JP7656578B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両制御装置に関する。

ハイブリッド車等の電動式の車両においては、イグニッション電源遮断等のシステム終了時に、駆動回路のモータに電流を流して回路内のコンデンサをディスチャージするアクティブ放電が行われる。

このとき、何らかの障害が生じてアクティブ放電に失敗した場合、駆動回路の故障個所を特定することが可能な電力変換装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。また、コンデンサとコンデンサの放電回路とを電気的に接続し、あるいは遮断するスイッチング機構の状態、及びコンデンサに蓄積された電荷の放電状況を通知する電力変換装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。

国際公開第２０２１／０３９２７７号 国際公開第２０１１／１１１２０８号

ここで、コンデンサにディスチャージ異常が生じ、アクティブ放電に失敗した場合でも、駆動回路に故障が認められない場合がある。このような場合、コネクタの接触不良等の一時的な原因で、アクティブ放電に失敗したと推察される。しかしながら、ディスチャージ異常の判定結果は記録に残されるため、この記録を消去するまで再度のシステム起動が許可されず、最悪の場合、路上故障に陥る可能性がある。

本開示は、一時的な不具合によってシステムの起動に制限がかかってしまうのを抑制することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

本開示にかかる車両制御装置は、少なくとも駆動源の一部として電力を使用する車両を制御する車両制御装置であって、モータ及びコンデンサを有する駆動回路において、システム終了時に前記モータのｄ軸に電流を流して前記コンデンサをディスチャージするアクティブ放電を行わせる放電制御部と、次回のシステム起動時に、システムの起動を許可するか否かを判定する判定部と、前記コンデンサと放電抵抗からなる内部回路での電力消費によって前記コンデンサをディスチャージするパッシブ放電を行う放電回路と、を備え、前記放電制御部は、前記アクティブ放電においてディスチャージ異常を検出した場合には、前記ディスチャージ異常の記録を記憶部に記憶させ、前記判定部は、次回のシステム起動時に、前記ディスチャージ異常の記録が記憶されていなかった場合にはシステムの起動を許可し、次回のシステム起動時に、前記ディスチャージ異常の記録が記憶されていた場合には、前記コンデンサの電圧が閾値以下であるか否かを判定し、前記判定の結果、前記コンデンサの電圧が閾値以下であった場合には前記システムの起動を許可し、前記判定の結果、前記コンデンサの電圧が閾値を超えていた場合には前記システムの起動を許可しない。

本開示にかかる車両制御装置によれば、一時的な不具合によってシステムの起動に制限がかかってしまうのを抑制することができる。

図１は、実施形態にかかる駆動システムの構成の一例を示す構成図である。 図２は、実施形態にかかるハイブリッド制御ＥＣＵのハードウェア構成の一例を周辺構成とともに示すブロック図である。 図３Ａは、実施形態にかかるハイブリッド制御ＥＣＵが、アクティブ放電が正常に行われた場合に行う動作の一例を説明する図である。 図３Ｂは、実施形態にかかるハイブリッド制御ＥＣＵが、アクティブ放電においてディスチャージ異常が発生した場合に行う動作の一例を説明する図である。 図３Ｃは、実施形態にかかるハイブリッド制御ＥＣＵが、アクティブ放電においてディスチャージ異常が発生した場合に行う動作の他の例を説明する図である。 図４は、実施形態にかかるハイブリッド制御ＥＣＵによる処理の手順の一例を示すフロー図である。

以下、図面を参照しながら、本開示にかかる車両制御装置の実施形態について説明する。

（駆動システムの構成例）
図１は、実施形態にかかる駆動システム１の構成の一例を示す構成図である。実施形態の駆動システム１は、バッテリ（電池）の電力と内燃機関の動力とを駆動源とするハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の車両に搭載されて、車両に動力を供給する。

図１に示すように、駆動システム１は、ジェネレータ１１、モータ１２、電力制御装置２０、バッテリ３０、ＤＣ／ＡＣコンバータ４０、及びハイブリッド制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５０を備える。

ジェネレータ１１及びモータ１２はいずれも、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相の交流駆動電流を供給する三相交流電動機である。

ジェネレータ１１は、車両の図示しないエンジン等の内燃機関に接続され、主に発電機として作動するモータジェネレータとして構成されている。ジェネレータ１１は、内燃機関で発生する駆動力の少なくとも一部を電力に変換する。ジェネレータ１１によって変換された電力は、バッテリ３０の充電、またはモータ１２の駆動に用いられる。

