(57)【要約】【課題】コンタクタ手段の劣化を抑制するとともに、消費電力を低減して、燃費向上することができる車両用制御装置を提供する。【解決手段】車両の走行用モータを駆動するためのモータ制御部と蓄電装置とをメインコンタクタ手段を介して接続するとともに、前記蓄電装置と空調装置用コンプレッサとをエアコンコンタクタ手段を介して接続して、前記車両始動時には、前記エアコンコンタクタ手段の作動に先立って前記メインコンタクタ手段を作動させる（Ｓ１２）とともに、前記エアコンコンタクタ手段を作動させた後には、車両停止時までは前記エアコンコンタクタ手段を遮断せずに作動を維持させる制御（Ｓ２２）を行う。【選択図】    図２
2005020960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行用モータを駆動するためのモータ制御部と蓄電装置とをメインコンタクタ手段を介して接続するとともに、前記蓄電装置と空調装置用コンプレッサとをエアコンコンタクタ手段を介して接続して、
前記車両始動時には、前記エアコンコンタクタ手段の作動に先立って前記メインコンタクタ手段を作動させるとともに、
前記エアコンコンタクタ手段を作動させた後には、車両停止時までは前記エアコンコンタクタ手段を遮断せずに作動を維持させる制御を行う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】
本発明は、電動コンプレッサ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走行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、走行用モータを発電機として使用して、その発電電力を蓄電する蓄電装置を備えたものが知られている。
【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、走行用モータと蓄電装置との間、蓄電装置とコンプレッサとの間に、開閉可能なコンタクタ手段をそれぞれ介装して、必要な場合以外には蓄電装置からの電力供給を停止するような構成とすることが望ましい。
しかしながら、上述の構成の場合、それぞれのコンタクタ手段の作動処理によっては、蓄電装置からの電力がコンプレッサに過度に供給されたり、モータへの電力供給を安定して行えない虞があるという問題がある。また、暗電流を防止する等のため、蓄電装置とコンプレッサとの間のコンタクタ手段（エアコンコンタクタ手段）を、空調要求の有無に応じて頻繁に切り換えると、該エアコンコンタクタ手段の劣化を招いてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、コンタクタ手段の劣化を抑制するとともに、消費電力を低減して、燃費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。
【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に記載した発明は、車両の走行用モータ（例えば、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、実施の形態におけるパワードライブユニット２）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）とをメインコンタクタ手段（例えば、実施の形態におけるメインコンタクタ手段１２）を介して接続するとともに、前記蓄電装置と空調装置用コンプレッサ（例えば、実施の形態におけるエアコンモータ９）とをエアコンコンタクタ手段（例えば、実施の形態におけるエアコンコンタクタ手段７）を介して接続して、前記車両始動時には、前記エアコンコンタクタ手段の作動に先立って前記メインコンタクタ手段を作動させる（例えば、実施の形態におけるステップＳ１２）とともに、前記エアコンコンタクタ手段を作動させた後には、車両停止時までは前記エアコンコンタクタ手段を遮断せずに作動を維持させる制御を行う（例えば、実施の形態におけるステップＳ２２）ことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、前記エアコンコンタクタ手段を作動させる際には、前記メインコンタクタ手段を予め作動させて、前記蓄電装置と前記モータ制御部との電位差を一定以内に抑えることができるため、前記蓄電装置から前記モータへの電力供給の確実性を高めることができる。また、前記蓄電装置から前記モータ制御部に電力を供給する際に、前記エアコンコンタクタ手段が遮断されているので、前記蓄電装置の電力を前記エアコンコンタクタ手段に供給せずに前記モータ制御部のみに供給することが可能となり、前記モータを駆動するのに必要な時間を短縮することができる。また、前記エアコンコンタクタ手段を一旦作動させた後は、前記車両を停止するまではその作動を維持させることで、前記エアコンコンタクタ手段の劣化を抑制して耐久性を向上することができる。
【０００８】
【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。
【０００９】
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。
高電圧バッテリ４には電流センサ１１、電圧センサ１４が接続され、これらのセンサ１１、１４で検出される電流値、電圧値から、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。
【００１１】
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、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。
【００１２】
また、高電圧バッテリ４には、メインコンタクタ手段３を介してＤＣ／ＤＣコンバータ５が接続されている。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。
【００１３】
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。
【００１４】
また、ＨＢＡＣＵ８は、インバータ回路（ドライバ）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。
また、平滑コンデンサ８ｃには、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、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。
【００１７】
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。
【００１８】
上記の構成を備えた車両用制御装置の作用について図２、図３を用いて説明する。図２は図１の車両用制御装置によるメインコンタクタ手段３とエアコンコンタクタ手段７の制御内容を示すフローチャートである。また、図３（ａ）はメインコンタクタ手段３とエアコンコンタクタ手段７のＯＮ、ＯＦＦ制御を示すタイムチャート、図３（ｂ）は高電圧バッテリ４とＰＤＵ２の平滑コンデンサ２ａ、ＨＢＡＣＵ８の平滑コンデンサ８ｃのそれぞれの電圧の時間に対する特性を示すグラフ図である。
