JP5671249B2 - 電気自動車 - Google Patents

Description

本発明は、充電スタンドなどの外部電源により充電される二次電池を搭載した電気自動車に関する。

近年、モータを搭載した電気自動車やエンジンとモータの双方を搭載したハイブリッド車などが注目されている。これらの車両は、走行用のモータに供給する電力を通常の１２Ｖバッテリよりも高い電圧で蓄えておく二次電池（以下「高電圧バッテリ」という）を搭載している。この高電圧バッテリの残容量が少なくなると車両を走行させることができなくなるという事態が生じる。高電圧バッテリは、車両の回生あるいは車外の電源から供給される電力により充電可能である。

ところで、車外からの電源、例えば充電スタンドでの充電には相当の時間を必要とする。充電時間は、例えば、急速充電で３０分程度、通常の充電で８時間から１６時間程度といわれている。この間、車両は充電スタンドから充電されるが、充電中の車両に他の車両やなにかが衝突するといったことが考えられる。

例えば、特許文献１では、高電圧バッテリと、インバータと、モータジェネレータとが搭載される車両において、ＨＶ＿ＥＣＵがＧセンサからの信号に基づいて車両が衝突したか否かを検出するステップ（Ｓ１００）と、車両が衝突したことが検出されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、自動変速機をパーキングロック状態にするようにＥＣＴ＿ＥＣＵに指令信号を出力するステップ（Ｓ１１０）と、モータゼロトルク処理により平滑コンデンサの放電処理を行なうようにＭＧ＿ＥＣＵに指令信号を出力するステップ（Ｓ１２０）とを含むプログラムを実行する自動車が開示されている。

特開２００６−１４１１５８号公報

特許文献１は、車両の各システムが起動している走行中のことに言及しているが、車両の各システムが停止している充電中については言及していない。加えて、前記のとおり、充電時間は長時間に及ぶため、車両のユーザや他の人がいないところで衝突などが起こる可能性がある。特許文献１は、人がいないところでの衝突などにどのように対処するかについては、一切言及していない。
そこで、本発明は、充電中の車両になにかが衝突した場合などに対処可能な電気自動車を提供することを課題とする。

前記課題を解決した本発明（請求項１）は、外部の充電設備からの電力により充電される蓄電池の電力を用いて電気機器を作動させることにより駆動される電気自動車である。前記電気自動車は、前記蓄電池を有する１次側回路と、前記電気機器を有する２次側回路と、前記１次側回路と前記２次側回路との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチと、を含んで構成される高電圧系統回路を備える。さらに、前記蓄電池の充放電を制御する車両制御システムと、衝突時に乗員を保護するエアバッグシステムとを、備える。
また、前記車両制御システムは、前記蓄電池が充電中か否かを検出する充電検出部と、前記エアバッグシステムの衝突検出センサの信号に基づいて当該電気自動車への衝突の有無を検出する衝突検出部と、前記蓄電池の充放電を制御する制御部とを備える。
そして、前記エアバッグシステムの前記衝突検出センサは、当該電気自動車のイグニッションスイッチがＯＦＦでも、当該衝突検出センサに電源が供給されて起動され、前記制御部は、前記充電検出部が充電中であることを検出し、かつ前記衝突検出部が前記エアバッグシステムの衝突検出センサを介して衝突を検出したときは、前記スイッチをＯＦＦにすることを特徴とする。

この構成によれば、この電気自動車は、充電中に、エアバッグシステムの衝突検出センサを介して車両（電気自動車）への衝撃の入力を検出すると、制御部がスイッチをＯＦＦにすることで、１次側回路と２次側回路との電気的接続を遮断するので、充電中の衝突などに対して、適切に対処することができる。ここで「遮断」とは、プラス側のラインとマイナス側のラインのスイッチをＯＦＦすることである。なお、後記する発明を実施するための形態では、蓄電池に電流を供給している充電中と供給していない充電待機中とに状態を区別しているが、充電待機中も広義の充電中といえる。

また、本発明（請求項２）は、地絡を検出する地絡検出部を備え、前記衝突検出部が衝突を検出したとき、前記制御部は、前記地絡検出部が地絡を検出したかを確認し、地絡を確認したときに前記スイッチをＯＦＦにすることを特徴とする。

この構成によれば、地絡が検出されれば回路への電気的接続をＯＦＦする。なお、地絡とは、電気回路と大地が相対的に低いインピーダンスで電気的に接続される状態であり、充電を禁止することにより、大地への電流の漏れなどが抑制される。

また、本発明（請求項３）は、前記衝突検出部が衝突を検出した衝突回数を計測する衝突回数計測部を備え、前記制御部は、前記充電中において、前記衝突回数が所定回数を超えたときに前記スイッチをＯＦＦにすることを特徴とする。

この構成によれば、衝突回数をカウントし、回数が所定回数を超えると充電を禁止する。なお、前記した請求項１では衝撃入力回数については言及（特定）していないが、ここでは、回数で充電の禁止を制御する。

また、本発明（請求項４）は、前記充電検出部は、前記蓄電池への充電に関連して得られる信号に基づいて充電意思を検出し、前記充電検出部によって充電意思が検出された場合、前記エアバッグシステムの前記衝突検出センサに電源が供給されて起動される。そして、前記衝突検出部は、前記衝突検出センサから入力される衝突荷重が所定の閾値よりも大きいときに衝突を検出することを特徴とする。

この構成によれば、必要な時に確実に衝突を検出することができる。

また、本発明（請求項５）は、前記制御部は、前記スイッチをＯＦＦにして前記充電を禁止したときにその旨を車外で認識できるように当該電気自動車が備える報知機器を介して報知することを特徴とする。

この構成によれば、車両内に人がいないことがほとんどである充電中にも、車両の状態を車外の人に報知することができる。

また、本発明（請求項６）は、車内の乗員の有無を検出する人感センサを備える。そして、前記エアバッグシステムは、充電中において、前記人感センサにより車内に乗員がいないことが確認された場合は、エアバッグの展開を禁止することを特徴とする電気自動車である。なお、電気自動車には、後記するようにハイブリッド車や燃料電池電気自動車を含むものとする。

