JP7475936B2 - システム、車両、放電方法及びプログラム - Google Patents

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Description

本開示は、システム、車両、放電方法及びプログラムに関する。
ハイブリッド電気自動車などの車両は、車両を走行させる電力源として、高電圧を出力するバッテリを備えている。このような車両では、車両内で使用される低電圧を、ＤＣ－ＤＣコンバータ電源を用いてバッテリが出力する高電圧から生成する場合がある。
特許文献１には、関連する技術として、異常事態が生じたときには、平滑コンデンサから電荷を放電させる車載用電気システムが開示されている。
特開２０１５－１００２４１号公報
ところで、平滑コンデンサに高電圧の電荷が蓄積され、かつ、その電荷の放電経路がなくなった場合、その平滑コンデンサに触れることは好ましくない。そのため、平滑コンデンサに高電圧の電荷が蓄積され、かつ、その電荷の放電経路がなくなった場合、特許文献１に記載の発明と同様に、その電荷を速やかに放電することのできる技術が求められている。
本開示は、上記の課題を解決することのできるシステム、車両、放電方法及びプログラムを提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本開示に係るシステムは、供給される高電圧から第１低電圧を生成する電源と、前記高電圧の変動を抑制するコンデンサと、前記第１低電圧を電力源として動作する第１装置であって、前記電源への前記高電圧の供給が停止した場合に、自身の消費電流を増加させる第１装置と、を備える。
本開示に係る車両は、上記のシステムと、前記高電圧を出力するバッテリと、前記電源への前記高電圧の供給が停止したか否かを判定する判定装置と、を備え、前記第１装置は、前記判定装置が前記電源への前記高電圧の供給が停止したと判定した場合、前記第１装置の消費電流を増加させる。
本開示に係る放電方法は、電源は、供給される高電圧から第１低電圧を生成し、コンデンサは、前記高電圧の変動を抑制し、第１装置は、前記第１低電圧を電力源として動作し、前記電源への前記高電圧の供給が停止した場合に、自身の消費電流を増加させる。
本開示に係るプログラムは、供給される高電圧から第１低電圧を生成する電源と、前記高電圧の変動を抑制するコンデンサと、前記第１低電圧を電力源として動作する第１装置とを備えるシステムのコンピュータに、前記電源への前記高電圧の供給が停止した場合に、前記第１装置の消費電流を増加させること、を実行させる。
本開示の実施形態によるシステム、車両、放電方法及びプログラムによれば、コンデンサに高電圧の電荷が蓄積され、かつ、その電荷の放電経路がなくなった場合に、その電荷を速やかに放電することができる。
本開示の一実施形態による車両の構成の一例を示す図である。 本開示の一実施形態によるインバータの構成の一例を示す図である。 本開示の一実施形態による車両の処理フローを示す図である。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
＜実施形態＞
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
（車両の構成）
本開示の一実施形態による車両１について説明する。
車両１は、ハイブリッド電気自動車などである。車両１は、図１に示すように、バッテリ１０、放電判定装置２０、車載空調システム３０を備える。
バッテリ１０は、車両１を走行させるために使用される高電圧を出力するバッテリである。バッテリ１０の出力電圧は、車載空調システム３０に供給される。バッテリ１０の出力電圧は、例えば、３００ボルトである。
放電判定装置２０は、車両１の状態に基づいて、車載空調システム３０に放電指令を出力するか否かを判定する装置である。
例えば、放電判定装置２０は、車両１が物体に衝突したと判定した場合、放電指令を出力すると判定する。また、放電判定装置２０は、車両１が物体に衝突していないと判定した場合、放電指令を出力しないと判定する。
また、例えば、放電判定装置２０は、バッテリ１０と車載空調システム３０との間の配線が断線していると判定した場合、放電指令を出力すると判定する。また、放電判定装置２０は、車両１が物体に衝突していないと判定した場合、放電指令を出力しないと判定する。
そして、放電判定装置２０は、放電指令を出力すると判定した場合、車載空調システム３０に放電指令を出力する。また、放電判定装置２０は、放電指令を出力しないと判定した場合、車載空調システム３０に放電指令を出力しない。
