(57)【要約】【課題】断続的なノイズなどで制御装置リセットが複数回発生しても、主継電器の接続を維持して、電動車両の制御システムの誤動作を防止する。【解決手段】第１制御部２は、ＳＭＲ２０の接続指令信号及び保持停止指令信号を出力する。ＳＭＲ駆動回路４は、接続指令信号によりＳＭＲ２０を接続させるとともに接続指令信号がなくなっても接続を保持する自己保持型の駆動回路である。自己保持停止回路１３は、保持停止指令信号によりＳＭＲ駆動回路４の接続保持を停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用蓄電池と電力変換装置との間を断続する主継電器を有する電動車両の制御装置において、
主継電器の接続指令信号及び保持停止指令信号を出力する指令出力手段と、
接続指令信号により主継電器を接続させるとともに接続指令信号がなくなっても接続を保持する自己保持型の主継電器駆動手段と、
保持停止指令信号により主継電器駆動手段の接続保持を停止させる自己保持停止手段と、
を備えたことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項２】
前記自己保持停止手段は、
複数の保持停止指令信号の論理和により、前記主継電器の接続保持を停止させることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の制御装置。
【請求項３】
主継電器の接続状態を検知する接続検知手段を備え、
前記指令出力手段のリセットからの復帰時に、接続検知手段により前記主継電器の接続態が検知された場合、主継電器の接続シーケンスを省略し、接続検知手段により前記主継電器の接続状態が検知されなかった場合、主継電器の接続シーケンスを実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動車両の制御装置。
【請求項４】
車両駆動用蓄電池と電力変換装置との間を断続する主継電器を有する電動車両の制御方法において、
接続指令信号により主継電器を接続する主継電器接続過程と、
前記接続指令信号がなくなっても主継電器の接続状態を保持する接続保持過程と、
保持停止指令信号により主継電器の接続保持を停止する接続停止過程と、
を備えたことを特徴とする電動車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動用蓄電池と電力変換装置との間を断続する主継電器を有する電動車両の制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両において、車両駆動用蓄電池と、車両駆動用モータに電力供給するためのコンバータやインバータなどの電力変換装置との間に主継電器が設けられている。この主継電器は、システムメインリレー（ＳＭＲ）とも呼ばれている。
【０００３】
このような電動車両の制御装置において、ノイズ等による制御装置のリセット発生時に主継電器が開路されてしまう不都合に対して、昇圧コンバータのスイッチ素子を切断状態としてから、再度主継電器を閉路することにより、主継電器の接点溶着を回避する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許第３７６３２９１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来技術では、制御装置のリセット発生時には、主継電器は一旦開路してしまうため、断続的なノイズなどでリセットが複数回発生すると、主継電器は開路と閉路を繰り返してしまうために、電動車両の制御システムが誤動作を起こす可能性があるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、本発明は、車両駆動用蓄電池と電力変換装置との間を断続する主継電器を有する電動車両の制御装置において、指令出力手段からの接続指令信号により主継電器を接続させるとともに接続指令信号がなくなっても接続を保持する自己保持型の主継電器駆動手段を備える。そして、主継電器の接続保持を停止させる場合、自己保持停止手段により、主継電器駆動手段の接続保持を停止させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、接続指令信号により主継電器を接続した後に、接続指令信号がなくても主継電器の接続状態を保持できるので、ノイズ等により接続指令信号が断続しても主継電器の接続状態を保持することができ、電動車両の制御システムの誤動作を防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る電動車両の制御装置の実施例を説明する要部回路図である。