本発明によれば、充電中の車両になにかが衝突した場合などに対処可能な電気自動車を提供することができる。

本発明に係る電気自動車に備わる車両制御システムの主要構成を示す図である。 車両制御システムの全体構成を示す図である。 図１の車両制御システムの中核をなすＥＣＵの機能構成を示す機能ブロック 図である。 本発明に係る電気自動車に備わる車両制御システムの第１実施形態の制御フローを示す図である。 図１の主要構成図から変形例部分を書き足した図である。 本発明に係る電気自動車に備わる車両制御システムの第２実施形態の制御フローを示す図である。

以下、本発明である、電気自動車を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、添付図面を参照して詳細に説明する。以下、本発明とあるのは、「電気自動車」を意味するが、前記のとおり、狭義の電気自動車に限定されるものではない。

≪第１実施形態≫
（全体構成）
まず、車両の全体構成を示した図１および図２を参照して、第１実施形態の車両制御システムが搭載された車両の全体構成を説明する。以下の説明においては、車両Ｖは狭義の電気自動車であるが、狭義の電気自動車以外でも、ハイブリッド車（プラグインハイブリッド車）や燃料電池電気自動車など、充電スタンドや家庭用の充電装置などの車外の電源からの電力により充電される仕組みの高電圧バッテリ（蓄電池）３１を搭載したものであれば、車両Ｖ（広義の電気自動車）として、本発明を適用することができる。

図１には、本発明の車両制御システム１の主要構成回路を示す。本発明の車両制御システム１は、充電中あるいは充電待機中に車両への衝突を検出したときに、前記主要構成回路上に高電圧の電流が流れないようにする、具体的には、後記する高電圧バッテリ３１との電気的接続を遮断して、車両制御システム１の主要構成回路に電流が流れないようにするものである。具体的な実施形態については、以下に記載する。なお、「一次側回路」は高電圧バッテリ３１を含む回路であり、「１次側回路」と「２次側回路」の境界は、この例では、スイッチ６１ａ，６１ｂ（およびプリチャージスイッチ６３）の部分である。

図２に示すように、本実施形態の車両制御システム１は、システムの中核をなすＥＣＵ１０、衝突を検出した際に光や音などで人に対しての報知を行う報知機器類２０、電気自動車である車両Ｖの中核をなす高電圧系統３０、アクセサリ類の電源となる低電圧系統４０、衝突検出センサ５１などのセンサ類５０を備える。また、高電圧系統３０に配置されるスイッチ６１ａなどや、低電圧系統４０に配置されるスイッチ６４ａなどのスイッチ類６０を備える。なお、図１における高電圧系統３０と図２における高電圧系統３０は、同一のものである。

（ＥＣＵ）
ＥＣＵ１０を説明する。図２に示すＥＵＣ１０は、図示しないＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェイス、電源回路などを備える。そして、ＥＣＵ１０は、報知機器類２０の報知状態を制御する機能を有する。また、ＥＣＵ１０は、センサ類５０と接続されて、各種情報を入力する機能を有する。また、ＥＣＵ１０は、スイッチ類６０と接続され、スイッチ類６０のＯＮ／ＯＦＦの状態を制御する。なお、図示は省略したが、ＥＣＵ１０は、高電圧系統３０に配置された図示しない電流センサや電圧センサなどからの信号により、高電圧バッテリ３１の充放電や、充電口３３からの充電などの状態を監視して（車内からの各種信号やデータを取得し）、制御に利用している。また、ＥＣＵ１０は、充電口３３に配置された図示しない情報通信用のコネクタを介して、外部の充電スタンドとで情報のやり取りをし（車外からの各種信号やデータを取得し）、制御に利用している。

図３は、ＥＣＵ１０の機能ブロック図であるが、この図３に示すように、ＥＣＵ１０は、機能ブロックとして、充電検出部１１、衝突検出部１２、地絡検出部１３、制御部１４を備える。

充電検出部１１は、後記する高電圧系統３０に備えられた図示しない電流センサや電圧センサから得られる刻々の電圧値や電流値のほか、イグニッションスイッチ（車両Ｖのスイッチキー）の状態の信号などの車内からの各種信号・データに基づくとともに、外部の充電スタンドとの情報のやり取りで得られる車外からの各種情報・データに基づいて、充電中か充電待機中か、それ以外かなどの車両状態や、これから充電されるのか否かの充電意思の有無を判定している。なお、充電待機中も広い意味での充電中と考えることができる。

衝突検出部１２は、後記する衝突検出センサ５１から得られる信号（衝撃荷重・加速度）が衝突と検出する所定の閾値よりも大きいか否かを判定し、大きいときには衝突を検出する機能を有する。ちなみに、衝突は、例えば充電スタンドに車両を停止しての充電中に、他の車両などが充電中の車両Ｖに衝突したか否か、あるいは、なにかの落下物や飛来物などが車両Ｖに衝突したか否かなどを検出するものである。

地絡検出部１３は、後記する地絡センサ５２から得られる信号（例えば、抵抗値）が地絡と判定する所定の閾値よりも小さいか否かを判定し、小さいときには地絡を検出する機能を有する。つまり、高電圧系統３０は車両Ｖの車体に対して絶縁されているが、地絡検出部１３は、その絶縁が良好か否かを検出している。

制御部１４は、充電検出部１１が充電中・充電準備中であることを検出し、かつ、衝突検出部１２が衝突を検出したときに、シャットダウン（例えば、スイッチ類６０をＯＦＦする）などを行う機能を有する。また、地絡検出部１３が、充電中・充電準備中に地絡を検出したときに、シャットダウンなどを行う機能を有する。また、ライト（ヘッドライト）２１などの報知機器を介して、車外にいる人に、衝突（充電を中止したこと）を報知する機能を有する。あわせて、メータ２３に配置された報知ランプ２３ａや充電口３３に配置された報知ランプ２４を介して衝突（充電を中止したこと）を報知する機能を有する。
なお、制御部１４（ＥＣＵ１０）の制御の詳細は、後記する図３の制御フローを参照して、後で詳細に説明する。

