(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用モータと蓄電装置とをモータ用インバータを介して接続するとともに、該蓄電装置とエアコン用電動コンプレッサとをエアコン用インバータを介して接続してなる車両用制御装置であって、
前記モータ用インバータの端子電圧を検出する第１の電圧検出手段と、前記蓄電装置の端子電圧を検出する第２の電圧検出手段と、前記エアコン用インバータの端子電圧を検出する第３の電圧検出手段とを備え、これら複数の電圧検出手段の検出値のうち、２つの検出値の差分値をそれぞれ算出して、各差分値を予め設定した閾値とそれぞれ比較し、閾値を超えた差分値があった場合に、前記閾値を超える原因となった電圧検出手段を故障と判定する制御を行うことを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記故障と判定された電圧検出手段が、前記第３の電圧検出手段の場合には、車両のアイドル停止を禁止する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動用モータと蓄電装置と電動コンプレッサとを備えた車両に適用される車両用制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、従来におけるハイブリッド車両では、該車両に搭載された駆動用モータにより空調装置（エアコン）のコンプレッサを駆動する技術が提案されている（特許文献１参照）。また、駆動用モータと高電圧バッテリとをモータ用インバータ（ＰＤＵ）を介して接続するとともに、該高電圧バッテリとエアコン用電動コンプレッサとをエアコン用インバータとを接続して、該高電圧バッテリの電力によりモータの駆動やエアコンを作動可能とした技術が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２６８５２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高電圧バッテリに電圧センサや電流センサを接続して、これらのセンサで検出された電流や電圧の検出値から、Ｉ−Ｖ特性に基づいて前記高電圧バッテリの残容量（ＳＯＣ）を算出する技術が提案されている。
しかし、電圧センサの検出値が極端に低くなったときには、前記バッテリ残容量が少なくなっている場合の他に電圧センサが故障している場合も考えられるが、どちらが原因かを判別することは困難である。従って、前記バッテリの残容量が十分確保されている場合であっても、バッテリを保護する為にバッテリの出力を制限せざるを得ず、車両の制御が制約されてしまい、利便性が制限されることになる。
【０００５】
また、車両の各所に電圧センサを複数設ける場合も考えられるが、どの電圧センサが故障しているかを特定できないと、適切な制御を行うことが困難である。特にエアコン用電動コンプレッサに接続した電圧センサが故障してしまうと、該電動コンプレッサに電力が不要な場合に電力が供給されても検知できず、電力が無駄に消費されてしまい、燃費を低下させる虞があるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、各電圧検出手段のうち故障した電圧検出手段を特定することができ、信頼性を向上することができる車両用制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、駆動用モータ（例えば、実施の形態における駆動用モータ１）と蓄電装置（例えば、実施の形態における高電圧バッテリ４）とをモータ用インバータ（例えば、実施の形態におけるＰＤＵ２）を介して接続するとともに、該蓄電装置とエアコン用電動コンプレッサ（例えば、実施の形態におけるエアコンモータ９）とをエアコン用インバータ（例えば、実施の形態におけるエアコン用インバータＨＢＡＣＩＮＶ８ａ）を介して接続してなる車両用制御装置であって、前記モータ用インバータの端子電圧を検出する第１の電圧検出手段（例えば、実施の形態におけるＰＤＵ電圧センサ１５）と、前記蓄電装置の端子電圧を検出する第２の電圧検出手段（例えば、実施の形態におけるバッテリ電圧センサ１４）と、前記エアコン用インバータの端子電圧を検出する第３の電圧検出手段（例えば、実