【０００８】
図１において、電動車両の補機バッテリ４０からイグニッションスイッチ等の補機用継電器５０を介して電動車両の制御装置（以下、ＥＣＵと呼ぶ）１０に電源が供給される。
【０００９】
主継電器（システムメインリレー、以下、ＳＭＲと呼ぶ）２０は、図示しない車両駆動用蓄電池（主バッテリ）と車両駆動・回生用のコンバータやインバータである図示しない電力変換装置との間を断続する電力用の継電器である。ＥＣＵ１０は、ＳＭＲ２０の断続（オフ／オン）を制御する制御装置である。
【００１０】
ＥＣＵ１０は、電源回路１と、第１制御部２（通常ＣＰＵ）と、第１制御部２とは異なる第２制御部３（通常小型のＣＰＵなど）と、ＳＭＲ２０の励磁コイルに駆動電流を流す主継電器駆動手段であるＳＭＲ駆動回路４と、ＳＭＲ２０の接続状態を検知する接続検知手段である接続モニタ部６と、を備えている。
【００１１】
第１制御部２は、ＳＭＲ２０の接続指令信号７及び保持停止指令信号８を出力する指令出力手段である。ＳＭＲ駆動回路４は、第１制御部２からの接続指令信号７により、ＳＭＲ２０の励磁コイルに電流を流してＳＭＲ２０の接点を閉じ接続状態とさせるとともに、接続指令信号７がなくなっても励磁コイルへの通電を維持する自己保持型の駆動回路である。
【００１２】
ＳＭＲ駆動回路４の中の自己保持回路５は、接続指令信号７により一旦ＳＭＲ２０の励磁コイルへ電流を流したとき、接続指令信号７が非活性化されてもＳＭＲ２０の励磁電流を流し続ける自己保持動作を行わせる回路である。この自己保持回路５は、ＥＣＵ１０に電源が供給されている間は、一旦ＳＭＲ２０が接続されると、電源回路１のリセットに関わらず常に自己保持を継続し、後述する自己保持停止回路１３により、自己保持を停止するものである。
【００１３】
ＳＭＲ駆動回路４の中の自己保持停止回路１３は、第１制御部２からの保持停止指令信号８、または第２制御部３からの保持停止指令信号９により、自己保持回路５の自己保持動作を停止させる自己保持停止手段である。自己保持停止回路１３は、保持停止指令信号８と保持停止指令信号９との論理和により、ＳＭＲ駆動回路４の励磁電流を停止させて、ＳＭＲ２０の接点を開放させ、自己保持を停止させる。
【００１４】
補機用継電器５０がオンとなって電源が入力されると、ＥＣＵ１０内の電源回路１は、安定化された内部電源（５Ｖなど）を生成し、かつ電源電圧が低下して所定の値を下回った時や第１制御部２の動作が異常であるときに第１制御部２に対してＲＥＳＥＴ信号を出力して、第１制御部２をリセットする。第１制御部２の出力信号である接続指令信号７及び保持停止指令信号８は、第１制御部２のリセット中はＬレベル（非活性）の状態となる。
【００１５】
次に、ＳＭＲ駆動回路４の動作を詳細に説明する。第１制御部２が保持停止指令信号７をＨレベル（活性）にすると、トランジスタＱ１がオンとなり、そのコレクタ電圧が低下する。トランジスタＱ１のコレクタには、ＭＯＳ−ＦＥＴを用いた駆動トランジスタ１１のゲートが接続されているので、駆動トランジスタ１１はスイッチオンする。これにより、補機用バッテリ４０から駆動トランジスタ１１を介して、ＳＭＲ２０の励磁コイルに電流が流れる。同時に、駆動トランジスタ１１から抵抗Ｒ２を介してベース電流が供給される自己保持回路５内のトランジスタＱ２もオンする。トランジスタＱ２のコレクタ及びエミッタは、トランジスタＱ１のコレクタ及びエミッタとそれぞれ並列に接続されている。このため、接続指令信号７によりオンするトランジスタＱ１がオフしても、トランジスタＱ２がオンしているので、補機用バッテリ４０からＥＣＵ電源が供給されている限り、トランジスタ１１のオン状態は継続する。
【００１６】
このように駆動トランジスタ１１がオンすると、トランジスタＱ２がオンして、駆動トランジスタ１１は入力（ゲート）に自ら自己保持をかけることになり、ノイズなどにより電源回路１が第１制御部２のリセットを繰り返し、接続指令信号７が断続しても、駆動トランジスタ１１はスイッチオンを維持しているため、ＳＭＲ２０の接続状態を維持でき、電動車両システムの誤動作を防止することができる。