ここで、前記した「充電中」や「充電待機中」を含めて、車両状態に関する用語を説明する。
「充電中」とは、充電スタンドなどの車外の電源（外部電源）により高電圧バッテリ３１を充電している状態である。電流センサにより得られる電流値は、高電圧バッテリ３１に電流が流れ込む方向の値になる。なお、外部電源からの充電電力の供給形式（給電形式）としては、コンダクティブやインダクティブなどがある。コンダクティブは、本実施形態のように充電口３３を介した有線での給電である。一方、インダクティブは、トランスなどを用いた誘導電流による給電である。その他、マイクロ波による給電なども考えられる。

「充電待機中」とは、充電中ではないが、その後充電を予定している状態、または充電が完了した状態である。高電圧バッテリ３１と外部電源とは、スイッチ類６０により遮断されているのが一般的であるが、接続されていても構わない。ケーブルを用いた有線の充電であれば、ケーブルが車両Ｖに接続されている状態と言い換えてもよい。ちなみに、充電待機中は、通常、イグニッションスイッチ（車両Ｖのスイッチキー）はＯＦＦであるが、ＯＮでも構わない。

「停止中」とは、一般的にイグニッションスイッチがＯＦＦの状態を指す。ケーブルを用いた充電であれば、ケーブルが車両Ｖに接続されていない状態かつイグニッションスイッチがＯＦＦの状態といってもよい。

「停車中」とは、イグニッションスイッチがＯＮの状態、かつ、車両Ｖが走行していない状態を指す。
「走行中」とは、イグニッションスイッチがＯＮの状態、かつ、車両Ｖが走行している状態を指す。広義には、走行中にイグニッションスイッチがＯＦＦにされた場合の空走も走行中といえる。

（報知機器類）
報知機器類２０を説明する。図１に示す報知機器類２０は、本実施形態の車両制御システム１の構成として、車両Ｖの車外にいる人のため用に、ライト２１、ホーン２２を備える。また、車内にいる人のため用に、メータ２３のところに報知ランプ２３ａを備える。また、充電作業を行っている人のため用に、図示しないリッドをあけた内側に位置する充電口３３に、報知ランプ２４を備える。なお、ライト２１は車両Ｖに備え付けのヘッドライトであり、ホーン２２も車両Ｖに備え付けの警笛である。

（高電圧系統・スイッチ類）
高電圧系統３０と当該高電圧系統３０に関連するスイッチ類６０を説明する。図１に太い実線で示されている高電圧系統３０は、高電圧バッテリ３１、パワードライブユニット（ＰＤＵ）３２、充電口３３などを備える。この高電圧系統３０の高電圧ライン上には、スイッチ６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂが配置されているとともに、プリチャージスイッチ６３とプリチャージ抵抗ＰＲが配置されている。なお、前記したとおり、高電圧系統３０は、車両Ｖの車体に対して絶縁されている。

高電圧バッテリ３１は、充放電可能な例えばリチウムイオンなどの単電池が複数直列に接続されて、数百ボルトの高電圧の電力を出力可能な組電池である。ＰＤＵ３２は、インバータを備えて、高電圧バッテリ３１から供給される直流電力を三相交流電力に変換して、変換後の三相交流電力を図示しない走行用モータに供給して駆動する機能を有する。なお、インバータは、例えばＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency）形式のものであり、三相交流電力の電圧および周波数を任意に調整できる。また、ＰＤＵ３２は、減速時などに路面から得られる逆駆動力により走行モータを発電機として作用させ、発電（回生発電）により生成した三相交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ３１を充電する機能を有する。

充電口３３は、図示しない充電スタンド（充電器）の充電用のコネクタが差し込まれる接続口である。なお、充電口３３は、普段はリッド（蓋）により覆われており、充電するときにリッドがあけられて、図示しない充電用のコネクタが接続されるようになっている。

本実施形態では、高電圧系統３０を構成する高電圧ラインは、高電圧バッテリ３１とＰＤＵ３２とを結ぶメインラインと、高電圧バッテリ３１と充電口３３とを結ぶ充電用ラインとを備えて、高電圧バッテリ３１に対して、ＰＤＵ３２と充電口３３とを並列に接続している。なお、充電用ラインは、メインラインの一部をメインラインと共用しており、本実施形態では、充電用ラインのうち、メインラインと共用している部分を、図１に示すように共用部Ｃと呼び、共用していない部分を単独部Ｓと呼ぶ。共用部Ｃと単独部Ｓの境目は、ＰＤＵ３２への合流部分（分岐部分）である。

スイッチ６１ａは、高電圧バッテリ３１とＰＤＵ３２とを結ぶプラス側のメインラインの途中に、高電圧バッテリ３１とＰＤＵ３２との導通をＯＮ／ＯＦＦするように配置されている。また、スイッチ６１ｂは、高電圧バッテリ３１とＰＤＵ３２とを結ぶマイナス側のメインラインの途中に、高電圧バッテリ３１とＰＤＵ３２との導通をＯＮ／ＯＦＦするように配置されている。

また、スイッチ６２ａは、高電圧バッテリ３１と充電口とを結ぶプラス側の充電用ラインのうちの単独部の途中に、高電圧バッテリ３１と充電口との導通をＯＮ／ＯＦＦするように配置されている。また、スイッチ６２ｂは、高電圧バッテリ３１と充電口とを結ぶマイナス側の充電用ラインのうちの単独部の途中に、高電圧バッテリ３１と充電口との導通をＯＮ／ＯＦＦするように配置されている。

