JP4086656B2 - 電気自動車のバッテリ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車のバッテリを制御する装置に関し、とくにバッテリを管理するバッテリＥＣＵの暴走を検出して、メインリレーを制御するバッテリの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッドカーは、走行モーターを駆動するバッテリをバッテリＥＣＵで管理している。バッテリＥＣＵは、バッテリの充放電電流やバッテリ電圧から残容量を演算して過充電や過放電を防止し、さらにバッテリの温度が設定温度よりも高くならないように充放電電流やファンの運転を制御している。バッテリＥＣＵは、検出した残容量等のバッテリ情報を車両ＥＣＵに出力する。車両ＥＣＵは、アクセルやブレーキから入力される信号と、バッテリＥＣＵから入力されるバッテリ情報から、バッテリの充放電をコントロールするインバータを制御して、エンジンと走行モーターの出力を制御して自動車を走行させ、あるいは回生ブレーキで制動する。すなわち、車両ＥＣＵは、バッテリの状態をバッテリＥＣＵからの信号で管理しながら、いいかえるとバッテリを過充電や過放電から保護しながら、走行モーターとエンジンの出力を制御して自動車を走行させる。
【０００３】
たとえば自動車を加速するときに、バッテリから走行モーターに電力が供給されてモーターの出力で自動車を加速する。バッテリを放電して、バッテリの残容量が設定された容量範囲よりも少なくなると、インバータを制御してバッテリを充電し、バッテリの残容量が設定された容量範囲よりも大きくなると、インバータを制御してバッテリの充電を停止させる。
【０００４】
バッテリＥＣＵは、バッテリの残容量等を演算するマイコンを内蔵している。このマイコンが雑音等の影響で暴走すると、バッテリの残容量を正確に演算できなくなる。残容量が正確に演算できなくなると、バッテリの残容量が設定された容量範囲にあるかどうか正しく演算できず、その結果、充電や放電の制御が正しく行われずに、バッテリが過充電や過放電されることがある。バッテリが過充電や過放電されると、電気的な特性を急激に低下させる。この弊害を避けるために、従来のハイブリッドカーは、バッテリＥＣＵの暴走を検出すると、バッテリの出力側、すなわちバッテリとインバータとの間に接続しているメインリレーをオフに切り換えてバッテリの充放電を停止させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの方式のハイブリッドカーは、走行中にマイコンが暴走してメインリレーをオフに切り換えると、切り換えた瞬間に自動車の走行状態が急変して安全に走行するのが難しくなる欠点がある。たとえば、自動車を加速しているときにマイコンが暴走して、メインリレーがオフに切り換えられて走行モーターが停止されると、自動車の加速状態が急激に低下する弊害がある。この状態は、たとえば他の自動車を追い越ししている途中で、メインリレーが遮断されて加速が悪くなると、速やかに追い越しできなくる。また、下りの坂道を走行しているときに、マイコンが暴走してメインリレーが遮断されると、回生制動が瞬時にきかなくなって自動車の制動が急激に少なくなる弊害が発生する。
【０００６】
本発明は、このような弊害を解消することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、マイコンが暴走した瞬時に自動車の走行状態が急変するのを防止して安全に走行できる電気自動車のバッテリ制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気自動車のバッテリ制御装置は、走行モーター４に電力を供給するバッテリ１と、このバッテリ１の電気的状態または温度状態を管理するマイコン１３を備えるバッテリＥＣＵ２と、バッテリ１の出力側に接続されて、かつバッテリＥＣＵ２でオンオフに制御されて、バッテリ１の電力を走行モーター４へ供給または遮断するメインリレー５とを備える。バッテリＥＣＵ２は、マイコン１３の暴走監視回路１４と、暴走監視回路１４の出力信号を時間制御するタイマー回路１９とを備える。このバッテリ制御装置は、暴走監視回路１４がマイコン１３の暴走を検出すると、タイマー回路１９が暴走監視回路１４の出力信号を設定時間遅らせてメインリレー５に出力し、メインリレー５がマイコン１３の暴走から設定時間遅れてバッテリ１の電力を遮断する。
【０００８】
さらに、本発明の請求項２のバッテリ制御装置は、バッテリＥＣＵ２がバッテリ１の電圧を検出するバッテリセンサ１５を備え、暴走監視回路１４がマイコン１３の暴走を検出すると共に、バッテリセンサ１５がバッテリ１の電圧が設定範囲にないことを検出して、メインリレー５をオフに切り換える。このバッテリ制御装置は、バッテリＥＣＵ２の暴走監視回路１４がマイコン１３の暴走を検出する状態において、バッテリセンサ１５で検出されるバッテリ電圧が設定範囲にあると、バッテリＥＣＵ２がバッテリ１の充放電電流を制限する電流制限信号を車両ＥＣＵ３に出力することができる。
【０００９】
さらに、本発明の請求項４のバッテリ制御装置は、バッテリＥＣＵ２がバッテリ１の温度を検出するバッテリセンサ１５を備え、暴走監視回路１４がマイコン１３の暴走を検出すると共に、バッテリセンサ１５がバッテリ１の温度が設定範囲にないことを検出して、メインリレー５をオフに切り換える。このバッテリ制御装置は、バッテリＥＣＵ２の暴走監視回路１４がマイコン１３の暴走を検出する状態において、バッテリセンサ１５で検出されるバッテリ１の温度が設定範囲にあると、バッテリＥＣＵ２がバッテリ１の充放電電流を制限する電流制限信号を車両ＥＣＵ３に出力することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのハイブリッドカーのバッテリ制御装置を例示するものであって、本発明はバッテリ制御装置を以下のものに特定しない。
【００１１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１２】
本発明のバッテリ制御装置は、電気自動車のバッテリを管理するバッテリＥＣＵのマイコンの暴走を検出して、バッテリから走行モーターに電力を供給するメインリレーを制御する。本明細書において、電気自動車とは、エンジンと走行モーターの両方で走行するハイブリッドカー、及び走行モーターのみで走行する電動自動車を含む広い意味で使用する。さらに、走行モーターに電力を供給するバッテリは、充電するタイプの二次電池、または燃料電池が使用できる。以下、本発明の実施例として、ハイブリッドカーである電気自動車について説明する。
【００１３】