モータ１２は、内燃機関からの動力を用いて発電するジェネレータ１１からの電力により駆動され、主に走行用の動力および回生制動力を出力するモータジェネレータとして構成されている。すなわち、車両は専らモータ１２からの動力により走行する。モータ１２から出力される回生制動力によって、バッテリ３０を充電することも可能である。

電力制御装置２０は、ジェネレータ１１及びモータ１２と、バッテリ３０との間に介在され、駆動源による動力を制御するＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等として構成されている。

電力制御装置２０は、インバータ２１、昇圧コンバータ２２、降圧コンバータ２３、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４、モータジェネレータ（ＭＧ：Ｍｏｔｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）ＥＣＵ２５、放電抵抗２６１、平滑コンデンサ２６２、フィルタコンデンサ２６３、電流センサ２１１，２１２、及び電圧センサ２６５ａ～２６５ｃを備える。

インバータ２１は、ジェネレータ１１を駆動する複数のスイッチング素子２１３ａ～２１３ｆと、モータ１２を駆動する複数のスイッチング素子２１４ａ～２１４ｆとを備える。これらのスイッチング素子２１３ａ～２１３ｆ，２１４ａ～２１４ｆは、それぞれが絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のトランジスタと、これらのトランジスタに逆方向に並列接続されたダイオードとを含む。

個々のトランジスタは、高圧電力ラインと負極側電力ラインとに対してソース側とシンク側とになるよう２個ずつ対をなす。また、対となる２つのトランジスタ同士の接続点の各々には、ジェネレータ１１、またはモータ１２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相コイルの各々が電気的に接続される。

昇圧コンバータ２２は、複数のスイッチング素子２２１ａ，２２１ｂを備え、バッテリ３０からの電力を昇圧する。昇圧コンバータ２２のスイッチング素子２２１ａ，２２１ｂもまた、それぞれがＩＧＢＴ等のトランジスタと、これらのトランジスタに逆方向に並列接続されたダイオードとを含む。

降圧コンバータ２３は、例えばリアクトル等であり、モータ１２等からの電力を降圧する。

降圧コンバータ２３のリアクトルの一端は、正極側電力ラインに電気的に接続される。リアクトルの他端には、スイッチング素子２２１ａ，２２１ｂの一方のトランジスタのエミッタと、他方のトランジスタのコレクタとが電気的に接続される。また、上記一方のトランジスタのコレクタは、上記高圧電力ラインに電気的に接続される。また、上記他方のトランジスタのエミッタは、負極側電力ラインに電気的に接続される。

昇圧コンバータ２２のインバータ２１側には、平滑コンデンサ２６２が介在されている。平滑コンデンサ２６２の正極端子は、高圧電力ラインを介して、昇圧コンバータ２２の一方のトランジスタのコレクタに電気的に接続される。平滑コンデンサ２６２の負極端子は、負極側電力ラインを介して、昇圧コンバータ２２の他方のトランジスタのエミッタに電気的に接続される。

これにより、降圧コンバータ２３により昇圧された電圧は、平滑コンデンサ２６２によって平滑化される。

放電抵抗２６１は、平滑コンデンサ２６２に付随して設けられ、内部電力を消費することで、例えば車両のイグニッション電源がオフされた後に、平滑コンデンサ２６２に帯電している電荷を放電する。

なお、平滑コンデンサ２６２と放電抵抗２６１とを含む構成を放電回路２とも呼ぶことがある。

上記の昇圧コンバータ２２及び降圧コンバータ２３のバッテリ３０側には、フィルタコンデンサ２６３が設けられている。フィルタコンデンサ２６３の正極端子は、正極側電力ラインを介して、降圧コンバータ２３のリアクトルの一端に電気的に接続される。フィルタコンデンサ２６３の負極端子は、負極側電力に電気的に接続される。

これにより、昇圧コンバータ２２のバッテリ３０側の電圧、つまり昇圧コンバータ２２に印加される電圧は、フィルタコンデンサ２６３により平滑化される。

なお、ジェネレータ１１、モータ１２、インバータ２１、昇圧コンバータ２２、降圧コンバータ２３、放電抵抗２６１、平滑コンデンサ２６２、及びフィルタコンデンサ２６３を含む構成を、駆動回路３とも呼ぶことがある。駆動回路３に、電流センサ２１１，２１２、及び電圧センサ２６５ａ～２６５ｃを含めてもよい。

