JP6493314B2 - 電気自動車 - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、電気自動車に関する。ここでいう電気自動車は、車輪を駆動するモータを有する自動車を広く意味する。電気自動車には、特に限定されないが、外部の電力によって再充電される再充電式電気自動車、燃料電池を有する燃料電池車、太陽電池を有する太陽電池車、エンジンをさらに有するハイブリッド車、及び、これらの二以上の特徴を有する自動車が含まれる。

電気自動車が知られている。電気自動車は、車輪を駆動するモータを有する。モータに電力を供給する電力供給回路には、例えばＤＣ−ＤＣコンバータやインバータに加えて、平滑コンデンサを設けることができる。平滑コンデンサは、電荷を蓄えることによって、電力供給回路内における電圧の変動を抑制する。電気自動車が使用されている間、平滑コンデンサには高電圧で電荷が蓄えられる。そのことから、電気自動車が衝突したときは、平滑コンデンサを速やかに放電させることが求められる。

平滑コンデンサを放電するために、電気自動車は、放電処理を実行するプロセッサをさらに備えることができる。放電処理は、電気自動車が衝突したときに、電力供給回路を制御することによって、平滑コンデンサを放電させる処理である。例えば、プロセッサは、インバータ回路を制御することにより、モータを通じて平滑コンデンサを放電させることができる。この場合、プロセッサは、モータの出力トルクがゼロとなるように、モータに流れる電流を調節することができる。このような制御は、ゼロトルク制御と称される。以上に説明した技術の一例が、特許文献１に記載されている。

特開２００６―１４１１５８号公報

電気自動車は、電源とリレー回路をさらに備えることができる。電源は、例えば補機バッテリであり、プロセッサを含む複数の電気的負荷に、ヒューズを介して電気的に接続される。リレー回路は、プロセッサとの間に電気的に接続されており、プロセッサから出力されるリレー駆動信号に応じて駆動されて、電源とプロセッサとの間を電気的に接続する。このような構成によると、プロセッサは、例えば自己の動作を停止するときに、リレー駆動信号の出力を停止することによって、自己と電源との間を電気的に切断することができる。

電気自動車が衝突したときに、電源と電気的負荷とを接続する導電経路（例えばワイヤハーネス）や、電気的負荷自体が損傷を受けることがあり、それによって電源の短絡が生じることがある。この場合、ヒューズが溶断することによって、電源の短絡は速やかに解消され、他の電気的負荷への電力供給は再開される。しかしながら、短絡が生じてからヒューズが溶断するまでの間は、電源の出力電圧が一時的に低下することから、プロセッサが動作を停止することがある。プロセッサが動作を停止すると、プロセッサによるリレー駆動信号の出力も停止され、リレー回路の駆動も中止される。その結果、電源とプロセッサとの間が電気的に切断される。この場合、その後に電源の出力電圧が回復したとしても、プロセッサは再起動することができず、平滑コンデンサの放電を実施できないことがある。

本明細書は、電源の出力電圧が一時的に低下してプロセッサが動作を停止したときに、プロセッサの再起動を可能とする技術を提供する。

本明細書は、電気自動車を開示する。この電気自動車は、車輪を駆動するモータと、モータに電力を供給する電力供給回路に設けられた平滑コンデンサと、自動車が衝突したときに電力供給回路を制御して平滑コンデンサを放電させる放電処理を実行するプロセッサと、プロセッサを含む複数の電気的負荷のそれぞれにヒューズを介して電気的に接続された電源と、電源とプロセッサとの間に電気的に接続されており、プロセッサから出力されるリレー駆動信号に応じて駆動されて、電源と制御ユニットとの間を電気的に接続するリレー回路と、プロセッサがリレー駆動信号の出力を停止したときに、リレー回路を一時的に駆動し続ける保持回路を備える。

この電気自動車においても、前述した電源の短絡が生じたときは、電源の出力電圧が一時的に低下することによって、プロセッサが動作を停止することがある。プロセッサが動作を停止すると、プロセッサからリレー駆動信号の出力も停止される。しかしながら、プロセッサがリレー駆動信号の出力を中止しても、保持回路がリレー回路を一時的に駆動し続ける。その間に電源の出力電圧が回復すれば、プロセッサは再起動して、リレー駆動信号の出力を再開することができる。そして、プロセッサは、放電処理を実行することによって、平滑コンデンサを放電させることができる。

ハイブリッド車１０の構成を模式的に示すブロック図。 電力供給回路３２の内部構成を模式的に示す。 モータ制御ユニット４４の内部構成を模式的に示す。 プロセッサ６２による放電処理に係るタイムチャートの一例。 補機バッテリ３４に生じる短絡の一例を示す。 補機バッテリ３４に短絡が生じた場合のプロセッサ６２による放電処理に係るタイムチャートの一例。 変形例のモータ制御ユニット１４４の内部構成を模式的に示す。 変形例においてプロセッサ６２による放電処理に係るタイムチャートの一例。図４、図６、８において、同一の符号は同一又は対応する指標を示す。 他の変形例のモータ制御ユニット２４４の内部構成を模式的に示す。

図面を参照して一実施形態のハイブリッド車１０を説明する。ハイブリッド車１０は、本明細書が開示する電気自動車の一例である。以下に説明するハイブリッド車１０の構成は、その他の種類の電気自動車にも適用することができる。図１に示すように、本実施形態のハイブリッド車１０は、車体１２と、車体１２に対して回転可能に支持された四つの車輪１４、１６を備える。四つの車輪１４、１６には、一対の駆動輪１４と一対の従動輪１６が含まれる。一対の駆動輪１４は、デファレンシャルギア１８を介して、出力軸２０に接続されている。出力軸２０は、車体１２に対して回転可能に支持されている。一例ではあるが、一対の駆動輪１４は車体１２の後部に位置する後輪であり、一対の従動輪１６は車体１２の前部に位置する前輪である。一対の駆動輪１４は互いに同軸に配置されており、一対の従動輪１６も互いに同軸に配置されている。