図１と図２はハイブリッドカーに搭載されるバッテリ制御装置のブロック図を示す。これ等の図に示すハイブリッドカーは、車両ＥＣＵ３と、この車両ＥＣＵ３にバッテリ情報を供給するバッテリＥＣＵ２と、走行モーター４を駆動するバッテリ１と、バッテリ１の出力側に接続しているメインリレー５と、このメインリレー５を介してバッテリ１に接続されるインバータ６と、このインバータ６に接続している走行モーター４及び発電機７と、車両ＥＣＵ３に制御されるエンジン８と、エンジン８と走行モーター４の駆動力を車輪１０に伝達する動力伝達機構９とを備えている。
【００１４】
図のハイブリッドカーは、車両ＥＣＵ３でエンジン８と走行モーター４を制御して走行する。ハイブリッドカーの走行パターンは、
(1) エンジン８のみで走行する状態。
(2) 走行モーター４のみで走行する状態。
(3) エンジン８と走行モーター４の両方で走行する状態とがある。
ただ、ハイブリッドカーは、(1)と(3)のみ状態で走行するパターンとすることもできる。エンジン８と走行モーター４の出力は、動力伝達機構９を介して車輪１０に伝達される。
【００１５】
さらに、ハイブリッドカーは、バッテリ１の残容量を設定された範囲となるように、バッテリ１を充放電しながら走行する。バッテリ１の残容量が設定容量よりも少なくなると、エンジン８で発電機７を駆動してバッテリ１を充電する。バッテリ１は、ブレーキ１１が踏まれて、自動車を減速するときの回生ブレーキでも充電される。回生ブレーキは、車輪１０が発電機７を駆動してバッテリ１を充電する。ハイブリッドカーは、バッテリ１を充電する発電機７を備えているが、この発電機７は走行モーター４とは別に設けられ、あるいは走行モーターを発電機に併用する。
【００１６】
バッテリＥＣＵ２は、バッテリ１の状態を検出して、バッテリ情報を車両ＥＣＵ３に出力する。車両ＥＣＵ３は、バッテリ情報を考慮しながら、すなわち、バッテリ１が放電できる状態にあるかどうかを判定して、インバータ６を介して走行モーター４の出力を制御する。また、バッテリ情報を考慮して、バッテリ１の残容量が設定された範囲となるように、インバータ６を介して走行モーター４と発電機７を制御する。たとえば、アクセル１２が踏まれて自動車を加速するとき、車両ＥＣＵ３は走行モーター４を駆動して、エンジン８と走行モーター４の両方で車輪１０を駆動する。このとき、バッテリ情報からバッテリ１を放電できるかどうかを確認する。バッテリ１を放電できる状態にあると、インバータ６を制御して走行モーター４を駆動して、バッテリ１と走行モーター４の両方の出力で車輪１０を駆動する。バッテリ１の残容量が設定容量よりも少なくなって放電できない状態になると、走行モーター４を停止する。その後、バッテリ１を充電して設定された容量範囲とする。また、バッテリＥＣＵ２のマイコン１３が暴走して放電電流を制限する状態にあると、放電電流を制限しながら走行モーター４を駆動する。
【００１７】
車両ＥＣＵ３は、バッテリＥＣＵ２から供給されるバッテリ情報と、アクセル１２やブレーキ１１から入力される信号から、エンジン８の出力と、バッテリ１の充放電をコントロールして、エンジン８と走行モーター４のいずれかまたは両方で走行し、また、バッテリ１の残容量を設定された範囲に制御する。
【００１８】
図２に示すバッテリＥＣＵ２は、バッテリ１の残容量を演算して車両ＥＣＵ３と通信するマイコン１３と、このマイコン１３の暴走を検出する暴走監視回路１４と、この暴走監視回路１４からの出力信号を時間制御するタイマー回路１９と、バッテリ１の電圧と温度を検出するバッテリセンサ１５と、マイコン１３とバッテリセンサ１５からの入力信号で出力するパルスの周波数を変化させて車両ＥＣＵ３に出力するパルス回路１６と、メインリレー５をオンオフに制御するリレー制御回路１７と、このリレー制御回路１７とタイマー回路１９との間に接続しているＯＲ回路１８とを備える。
【００１９】
マイコン１３は、バッテリ１の充放電を積算して残容量を演算する。また、マイコン１３は、バッテリセンサ１５から入力されるバッテリ電圧で残容量を補正することもできる。演算されたバッテリ１の残容量は、バッテリ情報として車両ＥＣＵ３に出力される。マイコン１３は、バッテリ１の状態を検出して、バッテリ情報として車両ＥＣＵ３に出力する。バッテリ情報から車両ＥＣＵ３に出力されるバッテリ情報は残容量に特定されない。たとえば、バッテリＥＣＵ２は、バッテリ温度が設定温度よりも高くなり、あるいは設定温度よりも低くなったことを示す情報をバッテリ情報として車両ＥＣＵ３に出力することもできる。マイコン１３は、正常に動作するときに、図３に示すように特定の周波数のパルスをマイコン正常パルスとして出力している。図３は、正常パルスを１０Ｈｚに設定している。マイコン１３は、暴走するとマイコン正常パルスを出力しなくなるので、マイコン正常パルスを検出してマイコン１３の暴走を検出できる。ただし、マイコン１３の暴走は、マイコン正常パルスを検出することなく、マイコン１３に特定の信号を入力して応答信号が出力されないことを検出して暴走を検出することもできる。したがって、マイコン１３の暴走を検出する方式をマイコン正常パルスに特定しない。
【００２０】
バッテリセンサ１５は、バッテリ１の電圧又は温度、あるいは電圧と温度の両方を検出して、バッテリ１の電圧と温度等が、バッテリ１を充放電できる設定範囲にあるかどうかを検出する。バッテリ１の電圧や温度が充放電できる設定範囲にあると、ＶＴ正常パルスを出力する。電圧のみを検出するバッテリセンサ１５は、バッテリ電圧が充放電できる範囲にあるとＶＴ正常パルスを出力する。ＶＴ正常パルスは、たとえば１５Ｈｚに設定される。温度のみを検出するバッテリセンサ１５は、バッテリ温度が充放電できる範囲にあるとＶＴ正常パルスを出力する。電圧と温度を検出するバッテリセンサ１５は、バッテリ電圧と温度の両方が充放電できる範囲にあるとＶＴ正常パルスを出力する。
【００２１】
パルス回路１６は、マイコン１３からマイコン正常パルスが入力されると、マイコン正常パルスを車両ＥＣＵ３に出力し、マイコン１３が暴走してマイコン正常パルスが入力されない状態で、バッテリセンサ１５からＶＴ正常パルスが入力されるとＶＴ正常パルスを車両ＥＣＵ３に出力する。マイコン正常パルスとＶＴ正常パルスが入力されないときに、異常パルスを車両ＥＣＵ３に出力する。異常パルスは、例えば図３に示すように２０Ｈｚに設定される。
【００２２】
