(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用モータを駆動するためのモータ制御部および他の負荷がコンタクタを介して蓄電装置に接続された車両の制御装置であって、
前記コンタクタを遮断するときに、前記走行用モータの回転数が所定回転数以下の場合には、前記蓄電装置から前記他の負荷への電力供給と前記モータ制御部のスイッチングを停止した後に、前記コンタクタを遮断するように制御し、前記走行用モータの回転数が前記所定回転数よりも高い場合には、初めに前記蓄電装置から前記他の負荷への電力供給を停止し、次に、前記コンタクタの通電電流が最小になるように前記モータ制御部のスイッチング制御を行い、その後に、前記コンタクタを遮断するように制御する制御手段を備えることを特徴とする車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車やハイブリッド車両のように走行用モータを備えた車両では、動力源の高電圧バッテリーと走行用モータを制御するパワードライブユニットとの間の電気的な接続にコンタクタを用いている。このコンタクタは遮断時に通電電流が大きいと劣化が促進され、場合によっては接点が溶着する虞がある。
なお、コンタクタの溶着を検出する技術としては、例えば特許文献１がある。
【０００３】
そこで、従来は、コンタクタの通電電流を電流センサによってモニタし、イグニッションスイッチがオフ（ＯＦＦ）された時や、システムの故障を検知した時など遮断する必要が生じたときには、コンタクタの通電電流を最小にするようにコンタクタの通電電流をフィードバックしてパワードライブユニットの出力を決定し、遮断可能な電流に制御した上でコンタクタを遮断している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１８２１１５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンタクタの通電電流をモニタする電流センサの検出値には、温度特性、バラツキなどの誤差が生じるため、通電電流の最小化、および、通電判定には限界がある。
そこで、この発明は、コンタクタの通電電流を監視しないでコンタクタを遮断してもコンタクタの劣化を防止することができる車両用制御装置を提供するものである。
【０００６】
【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に係る発明は、走行用モータ（例えば、後述する実施の形態における走行用モータ１）を駆動するためのモータ制御部（例えば、後述する実施の形態におけるパワードライブユニット２）および他の負荷（例えば、後述する実施の形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータ５）がコンタクタ（例えば、後述する実施の形態におけるメインコンタクタ３）を介して蓄電装置（例えば、後述する実施の形態における高電圧バッテリ４）に接続された車両の制御装置であって、前記コンタクタを遮断するときに、前記走行用モータの回転数が所定回転数以下の場合には、前記蓄電装置から前記他の負荷への電力供給と前記モータ制御部のスイッチングを停止した後に、前記コンタクタを遮断するように制御し、前記走行用モータの回転数が前記所定回転数よりも高い場合には、初めに前記蓄電装置から前記他の負荷への電力供給を停止し、次に、前記コンタクタの通電電流が最小になるように前記モータ制御部のスイッチング制御を行い、その後に、前記コンタクタを遮断するように制御する制御手段（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１１２）を備えることを特徴とする車両用制御装置である。
【０００７】
走行用モータの誘起電圧と蓄電装置の端子電圧が同一になるときの走行用モータの回転数を前記所定回転数に設定すると、走行用モータの回転数が前記所定回転数以下の場合には、走行用モータの誘起電圧が蓄電装置の端子電圧以下になるので、蓄電装置から前記他の負荷への電力供給とモータ制御部のスイッチングを停止した時点でコンタクタに電流が流れない状態になる。したがって、この後のコンタクタの遮断時にコンタクタが劣化することがない。すなわち、この場合にはコンタクタの通電電流を監視しないで、換言すれば、コンタクタの通電電流が最小になるようにモータ制御部のスイッチング制御を行わないで、コンタクタを遮断することができる。
【０００８】
一方、走行用モータの回転数が前記所定回転数よりも高い場合には、走行用モータの誘起電圧が蓄電装置の端子電圧よりも高くなるので、蓄電装置から前記他の負荷への電力供給を停止し、モータ制御部のスイッチングを停止しても、走行用モータの誘起電力によりモータ制御部から蓄電装置に充電方向に電流がながれることとなる。そこで、走行用モータの回転数が前記所定回転数よりも高い場合には、モータ制御部のスイッチング制御によってコンタクタの通電電流を最小にしてからコンタクタを遮断することで、コンタクタの劣化を防止する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る車両用制御装置の一実施の形態を図１および図２の図面を参照して説明する。
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）と走行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。
図１において、車両に搭載された走行用モータ１は例えば三相電動機で構成されており、走行用モータ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走行用モータ１で駆動力を補助するアシスト走行を可能にしている。
【００１０】
