JP6774228B2 - Vehicle control unit - Google Patents
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Description
本発明は、駆動モータと、駆動モータに電力を供給する電池とを搭載した車両において故障処理を行う車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device that performs failure processing in a vehicle equipped with a drive motor and a battery that supplies electric power to the drive motor.
電気自動車(EV)やハイブリッド車(HV)では、駆動源として駆動モータが設けられ、その駆動モータを動作させるための電池が搭載されている。このような車両用の電池としては、100V以上といったように高電圧のものが用いられるので、衝突等により車両が故障した場合、電池や、電池からの電力の供給路の安全性に配慮する必要がある。 In electric vehicles (EVs) and hybrid vehicles (HVs), a drive motor is provided as a drive source, and a battery for operating the drive motor is mounted. As a battery for such a vehicle, a battery having a high voltage such as 100 V or more is used, so if the vehicle breaks down due to a collision or the like, it is necessary to consider the safety of the battery and the power supply path from the battery. There is.
例えば、車両の衝突を検知する技術として、衝突時にコンデンサを充電し、そのコンデンサの電圧が衝突履歴として残る技術が知られている(例えば、特許文献1)。 For example, as a technique for detecting a vehicle collision, a technique is known in which a capacitor is charged at the time of a collision and the voltage of the capacitor remains as a collision history (for example, Patent Document 1).
電池によって駆動モータを動作させる仕様の車両では、駆動モータへの電力の供給路に平滑化用のコンデンサが設けられる。このようなコンデンサに蓄積された電力の電圧は、電池の電圧に伴って高くなる。車両の故障時にこのようなコンデンサの電荷が残っていると安全性上の問題が生じ得る。そこで、当該車両に、故障時にコンデンサの電力を消費させる機能を設ける場合がある。しかし、衝突等により、かかる電力消費部への電力の供給自体が絶たれてしまうと、やはり、コンデンサの電荷が残ることとなる。 In a vehicle having a specification in which the drive motor is operated by a battery, a smoothing capacitor is provided in the power supply path to the drive motor. The voltage of the electric power stored in such a capacitor increases with the voltage of the battery. If the charge of such a capacitor remains in the event of a vehicle failure, safety problems can occur. Therefore, the vehicle may be provided with a function of consuming the electric power of the capacitor in the event of a failure. However, if the power supply itself to the power consuming part is cut off due to a collision or the like, the electric charge of the capacitor still remains.
また、車両では、再始動時の安全性を確保すべく、衝突等による故障情報を電力制御ユニットに記憶させている。しかし、衝突等により、かかる電力制御ユニットへの電力の供給が絶たれると、故障情報を適切に記憶することができず、再始動時の安全性を確保できないおそれがある。 Further, in the vehicle, in order to ensure safety at the time of restart, failure information due to a collision or the like is stored in the power control unit. However, if the power supply to the power control unit is cut off due to a collision or the like, failure information cannot be properly stored, and safety at restart may not be ensured.
本発明は、このような問題に鑑み、車両の安全性を高めることが可能な車両制御装置を提供することを目的としている。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of enhancing the safety of a vehicle.
上記課題を解決するために本発明の車両制御装置は、第1電池と、第1電池から電力の供給を受け車両を駆動する駆動モータと、第1電池から駆動モータへの電力の供給路において電力を平滑化するコンデンサと、第1電池を監視する電力制御ユニットと、車両において故障が生じると、電力制御ユニットに、コンデンサに蓄積された電力のみを供給するとともに、故障を示す故障情報を送信する故障対応ユニットと、を備え、電力制御ユニットは、コンデンサに蓄積された電力の供給を受けて、故障情報を記憶する。 In order to solve the above problems, the vehicle control device of the present invention comprises a first battery, a drive motor that receives power from the first battery to drive the vehicle, and a power supply path from the first battery to the drive motor. A capacitor that smoothes the power, a power control unit that monitors the first battery, and when a failure occurs in the vehicle, only the power stored in the capacitor is supplied to the power control unit, and failure information indicating the failure is transmitted. The power control unit is provided with a failure response unit to receive the power stored in the capacitor and store the failure information.