【００１７】
一方、第１制御部２が保持停止指令信号８によりＳＭＲ２０を切断することも可能である。保持停止指令信号８により自己保持停止回路１３内のトランジスタＱ３をオンさせれば、自己保持回路５のトランジスタＱ２がオフし、このとき第１制御部２が出力する接続指令信号７がＬレベル（非活性）であれば、駆動トランジスタ１１をスイッチオフできる。これによりＳＭＲ２０の励磁電流が遮断され、リレー接点は開いた状態（切断された状態）になる。
【００１８】
第１制御部２が出力する保持停止指令信号８と、第２制御部３が出力する保持停止指令信号９とは、それぞれダイオードＤ１、Ｄ２により論理和演算が行われている。そして、論理和の結果でトランジスタＱ３にベース電流を供給する構成となっている。このため、第１制御部２がリセットされている場合は、第２制御部３が同様に自己保持停止信号９により駆動トランジスタ１１をスイッチオフし、ＳＭＲ２０を切断するができる。尚、本実施例では、２つの保持停止指令信号８，９の論理和により、ＳＭＲ２０の接続保持を停止する例を示したが、３以上の保持停止指令信号の論理和により、ＳＭＲ２０の接続保持を停止することも可能である。
【００１９】
このように本実施例では、複数の保持停止指令信号の論理和によりＳＭＲの接続保持停止しているため、一つの信号が失陥しても他の保持停止指令信号で接続保持停止ができ、制御装置の信頼性が向上する。
【００２０】
次に図２のフローチャート、及び図３の判断表を参照して、本実施例における電動車両のモータ力行中のリセットからの復帰動作を説明する。ＥＣＵ１０の第１制御部２は、リセットから復帰すると、プログラムの固定番地（通常０番地）から実行を開始するようにハードウェアで制御されている。図２のフローチャートは、この固定番地から実行されるプログラムとして作成され、第１制御部２が内蔵するＲＯＭに格納されている。
【００２１】
図３の判断表は、図１に示した接続指令信号７，保持停止指令信号８，保持停止指令信号９，及び接続確認信号１４の組み合わせと、ＳＭＲ接続判断との対応を表にまとめたものである。
【００２２】
図２において、ＥＣＵ内部の第１制御部２がリセットから復帰すると、まず、ステップ（以下、ステップをＳと略す）１０１のＳＭＲ接続確認ステップが実行され、第１制御部２は、ＳＭＲの接続状態及びＳＭＲ制御信号の状態を判断する。
【００２３】
これは図３の判断表により行われ、リセット中は、状態「あ」となる回路構成であるため、リセットからの復帰後は状態「い」又は「う」となっていれば正常である。それ以外の状態「え」〜「ち」は、ＳＭＲ駆動回路４の故障、制御異常、或いは第２制御部３からの保持停止指令信号９によるＳＭＲ切断中が考えられる。
【００２４】
Ｓ１０１の判断で、［ＳＭＲ接続済］を示す状態「う」であれば、第１制御部２は、ＳＭＲ駆動回路４の自己保持機能でＳＭＲ２０の接続が維持されていると判断し、Ｓ１０４へ進み、モータ制御を即座に開始する。
【００２５】
Ｓ１０１の判断で、［ＳＭＲ未接続］を示す状態「い」であれば、第１制御部２は、一度ＥＣＵ１０の電源が遮断されたものと判断し、Ｓ１０２のＳＭＲ接続シーケンスを経てＳ１０３のＳＭＲ接続を行い、Ｓ１０４のモータ制御へ復帰する。Ｓ１０２では、第１制御部２は、所定のＳＭＲ接続のための手順の実行を行う。所定のＳＭＲ制御手順には、例えば、特許文献１に記載されたような、ＳＭＲを介して主バッテリ（車両駆動用蓄電池）に接続される電力変換装置のスイッチ素子を切断状態とする制御が含まれる。
【００２６】
Ｓ１０４では、モータ制御を行う。このモータ制御には、力行時のアクセルペダルの操作量と車両速度に応じたインバータの制御や、回生時のモータをジェネレータとして作動させる制御等が含まれる。
【００２７】
Ｓ１０４に次いで、Ｓ１０５のＳＭＲ接続状態の判断が行われ、Ｓ１０５のＳＭＲ接続状態判断で正常であれば、Ｓ１０４へ戻る。即ち、ＳＭＲが接続済みで切断されない限り、モータ制御を継続することになる。
【００２８】
Ｓ１０５のＳＭＲ接続状態判断では、図４の示した判断表を使用する。図４において、接続指令信号がＨ、且つ接続確認信号１４がＨである状態「サ」であれば、正常である。その他の状態は、異常である。
【００２９】
これにより電源供給中のＥＣＵリセットでは、従来技術では、ＳＭＲ切断→ＥＣＵ復帰→ＳＭＲ接続シーケンス処理→ＳＭＲ接続→モータ制御へ至るという復帰手順であったが、本実施例では、ＥＣＵ復帰→ＳＭＲ接続確認→モータ制御へ至るという復帰手順となる。
