JP2022077219A - vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、車両に関する。 The techniques disclosed herein relate to vehicles.
特許文献1に、車両が開示されている。この車両は、バッテリと、第1モータ及び第2モータと、バッテリと第1モータとの間に配置される第1インバータと、バッテリと第2モータとの間に配置される第2インバータと、バッテリと第1モータとを接続する回路へ並列に接続されているとともに、バッテリと第2モータとを接続する回路にも並列に接続されているコンデンサとを備える。
上記のような構成によると、コンデンサに電荷が蓄えられることによって、バッテリと各インバータとの間における電力の変動を抑制することができる。しかしながら、電荷が蓄えられたコンデンサは、高電圧を発生させることから、例えば車両が衝突した際には、コンデンサを速やかに放電することが求められる。そこで、上記した車両は、コンデンサの電荷を放電する放電制御を実行可能な制御装置をさらに備え、その放電制御では、第1モータ及び第2モータを利用して、コンデンサの電荷が速やかに放電される。 According to the above configuration, by storing the electric charge in the capacitor, it is possible to suppress the fluctuation of the electric power between the battery and each inverter. However, since the capacitor in which the electric charge is stored generates a high voltage, it is required to quickly discharge the capacitor when, for example, a vehicle collides. Therefore, the vehicle described above is further equipped with a control device capable of performing discharge control for discharging the electric charge of the capacitor, and in the discharge control, the electric charge of the capacitor is rapidly discharged by using the first motor and the second motor. To.
上記した車両では、コンデンサの電荷を放電するために、第1モータ及び第2モータを利用する。しかしながら、車両の衝突等でモータに短絡といった故障が発生した場合に、故障したモータに大電流が流れるおそれがあり、これを避けるために、コンデンサの放電制御が実施できないおそれがある。 In the above-mentioned vehicle, the first motor and the second motor are used to discharge the electric charge of the capacitor. However, when a failure such as a short circuit occurs in the motor due to a vehicle collision or the like, a large current may flow through the failed motor, and in order to avoid this, discharge control of the capacitor may not be performed.
上記の実情を鑑み、本明細書は、モータに故障がある場合でもコンデンサの電荷を放電し得る技術を提供する。 In view of the above circumstances, the present specification provides a technique capable of discharging the charge of a capacitor even if the motor has a failure.
本明細書が開示する技術は、車両に具現化される。この車両は、バッテリと、前記バッテリの電力によって駆動される第1モータ及び第2モータと、前記バッテリと前記第1モータとの間に配置される第1インバータと、前記バッテリと前記第2モータとの間に配置される第2インバータと、前記バッテリと前記第1モータとを接続する回路へ並列に接続されているとともに、前記バッテリと前記第2モータとを接続する回路にも並列に接続されているコンデンサと、前記車両の衝突を検知する衝突検知装置と、前記衝突検知装置が前記車両の衝突を検知したときに、前記コンデンサの電荷を放電する放電制御を実行可能な制御装置とを備える。前記放電制御は、前記第1モータと前記第2モータのそれぞれについて、故障の有無を判別する故障判別処理と、前記第1モータに故障が検知されたときに、前記第1インバータをシャットダウンしつつ、前記第2インバータを制御して前記コンデンサの電荷を前記第2モータへ放電する第1放電処理と、前記第2モータに故障が検知されたときに、前記第2インバータをシャットダウンしつつ、前記第1インバータを制御して前記コンデンサの電荷を前記第1モータへ放電する第2放電処理と、を含む。 The techniques disclosed herein are embodied in vehicles. This vehicle includes a battery, a first motor and a second motor driven by the electric charge of the battery, a first inverter arranged between the battery and the first motor, and the battery and the second motor. The second inverter arranged between the two is connected in parallel to the circuit connecting the battery and the first motor, and also connected in parallel to the circuit connecting the battery and the second motor. The capacitor, the collision detection device that detects the collision of the vehicle, and the control device that can execute the discharge control that discharges the charge of the capacitor when the collision detection device detects the collision of the vehicle. Be prepared. The discharge control includes a failure determination process for determining the presence or absence of a failure in each of the first motor and the second motor, and shutting down the first inverter when a failure is detected in the first motor. The first discharge process of controlling the second inverter to discharge the charge of the capacitor to the second motor, and when a failure is detected in the second motor, the second inverter is shut down while the above-mentioned A second discharge process of controlling the first inverter to discharge the charge of the capacitor to the first motor is included.
