JP5060884B2

JP5060884B2 - 牽引装置

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Publication number: JP5060884B2
Application number: JP2007244749A
Authority: JP
Inventors: 洋祐大伴
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2012-10-31
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Also published as: US7712760B2; JP2009073363A; EP2039577A3; DE602008003725D1; EP2039577B1; EP2039577A2; US20090078521A1

Description

本発明は電動モータのみを駆動源とする電気自動車が自力で走行できなくなったときに牽引車両により牽引するための牽引装置に関する。

電動モータのみを駆動源とする電気自動車は、近年、大気汚染の防止や車両による騒音低減の観点から衆目を集めている。電気自動車が故障により自力走行できなくなった場合には、内燃機関を有する車両とは相違した対応が必要となる。内燃機関を有する車両が故障した場合には、バッテリの充電不足であれば他の車両のバッテリを利用してスタータモータをジャンプスタートさせることができ、故障原因によってはその場で応急処置ができる。応急処置ができない場合には牽引車両により容易に牽引することが可能である。

これに対し、電気自動車が自力走行できなくなった場合には、モータ駆動用の高電圧バッテリの充電にも時間がかかるだけでなく、電動機器や制御機器からなる駆動系と制御系のいずれに故障が発生しているかを診断する必要があるので、キャリアカーに搭載したり、牽引車両により牽引して故障車両を修理工場に搬送することになる。しかしながら、故障により自力走行できない車両を牽引車両により牽引することは、故障原因によっては好ましくない。電気自動車の場合には、車輪を駆動する駆動モータは牽引時にタイヤによって回転駆動されることになるので、駆動モータの回転時に逆起電力を発生させることになり、故障原因によっては、高電圧が制御系の電子機器に供給されて電子機器を損傷させることがあるためである。特許文献１には複数のバッテリを有する電気自動車において、バッテリが故障した場合にはモータへの給電を停止するようにした給電装置が記載されている。
特開２００２−２３３００３号公報

電気自動車の故障には、上述のように駆動系を構成する各駆動機器や制御系を構成する各電子機器の故障があり、故障原因によっては故障車両を牽引走行させると、制御系の電子機器を損傷させることが想定されるので、故障車両を牽引走行させることなく、専用のキャリアカーに故障車両を搭載して修理工場に搬送することになる。しかしながら、故障によっては牽引走行させても電子機器を損傷させることなく牽引走行可能な場合が多く、そのような場合にはキャリアカーによる運搬走行は不要である。どのような故障でも牽引可能とするには、電気自動車の駆動系にクラッチを設け、牽引する場合にはクラッチを開放するようにすれば、牽引時に電動モータが回転しないようするすることが可能となるので、牽引時に電動モータからの逆起電力の発生は防止できるが、駆動系に牽引時用のクラッチを搭載することは駆動系のスペースを大きく確保しなければならないという問題点がある。

本発明の目的は、電気自動車が自力走行できなくなった場合に、車両を安全に牽引することができる牽引装置を提供することにある。

本発明の牽引装置は、駆動モータに蓄電デバイスからの電力をインバータを介して供給する高電圧ラインと、前記蓄電デバイスを制御する蓄電デバイス制御ユニットと、前記駆動モータおよび前記高電圧ラインを制御する車両制御ユニットと、前記インバータ、前記蓄電デバイス制御ユニットおよび前記車両制御ユニットに電力を供給する低電圧ラインと、前記車両制御ユニット、前記インバータおよび前記蓄電デバイス制御ユニット相互間に信号を送信する通信ネットワークとを有する電気自動車を、牽引車両により牽引する牽引装置であって、前記電気自動車と前記牽引車両との間に装着され、前記牽引車両の牽引力を前記電気自動車に伝達する連結具と、前記通信ネットワークに接続された接続端子に着脱自在に接続され、前記牽引車両に設けられた駆動モータ優先制御ユニットを前記車両制御ユニットに接続する通信ケーブルと、前記低電圧ラインに接続された電力供給端子に着脱自在に接続され、前記牽引車両に設けられた電源を前記低電圧ラインに接続する給電ケーブルと、を有し、前記連結具は、牽引時に前記連結具に加わる張力を検出して検出信号を前記駆動モータ優先制御ユニットに出力する張力検出手段を備え、前記連結具の張力が所定値以上となったときに前記駆動モータ優先制御ユニットが張力異常を報知することを特徴とする。

なお、上記の牽引装置は、前記牽引車両により前記電気自動車を牽引するときには、前記連結具の張力により前記電気自動車に牽引力を伝達し、前記通信ケーブルと前記給電ケーブルは牽引力を伝達しないものとすることができる。