【００１９】
まず、ステップＳ１０では、イグニッションスイッチがＯＮであるかどうかを判定する。この判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１２の処理に進み、ＮＯの場合にはステップＳ２０の処理に進む。
【００２０】
ステップＳ１２では、メインコンタクタ手段３の作動処理を行う。具体的には、図３に示すように、イグニッションスイッチがＯＮになったとき（時刻ｔ１）に、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う。そして、ＰＤＵ２の平滑コンデンサ２ａの電圧Ｖｐと高電圧バッテリ４の電圧Ｖｂａｔとの電圧差が規定値ΔＶ以内になった後で、メインコンタクタ３ａを作動させる（時刻ｔ２）。
【００２１】
ステップＳ１４では、メインコンタクタ手段３が作動済かどうか、すなわちメインコンタクタ３ａがＯＮかどうかを判定する。この判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１６に進み、ＮＯの場合には本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００２２】
ステップＳ１６では、エアコンスイッチ（図示せず）がＯＮかどうかを判定する。この判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１８の処理に進み、ＮＯの場合にはステップＳ２２の処理に進む。エアコンスイッチは、例えば車両の搭乗者によりＯＮ・ＯＦＦ操作され、操作されたときの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
【００２３】
ステップＳ１８では、エアコンコンタクタ手段７の作動処理を行う。すなわち、エアコンスイッチがＯＮにされたときには（時刻ｔ３）、プリチャージコンタクタ７ｂを作動させて、ＨＢＡＣＵ８の平滑コンデンサ８ｃにプリチャージを行う。そして、ＨＢＡＣＵ８の平滑コンデンサ８ｃの電圧Ｖａと高電圧バッテリ４の電圧Ｖｂａｔとの電圧差が規定値ΔＶ以内になった後で、メインコンタクタ７ａを作動させる（時刻ｔ４）。その後、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００２４】
このように、前記エアコンコンタクタ手段７を作動させる際には、前記メインコンタクタ手段３を予め作動させているので、高電圧バッテリ４とＰＤＵ２との電位差を一定以内に抑えることができる。このため、前記高電圧バッテリ４から前記モータ１への電力供給の確実性を高めることができる。また、前記高電圧バッテリ４から前記ＰＤＵ２に電力を供給する際に、前記エアコンコンタクタ手段７が遮断されているので、前記高電圧バッテリ４の電力を前記エアコンコンタクタ手段７に供給せずに前記ＰＤＵ２のみに供給することが可能となり、前記モータ１を駆動するのに必要な時間を短縮することができる。
【００２５】
また、ステップＳ２２では、エアコンコンタクタ手段７が作動済かどうかを判定する。この判定結果がＹＥＳの場合には、エアコンコンタクタ手段７の遮断処理を行わずに、本ルーチンの処理を一旦終了する。すなわち、エアコンスイッチがＯＦＦになった場合でも、エアコンコンタクタ手段７のメインコンタクタ７ａは遮断されずに作動状態が維持される（時刻５）。
また、この判定結果がＮＯの場合にはステップＳ２４の処理に進み、エアコンコンタクタ手段７の遮断処理を行う。すなわち、エアコンコンタクタ手段７の遮断状態を維持する。そして、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００２６】
また、上述したステップＳ１０の判定結果がＮＯの場合（イグニッションスイッチがＯＦＦにされた場合（時刻ｔ６）には、ステップＳ２０でメインコンタクタ手段３を遮断する。そして、ステップＳ２４でエアコンコンタクタ手段７の遮断処理を行い（時刻ｔ７）、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００２７】
このように、前記エアコンコンタクタ手段７を一旦作動させた後は、前記車両を停止するまで（イグニッションスイッチがＯＦＦにされるまで）はその作動を維持させることで、エアコンコンタクタ手段７の作動頻度を低減させることができるので、前記エアコンコンタクタ手段７の劣化を抑制して耐久性を向上することができる。
また、図３に本発明の第２の実施の形態のフローチャートを示す。本実施の形態においては、上述したステップＳ１６の判定結果がＹＥＳの場合に、ステップＳ１７の処理に進む点が、第１の実施の形態と異なっている。すなわち、ステップＳ１７で、電動コンプレッサの作動が必要かどうか、換言すれば電動コンプレッサの冷却能力で空調可能かどうかを判定し、判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１８に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ２２に進む。このように、エアコンスイッチがＯＮにされた場合でも、電動コンプレッサを作動させる必要がない場合には、エアコンコンタクタ手段７を作動させないため、消費電力をさらに低減させることができる。
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、例えば走行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。
【００２８】
【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、前記蓄電装置から前記モータへの電力供給の確実性を高めることができる。また、前記蓄電装置の電力を前記エアコンコンタクタ手段に供給せずに前記モータ制御部のみに供給することが可能となり、前記モータを駆動するのに必要な時間を短縮することができる。また、前記エアコンコンタクタ手段の劣化を抑制して耐久性を向上することができる。
【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】図１の車両用制御装置によるメインコンタクタ手段とエアコンコンタクタ手段の制御内容を示すフローチャートである。
【図３】図１の車両用制御装置によるメインコンタクタ手段とエアコンコンタクタ手段の制御内容を示すフローチャートである。
【図４】メインコンタクタ手段とエアコンコンタクタ手段のＯＮ、ＯＦＦ制御を示すタイムチャートと、高電圧バッテリとＰＤＵの平滑コンデンサ、ＨＢＡＣＵの平滑コンデンサのそれぞれの電圧の時間に対する特性を示すグラフ図である。
【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  メインコンタクタ手段
４  高電圧バッテリ（蓄電装置）
５  ＤＣ／ＤＣコンバータ
７  エアコンコンタクタ手段
【図１】
2005020960.tif 000003
【図２】
2005020960.tif 000004
【図３】
2005020960.tif 000005
【図４】
2005020960.tif 000006