また、プリチャージスイッチ６３は、スイッチ６１ａをバイパスするように、スイッチ６１ａに対して並列に接続されている。また、プリチャージ抵抗ＰＲが、プリチャージスイッチ６３に併設されている。なお、プリチャージスイッチ６３は、ＥＣＵ１０の判断のもと、例えば、外部の図示しない充電器と高電圧バッテリ３１の電圧差が大きいときに、作動して、大きな電流が一気に高電圧バッテリ３１に流れないようにするものである。前記電圧差が大きいときは、プリチャージスイッチ６３がＯＮにされ、プリチャージ抵抗ＰＲを介した電流により高電圧バッテリ３１が充電される。

各スイッチ６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３は、後記するＥＣＵ１０からの制御信号によりＯＮ／ＯＦＦの状態が制御されるが、ＯＮ／ＯＦＦの条件については後記する。なお、スイッチ６１ａなどは、コンタクタとよばれることもある。

（低電圧系統・スイッチ類）
低電圧系統４０と当該低電圧系統４０に関連するスイッチ類６０を説明する。図２に普通の太さの実線で示されている低電圧系統４０は、１２Ｖバッテリである低電圧バッテリ４１と、図示しない１２Ｖ電圧作動機器（アクセサリ類）を含んで構成される。

図２に示すように、ヘッドライト２１は、スイッチ６４ａを介して低電圧バッテリ４１と接続されている。また、ホーン２２は、スイッチ６４ｂを介して低電圧バッテリ４１と接続されている。また、図示は省略しているが、ＥＣＵ１０も低電圧バッテリ４１と接続されている。つまり、ＥＣＵ１０、ヘッドライト２１、ホーン２２は、低電圧バッテリ４１から給電されて作動する。なお、報知ランプ２３ａ、報知ランプ２４、センサ類５０、スイッチ類６０などは、低電圧バッテリ４１から給電されたＥＣＵ１０を介して給電される。

ちなみに、ＥＣＵ１０は、車両Ｖのスイッチキーが抜かれても、ＥＣＵ１０や主要なセンサ類５０（衝突検出センサ５１）には作動電力が供給されて作動している。なお、報知機器類２０や、スイッチ類６０には、必要なときに低電圧バッテリ４１またはＥＣＵ１０から電力が供給される。

ちなみに、低電圧バッテリ４１は、高電圧バッテリ３１が蓄電している電力や充電スタンドから充電口３３を介して供給される電力を、低電圧系統４０の電圧である１２Ｖの電力に変換するダウンコンバータ（降圧コンバータ）に置き換えることも可能である。

（センサ類）
センサ類５０を説明する。図２に示すセンサ類５０は、衝突検出センサ５１、地絡を検出する地絡センサ５２などを備える。なお、図２において、点線で囲んだ部分にあるシフト位置センサ５３とパーキングロックセンサ５４は第２実施形態のものであるので、その説明は後記する。

衝突検出センサ５１は、例えば、車両Ｖになにかが衝突したときの衝突荷重（加速度）をＥＣＵ１０に出力するものであるが、特定のものに限定されるものではない。また、ＥＣＵ１０（衝突検出部１２）として衝突を検出できるものであればよく、衝突荷重という物理量を出力するものに限定されるものではない。例えば、変形量（変位）などを出力するものや、フラグを出力するものなどでもよい。本実施形態では、この衝突検出センサ５１は、充電中や充電準備中に作動している。

地絡センサ５２は、高電圧系統３０の絶縁抵抗値（漏れ電流）をＥＣＵ１０に出力するものである。本実施形態では、この地絡センサ５２は、充電中や充電準備中に作動している。

（第１実施形態の動作）
次に、以上説明した構成の車両制御システム１の動作を、適宜、図１〜図３を参照しつつ、図４の制御フローに基づいて説明する。なお、図４は、ＥＣＵ１０を制御の動作主体として表現している。以下、文書中の動作主体が省略されている場合における動作主体は、ＥＣＵ１０（充電検出部１１など）であるものとする。

図４に示すように、イグニッションスイッチがＯＦＦにされたときに制御が開始される。なお、ＥＣＵ１０には、イグニッションスイッチがＯＦＦにされたときにも低電圧バッテリ４１などから電力が供給されるものとする。

ちなみに、イグニッションスイッチがＯＦＦにされることにより、高電圧系統３０のメインラインに配置されたスイッチ６１ａ，６１ｂは、ＯＮからＯＦＦに切り替わるものとする。また、メインラインでも、プリチャージスイッチ６３は、ＯＦＦの状態が維持される。また、充電用ラインに配置されたスイッチ６２ａ，６２ｂもＯＦＦの状態が維持される。また、低電圧系統４０のスイッチ６４ａ，６４ｂもＯＦＦの状態が維持される。

イグニッションスイッチがＯＦＦにされた後、充電検出部１１は、充電意思の検出を行う（Ｓ１）。ここで、充電意思は、充電口３３を塞ぐリッドをあける指令信号が乗員（ユーザ）の操作によりリッドに対して出力されたことを検出した場合、リッドがあけられたことを示す信号がリッドに設けられたマイクロスイッチから送信された場合、外部の充電スタンドのコネクタが充電口３３に挿入されたことを検出した場合、外部の充電スタンドからの無線による信号を受信した場合などにより、検出することができる。この充電意思の検出（Ｙｅｓ）により、車両状態は「充電待機中」になる。

充電意思を検出しない場合（Ｓ１→Ｎｏ）は、充電意思の検出を継続する。なお、所定時間、充電意思を検出しない場合は、タイムアウト処理により、ＥＣＵ１０への電力の供給を停止し、低電圧バッテリ４１の電力の消費を抑えるようにしてもよい。

一方、ステップＳ１で充電意思を検出した場合（Ｓ１→Ｙｅｓ）は、ステップＳ２に移行し、衝突検出部１２による衝突検出を開始する。なお、この時点では、リッドがあけられ、充電口３３に充電スタンドのコネクタが挿入されているものとする。但し、高電圧バッテリ３１への充電はまだ開始していない。つまり、本実施形態においては、車両Ｖの状態としては、前記のとおり充電待機中であり充電中ではない。但し、広い意味では、充電待機中を充電中と見做すこともできる。