ハイブリッド車１０は、エンジン２２、第１モータジェネレータ２４（図中では１ＭＧ）及び第２モータジェネレータ２６（図中では２ＭＧ）をさらに備える。エンジン２２は、ガソリンといった燃料を燃焼して動力を出力する。第１モータジェネレータ２４及び第２モータジェネレータ２６のそれぞれは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相を有する三相モータジェネレータである。以下では、第１モータジェネレータ２４を単に第１モータ２４と称し、第２モータジェネレータ２６を単に第２モータ２６と称する。エンジン２２は、動力分配機構２８を介して、出力軸２０及び第１モータ２４に接続されている。動力分配機構２８は、エンジン２２が出力する動力を、出力軸２０及び第１モータ２４へ分配する。一例ではあるが、本実施形態における動力分配機構２８は、遊星歯車機構を有する。一方、第２モータ２６は、出力軸２０に接続されている。このような構成により、第１モータ２４は、エンジン２２によって駆動されるジェネレータとして機能する。また、第１モータ２４は、エンジン２２を始動するためのスタータモータとしても機能する。一方、第２モータ２６は、主に、一対の駆動輪１４を駆動するモータとして機能する。また、第２モータ２６は、ハイブリッド車１０が回生制動を実施するときに、ジェネレータとしても機能する。

ハイブリッド車１０は、メインバッテリ３０と電力供給回路３２をさらに備える。メインバッテリ３０は、電力供給回路３２を介して、第１モータ２４及び第２モータ２６へ電気的に接続されている。メインバッテリ３０は、再充電可能なバッテリであり、特に限定されないが、複数のリチウムイオンセルを有する。電力供給回路３２は、メインバッテリ３０から第１モータ２４及び第２モータ２６のそれぞれに、電力を供給する。また、電力供給回路３２は、第１モータ２４又は第２モータ２６で発電された電力を、メインバッテリ３０に供給する。一例ではあるが、本実施形態におけるメインバッテリ３０の定格電圧は、約２００ボルトであり、第１モータ２４及び第２モータ２６の定格電圧は約６００ボルトである。即ち、メインバッテリ３０の定格電圧は、第１モータ２４及び第２モータ２６の定格電圧よりも低い。但し、メインバッテリ３０、第１モータ２４及び第２モータ２６の定格電圧の具体的な値や、それらの大小関係については特に限定されない。

図２に示すように、電力供給回路３２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０と第１インバータ５２と第２インバータ５４を有する。ＤＣ−ＤＣコンバータ５０は、昇圧及び降圧が可能なＤＣ−ＤＣコンバータである。一例ではあるが、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０は、インダクタＬ１、上アームスイッチング素子Ｑ１３、下アームスイッチング素子Ｑ１４、上アームダイオードＤ１３及び下アームダイオードＤ１４を有する。ＤＣ−ＤＣコンバータは、下アームスイッチング素子Ｑ１４を断続的にオンすることによって、昇圧コンバータとして機能する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータは、上アームスイッチング素子Ｑ１３が断続的にオンすることによって、降圧コンバータとして機能する。

第１インバータ５２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を有する。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の対応する一つに並列に接続されている。第１インバータ５２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、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０からの直流電力を交流電力に変換する。同様に、第２インバータ５４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を有する。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の対応する一つに並列に接続されている。第２インバータ５４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、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０からの直流電力を交流電力に変換する。

メインバッテリ３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０及び第１インバータ５２を介して、第１モータ２４に接続されている。第１モータ２４がモータとして機能する場合、メインバッテリ３０からの直流電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０で昇圧され、次いで第１インバータ５２で交流電力に変換された後に、第１モータ２４へ供給される。一方、第１モータ２４がジェネレータとして機能する場合は、第１モータ２４からの交流電力が、第１インバータ５２で直流電力に変換され、次にＤＣ−ＤＣコンバータ５０で降圧された後に、メインバッテリ３０に供給される。

同様に、メインバッテリ３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０及び第２インバータ５４を介して、第２モータ２６に接続されている。第２モータ２６がモータとして機能する場合、メインバッテリ３０からの直流電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０で昇圧され、次に第２インバータ５４で交流電力に変換された後に、第２モータ２６へ供給される。一方、第２モータ２６がジェネレータとして機能する場合は、第２モータ２６からの交流電力が、第２インバータ５４で直流電力に変換され、次にＤＣ−ＤＣコンバータ５０で降圧された後に、メインバッテリ３０に供給される。なお、本実施形態における電力供給回路３２の構成は一例であり、メインバッテリ３０、第１モータ２４及び第２モータ２６の構成に応じて、電力供給回路３２の構成は適宜変更することができる。例えば、メインバッテリ３０の定格電圧と、第１モータ２４及び第２モータ２６の定格電圧が同じであれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０は必ずしも必要とされない。

電力供給回路３２は、第１平滑コンデンサＣ１と第２平滑コンデンサＣ２をさらに備える。第１平滑コンデンサＣ１は、メインバッテリ３０とＤＣ−ＤＣコンバータ５０との間に位置しており、第２平滑コンデンサＣ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０と第１インバータ５２との間であって、かつ、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０と第２インバータ５４との間に位置している。第１平滑コンデンサＣ１と第２平滑コンデンサＣ２のそれぞれは、電荷を蓄えることによって、電力供給回路３２内における電圧の変動を抑制する。例えば、第１平滑コンデンサＣ１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０からメインバッテリ３０に出力される直流電圧の変動を抑制する。また、第２平滑コンデンサＣ２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０から第１インバータ５２及び第２インバータ５４に出力される直流電圧の変動を抑制する。なお、電力供給回路３２は、第１平滑コンデンサＣ１と第２平滑コンデンサＣ２の一方のみを備えてもよいし、他の平滑コンデンサをさらに備えてもよい。電力供給回路３２の構成に応じて、平滑コンデンサの数及び位置は適宜変更することができる。

