KR20160035092A - 전동 차량의 제어 장치 - Google Patents

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KR20160035092A
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KR1020167006412A
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히데미츠 나카가와라
히사히로 나베시마
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때, 강전 릴레이의 용착을 방지하는 것. 전원을 공유하여 설치되고, 별도의 제어 기능을 갖고, 각각의 제어 프로그램을 독립하여 재기입 가능한 제1 마이크로컴퓨터(11) 및 제2 마이크로컴퓨터(12)와, 서로의 마이크로컴퓨터 동작을 감시하고, 마이크로컴퓨터 동작이 이상하다고 판정되면, 차량 탑재 강전계에 갖는 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시하는 리셋 처리 수단을 구비한다. 이 전기 자동차의 제어 장치에 있어서, 리셋 처리 수단은, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때, 차량 탑재 강전계의 통전을 정지하고, 통전을 정지한 상태에서 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시하는 통전 정지 리셋 처리부를 갖는다.

Description

전동 차량의 제어 장치{ELECTRIC VEHICLE CONTROL DEVICE}
본 발명은 서로를 감시하는 2개의 마이크로컴퓨터(이하, 「마이크로컴퓨터」라고 약칭함)를 구비하고, 마이크로컴퓨터 동작의 이상이 판정되면 리셋 처리(초기화 처리)를 실시하는 전동 차량의 제어 장치에 관한 것이다.
종래, 전원을 공통화한 2개의 마이크로컴퓨터를 구비하고, 양 마이크로컴퓨터 중 적어도 어느 한쪽이 기입 처리를 행하고 있는 동안, 시스템 감시 동작을 저지함으로써 리셋 처리가 실시되지 않도록 하는 전자 제어 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 평10-177504호 공보
그러나, 종래의 전자 제어 장치에서는, 예를 들어 제어 프로그램의 재기입을 원인으로 하여 감시 신호가 정지하고, 이상이라고 판정되면 리셋 처리가 실시된다. 이로 인해, 전동 차량에 종래의 전자 제어 장치를 적용한 경우, 차량 탑재 강전계에 설치된 강전 릴레이의 스위치 접점이 용착하여, 마이크로컴퓨터 이상에 의한 리셋 처리 시에 강전 릴레이를 끊을 수 없게 될 우려가 있다고 하는 문제가 있었다.
즉, 전동 차량의 경우, 마이크로컴퓨터의 리셋 처리가 실시되면, 페일세이프 기능으로서, 배터리 충전이나 배터리 방전에 의해 차량 탑재 강전계가 통전 상태 인지의 여부에 관계없이, 차량 탑재 강전계에 갖는 강전 릴레이가 강제적으로 오프로 된다.
본 발명은 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때, 강전 릴레이의 용착을 방지하는 전동 차량의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전동 차량의 제어 장치는, 전원을 공유하여 설치되고, 별도의 제어 기능을 갖고, 각각의 제어 프로그램을 독립하여 재기입 가능한 제1 마이크로컴퓨터 및 제2 마이크로컴퓨터와, 상기 제1 마이크로컴퓨터와 상기 제2 마이크로컴퓨터의 서로의 마이크로컴퓨터 동작을 감시하고, 마이크로컴퓨터 동작이 이상하다고 판정되면, 차량 탑재 강전계에 갖는 강전 릴레이를 오프로 하는 리셋 처리를 실시하는 리셋 처리 수단을 구비하는 것을 전제로 한다.
이 전동 차량의 제어 장치에 있어서, 상기 리셋 처리 수단은, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때, 상기 차량 탑재 강전계의 통전을 정지하고, 통전을 정지한 상태에서 상기 강전 릴레이를 오프로 하는 리셋 처리를 실시하는 통전 정지 리셋 처리부를 갖는다.
따라서, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때, 통전 정지 리셋 처리부에 있어서, 차량 탑재 강전계의 통전이 정지되어, 통전이 정지된 상태에서 강전 릴레이를 오프로 하는 리셋 처리가 실시된다.
예를 들어, 제1 마이크로컴퓨터와 제2 마이크로컴퓨터 중 한쪽의 제어 프로그램의 재기입을 실시하는 리프로그램 씬과 같이, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때, 미리 강전계의 통전을 멈추는 처리를 추가하고, 통전 정지 상태에서 강전 릴레이가 오프로 된다.
이와 같이, 강전의 통전 정지 상태에서 강전 릴레이를 오프로 함으로써 스위치 접점에서 스파크가 발생하지 않아, 강전 릴레이의 스위치부가 온 용착할 일은 없다.
이 결과, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때, 강전 릴레이의 용착을 방지할 수 있다.
도 1은 실시예 1의 전기 자동차 제어 장치를 도시하는 전체 시스템도이다.
도 2는 실시예 1의 전기 자동차 제어 장치에 있어서 제2 마이크로컴퓨터의 제어 프로그램 재기입 시에 제1 마이크로컴퓨터와 제2 마이크로컴퓨터에서 실행되는 통전 정지 리셋 처리의 흐름을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 실시예 1의 전기 자동차 제어 장치에 있어서 통전 정지 리셋 처리가 실행되는 통상 모드와 웨이크업 모드 사이에서의 모드 이행 씬을 도시하는 모드 천이도이다.
도 4는 실시예 1의 전기 자동차 제어 장치에 있어서 제2 마이크로컴퓨터의 제어 프로그램의 재기입하는 리프로그램 씬에서의 통전 정지 리셋 처리 동작을 도시하는 시퀀스도이다.
이하, 본 발명의 전동 차량의 제어 장치를 실현하는 최선의 형태를, 도면에 도시하는 실시예 1에 기초하여 설명한다.
실시예 1
먼저, 구성을 설명한다.