上記の牽引装置においては、前記駆動モータ優先制御ユニットは前記通信ネットワークが故障であると判定したときには前記牽引車両の報知手段に牽引不可能を報知するものとすることができる。

上記の牽引装置は、前記駆動モータ優先制御ユニットにより前記車両制御ユニットが故障であると判定されたときには前記駆動モータ優先制御ユニットが前記インバータと前記高電圧ラインの故障を診断し、前記駆動モータ優先制御ユニットにより前記車両制御ユニットが正常であると判定されたときには前記車両制御ユニットが前記インバータと前記高電圧ラインの故障を自己診断するものとすることができる。さらに、牽引装置は、前記インバータと前記高電圧ラインの少なくともいずれか一方が故障であると診断されたときには、前記電気自動車に設けられた報知手段と前記牽引車両の前記報知手段との少なくともいずれか一方に牽引不可能を報知し、いずれも正常であると診断されたときには少なくともいずれか一方の報知手段に牽引可能を報知するものとすることができる。

本発明によれば、電気自動車が自力走行できなくなった場合には、牽引車両の牽引力を電気自動車に伝達するための連結具を電気自動車と牽引車両との間に連結するとともに、電気自動車の通信ネットワークに接続される通信ケーブルと、電気自動車の低電圧ラインに接続される給電ケーブルとを連結するようにしたので、電気自動車のインバータを牽引車両に搭載された駆動モータ優先制御ユニットからの信号により制御することが可能となる。これにより、電気自動車に搭載されている電子機器を損傷することなく、電気自動車を安全に牽引走行させることができる。

牽引車両の牽引力を連結具により伝達し、通信ケーブルと給電ケーブルには張力が加わらないようにすることによって、牽引車両と電気自動車との間で通信を行いながら電気自動車に搭載された電子機器に対して牽引車両から電力を供給して、電気自動車を安全に牽引走行させることができる。

連結具には張力を検出する張力センサが設けられているので、牽引時に牽引車両に過度の牽引負荷が加わった場合には、張力異常を牽引車両側に報知するので、不用意な牽引走行を防止することができる。

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は電気自動車とこれに連結された牽引車両の外観を示す正面図であり、図２は本発明の一実施の形態である牽引装置により連結された状態における電気自動車と牽引車両を要部を示す概略図である。

この電気自動車１０の車体は、駆動輪側の前輪１１と従動輪側の後輪１２とを有しており、図２に示すように、前輪を駆動する駆動軸１３には変速比が一定の歯車対１４を介して車両駆動用の駆動モータとしてモータジェネレータ１５が連結されている。モータジェネレータ１５は三相交流式の同期電動機であり、これに電力を供給するための高電圧バッテリ１６が蓄電デバイスとして車体に搭載されており、この高電圧バッテリ１６は、二次電池であるリチウムイオン電池が使用されており、例えば４００Ｖの直流電力を出力する。

高電圧バッテリ１６は給電ケーブル１７ａ，１７ｂを介してインバータ１８に接続されており、インバータ１８は高電圧バッテリ１６からの直流電流を三相の交流電流に変換してモータジェネレータ１５に電力を供給する。モータジェネレータ１５は、車両の制動時に発電して高電圧バッテリ１６に充電し、回生エネルギーを回収する機能を有している。給電ケーブル１７ａ，１７ｂには、高電圧バッテリ１６とインバータ１８とを接続する状態と遮断する状態とに切り換えるために、メインリレー１９が設けられている。このメインリレー１９を含めて、高電圧バッテリ１６とインバータ１８を接続する給電ケーブル１７ａ，１７ｂは、高電圧バッテリ１６からインバータ１８を介してモータジェネレータ１５に電力を供給する高電圧ライン２０を構成しており、図２においては高電圧ライン２０が太い実線で示されている。

高電圧バッテリ１６には蓄電デバイス制御ユニットとしてのバッテリ制御ユニット（ＢＣＵ）２１が接続され、バッテリ制御ユニット２１は高電圧バッテリ１６の電圧や電流を検出して残存容量等のバッテリの状態を検出する。

車両に搭載されるオーディオ機器、エアコンの送風機および制御ユニット等のような低電圧作動機器に対して、例えば直流１２Ｖの電力を供給するために、車体には低電圧バッテリ２２が搭載されている。この低電圧バッテリ２２は高電圧バッテリ１６からの電力がＤＣ／ＤＣコンバータ２３により降圧されて充電されるようになっている。さらに、電気自動車１０の制動装置としては、電動負圧ブレーキが搭載されており、この負圧ブレーキも低電圧バッテリ２２からの電力により作動する。

