(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリッド自動車や電気自動車の衝突時に、車体に搭載された高電圧な蓄電池が破損することによる感電を防止する。【解決手段】衝突が予知されて高電圧遮断要求信号が出力された場合に（２００）、バッテリパックのリレースイッチを遮断して（２０２）、ＤＣ−ＤＣコンバータを制御することによって、コンデンサに蓄電された電力を電気加熱式触媒装置に供給することによって、コンデンサの残存エネルギーを放電する（２０４）。【選択図】図４
2012065503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を蓄電する蓄電池と、
自動車走行用の駆動手段を駆動するために前記蓄電池の電力を蓄電して、車載機器に供給可能な蓄電手段と、
前記蓄電池の電気的な接続及び遮断を行うためのスイッチ手段と、
前記車載機器への通電を行うための通電手段と、
前記蓄電池の接続遮断要求を取得する取得手段と、
前記取得手段によって前記接続遮断要求を取得した場合に、前記蓄電池の電気的接続を遮断するように前記スイッチ手段を制御すると共に、前記蓄電手段に蓄電された電力が前記車載機器に供給されるように前記通電手段を制御する制御手段と、
を備えた車両用電源装置。
【請求項２】
前記取得手段は、衝突予知信号を前記接続遮断要求として取得する請求項１に記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記車載機器は、排気ガス経路に設けられた触媒を加熱する電気加熱式触媒装置である請求項１又は請求項２に記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記通電手段は、前記蓄電手段と前記車載機器の間に接続された、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはリレースイッチからなる請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電源装置にかかり、特に、ハイブリッド自動車等の車両で使用する車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題等を考慮して、モータとエンジンとを併用して走行するハイブリッド自動車や電気自動車が注目を集めている。
【０００３】
このようなハイブリッド自動車や電気自動車には、モータに電力を供給するための蓄電池が搭載される。蓄電池としては、たとえば、繰り返し充放電が可能なニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池、またはリチウムイオン電池などに代表される二次電池やキャパシタなどが用いられる。蓄電池は、ケースに収容されてバッテリパックとして車体に搭載される。
【０００４】
ところで、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される蓄電池は、高電圧であることから、衝突等によってバッテリバックが破損したりすることにより感電を防止する必要がある。
【０００５】
そこで、例えば、衝突時に部品の干渉等を防止する構造（例えば、特許文献１、２等）を応用することが考えられる。
【０００６】
例えば、特許文献１に記載の技術では、衝突等によって変速機が後退してきてもＥＣＵに干渉しないようにした取付構造が提案されている。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、衝撃が加わったときに、電池パックが移動するようにした電池パックの車載構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２００８−３７３００号公報
【特許文献２】特開平２００７−２３０３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１、２の技術のように、部品の干渉を抑制する構造とすることにより、衝突時等の感電を防止することが可能であるが、車両のレイアウトの制約等があるため、容易に特許文献１、２等の構造を採用することができないため、改善の余地がある。
【００１０】
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、衝突時の感電防止を確実に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、電力を蓄電する蓄電池と、自動車走行用の駆動手段を駆動するために前記蓄電池の電力を蓄電して、車載機器に供給可能な蓄電手段と、前記蓄電池の電気的な接続及び遮断を行うためのスイッチ手段と、前記車載機器への通電を行うための通電手段と、前記蓄電池の接続遮断要求を取得する取得手段と、前記取得手段によって前記接続遮断要求を取得した場合に、前記蓄電池の電気的接続を遮断するように前記スイッチ手段を制御すると共に、前記蓄電手段に蓄電された電力が前記車載機器に供給されるように前記通電手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、電力を蓄電する蓄電池と、自動車走行用の駆動手段を駆動するために蓄電池の電力を蓄電して、車載機器に供給可能な蓄電手段を備えている。すなわち、蓄電池の電力を蓄電手段に一旦蓄電して走行用モータ等の駆動手段を駆動することで自動車の走行が可能となると共に、車載機器への電力供給が可能となる。
