本数が変わる）、信号線にて授受するデータ種類が変わる等が考えられる。

以上、本実施形態に係る中継装置２２を用いることによって、車両ＥＣＵ１０側のインターフェースの仕様や電力モジュール３０〜６０側のインターフェースの仕様によらず、車両ＥＣＵ１０と電力モジュール３０〜６０との間で通信することが可能となる。従って、通信手段による制約を受けることなく、車両ＥＣＵ１０と電力モジュール３０〜６０とを自由に組み合わせた車両設計を行うことができる。

又、本実施形態に係る中継装置２２によれば、各電力モジュール３０〜６０から制御系統に接続するために引き回される信号線や異常検知線（図示せず）を短縮し、消費電力の低減及び省スペース化に資することができる。

尚、中継装置２２は、より望ましくは、ジャンクションボックス２０の筐体内に配設する。これによって、例えば、中継装置２２に電力授受の状態を監視するセンサ（第４の実施形態で後述）を設ける場合、中継装置２２とセンサの間の通信線を短くすることができ、通信線に重畳される電磁ノイズを抑制できる。これにより、高精度な検知が可能となるため、有用である

（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る車両Ａの構成の一例を示す図である。

図２は、ジャンクションンボックス２０に新たに補機装置２３を設けている点、及び中継装置２２が当該補機装置２３を制御する補機装置制御部２２ｇを備える点で、第１の実施形態と相違する。尚、第１の実施形態と共通する構成については、説明を省略する（以下、他の実施形態についても同様）。
補機装置２３とは、電力モジュール３０〜６０のいずれかの付加的な機能を実現する装置であって、車種あるいは車両のモデル毎に応じて要否が異なる装置である。例えば、充電器５１を冷却するためのファン等が該当する。なお、補機装置２３がファンである場合、当該ファンへは補機バッテリ６１から電力が供給される。

車種あるいは車両のモデルに応じて充電器５１の出力電力が異なる場合に、出力電力に応じて冷却方式が異なる場合が存在する。例えば、出力電力が高い場合は水冷方式が用いられ、出力電力が低い場合には空冷方式が用いられる。

ここで、例えば、空冷方式であれば、ファン及び当該ファンを制御するコントローラが必要となる。かかるコントローラとして、通常、充電モジュール５０の電子制御ユニットが用いられている。

従って、仮に、このような補機装置２３を、各電力モジュール３０〜６０に搭載する場合、様々な車種あるいは車両のモデルに対応するためには、補機装置２３を搭載する電力モジュールと、補機装置２３を搭載しない電力モジュールの両方を開発する必要が生じる。例えば、充電器５１を冷却するためのファンを充電モジュール５０が備えていた場合、ファンを有する充電モジュール５０とファンを有さない充電モジュール５０の両方を開発する必要があった。その結果、電力モジュールに付加的な機能を実装させるか否かについて、個別に選択する自由度が制限されていた。

このような課題に鑑み、本実施形態では、ジャンクションボックス２０に付帯させて補機装置２３を設け、各電力モジュール３０〜６０の電子制御ユニットに代えて、中継装置２２の補機装置制御部２２ｇが、当該補機装置２３の動作を制御する構成とする。つまり、補機装置制御部２２ｇが、補機装置２３のコントローラとして機能する。

本実施形態に係る中継制御部２２ａは、例えば、車両ＥＣＵ１０からの指令信号に応じて、各電力モジュール３０〜６０に対して当該指令信号を送出すると共に、補機装置制御部２２ｇに対しても当該指令信号を送出する。これにより、補機装置制御部２２ｇは、当該指令信号に応じて、補機装置２３を動作させる。

以上のように、本実施形態によれば、ジャンクションボックス２０のみを変更すれば、補機装置２３の要否毎に、各電力モジュール３０〜６０を変更したり、開発したりする必要がなくなり、製造コストを抑制することができる。換言すると、車両毎に、電力モジュール３０〜６０の付加的な機能を種々に変更することが可能となる。

なお、図２では、中継制御部２２ａと補機装置制御部２２ｇを分けて記載したが、１つのマイコンやＤＳＰによって中継制御部２２ａと補機装置制御部２２ｇの両方が実現されても良い