ステップＳ２以降では、衝突検出部１２が機能し、衝突検出センサ５１が出力する信号（衝撃荷重）を取得し、取得した衝撃荷重が、予め設定されている閾値よりも大きいか否かを判定する。ここで、なにかが車両Ｖに衝突した場合、つまり、閾値を超えるような衝撃荷重が衝突検出センサ５１から出力された場合、衝突検出部１２は、衝突と検出し（Ｓ３→Ｙｅｓ）、ステップＳ９に移行する。一方、ステップＳ３において、衝突と検出しない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４に移行して、充電待機をしなければならない状況かを判定する。この点は後記し、先に、衝突を検出した場合の処理を説明する。

ステップＳ３により衝突を検出した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ９に移行して、衝突があったことを、フラッシュメモリなどの記憶部１５に記憶する。記憶した情報は、次にイグニッションスイッチがＯＮにされる際に参照されて、起動の有無の判定に利用することができる。また、サービス店における修理の際などに記憶した情報が役立つ。

ステップＳ９の後に（ステップＳ９と並列に）、ＥＣＵ１０（制御部１４）は、ステップＳ１０のシャットダウン処理として、高電圧系統３０に設置されたスイッチ類６０がＯＦＦになっていることを確認し、ＯＦＦになっていなければＯＦＦにして、高電圧バッテリ３１からの放電（充放電）を禁止する。
つまり、充電待機中になにかが衝突した場合は、充電（充放電）を行わない。なお、ＯＦＦにするのは、最低限、スイッチ６１ａ，６１ｂ（およびプリチャージスイッチ６３）であるが、ここでは、スイッチ６２ａ，６２ｂもＯＦＦにする。

次のステップＳ１１では、ＥＣＵ１０は、報知機器を介して報知などを行う（Ｓ１１）。ステップＳ１１の報知は、車外へのものとして、制御部１４がスイッチ６４ａを断続的にＯＮ・ＯＦＦし、ライト２１を点滅（点灯・点滅）させる。また、制御部１４がスイッチ６４ｂを断続的にＯＮ・ＯＦＦしホーン２２を断続的に鳴らす。これにより、車外の人に衝突があったことを報知することができる。

また、ステップＳ１１では、メータ２３のところの報知ランプ２３ａと充電口３３のところの報知ランプ２４を点灯させる。ユーザは、これによっても、車両Ｖに衝突があったことを知ることができる。ちなみに、報知などは、所定の解除操作がされるまで継続されるものとする。

説明をステップＳ３に戻して、衝突を検出しない場合（Ｓ３→Ｎｏ）は、前記のとおり、ステップＳ４に移行して、充電待機をしなければならない状況かを判定する。ここで充電待機をしなければならない状況か否かは、例えば、充電の予約タイマが設定されて、充電開始時刻になったか否かを判定するものである。充電待機は、夜間電力の割引料金が適用される時刻になったら充電を開始するといった場合に利用されるものである。

予約タイマが設定などされた充電待機中である場合は、衝突検出（Ｓ３）と充電待機（Ｓ４）の判定を繰り返し行う。

ステップＳ４において、充電待機がない場合（Ｎｏ）、つまり予約タイマの時刻になった場合や、予約タイマなどの設定がない場合は、充電検出部１１が「充電中」であることを検出するので、ステップＳ５に移行して、制御部１４が充電開始処理を行う。具体的には、高電圧系統３０に配置されたスイッチ類をＯＮにして、高電圧バッテリへの充電を開始する。ちなみに、高電圧バッテリ３１の残容量が少なく電圧が低い場合は、充電初期にスイッチ６１ａをＯＦＦの状態に維持し、代わりにプリチャージスイッチ６３をＯＮにしてプリチャージ抵抗ＰＲにより充電速度を制限して高電圧バッテリ３１への充電を行うものとし、高電圧バッテリ３１の劣化を抑制する。
このステップＳ５の充電開始処理により、車両状態が「充電中」になる。

ステップＳ５の後は、ステップＳ６に移行し衝突を検出する。ステップＳ６で衝突を検出した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ９〜Ｓ１１を実行する。なお、本実施形態においては、充電中の衝突の検出の場合（Ｓ６→Ｙｅｓ）は、高電圧系統３０のスイッチ６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂがＯＮになっているので、ステップＳ１１のシャットダウン処理では、これらがＯＦＦにされる（充放電の禁止）。

一方、ステップＳ６で衝突を検出しない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７においては、充電検出部１１が、充電が終了したか否かを判断する。つまり、受電検出部１１は、高電圧バッテリ３１の端子間電圧が充電終了と判定される電圧になったか否かを監視し、該電圧になった場合は充電終了と判定し（Ｓ７→Ｙｅｓ）、処理をステップＳ８に移行し、通常終了処理を行う。ステップＳ８での通常終了処理は、高電圧系統３０のスイッチ６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂをＯＦＦにする。

例えば、充電スタンドなどで急速充電が終了すると、充電スタンドの係員や車両Ｖのユーザにより充電口３３に挿入されている充電スタンドのコネクタが外されリッドが閉じられる。また、家庭などでの充電の場合は、夜間電力で充電され、例えば、明け方に充電が終了した後も、充電口３３にはコネクタが挿入されたままの状態で放置され、例えば出勤する車両Ｖのユーザによりコネクタが外されリッドが閉じられる。
ちなみに、充電が終了しても、リッドがあけられているような場合は、「充電待機中」といえる。

なお、地絡検出部１３は、図４の制御フローにおいて、適宜タイミング、例えばステップＳ１がＹｅｓ（充電位置検出）のタイミング、ステップＳ５（充電開始処理）のタイミング、ステップＳ３がＹｅｓ（衝突検出）のタイミング、ステップＳ６がＹｅｓ（衝突検出）のタイミングなどで地絡を検出し、地絡を検出した場合は、ステップＳ９で地絡の検出を記憶部１５に記憶し、必要に応じてステップＳ１０とステップＳ１１を実行するものとする。

