JP7070348B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に関する。

従来、この種の車両として、走行用の動力を出力するモータと、モータに電力を供給する蓄電装置と、モータと蓄電装置との間に設けられたシステムメインリレーと、外部充電装置の給電コネクタと結合可能な受電コネクタと、受電コネクタに接続されると共にシステムメインリレーを介して蓄電装置に接続される充電リレーと、充電ＥＣＵとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、充電ＥＣＵは、システムメインリレーおよび充電リレーが閉成された状態で外部充電装置からの電力により蓄電装置を充電する際に、受電コネクタに外部充電装置からの電力が供給されているか否かを判定し、受電コネクタに外部充電装置からの電力が供給されていないときには、システムメインリレーを開成させる。

特開２０１８－４２３７０号公報

上述の車両では、制御装置が外部充電を終了するために充電リレーにオフ指令を出力したとしても、充電リレーの溶着により外部充電装置から蓄電装置に電流が流れ続けてしまうことがある。この状態でシステムメインリレーにオフ指令を出力した場合、システムメインリレーも溶着してしまうおそれがある。

そこで、本開示の発明は、外部充電装置からの電力を用いて充電可能な蓄電装置を搭載する車両において、システムメインリレーの溶着を抑制することを主目的とする。

本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
モータと、
前記モータに第１電力ラインを介して接続された蓄電装置と、
前記第１電力ラインに設けられた第１リレーと、
前記第１電力ラインにおける前記第１リレーよりも前記モータ側に第２電力ラインを介して接続されると共に外部電源装置に接続可能な接続部と、
前記第２電力ラインに設けられた第２リレーと、
前記モータと前記第１リレーと前記第２リレーとを制御する制御装置と、
を備え、
前記接続部が前記外部電源装置に接続され且つ前記第１リレーおよび前記第２リレーが共にオンの状態で前記外部電源装置からの電力を用いて前記蓄電装置を充電する外部充電処理が可能な車両であって、
前記制御装置は、前記外部充電処理を終了する際に、前記第２リレーのオフ指令を出力した後に前記蓄電装置の入力電流が所定電流以上のときには、前記入力電流が前記所定電流未満となるよう前記モータを制御し、前記入力電流が前記所定電流未満の状態で前記第１リレーにオフ指令を出力する、
を要旨とする。

この本発明の車両では、外部充電処理を終了する際に、第２リレーのオフ指令を出力した後に蓄電装置の入力電流が所定電流以上のときには、入力電流が所定電流未満となるようモータを制御し、入力電流が所定電流未満の状態で第１リレーにオフ指令を出力する。これにより、第１リレーの溶着を抑制することができる。

本発明の車両において、前記制御装置は、前記モータを制御する際に、前記モータからトルクが出力されずに前記モータで電力が消費されるように前記モータを制御するものとしてもよい。これにより、モータからトルクが出力されずにモータ電力が消費され、蓄電装置の入力電流を小さくすることができる。

本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 車両ＥＣＵ４０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 外部充電処理を終了する際の様子の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電源装置を搭載する電気自動車２０の構成の概略を
示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ２２と、インバータ２４と、蓄電装置としてのバッテリ２８と、システムメインリレー３２と、車両側接続部３４と、充電リレー３６と、車両用電子制御ユニット（以下、「車両ＥＣＵ」という）４０と、を備える。

モータ２２は、例えば同期発電電動機として構成されており、駆動輪にデファレンシャルギヤを介して連結された駆動軸に接続されている。インバータ２４は、モータ２２の駆動に用いられると共に電力ライン２６を介してバッテリ２８に接続されている。モータ２２は、車両ＥＣＵ４０によって、インバータ２４の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

バッテリ２８は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように電力ライン２６を介してインバータ２４に接続されている。システムメインリレー３２は、電力ライン２６に設けられており、車両ＥＣＵ４０によりオンオフ制御され、バッテリ２８側とインバータ２４側との接続および接続の解除を行う。

車両側接続部３４は、電力ライン２６におけるシステムメインリレー３２よりもインバータ２４側に電力ライン３８を介して接続されている。この車両側接続部３４は、自宅や充電ステーションなどの充電ポイントで、直流電流を電気自動車２０に供給可能な充電スタンド６０の充電側接続部６４と接続可能に構成されている。

ここで、電気自動車２０の説明を一旦中断し、充電スタンド６０について説明する。充電スタンド６０は、充電装置６２と、充電側接続部６４と、充電用電子制御ユニット（以下、「充電ＥＣＵ」という）６８と、を備える。