走行用モータ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が接続されており、ＰＤＵ２はメインコンタクタ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。ＰＤＵ２は、メインコンタクタ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走行用モータ１を駆動し、一方、走行用モータ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。
【００１１】
また、高電圧バッテリ４には、メインコンタクタ３を介してＤＣ／ＤＣコンバータ（他の負荷）５が接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は高電圧バッテリ４から得た高電圧直流電力を低電圧直流電力に降圧して低電圧バッテリ６を充電する。この低電圧バッテリ６から電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと略す）１０や低電圧駆動の補機類（図示せず）等に低電圧の直流電力が供給される。
【００１２】
さらに、高電圧バッテリ４には、エアコンコンタクタ７を介して、主にインバータ回路から構成された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。ＨＢＡＣＵ８は、エアコンコンタクタ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コンプレッサ用モータ（以下、エアコンモータと略す）９を駆動する。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。
【００１３】
また、高電圧バッテリ４とＰＤＵ２とを接続する電力供給線には、高電圧バッテリ４の端子電流を検出する電流センサ１１が設けられており、この電流センサ１１の出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
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、走行用モータ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、走行用モータ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。
【００１４】
また、ＥＣＵ１０からは、ＩＧホールドリレーの駆動信号、メインコンタクタ３の駆動信号、エアコンコンタクタ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。
なお、ＥＣＵ１０は、ＩＧスイッチのＯＮ信号を入力したときにＩＧホールドリレーにＯＮ信号を出力して、ＥＣＵ１０に対する低電圧バッテリ６からの電力供給を保持する。そして、ＩＧホールドリレーにＯＦＦ信号が出力されたときにＥＣＵ１０に対する低電圧バッテリ６からの電力供給を遮断する。
【００１５】
次に、この実施の形態における車両用制御装置によるメインコンタクタ３の遮断制御を説明する。
この実施の形態においては、メインコンタクタ３を遮断する必要が生じたときには、基本的に、初めにＰＤＵ２以外の負荷への電力供給を停止し、次に、走行用モータ１への電力供給を停止し、最後にメインコンタクタ３を遮断するようにした。これは、メインコンタクタ３に電流が流れない状態にしてからメインコンタクタ３を遮断することにより、メインコンタクタ３の劣化防止を図るためである。
【００１６】
ただし、この場合、走行用モータ１の誘起電力を考慮しなければならない。車両の走行中にＰＤＵ２のスイッチングを停止して走行用モータ１への電力供給を停止すると、走行中は走行用モータ１のロータが回転しているので、回転数に応じた誘起電圧（逆起電圧）が生じる。この誘起電圧が高電圧バッテリ４のバッテリー電圧以下のときには、メインコンタクタ３が接続されていてもＰＤＵ２から高電圧バッテリ４に電流が流れることはないので、メインコンタクタ３を遮断してもメインコンタクタ３が劣化することはない。
【００１７】
しかしながら、走行用モータ１の誘起電圧が高電圧バッテリ４のバッテリー電圧よりも高いときには、メインコンタクタ３が接続されているとＰＤＵ２から高電圧バッテリ４に充電電流が流れることとなる。したがって、このような状態でメインコンタクタ３を遮断すると誘起電圧の大きさによってはメインコンタクタ３を劣化させることも考えられる。そこで、この場合には、メインコンタクタ３の通電電流が最小になるようにＰＤＵ２のスイッチング制御を行うようにする。
【００１８】
なお、この実施の形態では、走行用モータ１の誘起電圧が高電圧バッテリ４の端子電圧と同じ若しくは若干小さいときの走行用モータ１の回転数を閾値として設定し、走行用モータ１の回転数が閾値である所定回転数よりも高いときには、走行用モータ１の誘起電圧が高電圧バッテリ４のバッテリ電圧よりも高いと判定し、走行用モータ１の回転数が前記所定回転数以下のときには、走行用モータ１の誘起電圧が高電圧バッテリ４のバッテリ電圧以下と判定する。
【００１９】
以下、この実施の形態におけるメインコンタクタ３の遮断制御を図２のフローチャートに従ってより説明する。
まず、ステップＳ１０１において、走行用モータ１の回転数が前記所定回転数よりも高いか否かを判定する。
ステップＳ１０１における判定結果が「ＮＯ」（所定回転数以下）である場合は、走行用モータ１の誘起電圧が高電圧バッテリ４のバッテリ電圧以下の状態であるので、ステップＳ１０２に進み、ＩＧスイッチがＯＦＦか否かを判定する。ステップＳ１０２における判定結果が「ＮＯ」（ＩＧスイッチがＯＮ）である場合は、ステップＳ１０３に進み、システムの故障を検知したか否かを判定する。
【００２０】