（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る車両Ａの構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る中継装置２２は、充放電制御部２２ｈを備える点で、第１の実施形態に係る中継装置２２と相違する。

充放電制御部２２ｈは、高電圧バッテリ４１の充電状態を取得し、高電圧バッテリ４１における充放電を実行する機能であり、バッテリモジュール４０や充電モジュール５０に対して送信する指令信号を生成する。この機能は、第１の実施形態においては、車両ＥＣＵ１０が備える構成としたが、本実施形態では、車両ＥＣＵ１０からの指令信号を受けることなく、中継装置２２が充放電制御部２２ｈにより主体的に当該指令信号を生成可能としている。

換言すると、本実施形態では、駐車中の制御に関する機能を中継装置２２に備えさせ、走行中の制御に関する機能を車両ＥＣＵ１０が備える構成としている。

駐車中の制御に関する機能としては、例えば、高電圧バッテリ４１の充電状態を取得し、充電器動作指令信号を充電モジュール５０へ送信する充電指令機能、補機バッテリ６１の充電状態に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ動作指令信号を補機モジュール６０へ送信するＤＣ／ＤＣ指令機能、及び、外部急速充電設備Ｓ２と通信を行うとともに、電路切替回路２１の制御を行って高電圧バッテリ４１を充電する急速充電指令機能等が該当する。充放電制御部２２ｈは、中継装置２２において上記機能を実現するように、指令信号を生成する。

また、さらに、充電回路５１が双方向に電力変換可能な双方向充電回路である場合、或いは、電力線Ｌ５を介して車両Ａから車外に電力を出力可能な構成の場合、高電圧バッテリ４１の充電状態を取得し、双方向充電回路の動作指令信号を充電モジュール５０へ送信したり、車外への放電電力を制御する放電指令信号を生成する車外放電指令機能（Ｖ２Ｈ／Ｖ２Ｇ機能）を含んでも良い。

又、走行中の制御に関する機能としては、例えば、アクセル要求トルクに応じたインバータ駆動指令信号をインバータモジュール３０へ送信する駆動指令機能が該当する。

急速充電指令機能を中継装置２２が備える場合、中継装置２２は、外部急速充電設備Ｓ２と通信するためのＩ／Ｆ部２２ｉを備える。充放電制御部２２ｈは、Ｉ／Ｆ部２２ｉを介して、外部急速充電設備Ｓ２と通信を行うとともに、電路切替回路２１を切り替えるための切り替え指令信号を生成し、外部急速充電設備Ｓ２と高電圧バッテリ４１が電気的に接続されるように電路切替回路２１を切り替える。これにより、外部急速充電設備Ｓ２から供給される電力により高電圧バッテリ４１が充電される。

以上のように、本実施形態に係る中継装置２２によれば、従来の車両ＥＣＵ１０が備える機能の一部を中継装置２２が備える構成とすることによって、駐車中の充電制御等に関しては、中継装置２２と各電力モジュール３０〜６０（充電モジュール５０、バッテリモジュール４０）間での通信のみで実行することができる。これによって、中継装置２２を介して、車両ＥＣＵ１０と各電力モジュール３０〜６０間で通信を行う場合よりも、通信ロス（遅延）なく、各電力モジュール３０〜６０を制御することが可能となる。

また、駐車中の制御に関する機能を中継装置２２が備える場合、駐車中における車両ＥＣＵ１０による処理負荷が軽減するため、車両ＥＣＵ１０を低消費電力状態とすることが可能であり、駐車中の消費電力の削減が可能となる。

又、走行中においても、複数の電力モジュール３０〜６０間における充放電の制御（例えば、ＤＣ／ＤＣ指令機能）を中継装置２２が実行することが可能になる。換言すると、本実施形態に係る中継装置２２によれば、車両ＥＣＵ１０に代えて、電力系統の動作制御を統括的に実行することも可能となる。従って、制御系統が複雑化する中で、車両ＥＣＵ１０の処理負荷を軽減することができる。

尚、この場合、中継装置２２は、各電力モジュール３０〜６０の状態を内蔵する記憶部（図示せず）に管理するのが望ましい。

また、本実施形態のように、車両ＥＣＵ１０が駆動指令機能を備える場合には、車両ＥＣＵ１０とインバータモジュール３０との通信は中継装置２２を介さずに直接通信しても良い。