車載空調システム３０は、バッテリ１０が出力する高電圧から低電圧を生成するシステムである。車載空調システム３０は、図１に示すように、平滑コンデンサ３０１、モータ３０２、インバータ３０３、駆動装置３０４、制御装置３０５、ＤＣ－ＤＣ電源３０６を備える。
平滑コンデンサ３０１は、バッテリ１０の出力電圧の変動を抑制させるためにバッテリ１０の低電圧側の端子と高電圧側の端子との間に設けられるコンデンサである。平滑コンデンサ３０１にバッテリ１０が接続されている場合、平滑コンデンサ３０１は、バッテリ１０によって充電される。
モータ３０２は、車両１における空気調和機に使用されるモータである。モータ３０２は、インバータ３０３から受ける電圧に応じて動作する。モータ３０２は、例えば、コンプレッサモータである。
インバータ３０３は、バッテリ１０が出力する高電圧で動作するインバータである。インバータ３０３は、駆動装置３０４から受ける電圧に応じてモータ３０２を駆動する。
駆動装置３０４は、ＤＣ－ＤＣ電源３０６が生成する第１出力電圧で動作する装置である。駆動装置３０４は、制御装置３０５から受ける電圧に基づいて電圧を生成する。そして、駆動装置３０４は、生成した電圧をインバータ３０３に出力する。駆動装置３０４は、例えば、ドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。
制御装置３０５は、ＤＣ－ＤＣ電源３０６が生成する第２出力電圧で動作する装置である。
制御装置３０５は、放電判定装置２０から放電指令を受ける前には、モータ３０２を動作させるための電圧を生成する。そして、制御装置３０５は、生成した電圧を駆動装置３０４に出力する。
また、制御装置３０５は、放電判定装置２０から放電指令を受けた場合、制御装置３０５自身の消費電流を大きくするとともに、駆動装置３０４の消費電流を大きくする電圧を駆動装置３０４に出力する。
なお、制御装置３０５自身の消費電流を大きくする方法としては、例えば、制御装置３０５がＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である場合、クロック周波数を高くすること、繰り返し演算を行うプログラムを予め用意しておき、放電指令を受けた場合にその繰り返し演算を実行することなどが挙げられる。
また、駆動装置３０４の消費電流を大きくする方法としては、例えば、駆動装置３０４がＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されたドライバＩＣである場合、制御装置３０５は、ＩＧＢＴを高速にスイッチングさせる電圧を駆動装置３０４に出力することなどが挙げられる。
例えば、インバータ３０３が、図２に示すように、スイッチング素子３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆを備える場合、制御装置３０５は、スイッチング素子３０３ａ～３０３ｆのうち低電圧側に設けられたスイッチング素子３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃの制御に関連するＩＧＢＴのみを高速にスイッチングさせ、スイッチング素子３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆの制御に関連するＩＧＢＴについてはスイッチング素子３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆをオフ状態に固定すればよい。または、制御装置３０５は、スイッチング素子３０３ａ～３０３ｆのうち高電圧側に設けられたスイッチング素子３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆの制御に関連するＩＧＢＴのみを高速にスイッチングさせ、スイッチング素子３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃの制御に関連するＩＧＢＴについてはスイッチング素子３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃをオフ状態に固定すればよい。
このように、制御装置３０５の消費電流や駆動装置３０４の消費電流が大きくなると、ＤＣ－ＤＣ電源３０６の出力電流が大きくなる。よって、平滑コンデンサ３０１からＤＣ－ＤＣ電源３０６に流れる電流が大きくなる。つまり、車載空調システム３０は、放電判定装置２０から放電指令を受けた場合に、制御装置３０５の消費電流や駆動装置３０４の消費電流を大きくすることにより、平滑コンデンサ３０１に充電されている電荷を高速に放電させることができる。
ＤＣ－ＤＣ電源３０６は、バッテリ１０が出力する高電圧から第１出力電圧と第２出力電圧とを生成する電源である。例えば、第１出力電圧は、１５ボルトである。また、第２出力電圧は、５ボルトである。