充電装置６２は、家庭用電源や工業用電源などの交流電源からの交流電力を直流電力に変換して電力ライン６３を介して充電側接続部６４（電気自動車２０）に供給する。充電側接続部６４は、電気自動車２０の車両側接続部３４と接続可能に構成されている。

充電ＥＣＵ６８は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。充電ＥＣＵ６８には、各種センサなどからの信号が入力ポートを介して入力される。例えば、充電ＥＣＵ６８に取り付けられると共に充電側接続部６４と車両側接続部３４との接続を検出する接続検出センサからの接続検出信号を挙げることができる。充電ＥＣＵ６８からは、充電装置６２への制御信号などが出力ポートを介して出力される。充電ＥＣＵ６８は、電気自動車２０の車両ＥＣＵ４０と通信可能となっている。

電気自動車２０の説明に戻る。充電リレー３６は、電力ライン３８に設けられており、車両ＥＣＵ４０によりオンオフ制御され、電力ライン２６側と車両側接続部３４側との接続および接続の解除を行なう。

車両ＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。車両ＥＣＵ４０には、電流センサ３０などからの信号が入力ポートを介して入力される。車両ＥＣＵ４０からは、インバータ２４やシステムメインリレー３２、充電リレー３６への制御信号が出力ポートを介して出力される。車両ＥＣＵ４０は、電流センサ３０からのバッテリ２８の電流ＩＢの積算値に基づいてバッテリ２８の蓄電割合ＳＯＣなどを演算している。また、車両ＥＣＵ４０は、充電スタンド６０の充電ＥＣＵ６８と通信可能となっている。

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、自宅や充電ステーションなどの充電ポイントで、システムオフ状態で操作者（例えば運転者）により車両側接続部３４と充電側接続部６４とが接続され、充電スタンド６０の操作部が操作されて充電スタンド６０からの電力を用いてバッテリ２８を充電する外部充電処理が指示されると、充電ＥＣＵ６８は、外部充電処理の実行が指示された旨を示す信号を車両ＥＣＵ４０に送信する。車両ＥＣＵ４０は、この信号を受信すると、システムメインリレー３２および充電リレー３６をオンにし、充電ＥＣＵ６８に充電開始要求を送信する。充電ＥＣＵ６８は、充電開始要求を受信すると、電気自動車２０に電力が供給されるよう充電装置６２を制御する充電制御の実行を開始する。これにより、充電装置６２からの電力ライン３８，２６を介してバッテリ２８に供給され、バッテリ２８は充電される。そして、バッテリ２８の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ（例えば、８５％～９５％程度）以上に至ると、充電ＥＣＵ６８に充電終了要求を送信する。充電ＥＣＵ６８は、充電終了要求を受信すると、充電制御の実行を終了する。これにより、バッテリ２８の充電が終了する。そして、車両ＥＣＵ４０は、充電リレー３６およびシステムメインリレー３２をオフにする。このようにして、外部充電処理が終了する。

次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、外部充電処理を終了する際（具体的には、充電リレー３６およびシステムメインリレー３２をオフにする際）の動作について説明する。図２は、この際に車両ＥＣＵ４０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

図２の処理ルーチンが実行されると、車両ＥＣＵ４０は、充電リレー３６にオフ指令を出力する（ステップＳ１００）。充電リレー３６は、車両ＥＣＵ４０からオフ指令が出力されると、正常である（溶着していない）ときにはオフになり、溶着しているときにはオンで保持される。このときに車両ＥＣＵ４０と充電ＥＣＵ６８との通信異常が生じている場合などには、充電装置６２からの電力の供給が継続され、電力ライン３８，２６に電流が流れ続け、バッテリ２８が充電され続けることがある。

続いて、電流センサ３０からバッテリ２８に流れる電流ＩＢを入力し（ステップＳ１１０）、入力した電流ＩＢの絶対値を閾値Ｉｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで閾値Ｉｒｅｆは、システムメインリレー３２を正常（溶着させず）にオフできるか否かを判断するために用いられる閾値であり、例えば４Ａや５Ａ，６Ａなどが用いられる。電流ＩＢの絶対値が閾値Ｉｒｅｆ未満のときには、システムメインリレー遮断指令を出力して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。システムメインリレー３２は、車両ＥＣＵ４０からオフ指令が出力されるとオフになる。