バッテリ３０は、例えばリチウムイオン二次電池、あるいはニッケル水素二次電池等であり、ジェネレータ１１及びモータ１２からの電力供給を受けて蓄電可能であり、また、ジェネレータ１１及びモータ１２への電力供給が可能である。

ジェネレータ１１とインバータ２１との間、及びモータ１２とインバータ２１との間には、それぞれ電流センサ２１１，２１２が設けられている。電流センサ２１１，２１２は、ジェネレータ１１及びモータ１２を流れる電流をそれぞれ検出する。

平滑コンデンサ２６２の端子間には電圧センサ２６５ａが設けられている。電圧センサ２６５ａは、平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨを検出する。この平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨは、昇圧コンバータ２２による昇圧後の電圧に相当する。

フィルタコンデンサ２６３の端子間には電圧センサ２６５ｂが設けられている。電圧センサ２６５ｂは、フィルタコンデンサ２６３の端子間電圧ＶＬを検出する。このフィルタコンデンサ２６３の端子間電圧ＶＬは、昇圧コンバータ２２による昇圧前の電圧に相当する。

バッテリ３０の端子間には電圧センサ２６５ｃが設けられている。電圧センサ２６５ｃは、バッテリ３０の端子間電圧、つまり、バッテリ３０から昇圧コンバータ２２に印加されるバッテリ電圧ＶＢを検出する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、バッテリ３０の出力側に接続され、バッテリ３０からの直流（ＤＣ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧を、補機バッテリ等の低電圧系の各種機器の動作電圧に変換する。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、バッテリ３０からの高電圧を降圧して補機バッテリ等の低電圧系の各種機器に供給する。

ＭＧ－ＥＣＵ２５は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えるコンピュータとして構成されており、インバータ２１、昇圧コンバータ２２、降圧コンバータ２３、及びＤＣ／ＤＣコンバータ２４等の電力制御装置２０の各部を制御する電子制御ユニットである。

より具体的には、ＭＧ－ＥＣＵ２５は、ハイブリッド制御ＥＣＵ５０からの指令信号等を受信して、インバータ２１及び昇圧コンバータ２２に含まれる各トランジスタのオン／オフを制御する。また、ＭＧ－ＥＣＵ２５は、電流センサ２１１，２１２及び電圧センサ２６５ａ～２６５ｃの検出結果を取得して、ハイブリッド制御ＥＣＵ５０へと出力する。また、ＭＧ－ＥＣＵ２５は、トランジスタを含む電力制御装置２０の各部の異常が検出されると、異常信号をハイブリッド制御ＥＣＵ５０へと出力する。

ＤＣ／ＡＣコンバータ４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４とバッテリ３０との間に接続され、バッテリ３０からの直流電力を交流（ＡＣ：Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ））電力へと変換して、例えば車室内に出力する。これにより、交流電力で動作する家電製品等の各種機器を車室内で使用することが可能となる。

車両制御装置としてのハイブリッド制御ＥＣＵ（ＨＥＶ－ＥＣＵ）５０は、例えばバッテリ３０の電力と内燃機関の動力との複数の駆動源を制御する電子制御ユニットであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備えるコンピュータとして構成されている。

すなわち、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０は、例えば内燃機関の効率が悪い車両の発進時、及び低速域等では、専らモータ１２からの動力で車両を走行させたり、急加速の際には内燃機関とモータ１２との双方の駆動力を用いて大きな加速力を得たりといった制御を行う。

また、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０は、車両のイグニッション電源がオフされる等のシステム終了時に、電力制御装置２０のＭＧ－ＥＣＵ２５に指令信号を出力して、平滑コンデンサ２６２に滞留している電荷を急速に放電させる。このとき、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０は、例えばＭＧ－ＥＣＵ２５を介して平滑コンデンサ２６２の放電が正常に行われるか否かをモニタする。

また、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０は、再びイグニッション電源がオンされる等の次回のシステム起動時に、平滑コンデンサ２６２の放電が正常に行われているか否か等に応じて、システムの起動を許可するか否かを決定する。