（第１実施形態での効果）
以下、第１実施形態での効果を説明するが、その前に、従来の課題を整理する。即ち、従来は、下記のような課題があった。

１）充電中・充電待機中・停止中に衝突された場合、車両システムは自身の異常に気付けないまたは異常の可能性に気付けない。
２）充電中・充電待機中の充電ケーブル接続状態時に衝突された場合に、インレット部（充電口３３）の破損・変形など異常をきたす場合があるが、衝突を検出できないため適切なアクションを取れない。
３）充電中・充電待機中・停止中に衝突された場合に、インダクティブ充電機能の破損・変形・位置ズレなど異常をきたす場合があるが、衝突を検出できないため適切なアクションを取れない。

４）充電中・充電待機中・停止中はユーザがそばに居ないことが予想され、衝突を検出し異常状態になったことを表示または報知しないと、ユーザは、車両Ｖの異常に気付けない。
５）イナーシャスイッチなどの単純なメカ接点スイッチは、走行中の誤開放がないようにするために遮断する加速度（衝撃荷重）の閾値を低く設定することができないため、低い加速度での遮断ができない。このため、インレット部などの破損・異常などは検出できない可能性がある。また、低い加速度でも車両が移動してしまうことがあり、位置ズレ検出システムを持たないインダクティブ充電システムの場合は位置ズレを検出できない。

以上の理由で、高電圧バッテリ３１からの放電・漏電、またはインダクティブ充電における充電効率の低下に気付けず、効率的な充電を行なえないために不利益を被ることがあるが、本実施形態によれば、高電圧バッテリ３１からの放電・漏電の防止と、衝突検出の記憶（Ｓ９）と、衝突検出による報知など（Ｓ１１）により、このような課題が解決されるという効果が得られる。即ち、本実施形態によれば、充電中（充電準備中）の車両Ｖになにかが衝突した場合などに適切に対処可能な車両制御システム１を提供することができる。
なお、上記の課題のうち、位置ズレに対しては、後記する第２実施形態により、さらに効果的に対処することができる。

（その他）
（１）ＥＣＵ１０への電力の供給について、リッドがあけられることにより低電圧バッテリ４１からＥＣＵ１０に電力が供給されるようにして、ＥＣＵ１０を起動するようにしてもよい。また、図示しない充電スタンドのコネクタが充電口３３に挿入（嵌合）されることにより、充電スタンドからの電力を利用してＥＣＵ１０が起動するようにしてもよい。この場合は、例えば、降圧コンバータにより、ＥＣＵ１０の動作に適した電圧の電力を生成することができる。また、充電コネクタを介してＥＣＵ１０の作動に適した低電圧の電力が充電スタンドからあわせて供給される場合は、その電力により、ＥＣＵ１０を作動させるようにしてもよい。

（２）また、前記した実施形態では、ステップＳ１０の報知は、衝突荷重（加速度）の大きさに関係なく行うこととしたが、衝突荷重の大きさを大中小などにレベル分けして、衝突荷重が「大」のときに行う強いアピールの報知、「中」のときに行う中程度のアピールの報知、「小」のときに行う弱いアピールの報知などを予め定義しておいて（テーブルなどとして記憶部１５などに記憶しておき）、衝突荷重の大きさに応じた報知を行うようにしてもよい。

（３）また、図４のステップＳ８の通常終了処理の後、省電力などの観点からＥＣＵ１０を停止するようにしてもよいし、そのまま作動させて衝突を検出するようにしてもよいし、地絡を検出するようにしてもよい。ちなみに、ステップＳ８の通常終了処理の後、充電口３３に挿入されているコネクタが抜かれリッドが閉められるまでは、充電待機中と考えることができる。

（４）また、エアバッグシステムなどのＳＲＳを搭載する車両においては、ＳＲＳ＿ＥＣＵが加速度（衝突検出）センサを備えている（ＥＣＵの筐体内または筐体外に）。このＳＲＳ＿ＥＣＵの加速度センサを本実施形態の衝突検出センサ５１とすることもできる。即ち、通常イグニッションスイッチがＯＦＦになると機能を停止するＳＲＳ＿ＥＣＵを停止させないで、ＳＲＳ＿ＥＣＵを衝突検出センサ５１として用いることもできる。

図５は、図１（ＥＣＵ１０や高電圧系統３０など）に変形例を書き加えた構成図である。ＥＣＵ１０に衝突検出センサ５１Ａが内蔵あるいは外付けで衝突検出センサ５１Ｂを備えても良い。衝突検出センサは、５１Ａか５１Ｂのいずれかでよい。

ちなみに、充電待機中や充電中は、通常、車内には人がいないので、大きな衝突荷重が検出されてもエアバッグが展開しないように、例えばステップＳ１（図４参照）において、充電意思が確認された場合は、エアバッグの展開などを禁止することとしてもよい。この際、車両Ｖに着座センサ（人感センサ）などを設け、充電意思の確認、かつ、人が車内にいないことの確認により、エアバッグの展開などを禁止するようにしてもよい。

（５）また、衝撃を検出するセンサとして、前記したＳＲＳ用のものと充電中の衝突検出用のもの双方を備え、ＳＲＳとＥＣＵを共有するような場合は、例えば、前記したステップＳ２（図４参照）などで、衝突検出センサ５１を起動させ、走行中の衝撃を検出するセンサを休止させるようにしてもよい。

（６）また、夏季や冬季の冷暖房に関して、充電スタンドとコネクタで接続されていれば、充電が終了した後の充電待機中に前記のスイッチ６２ａ，６２ｂをＯＮにし、充電スタンドから供給される電力を用いてプレ空調（イグニッションスイッチがＯＮにされる前の空調）を行うことができる。このプレ空調に関して、衝突を検出していれば、プレ空調を行わないようにすることができる。また、プレ空調中に衝突を検出した場合は、プレ空調を中止するようにすることができる。
ちなみに、本実施形態では、衝突の検出により、高電圧系統３０のスイッチ類６０がＯＦＦにされるので、実質、衝突の検出により、プレ空調が事前に禁止されたり、行われているプレ空調が中止されたりすることになる。