ステップＳ１０２における判定結果が「ＹＥＳ」（ＩＧスイッチがＯＦＦ）である場合、および、ステップＳ１０３における判定結果が「ＹＥＳ」（故障を検知した）である場合は、メインコンタクタ３を遮断する必要があるので、ステップＳ１０４に進み、エアコンコンタクタ７を遮断し、ＨＢＡＣＵ８への電力供給を停止し、次に、ステップＳ１０５に進んで、ＤＣ／ＤＣコンバータ５のスイッチングを停止する。これにより、高電圧バッテリ４から走行用モータ１以外の負荷への電力供給が停止される。
【００２１】
次に、ステップＳ１０５からステップＳ１０６に進んで、ＰＤＵ２のスイッチングを停止して、走行用モータ１への電力供給を停止する。これにより、高電圧バッテリ４に接続されていた総ての負荷への電力供給が停止される。しかも、走行用モータ１の誘起電圧が高電圧バッテリ４のバッテリ電圧以下の状態であるので、メインコンタクタ３が接続状態になっていても、ＰＤＵ２から高電圧バッテリ４に充電電流が流れることもない。したがって、コンタクタ３を非電流状態することができる。
【００２２】
次に、ステップＳ１０６からステップＳ１０７に進み、デバイスの応答時間等を考慮した上で、メインコンタクタ３を遮断して、本ルーチンの実行を一旦終了する。このようにすると、メインコンタクタ３に電流が流れていない状態でメインコンタクタ３を遮断することができ、その結果、メインコンタクタ３の劣化を防止することができ、ひいてはメインコンタクタ３の接点溶着を阻止することができる。
【００２３】
一方、ステップＳ１０１における判定結果が「ＹＥＳ」（所定回転数よりも高い）である場合は、走行用モータ１の誘起電圧が高電圧バッテリ４のバッテリー電圧よりも高い状態であるので、ステップＳ１０８に進み、システムの故障を検知したか否かを判定する。
ステップＳ１０８における判定結果が「ＹＥＳ」（故障を検知した）である場合は、メインコンタクタ３を遮断する必要があるので、ステップＳ１０９に進み、エアコンコンタクタ７を遮断し、ＨＢＡＣＵ８への電力供給を停止し、次に、ステップＳ１１０に進んで、ＤＣ／ＤＣコンバータ５のスイッチングを停止する。これにより、高電圧バッテリ４から走行用モータ１以外の負荷への電力供給が停止され、メインコンタクタ３の通電電流に関与するのはＰＤＵ２だけになる。したがって、電流センサ１１で検出される電流はメインコンタクタ３の通電電流となる。
【００２４】
ここで、走行用モータ１の回転数が前記所定回転数よりも高いことから、走行用モータ１の誘起電圧が高電圧バッテリ４の端子電圧よりも高くなるので、この時点ではＰＤＵ２から高電圧バッテリ４に充電電流が流れることとなる。
そこで、ステップＳ１１０からステップＳ１１１に進んで、電流センサ１１で検出されたメインコンタクタ３の通電電流をフィードバックして、メインコンタクタ３の通電電流が最小になるようにＰＤＵ２のスイッチング制御を行う。これにより、メインコンタクタ３に殆ど電流が流れない状態にすることができる。
【００２５】
この後、ステップＳ１１１からステップＳ１１２に進み、デバイスの応答時間等を考慮した上で、メインコンタクタ３を遮断して、本ルーチンの実行を一旦終了する。このようにすると、メインコンタクタ３に殆ど電流が流れていない状態でメインコンタクタ３を遮断することができ、その結果、メインコンタクタ３の劣化を防止することができ、ひいてはメインコンタクタ３の接点溶着を阻止することができる。
【００２６】
なお、ステップＳ１０３における判定結果が「ＮＯ」（故障を検知せず）である場合、および、ステップＳ１０８における判定結果が「ＮＯ」（故障を検知せず）である場合には、メインコンタクタ３を遮断する必要がないので、この場合には本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００２７】
このように、この実施の形態における車両用制御装置によれば、走行用モータ１の回転数が前記所定回転数以下の場合にメインコンタクタ３を遮断するときには、メインコンタクタ３の通電電流を電流センサ１１で監視しないでメインコンタクタ３を遮断しても、メインコンタクタ３の劣化を確実に防止することができる。また、このときには、メインコンタクタ３の通電電流が最小になるようなＰＤＵ２のスイッチング制御を行う必要がないので、メインコンタクタ遮断時の制御を簡単にすることができ、且つ、電力の消費を減少することができる。
なお、この実施の形態において、ＥＣＵ１０がステップＳ１０１〜Ｓ１１２の処理を実行することにより、この発明における制御手段が実現される。
【００２８】
〔他の実施の形態〕
なお、この発明は前述した実施の形態に限られるものではない。
例えば、蓄電装置はバッテリに代えてキャパシタで構成することも可能である。
また、車両は前述した実施の形態のようなハイブリッド車両に限るものではなく、走行用モータで駆動する電気自動車であってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明するように、請求項１に係る発明によれば、走行用モータの回転数が前記所定回転数以下の場合にコンタクタを遮断するときに、メインコンタクタの通電電流を監視しないでコンタクタを遮断しても、コンタクタの劣化を確実に防止することができる。また、コンタクタの通電電流が最小になるようなモータ制御部のスイッチング制御を行う必要がないので、コンタクタ遮断時の制御を簡単にすることができ、且つ、電力の消費を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一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】  前記実施の形態における車両用制御装置によるメインコンタクタ遮断制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１  走行用モータ
２  パワードライブユニット（モータ制御部）
３  メインコンタクタ（コンタクタ）
４  高電圧バッテリ（蓄電装置）
５  ＤＣ／ＤＣコンバータ（他の負荷）
Ｓ１０１〜Ｓ１１２  制御手段
【図１】
0003720338.tif 000002
【図２】
0003720338.tif 000003