（ハイブリッド制御ＥＣＵの構成例）
次に、図２を用いて、実施形態のＨＥＶ－ＥＣＵ５０の構成例について説明する。図２は、実施形態にかかるＨＥＶ－ＥＣＵ５０のハードウェア構成の一例を周辺構成とともに示すブロック図である。

図２に示すように、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０は、入出力部５１、放電制御部５２、判定部５３、警告生成部５４、及び記憶部５５を機能部として備える。これらの機能部は、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０のＣＰＵが、例えばＲＯＭに格納された制御プログラム等をＲＡＭに展開して実行すること、及び制御プログラムを実行するＣＰＵの制御下でＲＯＭ及びＲＡＭ等が動作すること等によって実現される。

入出力部５１は、電力制御装置２０が備えるＭＧ－ＥＣＵ２５、及び表示装置６１０を制御する表示制御ＥＣＵ６０等の周辺構成と、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０との間で、各種信号の授受を行うことが可能に構成される。

例えば、入出力部５１は、電力制御装置２０が備える電流センサ２１１，２１２及び電圧センサ２６５ａ～２６５ｃによる電流値または電圧値の検出結果をＭＧ－ＥＣＵ２５から取得する。また、入出力部５１は、電力制御装置２０において何らかの異常が発生したことを示す異常信号をＭＧ－ＥＣＵ２５から取得する。また、入出力部５１は、放電制御部５２及び判定部５３等が生成した指令信号をＭＧ－ＥＣＵ２５へと出力する。

また例えば、入出力部５１は、システム終了時に平滑コンデンサ２６２の放電に異常が発生したことを示す異常信号をＭＧ－ＥＣＵ２５から取得した場合、警告生成部５４が生成した警告を表示制御ＥＣＵ６０へと出力する。

放電制御部５２は、ＭＧ－ＥＣＵ２５に対する指令信号をシステム終了時に生成し、平滑コンデンサ２６２に滞留している電荷を急速に放電させる。すなわち、ＭＧ－ＥＣＵ２５は、入出力部５１を介して放電制御部５２からの指令信号を受信すると、モータ１２のｄ軸に電流を流して電力を消費させて、平滑コンデンサ２６２をディスチャージする。

ここで、モータ１２には、モータ１２が備える永久磁石のＮ極からＳ極へと向かう磁力線と同じ方向のｄ軸（直軸；Ｄｉｒｅｃｔ Ａｘｉｓ）と、ｄ軸に直交する方向のｑ軸（横軸；Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｘｉｓ）とが存在する。

通常時には、モータ１２のｑ軸に電流を流すことでトルクを発生させて、モータ１２を回転させることができる。一方、モータ１２のｄ軸に電流を流した場合、トルクは発生せず、モータ１２が備える電磁石のコイルで、電気エネルギが熱エネルギに変換されることにより電力が消費され、平滑コンデンサ２６２をディスチャージすることができる。

このように、モータ１２のｄ軸に電流を流して平滑コンデンサ２６２を急速にディスチャージすることをアクティブ放電とも呼ぶ。このようなアクティブ放電は、例えば保守作業員等が、システム終了後に感電の恐れなく、平滑コンデンサ２６２等の高電圧部にアクセスすることができるように行われる。

なお、電力制御装置２０は、上述のように、平滑コンデンサ２６２と放電抵抗２６１とを含む放電回路２を備えている。このため、何らかの不具合によってアクティブ放電が正常に行われなかった場合には、システム終了後であっても、放電抵抗２６１によって放電回路２内で電力が消費され続け、平滑コンデンサ２６２を徐々にディスチャージすることが可能である。

このように、放電回路２内での電力消費によって、平滑コンデンサ２６２をディスチャージすることをパッシブ放電とも呼ぶ。ただし、例えば数秒で平滑コンデンサ２６２をディスチャージすることが可能なアクティブ放電に対し、パッシブ放電では、平滑コンデンサ２６２のディスチャージに例えば数分程度を要する。

ここで、ＭＧ－ＥＣＵ２５は、アクティブ放電中、平滑コンデンサ２６２の電圧が所定時間内に所定の閾値以下とならないこと等によって、アクティブ放電に何らかの不具合が生じたことを検出することができる。平滑コンデンサ２６２の電圧は、例えば平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨを検出する電圧センサ２６２ａの検出結果から知ることができる。