コンデンサに蓄積された電力を消費させる電力消費部を備え、電力消費部および電力制御ユニットは、第1電池と別体の第2電池から電力の供給を受けて動作し、故障対応ユニットは、少なくとも第2電池の故障時に、コンデンサに蓄積された電力を供給するとともに、故障情報を送信してもよい。 It has a power consumption unit that consumes the power stored in the capacitor, the power consumption unit and the power control unit operate by receiving power supply from the second battery that is separate from the first battery, and the failure response unit is at least When the second battery fails, the power stored in the capacitor may be supplied and the failure information may be transmitted.
本発明によると、車両の安全性を高めることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to enhance the safety of the vehicle.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in such an embodiment are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals to omit duplicate description, and elements not directly related to the present invention are not shown. To do.
(車両制御装置100)
図1は、車両制御装置100の構成を説明する機能ブロック図である。ここでは、車両1の駆動源として、駆動モータ(例えば同期電動機)110が設けられた電気自動車(EV)を挙げて説明する。なお、図1では、電力の流れを実線の矢印で、通信の流れを破線の矢印で示している。また、車両制御装置100は、駆動モータ110の他、第1電池112、継電器114、コンデンサ116、駆動回路118、エアバッグ制御ユニット120、電力制御ユニット122、第2電池124、故障対応ユニット126を含んで構成される。
(Vehicle control device 100)
FIG. 1 is a functional block diagram illustrating the configuration of the
第1電池112は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、電圧が100V以上となるDC(直流)電力を蓄積し、蓄積した電力を駆動モータ110等に供給する。
The first battery 112 is composed of a secondary battery such as a lithium ion battery, stores DC (DC) power having a voltage of 100 V or more, and supplies the stored power to the
継電器(リレー)114は、第1電池112から駆動モータ110への電力の供給路に設けられ、第1電池112から駆動モータ110へ電力を供給する供給状態と、第1電池112から駆動モータ110への電力の供給を遮断する遮断状態とを切り換える。なお、継電器114は、後述する第2電池124から電力の供給を受けて動作するが、第2電池124からの電力の供給が途絶えた場合、安全性の観点から遮断状態となるように構成されている。
The
コンデンサ116は、第1電池112から駆動モータ110への電力の供給路のうち継電器114の下流に設けられ、第1電池112から駆動モータ110へ供給される電力を平滑化する。なお、ここでは、コンデンサ116と駆動回路118とを別体として説明するが、コンデンサ116が駆動回路118内に設けられるとしてもよい。
The
駆動回路118は、インバータ等で構成され、第1電池112から供給されたDC電力を三相交流電力に変換し、駆動モータ110に伝達する。また、駆動回路118は、その出力を変化させることで、駆動モータ110を回転制御する。
The drive circuit 118 is composed of an inverter or the like, converts DC power supplied from the first battery 112 into three-phase AC power, and transmits the DC power to the
また、駆動回路118には、第2電池124が正常な状態で継電器114が遮断状態となった場合に、コンデンサ116に蓄積された電力をDC/DCコンバータ118aによって12Vに変換し、第2電池124に蓄積することで、コンデンサ116に蓄積された電力を消費させる電力消費部(機能モジュール)118bが設けられている。かかる構成により、衝突等により車両1が故障した場合であっても、コンデンサ116の電荷が放電されるので、修理や再始動時の安全性を高めることができる。
Further, in the drive circuit 118, when the
エアバッグ制御ユニット120は、加速度センサ等の検出結果に応じて車両1の衝突を検知してエアバッグモジュール120aを展開するとともに、電力制御ユニット122に、衝突したことを示す故障情報を送信する。なお、エアバッグ制御ユニット120は、それ自体で独立した電源を有し、他の故障の影響を受けることなく、エアバッグモジュール120aを展開できる。
The
電力制御ユニット122は、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含む半導体集積回路で構成され、第1電池112の電圧を監視し(検出し)、その電圧や他の要求に応じて継電器114を供給状態と遮断状態との間で切り換える。