【００１３】
ここで、スイッチ手段では、蓄電池の電気的接続や遮断が可能とされている。すなわち、スイッチ手段によって電源オンオフが可能とされている。
【００１４】
また、車載機器は、通電手段によって通電が行われることにより、蓄電池や蓄電手段に蓄電された電力を用いて車載機器を動作させることができる。
【００１５】
また、取得手段では、蓄電池の接続遮断要求が取得される。例えば、請求項２に記載の発明のように、衝突予知信号を接続遮断要求として取得したり、衝突検出信号や自動車の停止を表す停止信号を接続遮断要求として取得する。
【００１６】
そして、制御手段では、取得手段によって接続遮断要求信号を取得した場合に、蓄電池の電気的接続を遮断するようにスイッチ手段が制御されると共に、蓄電手段に蓄電された電力が車載機器に供給されるように通電手段が制御される。
【００１７】
すなわち、衝突時等によって接続遮断要求信号を取得した場合には、スイッチ手段によって蓄電池からの電力供給が遮断され、かつコンデンサ等の蓄電手段に蓄電された残存エネルギーが通電手段によって車載機器に放電されるので、衝突時等の感電を確実に防止することができる。
【００１８】
なお、車載機器としては、請求項３に記載の発明のように、排気ガス経路に設けられた触媒を加熱する電気加熱式触媒装置を適用することができる。
【００１９】
また、通電手段としては、請求項４に記載の発明のように、蓄電手段と車載機器の間に接続された、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはリレースイッチを適用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、蓄電池の電気的接続を遮断し、かつ蓄電手段に蓄電された電力を車載機器に放電するので、衝突時の感電防止を確実に行うことができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係わる車両用電源装置の概略構成を示す図である。
【図２】高電圧遮断要求信号としての衝突予知信号を出力する衝突予測システムの一例例を示す図である。
【図３】衝突予測システムにおける衝突判断ＥＣＵで行われる衝突予測処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係わる車両用電源装置１０の制御装置３０で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係わる車両用電源装置の変形例の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる車両用電源装置の概略構成を示す図である。
【００２３】
本発明の実施の形態に係わる車両用電源装置１０は、エンジンとモータを備えたハイブリッド自動車に搭載した例を説明する。なお、本実施の形態では、ハイブリッド自動車に搭載した例を説明するが、これに限るものではなく、プラグインハイブリッド自動車や電気自動車に適用するようにしてもよい。
【００２４】
本発明の実施の形態に係わる車両用電源装置１０は、ハイブリッド自動車等の走行用の電力を蓄電するバッテリパック１２を備えている。車両用電源装置１０は、当該バッテリパック１２に蓄電された電力を用いて走行用のモータ１４を動作させる。
【００２５】
バッテリパック１２は、図１に示すように、高電圧バッテリ１６、及びリレースイッチ１８、２０を備えており、高電圧バッテリ１６の各出力端子にそれぞれリレースイッチ１８、２０が接続されている。
【００２６】
また、バッテリパック１２は、コンデンサ２２及びモータ１４を駆動するためのインバータ２４に接続されており、高電圧バッテリ１６の電圧がコンデンサ２２に充電されて、コンデンサ２２からインバータ２４に電力が供給される。これによって、インバータ２４によってモータ１４が駆動されてハイブリッド自動車の走行が可能となる。
【００２７】
さらに、バッテリパック１２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２６を介して電気加熱式触媒装置２８が接続されている。
【００２８】
電気加熱式触媒装置２８は、エンジンの排気ガスの経路中に設けられ、排気ガスを浄化する。また、電気加熱式触媒装置２８は、エンジンを停止した走行用のモータ１４による走行により触媒が冷却されて排気ガスの浄化能力が低下してしまうため、触媒の加熱のためにエンジン始動を行わずに、触媒を加熱するようにしたシステムである。
【００２９】
また、本実施の形態に係わる車両用電源装置１０は、制御装置３０を備えており、制御装置３０には、上述のバッテリパック１２に設けられたリレースイッチ１８、２０、及びＤＣ−ＤＣコンバータ２６が接続されており、リレースイッチ１８、２０及びＤＣ−ＤＣコンバータ２６のオンオフが制御装置３０によって制御される。
【００３０】