車両ＥＣＵ３は、パルス回路１６から入力されるパルス信号で、マイコン１３が暴走したかどうか、マイコン１３が暴走する状態でバッテリ１を充放電できる状態にあるか、あるいはマイコン１３が暴走してバッテリ１を充放電できない状態にあるかを判定する。車両ＥＣＵ３は、マイコン１３が暴走しても、バッテリ１が充放電できる状態にあると、メインリレー５をオフに切り換えることなく、バッテリ１の充放電する最大電流を制限しながら、バッテリ１を充放電させる。たとえば、バッテリ１を充放電させる電流を３０Ａ以下に制限しながら、バッテリ１を充放電させる。車両ＥＣＵ３は、マイコン１３が暴走する状態でバッテリ１を充放電できるかどうかをマイコン正常パルスとＶＴ正常パルスとで検出するので、ＶＴ正常パルスを電流制限信号として、バッテリ１の充放電電流を制限する。すなわち、図３に示すように、ＶＴ正常パルスが入力される状態では、ＶＴ正常パルスを電流制限信号として、車両ＥＣＵ３はバッテリ１の充放電電流を制限しながら充放電させる。
【００２３】
以上のように、マイコン１３が暴走する状態において、バッテリ１が充放電できる状態にあるかどうかを判定して、バッテリ１の充放電電流を制限して走行されるハイブリッドカーは、マイコン１３が暴走する状態においても、バッテリ１で走行できるので、安全に走行できる特長がある。ただ、マイコン１３が暴走する状態では、バッテリ１を充放電できる状態にあっても、メインリレー５をオフに切り換えて、バッテリ１を充放電しないようにすることもできる。
【００２４】
マイコン１３が暴走して、バッテリ１を充放電できる状態にあることを確認して、バッテリ１の充放電電流を制限ながら走行させるハイブリッドカーは、バッテリ残容量の変化が少なくなるように、バッテリ１の充放電を制御する。このようにすると、バッテリ１の過充電と過放電を防止してバッテリ１の劣化を防止できる。バッテリ１の残容量は、充電電流と放電電流の積算値で演算されるので、充電電流と放電電流の積算値がほぼ等しくなるように、インバータ６を制御して、バッテリ残容量の変化を少なくする。
【００２５】
暴走監視回路１４は、マイコン１３の暴走とバッテリ１の異常を検出し、このことを出力する。暴走監視回路１４は、マイコン１３から入力される信号からマイコン１３が暴走したかどうかを検出し、マイコン１３の暴走を検出すると、このことを第１の信号として出力する。さらに、暴走監視回路１４は、パルス回路１６から入力されるパルス信号からマイコン１３が暴走する状態でバッテリ１を充放電できる状態にあるか、あるいはマイコン１３が暴走してバッテリ１を充放電できない状態にあるかを検出し、マイコン１３が暴走し、かつバッテリ１を充放電できない状態にあることを検出すると、このことを第２の信号として出力する。
【００２６】
タイマー回路１９は、暴走監視回路１４の出力側に設けられており、マイコン１３が暴走したときにメインリレー５をオンからオフに切り換える時間を遅らせる。タイマー回路１９は、暴走監視回路１４から入力される第１の信号と第２の信号をそれぞれ設定時間遅らせて出力する。第１の信号は、図３のタイミングチャートに示すように、マイコン１３が暴走してからタイマー回路１９の設定時間経過すると、”Ｈｉｇｈ”から”Ｌｏｗ”に切り換えて出力される。図のタイミングチャートに示すように、タイマー回路１９は、マイコン正常パルスの最後の立ち上がりからカウントを開始して、マイコン１３が暴走してから設定時間経過するとタイムアップして、出力を”Ｈｉｇｈ”から”Ｌｏｗ”に切り換える。第２の信号は、マイコン１３が暴走し、かつバッテリ１を充放電できない状態になってからタイマー回路１９の設定時間経過すると、”Ｈｉｇｈ”から”Ｌｏｗ”に切り換えて出力される。このとき、タイマー回路１９は、ＶＴ正常パルスの最後の立ち上がりでカウントを開始し、タイムアップして設定時間経過すると、出力を”Ｈｉｇｈ”から”Ｌｏｗ”に切り換える。
【００２７】
タイマー回路１９のふたつの出力は、ＯＲ回路１８に入力される。ＯＲ回路１８は、両方の入力が”Ｌｏｗ”のときに出力を”Ｌｏｗ”とし、この”Ｌｏｗ”信号をリレー制御回路１７に入力する。
【００２８】
リレー制御回路１７は、ＯＲ回路１８から”Ｌｏｗ”が入力されると、メインリレー５をオンからオフに切り換えて、バッテリ１の充放電電流を遮断する。図２のリレー制御回路１７は、マイコン１３からセット信号が入力され、この信号でメインリレー５をオンに切り換える。さらに、図２のバッテリＥＣＵ２は、マイコン１３からＣＮＴａ信号をリレー制御回路１７に入力して、マイコン１３が暴走したことをリレー制御回路１７に入力している。ただ、リレー制御回路１７は、マイコン１３が暴走した後、ただちにメインリレー５をオフに切り換えることなく、バッテリ１を充放電できるかどうかを判定し、バッテリ１を充放電できない状態となってから、タイマー回路１９の設定時間経過して、メインリレー５をオンからオフに切り換える。リレー制御回路は、マイコンが暴走した後、タイマー回路の設定時間経過すると、バッテリが充放電できる状態にあるかどうかを判定することなく、メインリレーをオンからオフに切り換えることもできる。このバッテリＥＣＵは、暴走監視回路の第１の信号が”Ｈｉｇｈ”から”Ｌｏｗ”に切り換えられることを検出して、すなわち暴走監視回路からタイマー回路を通過してリレー制御回路に入力される信号が”Ｌｏｗ”になるとメインリレーをオンからオフに切り換える。このバッテリＥＣＵは、ＯＲ回路を必要とせず、暴走監視回路の出力をリレー制御回路に入力する。
【００２９】
以上のバッテリＥＣＵ２は、暴走監視回路１４の出力側にタイマー回路１９を設けて、暴走監視回路１４から出力される出力信号をタイマー回路１９で所定時間遅らせて出力し、メインリレー５をオフにする時間を設定時間遅らせている。ただ、タイマー回路は、暴走監視回路に内蔵させることもできる。この暴走監視回路は、内蔵されるタイマー回路で出力信号を所定時間遅らせて出力し、メインリレーをオフにする時間を設定時間遅らせる。
【００３０】
図１と図２に示す制御装置は、図４と図５のフローチャートでバッテリ１の充放電を制御する。図４はバッテリＥＣＵ側のフローチャートを示し、図５は車両ＥＣＵ側のフローチャートを示している。
(1) バッテリＥＣＵ側のフローチャート
［ｎ＝１のステップ］
バッテリＥＣＵ２のマイコン１３が正常に動作しているとき、マイコン１３からマイコン正常パルスである１０Ｈｚのパルスが出力される。マイコン正常パルスは、暴走監視回路１４とパルス回路１６とに出力され、パルス回路１６から車両ＥＣＵ３に出力される。
［ｎ＝２のステップ］
マイコン１３が暴走したかどうかが判定される。マイコン１３が暴走していないとき、ｎ＝１と２のステップでループされる。
［ｎ＝３のステップ］
マイコン１３が暴走すると、マイコン１３からマイコン正常パルスである１０Ｈｚのパルスが出力されなくなり、バッテリセンサ１５から出力しているＶＴ正常パルスである１５Ｈｚのパルス信号が、パルス回路１６から車両ＥＣＵ３に出力される。マイコン１３と車両ＥＣＵ３との通信は停止され、マイコン１３から車両ＥＣＵ３に残容量等のバッテリ情報は出力されなくする。暴走したマイコン１３が正常に残容量等を演算できなくなるからである。