施の形態におけるエアコンユニット電圧センサ１６）とを備え、これら複数の電圧検出手段の検出値（例えば、実施の形態における検出値Ｖｐｉｎ、Ｖｂａｔ、Ｖｅｃｏｍｐ）のうち、２つの検出値の差分値（例えば、実施の形態における差分値Ｖｄ１、Ｖｄ２、Ｖｄ３）をそれぞれ算出して、各差分値を予め設定した閾値（例えば、実施の形態における閾値１、閾値２、閾値３）とそれぞれ比較し、閾値を超えた差分値があった場合に、前記閾値を超える原因となった電圧検出手段を故障と判定する制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、前記第１から第３の電圧検出手段のうち、故障した電圧検出手段を特定することができるため、故障した電圧検出手段に応じた的確な制御を行うことが可能となり、信頼性を向上することができる。また、前記第２の電圧検出手段で検出した前記蓄電装置の端子電圧が低いときに、前記蓄電装置の残容量が低い場合と、前記第２の電圧検出手段が故障している場合とを区別することができるため、それぞれの場合に応じて制御内容を変えることができ、利便性を高めることができる。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載したものであって、前記故障と判定された電圧検出手段が、前記第３の電圧検出手段の場合には、車両のアイドル停止を禁止する制御を行うことを特徴とする。
この発明によれば、車両の再始動に必要な電力を前記蓄電装置に確保した状態で、車両のアイドル停止を行うことができるため、車両の始動性を確保することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施の形態における車両用制御装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態における車両は、エンジン（図示せず）と駆動用モータが直結されていて、エンジン駆動による走行とモータ駆動による走行が可能なハイブリッド車両である。
【００１１】
図１において、車両に搭載された駆動用モータ１は例えば三相電動機で構成されており、駆動用モータ１のロータが車両の駆動装置（図示せず）に連結されていて、モータ単独によるモータ駆動走行やエンジン駆動時に駆動用モータ１で駆動力を補助するアシスト走行を可能にしている。
【００１２】
駆動用モータ１には、主にインバータ回路から構成されたモータ制御部としてのパワードライブユニット（以下、ＰＤＵと略す）２が接続されている。ＰＤＵ２は、電源電圧を安定させる平滑コンデンサ２ａを備えており、該平滑コンデンサ２ａがメインコンタクタ手段３を介して車両に搭載された高電圧バッテリ（蓄電装置）４に接続されている。高電圧バッテリ４としては、例えば１４４Ｖ系のバッテリを用いることができる。ＰＤＵ２は、メインコンタクタ手段３が接続された状態において、高電圧バッテリ４から直流電力を得るとともに、該直流電力を三相の交流電力に変換して駆動用モータ１を駆動し、一方、駆動用モータ１の回生電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ４を充電する。
【００１３】
高電圧バッテリ４にはバッテリ電流センサ１１と、バッテリ電圧センサ１４が接続されている。これらのセンサ１１、１４で検出される電流値Ｉｂａｔ、電圧値Ｖｂａｔから、Ｉ−Ｖ特性に基づいて高電圧バッテリ４の残容量ＳＯＣを推定することができる。
【００１４】
メインコンタクタ手段３は、メインコンタクタ３ａと、該メインコンタクタ３ａに並列に設けられるプリチャージコンタクタ３ｂ及びプリチャージ抵抗器３ｃとを備えて構成されている。メインコンタクタ手段３によりＰＤＵ２と高電圧バッテリ４とを接続する際には、まず、プリチャージコンタクタ３ｂを作動させてＰＤＵ２の平滑コンデンサ２ａにプリチャージを行った後、メインコンタクタ３ａを作動させる。平滑コンデンサ２ａには、ＰＤＵ２の端子電圧を検出するＰＤＵ電圧センサ１５が接続されており、該センサ１５で検出される電圧値Ｖｐｉｎに応じてメインコンタクタ３ａの作動タイミングを調整することができる。
【００１５】