また、アクティブ放電に何らかの不具合が生じた場合、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０は、上述のように、入出力部５１を介してＭＧ－ＥＣＵ２５から異常信号を受信する。

放電制御部５２は、アクティブ放電時にディスチャージ異常が生じたことを示す異常信号をＭＧ－ＥＣＵ２５から受信すると、アクティブ放電におけるディスチャージ異常の記録を記憶部５５に記憶させる。なお、このようなディスチャージ異常の判定は、例えばシステム終了後に行われるため、ディスチャージ異常の記録は、より詳細には、不揮発性メモリであるＲＯＭ等に記憶される。

ただし、アクティブ放電の指令信号を受けた際に、車両が一定速度以上で走行中であった場合等、制御上、アクティブ放電が実行されない、あるいは実行できない状況下にあったことが判っている場合には、このような異常判定はなされない。この場合、そもそもＭＧ－ＥＣＵ２５が異常信号を出力しないか、あるいは、ＭＧ－ＥＣＵ２５から異常信号が出力されても、放電制御部５２は記憶部５５に記録せず、ディスチャージ異常は確定しない。

判定部５３は、次回のシステム起動時に記憶部５５を参照して、アクティブ放電におけるディスチャージ異常の記録が記憶されているか否かを確認する。記憶部５５にディスチャージ異常の記録が残っていなければ、判定部５３はシステムの起動を許可する。

一方、判定部５３は、記憶部５５にディスチャージ異常の記録が残っていた場合には、入出力部５１を介してＭＧ－ＥＣＵ２５に指令信号を出力して、電力制御装置２０の電圧センサ２６２ａの検出結果を読み出させる。判定部５３は、電圧センサ２６２ａの検出結果に基づいて、システムの起動を許可するか否かを決定する。

警告生成部５４は、アクティブ放電におけるディスチャージ異常を示す異常信号をＭＧ－ＥＣＵ２５から受信すると、アクティブ放電においてディスチャージ異常が生じたことを示す警告を生成する。なお、電力制御装置２０から上記のディスチャージ異常以外の異常信号を受信した場合に、警告生成部５４が、それらの異常についての警告を生成してもよい。

表示制御ＥＣＵ６０は、例えば車両の車室内等に設けられた表示装置６１０を制御する電子制御ユニットであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備えるコンピュータとして構成されている。表示制御ＥＣＵ６０は、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０からの指令信号に基づいて、表示装置６１０に各種表示を行わせる。

一例として、表示制御ＥＣＵ６０は、警告生成部５４が生成した警告を入出力部５１から受信すると、アクティブ放電におけるディスチャージ異常等の異常が電力制御装置２０に生じたことの警告を表示装置６１０に表示させる。

表示装置６１０は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、または有機ＥＬディプレイ（ＯＥＬＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）等であり、上記警告をはじめとする種々の情報を車両のユーザに提示する。

記憶部５５は、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０のＣＰＵが実行する制御プログラム、及びＨＥＶ－ＥＣＵ５０の動作に必要な各種制御パラメータ等を記憶する。また、アクティブ放電におけるディスチャージ異常を示す異常信号をＭＧ－ＥＣＵ２５から受信すると、記憶部５５は、上述のように、このディスチャージ異常の記録を記憶する。ディスチャージ異常の記録は、例えばＨＥＶ－ＥＣＵ５０にコンソールを繋ぎ込むなどしたうえで、保守作業員等によって消去されるまで、記憶部５５に保持される。

（ハイブリッド制御ＥＣＵの動作例）
次に、図３Ａ～図３Ｃを用いて、実施形態のＨＥＶ－ＥＣＵ５０の詳細な動作例について説明する。

図３Ａは、実施形態にかかるＨＥＶ－ＥＣＵ５０が、アクティブ放電が正常に行われた場合に行う動作の一例を説明する図である。

図３Ａに示すように、イグニッション電源がオフされる等のシステム終了時、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０の放電制御部５２は、入出力部５１を介して、アクティブ放電を行わせる指令信号をＭＧ－ＥＣＵ２５へと出力する。ＭＧ－ＥＣＵ２５は、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０からの指令信号にしたがって、モータ１２のｄ軸に電流を流してアクティブ放電を実施する。

これにより、図中、アクティブ放電による電圧曲線ＶＨａで示すように、平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨが急速に低下し、所定の閾値ＴＨ以下となるのが、例えば電圧センサ２６５ａによって検出される。