［ｎ＝４のステップ］
バッテリ１の電圧や温度から、充放電できるかどうかを検出して、バッテリ１を充放電できる状態にあると、ｎ＝２〜４のステップをループする。
［ｎ＝５のステップ］
バッテリ１が充放電できる状態にないと、パルス回路１６は異常パルスである２０Ｈｚのパルスを、暴走監視回路１４と車両ＥＣＵ３に出力する。
［ｎ＝６のステップ］
マイコン１３が暴走して、バッテリ１を充放電できない状態になると、異常パルスである２０Ｈｚのパルスが暴走監視回路１４に入力される。暴走監視回路１４からの出力信号がタイマー回路１９で設定時間が経過した後、出力され、リレー制御回路１７を介してメインリレー５をオンからオフに切り換える。
【００３１】
以上のフローチャートは、マイコン１３が暴走した後、バッテリ１を充放電できない状態を検出して、メインリレー５をオンからオフに切り換えているが、バッテリ１の充放電を検出することなく、すなわちｎ＝３と４のステップを省略して、メインリレー５をオンからオフに切り換えることもできる。
【００３２】
(2) 車両ＥＣＵ側のフローチャート
［ｎ＝１のステップ］
車両ＥＣＵ３は、マイコン１３が正常に動作する状態で、エラー表示を解除して通常走行させる。
［ｎ＝２のステップ］
車両ＥＣＵ３は、マイコン１３が暴走して、ＶＴ正常パルスが入力されるかどうかを判定し、ＶＴ正常パルスが入力されないときは、マイコン１３が暴走していないとして、ｎ＝１と２のステップをループする。この状態で、車両ＥＣＵ３は、バッテリ１の充放電電流を制限することなく、正常な状態で充放電させてハイブリッドカーを走行させる。
［ｎ＝３のステップ］
車両ＥＣＵ３にＶＴ正常パルスが入力されると、マイコン１３が暴走したと判定して、ダッシュボードにエラー表示をする。そして、マイコン１３が暴走しているので、車両ＥＣＵ３は、バッテリ１の充放電電流を制限しながらハイブリッドカーを走行させる。
［ｎ＝４のステップ］
車両ＥＣＵ３は、異常パルスである２０Ｈｚのパルス信号が入力されるかどうかを判定する。異常パルスが入力されないと、ｎ＝２〜３のステップをループする。
［ｎ＝５のステップ］
車両ＥＣＵ３に異常パルスが入力されると、警告等を表示すると共に、タイマー回路１９にカウントを開始させ、このタイマー回路１９の設定時間が経過してタイムアップすると、リレー制御回路１７を介してメインリレー５をオンからオフに切り換えて、バッテリ１の充放電を停止させる。メインリレー５がオンからオフに切り換えられると、車両は停止され、あるいは、エンジン８のみによって走行される。タイマー回路１９の設定時間は、１分に設定している。ただ、タイマー回路の設定時間は、１５秒〜３分に設定することもできる。タイマー回路１９の設定時間を長くすると、マイコン１３が暴走した後、より長い時間にわたってハイブリッドカーの走行状態をスムーズにできるが、バッテリ１が過放電や過充電になりやすく、バッテリ１を劣化させる危険性が高くなる。反対にタイマー回路１９の設定時間を短くすると、マイコン１３が暴走してから短い時間でバッテリ１による走行ができなくなるが、バッテリ１の過放電と過充電を防止して、バッテリ１の劣化を少なくできる。
【００３３】
図５のフローチャートも、マイコン１３が暴走して、バッテリ１の電圧や温度等を検出して、メインリレー５をオンからオフに切り換えているが、ｎ＝３と４のステップを省略して、マイコン１３が暴走すると設定時間経過した後にメインリレー５をオンからオフに切り換えることもできる。
【００３４】
以上の実施例は、ハイブリッドカーにおける、マイコンが暴走したときにメインリレーをオフに切り換える時間を設定時間遅らせて走行状態が急変するのを防止するバッテリ制御装置を示している。ただ、本発明のバッテリ制御装置は、ハイブリッドカー以外の電気自動車においても、以上の実施例と同様にしてバッテリの使用状態を制御できる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の電気自動車のバッテリ制御装置は、マイコンが暴走した瞬時に自動車の走行状態が急変するのを防止して安全に走行できる特長がある。それは、本発明のバッテリ制御装置が、バッテリＥＣＵに、マイコンの暴走を検出する状態でメインリレーをオフに切り換える暴走監視回路と、この暴走監視回路がマイコンの暴走を検出してメインリレーをオフに切り換える時間遅れを設定するタイマー回路とを備えており、タイマー回路でもってメインリレーをオフにする時間を設定時間遅らせているからである。このため、本発明のバッテリ制御装置は、マイコンが暴走しても、瞬時にメインリレーがオフに切り換えられることがなく、自動車の走行状態が急変するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる電気自動車のバッテリ制御装置のブロック図
【図２】図１に示す電気自動車のバッテリ制御装置の詳細なブロック図
【図３】図１に示す電気自動車のバッテリ制御装置のタイミングチャート図
【図４】バッテリＥＣＵがバッテリの充放電を制御するフローチャート
【図５】車両ＥＣＵがバッテリの充放電を制御するフローチャート
【符号の説明】
１…バッテリ
２…バッテリＥＣＵ
３…車両ＥＣＵ
４…走行モーター
５…メインリレー
６…インバータ
７…発電機
８…エンジン
９…動力伝達機構
１０…車輪
１１…ブレーキ
１２…アクセル
１３…マイコン
１４…暴走監視回路
１５…バッテリセンサ
１６…パルス回路
１７…リレー制御回路
１８…ＯＲ回路
１９…タイマー回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車のバッテリを制御する装置に関し、とくにバッテリを管理するバッテリＥＣＵの暴走を検出して、メインリレーを制御するバッテリの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッドカーは、走行モーターを駆動するバッテリをバッテリＥＣＵで管理している。バッテリＥＣＵは、バッテリの充放電電流やバッテリ電圧から残容量を演算して過充電や過放電を防止し、さらにバッテリの温度が設定温度よりも高くならないように充放電電流やファンの運転を制御している。バッテリＥＣＵは、検出した残容量等のバッテリ情報を車両ＥＣＵに出力する。車両ＥＣＵは、アクセルやブレーキから入力される信号と、バッテリＥＣＵから入力されるバッテリ情報から、バッテリの充放電をコントロールするインバータを制御して、エンジンと走行モーターの出力を制御して自動車を走行させ、あるいは回生ブレーキで制動する。すなわち、車両ＥＣＵは、バッテリの状態をバッテリＥＣＵからの信号で管理しながら、いいかえるとバッテリを過充電や過放電から保護しながら、走行モーターとエンジンの出力を制御して自動車を走行させる。