この場合、走行中の制御は、車両ＥＣＵ１０が主体となり、走行中の中継装置２２の処理負担を軽減することが可能となる。

また、図３では、中継制御部２２ａと充放電制御部２２ｈを分けて記載したが、１つのマイコンやＤＳＰによって中継制御部２２ａと充放電制御部２２ｈの両方が実現されても良い。

（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態に係る車両Ａの構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る中継装置２２は、更に監視部２２ｊを有する点で、第１の実施形態と相違する。

監視部２２ｊは、ジャンクションボックス２０に設けられた電力線Ｌ１〜Ｌ５それぞれに通流する電流（又は電圧）を検知するセンサ２４からの検知信号を取得し、当該検知信号に基づいて、複数の電力モジュール３０〜６０間における電力授受の状態を監視する。

監視部２２ｊは、例えば、電力授受の状態の異常を検知した場合、異常通知信号を生成し、中継制御部２２ａに対して当該異常を通知する。そして、中継制御部２２ａは、監視部２２ｊから異常通知信号を受信した場合、対応する電力モジュール及び車両ＥＣＵ１０に対して、当該異常の発生を通知する。又、中継制御部２２ａは、電路切替回路２１を制御して、対応する電路を遮断する。

このように、本実施形態に係る中継装置２２によれば、複数の電力モジュール３０〜６０間における電力授受の状態を監視すると共に、当該電力授受の状態に応じて、早期に、対応する電力モジュールを制御（例えば、動作停止指令）することができる。

なお、図４では、中継制御部２２ａと監視部２２ｊを分けて記載したが、１つのマイコンやＤＳＰによって中継制御部２２ａと監視部２２ｊの両方が実現されても良い。

（第５の実施形態）
図５は、第５の実施形態に係る車両Ａの構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る車両Ａは、電路切替回路２１内に各電力線Ｌ１〜Ｌ５が接続されるメイン電力線Ｌ６を備えると共に、当該メイン電力線Ｌ６に流れる電流を検知する電流センサ２５、及び当該メイン電力線Ｌ６に印加する電圧を検知する電圧センサ２６を備える点で、第４の実施形態と相違する。なお、第４の実施形態と同様に、中継制御部２２ａと監視部２２ｊを分けて記載したが、１つのマイコンやＤＳＰによって中継制御部２２ａと監視部２２ｊの両方が実現されても良い。

又、本実施形態では、第３の実施形態と同様に、駐車中の制御に関する機能を中継装置２２が備えている。そのため、中継装置２２が充放電制御部２２ｈを備えているが、第３の実施形態と同様に、中継制御部２２ａと充放電制御部２２ｈは１つのマイコンやＤＳＰによって構成されていても良い。

本実施形態では、電力線Ｌ２は、リレー２１ａを介してメイン電力線Ｌ６に接続され、電力線Ｌ３は、ヒューズ２１ｂを介してメイン電力線Ｌ６に接続され、電力線Ｌ５は、ヒューズ２１ｃとリレー２１ｄを介してメイン電力線Ｌ６に接続され、電力線Ｌ１及びＬ４は、直接メイン電力線Ｌ６に接続される。

尚、本実施形態において、各電力モジュール３０〜６０間における電力の授受は、例えば、メイン電力線Ｌ６を介して行われ、リレー２１ａ及びリレー２１ｃの切り替え制御、並びに、各電力モジュール３０〜６０の制御（インバータモジュール３０のインバータ回路３１、充電モジュール５０の充電器５１、補機モジュール６０のＤＣ／ＤＣコンバータ６２のスイッチング制御）によって行われる。

電圧センサ２６は、メイン電力線Ｌ６に印加する電圧を検知するセンサであって、これによって、各電力線Ｌ１〜Ｌ５に印加する電圧を検知する。又、電流センサ２５は、メイン電力線Ｌ６の電流を検知するセンサである。

