JP5686242B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は、走行用のモータおよび前記モータへ電力を供給する高電圧バッテリを備え、外部電源により前記高電圧バッテリの充電を行う手段を備えた、電気自動車およびプラグインハイブリッド自動車からなる車両の制御装置に関する。
家庭用電源などから得た電力を高電圧バッテリに蓄え、前記高電圧バッテリの電力のみを使って走行を行うことができる電気自動車およびプラグインハイブリッド自動車が公知である。
このような車両では、モータやエンジン、バッテリなどの各コンポーネントの情報を管理し、統合制御を行う制御装置（「統合ＥＣＵ」ともいう。）を備えている、もしくは、いずれかのコンポーネントの制御装置に上述の機能を持たせていることが多い。
また、このような車両では、以下に開示する特許文献１に示されるように、走行制御と外部電源（ここで言う「外部電源」とは、家庭用電源と急速充電の両方を指す。）による充電制御を区別し、誤動作を防止する構成としているのが一般的である。
特開平２−２９０１０６号公報 特開平８−２９４２０２号公報 特開２００９−７１９０１号公報
ところで、前記電気自動車およびプラグインハイブリッド自動車からなる車両は、従来のガソリン車にはない外部充電を実施するため、故障発生時の車両状態にも様々なパターンが考えられる。
例えば、
（１）走行サイクルもしくは外部充電サイクルを実施している最中であるのか、
（２）開始する前であるのか、
（３）前回実施したのは走行サイクルであったのか、
（４）外部充電サイクルであったのか、
などであり、それらを考慮しなければ、最適なフェイルセーフ処理を実施できない可能性がある。
その例として、走行可能距離の著しい低下を招くＤＣ／ＤＣコンバータや高電圧バッテリ関連の故障、著しい出力制限を伴う駆動系やブレーキ関連の故障などの、リンプホーム走行を強いられる故障が発生した場合について考える。
もし、前記の故障を走行サイクル中に検出したのであれば、車両をその場で停止させてしまうことはドライバーにとって不利益であるため、リンプホーム走行を許可すべきであることは明らかである。
一方、前記の故障を走行サイクルの開始前に検出した場合も、前述した走行サイクル中の例と同様に許可したとすると、車両は走行を開始後すぐにリンプホーム走行状態に陥り、他車と衝突する可能性が無く、交通の妨げにもならない場所に辿り着く前に車両が停止してしまう可能性が考えられ、この場合は一様に走行を許可すべきであると言うことはできない。
逆に、ドライバーが異常を察知してその場で一時停止し、再始動を試みている可能性も考えられるため、走行サイクルの開始前に前記の故障を検出したからと言って、一様に走行を禁止すべきであると言うこともできない。
リンプホーム走行の目的の１つは、他車と衝突する可能性が無く、交通の妨げにもならない場所まで車両を移動させることであり、上記の例のような場合に走行開始を許可すべきか否かは、故障検出時に車両が他車と衝突する可能性が無く、交通の妨げにもならない場所にあるか否か、他車と衝突する可能性が無く、交通の妨げにもならない状態であるあるか否かで判断されるべきである。
そのためには、故障診断およびフェイルセーフ処理を、現在実施している走行サイクルもしくは充電サイクルの情報のみを基にして行うのではなく、前回実施していた走行サイクルもしくは充電サイクルにおける情報も考慮して行わなければならない。
このような問題点を解決するために、上記の特許文献２などに開示されているように、走行制御コントローラと充電制御コントローラとを備える電気自動車において、一方の制御コントローラによる故障検出情報を他方の制御コントローラに伝達する方法、上記の特許文献３に開示されているように、走行中に充電用コンタクタの短絡故障を診断し、停車後にシステムを停止する方法、などが提案されている。
しかしながら、上述した特許文献２及び３では、夫々以下に示すような問題点がある。
まず、上記の特許文献２などに関しては、走行制御コントローラと充電制御コントローラとの間で故障診断情報の交換を行うことで、主制御回路の故障検出範囲を広げることを目的としており、走行制御と充電制御とを同一のコントローラで実施する統合ＥＣＵである制御装置を備えたシステムを対象としていないという不都合がある。
また、上記の特許文献２などは、故障検出後のフェイルセーフ処理について特に考慮されていないことからも、上記課題の解決とはならないものである。