The
また、電力制御ユニット122は、他の機器と通信を確立しており、車両1において故障が生じると、他の機器から故障を示す故障情報を受信し、受信した故障情報を記憶する。例えば、エアバッグ制御ユニット120から通信を介して故障情報を受信すると、これに応じて継電器114を遮断状態に切り換えるとともに、当該故障情報を所定の記憶部に記憶する。記憶された故障情報は、車両1の再始動時に参照され、その内容によっては安全性が確保されるまで継電器114の遮断状態が維持される。
Further, the
第2電池124は、鉛蓄電池等の二次電池で構成され、12VのDC電力を蓄積し、蓄積した電力を、継電器114、駆動回路118(DC/DCコンバータ118aおよび電力消費部118bを含む)、エアバッグ制御ユニット120、電力制御ユニット122等に供給する。
The
かかる第2電池124は、車両1の前方に配置される。したがって、車両1が前進中に衝突した場合、第2電池124が利用不能に陥り、第2電池124からの電力が途切れるおそれがある。仮に、第2電池124からの電力が途切れると、上記の継電器114、駆動回路118、エアバッグ制御ユニット120、電力制御ユニット122の動作を維持できなくなる。このような場合、以下の二つの問題が生じる。
The
一つ目は、コンデンサ116に蓄積された電荷の問題である。コンデンサ116は、第1電池112同様、高電圧の電力が蓄積される。したがって、上述したように、車両1の故障時には、本来、駆動回路118の電力消費部118bが、コンデンサ116に蓄積された電力を消費させることで安全性を確保している。しかし、衝突等により、第2電池124が利用不能になると、電力消費部118bやDC/DCコンバータ118aへの電力供給が途切れ、コンデンサ116に蓄積された電荷が放電されず、安全性が確保できないおそれがある。なお、第2電池124が利用不能になると継電器114は遮断状態となるので第1電池112との通電は解除される。
The first is the problem of the charge stored in the
二つ目は、故障情報の問題である。電力制御ユニット122は、車両1において故障が生じると、他の機器、例えば、エアバッグ制御ユニット120から故障情報を受信し、故障情報を記憶する。しかし、衝突等により、第2電池124が利用不能になると、エアバッグ制御ユニット120や電力制御ユニット122への電力供給が途切れ、故障情報の記憶が完了していない間に通信が途絶える等、故障情報を適切に記憶することができない場合がある。そうすると、故障が生じているにも拘わらず、故障情報が残らないので、再始動時に、故障している可能性がある第1電池112がそのまま用いられてしまい、安全性を確保できないおそれがある。なお、故障情報が残らない場合、故障している可能性が高い第2電池124もそのまま用いられてしまうが、第1電池112に比べその重要性は低い。
The second is the problem of failure information. When a failure occurs in the vehicle 1, the
そこで、第2電池124が利用できない状態を想定して故障対応ユニット126を設けている。故障対応ユニット126は、車両1において故障が生じると、電力制御ユニット122に、コンデンサ116に蓄積されていた電力を供給するとともに、第2電池124が故障していることを示す故障情報を送信する。
Therefore, the
具体的に、故障対応ユニット126は、第2電池124ではなく、コンデンサ116から電力の供給を受けて動作する。したがって、上記のように、第2電池124が利用不能になり、電力消費部118bやDC/DCコンバータ118aへの電力供給が途切れ、コンデンサ116に蓄積された電荷が放電されない場合、故障対応ユニット126は、そのコンデンサ116の電力で動作を維持できる。
Specifically, the
また、通常、電力制御ユニット122とエアバッグ制御ユニット120との間同様、電力制御ユニット122と故障対応ユニット126との間も通信が確立されている。かかる通信においては、各種指令処理がファイナライズ(終了処理)によって完了する。しかし、第2電池124が利用不能に陥ると、電力制御ユニット122との通信が途切れ、ファイナライズされることなく通信が遮断される。したがって、故障対応ユニット126では、このようにファイナライズされることなく通信が遮断されると、第2電池124が故障したと判断し、コンデンサ116の電力を12Vの電力に変換して電力制御ユニット122に供給する。
Further, normally, communication is established between the
こうすることで、電力制御ユニット122および故障対応ユニット126でコンデンサ116に蓄積された電力を消費させることが可能となり、修理や再始動時の安全性を確保することができる。
By doing so, it becomes possible for the
また、電力制御ユニット122が故障対応ユニット126を通じてコンデンサ116から電力の供給を受けている間に、故障対応ユニット126は、電力制御ユニット122との通信を確立し、電力制御ユニット122に第2電池124が故障していることを示す故障情報を送信する。そして、電力制御ユニット122は、かかる故障情報を記憶する。
Further, while the
こうすることで、第2電池124の故障情報を電力制御ユニット122に残すことができるので、車両1の再始動時に、故障している可能性がある第1電池112(第2電池124)がそのまま用いられることはなく、安全性を確保することができる。
By doing so, the failure information of the
なお、ここでは、衝突等によって第2電池124が利用不能に陥った場合を説明しているが、第2電池124が利用可能であれば、電力消費部118bがコンデンサ116に蓄積された電力を消費させるので、故障対応ユニット126には電力が供給されず、故障対応ユニット126が電力制御ユニット122に故障情報を送信することはない。したがって、エアバッグ制御ユニット120と、故障対応ユニット126とで重複して故障情報を電力制御ユニット122に送信することもない。
Although the case where the