（７）また、報知機器類２０の作動に関して、図１および図２に示すように、電源（低電圧バッテリ４１）と負荷（方機器類２０）との間に、つまり１２Ｖと負荷との間にスイッチ（スイッチ６４ａ，６４ｂ）を配置するハイサイドの構成（電源からの流れ出しを制御する構成）としたが、０Ｖ（アース）と負荷との間にスイッチを入れるローサイドの構成（グランドへの吸い込みを制御する構成）としてもよい。この点は、報知ランプ２３ａ，２４についても同じである。
また、プリチャージスイッチ６３（プリチャージ抵抗ＰＲ）は、マイナス側に配置されていてもよい。

（８）また、本発明（本実施形態）は、１次側回路の範囲が小さいほど最良であって、例えば、高電圧バッテリ３１の直近にスイッチ６１ａ，６１ｂ（およびプリチャージスイッチ６３）が配置されている形態が好ましい。

（９）
また、高電圧バッテリ３１を構成するセルとセルの間（単セルと単セルの間）に半導体のスイッチを設け、充電中に車両への衝撃の入力を検出したときに、このスイッチをＯＦＦにするようにしてもよい。これにより、１次側回路内でも電気的接続を遮断するので、充電中の衝突などに対して、より適切に対処することができる。

なお、これら（１）〜（９）の点は、次に説明する第２実施形態についてもいえることである。

≪第２実施形態≫
次に、本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態は、充電意思の確認の際（充電待機の前）に、シフト位置やパーキングロックの有無を確認するものである。
なお、第１実施形態と共通する部分については、第１実施形態と同じ符号を付して、重複した説明を省略する。また、適宜、図１〜３を参照することとする。

第２実施形態では、図２に点線で囲んだ部分に示すように、センサ類５０として、シフト装置のシフト位置を出力するシフト位置センサ５２、図示しない変速機の出力軸のロックの有無を示す信号を出力するパーキングロックセンサ５３をさらに備えている。

シフト位置センサ５２は、前記のとおり、シフト装置（そのレバー）がどのシフト位置を示しているかをＥＣＵ１０に出力するセンサである。本実施形態では、このシフト位置センサ５２は、充電中や充電準備中は休止しているものとする。そのため、ＥＣＵ１０は、イグニッションスイッチがＯＮのときのシフト位置センサ５２の出力を取得して記憶部１５に記憶し、イグニッションスイッチがＯＦＦにされたときのシフト位置を把握しているものとする。なお、シフト位置センサ５３は、シフト装置が操作されるごとにそのシフト位置を出力する。
ちなみに、シフト装置は、図示しない変速機に対してシフト位置を指示する装置であり、シフト位置としては、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）、Ｒ（リバース）、Ｐ（パーキング）などのポジションを備え、今どのシフト位置にあるかは、シフト位置センサ５３により検出されている。

パーキングロックセンサ５３は、前記のとおり、図示しない変速機の出力軸のロックの有無を示す信号をＥＣＵ１０に出力するが、本実施形態では、このパーキングロックセンサ５３は、充電中や充電準備中は休止しているものとする。そのため、ＥＣＵ１０は、イグニッションスイッチがＯＮのときのパーキングロックセンサ５３の出力を取得して記憶部１５に記憶し、イグニッションスイッチがＯＦＦにされたときのパーキングロックの有無を把握しているものとする。
ちなみに、一般的には、シフト装置がＰ（パーキング）にされると、前記した変速機の出力軸がロック機構により自動的にロックされる。

次に、図６の制御フローを参照して、第２実施形態の動作を説明する。第２実施形態では、シフト装置が操作されるとシフト位置センサ５３がシフト位置を出力するので、ＥＣＵ１０はこれを記憶しておく（Ｓ０１）。ちなみに、シフト位置がＰ（パーキング）にされると、前記のとおり変速機の出力軸がロックされ、パーキングロックセンサ５４がパーキングロックを検出する。本実施形態では、ＥＣＵ１０が、このパーキングロックの状態も取得して記憶しておく。

本実施形態では、シフト位置は、イグニッションスイッチがＯＦＦにされない限り（Ｓ０２→Ｎｏ）、シフト装置が操作される都度、記憶する。なお、このような記憶ではなく、イグニッションスイッチがＯＦＦにされたときに、ＥＣＵ１０が、シフト装置を管理する他のＥＣＵからシフト位置を受け取って記憶するようにしてもよい。

イグニッションスイッチがＯＦＦにされると（Ｓ０２→Ｙｅｓ）、シフト位置センサ５３とパーキングロックセンサ５４は、省電力のために休止される。この休止は、シフト位置を管理する他のＥＣＵが行う。
なお、イグニッションスイッチがＯＦＦにされたときのスイッチ類６０のＯＮ・ＯＦＦの状態、ＥＣＵ１０、他のセンサ類５０への電力の供給などについては、第１実施形態と同じであるので、説明を省略する。

イグニッションスイッチがＯＦＦにされた後（Ｓ０２→Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、パーキングロックがされているかを、ステップＳ０１で記憶しておいたパーキングロックの状態とシフト位置により確認する（Ｓ０３）。パーキングロックがされていない場合は（Ｓ０３→Ｎｏ）、例えば、ユーザにパーキングロックを促す（即ちシフト装置をＰ位置にすることを促す）ようにする。
ちなみに、パーキングロックがされていれば、充電中になにかが衝突しても、車両Ｖが動くことが抑止される。

パーキングロックがされていることが確認できれば、ＥＣＵ１０は、処理をステップＳ１に進める。ステップＳ１以降は、ステップＳ１がＮｏの場合の戻り先がＳ０３であることを除いて同じであるので、重複した説明を省略する。

（第２実施形態での効果）
この第２実施形態によれば、第１実施形態による効果に加えて、充電中や充電待機中に車両Ｖになにかが衝突しても、車両Ｖの移動が抑制される。このため、充電スタンドのケーブル（コネクタ）が突っ張って、充電口３３が変形するなどや、その他の不具合が抑制される。また、インダクティブ充電の場合の位置ズレによる充電効率の低下などが抑制される。