ところで、本実施の形態のように、ハイブリッド自動車等に搭載されるバッテリパック１２の電圧は高電圧であるため、衝突時等の感電を防止する必要があるので、本実施の形態に係わる車両用電源装置１０では、衝突等によって高電圧部分を遮断する必要がある場合に、バッテリパック１２に設けられたリレースイッチ１８、２０を遮断するように制御装置３０が制御する。これによってバッテリパック１２からの高電圧の電力供給が遮断されるため、衝突時等の感電を防止することができる。
【００３１】
しかしながら、本実施の形態では、インバータ２４を駆動するための電力がコンデンサ２２に蓄電されるため、バッテリパック１２のリレースイッチ１８、２０を遮断しただけでは、確実な感電防止とは言えない。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、高電圧遮断要求信号を制御装置３０が取得した場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２６を制御して、コンデンサ２２に蓄電された電力を電気加熱式触媒装置２８に供給することにより、コンデンサ２２に蓄電された電力を放電するようにしている。これによって衝突時等の感電を確実に防止することができる。
【００３３】
なお、高電圧遮断要求信号としては、例えば、加速度センサや衝突検出センサ等から得られる衝突検出信号や、車速センサやエンジンＥＣＵ等から得られる停止信号、ミリ波レーダ等のプリクラッシュセンサから得られる衝突予知信号等を適用することができるが、本実施の形態では、衝突予知信号を適用した例を説明する。
【００３４】
図２は、高電圧遮断要求信号としての衝突予知信号を出力する衝突予測システムの一例例を示す図である。
【００３５】
衝突予測システムは、図２に示すように、前方の障害物までの距離を検出するための前方ミリ波レーダー４０、前側方の障害物までの距離を検出するための前側方ミリ波レーダー４２、前方を撮影するステレオカメラ４４、後方の障害物までの距離を検出するための後方ミリ波レーダー４６、後側方の障害物までの距離を検出するための後側方ミリ波レーダー４８、及び衝突判断ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えて、それぞれバス５２に接続されている。前方ミリ波レーダー４０、前側方ミリ波レーダー４２、ステレオカメラ４４、後方ミリ波レーダー４６、及び後側方ミリ波レーダー４８は、車両周辺を監視して、監視結果を衝突判断ＥＣＵ５０に出力する。
【００３６】
前方ミリ波レーダー４０は、例えば、フロントグリル中央付近に設けられ、前側方ミリ波レーダー４２は、バンパ内の車幅方向両端付近等に設けられ、それぞれ車両前方や前側方にミリ波を出射することで対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などを基に対象物までの距離や自車との相対速度等を測定するために設けられている。また、後方ミリ波レーダー４６及び後側方ミリ波レーダー４８は、リアバンパー等に設けられ、それぞれ車両後方や後側方にミリ波を出射することで対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などを基に対象物までの距離や自車との相対速度等を測定するために設けられている。
【００３７】
ステレオカメラ４４は、フロントウインドシールドガラス上方の中央付近に設けられ、車両前方を撮影して、周辺の障害物を検出すると共に、障害物までの距離を測定するために設けられている。なお、ステレオカメラ４４は、省略した構成でも衝突を予測することができる。
【００３８】
そして、衝突判断ＥＣＵ５０は、前方ミリ波レーダー４０、前側方ミリ波レーダー４２、ステレオカメラ４４、後方ミリ波レーダー４６、及び後側方ミリ波レーダー４８の検出結果を取得して衝突予測を行う。
【００３９】
続いて、上述のように構成された衝突予測システムによる衝突予測について説明する。図３は、衝突予測システムにおける衝突判断ＥＣＵ５０で行われる衝突予測処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００４０】
ステップ１００では、障害物までの距離が入力されてステップ１０２へ移行する。すなわち、前方ミリ波レーダー４０、前側方ミリ波レーダー４２、ステレオカメラ４４、後方ミリ波レーダー４６、後側方ミリ波レーダー４８等の検出結果が入力される。
【００４１】
ステップ１０２では、相対速度が算出されてステップ１０４へ移行する。例えば、ミリ波レーダーによって所定時間毎に検出された障害物までの距離から相対速度が算出される。なお、ステレオカメラ４４の撮影結果を画像処理することによって距離を求めて相対速度を算出するようにしてもよい。
【００４２】
ステップ１０４では、新たにミリ波レーダーの検出結果が入力されてステップ１０６へ移行する。
【００４３】
ステップ１０６では、衝突までの時間ｔが算出され、ステップ１０８へ移行する。すなわち、前方ミリ波レーダー４０、前側方ミリ波レーダー４２、ステレオカメラ４４、後方ミリ波レーダー４６、後側方ミリ波レーダー４８等によって検出した障害物までの距離と、ステップ１０２で算出した相対速度から衝突までの時間ｔを算出する。
【００４４】