실시예 1에 있어서의 전기 자동차(전동 차량의 일례)의 제어 장치의 구성을, 「전체 시스템 구성」, 「통전 정지 리셋 처리의 상세 구성」으로 나누어서 설명한다.
[전체 시스템 구성]
도 1은, 실시예 1의 전기 자동차 제어 장치를 도시하는 전체 시스템도이다. 이하, 도 1에 기초하여, 전체 시스템 구성을 설명한다.
실시예 1의 제어 장치가 적용된 전기 자동차(EV)는 도 1에 도시한 바와 같이, 전자 제어 유닛(1)(ECU)과, 페일세이프 릴레이(2)와, 배터리 팩(3)과, DC/DC 정션 박스(4)와, 구동 모터 인버터(5)와, 구동 모터(6)와, 감속기(7)와, 12V 배터리(8)를 구비하고 있다.
상기 전자 제어 유닛(1)은 인스트루먼트 패널의 내부 등에 배치되고, 제1 마이크로컴퓨터(11)와, 제2 마이크로컴퓨터(12)와, 전원 IC 회로(13)와, 페일세이프 회로(14)를 갖고서 구성된다.
상기 제1 마이크로컴퓨터(11) 및 상기 제2 마이크로컴퓨터(12)는 12V 배터리(8) 및 전원 IC 회로(13)(전원)를 공유하여 설치되고, 별도의 제어 기능을 갖고, 각각의 제어 프로그램을 독립하여 재기입 가능하다. 제1 마이크로컴퓨터(11)는 프로그램 기억 영역(11a)과, 마이크로컴퓨터 기능 2의 감시부(11b)와, CPU간 통신 진단부(11c)를 갖는다. 제2 마이크로컴퓨터(12)는 프로그램 기억 영역(12a)과, 마이크로컴퓨터 기능 1의 감시부(12b)와, CPU간 통신 진단부(12c)를 갖는다. 그리고, 마이크로컴퓨터 기능 2의 감시부(11b)와 마이크로컴퓨터 기능 1의 감시부(12b)에 의해, 서로의 마이크로컴퓨터 동작을 감시하고, 마이크로컴퓨터 동작이 이상하다고 판정되면, 차량 탑재 강전계에 갖는 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시한다(리셋 처리 수단).
상기 제1 마이크로컴퓨터(11)로서는, 예를 들어 여러가지 센서나 컨트롤러로부터의 신호를, CAN 통신선을 통하여 입력하고, 입력한 신호에 기초하여 차량 상태를 판단하여, EV 시스템에 있어서의 여러가지 제어를 종합적으로 행하는 VCM 메인 마이크로컴퓨터가 사용된다.
상기 제2 마이크로컴퓨터(12)로서는, 예를 들어 VCM 메인 마이크로컴퓨터와 동일한 기능을 갖는 VCM 서브마이크로컴퓨터에, PBW 마이크로컴퓨터를 추가한 VCM 서브+PBW 마이크로컴퓨터가 사용된다. 이 PBW 마이크로컴퓨터는, 도시하지 않은 P 레인지 스위치로부터의 신호에 기초하여, 감속기(7) 내의 파킹 기구의 로크/언로크를 제어하는 파킹 액추에이터(71)에 구동 지령을 출력하는 컨트롤러이다. 또한, 「VCM」은 비히클·컨트롤·모듈의 약칭이며, 「PBW」는, 파크로크·바이·와이어의 약칭이다.
상기 페일세이프 회로(14)는 제1 마이크로컴퓨터(11)와 제2 마이크로컴퓨터(12) 중 적어도 한쪽으로부터의 F/S 릴레이 커트 신호를 입력하면, 페일세이프 릴레이(2)에 오프 지령을 출력하는 OR 회로에 의해 구성된다.
상기 제1 마이크로컴퓨터(11)와 제2 마이크로컴퓨터(12)는 시리얼 통신선(15)과, 제2 마이크로컴퓨터(12)로부터 제1 마이크로컴퓨터(11)로 WDT 신호를 출력하는 WDT 신호선(16)과, 제1 마이크로컴퓨터(11)로부터 제2 마이크로컴퓨터(12)에 RST 신호를 출력하는 RST 신호선(17)에 의해 접속되어 있다. 제1 마이크로컴퓨터(11)와 전원 IC 회로(13)는 제1 마이크로컴퓨터(11)로부터 전원 IC 회로(13)에 WDT 신호를 출력하는 WDT 신호선(18)에 의해 접속되어 있다. 제1 마이크로컴퓨터(11)와 제2 마이크로컴퓨터(12)와 전원 IC 회로(13)는 전원 IC 회로(13)로부터 제1 마이크로컴퓨터(11)와 제2 마이크로컴퓨터(12)에 RST 신호를 출력하는 RST 신호선(19)에 의해 접속되어 있다. 제1 마이크로컴퓨터(11)와 페일세이프 회로(14)는 제1 F/S 릴레이 커트 신호선(20)에 의해 접속되고, 제2 마이크로컴퓨터(12)와 페일세이프 회로(14)는 제2 F/S 릴레이 커트 신호선(21)에 의해 접속되어 있다. 여기서, WDT 신호란, 마이크로컴퓨터 동작의 이상을 감시하기 위하여 소정 시간마다 레벨을 반전시키는 워치독타이머 신호이다. RST 신호란, 리셋 처리를 요구하는 리셋 신호를 말한다.
상기 페일세이프 릴레이(2)는 배터리 팩(3) 내의 제1 강전 릴레이(31)와 제2 강전 릴레이(32)에 대하여 릴레이 작동용 전원을 공급하는 것으로서, 페일세이프 회로(14)로부터 오프 지령이 출력된 경우, 릴레이 작동용 전원(12V 배터리(8))을 차단하여 제1 강전 릴레이(31)와 제2 강전 릴레이(32)를 오프로 한다.