図１に戻り、ハイブリッド車１０は、ハイブリッド制御ユニット４０（図中ではＨＶ−ＥＣＵ）と、エンジン制御ユニット４２（図中ではＥＮＧ−ＥＣＵ）と、モータ制御ユニット４４（図中ではＭＧ−ＥＣＵ）と、エアバッグ制御ユニット４６（図中ではＡＢ−ＥＣＵ）をさらに備える。エンジン制御ユニット４２は、エンジン２２と通信可能に接続されており、エンジン２２の動作を制御する。モータ制御ユニット４４は、電力供給回路３２と通信可能に接続されており、電力供給回路３２の動作を制御する。詳しくは、モータ制御ユニット４４は、電力供給回路３２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１４を制御し、それによって第１モータ２４及び第２モータ２６の動作を制御する。ハイブリッド制御ユニット４０は、通信経路４８を介して、エンジン制御ユニット４２、モータ制御ユニット４４及びエアバッグ制御ユニット４６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、ハイブリッド車１０の全体の動作を制御する。

エアバッグ制御ユニット４６は、ハイブリッド車１０に設けられた一又は複数のエアバッグ（図示省略）の動作を制御する。特に、エアバッグ制御ユニット４６は、例えば加速度センサを有しており、ハイブリッド車１０の衝突を検知することができる。そして、エアバッグ制御ユニット４６は、ハイブリッド車１０の衝突を検知したときに、エアバッグを作動させる。また、エアバッグ制御ユニット４６は、ハイブリッド車１０の衝突を検知したときに、ハイブリッド制御ユニット４０及びモータ制御ユニット４４を含む複数の制御ユニットに対して、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よい。なお、ハイブリッド車１０は、エアバッグ制御ユニット４６に代えて、又は加えて、ハイブリッド車１０の衝突を検知する他の衝突検知装置を備えてもよい。

図１、図２に示すように、ハイブリッド車１０は、補機バッテリ３４と充電回路３６をさらに備える。補機バッテリ３４は、充電回路３６を介してメインバッテリ３０に電気的に接続されている。補機バッテリ３４は、例えばモータ制御ユニット４４を含む、ハイブリッド車１０に搭載された複数の電気的負荷に電力を供給する電源である。一例であるが、補機バッテリ３４の定格電圧は１２ボルトである。補機バッテリ３４は、再充電可能なバッテリであり、メインバッテリ３０から供給される電力によって充電される。充電回路３６は、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを有し、メインバッテリ３０からの直流電圧を、補機バッテリ３４の充電に適した直流電圧へ降圧し、それによって補機バッテリ３４を充電する。

図３に示すように、補機バッテリ３４は、モータ制御ユニット４４を含む複数の電気的負荷にヒューズ１０４を介して電気的に接続されている。なお、複数の電気的負荷には、エアバッグ制御ユニット４６及びその他の電気的負荷５８も含まれる。なお、図３に示すその他の電気的負荷５８には、例えば、前述したハイブリッド制御ユニット４０やエンジン制御ユニット４２が含まれる。エアバッグ制御ユニット４６には、第１バックアップ電源４７が設けられている。第１バックアップ電源４７は、再充電可能な蓄電素子（例えばコンデンサ又は二次電池）を有し、補機バッテリ３４によって充電される。第１バックアップ電源４７は、補機バッテリ３４からエアバッグ制御ユニット４６への電力供給が中止されたときに、補機バッテリ３４に代わって、エアバッグ制御ユニット４６へ電力を供給する。これにより、例えば補機バッテリ３４とエアバッグ制御ユニット４６との間のヒューズ１０４が溶断したときでも、エアバッグ制御ユニット４６は所定の時間に亘って動作を継続することができる。

図３に示すように、モータ制御ユニット４４は、電源回路６０とプロセッサ６２を備える。プロセッサ６２は、電源回路６０を介して補機バッテリ３４に電気的に接続されており、補機バッテリ３４からの供給電力によって動作する。電源回路６０と補機バッテリ３４との間には、ヒューズ１０４及び後述するリレー回路８０が電気的に介挿されている。電源回路６０は、補機バッテリ３４から入力される電圧を、プロセッサ６２の定格電圧に応じた電圧に調整する。一例ではあるが、本実施形態における電源回路６０は、補機バッテリ３４から入力される１２ボルトの電圧を、５ボルトに調整して出力する。プロセッサ６２は、ＣＰＵ及びメモリを有しており、メモリに記憶された複数のプログラム及び複数のパラメータを用いて、複数の処理を実行することができる。この複数の処理には、図３で模式的に示すように、リレー駆動処理６４、異常停止検出処理６６、衝突判定処理６８及び放電処理７０が含まれる。また、図示省略するが、プロセッサ６２は、ハイブリッド制御ユニット４０による動作指令（例えば、第１モータ２４及び第２モータ２６の目標トルク）に基づいて、電力供給回路３２の動作を制御する処理を実行することができる。そのために、モータ制御ユニット４４は、図３に示すプロセッサ６２に加えて、少なくとも一つのプロセッサをさらに備えてもよい。