(車両制御方法)
図2は、車両1の衝突時の処理の流れを示したフローチャートであり、図3、図4は、車両1の衝突時のタイミングチャートであり、図3では第2電池124が利用可能な場合を、図4では第2電池124が利用不能に陥った場合を示している。
(Vehicle control method)
FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow at the time of a collision of the vehicle 1, FIGS. 3 and 4 are timing charts at the time of a collision of the vehicle 1, and FIG. 3 shows a case where the
(ステップS200)
エアバッグ制御ユニット120は、加速度センサ等の検出結果に応じて車両1の衝突を判定し、衝突を検知すると、ステップS201に処理を移し、衝突を検知していない間、ステップS200の処理を繰り返す。
(Step S200)
The
(ステップS201)
ここで、図3の時点(a)において車両1が衝突し、ステップS200で車両1の衝突を検知すると、エアバッグ制御ユニット120は、エアバッグモジュール120aを展開する。
(Step S201)
Here, when the vehicle 1 collides at the time point (a) in FIG. 3 and the collision of the vehicle 1 is detected in step S200, the
(ステップS202)
また、エアバッグ制御ユニット120は、電力制御ユニット122と通信を確立しており、ステップS200で車両1の衝突を検知すると、電力制御ユニット122に対して衝突したことを示す故障情報を送信する。そして、電力制御ユニット122は、同タイミングで当該故障情報を受信する。
(Step S202)
Further, the
(ステップS203)
ここで、電力制御ユニット122は、エアバッグ制御ユニット120からの故障情報の受信が完了したか否か判定し、故障情報の受信が完了するとステップS204に処理を移し、故障情報の受信が完了しないとステップS207に処理を移す。
(Step S203)
Here, the
(ステップS204)
故障情報の受信が完了すると、電力制御ユニット122は、図3の時点(b)において故障情報に基づき継電器114に遮断指令を送信する。そうすると、継電器114は、供給状態から遮断状態に切り換わり、第1電池112とコンデンサ116との通電が解除される。
(Step S204)
When the reception of the failure information is completed, the
(ステップS205)
また、継電器114が遮断状態になったことを契機に、駆動回路118の電力消費部118bは、コンデンサ116に蓄積された電力をDC/DCコンバータ118aによって12Vに変換し、第2電池124に蓄積する。こうして、コンデンサ116の電荷が放電され、電圧が漸減する。
(Step S205)
Further, when the
(ステップS206)
また、電力制御ユニット122は、継電器114に遮断指令を送信した後の図3の時点(c)において、エアバッグ制御ユニット120からの故障情報を記憶する。
(Step S206)
Further, the
(ステップS207)
ステップS203において故障情報の受信が完了しないと、すなわち、衝突等により図4の時点(d)において第2電池124が利用不能に陥り、エアバッグ制御ユニット120や電力制御ユニット122への電力の供給が停止し、故障情報の送信途中で通信が途切れてしまうと、電力制御ユニット122は、ステップS204のように故障情報に基づいた処理ができなくなってしまう。なお、このとき、継電器114は、第2電池124から電力の供給が途絶えるので、遮断状態となり、第1電池112とコンデンサ116との通電は解除される。
(Step S207)
If the reception of the failure information is not completed in step S203, that is, the
そこで、故障対応ユニット126は、図4の時点(e)においてコンデンサ116から電力の供給を受け、電力制御ユニット122との通信がファイナライズされることなく終了していれば、第2電池124が故障したと判断し、コンデンサ116の電力を12Vの電力に変換して電力制御ユニット122に供給する。こうして、コンデンサ116に蓄積された電力を消費させる。
Therefore, if the
(ステップS208)
また、電力制御ユニット122が故障対応ユニット126を通じてコンデンサ116から電力の供給を受けている間に、故障対応ユニット126は、図4の時点(f)において電力制御ユニット122との通信を確立し、電力制御ユニット122に故障情報を送信する。そして、電力制御ユニット122は、同タイミングで当該故障情報を受信する。
(Step S208)
Further, while the
(ステップS209)
また、電力制御ユニット122は故障情報を受信した後の図4の時点(g)において、故障対応ユニット126からの故障情報を記憶する。こうして、第2電池124の故障情報を電力制御ユニット122に残すことができる。
(Step S209)
Further, the
このように車両制御装置100を用いた車両制御方法により、車両1の安全性を高めることが可能となる。
As described above, the vehicle control method using the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such an embodiment. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the claims, and it is understood that these also naturally belong to the technical scope of the present invention. Will be done.