ステップ１０８では、算出した時間ｔが予め定めた時間より小さいか否かが判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１１０へ移行して衝突予知信号が高電圧遮断要求信号として出力され、判定が否定された場合にはそのままステップ１００に戻って上述の処理が繰り返される。
【００４５】
すなわち、本実施形態では、衝突予測時間を算出することによって、衝突予測が行なわれる。なお、衝突予測は、衝突予測時間の算出ではなく、他の方法を適用するようにしてもよい。
【００４６】
続いて、本発明の実施の形態に係わる車両用電源装置１０の制御装置３０で行われる処理の流れについて説明する。図４は、本発明の実施の形態に係わる車両用電源装置１０の制御装置３０で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００４７】
ステップ２００では、高電圧遮断要求信号がある否かが制御装置３０によって判定される。すなわち、衝突判断ＥＣＵ５０から衝突予知信号が出力されたか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ２０２へ移行する。
【００４８】
ステップ２０２では、バッテリパック１２のリレースイッチ１８、２０がオフされてステップ２０４へ移行する。すなわち、制御装置３０がリレースイッチ１８、２０を制御することによってバッテリパック１２からの電圧供給が遮断される。
【００４９】
続いて、ステップ２０４では、電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）２８が駆動されて一連の処理を終了する。すなわち、制御装置３０が、ＤＣ−ＤＣコンバータ２６を制御することによって、コンデンサ２２に蓄電された電力を電気加熱式触媒装置２８に供給することによって、コンデンサ２２の残存エネルギーを放電する。
【００５０】
このように、本実施の形態では、高電圧遮断要求がある場合には、バッテリパック１２からの電力供給をリレースイッチ１８、２０によって確実に遮断すると共に、コンデンサ２２に蓄電された電力を電気加熱式触媒装置２８に供給して熱エネルギーとして確実に放電するため、衝突時等の感電を確実に防止することができる。
【００５１】
なお、車両用電源装置１０としては、上記の実施の形態で説明した構成のものに限るものではない。例えば、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す車両用電源装置を適用することができる。
【００５２】
図５（Ａ）では、バッテリパック１２の電圧を昇圧してから供給する。すなわち、バッテリパック１２には、コンデンサ２２及び昇圧コンバータ３２が接続され、昇圧コンバータ３２の出力にコンデンサ２３及びインバータ２４が接続されている。この例では、バッテリバック１２からの電力がコンデンサ２２に蓄電され、コンデンサ２２に蓄電された電力が昇圧コンバータ３２によって昇圧されてコンデンサ２３に蓄電される。そして、コンデンサ２３に蓄電された昇圧された電力がインバータ２４やＤＣ−ＤＣコンバータ２６に供給される。このように構成しても上記の実施の形態と同様に、図４の処理を行うことによって、コンデンサ２２、２３の残存エネルギーが放電されるため、衝突時等の感電を確実に防止することができる。
【００５３】
また、図５（Ｂ）では、上記の実施の形態に対して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２６の代りにリレースイッチ３４、３６を設けたものである。すなわち、上記の実施の形態では、電気加熱式触媒装置２８に電力を供給する際にＤＣ−ＤＣコンバータ２６によって電圧を変換してから供給したが、単にリレースイッチ３４、３６として電圧を調整せずにそのまま電気加熱式即売装置２８に供給するようにしてもよい。
【００５４】
なお、上記の実施の形態では、車両用電源装置１０は、走行用のモータ１４と、電気加熱式触媒装置３０へ電力を供給する例を説明したが、電力の供給先はこれに限るものではなく、他の車載機器を適用するようにしてもよい。また、電気加熱式触媒装置３０以外の車載機器に電力を供給する場合には、ハイブリッド自動車ではなく、電気自動車を適用するようにしてもよい。
【００５５】
また、上記の実施の形態では、コンデンサ２２に蓄電された電力の放電先の車載機器として電気加熱式触媒装置２８を例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、例えば、ステアリングヒータやシートヒータ等の各種ヒータや、他の車載機器に放電するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０    車両用電源装置
１２    バッテリパック
１４    モータ
１６    高電圧バッテリ
１８、２０    リレースイッチ
２２、２３    コンデンサ
２４    インバータ
２６    ＤＣ−ＤＣコンバータ
２８    電気加熱式触媒装置
３０    制御装置
３４、３６    リレースイッチ
【図１】
2012065503.tif 000003
【図２】
2012065503.tif 000004
【図３】
2012065503.tif 000005
【図４】
2012065503.tif 000006
【図５】
2012065503.tif 000007