상기 배터리 팩(3)은, 예를 들어 휠 베이스 중앙부의 바닥 하부 위치 등에 배치되고, 모듈 적층체(30)와, 제1 강전 릴레이(31)와, 제2 강전 릴레이(32)를 갖고서 구성된다.
상기 모듈 적층체(30)는 복수매의 라미네이트형 셀을 하나에 통합한 모듈을 추가로 복수개 적층함으로써 구성한 것이며, 예를 들어 48 모듈의 리튬이온 전지의 경우, 정격 전압으로 하고, 직류의 360V를 출력한다.
상기 제1 강전 릴레이(31) 및 제2 강전 릴레이(32)는 배터리 팩(3)에 내장되어 있고, 모듈 적층체(30)의 +측 및 -측과 DC/DC 정션 박스(4)의 접속/차단을 행한다. 또한, 차량 탑재 강전계는, 배터리 팩(3)과 DC/DC 정션 박스(4)와 구동 모터 인버터(5)와 구동 모터(6)에 의해 구성된다.
상기 DC/DC 정션 박스(4)는, DC/DC 컨버터를 내장하고, 배터리 팩(3)으로부터의 고전압 전원을 분배함과 함께, 12V 전원계 시스템에의 전력 공급 및 12V 배터리(8)에의 충전을 행한다. 또한, 이 DC/DC 정션 박스(4)는, 보통 충전 릴레이 및 급속 충전 릴레이를 갖고 있으며, 충전 모드에 맞춰서 충전 회로의 전환을 할 수 있도록 하고 있다.
상기 구동 모터 인버터(5)는 VCM으로부터 CAN 통신선에서 보내져 오는 구동 토크 신호에 기초하여, DC/DC 정션 박스(4)로부터의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 삼상 교류에 의한 구동 모터(6)에 교류 전력을 공급한다. 이 구동 모터 인버터(5)는 모터 컨트롤러와, 드라이버와, 평활 콘덴서와, 전류 센서와, 파워 모듈을 갖고서 구성된다.
상기 구동 모터(6)는 주행용 구동원으로서, 모터 룸에 배치되어 있고, 매립 자석형 동기 모터에 의한 구성이다. 이 구동 모터(6)는 정의 토크 지령 시에는, 배터리 팩(3)으로부터의 방전 전력을 사용하여 구동 토크를 발생하는 구동 동작을 한다(역행). 한편, 부의 토크 지령 시에는, 좌우 구동륜으로부터의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 동작을 하고, 발전한 전력을 배터리 팩(3)에의 충전 전력으로 한다(회생).
상기 감속기(7)는 파킹 액추에이터(71)를 구비한 파킹 기구를 갖고, 감속기입력측이 구동 모터(6)에 연결되고, 감속기 출력측의 디퍼런셜 기어부가 좌우의 구동륜에 연결된다.
상기 12V 배터리(8)는 전자 제어 유닛(1)의 전원임과 함께, 제1 강전 릴레이(31) 및 제2 강전 릴레이(32)의 릴레이 작동용 전원 등과 같이, 다른 여러가지 차량 탑재 전장품의 전원이 된다. 이 12V 배터리(8)는 이그니션 스위치가 온일 때, 12V 배터리 전압을 모니터하고, 12V 배터리 전압이 저하한 경우, 배터리 팩(3)의 전력을 사용하여 자동 충전 제어된다.
[통전 정지 리셋 처리의 상세 구성]
도 2는, 제2 마이크로컴퓨터의 제어 프로그램 재기입 시에 제1 마이크로컴퓨터와 제2 마이크로컴퓨터에서 실행되는 통전 정지 리셋 처리의 흐름을 도시하고, 도 3은, 통전 정지 리셋 처리가 실행되는 통상 모드와 웨이크업 모드 사이에서의 모드 이행 씬을 도시한다. 이하, 도 1 내지 도 3에 기초하여, 통전 정지 리셋 처리의 상세 구성을 설명한다.
먼저, 상기한 바와 같이 마이크로컴퓨터 기능 2의 감시부(11b)와 마이크로컴퓨터 기능 1의 감시부(12b)에 의해, 서로의 마이크로컴퓨터 동작을 감시하고, 마이크로컴퓨터 동작이 이상하다고 판정되면, 차량 탑재 강전계에 갖는 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시하는 것을 기본으로 한다. 그러나, 이 리셋 처리에 있어서, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때, 차량 탑재 강전계의 통전을 정지하고, 통전을 정지한 상태에서 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시한다(통전 정지 리셋 처리).
이 통전 정지 리셋 처리가 행하여지는 씬은, 주로 다음의 3개의 씬이다.
(1) 제1 마이크로컴퓨터(11)와 제2 마이크로컴퓨터(12) 중, 제2 마이크로컴퓨터(12)의 제어 프로그램의 재기입을 실시하는 리프로그램 씬.
(2) 제1 마이크로컴퓨터(11) 및 제2 마이크로컴퓨터(12)의 전원 전압이 정상적인 동작을 확보할 수 있는 전압 역치보다도 낮다고 판정된 저전압 씬.
(3) 통상 모드로부터 웨이크업 모드로 이행할 때 및 웨이크업 모드로부터 통상 모드로 이행하는 모드 이행 씬.
이다.
상기 (1)의 리프로그램 씬에 대해서, 도 2에 기초하여 설명한다.
먼저, 제2 마이크로컴퓨터(12)의 제어 프로그램의 재기입을 실시할 때, 제1 마이크로컴퓨터(11)는 이그니션 스위치가 온인 레디 상태이며, 제2 마이크로컴퓨터(12)는 진단 모드로의 리프로그램 지시 상태이다. 또한, 제2 마이크로컴퓨터(12)의 리프로그램은, CAN 통신선에 퍼스널 컴퓨터를 접속하고, 프로그램 기억 영역(12a)의 제어 프로그램을 새롭게 재기입함으로써 행하여진다.