衝突判定処理６８は、エアバッグ制御ユニット４６から出力される衝突信号に基づいて、ハイブリッド車１０が衝突したのか否かを判定する処理である。プロセッサ６２には、エアバッグ制御ユニット４６から出力される衝突信号が、インターフェース回路１０２を介して入力される。放電処理７０は、衝突判定処理６８によってハイブリッド車１０が衝突したと判定されたときに、電力供給回路３２を制御して第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２を放電させる処理である。一例ではあるが、この放電処理７０では、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０及び第２インバータ５４を制御し、第２モータ２６を通じて第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２を放電させることができる。この場合、第２モータ２６の出力トルクがゼロとなるように、第２モータ２６に流れる電流を調節するとよい。即ち、第２モータ２６のゼロトルク制御を実行するとよい。なお、他の実施形態において、電力供給回路３２が、第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２を放電可能な他の回路構造を有するときは、放電処理７０においてその回路構造を利用してもよい。なお、放電処理７０の実行時には、図示されないスイッチ又はリレーによって、メインバッテリ３０が電力供給回路３２から電気的に切断される。リレー駆動処理６４及び異常停止検出処理６６については、後段において説明する。

衝突判定処理６８及び放電処理７０を実行することによって、プロセッサ６２は、ハイブリッド車１０が衝突したときに、電力供給回路３２の第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２を放電させることができる。図４に示すように、例えば時刻ｔ１においてハイブリッド車１０の衝突が発生したとする。この場合、時刻ｔ２において、エアバッグ制御ユニット４６が衝突信号の出力を開始する（図中のＡ１参照）。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間Ｔ１は、エアバッグ制御ユニット４６が衝突を検知するのに要する処理時間を示す。エアバッグ制御ユニット４６が衝突信号の出力を開始すると、時刻ｔ３においてプロセッサ６２が放電処理７０を開始する（図中のＡ２参照）。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間Ｔ２は、プロセッサ６２が衝突判定処理６８に要する時間である。プロセッサ６２は、ノイズ信号による誤判定を避けるために、時間Ｔ２に亘って衝突信号を受信し続けたときに、ハイブリッド車１０が衝突したと判定する。一例ではあるが、本実施形態では、時間Ｔ１の設計値が５０ミリ秒であり、時間Ｔ２の設計値が１８０ミリ秒である。

図３に戻り、モータ制御ユニット４４は、リレー回路８０をさらに備える。リレー回路８０は、補機バッテリ３４と電源回路６０との間に電気的に接続されている。リレー回路８０は、プロセッサ６２から出力されるリレー駆動信号に応じて駆動されて、補機バッテリ３４と電源回路６０との間を電気的に接続する。即ち、プロセッサ６２がリレー駆動信号を出力している間は、補機バッテリ３４とプロセッサ６２が電気的に接続され、補機バッテリ３４からプロセッサ６２に電力が供給される。一方、プロセッサ６２が動作を停止するときは、プロセッサ６２がリレー駆動信号の出力を停止して、補機バッテリ３４からの電力供給を自ら遮断する。本実施形態におけるリレー駆動信号は、所定の直流電圧（例えば３〜５ボルト）を有する信号である。モータ制御ユニット４４はさらに、回路保護用のダイオード９８と、ノイズ防止用のコンデンサ９６を備えてもよい。

リレー回路８０の具体的な構成については、特に限定されない。一例ではあるが、本実施形態におけるリレー回路８０は、ｐチャネル型電界効果トランジスタ８２（以下、ｐ−ＦＥＴ８２）と、ｎチャネル型電界効果トランジスタ８８（以下、ｎ−ＦＥＴ８８）を有する。ｐ−ＦＥＴ８２のソースは、補機バッテリ３４に電気的に接続されており、ｐ−ＦＥＴ８２のドレインは、電源回路６０に電気的に接続されている。これにより、ｐ−ＦＥＴ８２は、補機バッテリ３４と電源回路６０との間を、電気的に接続及び切断することができる。ｐ−ＦＥＴ８２のゲートとソースは、抵抗素子８４を介して電気的に接続されている。ｐ−ＦＥＴ８２のゲートは、抵抗素子８６を介してｎ−ＦＥＴ８８のドレインに電気的に接続されている。ｎ−ＦＥＴ８８のソースは電気的に接地されているとともに、ｎ−ＦＥＴ８８のゲートとソースは抵抗素子９０を介して電気的に接続されている。そして、リレー駆動信号は、ｎ−ＦＥＴ８８のゲートに入力される。このような構成により、プロセッサ６２がリレー駆動信号を出力すると、ｎ−ＦＥＴ８８及びｐ−ＦＥＴ８２がターンオンされて、補機バッテリ３４とプロセッサ６２とが電気的に接続される。即ち、リレー駆動信号は、ｎ−ＦＥＴ８８の閾値電圧よりも高い直流電圧を有する。そして、プロセッサ６２がリレー駆動信号の出力を停止すると、ｎ−ＦＥＴ８８及びｐ−ＦＥＴ８２がターンオフされて、補機バッテリ３４とプロセッサ６２とが電気的に切断される。

プロセッサ６２が出力するリレー駆動信号は、信号経路７６を通じて、リレー回路８０に入力される。ここで、信号経路７６には論理和回路７４及び抵抗素子７８が設けられている。論理和回路７４には、リレー駆動信号に加えて、その他の電気的負荷５８（例えばハイブリッド制御ユニット４０）から出力されるリレー起動信号が、インターフェース回路１００を介して入力される。通常、プロセッサ６２が起動するときは、その他の電気的負荷５８から出力されるリレー起動信号によって、リレー回路８０が駆動される。それにより、補機バッテリ３４からプロセッサ６２への電力供給が開始され、プロセッサ６２が起動する。プロセッサ６２が起動した後は、プロセッサ６２がリレー駆動信号の出力を開始して、リレー回路８０の駆動が維持される。ここで、論理和回路７４の構成については特に限定されず、集積回路を用いて構成されてもよいし、一又は複数の半導体素子を有するディスクリート回路であってもよい。なお、他の実施形態では、補機バッテリ３４からプロセッサ６２へ電力を供給する第２の経路を別途設けてもよい。この場合、当該第２の経路上に第２のリレー回路を設け、その他の電気的負荷５８（例えばハイブリッド制御ユニット４０）から出力されるリレー起動信号が、当該第２のリレー回路に入力されるように構成されてもよい。このような構成によると、プロセッサ６２が起動するときは、補機バッテリ３４から第２の経路を介してプロセッサ６２へ電力が供給される。従って、論理和回路７４は必要とされない。