上記した車両では、放電制御において、第1モータと第2モータのそれぞれについて、故障の有無を判別する故障判別処理が実行される。そして、故障判別処理の結果に基づいて、第1放電処理と第2放電処理との一方が選択的に実行される。これにより、一方のモータについて故障が検知されたときに、他方のモータに対応するインバータを制御して、コンデンサの電荷を正常なモータのみへ放電することができる。即ち、短絡が発生したモータに大電流が流れることを回避できる。従って、一方のモータに短絡が発生している場合でもコンデンサの電荷を放電することができる。 In the vehicle described above, in the discharge control, a failure determination process for determining the presence or absence of a failure is executed for each of the first motor and the second motor. Then, one of the first discharge process and the second discharge process is selectively executed based on the result of the failure determination process. As a result, when a failure is detected for one motor, the inverter corresponding to the other motor can be controlled to discharge the charge of the capacitor only to the normal motor. That is, it is possible to avoid a large current flowing through the motor in which the short circuit occurs. Therefore, even if a short circuit occurs in one of the motors, the charge of the capacitor can be discharged.
図面を参照して、実施例の車両10について説明する。本実施の車両10は、いわゆる車両であって、路面を走行する車両である。図1に示すように、車両10は、バッテリ12と、第1モータ14と、第2モータ16とを有する。バッテリ12は、例えばリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリであって、複数の二次電池セルを内蔵している。第1モータ14と第2モータ16の各々は、車両10の車輪を駆動する走行用モータである。特に限定されないが、本実施例における第1モータ14及び第2モータ16のそれぞれは、U相、V相、W相を有する三相モータジェネレータである。
The
車両10は、第1インバータ18と、第2インバータ20とをさらに備える。第1インバータ18は、バッテリ12と第1モータ14との間に設けられており、それらの間で直流-交流間の電力変換を行うように構成されている。第2インバータ20は、バッテリ12と第2モータ16との間に設けられており、それらの間で直流-交流間の電力変換を行うように構成されている。バッテリ12と各々のインバータ18、20の間には、DC-DCコンバータがさらに設けられてもよい。但し、バッテリ12の定格電圧と、第1モータ14及び第2モータ16の各定格電圧とが同じ場合には、DC-DCコンバータは必ずしも必要とされない。
The
第1インバータ18は、複数のスイッチング素子Q1~Q6と複数のダイオードD1~D6とを備える。複数のダイオードD1~D6の各々は、複数のスイッチング素子Q1~Q6のうちの対応する一つに対して、並列に接続されている。第1インバータ18は、複数のスイッチング素子Q1~Q6を選択的にオン及びオフすることによって、バッテリ12(又はDC-DCコンバータ)からの直流電力を、交流電力へ変換する。同様に、第2インバータ20は、複数のスイッチング素子Q7~Q12と複数のダイオードD7~D12とを備える。複数のダイオードD7~D12の各々は、複数のスイッチング素子Q7~Q12のうちの対応する一つに対して、並列に接続されている。第2インバータ20は、複数のスイッチング素子Q7~Q12を選択的にオン及びオフすることによって、バッテリ12(又はDC-DCコンバータ)からの直流電力を、交流電力へ変換する。
The
前述したように、バッテリ12は、第1インバータ18を介して、第1モータ14に接続されている。車両10の走行時、バッテリ12からの直流電力は、第1インバータ18で交流電力へ変換された後に、第1モータ14へ供給される。これにより、車両10の車輪が駆動される。一方、車両10の制動時は、第1モータ14がジェネレータとして機能する。この場合、第1モータ14からの交流電力(回生電力)が、第1インバータ18で直流電力へ変換された後に、バッテリ12に供給される。なお、バッテリ12と第1インバータ18との間にDC-DCコンバータが存在する場合は、バッテリ12と第1インバータ18の間で直流電力の昇圧及び降圧が行われる。
As described above, the