商用電源などの外部電源により高電圧バッテリ１６を充電するために車体には車載充電器２４が搭載されており、車載充電器２４の出力端子は出力ケーブル２５ａ，２５ｂにより給電ケーブル１７ａ，１７ｂを介して高電圧バッテリ１６に接続されている。この車載充電器２４は例えばＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖの外部電源電圧を昇圧して例えば４００Ｖの直流電流に変換して高電圧バッテリ１６を充電する。車体の前端部には接続端子２６ａ，２６ｂを有するコネクタ２６が設けられており、コネクタ２６の接続端子２６ａ，２６ｂはそれぞれ給電ケーブル２７ａ，２７ｂにより車載充電器２４に接続されており、コネクタ２６には外部電源に接続される図示しない給電ケーブルの給電プラグが接続されるようになっている。

車体の後部側一方の側面には、接続端子２８ａ，２８ｂを有するコネクタ２８が設けられており、コネクタ２８の接続端子２８ａ，２８ｂはそれぞれ給電ケーブル２９ａ，２９ｂにより給電ケーブル１７ａ，１７ｂに直接接続されている。コネクタ２８には、外部充電器としての図示しない急速充電器の出力ケーブルが接続されるようになっており、急速充電器は外部電源から供給される交流電流を昇圧するとともに例えば４００Ｖの直流電流に変換する昇圧コンバータを有している。コネクタ２８は図１に示すように、車体に設けられたカバー２８ｄを開放することにより車両外部に露出されるようになっている。

インバータ１８，メインリレー１９，車載充電器２４、バッテリ制御ユニット２１およびＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、車両制御ユニット（ＥＶＣＵ）３０にＣＡＮ（カーエリアネットワーク）つまり通信ネットワーク３１により接続されており、インバータ１８等の機器は通信ネットワーク３１により相互間で信号を送受信する。車両制御ユニット３０は通信ネットワーク３１を介してメインリレー１９のオンオフを制御するとともに、インバータ１８等の各種機器の作動を制御する。通信ネットワーク３１はコネクタ２８の信号端子２８ｃに接続されており、急速充電器の出力プラグがコネクタ２８に接続されると、急速充電器の情報が車両制御ユニット３０に送信されるとともに車両制御ユニット３０から急速充電器に制御信号が送られる。また、高電圧バッテリ１６の電圧や残存容量などの情報がバッテリ制御ユニット２１から通信ネットワーク３１を介して車両制御ユニット３０に送信される。車両制御ユニット３０およびバッテリ制御ユニット２１は、制御信号を演算するＣＰＵを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するＲＯＭや一時的にデータを格納するＲＡＭを備えている。

車両制御ユニット３０，インバータ１８、車載充電器２４、バッテリ制御ユニット２１、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３および図示しない電動負圧ブレーキを低電圧バッテリ２２から供給される電力により作動させるために、これらの機器は、図示しないオーディオ機器やエアコンの送風機等と同様に、図２に破線で示す低電圧ライン３２により低電圧バッテリ２２に接続されている。なお、低電圧ライン３２はプラス線とアース線とを有しているが、図２においては便宜的に１本の線で示されている。

車両制御ユニット３０は、上述のように、インバータ１８、高電圧ライン２０をオンオフするメインリレー１９、車載充電器２４およびバッテリ制御ユニット２１等との間で情報を送受信するようになっているので、これら作動機器からの信号に基づいて作動機器が正常状態であるか故障状態であるかを診断する自己診断の機能を有している。そのために、車両制御ユニット３０のＲＯＭには自己診断のプログラムが格納されており、ＣＰＵからの信号により自己診断プログラムを読み出してインバータ１８が正常であるか否か、およびメインリレー１９が正常に作動して高電圧ライン２０が正常であるか否かについて自己診断が行われるとともに、通信ネットワーク３１を介して車両制御ユニット３０に接続されている他の機器についても正常であるか否かについて自己診断が行われる。したがって、通信ネットワーク３１が故障しておらず正常であれば、通信ネットワーク３１を介してインバータ１８、高電圧ライン２０等が正常状態であるか故障状態であるかを自己診断し表示パネル等の報知手段に対して自己診断結果を報知するようになっている。

電気自動車１０のインストルメントパネル等には、図２に示すように、車両制御ユニット３０による自己診断結果を表示する表示パネル３３がそれぞれ報知手段として設けられている。

図１は自力走行できなくなった電気自動車１０を牽引車両４０により牽引している状態を示しており、この牽引車両４０は前輪４１と後輪４２の少なくとも何れかを駆動する内燃機関を有する自動車である。ただし、牽引車両４０を電気自動車としても良い。図２に示すように、牽引車両４０には低電圧バッテリ２２の電圧と同じ電圧を出力するバッテリ４３が搭載されており、このバッテリ４３からは牽引車両４０のスタータモータ等の機器に対して電力が供給される。