【０００３】
たとえば自動車を加速するときに、バッテリから走行モーターに電力が供給されてモーターの出力で自動車を加速する。バッテリを放電して、バッテリの残容量が設定された容量範囲よりも少なくなると、インバータを制御してバッテリを充電し、バッテリの残容量が設定された容量範囲よりも大きくなると、インバータを制御してバッテリの充電を停止させる。
【０００４】
バッテリＥＣＵは、バッテリの残容量等を演算するマイコンを内蔵している。このマイコンが雑音等の影響で暴走すると、バッテリの残容量を正確に演算できなくなる。残容量が正確に演算できなくなると、バッテリの残容量が設定された容量範囲にあるかどうか正しく演算できず、その結果、充電や放電の制御が正しく行われずに、バッテリが過充電や過放電されることがある。バッテリが過充電や過放電されると、電気的な特性を急激に低下させる。この弊害を避けるために、従来のハイブリッドカーは、バッテリＥＣＵの暴走を検出すると、バッテリの出力側、すなわちバッテリとインバータとの間に接続しているメインリレーをオフに切り換えてバッテリの充放電を停止させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの方式のハイブリッドカーは、走行中にマイコンが暴走してメインリレーをオフに切り換えると、切り換えた瞬間に自動車の走行状態が急変して安全に走行するのが難しくなる欠点がある。たとえば、自動車を加速しているときにマイコンが暴走して、メインリレーがオフに切り換えられて走行モーターが停止されると、自動車の加速状態が急激に低下する弊害がある。この状態は、たとえば他の自動車を追い越ししている途中で、メインリレーが遮断されて加速が悪くなると、速やかに追い越しできなくる。また、下りの坂道を走行しているときに、マイコンが暴走してメインリレーが遮断されると、回生制動が瞬時にきかなくなって自動車の制動が急激に少なくなる弊害が発生する。
【０００６】
本発明は、このような弊害を解消することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、マイコンが暴走した瞬時に自動車の走行状態が急変するのを防止して安全に走行できる電気自動車のバッテリ制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気自動車のバッテリ制御装置は、走行モーター４に電力を供給するバッテリ１と、このバッテリ１の電気的状態または温度状態を管理するマイコン１３を備えるバッテリＥＣＵ２と、バッテリ１の出力側に接続されて、かつバッテリＥＣＵ２でオンオフに制御されて、バッテリ１の電力を走行モーター４へ供給または遮断するメインリレー５とを備える。バッテリＥＣＵ２は、マイコン１３の暴走監視回路１４と、暴走監視回路１４の出力信号を時間制御するタイマー回路１９とを備える。このバッテリ制御装置は、暴走監視回路１４がマイコン１３の暴走を検出すると、タイマー回路１９が暴走監視回路１４の出力信号を設定時間遅らせてメインリレー５に出力し、メインリレー５がマイコン１３の暴走から設定時間遅れてバッテリ１の電力を遮断する。
【０００８】
さらに、本発明の請求項２のバッテリ制御装置は、バッテリＥＣＵ２がバッテリ１の電圧を検出するバッテリセンサ１５を備え、暴走監視回路１４がマイコン１３の暴走を検出すると共に、バッテリセンサ１５がバッテリ１の電圧が設定範囲にないことを検出して、メインリレー５をオフに切り換える。このバッテリ制御装置は、バッテリＥＣＵ２の暴走監視回路１４がマイコン１３の暴走を検出する状態において、バッテリセンサ１５で検出されるバッテリ電圧が設定範囲にあると、バッテリＥＣＵ２がバッテリ１の充放電電流を制限する電流制限信号を車両ＥＣＵ３に出力することができる。
【０００９】
さらに、本発明の請求項４のバッテリ制御装置は、バッテリＥＣＵ２がバッテリ１の温度を検出するバッテリセンサ１５を備え、暴走監視回路１４がマイコン１３の暴走を検出すると共に、バッテリセンサ１５がバッテリ１の温度が設定範囲にないことを検出して、メインリレー５をオフに切り換える。このバッテリ制御装置は、バッテリＥＣＵ２の暴走監視回路１４がマイコン１３の暴走を検出する状態において、バッテリセンサ１５で検出されるバッテリ１の温度が設定範囲にあると、バッテリＥＣＵ２がバッテリ１の充放電電流を制限する電流制限信号を車両ＥＣＵ３に出力することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのハイブリッドカーのバッテリ制御装置を例示するものであって、本発明はバッテリ制御装置を以下のものに特定しない。
【００１１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１２】
本発明のバッテリ制御装置は、電気自動車のバッテリを管理するバッテリＥＣＵのマイコンの暴走を検出して、バッテリから走行モーターに電力を供給するメインリレーを制御する。本明細書において、電気自動車とは、エンジンと走行モーターの両方で走行するハイブリッドカー、及び走行モーターのみで走行する電動自動車を含む広い意味で使用する。さらに、走行モーターに電力を供給するバッテリは、充電するタイプの二次電池、または燃料電池が使用できる。以下、本発明の実施例として、ハイブリッドカーである電気自動車について説明する。
【００１３】
図１と図２はハイブリッドカーに搭載されるバッテリ制御装置のブロック図を示す。これ等の図に示すハイブリッドカーは、車両ＥＣＵ３と、この車両ＥＣＵ３にバッテリ情報を供給するバッテリＥＣＵ２と、走行モーター４を駆動するバッテリ１と、バッテリ１の出力側に接続しているメインリレー５と、このメインリレー５を介してバッテリ１に接続されるインバータ６と、このインバータ６に接続している走行モーター４及び発電機７と、車両ＥＣＵ３に制御されるエンジン８と、エンジン８と走行モーター４の駆動力を車輪１０に伝達する動力伝達機構９とを備えている。
【００１４】
図のハイブリッドカーは、車両ＥＣＵ３でエンジン８と走行モーター４を制御して走行する。ハイブリッドカーの走行パターンは、
(1) エンジン８のみで走行する状態。
(2) 走行モーター４のみで走行する状態。
(3) エンジン８と走行モーター４の両方で走行する状態とがある。
ただ、ハイブリッドカーは、(1)と(3)のみ状態で走行するパターンとすることもできる。エンジン８と走行モーター４の出力は、動力伝達機構９を介して車輪１０に伝達される。
【００１５】