제1 마이크로컴퓨터(11)에 의한 마이크로컴퓨터 기능 1에 의한 처리는, 제2 마이크로컴퓨터(12)로부터 충방전 중지의 지령을 통신에 의해 수취하면, 스텝 S111에 있어서, 마이크로컴퓨터 기능 1은 충전·방전의 통전을 중지한다. 구체적으로는, 구동 모터(6)에 대하여 충전 지령이나 방전 지령이 내려져 있으면 제로의 토크 지령으로 한다. 또한, 플러그인 충전중이라면, DC/DC 정션 박스(4)에 내장되어 있는 보통 충전 릴레이 또는 급속 충전 릴레이를 오프로 한다. 즉, 차량 탑재 강전계의 강전 하네스에 흐르는 방전 방향의 통전이나 충전 방향의 통전을 제로로 한다. 그리고, 충전·방전의 통전의 중지가 완료한 것을 마이크로컴퓨터 기능 1에서 확인하면, 다음 스텝 S112에 있어서, 마이크로컴퓨터 기능 1은 충방전을 중지한 것을 마이크로컴퓨터 기능 2에 대하여 통신에 의해 통지하고, 종료로 진행한다.
제2 마이크로컴퓨터(12)에 의한 마이크로컴퓨터 기능 2에 의한 처리는, 리프로그램 지시가 있으면, 스텝 S121에 있어서, 리프로그램의 실시 동작을 개시하기 전에 미리 마이크로컴퓨터 기능 1에 대하여 충방전 중지의 지령을 통신에 의해 통지한다. 그리고, 충방전 중지 지령을 통지한 후, 스텝 S122에 있어서, 마이크로컴퓨터 기능 2는 리프로그램의 실시 동작을 개시한다. 그리고, 스텝 S123에 있어서, 리프로그램 완료 조건과 충방전 정지 완료 조건이 성립하고 있는지의 여부를 판단한다. 여기서, 리프로그램 완료 조건의 판단은, 마이크로컴퓨터 기능 2에서 행하고, 충방전 정지 완료 조건의 판단은, 마이크로컴퓨터 기능 1로부터의 통신에 의한 통지 정보에 기초하여 행한다. 스텝 S123에 있어서 "아니오"라는 판단 중에는, 스텝 S123의 조건 판단을 반복하고, 스텝 S123에 있어서 "예"라고 판단되면, 스텝 S124로 진행하고, WDT 처리를 정지하고, 강제적으로 하드리셋 처리(=강전 릴레이(31, 32)의 오프 처리)를 행하고, 종료로 진행한다.
상기 (2)의 저전압 씬에 대해서, 도 1에 기초하여 설명한다.
먼저, 제1 마이크로컴퓨터(11)와 제2 마이크로컴퓨터(12)를 오동작 없이 정상적으로 작동시키기 위해서는, 전자 제어 유닛(1)의 전원 전압(12V)이 확보되어 있는 것을 전제로 한다.
따라서, 도 1에 도시하는 12V 배터리(8)는 자동 충전 제어에 의해 이그니션 스위치가 온일 때, 12V 배터리 전압을 모니터하고 있는 것에 의해, 12V 배터리 전압의 모니터 데이터를 CAN 통신선에 의해 입력하고, 제1 마이크로컴퓨터(11) 및 제2 마이크로컴퓨터(12)의 전원 전압이 정상적인 동작을 확보할 수 있는 전압 역치보다도 낮으면, 저전압 씬이라고 판정한다. 저전압 씬이라고 판정되면, 미리 강전계의 통전을 멈추는 처리를 추가하고, 차량 탑재 강전계에서의 충전·방전에 의한 통전을 정지하고, 통전을 정지한 상태에서 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시한다.
상기 (3)의 모드 이행 씬에 대해서, 도 3에 기초하여 설명한다.
먼저, 차량 탑재 전자 제어계는, 차량 탑재 전원 스위치(이그니션 스위치)가 온인 통상 모드와, 차량 탑재 전원 스위치는 오프이지만 차량 탑재 컨트롤러에서의 필요 동작을 확보하는 웨이크업 모드를 갖는다.
그리고, 통상 모드(IGN 모드)로부터 웨이크업 모드(WakeUp 모드)로 이행하는 때에는, IGN 모드에서 IGN-OFF&ReadyToSleep과, 마스터로부터 GoToSleep을 수신하면, OFF 모드로 천이한다. 그리고, OFF 모드에서 IGN-OFF&WakeUp-ON을 수신하면 WakeUp 모드로 천이한다.
한편, 웨이크업 모드(WakeUp 모드)로부터 통상 모드(IGN 모드)로 이행하는 때에는, WakeUp 모드에서 IGN-ON&WakeUp-OFF를 수신하면, OFF 모드로 천이한다. 그리고, OFF 모드에서 IGN-ON을 수신하면 IGN 모드로 천이한다.
이와 같이, 모드 이행 씬에서는, 한번, OFF 모드로 천이함으로써, OFF 모드로 들어갈 때, 미리 강전계의 통전을 멈추는 처리를 추가하고, 차량 탑재 강전계에서의 충전·방전에 의한 통전을 정지하고, 통전을 정지한 상태에서 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시한다.
이어서, 작용을 설명한다.
실시예 1의 전기 자동차 제어 장치에 있어서의 작용을, 「마이크로컴퓨터 이상에 의한 리셋 처리 작용」, 「리프로그램 씬에서의 리셋 처리 작용」, 「저전압 씬에서의 리셋 처리 작용」, 「모드 이행 씬에서의 리셋 처리 작용」으로 나누어서 설명한다.