牽引車両４０には駆動モータ優先制御ユニット４４が設けられている。この駆動モータ優先制御ユニット４４は、整備工場に電気自動車１０の故障を診断するために設けられる故障診断装置ないし故障診断ユニットと同一の機能を有しており、車両制御ユニット３０と同様に、故障診断のためのプログラムが格納されたＲＯＭと、この故障診断プログラムを読み出してインバータ１８などの作動機器の診断を行うＣＰＵとを有している。したがって、駆動モータ優先制御ユニット４４は、ＣＰＵからの信号により故障診断プログラムを読み出してインバータ１８や高電圧ライン２０が正常であるか否かの診断を行うとともに、故障状況に応じてインバータ１８を電気自動車１０の車両制御ユニット３０により制御するか、牽引車両４０からの信号によりインバータ１８を制御するかを判定する。つまり、故障診断ユニットとして機能する駆動モータ優先制御ユニット４４は、車両制御ユニット３０を優先してインバータ１８を制御するか、牽引車両４０側を優先して制御するかを判定する。この駆動モータ優先制御ユニット４４はバッテリ４３からの電力により作動するようになっており、牽引車両４０に専用に設置するようにしても良く、可搬式とした駆動モータ優先制御ユニット４４を牽引を行う前に予め車両に搭載することによりその車両を牽引車両４０とするようにしても良い。

駆動モータ優先制御ユニット４４には、電気自動車１０に設けられた表示パネル３３と同様に、電気自動車１０の故障診断結果を表示する表示パネル４５が放置手段として設けられている。それぞれの報知手段としては表示パネル３３，４５に代えてスピーカを用いるようにし、音声で診断結果を報知するようにしても良い。

自力で走行できなくなった電気自動車１０を牽引して走行させる際に、牽引車両４０の牽引力を電気自動車に伝達するために、牽引車両４０の後端部と電気自動車１０の先端部との間には連結具４６が着脱自在に装着される。この連結具４６は両端部に牽引車両４０と電気自動車１０とに固定されるフック部４７，４８を有している。

電気自動車１０の車両前端部には、通信ネットワーク３１に通信ケーブル３４を介して連結される接続端子３５と、低電圧ライン３２に給電ケーブル３６を介して連結される接続端子３７とが設けられている。一方、牽引車両４０には駆動モータ優先制御ユニット４４にケーブルを介して接続される接続端子５１と、バッテリ４３にケーブルを介して接続される接続端子５２とが設けられている。接続端子５１に接続される通信ケーブル５３の先端には、接続端子３５に着脱自在に接続される接続端子５４が設けられている。これにより、通信ケーブル５３を電気自動車１０に接続すると、牽引車両４０の駆動モータ優先制御ユニット４４は電気自動車１０の通信ネットワーク３１に接続される。接続端子５２に接続される給電ケーブル５５の先端には、接続端子３７に着脱自在に接続される接続端子５６が設けられている。これにより、給電ケーブル５５を電気自動車１０に接続すると、牽引車両４０の電源であるバッテリ４３は電気自動車１０の低電圧ライン３２に接続される。通信ケーブル５３はその基端部に設けられた接続端子５４ａにより接続端子５１に接続されるようになっており、給電ケーブル５５はその基端部に設けられた接続端子５６ａにより接続端子５２に接続されるようになっているが、通信ケーブル５３を駆動モータ優先制御ユニット４４に直接接続するようにしても良く、給電ケーブル５５を直接バッテリ４３に接続するようにしても良い。

図１に示すように、自力走行できなくなった電気自動車１０を牽引車両４０により牽引する際には、電気自動車１０は牽引車両４０に連結具４６により連結されて連結具４６により牽引車両４０の牽引力が電気自動車１０に伝達され、電気自動車１０は牽引車両４０に通信ケーブル５３と給電ケーブル５５とにより電気的に接続される。このときには、連結具４６により牽引力を伝達して通信ケーブル５３と給電ケーブル５５には牽引力が伝達されないように、これらのケーブルは連結具４６よりも十分に長く設定されている。

図３（Ａ）は電気自動車１０に設けられたコネクタ６１を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は通信ケーブル５３と給電ケーブル５５の先端に設けられた接続プラグ６２を示す斜視図である。