さらに、ハイブリッドカーは、バッテリ１の残容量を設定された範囲となるように、バッテリ１を充放電しながら走行する。バッテリ１の残容量が設定容量よりも少なくなると、エンジン８で発電機７を駆動してバッテリ１を充電する。バッテリ１は、ブレーキ１１が踏まれて、自動車を減速するときの回生ブレーキでも充電される。回生ブレーキは、車輪１０が発電機７を駆動してバッテリ１を充電する。ハイブリッドカーは、バッテリ１を充電する発電機７を備えているが、この発電機７は走行モーター４とは別に設けられ、あるいは走行モーターを発電機に併用する。
【００１６】
バッテリＥＣＵ２は、バッテリ１の状態を検出して、バッテリ情報を車両ＥＣＵ３に出力する。車両ＥＣＵ３は、バッテリ情報を考慮しながら、すなわち、バッテリ１が放電できる状態にあるかどうかを判定して、インバータ６を介して走行モーター４の出力を制御する。また、バッテリ情報を考慮して、バッテリ１の残容量が設定された範囲となるように、インバータ６を介して走行モーター４と発電機７を制御する。たとえば、アクセル１２が踏まれて自動車を加速するとき、車両ＥＣＵ３は走行モーター４を駆動して、エンジン８と走行モーター４の両方で車輪１０を駆動する。このとき、バッテリ情報からバッテリ１を放電できるかどうかを確認する。バッテリ１を放電できる状態にあると、インバータ６を制御して走行モーター４を駆動して、バッテリ１と走行モーター４の両方の出力で車輪１０を駆動する。バッテリ１の残容量が設定容量よりも少なくなって放電できない状態になると、走行モーター４を停止する。その後、バッテリ１を充電して設定された容量範囲とする。また、バッテリＥＣＵ２のマイコン１３が暴走して放電電流を制限する状態にあると、放電電流を制限しながら走行モーター４を駆動する。
【００１７】
車両ＥＣＵ３は、バッテリＥＣＵ２から供給されるバッテリ情報と、アクセル１２やブレーキ１１から入力される信号から、エンジン８の出力と、バッテリ１の充放電をコントロールして、エンジン８と走行モーター４のいずれかまたは両方で走行し、また、バッテリ１の残容量を設定された範囲に制御する。
【００１８】
図２に示すバッテリＥＣＵ２は、バッテリ１の残容量を演算して車両ＥＣＵ３と通信するマイコン１３と、このマイコン１３の暴走を検出する暴走監視回路１４と、この暴走監視回路１４からの出力信号を時間制御するタイマー回路１９と、バッテリ１の電圧と温度を検出するバッテリセンサ１５と、マイコン１３とバッテリセンサ１５からの入力信号で出力するパルスの周波数を変化させて車両ＥＣＵ３に出力するパルス回路１６と、メインリレー５をオンオフに制御するリレー制御回路１７と、このリレー制御回路１７とタイマー回路１９との間に接続しているＯＲ回路１８とを備える。
【００１９】
マイコン１３は、バッテリ１の充放電を積算して残容量を演算する。また、マイコン１３は、バッテリセンサ１５から入力されるバッテリ電圧で残容量を補正することもできる。演算されたバッテリ１の残容量は、バッテリ情報として車両ＥＣＵ３に出力される。マイコン１３は、バッテリ１の状態を検出して、バッテリ情報として車両ＥＣＵ３に出力する。バッテリ情報から車両ＥＣＵ３に出力されるバッテリ情報は残容量に特定されない。たとえば、バッテリＥＣＵ２は、バッテリ温度が設定温度よりも高くなり、あるいは設定温度よりも低くなったことを示す情報をバッテリ情報として車両ＥＣＵ３に出力することもできる。マイコン１３は、正常に動作するときに、図３に示すように特定の周波数のパルスをマイコン正常パルスとして出力している。図３は、正常パルスを１０Ｈｚに設定している。マイコン１３は、暴走するとマイコン正常パルスを出力しなくなるので、マイコン正常パルスを検出してマイコン１３の暴走を検出できる。ただし、マイコン１３の暴走は、マイコン正常パルスを検出することなく、マイコン１３に特定の信号を入力して応答信号が出力されないことを検出して暴走を検出することもできる。したがって、マイコン１３の暴走を検出する方式をマイコン正常パルスに特定しない。
【００２０】
バッテリセンサ１５は、バッテリ１の電圧又は温度、あるいは電圧と温度の両方を検出して、バッテリ１の電圧と温度等が、バッテリ１を充放電できる設定範囲にあるかどうかを検出する。バッテリ１の電圧や温度が充放電できる設定範囲にあると、ＶＴ正常パルスを出力する。電圧のみを検出するバッテリセンサ１５は、バッテリ電圧が充放電できる範囲にあるとＶＴ正常パルスを出力する。ＶＴ正常パルスは、たとえば１５Ｈｚに設定される。温度のみを検出するバッテリセンサ１５は、バッテリ温度が充放電できる範囲にあるとＶＴ正常パルスを出力する。電圧と温度を検出するバッテリセンサ１５は、バッテリ電圧と温度の両方が充放電できる範囲にあるとＶＴ正常パルスを出力する。
【００２１】
パルス回路１６は、マイコン１３からマイコン正常パルスが入力されると、マイコン正常パルスを車両ＥＣＵ３に出力し、マイコン１３が暴走してマイコン正常パルスが入力されない状態で、バッテリセンサ１５からＶＴ正常パルスが入力されるとＶＴ正常パルスを車両ＥＣＵ３に出力する。マイコン正常パルスとＶＴ正常パルスが入力されないときに、異常パルスを車両ＥＣＵ３に出力する。異常パルスは、例えば図３に示すように２０Ｈｚに設定される。
【００２２】
車両ＥＣＵ３は、パルス回路１６から入力されるパルス信号で、マイコン１３が暴走したかどうか、マイコン１３が暴走する状態でバッテリ１を充放電できる状態にあるか、あるいはマイコン１３が暴走してバッテリ１を充放電できない状態にあるかを判定する。車両ＥＣＵ３は、マイコン１３が暴走しても、バッテリ１が充放電できる状態にあると、メインリレー５をオフに切り換えることなく、バッテリ１の充放電する最大電流を制限しながら、バッテリ１を充放電させる。たとえば、バッテリ１を充放電させる電流を３０Ａ以下に制限しながら、バッテリ１を充放電させる。車両ＥＣＵ３は、マイコン１３が暴走する状態でバッテリ１を充放電できるかどうかをマイコン正常パルスとＶＴ正常パルスとで検出するので、ＶＴ正常パルスを電流制限信号として、バッテリ１の充放電電流を制限する。すなわち、図３に示すように、ＶＴ正常パルスが入力される状態では、ＶＴ正常パルスを電流制限信号として、車両ＥＣＵ３はバッテリ１の充放電電流を制限しながら充放電させる。
【００２３】
以上のように、マイコン１３が暴走する状態において、バッテリ１が充放電できる状態にあるかどうかを判定して、バッテリ１の充放電電流を制限して走行されるハイブリッドカーは、マイコン１３が暴走する状態においても、バッテリ１で走行できるので、安全に走行できる特長がある。ただ、マイコン１３が暴走する状態では、バッテリ１を充放電できる状態にあっても、メインリレー５をオフに切り換えて、バッテリ１を充放電しないようにすることもできる。
【００２４】