[마이크로컴퓨터 이상에 의한 리셋 처리 작용]
제1 마이크로컴퓨터(11)가 이상일 때에는, 제1 마이크로컴퓨터(11)로부터 전원 IC 회로(13)에 WDT 신호선(18)을 통하여 출력되는 WDT 신호가 정지한다. 이 WDT 신호의 정지에 의해 마이크로컴퓨터 동작 이상이다라고 판정되어, 전원 IC 회로(13)로부터 RST 신호선(19)을 통하여 제1 마이크로컴퓨터(11)와 제2 마이크로컴퓨터(12)에 동시에 RST 신호가 출력된다. RST 신호를 받은 제1 마이크로컴퓨터(11)는 제1 F/S 릴레이 커트 신호선(20)을 통하여 제1 F/S 릴레이 커트 신호를 페일세이프 회로(14)에 출력한다. 동시에, RST 신호를 받은 제2 마이크로컴퓨터(12)는 제2 F/S 릴레이 커트 신호선(21)을 통하여 제2 F/S 릴레이 커트 신호를 페일세이프 회로(14)에 출력한다. 따라서, 페일세이프 회로(14)로부터의 오프 신호를 받은 페일세이프 릴레이(2)가 차량 탑재 강전계에 갖는 강전 릴레이(31, 32)의 릴레이 작동용 전원을 차단하여, 강전 릴레이(31, 32)가 오프로 된다.
제2 마이크로컴퓨터(12)가 이상일 때에는, 제2 마이크로컴퓨터(12)로부터 제1 마이크로컴퓨터(11)로 WDT 신호선(16)을 통하여 출력되는 WDT 신호가 정지한다. 이 WDT 신호가 정지한 것에 의해, 마이크로컴퓨터 기능 2의 감시부(11b)에 있어서, 마이크로컴퓨터 동작 이상이다라고 판정되어, 제1 마이크로컴퓨터(11)로부터 RST 신호선(17)을 통하여 제2 마이크로컴퓨터(12)에 RST 신호가 출력된다. RST 신호를 받은 제2 마이크로컴퓨터(12)는 제2 F/S 릴레이 커트 신호선(21)을 통하여 제2 F/S 릴레이 커트 신호를 페일세이프 회로(14)에 출력한다. 따라서, 페일세이프 회로(14)로부터의 오프 신호를 받은 페일세이프 릴레이(2)가 차량 탑재 강전계에 갖는 강전 릴레이(31, 32)의 릴레이 작동용 전원을 차단하고, 강전 릴레이(31, 32)가 오프로 된다.
상기한 바와 같이 제1 마이크로컴퓨터(11) 또는 제2 마이크로컴퓨터(12)에 마이크로컴퓨터 이상이 발생했을 때에는, WDT 신호의 감시에 의해 마이크로컴퓨터 동작 이상이다라고 판정되면, 즉시 강전 릴레이(31, 32)가 오프가 되게 되어, 리셋 처리에 있어서의 페일세이프 기능이 발휘된다.
[리프로그램 씬에서의 리셋 처리 작용]
제2 마이크로컴퓨터(12)의 리프로그램 씬에서의 리셋 처리 작용을 도 2에 기초하여 설명한다. 제2 마이크로컴퓨터(12)의 제어 프로그램을 재기입하는 리프로그램을 개시하면, 스텝 S121에 있어서, 리프로그램의 실시 동작을 개시하기 전에 미리 마이크로컴퓨터 기능 1에 대하여 충방전 중지의 지령을 통신에 의해 통지한다. 충방전 중지 지령을 통지한 후, 다음 스텝 S122에 있어서, 마이크로컴퓨터 기능 2는 리프로그램의 실시 동작이 개시된다. 다음 스텝 S123에 있어서, 리셋 처리 허가 조건이 판단되어, 리프로그램 완료 조건과 충방전 정지 완료 조건이 성립하고 있는 것을 확인하면, 스텝 S124로 진행하고, WDT 처리가 정지되어, 강제적으로 하드리셋 처리(=강전 릴레이(31, 32)의 오프 처리)가 행하여진다.
이 제2 마이크로컴퓨터(12)의 리프로그램 씬에서는, 제1 마이크로컴퓨터(11)에 의한 마이크로컴퓨터 기능 1에 의한 처리로서, 제2 마이크로컴퓨터(12)로부터 마이크로컴퓨터 기능 1에 대하여 충방전 중지의 지령을 통신에 의해 수취하면, 스텝 S111에 있어서, 충전·방전의 통전이 중지된다. 그리고, 충전·방전의 통전 중지가 완료하면, 다음 스텝 S112에 있어서, 마이크로컴퓨터 기능 1은 충방전을 중지한 것을 마이크로컴퓨터 기능 2에 대하여 통신에 의해 통지한다. 또한, 마이크로컴퓨터 기능 1에 있어서, 충방전의 중지를 완료할 수 없는 경우에는, 중지할 수 없다는 취지를 마이크로컴퓨터 기능 2에 통지하는 경우가 있다.
이 제2 마이크로컴퓨터(12)의 리프로그램 씬에서의 통전 정지 리셋 처리 동작을, 도 4에 도시하는 시퀀스에 의해 설명한다. 컨설트 리프로그램 지시를 트리거로 하여 리프로그램이 지시되면, 미리 강전 정지의 실시를 마이크로컴퓨터 기능 2로부터 마이크로컴퓨터 기능 1에 통신에 의해 통지하고, 마이크로컴퓨터 기능 2에서의 리프로그램의 실시 동작을 개시한다. 그리고, 마이크로컴퓨터 기능 2에서의 리프로그램 실시와, 마이크로컴퓨터 기능 1에서의 강전 정지 실시의 2개의 실시 동작이 동시 진행으로 행하여진다. 그리고, 마이크로컴퓨터 기능 1로부터의 통신에 의해 강전 정지의 완료를 확인하고, 또한, 제2 마이크로컴퓨터(12)의 리프로그램이 완료하면, 마이크로컴퓨터 기능 2의 리셋 처리가 실행된다.