コネクタ６１には通信ネットワーク３１に通信ケーブル３４を介して接続される接続端子３５と、低電圧ライン３２に給電ケーブル３６を介して接続されるとともに接続端子３７を構成するプラス側の接続端子３７ａとアース側の接続端子３７ｂとが設けられており、それぞれの接続端子３５，３７ａ，３７ｂは導電性の部材からなり嵌合孔が形成されている。一方、接続プラグ６２には、接続端子３５の嵌合孔に挿入される棒状の接続端子５４と、それぞれの接続端子３７ａ，３７ｂの嵌合孔に挿入される板状の接続端子５６ａ，５６ｂとが設けられている。このように、接続プラグ６２には通信用の接続端子５４と給電用の接続端子５６ａ，５６ｂとが組み付けられており、通信ケーブル５３と給電ケーブル５５は束ねられているが、それぞれのケーブルを別々に接続するようにしても良い。その場合には、電気自動車１０には接続端子３５と接続端子３７ａ，３７ｂとが分離して配置されることになる。

牽引車両４０により電気自動車１０を牽引走行させるときには、牽引車両４０の牽引力は連結具４６により電気自動車１０により伝達されるとともに、牽引車両４０に設けられた駆動モータ優先制御ユニット４４は通信ケーブル５３を介して電気自動車１０の通信ネットワーク３１に接続される。さらに、牽引車両４０のバッテリ４３は給電ケーブル５５を介して電気自動車１０の低電圧ライン３２に接続されるので、低電圧バッテリ２２が故障していても、電気自動車１０の車両制御ユニット３０等のように低電圧ライン３２からの電力により作動する機器に対しては牽引車両４０のバッテリ４３から電力を供給することができる。

電気自動車１０の通信ネットワーク３１が正常であれば、車両制御ユニット３０が故障していても、駆動モータ優先制御ユニット４４により電気自動車１０の故障診断を行って自力走行できない原因を診断することができる。駆動モータ優先制御ユニット４４による故障診断によって、インバータ１８が正常であるか、高電圧ライン２０が正常であるかが診断される。さらにはバッテリ制御ユニット２１が正常であるか否か、高電圧バッテリ１６が容量不足であるか否か、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２３が正常であるか否か等について、通信ネットワーク３１により接続されている作動機器についての診断が行われる。

この診断結果により、インバータ１８と高電圧ライン２０が正常であると判定されれば、通信ネットワーク３１を介して駆動モータ優先制御ユニット４４の表示パネル４５と電気自動車１０の表示パネル３３の一方または両方に牽引走行可能であることを報知するとともに、インバータ１８に駆動モータ優先制御ユニット４４から制御信号を送ってインバータのトルク指示を行い逆起電力が高電圧ライン２０に送られることを防止する。一方、インバータ１８と高電圧ライン２０の一方または両方が故障していると診断されたときには、牽引不可能であることを２つの表示パネル３３，４５の少なくとも一方に報知する。

電気自動車１０の通信ネットワーク３１と車両制御ユニット３０とが正常であれば、車両制御ユニット３０は上述のように自己診断機能を有しているので、車両制御ユニット３０によりインバータ１８および高電圧ライン２０の故障診断つまり自己診断を行うことかできるとともに、通信ネットワーク３１により接続されている他の作動機器について自己診断を行うことができる。車両制御ユニット３０による自己診断によって、インバータ１８と高電圧ライン２０が正常であると判定されれば、通信ネットワーク３１を介して電気自動車１０の表示パネル３３に牽引走行可能であることを報知するとともに、インバータ１８に車両制御ユニット３０から制御信号を送ってインバータ１８のトルク指示を行い逆起電力が高電圧ライン２０に送られることを防止する。一方、インバータ１８と高電圧ライン２０の一方または両方が故障していると診断されたときには、牽引不可能であることを電気自動車の表示パネル３３に表示させる。なお、何れの場合にも、診断結果を駆動モータ優先制御ユニット４４の表示パネル４５にも報知するようにしても良い。

牽引時に通信ケーブル５３を介して駆動モータ優先制御ユニット４４により通信ネットワーク３１が故障していると判定されたときには、牽引車両４０の表示パネル４５に牽引不可能であることを表示する。

上述のように牽引車両４０により牽引することが可能であると駆動モータ優先制御ユニット４４または車両制御ユニット３０により判定されて電気自動車を牽引する時に、連結具４６に加わる張力を検出するための張力検出手段６３が連結具４６に設けられており、この張力検出手段６３の検出信号は信号ケーブル６４を介して駆動モータ優先制御ユニット４４に送られるようになっている。駆動モータ優先制御ユニット４４は、連結具４６に加わる張力が所定値以上であるときには、それぞれ報知手段としての表示パネル３３，４５に張力異常を報知させる。

図４（Ａ）は連結具４６の一例を示す一部切り欠き正面図であり、図４（Ｂ）は連結具４６の変形例を示す一部切り欠き正面図であり、それぞれの図においては、連結具４６の一部が示されている。