マイコン１３が暴走して、バッテリ１を充放電できる状態にあることを確認して、バッテリ１の充放電電流を制限ながら走行させるハイブリッドカーは、バッテリ残容量の変化が少なくなるように、バッテリ１の充放電を制御する。このようにすると、バッテリ１の過充電と過放電を防止してバッテリ１の劣化を防止できる。バッテリ１の残容量は、充電電流と放電電流の積算値で演算されるので、充電電流と放電電流の積算値がほぼ等しくなるように、インバータ６を制御して、バッテリ残容量の変化を少なくする。
【００２５】
暴走監視回路１４は、マイコン１３の暴走とバッテリ１の異常を検出し、このことを出力する。暴走監視回路１４は、マイコン１３から入力される信号からマイコン１３が暴走したかどうかを検出し、マイコン１３の暴走を検出すると、このことを第１の信号として出力する。さらに、暴走監視回路１４は、パルス回路１６から入力されるパルス信号からマイコン１３が暴走する状態でバッテリ１を充放電できる状態にあるか、あるいはマイコン１３が暴走してバッテリ１を充放電できない状態にあるかを検出し、マイコン１３が暴走し、かつバッテリ１を充放電できない状態にあることを検出すると、このことを第２の信号として出力する。
【００２６】
タイマー回路１９は、暴走監視回路１４の出力側に設けられており、マイコン１３が暴走したときにメインリレー５をオンからオフに切り換える時間を遅らせる。タイマー回路１９は、暴走監視回路１４から入力される第１の信号と第２の信号をそれぞれ設定時間遅らせて出力する。第１の信号は、図３のタイミングチャートに示すように、マイコン１３が暴走してからタイマー回路１９の設定時間経過すると、”Ｈｉｇｈ”から”Ｌｏｗ”に切り換えて出力される。図のタイミングチャートに示すように、タイマー回路１９は、マイコン正常パルスの最後の立ち上がりからカウントを開始して、マイコン１３が暴走してから設定時間経過するとタイムアップして、出力を”Ｈｉｇｈ”から”Ｌｏｗ”に切り換える。第２の信号は、マイコン１３が暴走し、かつバッテリ１を充放電できない状態になってからタイマー回路１９の設定時間経過すると、”Ｈｉｇｈ”から”Ｌｏｗ”に切り換えて出力される。このとき、タイマー回路１９は、ＶＴ正常パルスの最後の立ち上がりでカウントを開始し、タイムアップして設定時間経過すると、出力を”Ｈｉｇｈ”から”Ｌｏｗ”に切り換える。
【００２７】
タイマー回路１９のふたつの出力は、ＯＲ回路１８に入力される。ＯＲ回路１８は、両方の入力が”Ｌｏｗ”のときに出力を”Ｌｏｗ”とし、この”Ｌｏｗ”信号をリレー制御回路１７に入力する。
【００２８】
リレー制御回路１７は、ＯＲ回路１８から”Ｌｏｗ”が入力されると、メインリレー５をオンからオフに切り換えて、バッテリ１の充放電電流を遮断する。図２のリレー制御回路１７は、マイコン１３からセット信号が入力され、この信号でメインリレー５をオンに切り換える。さらに、図２のバッテリＥＣＵ２は、マイコン１３からＣＮＴａ信号をリレー制御回路１７に入力して、マイコン１３が暴走したことをリレー制御回路１７に入力している。ただ、リレー制御回路１７は、マイコン１３が暴走した後、ただちにメインリレー５をオフに切り換えることなく、バッテリ１を充放電できるかどうかを判定し、バッテリ１を充放電できない状態となってから、タイマー回路１９の設定時間経過して、メインリレー５をオンからオフに切り換える。リレー制御回路は、マイコンが暴走した後、タイマー回路の設定時間経過すると、バッテリが充放電できる状態にあるかどうかを判定することなく、メインリレーをオンからオフに切り換えることもできる。このバッテリＥＣＵは、暴走監視回路の第１の信号が”Ｈｉｇｈ”から”Ｌｏｗ”に切り換えられることを検出して、すなわち暴走監視回路からタイマー回路を通過してリレー制御回路に入力される信号が”Ｌｏｗ”になるとメインリレーをオンからオフに切り換える。このバッテリＥＣＵは、ＯＲ回路を必要とせず、暴走監視回路の出力をリレー制御回路に入力する。
【００２９】
以上のバッテリＥＣＵ２は、暴走監視回路１４の出力側にタイマー回路１９を設けて、暴走監視回路１４から出力される出力信号をタイマー回路１９で所定時間遅らせて出力し、メインリレー５をオフにする時間を設定時間遅らせている。ただ、タイマー回路は、暴走監視回路に内蔵させることもできる。この暴走監視回路は、内蔵されるタイマー回路で出力信号を所定時間遅らせて出力し、メインリレーをオフにする時間を設定時間遅らせる。
【００３０】
図１と図２に示す制御装置は、図４と図５のフローチャートでバッテリ１の充放電を制御する。図４はバッテリＥＣＵ側のフローチャートを示し、図５は車両ＥＣＵ側のフローチャートを示している。
(1) バッテリＥＣＵ側のフローチャート
［ｎ＝１のステップ］
バッテリＥＣＵ２のマイコン１３が正常に動作しているとき、マイコン１３からマイコン正常パルスである１０Ｈｚのパルスが出力される。マイコン正常パルスは、暴走監視回路１４とパルス回路１６とに出力され、パルス回路１６から車両ＥＣＵ３に出力される。
［ｎ＝２のステップ］
マイコン１３が暴走したかどうかが判定される。マイコン１３が暴走していないとき、ｎ＝１と２のステップでループされる。
［ｎ＝３のステップ］
マイコン１３が暴走すると、マイコン１３からマイコン正常パルスである１０Ｈｚのパルスが出力されなくなり、バッテリセンサ１５から出力しているＶＴ正常パルスである１５Ｈｚのパルス信号が、パルス回路１６から車両ＥＣＵ３に出力される。マイコン１３と車両ＥＣＵ３との通信は停止され、マイコン１３から車両ＥＣＵ３に残容量等のバッテリ情報は出力されなくする。暴走したマイコン１３が正常に残容量等を演算できなくなるからである。
［ｎ＝４のステップ］
バッテリ１の電圧や温度から、充放電できるかどうかを検出して、バッテリ１を充放電できる状態にあると、ｎ＝２〜４のステップをループする。
［ｎ＝５のステップ］
バッテリ１が充放電できる状態にないと、パルス回路１６は異常パルスである２０Ｈｚのパルスを、暴走監視回路１４と車両ＥＣＵ３に出力する。
［ｎ＝６のステップ］
マイコン１３が暴走して、バッテリ１を充放電できない状態になると、異常パルスである２０Ｈｚのパルスが暴走監視回路１４に入力される。暴走監視回路１４からの出力信号がタイマー回路１９で設定時間が経過した後、出力され、リレー制御回路１７を介してメインリレー５をオンからオフに切り換える。
【００３１】
以上のフローチャートは、マイコン１３が暴走した後、バッテリ１を充放電できない状態を検出して、メインリレー５をオンからオフに切り換えているが、バッテリ１の充放電を検出することなく、すなわちｎ＝３と４のステップを省略して、メインリレー５をオンからオフに切り換えることもできる。
【００３２】
(2) 車両ＥＣＵ側のフローチャート
［ｎ＝１のステップ］
車両ＥＣＵ３は、マイコン１３が正常に動作する状態で、エラー表示を解除して通常走行させる。
［ｎ＝２のステップ］