（その他）
（１）この第２実施形態では、ステップＳ０３において、パーキングロックの有無を確認するものとして説明したが、パーキングロックがされていない場合に、ロック機構を作動させて、イグニッションスイッチがＯＦＦにされた後であっても、パーキングロックを行うようにしてもよい。これにより、ユーザの手間を省くことができる。

（２）また、イグニッションスイッチのＯＦＦ後には、省電力の観点からシフト位置センサ５３とシフトロックセンサ５４を休止させることとしたが、そのまま起動させるようにして、例えば、ステップＳ０３でパーキングロックの確認がシフト位置センサ５３の出力とパーキングロックセンサ５４の出力によりできた後に両センサを休止させるようにしてもよい。ちなにみに、この変形例の場合は、ステップＳ０１によるシフト位置の記憶（パーキングロックの記憶）は、省略可能である。

（３）また、第１実施形態およびこの第２実施形態について、衝突検出部１２の閾値をさらに低くするとともに、衝突回数を計測するようにし（衝突回数計測部）、衝突回数が所定回数を超えた場合に衝突を検出するようにしてもよい。また、この回数による衝突の検出と、前記した衝突の検出とを併用するようにしてもよい。

（４）また、第１実施形態およびこの第２実施形態について、衝撃荷重（加速度）の検出において急激に荷重（加速度）が反転した場合、例えば、充電スタンドからのケーブルが突っ張って車両Ｖを静止させるような場合は、充電を中止し、高電圧系統３０のスイッチ類６０を遮断（ＯＦＦ）させるようにすることができる。このためには、衝突検出センサ５１および衝突検出部１２は衝突の衝撃値を時系列で認識できるようにしておく。そして、検出した値、もしくは、この値の変動差、変動割合などを監視し、衝撃値が急激に反転、収束などした場合は、外部ケーブルが突っ張って車両Ｖの充電口３３にダメージが及んだと判断し、充電（充放電）を中止（禁止）する。

（５）また、報知機器類２０は、ライト２１など、車両に備え付けられているものとして説明したが、ユーザが所持している携帯電話や携帯端末などのワイヤレス機器を、報知器類２０としてもよい。

≪まとめ≫
以上説明した第１実施形態と第２実施形態は、本発明を実施するうえでの一例を示すものであり、本発明が前記した実施形態に限定して解釈されるものではないことはいうまでもない。また、本発明は、船舶などの乗り物にも当然に適用可能である（車両は乗り物と読み替え可能である）。

本発明は、今後ますます普及する電気自動車などの乗り物の充電を適切に行えるようにする技術として、大いなる利用可能性を有する。

Ｖ 車両（電気自動車）
１ 車両制御システム
１０ ＥＣＵ
１１ 充電検出部
１２ 衝突検出部
１３ 地絡検出部
１４ 制御部
１５ 記憶部
２１ ライト（報知機器）
２２ ホーン（報知機器）
２３ａ，２４ 報知ランプ（報知機器）
３０ 高電圧系統（高電圧系統回路）
５１ 衝突検出センサ
５２ 地絡センサ
６０ スイッチ類（電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ）
６１ａ，６１ｂ スイッチ（同上）
６２ａ，６２ｂ スイッチ（同上）
６３ プリチャージスイッチ（同上）

Claims (6)

1. 外部の充電設備からの電力により充電される蓄電池の電力を用いて電気機器を作動させることにより駆動される電気自動車であって、
   前記電気自動車は、
   前記蓄電池を有する１次側回路と、
   前記電気機器を有する２次側回路と、
   前記１次側回路と前記２次側回路との電気的接続をＯＮ／ＯＦＦするスイッチと、
   を含んで構成される高電圧系統回路を備えるとともに、
   前記蓄電池の充放電を制御する車両制御システムと、
   衝突時に乗員を保護するエアバッグシステムとを、さらに備え、
   前記車両制御システムは、
   前記蓄電池が充電中か否かを検出する充電検出部と、
   前記エアバッグシステムの衝突検出センサの信号に基づいて当該電気自動車への衝突の有無を検出する衝突検出部と、
   前記蓄電池の充放電を制御する制御部と
   を含んで構成される制御装置を備え、
   前記エアバッグシステムの前記衝突検出センサは、当該電気自動車のイグニッションスイッチがＯＦＦでも、当該衝突検出センサに電源が供給されて起動され、
   前記制御部は、前記充電検出部が充電中であることを検出し、かつ前記衝突検出部が前記エアバッグシステムの衝突検出センサを介して衝突を検出したときは、前記スイッチをＯＦＦにすること
   を特徴とする電気自動車。
2. 前記車両制御システムは、
   地絡を検出する地絡検出部を備え、
   前記制御部は、前記地絡検出部が地絡を検出したときは、前記スイッチをＯＦＦにする
   こと
   を特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
3. 前記車両制御システムは、
   前記衝突検出部が衝突を検出した衝突回数を計測する衝突回数計測部を備え、
   前記制御部は、前記充電中において、前記衝突回数が所定回数を超えたときに前記スイッチをＯＦＦにすること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気自動車。
4. 前記充電検出部は、
   前記蓄電池への充電に関連して得られる信号に基づいて充電意思を検出し、
   前記充電検出部によって充電意思が検出された場合、前記エアバッグシステムの前記衝突検出センサに電源が供給されて起動され、
   前記衝突検出部は、
   前記衝突検出センサから入力される衝突荷重が所定の閾値よりも大きいときに衝突を検出すること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電気自動車。
5. 前記制御部は、前記スイッチをＯＦＦにして前記充電を禁止したときにその旨を車外で認識できるように当該電気自動車が備える報知機器を介して報知すること
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電気自動車。
6. 車内の乗員の有無を検出する人感センサを備え、
   前記エアバッグシステムは、充電中において、前記人感センサにより車内に乗員がいないことが確認された場合は、エアバッグの展開を禁止すること
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電気自動車。

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