同様にして、バッテリ12は、第2インバータ20を介して、第2モータ16に接続されている。車両10の走行時、バッテリ12からの直流電力は、第2インバータ20で交流電力へ変換された後に、第2モータ16へ供給される。これにより、車両10の車輪が駆動される。一方、車両10の制動時は、第2モータ16がジェネレータとして機能する。この場合、第2モータ16からの交流電力(回生電力)が、第2インバータ20で直流電力へ変換された後に、バッテリ12に供給される。なお、バッテリ12と第2インバータ20との間にDC-DCコンバータが存在する場合は、バッテリ12と第2インバータ20の間で直流電力の昇圧及び降圧が行われる。
Similarly, the
車両10は、第1コンデンサ22と第2コンデンサ24とをさらに有する。第1コンデンサ22は、バッテリ12と第1モータ14との間に設けられており、バッテリ12と第1モータ14とを接続する第1直流回路42へ並列に接続されている。第2コンデンサ24は、バッテリ12と第2モータ16との間に設けられており、バッテリ12と第2モータ16とを接続する第2直流回路44へ並列に接続されている。なお、図1から理解されるように、第1コンデンサ22は、第1直流回路42だけでなく、第2直流回路44に対しても、電気的に並列に接続されている。同様に、第2コンデンサ24は、第2直流回路44だけでなく、第1直流回路42に対しても、電気的に並列に接続されている。各々のコンデンサ22、24は、いわゆる平滑化コンデンサであって、直流回路42、44における電力電圧の変動を抑制する。なお、コンデンサ22、24の数は二つに限定されない。例えば、車両10は、第1コンデンサ22又は第2コンデンサ24の一方のみを備えていてもよいし、他のコンデンサをさらに備えてもよい。また、DCーDCコンバータやインバータ18、20といった電力変換回路の構成に応じて、コンデンサの数及び位置は適宜変更することができる。
The
車両10は、制御装置26をさらに備える。制御装置26は、車両10の動作を監視及び制御する制御装置である。図示省略するが、制御装置26は、例えば、メイン制御ユニットや、その下位に位置するモータ制御ユニット、バッテリ制御ユニット等を含む。モータ制御ユニットは、第1インバータ18及び第2インバータ20と通信可能に接続されており、各々のインバータ18、20の動作を監視及び制御する。詳しくは、モータ制御ユニットは、スイッチング素子Q1~Q12を制御し、それによって第1モータ14及び第2モータ16の動作を制御する。また、モータ制御ユニットは、各々のモータ14、16の動作状態を監視しており、それらに生じた故障(例えば、短絡や温度異常)を検知することができる。バッテリ制御ユニットは、バッテリ12と通信可能に接続されており、バッテリ12の動作を監視及び制御する。メイン制御ユニットは、モータ制御ユニット及びバッテリ制御ユニットを含む複数の制御ユニットと通信可能であり、それらに動作指令を与えることによって、車両10の全体の動作を制御する。
The
車両10は、衝突検出装置28をさらに備える。衝突検出装置28は、制御装置26と通信可能に接続されている。衝突検出装置28は、例えば、加速度センサを有しており、車両10の衝突を検知することができる。衝突検出装置28は、車両10の衝突を検知したときに、制御装置26の例えばメイン制御ユニットに所定の衝突信号を送信する。一例ではあるが、衝突信号は、所定の周期を有するパルス信号列であってもよい。
The
車両10は、一対のリレー30、32をさらに備える。一方のリレー30は、バッテリ12の正極側において、バッテリ12と各インバータ18、20との間に介挿されている。他方のリレー32は、バッテリ12の負極側において、バッテリ12と各インバータ18、20との間に介挿されている。一対のリレー30、32の動作は、制御装置26(例えば、メイン制御ユニットやバッテリ制御ユニット)によって制御される。制御装置26は、車両10のメインスイッチ(イグニッションスイッチ)がオンされると、各々のリレー30、32を閉じることによって、バッテリ12を各インバータ18、20へ電気的に接続する。メイン制御ユニットは、メインスイッチがオフされると、各々のリレー30、32を開くことによって、バッテリ12を各インバータ18、20から電気的に切断する。このとき、第1コンデンサ22及び第2コンデンサ24についても、バッテリ12から電気的に切断される。
The
前述したように、第1コンデンサ22及び第2コンデンサ24は、いわゆる平滑化コンデンサである。第1コンデンサ22及び第2コンデンサ24に電荷が蓄えられることによって、バッテリ12と各インバータ18、20との間における電力の変動を抑制することができる。バッテリ12の出力電力は高電圧(例えば100ボルト以上)であるため、走行中、二つのコンデンサ22、24にも常に高電圧が印加されている。そのことから、制御装置26は、例えば車両10が衝突した際に、コンデンサ22、24を速やかに放電する放電制御を実行可能に構成されている。この放電制御では、第1モータ14と第2モータ16との一方又は両方を用いて、コンデンサ22、24に蓄えられた電荷が放電される。以下、制御装置26による放電制御について、詳細に説明する。
As described above, the
次に、図2を参照して、放電制御の流れについて説明する。図2に示す各処理は、主に、制御装置26によって実行される。制御装置26は、車両10の衝突を検知すると(ステップS10でYES)、ステップS20以降の放電制御へ移行する。前述したように、車両10の衝突は、衝突検出装置28によって検知される。制御装置26は、衝突検出装置28から出力された衝突信号に基づいて、車両10の衝突が検知されたことを把握する。一方、車両10の衝突が検知されていない場合、制御装置26はステップS12の処理へ移行して、車両10の通常走行モードが実行される。通常走行モード中は、常に、車両10に衝突が生じたのか否かがモニタされる。即ち、ステップS10、S12の処理が繰り返される。