상기한 바와 같이 실시예 1에서는, 제2 마이크로컴퓨터(12)의 제어 프로그램의 재기입을 실시하는 리프로그램 씬의 때, 미리 차량 탑재 강전계의 통전을 멈추는 처리를 추가하고, 차량 탑재 강전계를 통전 정지 상태로 하여 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 구성을 채용하였다.
이와 같이, 통전 정지 상태에서 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 함으로써 고전압의 통전 상태에서 릴레이 오프로 할 때와 같이, 스위치 접점에서 스파크가 발생하지 않아서, 강전 릴레이(31, 32)의 스위치부가 온 용착할 일은 없다.
따라서, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인 중, 제2 마이크로컴퓨터(12)의 리프로그램 씬에서 리셋할 때, 미리 강전계의 통전을 멈추는 처리를 추가함으로써 강전 릴레이(31, 32)의 용착이 방지된다.
실시예 1에서는, 제2 마이크로컴퓨터(12)의 제어 프로그램을 재기입하는 리프로그램을 실시할 때, 제1 마이크로컴퓨터(11)에의 통신에 의해 미리 상기 차량 탑재 강전계의 통전 정지를 지시하면 리프로그램을 개시한다. 그리고, 제1 마이크로컴퓨터(11)로부터 제2 마이크로컴퓨터(12)에의 통신에 의한 통전 정지의 확인과, 리프로그램의 완료를 확인한 후, 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시하는 구성을 채용하였다.
예를 들어, 리프로그램을 실시할 때, 강전 정지가 완료하는 것을 대기하고, 제2 마이크로컴퓨터(12)의 리프로그램을 개시할 경우, 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리의 개시 타이밍이, 강전 정지의 완료를 기다리는 분만큼 지연되어버린다.
이에 비해, 마이크로컴퓨터 기능 2에서의 리프로그램 실시와, 마이크로컴퓨터 기능 1에서의 강전 정지 실시를 동시 진행으로 행하도록 함으로써, 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리의 개시 타이밍이 조기에 이루어진다. 추가로, 차량 탑재 강전계에서의 강전 정지 완료를 확인한 뒤에 리셋 처리함으로써, 강전 릴레이(31, 32)의 용착도 확실하게 방지된다.
[저전압 씬에서의 리셋 처리 작용]
전자 제어 유닛(1)의 전원 전압이 낮고, 제1 마이크로컴퓨터(11)와 제2 마이크로컴퓨터(12)가 이 저전압을 원인으로 하여 오동작하고, WDT 신호가 정지하면, 리셋 처리가 행하여진다.
따라서, 12V 배터리(8)의 자동 충전 제어계로부터 12V 배터리 전압의 모니터 데이터를 CAN 통신선에 의해 입력하고, 제1 마이크로컴퓨터(11) 및 제2 마이크로컴퓨터(12)의 전원 전압이 정상적인 동작을 확보할 수 있는 전압 역치보다도 낮으면, 저전압 씬이라고 판정한다. 그리고, 저전압 씬이라고 판정되면, 미리 강전계의 통전을 멈추는 처리를 추가하고, 차량 탑재 강전계에서의 충전·방전에 의한 통전을 정지하고, 통전을 정지한 상태에서 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시한다.
따라서, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인 중, 제1 마이크로컴퓨터(11) 및 제2 마이크로컴퓨터(12)의 전원 전압이 저전압 씬에서 리셋할 때, 미리 강전계의 통전을 멈추는 처리를 추가함으로써, 강전 릴레이(31, 32)의 용착이 방지된다.
[모드 이행 씬에서의 리셋 처리 작용]
통상 모드(IGN 모드)로부터 웨이크업 모드(WakeUp 모드)로 이행할 때는, IGN 모드→OFF 모드→WakeUp 모드로 천이한다. 또한, 웨이크업 모드(WakeUp 모드)로부터 통상 모드(IGN 모드)로 이행할 때는, WakeUp 모드→OFF 모드→IGN 모드로 천이한다. 이와 같이, 모드 이행 씬에서는, 한번, OFF 모드로 천이함으로써 OFF 모드에서 WDT 신호가 정지하면, 리셋 처리가 행하여진다.
따라서, 모드 이행 씬에 있어서, OFF 모드로 들어갈 때, 미리 강전계의 통전을 멈추는 처리를 추가하고, 차량 탑재 강전계에서의 충전·방전에 의한 통전을 정지하고, 통전을 정지한 상태에서 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시한다.
따라서, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인 중, 통상 모드와 웨이크업 모드 사이에서의 모드 이행 씬에서 리셋할 때, 미리 강전계의 통전을 멈추는 처리를 추가함으로써, 강전 릴레이(31, 32)의 용착이 방지된다.
이어서, 효과를 설명한다.
실시예 1의 전기 자동차 제어 장치에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.
(1) 전원(12V 배터리(8) 및 전원 IC 회로(13))을 공유하여 설치되고, 별도의 제어 기능을 갖고, 각각의 제어 프로그램을 독립하여 재기입 가능한 제1 마이크로컴퓨터(11) 및 제2 마이크로컴퓨터(12)와,
상기 제1 마이크로컴퓨터(11)와 상기 제2 마이크로컴퓨터(12)의 서로의 마이크로컴퓨터 동작을 감시하고, 마이크로컴퓨터 동작이 이상하다고 판정되면, 차량 탑재 강전계에 갖는 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시하는 리셋 처리 수단
을 구비한 전동 차량(전기 자동차)의 제어 장치에 있어서,
상기 리셋 처리 수단은, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때, 상기 차량 탑재 강전계의 통전을 정지하고, 통전을 정지한 상태에서 상기 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시하는 통전 정지 리셋 처리부를 갖는다(도 1).