【００３０】
以上説明した本実施例によれば、接続指令信号によりＳＭＲ（主継電器）を接続した後に、接続指令信号がなくてもＳＭＲの接続状態を保持できるので、ノイズ等により接続指令信号が断続してもＳＭＲの接続状態を保持することができ、電動車両の制御システムの誤動作を防止することができるという効果がある。
【００３１】
また本実施例によれば、複数の保持停止指令信号の論理和によりＳＭＲの接続保持停止しているため、一つの信号が失陥しても他の保持停止指令信号で接続保持停止ができ、制御装置の信頼性が向上するという効果がある。
【００３２】
また本実施例では、ＥＣＵのリセットからの復帰後に、ＳＭＲの接続を確認しているので、一連のＳＭＲ接続シーケンス処理がＳＭＲ接続確認という短い処理となり、かつＳＭＲを物理的に接続する時間がなくなるので、モータ制御への復帰が早くなり、車両の駆動力が失われている期間も短くなるという効果がある。
【００３３】
また、同時にＳＭＲ接続確認ステップＳ１０２にて、ＳＭＲ駆動回路４の故障や制御異常、第２制御部３によるＳＭＲ切断といった異常を検出することができ、早期に定められた異常処置Ｓ１０６に移ることにより車両の信頼性も向上するという効果がある。
【００３４】
さらに、モータ制御開始後でもＳ１０５のＳＭＲの接続状態モニタは定期的に行い、リセットからの復帰直後に行うＳ１０１のＳＭＲ接続確認の判断表（図３）とは別の判断表（図４）によりＳＭＲ接続状態の正常・異常を判定して、正常であればＳ１０４のモータ制御は継続され、異常であればＳ１０６のあらかじめ定めた異常処理に移る。これによりＳＭＲの動作はモータ制御中も監視できるので信頼性が向上するという効果がある。
【００３５】
従来技術では電源供給中であってもノイズなどでＥＣＵがリセットすると、まずＳＭＲが切断され、ＥＣＵ復帰後に一連のＳＭＲ接続シーケンス処理が行われ、ＳＭＲを接続した後ＥＣＵはモータ制御を復帰していた。しかし、車両停止を待たずにモータ制御が復帰するため、車両挙動への影響は限定的であるものの、ＳＭＲ切断→ＥＣＵ復帰→ＳＭＲ接続シーケンス処理→ＳＭＲ接続に至る復帰手順を踏むため、モータが回生中であればＳＭＲが一時切断されることにより回生力が失われる期間があり、車両の挙動に影響を与える可能性があった。  
本発明では、電源がＥＣＵに供給されていれば、ＥＣＵ内部の第１制御部２がリセットしても、第２制御部３が自己保持停止を指令していなければ、ＳＭＲの励磁電流は遮断されないので、ＳＭＲは接続を維持している。よってモータ回生中において回生電流は主バッテリに帰るので回生力は維持され、車両挙動変化を防ぐことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る電動車両の制御装置（ＥＣＵ）の実施例におけるシステムメインリレー（ＳＭＲ）制御部の構成を示す要部回路図である。
【図２】実施例におけるＥＣＵのリセットからの復帰後の処理フローチャートである。
【図３】図２フローチャートのＳ１０１におけるＳＭＲ接続状態確認ステップの判断表である。状態「あ」、第１制御部２のリセット中の各信号の状態である。状態「い」、「う」：第１制御部２のリセット復帰直後の各信号の状態である。状態「え」〜「ち」：第１制御部２のリセット復帰直後では異常と判定すべき各信号の状態である。
【図４】図２フローチャートのＳ１０５におけるＳＭＲ状態モニタステップの判断表である。状態「サ」：正常時の各信号の状態である。状態「イ」〜「コ」、「シ」〜「チ」：異常時の各信号の状態である。
【符号の説明】
【００３７】
１…電源回路、２…第１制御部（指令出力手段）、３…第２制御部、４…ＳＭＲ駆動回路（主継電器駆動手段）、５…接続保持回路、６…接続モニタ部（接続検知手段）、７…接続指令信号、８、９…保持停止指令信号、１０…電動車両の制御装置（ＥＣＵ）、１１…駆動トランジスタ、１３…自己保持停止回路（自己保持停止手段）、１４…接続確認信号、２０…主継電器（ＳＭＲ）、４０…補機用バッテリ、５０…補機用継電器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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