Next, the flow of discharge control will be described with reference to FIG. Each process shown in FIG. 2 is mainly executed by the
車両10の衝突が検知され、ステップS20以降の放電制御へ移行すると、制御装置26は、放電制御に先立って一対のリレー30、32を開放し、バッテリ12を第1インバータ18及び第2インバータ20から電気的に切断する。ステップS20の処理では、第1モータ14及び第2モータ16のそれぞれについて、短絡故障が検知されているのか否かが判断される。詳しくは、制御装置26のメイン制御ユニットが、モータ制御ユニットと通信して、第1モータ14及び第2モータ16のそれぞれに短絡故障が生じているのか否かを確認する。
When the collision of the
ステップS20にて、第1モータ14及び第2モータ16の両方について、短絡故障が検知されない場合、制御装置26は、ステップS30の処理に移行する。ステップS30の処理では、制御装置26が、第1インバータ18と第2インバータ20との両者を制御することにより、二つのコンデンサ22、24に蓄えられた電荷を、第1モータ14及び第2モータ16へ放電する。即ち、第1モータ14及び第2モータ16の両者が正常であるときは、第1モータ14及び第2モータ16の両者を利用して、二つのコンデンサ22、24の放電が実施される。このとき、各々のインバータ18、20を制御する具体的な態様については、特に限定されない。
If a short-circuit failure is not detected for both the
一方、ステップS20にて、第1モータ14のみに短絡故障が検知された場合、制御装置26は、ステップS22の処理に移行する。ステップS22の処理では、制御装置26が、第1インバータ18をシャットダウン(全てのスイッチング素子Q1~Q6をターンオフ)して、短絡故障が検知されている第1モータ14を、各コンデンサ22、24から電気的に切断する。次いで、制御装置26は、ステップS24の処理に進む。ステップS24の処理では、制御装置26が、第1インバータ18を制御することにより、二つのコンデンサ22、24に蓄えられた電荷を、第2モータ16に放電する。即ち、第1モータ14に短絡故障が生じているときは、正常である第2モータ16を利用して、二つのコンデンサ22、24の放電が実施される。このように、第1モータ14に故障が検知されたときに、第1インバータ18をシャットダウンし、第2インバータ20を制御して各コンデンサ22、24の電荷を第2モータ16へ放電する放電処理を、本明細書では第1放電処理と称する。ここで、第2インバータ20を制御する具体的な態様については、特に限定されない。二つのコンデンサ22、24が、第2インバータ20を介して、第2モータ16へ電気的に接続されればよい。
On the other hand, when a short-circuit failure is detected only in the
あるいは、ステップS20にて、第2モータ16のみに短絡故障が検知された場合、制御装置26は、ステップS26の処理に移行する。ステップS26の処理では、制御装置26が、第2インバータ20をシャットダウン(全てのスイッチング素子Q7~Q12をターンオフ)して、短絡故障が検知されている第2モータ16を、各コンデンサ22、24から電気的に切断する。次いで、制御装置26は、ステップS26の処理に進む。ステップS26の処理では、制御装置26が、第2インバータ20を制御することにより、二つのコンデンサ22、24に蓄えられた電荷を、第1モータ14に放電する。即ち、第2モータ16に短絡故障が生じているときは、正常である第1モータ14を利用して、二つのコンデンサ22、24の放電が実施される。このように、第2モータ16に故障が検知されたときに、第2インバータ20をシャットダウンしつつ、第1インバータ18を制御して、各々のコンデンサ22、24の電荷を第1モータ14へ放電する放電処理を、本明細書では第2放電処理と称する。ここで、第1インバータ18を制御する具体的な態様については、特に限定されない。二つのコンデンサ22、24が、第1インバータ18を介して、第1モータ14へ電気的に接続されればよい。
Alternatively, if a short-circuit failure is detected only in the
以上のように、本実施例の放電制御においては、先ず、各々のモータ14、16の短絡故障の有無が判別され、短絡故障が検知された場合に、第1放電処理と第2放電処理との一方が選択的に実行される。これにより、例えば第1モータ14について故障が検知されたときに、第2モータ16に対応する第2インバータ20を制御して、二つのコンデンサ22、24の電荷を、正常な第2モータ16のみへ放電することができる。即ち、短絡故障が発生した第1モータ14に、大電流が流れることを回避できる。従って、第1モータ14に短絡が発生している場合でも、二つのコンデンサ22、24の電荷を放電することができる。なお、各々のモータ14、16に異常が検知されないときは、二つのモータ14、16を用いることにより、二つのコンデンサ22、24をより速やかに放電することができる。
As described above, in the discharge control of this embodiment, first, the presence or absence of a short-circuit failure of each of the