本実施形態に係る中継装置２２は、第４の実施形態と同様に、監視部２２ｊが、所定のタイミング（例えば、０．１秒間隔）で電圧センサ２６及び電流センサ２５の検知信号を取得し、当該検知信号を中継制御部２２ａに送信する。中継制御部２２ａは、監視部２２ｊから検知信号を受信するに応じて、所定の電力モジュール３０〜６０に対して送信する。尚、中継制御部２２ａは、予め、記憶部に設定された転送対象の電力モジュール３０〜６０に対して送信する構成としてもよい。

このように、各電力線Ｌ１〜Ｌ５をメイン電力線Ｌ６に接続し、当該メイン電力線Ｌ６の電流を検知する電流センサ２５、および、当該メイン電力線Ｌ６に印加する電圧を検知する電圧センサ２６を備える構成とすることによって、従来、各電力モジュール３０〜６０が有していたセンサの一部を削減することが出来る。すなわち、コストを削減することが可能となる。

具体的には、充電器５１の出力電圧を検知する電圧センサ、外部急速充電設備Ｓ２から供給される電圧を検知する電圧センサ、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２等に入力される電圧を検知する電圧センサの役割の全てまたは一部を、メイン電力線Ｌ６に印加する電圧を検知する電圧センサに集約することが可能である。

（第６の実施形態）
図６は、第６の実施形態に係る車両Ａの構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る車両Ａは、第５の実施形態と同様に、電路切替回路２１内にメイン電力線Ｌ６を配設する一方で、電流センサ２５及び電圧センサ２６に代えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電力線Ｌ４に流れる電流を検知する電流センサ２７を備える点で、第５の実施形態と相違する。

上記のように、メイン電力線Ｌ６に各電力線Ｌ１〜Ｌ５を接続する構成とした場合、充電器５１の電力線Ｌ３は、メイン電力線Ｌ６を介して高電圧バッテリ４１の電力線Ｌ２に接続されると共に、メイン電力線Ｌ６を介してＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電力線Ｌ４にも接続されることとなる。

このような構成においては、充電器５１からの給電によって高電圧バッテリ４１を充電している際に、同時に、補機バッテリ６１を充電するべく、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２が動作した場合、充電器５１の出力電力は、高電圧バッテリ４１とＤＣ／ＤＣコンバータ６２の両方に供給されることになる。

ここで、例えば、定電流定電圧充電（Constant Current-Constant Voltage：ＣＣＣＶ）方式で高電圧バッテリ４１を充電する場合には、充電時間の短縮のために、充電器５１は、高電圧バッテリ４１に対して供給する電流を、当該高電圧バッテリ４１で許容される最大電流（以下、「最大許容電流」と称する）まで増大させることが好ましい。

しかしながら、充電器５１が予め設定された最大許容電流となるように電力を出力しているときに、同時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２が動作した場合、充電器５１から供給する電流の一部が、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２側に分流してしまう。その結果、高電圧バッテリ４１においては、最大許容電流よりも小さい電流で充電がなされることになり、充電時間が長期化するおそれがある。

かかる観点から、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６２の電力線Ｌ４に分流している電流を検知する電流センサ２７を設け、当該分流している電流を考慮して、充電器５１が出力電流を制御し得るように構成する。

電流センサ２７の検知信号を伝達する信号経路は、第４の実施形態と同様である。つまり、中継装置２２は、監視部２２ｊが電流センサ２７の検知信号を取得し、中継制御部２２ａを介して、充電モジュール５０の電子制御ユニット５２に対して送信する。

そして、充電モジュール５０の電子制御ユニット５２は、電流センサ２７の検知信号を受信するに応じて、充電器５１からの出力電流が、予め設定された最大許容電流とＤＣ／ＤＣコンバータ６２側に分流する電流とを加算した量となるように、当該充電器５１を制御する。

このように、本実施形態によれば、高電圧バッテリ４１を充電する際に、同時にＤＣ／ＤＣコンバータ６２が動作した場合であっても、最大許容電流にて高電圧バッテリ４１を充電することが可能となり、充電時間の短縮を図ることができる。

（第６の実施形態の変形例）
図７は、第６の実施形態の変形例に係る車両Ａの構成の一例を示す図である。

図７では、電流センサ２７が、電力線Ｌ４に通流する電流を検知する構成に代えて、電力線Ｌ２に通流する電流を検知する構成となっている点で、図６と相違する。
そして、電流センサ２７の検知信号に基づき、定電流充電時に高電圧バッテリ４１に供給される電流値が最大許容電流値となるように、充電器５１の出力電流が制御される。