モータ制御ユニット４４は、保持回路９２をさらに備える。保持回路９２は、信号経路７６に接続されている。保持回路９２は、プロセッサ６２がリレー駆動信号の出力を停止したときに、リレー回路８０を一時的に駆動し続けるように構成されている。本実施形態における保持回路９２は、蓄電素子９４を有する。この蓄電素子９４はコンデンサであるが、蓄電素子９４は二次電池又はその他の蓄電素子であってよい。蓄電素子９４の一端は信号経路７６に電気的に接続されており、蓄電素子９４の他端は電気的に接地されている。プロセッサ６２も電気的に接地されているので、プロセッサ６２と蓄電素子９４は、リレー回路８０に対して、互いに並列に接続されている。より詳しくは、リレー駆動信号が入力されるリレー回路８０の入力部に対して、プロセッサ６２と蓄電素子９４は互いに並列に接続されている。

前述したように、プロセッサ６２が出力するリレー駆動信号は、所定の直流電圧を有する信号である。従って、プロセッサ６２がリレー駆動信号を出力する間、蓄電素子９４はそのリレー駆動信号によって充電される。プロセッサ６２がリレー駆動信号の出力を停止しても、充電された蓄電素子９４によって、リレー駆動信号に相当又は対応する電圧が、リレー回路８０に入力される。これにより、プロセッサ６２がリレー駆動信号の出力を停止した後も、リレー回路８０は一時的に駆動し続けることができる。蓄電素子９４には、リレー回路８０の抵抗素子９０が並列に接続されている。従って、蓄電素子９４は、抵抗素子９０を介して徐々に放電され、リレー回路８０はやがてオフされる。蓄電素子９４がリレー回路８０を駆動し続ける時間は、蓄電素子９４の容量と抵抗素子９０の抵抗値によって調整することができる。

前述したように、本実施形態のハイブリッド車１０では、ハイブリッド車１０の衝突が発生したときに、電力供給回路３２内の第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２を放電させることができる。しかしながら、ハイブリッド車１０が衝突したときは、例えば車体１２が大きく変形することによって、補機バッテリ３４の短絡が生じることがある。例えば図５に示すように、補機バッテリ３４と一つの電気的負荷５８ａとを電気的に接続するワイヤハーネスＸ１が損傷を受け、車体１２と接触することによって、電気的に接地されたとする。この場合、補機バッテリ３４が短絡されることによって、大きな短絡電流ＳＣが発生する。但し、ヒューズ１０４ａが溶断することによって、補機バッテリ３４の短絡は速やかに解消され、モータ制御ユニット４４を含む他の電気的負荷への電力供給は再開される。

しかしながら、短絡が生じてからヒューズ１０４ａが溶断するまでの間は、補機バッテリ３４の出力電圧が一時的に低下する。その結果、プロセッサ６２への供給電圧も低下して、プロセッサ６２が動作を停止することがある。プロセッサ６２が動作を停止すると、プロセッサ６２によるリレー駆動信号の出力も停止される。このとき、仮にモータ制御ユニット４４が保持回路９２を備えていなければ、インターフェース回路１００からのリレー駆動信号がない限り、リレー回路８０の駆動が中止されてしまう。この場合、その後に補機バッテリ３４の出力電圧が回復したとしても、プロセッサ６２は補機バッテリ３４から電力の供給を受けることができない。プロセッサ６２は再起動することができず、放電処理７０を実行することもできない。

上記に対して、本実施形態におけるモータ制御ユニット４４は保持回路９２を備えており、プロセッサ６２がリレー駆動信号の出力を中止しても、保持回路９２がリレー回路８０を一時的に駆動し続ける。その間に補機バッテリ３４の出力電圧が回復すれば、補機バッテリ３４がプロセッサ６２へ電気的に接続され、プロセッサ６２は再起動して、リレー駆動信号の出力を再開することができる。そして、プロセッサ６２は、衝突判定処理６８及び放電処理７０を実行して、第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２を放電させることができる。このように、本実施形態のハイブリッド車１０によると、ハイブリッド車１０が衝突したときに、第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２の放電を、より確実に実施することができる。

図６を参照して、上述した一連の流れの具体例を説明する。図４の例と同じく、時刻ｔ１においてハイブリッド車１０の衝突が発生すると、時刻ｔ２においてエアバッグ制御ユニット４６が衝突信号の出力を開始する（図中のＡ１参照）。時刻ｔ１以降、前述した補機バッテリ３４では一又は複数回の短絡が発生し、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間Ｔ３に亘って、補機バッテリ３４の出力電圧が略ゼロボルトまで低下したとする（Ａ３参照）。この場合、時刻ｔ４において、電源回路６０の出力電圧も略ゼロボルトまで低下し（Ａ４参照）、それによってプロセッサ６２も動作を停止する（Ａ５参照）。従って、リレー駆動信号の出力が停止される（Ａ６参照）。しかしながら、この段階で保持回路９２の蓄電素子９４が充電されているので、保持回路９２の出力電圧（Ａ７参照）によって、時刻ｔ４以降もリレー回路８０は駆動された状態に維持される（Ａ８参照）。