図４（Ａ）に示す連結具４６は、それぞれジョイント部６５ａ，６５ｂが一端部に取り付けられたワイヤ６６ａ，６６ｂを有し、ワイヤ６６ａの他端部にはフック部４７が取り付けられ、ワイヤ６６ｂの他端部にはフック部４８が取り付けられている。２つのジョイント部６５ａ，６５ｂの間には張力検出器６７が装着されている。張力検出器６７は両端部がそれぞれのジョイント部６５ａ，６５ｂにねじ結合される弾性棒材６８を有し、弾性棒材６８はケース６９により覆われている。弾性棒材６８には複数の歪みゲージからなる張力センサ７０が張力検出手段６３として貼り付けられており、連結具４６に加わる張力により弾性棒材６８が弾性変形すると、歪みゲージからなる張力センサ７０を有するブリッジ回路により歪みが電気信号に変換されて信号ケーブル６４により駆動モータ優先制御ユニット４４に送信される。

図４（Ｂ）に示す連結具４６は、図４（Ａ）に示した連結具４６と同様のワイヤ６６ａ，６６ｂを有している。２つのジョイント部６５ａ，６５ｂの間に装着される張力検出器６７は、一方のジョイント部６５ａにねじ結合される作動ロッド７１と、他方のジョイント部６５ｂにねじ結合され作動ロッド７１を覆うケース７２とを有しており、作動ロッド７１はケース７２内を軸方向に移動自在となっている。作動ロッド７１の軸方向移動を案内するために、作動ロッド７１に固定されたガイド爪７３が入り込むガイド溝７４がケース７２に形成されている。ケース７２に固定されるカバー７５と作動ロッド７１の先端部に設けられたフランジ７６との間には圧縮コイルばねからなるばね部材７７が装着されている。連結具４６に所定値以上の張力が加わり、ばね部材７７が所定ストローク以上収縮するとフランジ７６により作動されて信号を出力するマイクロスイッチが張力センサ７８としてケース７２に取り付けられている。マイクロスイッチからなる張力センサ７８の信号は信号ケーブル６４により駆動モータ優先制御ユニット４４に送信される。

したがって、図４（Ａ）に示す連結具４６により牽引車両４０と電気自動車１０とを連結した場合には、張力センサ７０から信号ケーブル６４により送られる信号に基づいて駆動モータ優先制御ユニット４４は連結具４６に加わる張力が所定値以上であると判定する。一方、図４（Ｂ）に示す連結具４６により牽引車両４０と電気自動車１０とを連結した場合には、張力センサ７８のオン信号に基づいて駆動モータ優先制御ユニット４４は連結具４６に加わる張力が所定値以上であると判定する。駆動モータ優先制御ユニット４４は、連結具４６に加わる張力が所定値以上であると判定したときには、それぞれ報知手段としての表示パネル３３，４５に張力異常を報知させる。

連結具４６としては、ワイヤ６６ａ，６６ｂの部分をチェーンやロープ等の索条部材としたものであれば良く、一方のジョイント部６５ａ，６５ｂに一方のフック部４７又は４８を直接取り付けるようにしても良い。さらに、連結具４６に通信ケーブル５３と給電ケーブル５５とを束ねるようにしても良く、その場合には、牽引時に通信ケーブル５３と給電ケーブル５５には張力が加わらないように、それぞれのケーブル５３，５５の長さを連結具４６よりも十分に長く設定することになる。

図５は電気自動車の牽引装置による牽引操作のアルゴリズムを示すメインフローチャートであり、図６は図５に示された診断ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。

牽引時には自力走行できなくなった被牽引車両である電気自動車１０に牽引車両４０を連結具４６で連結するとともに通信ケーブル５３と給電ケーブル５５を連結する。この状態のもとで牽引車両４０に搭載された駆動モータ優先制御ユニット４４にバッテリ４３から電力を供給して駆動モータ優先制御ユニット４４を立ち上げると、ステップＳ１において電気自動車１０のコネクタ６１に接続プラグ６２が接続されているか否かが判定される。この判定は、接続端子３７に給電ケーブル５５が接続されると、給電ケーブル５５のアース線は低電圧ライン３２のアース線と接続されて共通となるので、給電ケーブル５５のプラス側の電圧をＡ／Ｄコンバータにより監視することによって行うことができ、監視した電圧が一定電圧以上であれば、コネクタ６１に接続プラグ６２が接続されたと判定する。コネクタ６１に接続プラグ６２が接続されると、電気自動車１０の車両制御ユニット３０はバッテリ４３に給電ケーブル５５を介して接続されるとともに、駆動モータ優先制御ユニット４４は通信ケーブル５３を介して通信ネットワーク３１に接続される。これにより、車両制御ユニット３０に組み込まれた自己診断システムが起動するとともに、牽引車両４０は被牽引車両である電気自動車１０と通信接続され（ステップＳ２，Ｓ３）、ステップＳ４の診断ステップが実行される。この診断ステップにおいては、後述するように、図６に示すサブルーチンが実行される。