かかる構成としても、上記第６の実施形態と同様に、高電圧バッテリ４１を充電する際に、同時にＤＣ／ＤＣコンバータ６２が動作した場合であっても、最大許容電流にて高電圧バッテリ４１を充電することが可能となり、充電時間の短縮を図ることができる。

（第７の実施形態）
上記各実施形態で説明したように、第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆは、車両ＥＣＵ１０と通信するための仕様に依拠しないインターフェースである。例えば、ＣＡＮ通信プロトコルの規格とは異なるものを用いる。

これにより、仮に、ＣＡＮ通信プロトコルにセキュリティ上の問題が発生した場合（例えば、ハッキング）があった場合であっても、第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆと各電力モジュール３０〜６０間の通信においては、すぐに影響がうけることが少なくなり、セキュリティ性能の向上が望める。

また、中継制御部２２ａのシステムセキュリティレベルを向上させた場合、セキュリティ上の問題が発生したとしても、中継装置２２（中継制御部２２ａ）でせき止めることが出来るため、第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆと各電力モジュール３０〜６０間の通信をセキュリティレベルが低い通信とすることが可能となり、その結果、開発コストを削減することも可能となる。

（第８の実施形態）
図８は、第８の実施形態に係る車両Ａの構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る車両Ａは、中継装置２２が更に制御電源部２２ｋを備える点で、第３の実施形態と相違する。

制御電源部２２ｋは、第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｉ、並びに各電子制御ユニット３２、４２、５２及び６３に対して動作電源の供給を行う。制御電源部２２ｋは、中継制御部２２ａが取得する車両ＥＣＵ１０からの指令信号に応じて、第２のＩ／Ｆ部２２ｃ〜２２ｆや各電子制御ユニット３２、４２、５２及び６３に対して電力供給を行う。そして、各電子制御ユニット３２、４２、５２及び６３は、動作電源の供給が行われるに応じて、動作を開始することになる。

制御電源部２２ｋは、例えば、電力供給する対象それぞれと、直流電力を送出する制御用電力線２２ｋａ〜２２ｋｉで接続されており、当該制御用電力線２２ｋａ〜２２ｋｉそれぞれに対して送出する直流電力の電圧を制御したり、電路の開閉を制御する。

このように、制御電源の管理を中継装置２２で行うことで、仮に、車種あるいは車両のモデル毎に応じて、各電子制御ユニット３２、４２、５２及び６３への電源供給の仕様が異なっている場合（例えば、常時電源供給が必要の場合や、起動時のみ電源供給が必要の場合）であっても、制御電源部２２ｋの制御のもと、車種あるいは車両のモデル毎に適した電源供給が可能となる。

従って、車種あるいは車両のモデル毎に、各電子制御ユニット３２、４２、５２及び６３それぞれの動作電源生成部を変更したり、開発したりする必要がなくなり、開発コストを抑制することができる。

また、従来、電子制御ユニット３２、４２、５２及び６３が車両ＥＣＵ１０からの起動指令信号で起動する仕様の場合、電子制御ユニット３２、４２、５２及び６３においては、起動指令信号を受け取るため、常時、待機電力が供給されている必要があった。

この点、本実施形態に係る中継装置２２によれば、中継制御部２２ａが車両ＥＣＵ１０からの起動指令信号を受信した際に、制御電源部２２ｋにより、必要な電子制御ユニット３２、４２、５２及び６３へ選択的に電力供給を行う構成とすることができる。その結果、各電子制御ユニット３２、４２、５２及び６３の不要な待機電力（暗電流）を削減することが可能となる。

なお、上記実施例では、 中継制御部２２ａと監視部２２ｊを分けて記載したが、１つのマイコンやＤＳＰによって中継制御部２２ａと監視部２２ｊの両方が実現されても良い。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