上記の特許文献３に関しても、走行中に外部充電に必要な部品の故障診断を行うことで故障検出範囲を広げ、その走行サイクルにおける安全性をより向上させることを目的としており、上記課題の解決とはならないという不都合がある。
この発明は、車両外部の電源によって高電圧バッテリを充電していた場合には走行を禁止し、車両状態に適したフェールセーフ処理を実現することを目的としている。
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、車輪を駆動するモータと、このモータに電力を供給する高電圧バッテリと、車両外部の電源によって前記高電圧バッテリを充電する充電手段とを備えた車両の制御装置において、車両の走行をリンプホーム走行に切り換える必要のある故障状態を検出する故障検出手段と、前記車両の走行を禁止する走行禁止手段と、を備え、前記車両の走行開始前の初期チェックにおいて前記故障検出手段により前記故障が検出され、かつ、初期チェック直前に車両外部の前記電源によって前記高電圧バッテリを充電していた場合、前記走行禁止手段により前記車両の走行を禁止する、一方、前記車両の走行開始前の初期チェックにおいて前記故障検出手段により前記故障が検出され、かつ、初期チェック直前に前記車両が走行していた場合、前記車両の走行を禁止しないことを特徴とする。
この発明によれば、初期チェックにより重大な故障が検出された場合において、車両外部の電源によって高電圧バッテリを充電可能な場所は、他車両と衝突する可能性が無く、交通の妨げにもならない場所と考えられるので、車両外部の電源によって高電圧バッテリを充電していた場合、走行しない方がフェールセーフ上望ましい。
この発明は、車両外部の電源によって高電圧バッテリを充電していた場合には走行を禁止するため、車両状態に適したフェールセーフ処理を実現することができる。
図１は車両の制御装置の制御用フローチャートである。（実施例） 図２は車両の制御装置のシステム図である。（実施例）
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
図１及び図２はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１は電気自動車およびプラグインハイブリッド自動車からなる車両、２はこの車両１の制御装置である。
この車両１の制御装置２は、図２に示す如く、図示しない車輪を駆動するモータ３と、このモータ３に電力を供給する高電圧バッテリ４と、車両外部の電源５によって前記高電圧バッテリ４を充電する充電手段６とを備えている。
つまり、前記車両１の制御装置２において、高電圧バッテリ４はインバータ７、ＤＣ／ＤＣコンバータ８、そして車載充電器からなる前記充電手段６に接続され、駆動用の前記モータ３は前記インバータ７によって制御される。
また、前記高電圧バッテリ４の電圧は前記ＤＣ／ＤＣコンバータ８により降圧され、低電圧バッテリ（「１２Ｖバッテリ」ともいう。）９及び各電気負荷へと供給される。
そして、前記充電手段６は、車両外部の前記電源５からの交流電流を直流電流に変換し、前記高電圧バッテリ４の充電を行う。
このとき、前記インバータ７及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータ８、車載充電器からなる前記充電手段６は前記車両１の制御装置２によって統合制御される。
また、この発明は、車両外部の前記電源５により前記高電圧バッテリ４の充電を行う電気自動車およびプラグインハイブリッド自動車からなる車両１において、走行開始前の初期チェック段階で、走行可能距離の著しい低下や、著しい出力制限などのリンプホーム走行を強いられる故障を検出した場合、外部充電を実施できる場所は他車と衝突する可能性が無く、交通の妨げにもならない場所であるという観点から、前回実施されたのが外部充電サイクルであったのか否かを判定し、前回実施されたのが走行サイクルであれば走行開始を許可し、前回実施されたのが外部充電サイクルであれば走行開始を禁止することで、車両状態に適したフェイルセーフ処理が実現できるように構成するものである。
すなわち、前記車両１の制御装置２において、特定の故障を検出する故障検出手段１１と、前記車両１の走行を禁止する走行禁止手段１２と、前記車両１の走行開始前の初期チェックにおいて前記故障検出手段１１により前記故障が検出され、かつ、初期チェック直前に車両外部の前記電源５によって前記高電圧バッテリ４を充電していた場合、前記走行禁止手段１２により前記車両１の走行を禁止する構成とする。