図６に示す診断ステップによってステップＳ５により牽引可能であると判定されたときには、電気自動車１０の表示パネル３３と牽引車両４０の表示パネル４５とに牽引可能であることが報知され（ステップＳ６）、牽引不可能であると判定されたときには、それぞれの表示パネル３３，４５に牽引不可能である旨が報知される（ステップＳ７）。

牽引車両４０により電気自動車１０の牽引が開始されたとステップＳ８で判定されると、タイマーＴが初期設定される（ステップＳ９）。図４（Ａ）に示された連結具４６が使用された場合には、ステップＳ１０において連結具４６に設けられた張力センサ７０からの信号を読み取って張力センサからの検出値Ｓが所定値Ｓａよりも大きくなったか否かが判定される。張力センサ７０による検出値Ｓが所定値Ｓａ以下であると判定されたときには、ステップＳ１１でコネクタが接続された状態であると判定されれば、表示パネル３３，４５には牽引可能であることが報知された状態が維持される。

これに対し、ステップＳ１０において張力Ｓが所定値Ｓａ以上であると判定されたときには、ステップＳ１２において張力警報を牽引車側と電気自動車側に報知する。ステップＳ１３ではタイマーがインクリメントされ、ステップＳ１４で所定時間Ｔａが経過するまで繰り返して張力Ｓが所定値Ｓａ以上であるか否かが判定される。所定時間Ｔａが経過しても張力が所定値以下にまで低下しないときには、ステップＳ１５において張力異常であることが報知される。なお、張力異常の報知は、ステップＳ１４において所定時間Ｔａに渡って繰り返して張力Ｓが所定値Ｓａ以上となっているか否かで判定する方式に代えて、設定された繰り返し回数だけ判定するようにしても良い。

ステップＳ４の診断処理においては、図６に示すように、ステップＳ２１において診断フラグのオンが判定されると、電気自動車１０の通信ネットワーク３１が正常であるか否かが判定される（ステップＳ２２）。通信ネットワーク３１が正常でないと判定されると、ステップＳ２３が実行されて牽引車両４０の表示パネル４５に牽引不可能が報知される。

ステップＳ２４では車両制御ユニット（ＥＶＣＵ）３０が正常であるか否かが判定され、車両制御ユニット３０が正常であると判定されたときには、車両制御ユニット３０による電気自動車１０の自己診断が優先的に実行され（ステップＳ２５）、車両制御ユニット３０によりインバータ１８が正常であるか否かと、高電圧ライン２０が正常であるか否かが判定される（ステップＳ２６，Ｓ２７）。インバータ１８と高電圧ライン２０のいずれもが正常である場合には、ステップＳ２８においてバッテリ制御ユニット（ＢＣＵ）等が正常であるか否かを自己診断して表示パネル３３，４５に牽引可能であることを報知する（ステップＳ２９）。牽引可能であることの報知には、牽引可能であることを示す文字等に加え、例えば、電気自動車１０の操作レバーをニュートラル（Ｎ）レンジに操作して時速４０km/hで牽引走行を行うように文字あるいは音声により報知する。

ステップＳ２６，Ｓ２７においてインバータ１８と高電圧ライン２０の少なくともいずれか一方が正常でないと判定されたときには、表示パネル３３，４５に牽引不可能であることが報知される（ステップＳ３０）。ただし、ステップＳ２９，Ｓ３０においては、電気自動車１０の表示パネル３３と駆動モータ優先制御ユニット４４の表示パネル４５のいずれか一方のみに牽引可能であることを報知するようにしても良い。

一方、ステップＳ２４において電気自動車１０の車両制御ユニット３０が正常でないと判定されたときには、通信ネットワーク３１を介して牽引車両４０の駆動モータ優先制御ユニット４４により故障診断が優先的に行われ（ステップＳ３１）、自己診断の場合と同様に、インバータ１８が正常であるか否かと、高電圧ライン２０が正常であるか否かが駆動モータ優先制御ユニット４４により判定される（ステップＳ３２，Ｓ３３）。インバータ１８と高電圧ライン２０のいずれもが正常である場合には、バッテリ制御ユニット（ＢＣＵ）等が正常であるか否かを自己診断し、さらにインバータ１８にトルク指示を行い、表示パネル３３，４５に牽引可能であることを報知する（ステップＳ３４〜Ｓ３６）。ステップＳ３２，Ｓ３３においてインバータ１８と高電圧ライン２０の少なくともいずれか一方が正常でないと判定されたときには、表示パネル３３，４５に牽引不可能であることが報知される（ステップＳ３７）。この場合には、駆動モータ優先制御ユニット４４の表示パネル４５のみに牽引可能であることを報知するようにしても良い。