車両ＥＣＵ３は、マイコン１３が暴走して、ＶＴ正常パルスが入力されるかどうかを判定し、ＶＴ正常パルスが入力されないときは、マイコン１３が暴走していないとして、ｎ＝１と２のステップをループする。この状態で、車両ＥＣＵ３は、バッテリ１の充放電電流を制限することなく、正常な状態で充放電させてハイブリッドカーを走行させる。
［ｎ＝３のステップ］
車両ＥＣＵ３にＶＴ正常パルスが入力されると、マイコン１３が暴走したと判定して、ダッシュボードにエラー表示をする。そして、マイコン１３が暴走しているので、車両ＥＣＵ３は、バッテリ１の充放電電流を制限しながらハイブリッドカーを走行させる。
［ｎ＝４のステップ］
車両ＥＣＵ３は、異常パルスである２０Ｈｚのパルス信号が入力されるかどうかを判定する。異常パルスが入力されないと、ｎ＝２〜３のステップをループする。
［ｎ＝５のステップ］
車両ＥＣＵ３に異常パルスが入力されると、警告等を表示すると共に、タイマー回路１９にカウントを開始させ、このタイマー回路１９の設定時間が経過してタイムアップすると、リレー制御回路１７を介してメインリレー５をオンからオフに切り換えて、バッテリ１の充放電を停止させる。メインリレー５がオンからオフに切り換えられると、車両は停止され、あるいは、エンジン８のみによって走行される。タイマー回路１９の設定時間は、１分に設定している。ただ、タイマー回路の設定時間は、１５秒〜３分に設定することもできる。タイマー回路１９の設定時間を長くすると、マイコン１３が暴走した後、より長い時間にわたってハイブリッドカーの走行状態をスムーズにできるが、バッテリ１が過放電や過充電になりやすく、バッテリ１を劣化させる危険性が高くなる。反対にタイマー回路１９の設定時間を短くすると、マイコン１３が暴走してから短い時間でバッテリ１による走行ができなくなるが、バッテリ１の過放電と過充電を防止して、バッテリ１の劣化を少なくできる。
【００３３】
図５のフローチャートも、マイコン１３が暴走して、バッテリ１の電圧や温度等を検出して、メインリレー５をオンからオフに切り換えているが、ｎ＝３と４のステップを省略して、マイコン１３が暴走すると設定時間経過した後にメインリレー５をオンからオフに切り換えることもできる。
【００３４】
以上の実施例は、ハイブリッドカーにおける、マイコンが暴走したときにメインリレーをオフに切り換える時間を設定時間遅らせて走行状態が急変するのを防止するバッテリ制御装置を示している。ただ、本発明のバッテリ制御装置は、ハイブリッドカー以外の電気自動車においても、以上の実施例と同様にしてバッテリの使用状態を制御できる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の電気自動車のバッテリ制御装置は、マイコンが暴走した瞬時に自動車の走行状態が急変するのを防止して安全に走行できる特長がある。それは、本発明のバッテリ制御装置が、バッテリＥＣＵに、マイコンの暴走を検出する状態でメインリレーをオフに切り換える暴走監視回路と、この暴走監視回路がマイコンの暴走を検出してメインリレーをオフに切り換える時間遅れを設定するタイマー回路とを備えており、タイマー回路でもってメインリレーをオフにする時間を設定時間遅らせているからである。このため、本発明のバッテリ制御装置は、マイコンが暴走しても、瞬時にメインリレーがオフに切り換えられることがなく、自動車の走行状態が急変するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる電気自動車のバッテリ制御装置のブロック図
【図２】図１に示す電気自動車のバッテリ制御装置の詳細なブロック図
【図３】図１に示す電気自動車のバッテリ制御装置のタイミングチャート図
【図４】バッテリＥＣＵがバッテリの充放電を制御するフローチャート
【図５】車両ＥＣＵがバッテリの充放電を制御するフローチャート
【符号の説明】
１…バッテリ
２…バッテリＥＣＵ
３…車両ＥＣＵ
４…走行モーター
５…メインリレー
６…インバータ
７…発電機
８…エンジン
９…動力伝達機構
１０…車輪
１１…ブレーキ
１２…アクセル
１３…マイコン
１４…暴走監視回路
１５…バッテリセンサ
１６…パルス回路
１７…リレー制御回路
１８…ＯＲ回路
１９…タイマー回路
Claims (5)
- 電気自動車の走行モーター(4)に電力を供給するバッテリ(1)と、このバッテリ(1)の電気的状態または温度状態を管理するマイコン(13)を備えるバッテリＥＣＵ(2)と、バッテリ(1)の出力側に接続されて、かつバッテリＥＣＵ(2)でオンオフに制御されてバッテリ(1)の電力を走行モーター(4)へ供給または遮断するメインリレー(5)とを備え、
バッテリＥＣＵ(2)が、マイコン(13)の暴走監視回路(14)と、暴走監視回路(14)の出力信号を時間制御するするタイマー回路(19)とを備え、暴走監視回路(14)がマイコン(13)の暴走を検出したときに、タイマー回路(19)が暴走監視回路(14)の出力信号を設定時間遅らせてメインリレー(5)に出力し、メインリレー(5)がマイコン(13)の暴走から設定時間遅れてバッテリ(1)の電力を遮断するようにしてなる電気自動車のバッテリ制御装置。 - バッテリＥＣＵ(2)が、バッテリ(1)の電圧を検出するバッテリセンサ(15)を備えており、暴走監視回路(14)がマイコン(13)の暴走を検出すると共に、バッテリセンサ(15)がバッテリ(1)の電圧が設定範囲にないことを検出して、メインリレー(5)をオフに切り換える請求項１に記載される電気自動車のバッテリ制御装置。
- バッテリＥＣＵ(2)の暴走監視回路(14)がマイコン(13)の暴走を検出する状態において、バッテリセンサ(15)で検出されるバッテリ電圧が設定範囲にあると、バッテリＥＣＵ(2)がバッテリ(1)の充放電電流を制限する電流制限信号を車両ＥＣＵ(3)に出力する請求項２に記載される電気自動車のバッテリ制御装置。
- バッテリＥＣＵ(2)が、バッテリ(1)の温度を検出するバッテリセンサ(15)を備えており、暴走監視回路(14)がマイコン(13)の暴走を検出すると共に、バッテリセンサ(15)がバッテリ(1)の温度が設定範囲にないことを検出して、メインリレー(5)をオフに切り換える請求項１に記載される電気自動車のバッテリ制御装置。
- バッテリＥＣＵ(2)の暴走監視回路(14)がマイコン(13)の暴走を検出する状態において、バッテリセンサ(15)で検出されるバッテリ(1)の温度が設定範囲にあると、バッテリＥＣＵ(2)がバッテリ(1)の充放電電流を制限する電流制限信号を車両ＥＣＵ(3)に出力する請求項４に記載される電気自動車のバッテリ制御装置。
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