ステップＳ１２０で電流ＩＢの絶対値が閾値Ｉｒｅｆ以上のときには、バッテリ２８に流れる電流ＩＢが値０となるようにモータ２２を制御して（ステップＳ１３０）、ステップＳ１１０に戻る。ここで、ステップＳ１３０の処理では、モータ２２にｄ軸電流のみが流れるようにインバータ２４を制御する。これにより、モータ２２からトルクが出力されずにモータ２２で電力が消費され、バッテリ２８に流れる電流ＩＢを小さくすることができる。

そして、その後にステップＳ１２０で電流ＩＢの絶対値が閾値Ｉｒｅｆ未満になると、システムメインリレー３２に遮断指令を出力して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。

図３は、外部充電処理を終了する際（具体的には、充電リレー３６およびシステムメインリレー３２をオフにする際）の様子の一例を示す説明図である。図示するように、車両ＥＣＵ４０は、時刻ｔ１に充電ＥＣＵ６８に充電終了要求を送信した後の時刻ｔ２に充電リレー３６にオフ指令を出力する。しかし、充電リレー３６が溶着しているときには、充電リレー３６はオンで保持される。そして、時刻ｔ３にバッテリ２８に流れる電流ＩＢ（充電電流）の絶対値が閾値Ｉｒｅｆ以上のときには、モータ２２からトルクが出力されずにモータ２２で電力が消費されるようにインバータ２４を制御する。これにより、バッテリ２８に流れる電流ＩＢの絶対値が低下し、時刻ｔ４に電流ＩＢの絶対値が閾値Ｉｒｅｆ未満に至ると、システムメインリレー３２にオフ指令を出力する。このようにしてシステムメインリレー３２をオフにすることにより、システムメインリレー３２の溶着を抑制することができる。なお、モータ２２の駆動については、システムメインリレー３２がオフなった後で且つ充電装置６２からの電力の供給が停止した際に停止させるのが好ましい。

以上説明した実施例の電気自動車２０では、外部充電処理を終了する際に、充電リレー３６のオフ指令を出力した後に、バッテリ２８に流れる電流ＩＢの絶対値が閾値Ｉｒｅｆ以上の場合には、電流ＩＢの絶対値が閾値Ｉｒｅｆ未満となるようモータ２２を制御し、電流ＩＢの絶対値が閾値Ｉｒｅｆ未満の状態でシステムメインリレー３２にオフ指令を出力する。これにより、システムメインリレー３２の溶着を抑制することができる。

実施例では、モータ２２やバッテリ２８を備える電気自動車２０の構成としたが、モータやバッテリを備えるものであればよく、モータに加えてエンジンも備えるハイブリッド自動車の構成としてもよい。実施例の電気自動車２０では、蓄電装置としてバッテリ２８を用いるものとしたが、キャパシタを用いるものとしてもよい。

実施例では、モータ２２が「モータ」に相当し、バッテリ２８が「蓄電装置」に相当し、システムメインリレー３２が「第１リレー」に相当し、車両側接続部３４が「接続部」に相当し、充電リレー３６が「第２リレー」に相当し、車両ＥＣＵ４０が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。

２０ 電気自動車、２２ モータ、２４ インバータ、２６，３８，６３ 電力ライン、２８ バッテリ、３０ 電流センサ、３２ システムメインリレー、３４ 車両側接続部、３６ 充電リレー、４０ 車両用電子制御ユニット（車両ＥＣＵ）、６０ 充電スタンド、６２ 充電装置、６４ 充電側接続部、６８ 充電用電子制御装置（充電ＥＣＵ）。

Claims (1)

1. モータと、
   前記モータに第１電力ラインを介して接続された蓄電装置と、
   前記第１電力ラインに設けられた第１リレーと、
   前記第１電力ラインにおける前記第１リレーよりも前記モータ側に第２電力ラインを介して接続されると共に外部電源装置に接続可能な接続部と、
   前記第２電力ラインに設けられた第２リレーと、
   前記モータと前記第１リレーと前記第２リレーとを制御する制御装置と、
   を備え、
   前記接続部が前記外部電源装置に接続され且つ前記第１リレーおよび前記第２リレーが共にオンの状態で前記外部電源装置からの電力を用いて前記蓄電装置を充電する外部充電処理が可能な車両であって、
   前記制御装置は、前記外部充電処理を終了する際に、前記第２リレーのオフ指令を出力した後に前記蓄電装置の入力電流が所定電流以上のときには、前記入力電流が前記所定電流未満となるよう前記モータを制御し、前記入力電流が前記所定電流未満の状態で前記第１リレーにオフ指令を出力する、
   車両。

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