詳述すれば、前記車両１の制御装置２は、図２に示す如く、例えば、初期チェック直前に実施したのが走行サイクルであったのか、それとも前記電源５によって前記高電圧バッテリ４の充電を行う充電サイクルであったのか、という情報を保存しておく記憶手段１０と、特定の故障を検出する故障検出手段１１と、前記車両１の走行を禁止する走行禁止手段１２とを内蔵している。
そして、前記車両１の走行開始前の初期チェックにおいて前記故障検出手段１１により前記故障が検出され、かつ、前記記憶手段１０に保存されている情報が充電サイクルである場合に、前記車両１の制御装置２は、前記走行禁止手段１２により前記車両１の走行を禁止するものである。
従って、初期チェックにより重大な故障が検出された場合において、車両外部の前記電源５によって前記高電圧バッテリ４を充電可能な場所は、他車両と衝突する可能性が無く、交通の妨げにもならない場所と考えられるので、車両外部の電源５によって前記高電圧バッテリ４を充電していた場合、走行しない方がフェールセーフ上望ましい。
この発明は、車両外部の電源５によって前記高電圧バッテリ４を充電していた場合には走行を禁止するため、車両状態に適したフェールセーフ処理を実現することができる。
また、特定の故障は、前記車両１の走行をリンプホーム走行に切り換える必要のある故障状態である。
前記車両１の走行をリンプホーム走行に切り換える必要のある故障状態、例えば走行可能な距離の著しい低下、または、著しい駆動力の制限を引き起こすことが予想される故障状態の場合、走行開始後すぐに走行不能な状態に陥り、他車両と衝突する可能性があったり、交通の妨げになったりする場所に停車する可能性が大きい。
従って、他車両と衝突する可能性は無く、交通の妨げにもならない場所に車両がある場合、走行しない方がフェールセーフ上望ましい。
この発明は、走行可能な距離の著しい低下、または、著しい駆動力の制限を引き起こすことが予想される場合には走行を禁止するため、車両状態に適したフェールセーフ処理を実現することができる。
更に、前記車両１の制御装置２は、車両１の十分な退避走行を行うことが可能な状態か否かを判定する走行禁止判定手段１３を備え、前記故障検出手段１１により前記故障が検出され、かつ、初期チェック直前に車両外部の前記電源５によって前記高電圧バッテリ４を充電していた場合であっても、前記走行禁止判定手段１３により前記車両１が十分な退避走行を行うことが可能な状態であると判定された時には、前記走行禁止手段１２により走行を禁止しない構成とする。
つまり、前記車両１の制御装置２は、図２に示す如く、例えば、車両１の十分な退避走行を行うことが可能な状態か否かを判定する走行禁止判定手段１３を内蔵している。
そして、前記故障検出手段１１により前記故障が検出され、かつ、前記記憶手段１０に保存されている情報が充電サイクルである場合であっても、前記走行禁止判定手段１３により前記車両１が十分な退避走行を行うことが可能な状態であると判定された時に、前記車両１の制御装置２は、前記走行禁止手段１２により走行を禁止しないものである。
従って、例えば、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ８の故障により、１２Ｖバッテリである低電圧バッテリ９の充電が不可能になった場合でも、低電圧バッテリ９の電圧低下の度合等から前記車両１が十分な退避走行可能な状態である場合には走行を禁止しないため、車両状態に適したフェールセーフ処理を実現することができる。
次に、図１の前記車両１の制御装置２の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
この車両１の制御装置２の制御用プログラムがスタート（１０１）すると、走行サイクル開始前、かつ、初期チェック中か否かの判断（１０２）に移行する。
この走行サイクル開始前、かつ、初期チェック中か否かの判断（１０２）において、判断（１０２）がＮＯの場合には、後述するリターン（１０７）に移行し、今回の処理を終了する。
判断（１０２）がＹＥＳの場合には、部品Ａに故障があるか否かの判断（１０３）に移行する。
このとき、部品Ａとは、これが故障すれば走行可能距離の著しい低下や、著しい出力制限などのリンプホーム走行を招くことが予想される部品である。
また、故障があるか否かの判定には、初期チェック中に故障があると判定した場合だけでなく、以前実施されたサイクルで検出された故障が正常復帰できない場合も含む。
上述の部品Ａに故障があるか否かの判断（１０３）において、判断（１０３）がＮＯの場合には、リターン（１０７）に移行し、今回の処理を終了する。