以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは組み合わせによって技術的有用性を発揮するものである。 Although some specific examples have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples exemplified above. The technical elements described herein or in the drawings exhibit their technical usefulness alone or in combination.
10 :車両
12 :バッテリ
14 :第1モータ
16 :第2モータ
18 :第1インバータ
20 :第2インバータ
22 :第1コンデンサ
24 :第2コンデンサ
26 :制御装置
28 :衝突検出装置
10: Vehicle 12: Battery 14: 1st motor 16: 2nd motor 18: 1st inverter 20: 2nd inverter 22: 1st capacitor 24: 2nd capacitor 26: Control device 28: Collision detection device
Claims (1)
バッテリと、
前記バッテリの電力によって駆動される第1モータ及び第2モータと、
前記バッテリと前記第1モータとの間に配置される第1インバータと、
前記バッテリと前記第2モータとの間に配置される第2インバータと、
前記バッテリと前記第1モータとを接続する回路へ並列に接続されているとともに、前記バッテリと前記第2モータとを接続する回路にも並列に接続されているコンデンサと、
前記車両の衝突を検知する衝突検知装置と、
前記衝突検知装置が前記車両の衝突を検知したときに、前記コンデンサの電荷を放電する放電制御を実行可能な制御装置と、
を備え、
前記放電制御は、
前記第1モータと前記第2モータのそれぞれについて、故障の有無を判別する故障判別処理と、
前記第1モータに故障が検知されたときに、前記第1インバータをシャットダウンしつつ、前記第2インバータを制御して前記コンデンサの電荷を前記第2モータへ放電する第1放電処理と、
前記第2モータに故障が検知されたときに、前記第2インバータをシャットダウンしつつ、前記第1インバータを制御して前記コンデンサの電荷を前記第1モータへ放電する第2放電処理と、を含む、
車両。 It ’s a vehicle,
With the battery
The first motor and the second motor driven by the electric power of the battery,
A first inverter arranged between the battery and the first motor,
A second inverter arranged between the battery and the second motor,
A capacitor connected in parallel to the circuit connecting the battery and the first motor, and also connected in parallel to the circuit connecting the battery and the second motor.
The collision detection device that detects the collision of the vehicle and
A control device capable of performing discharge control to discharge the electric charge of the capacitor when the collision detection device detects a collision of the vehicle.
Equipped with
The discharge control is
A failure determination process for determining the presence or absence of a failure for each of the first motor and the second motor,
When a failure is detected in the first motor, the first discharge process of shutting down the first inverter and controlling the second inverter to discharge the charge of the capacitor to the second motor.
Includes a second discharge process in which when a failure is detected in the second motor, the second inverter is shut down and the first inverter is controlled to discharge the charge of the capacitor to the first motor. ,
vehicle.
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