이로 인해, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때, 강전 릴레이(31, 32)의 용착을 방지할 수 있다.
(2) 상기 통전 정지 리셋 처리부는, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때를, 상기 제1 마이크로컴퓨터(11)와 상기 제2 마이크로컴퓨터(12) 중 한쪽의 제어 프로그램의 재기입을 실시하는 리프로그램 씬으로 한다(도 2).
이로 인해, (1)의 효과 외에, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인 중, 제1 마이크로컴퓨터(11)와 제2 마이크로컴퓨터(12) 중 한쪽의 제어 프로그램의 재기입을 실시하는 리프로그램 씬에서 리셋할 때, 미리 강전계의 통전을 멈추는 처리를 추가함으로써, 강전 릴레이(31, 32)의 용착을 방지할 수 있다.
(3) 상기 통전 정지 리셋 처리부는, 상기 제1 마이크로컴퓨터(11)와 상기 제2 마이크로컴퓨터(12) 중 한쪽의 제어 프로그램을 재기입하는 리프로그램을 실시할 때, 제어 프로그램을 재기입하는 한쪽의 마이크로컴퓨터로부터 다른쪽의 마이크로컴퓨터로의 통신에 의해 미리 상기 차량 탑재 강전계의 통전 정지를 지시하면 리프로그램을 개시하고, 다른쪽의 마이크로컴퓨터로부터 한쪽의 마이크로컴퓨터로의 통신에 의한 통전 정지의 확인과, 리프로그램의 완료를 확인한 후, 상기 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 실시한다(도 4).
이로 인해, (2)의 효과 외에, 리프로그램 씬에서 리셋할 때, 강전 릴레이(31, 32)의 용착을 확실하게 방지한 뒤에, 강전 릴레이(31, 32)를 오프로 하는 리셋 처리를 개시하는 타이밍의 조기화를 도모할 수 있다.
(4) 상기 통전 정지 리셋 처리부는, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때를, 상기 제1 마이크로컴퓨터(11) 및 제2 마이크로컴퓨터(12)의 전원 전압(12V 배터리 전압)이 정상적인 동작을 확보할 수 있는 전압 역치보다도 낮다고 판정된 저전압 씬으로 한다(도 1).
이로 인해, (1) 내지 (3)의 효과 외에, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인 중, 제1 마이크로컴퓨터(11) 및 제2 마이크로컴퓨터(12)의 전원 전압이 저전압 씬에서 리셋할 때, 미리 강전계의 통전을 멈추는 처리를 추가함으로써, 강전 릴레이(31, 32)의 용착을 방지할 수 있다.
(5) 차량 탑재 전자 제어계는, 차량 탑재 전원 스위치(이그니션 스위치)가 온인 통상 모드와, 상기 차량 탑재 전원 스위치는 오프이지만 차량 탑재 컨트롤러에서의 필요 동작을 확보하는 웨이크업 모드를 갖고,
상기 통전 정지 리셋 처리부는, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때를, 상기 통상 모드로부터 상기 웨이크업 모드로 이행할 때 및 상기 웨이크업 모드로부터 통상 모드로 이행하는 모드 이행 씬으로 한다(도 3).
이로 인해, (1) 내지 (3)의 효과 외에, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인 중, 통상 모드와 웨이크업 모드 사이에서의 모드 이행 씬에서 리셋할 때, 미리 강전계의 통전을 멈추는 처리를 추가함으로써, 강전 릴레이(31, 32)의 용착을 방지할 수 있다.
(6) 상기 제1 마이크로컴퓨터(11) 및 상기 제2 마이크로컴퓨터(12)는 상기 차량 탑재 강전계를 제어하는 1개의 전자 제어 유닛(1) 내에 갖는다(도 1).
이로 인해, (1) 내지 (5)의 효과 외에, 별도의 제어 기능을 갖고, 각각의 제어 프로그램을 독립하여 재기입 가능한 2개의 마이크로컴퓨터(11, 12)가, 1개의 전자 제어 유닛(1) 내에 일체화되어서 설치되는 전동 차량(전기 자동차)에 있어서, 마이크로컴퓨터 이상 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상 판정에 기초하여 리셋할 때, 강전 릴레이(31, 32)의 용착을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 전동 차량의 제어 장치를 실시예 1에 기초하여 설명해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는 이 실시예 1에 한정되는 것은 아니고, 청구범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.
실시예 1에서는, 제1 마이크로컴퓨터(11)로서, VCM 메인 마이크로컴퓨터를 사용하고, 제2 마이크로컴퓨터(12)로서, VCM 서브+PBW 마이크로컴퓨터를 사용하는 예를 나타냈다. 그러나, 제1 마이크로컴퓨터 및 제2 마이크로컴퓨터로서는, 차량 탑재되는 복수의 컨트롤러 중, 조합하여 사용되는 2개의 컨트롤러라면 실시예 1에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하이브리드차의 경우, 제1 마이크로컴퓨터를 통합 컨트롤러로 하고, 제2 마이크로컴퓨터를 모터 컨트롤러로 하는 예로 해도 된다. 요컨대, 전원을 공유하여 설치되고, 별도의 제어 기능을 갖고, 각각의 제어 프로그램을 독립하여 재기입 가능한 2개의 마이크로컴퓨터라면 된다.
실시예 1에서는, 제1 마이크로컴퓨터(11) 및 제2 마이크로컴퓨터(12)가 차량 탑재 강전계를 제어하는 1개의 전자 제어 유닛(1) 내에 일체화되어서 갖는 예를 나타냈다. 그러나, 제1 마이크로컴퓨터 및 제2 마이크로컴퓨터가, 동일한 베이스 플레이트에 기판에서 갖는 예여도 되고, 또한, 제1 마이크로컴퓨터와 제2 마이크로컴퓨터가 별개로 이격되어서 갖는 예여도 된다.