次に、本開示の一実施形態による車両１の処理について説明する。
ここでは、図３に示す車両１の処理フローについて説明する。
放電判定装置２０は、車両１の状態に基づいて、車載空調システム３０に放電指令を出力するか否かを判定する（ステップＳ１）。
放電判定装置２０は、放電指令を出力しないと判定した場合（ステップＳ１においてＮＯ）、放電指令を出力せずにステップＳ１の処理に戻す。
また、放電判定装置２０は、放電指令を出力すると判定した場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、放電指令を車載空調システム３０に出力する（ステップＳ２）。
制御装置３０５は、放電判定装置２０から放電指令を受ける（ステップＳ３）。制御装置３０５は、放電指令を受けると、制御装置３０５自身の消費電流を大きくするとともに、駆動装置３０４の消費電流を大きくする電圧を駆動装置３０４に出力する（ステップＳ４）。
なお、制御装置３０５の消費電流が大きくなることにより、ＤＣ－ＤＣ電源３０６から制御装置３０５へ流れる電流が増加する。
駆動装置３０４は、制御装置３０５から消費電流を大きくする電圧を受ける（ステップＳ５）。駆動装置３０４は、消費電流を大きくする電圧を受けると、その電圧に応じて消費電流を大きくする（ステップＳ６）。
なお、駆動装置３０４の消費電流が大きくなることにより、ＤＣ－ＤＣ電源３０６から駆動装置３０４へ流れる電流が増加する。
なお、上記の処理は電気信号に基づく処理であり高速に処理が行われる。そのため、ステップＳ４の処理とステップＳ６の処理は、ほぼ同時に処理される。つまり、制御装置３０５の消費電流と駆動装置３０４の消費電流は、ほぼ同時に増加する。
以上、本開示の一実施形態による車両１について説明した。
本開示の一実施形態による車両１の車載空調システム３０において、ＤＣ－ＤＣ電源３０６（電源の一例）は、供給される高電圧から第２出力電圧（第１低電圧の一例）を生成する。平滑コンデンサ３０１（コンデンサの一例）は、前記高電圧の変動を抑制する。制御装置３０５（第１装置の一例）は、第２出力電圧を電力源として動作する装置であって、前記ＤＣ－ＤＣ電源３０６への前記高電圧の供給が停止した場合に、制御装置３０５自身の消費電流を増加させる。
こうすることで、制御装置３０５の消費電流が増加し、それに伴って、ＤＣ－ＤＣ電源３０６の消費電流も増加する。ＤＣ－ＤＣ電源３０６への高電圧の供給が停止した場合、ＤＣ－ＤＣ電源３０６の消費電流は、平滑コンデンサ３０１に蓄えられている電荷によって生成される。そのため、ＤＣ－ＤＣ電源３０６への高電圧の供給が停止した場合に、制御装置３０５の消費電流を増加させることによって、平滑コンデンサ３０１に蓄えられている電荷を高速に放電することができる。つまり、コンデンサに高電圧の電荷が蓄積され、かつ、その電荷の放電経路がなくなった場合に、その電荷を速やかに放電することができる。
なお、本開示の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
本開示の実施形態における記憶部、記憶装置（レジスタ、ラッチを含む）のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部、記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。
本開示の実施形態について説明したが、上述の車両１、放電判定装置２０、車載空調システム３０、制御装置３０５、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
図４は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ５は、図４に示すように、ＣＰＵ６、メインメモリ７、ストレージ８、インターフェース９を備える。
例えば、上述の車両１、放電判定装置２０、車載空調システム３０、制御装置３０５、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８に記憶されている。ＣＰＵ６は、プログラムをストレージ８から読み出してメインメモリ７に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７に確保する。