例えば、上述した実施形態においては説明の便宜上、電気自動車(EV)を挙げて説明したが、第1電池112と第2電池124といったように、別体の2種類の電池を利用していれば、ハイブリッド車(HV)等、様々な種類の自動車に適用することができる。
For example, in the above-described embodiment, the electric vehicle (EV) has been described for convenience of explanation, but if two different types of batteries such as the first battery 112 and the
また、第2電池124が正常に動作しているときのコンデンサ116の放電制御として、電力消費部118bがコンデンサ116に蓄積された電力をDC/DCコンバータ118aによって12Vに変換し第2電池124に蓄積することを挙げて説明したが、コンデンサ116の電力さえ消費できれば、既存の様々な技術を適用してもよい。
Further, as a discharge control of the
本発明は、駆動モータと、駆動モータに電力を供給する電池とを搭載した車両において故障処理を行う車両制御装置に利用することができる。 The present invention can be used in a vehicle control device that performs failure processing in a vehicle equipped with a drive motor and a battery that supplies electric power to the drive motor.
1 車両
100 車両制御装置
110 駆動モータ
112 第1電池
114 継電器
116 コンデンサ
118b 電力消費部
120 エアバッグ制御ユニット
122 電力制御ユニット
124 第2電池
126 故障対応ユニット
Claims (2)
前記第1電池から電力の供給を受け車両を駆動する駆動モータと、
前記第1電池から前記駆動モータへの電力の供給路において電力を平滑化するコンデンサと、
前記第1電池を監視する電力制御ユニットと、
前記車両において故障が生じると、前記電力制御ユニットに、前記コンデンサに蓄積された電力のみを供給するとともに、故障を示す故障情報を送信する故障対応ユニットと、
を備え、
前記電力制御ユニットは、前記コンデンサに蓄積された電力の供給を受けて、前記故障情報を記憶することを特徴とする車両制御装置。 With the first battery
A drive motor that drives the vehicle by receiving electric power from the first battery,
A capacitor that smoothes electric power in the electric power supply path from the first battery to the drive motor,
A power control unit that monitors the first battery and
When a failure occurs in the vehicle, a failure response unit that supplies only the electric power stored in the capacitor to the power control unit and transmits failure information indicating the failure.
With
The power control unit is a vehicle control device characterized in that it receives the supply of electric power stored in the capacitor and stores the failure information.
前記電力消費部および前記電力制御ユニットは、前記第1電池と別体の第2電池から電力の供給を受けて動作し、
前記故障対応ユニットは、少なくとも前記第2電池の故障時に、前記コンデンサに蓄積された電力を供給するとともに、前記故障情報を送信することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 It is provided with a power consumption unit that consumes the power stored in the capacitor.
The power consuming unit and the power control unit operate by receiving power supplied from a second battery separate from the first battery.
The vehicle control device according to claim 1, wherein the failure response unit supplies electric power stored in the capacitor and transmits the failure information at least when the second battery fails.
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