실시예 1에서는, 통전 정지 리셋 처리가 행하여지는 씬으로서, 리프로그램 씬과 저전압 씬과 모드 이행 씬을 나타냈다. 그러나, 통전 정지 리셋 처리가 행하여지는 씬으로서는, 이들 3개의 씬 이외에 통전 정지 리셋 처리 필요 씬을 첨가 하는 예여도 된다. 또한, 통전 정지 리셋 처리가 행하여지는 씬으로서는, 3개의 씬 중, 선택되는 1개의 씬 또는 2개의 씬에 한정하는 예여도 된다.
실시예 1에서는, 본 발명의 제어 장치를 전기 자동차에 적용하는 예를 나타냈다. 그러나, 본 발명의 제어 장치는, 하이브리드차나 연료 전지차 등의 다른 전동 차량에 대해서도 적용할 수 있다. 요컨대, 차량 탑재 강전계를 구비하고, 리셋 처리 시에 차량 탑재 강전계에 갖는 강전 릴레이를 오프로 하는 것이라면 적용할 수 있다.
관련 출원의 상호 참조
본 출원은, 2012년 9월 24일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2012-209821에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 모든 개시는 완전히 본 명세서에서 참조에 의해 편입된다.

Claims (2)

  1. 전원을 공유하여 설치되고, 각각 별도의 제어 기능을 갖고, 각각의 제어 프로그램을 독립하여 재기입하도록 프로그래밍된 제1 마이크로컴퓨터 및 제2 마이크로컴퓨터와,
    상기 제1 마이크로컴퓨터와 상기 제2 마이크로컴퓨터의 서로의 마이크로컴퓨터 동작들을 감시하고, 마이크로컴퓨터 동작이 이상하다고 판정되면, 차량 탑재 강전계 내의 강전 릴레이를 오프로 하는 리셋 처리를 실시하는 리셋 처리 수단을 구비한 전동 차량의 제어 장치에 있어서,
    상기 리셋 처리 수단은, 마이크로컴퓨터 동작 이상(microcomputer operation fault)이 마이크로컴퓨터 고장(microcomputer malfunction)에 의한 것인지 또는 마이크로컴퓨터 고장 이외의 원인에 의한 것인지 여부를 판정하고, 마이크로컴퓨터 고장에 의한 것이라고 판정되면, 즉시 강전 릴레이를 오프시키고, 마이크로컴퓨터 고장 이외의 원인에 의한 것이라고 판정되면, 상기 차량 탑재 강전계의 통전을 정지한 후에 강전 릴레이를 오프시키는 통전 정지 리셋 처리부를 더 갖고,
    상기 통전 정지 리셋 처리부는, 상기 제1 마이크로컴퓨터와 상기 제2 마이크로컴퓨터 중 한쪽의 제어 프로그램의 재기입을 실시하는 리프로그래밍 상황인 경우에, 마이크로컴퓨터 고장 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상으로 판정하여 리셋하고,
    상기 통전 정지 리셋 처리부는, 상기 제1 마이크로컴퓨터와 상기 제2 마이크로컴퓨터 중 한쪽의 제어 프로그램을 재기입하는 리프로그램을 실시할 때, 제어 프로그램을 재기입하는 한쪽의 마이크로컴퓨터로부터 다른쪽의 마이크로컴퓨터로의 통신에 의해 미리 상기 차량 탑재 강전계의 통전 정지를 지시하면 리프로그램을 개시하고, 다른쪽의 마이크로컴퓨터로부터 한쪽의 마이크로컴퓨터로의 통신에 의한 통전 정지의 확인과, 리프로그램의 완료를 확인한 후, 상기 강전 릴레이를 오프로 하는 리셋 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는, 전동 차량의 제어 장치.
  2. 전원을 공유하여 설치되고, 각각 별도의 제어 기능을 갖고, 각각의 제어 프로그램을 독립하여 재기입하도록 프로그래밍된 제1 마이크로컴퓨터 및 제2 마이크로컴퓨터와,
    상기 제1 마이크로컴퓨터와 상기 제2 마이크로컴퓨터의 서로의 마이크로컴퓨터 동작들을 감시하고, 마이크로컴퓨터 동작이 이상하다고 판정되면, 차량 탑재 강전계 내의 강전 릴레이를 오프로 하는 리셋 처리를 실시하는 리셋 처리 수단을 구비한 전동 차량의 제어 장치에 있어서,
    상기 리셋 처리 수단은, 마이크로컴퓨터 동작 이상(microcomputer operation fault)이 마이크로컴퓨터 고장(microcomputer malfunction)에 의한 것인지 또는 마이크로컴퓨터 고장 이외의 원인에 의한 것인지 여부를 판정하고, 마이크로컴퓨터 고장에 의한 것이라고 판정되면, 즉시 강전 릴레이를 오프시키고, 마이크로컴퓨터 고장 이외의 원인에 의한 것이라고 판정되면, 상기 차량 탑재 강전계의 통전을 정지한 후에 강전 릴레이를 오프시키는 통전 정지 리셋 처리부를 더 갖고,
    차량 탑재 전자 제어계는, 차량 탑재 전원 스위치가 온인 통상 모드와, 상기 차량 탑재 전원 스위치는 오프이지만 차량 탑재 컨트롤러에서의 필요 동작을 확보하는 웨이크업 모드를 갖고,
    상기 통전 정지 리셋 처리부는, 상기 통상 모드로부터 상기 웨이크업 모드로 이행할 때 및 상기 웨이크업 모드로부터 통상 모드로 이행하는 모드 이행 상황인 경우에, 마이크로컴퓨터 고장 이외의 원인에 의한 마이크로컴퓨터 동작 이상으로 판정하여 리셋하는 것을 특징으로 하는, 전동 차량의 제어 장치.
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