その後、時刻ｔ５において補機バッテリ３４の出力電圧が１２ボルトまで回復すると、時刻ｔ６において電源回路６０の出力電圧も５ボルトまで回復し、プロセッサ６２が再起動する。即ち、時刻ｔ６においても、保持回路９２がリレー回路８０を駆動し続けており、補機バッテリ３４からプロセッサ６２への電力供給が再開される。時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間Ｔ４は、電源回路６０のフィードバック制御によって、電源回路６０の出力電圧が目標電圧である５ボルトに達するのに要する時間である。

時刻Ｔ６においてプロセッサ６２が再起動すると、プロセッサ６２は所定の初期化処理を実施し、次いで異常停止検出処理６６（図３参照）を実行する。異常停止検出処理６６は、プロセッサ６２の最後の動作停止が、異常であったのか否かを検出する処理である。ここでいう異常な動作停止とは、時刻ｔ４で起きたような、電源電力の喪失による動作の停止を含む。プロセッサ６２のメモリには、プロセッサ６２の動作履歴が記録されており、異常停止検出処理６６ではその動作履歴が参照される。例えば、メモリに記録された動作履歴の最後に、正常な動作停止が記録されていなければ、プロセッサ６２の最後の動作停止は異常であったと判定される。

プロセッサ６２の最後の動作停止が異常であった場合、プロセッサ６２はリレー駆動処理６４（図３参照）を実行し、時刻ｔ７においてリレー駆動信号の出力を開始する。なお、プロセッサ６２の最後の動作停止が正常であった場合、プロセッサ６２はリレー駆動処理６４を実行する前に、電力供給回路３２の制御に必要とされる他のいくつかの処理を実行する。即ち、プロセッサ６２の最後の動作停止が異常であった場合、プロセッサ６２は正常時に実行されるいくつかの処理をスキップして、リレー駆動信号の出力を早期に開始する。時刻ｔ６から時刻ｔ７までの時間Ｔ５は、プロセッサ６２が上述した初期化動作、異常停止検出処理６６及びリレー駆動処理６４に要する時間である。その後、プロセッサ６２は衝突判定処理６８を実行し、次いで時刻ｔ８において放電処理７０を実行する。時刻ｔ６から時刻ｔ７までの時間Ｔ２は、前述したように、プロセッサ６２が衝突判定処理６８に要する時間である。

以上のように、プロセッサ６２がリレー駆動信号の出力を停止した時刻ｔ４から、プロセッサ６２がリレー駆動信号の出力を再開する時刻ｔ７までの間、保持回路９２によってリレー回路８０の駆動が維持される。即ち、保持回路９２は、少なくとも時間Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５を合計した時間の間、リレー回路８０を駆動し続けることができる。これにより、補機バッテリ３４の出力電圧が回復したときに、プロセッサ６２によるリレー駆動信号を必要とすることなく、補機バッテリ３４からプロセッサ６２への電力供給を再開することができる。一例ではあるが、本実施形態では、時間Ｔ３の最大値が３００ミリ秒に想定されており、時間Ｔ４が８０ミリ秒に想定されており、時間Ｔ５が１２０ミリ秒に想定されている。従って、本実施形態における保持回路９２は、プロセッサ６２がリレー駆動信号の出力を停止してから、少なくとも５００ミリ秒以上に亘って、リレー回路８０を駆動し続けられるように設計されている。

保持回路９２の蓄電素子９４は、リレー回路８０を一時的に駆動し続けるだけの電力を蓄えられればよい。リレー回路８０を駆動し続けるのに要する電力は、プロセッサ６２の動作を維持するのに要する電力よりも小さい。例えば、プロセッサ６２の意図しない動作の停止を防止するために、プロセッサ６２に対してバックアップ電源を設けることも考えられる。しかしながら、プロセッサ６２のためのバックアップ電源は、多くの電力を蓄えられる必要があり、物理的にも大きなサイズを有することになる。このようなバックアップ電源と比較して、保持回路９２の蓄電素子９４のサイズは小さい。従って、保持回路９２は、モータ制御ユニット４４の大型化を招くことなく、モータ制御ユニット４４内に設けることができる。

次に、図７、図８を参照して、変形例のモータ制御ユニット１４４について説明する。図７に示すように、モータ制御ユニット１４４は、衝突信号処理装置１１０と、第２バックアップ電源１１２をさらに備えてもよい。衝突信号処理装置１１０は、エアバッグ制御ユニット４６からの衝突信号を受信し、受信した衝突信号に応じた第２衝突信号をプロセッサ６２に出力する。一例ではあるが、ここで説明する衝突信号処理装置１１０は、受信したパルス信号の数をカウントし、そのカウント値が所定の閾値に達したときに、プロセッサ６２へ第２衝突信号を出力する。衝突信号処理装置１１０は、ダイオード１１４を介して補機バッテリ３４に接続されており、補機バッテリ３４からの電力によって動作する。

第２バックアップ電源１１２は、再充電可能な蓄電素子（例えばコンデンサ又は二次電池）を有する。第２バックアップ電源１１２は、ダイオード１１４を有する電力線１１６介して補機バッテリ３４に電気的に接続されており、補機バッテリ３４からの電力によって充電される。第２バックアップ電源１１２は、補機バッテリ３４から衝突信号処理装置１１０への電力供給が中止されたときに、補機バッテリ３４に代わって、衝突信号処理装置１１０へ電力を供給する。これにより、例えば補機バッテリ３４の出力電圧が一時的に低下した場合でも、衝突信号処理装置１１０は動作を継続することができる。