さらに、高電圧バッテリ４には、エアコンコンタクタ手段７を介して、ハイブリッドエアコンユニット（以下、ＨＢＡＣＵと略す）８が接続されている。エアコンコンタクタ手段７は、メインコンタクタ手段３と同様に、メインコンタクタ７ａ、プリチャージコンタクタ７ｂ、プリチャージ抵抗器７ｃとを備えて構成され、プリチャージコンタクタ７ｂによりプリチャージを行った後にメインコンタクタ７ａを作動させる。
【００１６】
また、ＨＢＡＣＵ８は、エアコン用インバータであるドライバ（ＨＢＡＣＩＮＶ）８ａと、該ドライバ８ａを制御するコントローラ８ｂと、エアコンコンタクタ手段７に接続される平滑コンデンサ８ｃとを備えて構成されている。ＨＢＡＣＵ８は、エアコンコンタクタ手段７が接続された状態において、高電圧バッテリ４から供給される直流電力を三相の交流電力に変換して、三相電動機からなるエアコン用電動コンプレッサモータ（以下、エアコンモータと略す）９を駆動する。
【００１７】
また、平滑コンデンサ８ｃには、ＨＢＡＣＵ８の端子電圧を検出するエアコンユニット電圧センサ１６が接続されており、該センサ１６で検出される電圧値Ｖｅｃｏｍｐに応じてメインコンタクタ７ａの作動タイミングを調整することができる。また、高電圧バッテリ４とエアコンコンタクタ手段７との間にはヒューズ１３が介装され、両者４，７間の電流路を過電流時に遮断できるようにしている。
【００１８】
なお、この実施の形態における車室用エアコンコンプレッサ（図示せず）はエアコンモータ９によって駆動可能であるとともに前記エンジンによっても駆動可能になっている。
【００１９】
また、本実施の形態における車両には、制御部であるＥＣＵ１０が設けられている。ＥＣＵ１０には、各センサ１１、１４、１５、１６の出力信号が入力される。
また、ＥＣＵ１０には、車両のイグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチと略す）のＯＮ／ＯＦＦ信号、駆動用モータ１の回転数に応じた電気信号が入力される。
なお、この実施の形態では、駆動用モータ１はエンジンの出力軸に直結であるので、モータ回転数はエンジン回転数に一致し、モータ回転数に代えてエンジン回転数を代用することができる。
【００２０】
また、ＥＣＵ１０からは、メインコンタクタ手段３の駆動信号、エアコンコンタクタ手段７の駆動信号、ＰＤＵ２の制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の制御信号、ＨＢＡＣＵ８の制御信号が出力される。
【００２１】
図２は本発明の実施の形態における各電圧センサ１４〜１６の故障判定処理を示すフローチャートである。ステップＳ１２では、ＥＣＵ１０が、各センサ１４〜１６により検出したＰＤＵ電圧Ｖｐｉｎ、バッテリ電圧Ｖｂａｔ、電動エアコン電圧Ｖｅｃｏｍｐを取得する。
【００２２】
ステップＳ１４で、各電圧センサ１４〜１６の検出値のうち、２つの検出値の差分値Ｖｄ１〜Ｖｄ３をそれぞれ算出する。図３は本発明の実施の形態における各電圧センサ１４〜１６の検出値の差分値Ｖｄ１〜Ｖｄ３を算出する処理を示す説明図である。同図に示すように、ＶｅｃｏｍｐとＶｐｉｎとの差分値をＶｄ１、ＶｂａｔとＶｐｉｎとの差分値をＶｄ２、ＶｂａｔとＶｅｃｏｍｐとの差分値をＶｄ３とする。
【００２３】
そして、ステップＳ１６で、それぞれの差分値Ｖｄ１〜Ｖｄ３がそれぞれの判定閾値１〜３以内かどうかを判定する。この判定結果がＹｅｓの場合（全ての差分値Ｖｄ１〜Ｖｄ３が閾値１〜３以内の場合）にはステップＳ１８の処理に進み、Ｎｏの場合（差分値Ｖｄ１〜Ｖｄ３の一つでも閾値１〜３を超えた場合）にはステップＳ１６の処理に進む。
ステップＳ１６で全ての差分値Ｖｄ１〜Ｖｄ３が閾値１〜３以内の場合には、各電圧センサ１４〜１６が正常に作動していると判定できるので、ステップＳ１８で、各電圧センサ１４〜１６に異常なしと判定し、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００２４】
ステップＳ１６で差分値Ｖｄ１〜Ｖｄ３のいずれかが閾値１〜３を超えている場合には、各電圧センサ１４〜１６のいずれかが故障していると判定できるので、ステップＳ２０で、３つの差分値Ｖｄ１〜Ｖｄ３の中で閾値１〜３を超えたものの組み合わせで故障したセンサを特定する。これを図４に示す。
【００２５】