このように図６に示す診断処理が実行されて牽引可能である場合には、図５に示すステップＳ８以降が実行される。

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。例えば、図示する電気自動車は前輪１１が駆動輪となっているが、後輪１２を駆動輪としても良い。さらに、高電圧バッテリ１６としてはリチウムイオン電池が使用されているが、二次電池であれば、電気二重層キャパシタ等の電気化学キャパシタを使用するようにしても良い。

電気自動車とこれに連結された牽引車両の外観を示す正面図である。本発明の一実施の形態である牽引装置により連結された状態における電気自動車と牽引車両を要部を示す概略図である。（Ａ）は電気自動車に設けられたコネクタを示す斜視図であり、（Ｂ）は通信ケーブルと給電ケーブルの先端に設けられた接続プラグを示す斜視図である。（Ａ）は連結具の一例を示す一部切り欠き正面図であり、（Ｂ）は連結具の変形例を示す一部切り欠き正面図である。電気自動車の牽引装置による牽引操作のアルゴリズムを示すメインフローチャートである。図５に示された診断ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１５モータジェネレータ（駆動モータ）
１６高電圧バッテリ（蓄電デバイス）
１８インバータ
１９メインリレー
２０高電圧ライン
２１バッテリ制御ユニット（ＢＣＵ）
２２低電圧バッテリ
２３ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０車両制御ユニット（ＥＶＣＵ）
３１通信ネットワーク
３２低電圧ライン
３３表示パネル（報知手段）
３５，３７接続端子
４０牽引車両
４３バッテリ
４４駆動モータ優先制御ユニット
４５表示パネル（報知手段）
４６連結具
４７，４８フック部
５３通信ケーブル
５５給電ケーブル
６１コネクタ
６２プラグ
６３張力検出手段
６４信号ケーブル
７０張力センサ（歪みゲージ）
７８張力センサ（マイクロスイッチ）

Claims

駆動モータに蓄電デバイスからの電力をインバータを介して供給する高電圧ラインと、前記蓄電デバイスを制御する蓄電デバイス制御ユニットと、前記駆動モータおよび前記高電圧ラインを制御する車両制御ユニットと、前記インバータ、前記蓄電デバイス制御ユニットおよび前記車両制御ユニットに電力を供給する低電圧ラインと、前記車両制御ユニット、前記インバータおよび前記蓄電デバイス制御ユニット相互間に信号を送信する通信ネットワークとを有する電気自動車を、牽引車両により牽引する牽引装置であって、
前記電気自動車と前記牽引車両との間に装着され、前記牽引車両の牽引力を前記電気自動車に伝達する連結具と、
前記通信ネットワークに接続された接続端子に着脱自在に接続され、前記牽引車両に設けられた駆動モータ優先制御ユニットを前記車両制御ユニットに接続する通信ケーブルと、
前記低電圧ラインに接続された電力供給端子に着脱自在に接続され、前記牽引車両に設けられた電源を前記低電圧ラインに接続する給電ケーブルと、
を有し、
前記連結具は、牽引時に前記連結具に加わる張力を検出して検出信号を前記駆動モータ優先制御ユニットに出力する張力検出手段を備え、
前記連結具の張力が所定値以上となったときに前記駆動モータ優先制御ユニットが張力異常を報知する
ことを特徴とする牽引装置。
請求項１に記載の牽引装置において、
前記駆動モータ優先制御ユニットは前記通信ネットワークが故障であると判定したときには前記牽引車両の報知手段に牽引不可能を報知する、牽引装置。
請求項１又は２に記載の牽引装置において、
前記駆動モータ優先制御ユニットにより前記車両制御ユニットが故障であると判定されたときには前記駆動モータ優先制御ユニットが前記インバータと前記高電圧ラインの故障を診断し、前記駆動モータ優先制御ユニットにより前記車両制御ユニットが正常であると判定されたときには前記車両制御ユニットが前記インバータと前記高電圧ラインの故障を自己診断する、牽引装置。
請求項３に記載の牽引装置において、
前記インバータと前記高電圧ラインの少なくともいずれか一方が故障であると診断されたときには、前記電気自動車に設けられた報知手段と前記牽引車両の前記報知手段との少なくともいずれか一方に牽引不可能を報知し、いずれも正常であると診断されたときには少なくともいずれか一方の報知手段に牽引可能を報知する、牽引装置。