図７に示すように、補機バッテリ３４とエアバッグ制御ユニット４６とを電気的に接続するワイヤハーネスＸ２が損傷を受け、車体１２と接触することによって、電気的に接地されたとする。この場合、補機バッテリ３４とエアバッグ制御ユニット４６との間のヒューズ１０４が溶断し、補機バッテリ３４からエアバッグ制御ユニット４６への電力供給は中断される。エアバッグ制御ユニット４６には第１バックアップ電源４７が設けられているので、補機バッテリ３４からの電力供給が中断した後も、エアバッグ制御ユニット４６は一時的に動作を継続することができる。従って、図８のＡ１に示すように、エアバッグ制御ユニット４６は、衝突を検知して衝突信号を出力することができる。しかしながら、エアバッグ制御ユニット４６から衝突信号が出力されるのは有限の時間Ｔ６に限られる。従って、プロセッサ６２が時刻ｔ６で再起動し、時刻ｔ７で初期化処理が完了したときに、エアバッグ制御ユニット４６からの衝突信号が既に途絶えていると、プロセッサ６２はエアバッグ制御ユニット４６からの衝突信号をもはや受信することできない。

上記の点に関して、図７に示すモータ制御ユニット１４４では、衝突信号処理装置１１０及び第２バックアップ電源１１２が設けられている。図８のＡ１０に示すように、衝突信号処理装置１１０は、パルス信号列である衝突信号のパルス信号をカウントし、そのカウント値が所定の閾値Ｘ１０に達したときに、プロセッサ６２へ第２衝突信号の出力を開始する。ここで、衝突信号処理装置１１０は、補機バッテリ３４の出力電圧が一時的に低下している間も、第２バックアップ電源１１２からの電力によって動作を継続することができる（図中のＡ９参照）。プロセッサ６２は、時刻ｔ７で初期化処理が完了したときに、衝突信号処理装置１１０からの第２衝突信号に基づいて、ハイブリッド車１０の衝突の有無を判定することができる。この場合、プロセッサ６２は、衝突判定処理６８において第２衝突信号の有無のみを判定すればよく、衝突判定処理６８に要する時間は極めて短くなる。それにより、プロセッサ６２は、時刻ｔ７の直後において、放電処理７０を早期に開始することができる（図８のＡ２参照）。

以上のように、図７に示すモータ制御ユニット１４４によると、プロセッサ６２は、エアバッグ制御ユニット４６からの衝突信号が途絶えた場合でも、放電処理７０を実行することができる。また、ハイブリッド車１０の衝突判定が、プロセッサ６２とは別の衝突判定処理６８によって実行されることから、プロセッサ６２は放電処理７０を早期に開始し、完了することができる。

第２バックアップ電源１１２は、衝突信号処理装置１１０を一時的に動作させるだけの電力を蓄えられればよい。衝突信号処理装置１１０が動作するのに要する電力は、プロセッサ６２が動作するのに要する電力よりも小さい。従って、前述したプロセッサ６２のためのバックアップ電源と比較して、第２バックアップ電源１１２のサイズも小さくなる。そのことから、第２バックアップ電源１１２は、モータ制御ユニット１４４の大型化を招くことなく、モータ制御ユニット１４４内に設けることができる。

衝突信号処理装置１１０の構成は、上述した例に限られず、例えば衝突検知信号に応じて変更することができる。衝突信号処理装置１１０は、ハイブリッド車１０の衝突判定を必ずしも行う必要はなく、エアバッグ制御ユニット４６からの衝突信号を単に記録するものであってもよい。この場合、プロセッサ６２は、再起動後に、衝突信号処理装置１１０に記録された衝突信号を参照することができる。即ち、衝突信号処理装置１１０は、例えばプロセッサ６２からの指示に応じて、記録された衝突信号の一部又は全部を第２衝突信号としてプロセッサ６２に出力する。プロセッサ６２は、衝突信号処理装置１１０からの第２衝突信号に基づいて、衝突判定処理６８及び放電処理７０を実行することができる。

次に、図９を参照して、変形例のモータ制御ユニット２４４について説明する。この変形例においても、モータ制御ユニット２４４は、衝突信号処理装置１１０及び第２バックアップ電源１１２を備えている。その一方で、モータ制御ユニット２４４はリレー回路８０を備えておらず、プロセッサ６２が常に補機バッテリ３４及び充電回路３６に電気的に接続されている。このような構成においても、ヒューズ１０４の溶断によって補機バッテリ３４の出力電圧が低下したときは、プロセッサ６２が一時的にその動作を停止することがある。さらに、そのヒューズ１０４の溶断が、補機バッテリ３４とエアバッグ制御ユニット４６との間で生じたとすると、プロセッサ６２が初期化処理を完了した時点で、エアバッグ制御ユニット４６からの衝突信号が既に途絶えていることも起こり得る。しかしながら、プロセッサ６２は、再起動後に、衝突信号処理装置１１０に記録された衝突信号を参照することによって、衝突判定処理６８及び放電処理７０を実行することができる。このように、衝突信号処理装置１１０及び第２バックアップ電源１１２に係る構成は、リレー回路８０の有無によらず、有効に機能し得る。

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。例えば、上述したモータ制御ユニット４４、１４４、２４４は、ハイブリッド車１０に限られず、例えば再充電式電気自動車、燃料電池車、太陽電池車といった各種の電気自動車に採用することができる。なお、実施形態における補機バッテリ３４は、特許請求の範囲に記載された電源の一例である。実施形態におけるエアバッグ制御ユニット４６は、特許請求の範囲に記載された衝突検知装置の一例である。実施形態における第２バックアップ電源１１２は、特許請求の範囲に記載されたバックアップ電源の一例である。

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。以下に、本明細書の開示内容から把握される技術的事項を列記する。なお、以下に記載する技術的事項は、それぞれが独立した技術的事項であり、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。