上記実施形態では、中継装置２２の構成の一例を種々に示した。但し、各実施形態で示した態様を種々に組み合わせたものを用いてもよいのは勿論である。

又、上記実施形態では、データ通信の一例として、車両ＥＣＵ１０からの指令信号のすべてが中継装置２２を介して、各電力モジュール３０〜６０に送信される態様を示した。しかし、車両ＥＣＵ１０とインバータモジュール３０との通信等、一部のデータ通信は、中継装置２２を介さずに直接通信してもよいのは勿論である。

又、上記実施形態では、中継装置２２の構成の一例として、中継制御部２２ａの機能が一マイコンによって実現されるものとして記載したが、複数のマイコンによって実現されてもよいのは勿論である。

又、上記実施形態では、中継装置２２が通信する対象の一例として、電力モジュールのみを示した。しかし、中継装置２２は、電力モジュールに代えて、又は、電力モジュールと共に、車両補機（例えば、エアコン用コンプレッサ、バッテリヒータ等）の車両モジュールと通信する構成としてもよい。尚、この場合、中継装置２２は、各車両モジュールと通信するための仕様に応じたインターフェース（車両ＥＣＵ１０のインターフェースの仕様に依拠しないインターフェース）を有する構成とすればよい。

本開示に係る制御装置は、車両に好適に用いることができる。

Ａ 車両
１０ 車両ＥＣＵ
２０ ジャンクションボックス
２１ 電路切替回路
２２ 中継装置
２３ 補機装置
２４ センサ
２５ 電流センサ
２６ 電圧センサ
２７ 電流センサ
３０ インバータモジュール
４０ バッテリモジュール
５０ 充電モジュール
６０ 補機モジュール

Claims (12)

1. 車両の駆動状態を指令する信号を生成する車両ＥＣＵと車両モジュールの間におけるデータ通信を中継する車載制御装置であって、
   前記車両ＥＣＵと通信する第１のインターフェースと、
   前記車両モジュールと通信する第２のインターフェースと、
   を備え、
   前記第１のインターフェースは、前記車両ＥＣＵと通信するための仕様に依拠したインターフェースであり、
   前記第２のインターフェースは、前記車両ＥＣＵと通信するための仕様に依拠しないインターフェースである、
   車載制御装置。
2. 前記車両モジュールは、電力モジュールである、
   請求項１に記載の車載制御装置。
3. 前記第１のインターフェースを介して取得した前記車両モジュールに対する指令信号を、前記第２のインターフェースを介して前記車両モジュールに送信し得る信号に変換する中継制御部を更に備える、
   請求項１に記載の車載制御装置。
4. 前記中継制御部は、前記車両モジュールに対する指令信号に基づいて、前記車両モジュールの電気的接続状態を切り替える電路切替回路を切り替え制御する、
   請求項３に記載の車載制御装置。
5. 前記電力モジュールは、少なくとも充電モジュール、バッテリモジュール、インバータモジュール、補機モジュールを含む、
   請求項２に記載の車載制御装置。
6. 前記充電モジュール及び／又は前記バッテリモジュールに対して充放電動作を実行させるための指令信号を生成する充放電制御部を更に備える、
   請求項５に記載の車載制御装置。
7. ジャンクションボックスに搭載された、
   請求項１に記載の車載制御装置。
8. 前記ジャンクションボックスに設けられた補機装置を制御する補機装置制御部を更に備える、
   請求項７に記載の車載制御装置。
9. 複数の前記車両モジュール間における電力授受の状態を監視し、当該電力授受の状態に基づいて、複数の前記車両モジュールの少なくとも一に対して出力する指令信号を生成する監視部を更に備える、
   請求項２に記載の車載制御装置。
10. 前記監視部は、少なくとも、複数の前記車両モジュールそれぞれから引き出された各電力線が共通に接続されたメイン電力線に印加する電圧を監視する、
    請求項９に記載の車載制御装置。
11. 前記電力モジュールは、少なくとも充電モジュール、バッテリモジュール、及び補機モジュールを含み、
    前記監視部は、少なくとも、前記補機モジュールから引き出された電力線に通流する電流を監視する、
    請求項９に記載の車載制御装置。
12. 前記車両モジュールに対する指令信号に基づいて、前記車両モジュールの電子制御ユニットに対して動作電源を供給する制御電源部を更に備える、
    請求項１に記載の車載制御装置。

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