図４は各電圧センサ１４〜１６のうち故障した電圧センサを特定する処理を示す説明図である。同図には、差分値Ｖｄ２は閾値２以内であるのに対し、差分値Ｖｄ１、Ｖｄ３は閾値１、３を超えている場合を示している。この場合には、閾値２以内の差分値Ｖｄ２となった電圧センサ１４、１５は正常に作動していると判定できるとともに、閾値１、３を超える差分値Ｖｄ１、Ｖｄ３の原因となったエアコンユニット電圧センサ１６が故障していると判定することができる。
【００２６】
そして、故障と判定された電圧センサがエアコンユニット電圧センサ１６である場合には、ステップＳ２２で、アイドル停止を禁止する制御を行って、本ルーチンの制御を一旦終了する。また、故障と判定された電圧センサが他の電圧センサ１４、１５である場合には、各電圧センサ１４，１５に応じた制御を行い、本ルーチンの制御を一旦終了する。
【００２７】
このように、前記各電圧センサ１４〜１６のうち、故障した電圧センサを特定することができるため、故障した電圧センサに応じた的確な制御を行うことが可能となり、信頼性を向上することができる。また、前記バッテリ電圧センサ１４で検出した前記高電圧バッテリ４の端子電圧が低いときに、前記バッテリ４の残容量が低い場合と、前記電圧センサ１４が故障している場合とを区別することができるため、それぞれの場合に応じて制御内容を変えることができ、利便性を高めることができる。
【００２８】
また、エアコンユニット電圧センサ１６を故障と判定した場合には、アイドル停止を禁止する制御を行うことで、車両の再始動に必要な電力を高電圧バッテリ４に確保した状態で、車両のアイドル停止を行うことができるため、車両の始動性を確保することができる。
【００２９】
また、前記電圧センサ１６を故障と判定した場合に、エアコンタクタ手段７を遮断することにより、エアコンモータ９に不要な電力が供給されることを防止することができる。また、エアコンには、エアコンモータ９以外の他の手段、により動力を伝達させることで、エアコンタクタ手段７を遮断した場合であっても、エアコンを作動させることができる。このようにすると、高電圧バッテリ４の電力を消費を抑制しつつ空調性能を確保することもできるため、さらに車両の利便性を向上できる。エアコンへの動力伝達手段としては、エアコンとエンジンとの回転軸にそれぞれプーリを連結して、これらのプーリをベルトを介して接続する構成が好ましい。
【００３０】
なお、本発明の内容は上述の実施の形態に限られるものではなく、例えば駆動用モータのみで走行可能な電気自動車にも適用することができるのはもちろんである。
また、応用として、電動コンプのシステムの故障を電圧センサの値から判断することが可能であり、複数のシステム系が存在する場合の故障判定手法への応用が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、故障した電圧検出手段に応じた的確な制御を行うことが可能となり、信頼性を向上することができる。また、前記蓄電装置の残容量が低い場合と、前記第２の電圧検出手段が故障している場合とを区別することができるため、それぞれの場合に応じて制御内容を変えることができ、利便性を高めることができる。
また、請求項２に記載した発明によれば、車両の始動性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における車両用制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における各電圧センサの故障判定処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態における各電圧センサの検出値の差分値を算出する処理を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態における各電圧センサのうち故障した電圧センサを特定する処理を示す説明図である。
【符号の説明】
１  駆動用モータ
２  ＰＤＵ
４  高電圧バッテリ
８  ＨＢＡＣＵ
１４  バッテリ電圧センサ
１５  ＰＤＵ電圧センサ
１６  エアコンユニット電圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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