本明細書は、電気自動車（１０）を開示する。この電気自動車（１０）は、車輪（１４）を駆動するモータ（２６）と、モータ（２６）に電力を供給する電力供給回路（３２）に設けられた平滑コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）と、電気自動車（１０）が衝突したときに、電力供給回路（３２）を制御して平滑コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）を放電させる放電処理（７０）を実行するプロセッサ（６２）と、プロセッサ（６２）を含む複数の電気的負荷（４４、４６、５８）のそれぞれに、ヒューズ（１０４）を介して電気的に接続された電源（３４）と、電源（３４）とプロセッサ（６２）との間に電気的に接続されており、プロセッサ（６２）から出力されるリレー駆動信号に応じて駆動されて、電源（３４）とプロセッサ（６２）との間を電気的に接続するリレー回路（８０）と、プロセッサ（６２）がリレー駆動信号の出力を停止したときに、リレー回路（８０）を一時的に駆動し続ける保持回路（９２）を備える。このような構成によると、電気自動車（１０）が衝突したときに、電力供給回路（３０）内の平滑コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）をより確実に放電させることができる。

保持回路（９２）は、プロセッサ（６２）が出力するリレー駆動信号によって充電される蓄電素子（９４）を有してもよい。このような構成によると、保持回路（９２）は、蓄電素子（９４）に充電された電荷によって、リレー回路（８０）を駆動することができる。

リレー駆動信号が所定の直流電圧を有する場合、保持回路（９２）の蓄電素子（９４）は、リレー回路（８０）に対してプロセッサ（６２）と並列に接続されていてもよい。このような構成によると、充電された蓄電素子（９４）は、プロセッサ（６２）に代わって、リレー駆動信号に相当又は対応する信号を出力することができる。

保持回路（９２）の蓄電素子（９４）には、少なくとも一つの抵抗素子が並列に接続されていてもよい。このような構成によると、リレー駆動信号の出力が停止された後、蓄電素子（９４）が徐々に放電されることによって、リレー回路（８０）が一時的に駆動され続ける。

電気自動車（１０）は、電気自動車（１０）が衝突したときに所定の衝突信号を出力する衝突検知装置（４６）と、衝突検知装置（４６）から出力された衝突信号を受信するとともに、受信した衝突信号に応じた第２衝突信号をプロセッサへ出力する衝突信号処理装置（１１０）と、衝突信号処理装置（１１０）への電力供給が中断されたときに、衝突信号処理装置（１１０）に電力を供給するバックアップ電源（１１２）をさらに備えてもよい。このような構成によると、プロセッサ（６２）が一時的に動作を停止している間に、衝突検知装置（４６）からの衝突信号が途絶えたときでも、プロセッサ（６２）は、再起動後に衝突信号処理装置（１１０）からの第２衝突信号に基づいて、放電処理（７０）を実行することができる。

電気自動車（１０）は、モータ（２６）に電力供給回路（３２）を介して電力を供給するメイン電源（３４）をさらに備えてもよい。メイン電源（３４）は、例えば、再充電可能なバッテリ、燃料電池、太陽電池、その他の発電装置、又はそれらの少なくとも二つの組み合わせであってよい。

１０：ハイブリッド車
１４、１６：車輪
２２：エンジン
２４：第１モータジェネレータ（第１モータ）
２６：第２モータジェネレータ（第２モータ）
３０：メインバッテリ
３２：電力供給回路
３４：補機バッテリ
３６：充電回路
４０：ハイブリッド制御ユニット
４２：エンジン制御ユニット
４４、１４４、２４４：モータ制御ユニット
４６：エアバッグ制御ユニット
４７：第１バックアップ電源
５８：電気的負荷
６０：電源回路
６２：プロセッサ
６４：リレー駆動処理
６６：異常停止検出処理
６８：衝突判定処理
７０：放電処理
８０：リレー回路
９２：保持回路
９４：蓄電素子
１０４、１０４ａ：ヒューズ
１１０：衝突信号処理装置
１１２：第２バックアップ電源
Ｃ１：第１平滑コンデンサ
Ｃ２：第２平滑コンデンサ
ＳＣ：短絡電流

Claims (5)

1. 電気自動車であって、
   車輪を駆動するモータと、
   前記モータに電力を供給する電力供給回路に設けられた平滑コンデンサと、
   前記電気自動車が衝突したときに、前記電力供給回路を制御して前記平滑コンデンサを放電させる放電処理を実行するプロセッサと、
   前記プロセッサを含む複数の電気的負荷のそれぞれに、ヒューズを介して電気的に接続された電源と、
   前記電源と前記プロセッサとの間に電気的に接続されており、前記プロセッサから出力されるリレー駆動信号に応じて駆動されて、前記電源と前記プロセッサとの間を電気的に接続するリレー回路と、
   前記プロセッサが前記リレー駆動信号の出力を停止したときに、前記リレー回路を一時的に駆動し続ける保持回路と、
   を備える電気自動車。
2. 前記保持回路は、前記プロセッサが出力する前記リレー駆動信号によって充電される蓄電素子を有し、蓄電素子に充電された電荷によって前記リレー回路を駆動する、請求項１に記載の電気自動車。
3. 前記リレー駆動信号は、所定の直流電圧を有する信号であり、
   前記蓄電素子は、前記リレー回路に対して、前記プロセッサと並列に接続されている、請求項２に記載の電気自動車。
4. 前記蓄電素子には、少なくとも一つの抵抗素子が並列に接続されている、請求項３に記載の電気自動車。
5. 前記電気自動車が衝突したときに、所定の衝突信号を出力する衝突検知装置と、
   前記衝突検知装置から出力された前記衝突信号を受信するとともに、受信した前記衝突信号に応じた第２衝突信号を前記プロセッサへ出力する衝突信号処理装置と、
   前記衝突信号処理装置への電力供給が中断されたときに、前記衝突信号処理装置に電力を供給するバックアップ電源と、
   をさらに備える請求項１から４のいずれか一項に記載の電気自動車。

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