判断（１０３）がＹＥＳの場合には、前回実施した車両制御は外部充電サイクルであるか否かの判断（１０４）に移行する。
そして、前回実施した車両制御は外部充電サイクルであるか否かの判断（１０４）において、判断（１０４）がＮＯの場合には、リターン（１０７）に移行し、今回の処理を終了する。
判断（１０４）がＹＥＳの場合には、走行禁止判定が成立するか否かの判断（１０５）に移行する。
なお、走行禁止判定とは、予め設定された判定基準を基として、部品Ａの故障状態および現在の車両状態（例えば、前記高電圧バッテリ４の残量、１２Ｖバッテリである低電圧バッテリ９の電圧低下の度合、出力制限の程度、など）が、十分な退避走行を行うことが可能な状態であるか否かを判定し、車両１が十分に退避走行を行うことが不可能な状況であれば成立し、そうでなければ非成立とする。
上述の走行禁止判定が成立するか否かの判断（１０５）において、判断（１０５）がＮＯ、つまり走行禁止判定が成立しない場合には、前記車両１の走行を禁止することなく、リターン（１０７）に移行し、今回の処理を終了する。
判断（１０５）がＹＥＳ、つまり走行禁止判定が成立する場合には、前記車両１の制御装置２の走行禁止手段１２により前記車両１の走行を禁止する処理（１０６）に移行し、その後に、リターン（１０７）に移行して今回の処理を終了する。
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
例えば、この発明の実施例においては、前記車両の制御装置の制御用プログラム中の走行禁止判定が成立するか否かの判断（１０５）において、走行禁止判定により車両が十分な退避走行を行うことが可能であるか否かを判定し、フェイルセーフ処理を切り分ける構成とした。
しかし、走行禁止判定を実施せず、部品Ａを、これが故障すれば必ず車両が十分な退避走行を行うことが不可能となる部品に限定する構成としてもよい。
ただし、この場合も部品Ａの故障部位および故障状態については判別する方が望ましい。
この場合、上述した図１の制御用フローチャートの構成に比べ、車両状態のモニタおよび十分な退避走行を行うことが可能であるかの判定を行う処理が不要となるため、制御の簡素化および初期チェックにかかる処理時間がより短縮化できるが、車両状態に応じた最適なフェイルセーフ制御が実施できなくなる。
１ 車両
２ 制御装置
３ モータ
４ 高電圧バッテリ
５ 電源
６ 充電手段
７ インバータ
８ ＤＣ／ＤＣコンバータ
９ 低電圧バッテリ（「１２Ｖバッテリ」ともいう。）
１０ 記憶手段
１１ 故障検出手段
１２ 走行禁止手段
１３ 走行禁止判定手段

Claims (2)

  1. 車輪を駆動するモータと、このモータに電力を供給する高電圧バッテリと、車両外部の電源によって前記高電圧バッテリを充電する充電手段とを備えた車両の制御装置において、車両の走行をリンプホーム走行に切り換える必要のある故障状態を検出する故障検出手段と、前記車両の走行を禁止する走行禁止手段と、を備え、前記車両の走行開始前の初期チェックにおいて前記故障検出手段により前記故障が検出され、かつ、初期チェック直前に車両外部の前記電源によって前記高電圧バッテリを充電していた場合、前記走行禁止手段により前記車両の走行を禁止する、一方、前記車両の走行開始前の初期チェックにおいて前記故障検出手段により前記故障が検出され、かつ、初期チェック直前に前記車両が走行していた場合、前記車両の走行を禁止しないことを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記車両の十分なリンプホーム走行を行うことが可能な状態か否かを判定する走行禁止判定手段を備え、前記車両の走行開始前の初期チェックにおいて前記故障検出手段により前記故障が検出され、かつ、初期チェック直前に車両外部の前記電源によって前記高電圧バッテリを充電していて、かつ、前記走行禁止判定手段により前記車両が十分なリンプホーム走行を行うことが可能な状態ではないと判定された時には、前記走行禁止手段により前記車両の走行を禁止する、一方、前記故障検出手段により前記故障が検出され、かつ、初期チェック直前に車両外部の前記電源によって前記高電圧バッテリを充電していた場合であっても、前記走行禁止判定手段により前記車両が十分なリンプホーム走行を行うことが可能な状態であると判定された時には、前記走行禁止手段により走行を禁止しないことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
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