ストレージ８の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８は、コンピュータ５のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９または通信回線を介してコンピュータ５に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５が当該プログラムをメインメモリ７に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８は、一時的でない有形の記憶媒体である。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、種々の省略、種々の置き換え、種々の変更を行ってよい。
＜付記＞
本開示の各実施形態に記載のシステム（３０）、車両（１）、放電方法及びプログラムは、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係るシステム（３０）は、供給される高電圧から第１低電圧を生成する電源（３０６）と、前記高電圧の変動を抑制するコンデンサ（３０１）と、前記第１低電圧を電力源として動作する第１装置（３０５）であって、前記電源（３０６）への前記高電圧の供給が停止した場合に、自身の消費電流を増加させる第１装置（３０５）と、を備える。
第１装置（３０５）の消費電流が増加し、それに伴って、電源（３０６）の消費電流も増加する。電源（３０６）への高電圧の供給が停止した場合、電源（３０６）の消費電流は、コンデンサ（３０１）に蓄えられている電荷によって生成される。そのため、電源（３０６）への高電圧の供給が停止した場合に、第１装置（３０５）の消費電流を増加させることによって、コンデンサ（３０１）に蓄えられている電荷を高速に放電することができる。つまり、このシステム（３０）により、コンデンサ（３０１）に高電圧の電荷が蓄積され、かつ、その電荷の放電経路がなくなった場合に、その電荷を速やかに放電することができる。
（２）第２の態様に係るシステム（３０）は、（１）のシステム（３０）であって、第２低電圧を電力源として動作する第２装置（３０４）、を備え、前記電源（３０６）は、前記高電圧から前記第２低電圧を生成し、前記第１装置（３０５）は、前記電源（３０６）への前記高電圧の供給が停止した場合に、前記第２装置（３０４）の消費電流を増加させる電圧を前記第２装置（３０４）に出力し、前記第２装置（３０４）は、前記第１装置（３０５）が出力した前記電圧に基づいて、前記第２装置（３０４）の消費電流を増加させるものであってもよい。
このシステム（３０）により、第１装置（３０５）に加えて第２装置（３０４）も消費電流を増加させることができる。そのため、第２の態様に係るシステム（３０）は、第１の態様に係るシステム（３０）よりも、より高速にコンデンサ（３０１）の電荷を放電させることができる。
（３）第３の態様に係るシステム（３０）は、（２）のシステム（３０）であって、モータ（３０２）と、前記第２装置（３０４）から受ける電圧に基づいて前記モータ（３０２）を制御するインバータ（３０３）と、を備えるものであってもよい。
このシステム（３０）により、モータを駆動するシステム（３０）でも、コンデンサ（３０１）に高電圧の電荷が蓄積され、かつ、その電荷の放電経路がなくなった場合に、その電荷を速やかに放電することができる。
（４）第４の態様に係るシステム（３０）は、（３）のシステム（３０）であって、前記第２装置（３０４）は、前記電源（３０６）への前記高電圧の供給が停止した場合に、前記インバータ（３０３）を構成するスイッチング素子（３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆ）のうち高電圧側のスイッチング素子（３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆ）をオフ状態にして低電圧側のスイッチング素子（３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ）のみをスイッチング動作させる、または、前記インバータ（３０３）を構成するスイッチング素子（３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆ）のうち低電圧側のスイッチング素子（３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ）をオフ状態にして高電圧側のスイッチング素子（３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆ）のみをスイッチング動作させるものであってもよい。
このシステム（３０）により、第２装置（３０４）の消費電流を増加させる場合であっても、モータ（３０２）を回転させない。そのため、モータ（３０２）の回転に伴う悪影響（例えば、異音など）が生じない。
（５）第５の態様に係る車両（１）は、（１）から（４）の何れかのシステム（３０）と、前記高電圧を出力するバッテリ（１０）と、前記電源（３０６）への前記高電圧の供給が停止したか否かを判定する判定装置（２０）と、を備え、前記第１装置（３０５）は、前記判定装置（２０）が前記電源（３０６）への前記高電圧の供給が停止したと判定した場合、前記第１装置（３０５）の消費電流を増加させる。
この車両（１）により、車両（１）が備えるシステム（３０）でも、コンデンサ（３０１）に高電圧の電荷が蓄積され、かつ、その電荷の放電経路がなくなった場合に、その電荷を速やかに放電することができる。
（６）第６の態様に係る放電方法は、電源（３０６）は、供給される高電圧から第１低電圧を生成し、コンデンサ（３０１）は、前記高電圧の変動を抑制し、第１装置（３０５）は、前記第１低電圧を電力源として動作し、前記電源（３０６）への前記高電圧の供給が停止した場合に、第１装置（３０５）自身の消費電流を増加させる。
この放電方法により、コンデンサ（３０１）に高電圧の電荷が蓄積され、かつ、その電荷の放電経路がなくなった場合に、その電荷を速やかに放電することができる。
（７）第７の態様に係るプログラムは、供給される高電圧から第１低電圧を生成する電源（３０６）と、前記高電圧の変動を抑制するコンデンサ（３０１）と、前記第１低電圧を電力源として動作する第１装置（３０５）とを備えるシステム（３０）のコンピュータ（５）に、前記電源（３０６）への前記高電圧の供給が停止した場合に、前記第１装置（３０５）の消費電流を増加させること、を実行させる。
このプログラムにより、コンデンサ（３０１）に高電圧の電荷が蓄積され、かつ、その電荷の放電経路がなくなった場合に、その電荷を速やかに放電することができる。
１・・・車両
５・・・コンピュータ
６・・・ＣＰＵ
７・・・メインメモリ
８・・・ストレージ
９・・・インターフェース
１０・・・バッテリ
２０・・・放電判定装置
３０・・・車載空調システム
３０１・・・平滑コンデンサ
３０２・・・モータ
３０３・・・インバータ
３０４・・・駆動装置
３０５・・・制御装置
３０６・・・ＤＣ－ＤＣ電源

Claims (7)

  1. 供給される高電圧から第１低電圧を生成する電源と、
    前記高電圧の変動を抑制するコンデンサと、
    前記第１低電圧を電力源として動作する第１装置であって、前記電源への前記高電圧の供給が停止した場合に、自身の消費電流を増加させる第１装置と、
    を備えるシステム。
  2. 第２低電圧を電力源として動作する第２装置、
    を備え、
    前記電源は、
    前記高電圧から前記第２低電圧を生成し、
    前記第１装置は、
    前記電源への前記高電圧の供給が停止した場合に、前記第２装置の消費電流を増加させる電圧を前記第２装置に出力し、
    前記第２装置は、
    前記第１装置が出力した前記電圧に基づいて、前記第２装置の消費電流を増加させる、
    請求項１に記載のシステム。
  3. モータと、
    前記第２装置から受ける電圧に基づいて前記モータを制御するインバータと、
    を備える、
    請求項２に記載のシステム。
  4. 前記第２装置は、
    前記電源への前記高電圧の供給が停止した場合に、前記インバータを構成するスイッチング素子のうち高電圧側のスイッチング素子をオフ状態にして低電圧側のスイッチング素子のみをスイッチング動作させる、または、前記インバータを構成するスイッチング素子のうち低電圧側のスイッチング素子をオフ状態にして高電圧側のスイッチング素子のみをスイッチング動作させる、
    請求項３に記載のシステム。
  5. 請求項１から請求項４の何れか一項に記載のシステムと、
    前記高電圧を出力するバッテリと、
    前記電源への前記高電圧の供給が停止したか否かを判定する判定装置と、
    を備え、
    前記第１装置は、
    前記判定装置が前記電源への前記高電圧の供給が停止したと判定した場合、前記第１装置の消費電流を増加させる、
    車両。
  6. 電源は、供給される高電圧から第１低電圧を生成し、
    コンデンサは、前記高電圧の変動を抑制し、
    第１装置は、前記第１低電圧を電力源として動作し、前記電源への前記高電圧の供給が停止した場合に、自身の消費電流を増加させる、
    放電方法。
  7. 供給される高電圧から第１低電圧を生成する電源と、前記高電圧の変動を抑制するコンデンサと、前記第１低電圧を電力源として動作する第１装置とを備えるシステムのコンピュータに、
    前記電源への前記高電圧の供給が停止した場合に、前記第１装置の消費電流を増加させること、
    を実行させるプログラム。
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