その後、イグニッション電源がオンされる等の次回のシステム起動時に、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０の判定部５３は、アクティブ放電におけるディスチャージ異常の記録が記憶部５５に記憶されているか否かを確認する。図３Ａの例では、前回のシステム終了時、アクティブ放電が正常に行われたため、ディスチャージ異常の記録は記憶されていない。

この場合、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０はシステムの起動を許可する。これにより、バッテリ３０から出力され、昇圧コンバータ２２により昇圧された電力が、平滑コンデンサ２６２に供給されて、ジェネレータ１１及びモータ１２の駆動が開始される。よって、図中、昇圧コンバータ２２の昇圧による電圧曲線ＶＨｃで示すように、平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨが急速に上昇するのが、電圧センサ２６５ａ等によって検出される。

図３Ｂは、実施形態にかかるＨＥＶ－ＥＣＵ５０が、アクティブ放電においてディスチャージ異常が発生した場合に行う動作の一例を説明する図である。

図３Ｂに示すように、システム終了時、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０の放電制御部５２は、アクティブ放電を行わせる指令信号をＭＧ－ＥＣＵ２５へと出力し、ＭＧ－ＥＣＵ２５は、モータ１２のｄ軸に電流を流してアクティブ放電を実施する。

このとき、電力制御装置２０に何らかの不具合が生じ、アクティブ放電が正常に行われなかったものとする。この場合、図中、アクティブ放電による電圧曲線ＶＨａ’で示すように、平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨの急速な低下は検出されない。

ＭＧ－ＥＣＵ２５は、電圧センサ２６５ａの上記検出結果に基づいて、アクティブ放電においてディスチャージ異常が発生したものと判定し、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０に異常信号を出力する。

ＭＧ－ＥＣＵ２５から異常信号を受信すると、放電制御部５２は、アクティブ放電においてディスチャージ異常が発生したことの記録を記憶部５５に記憶させる。また、警告生成部５４は、ディスチャージ異常が発生したことの警告を生成し、入出力部５１を介して表示制御ＥＣＵ６０へと出力する。表示制御ＥＣＵ６０は、受信した警告を表示装置６１０に表示させる。

ここで、図３Ｂの例では、システム終了後、放電回路２によりパッシブ放電が正常に行われたものとする。つまり、放電回路２の放電抵抗２６１によって電力が消費され、平滑コンデンサ２６２がディスチャージされたものとする。これにより、図中、パッシブ放電による電圧曲線ＶＨｐで示すように、平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨが徐々に低下し、所定の閾値ＴＨ以下となる。

その後、次回のシステム起動時に、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０の判定部５３が記憶部５５を参照すると、図３Ｂの例では、アクティブ放電におけるディスチャージ異常の記録が記憶されている。

そこで、判定部５３は、入出力部５１を介して、電圧センサ２６５ａの検出結果を読み出させる指令信号をＭＧ－ＥＣＵ２５へと出力する。ＭＧ－ＥＣＵ２５は、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０からの指令信号にしたがって、電圧センサ２６５ａの検出結果を取得してＨＥＶ－ＥＣＵ５０へと出力する。

判定部５３は、電圧センサ２６５ａの検出結果に基づいて、平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨが閾値ＴＨ以下となっているか否かを判定する。図３Ｂの例では、システム終了後にパッシブ放電が正常に行われたため、平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨが閾値ＴＨ以下となっていることが検出される。

この場合、判定部５３はシステムの起動を許可する。これにより、平滑コンデンサ２６２が蓄電されて、図中、昇圧コンバータ２２の昇圧による電圧曲線ＶＨｃで示すように、平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨが急速に上昇するのが、電圧センサ２６５ａ等によって検出される。

図３Ｃは、実施形態にかかるＨＥＶ－ＥＣＵ５０が、アクティブ放電においてディスチャージ異常が発生した場合に行う動作の他の例を説明する図である。

図３Ａに示すように、システム終了時、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０の放電制御部５２は、アクティブ放電を行わせる指令信号をＭＧ－ＥＣＵ２５へと出力し、ＭＧ－ＥＣＵ２５は、モータ１２のｄ軸に電流を流してアクティブ放電を実施する。

このとき、図３Ｃの例でも、電力制御装置２０に何らかの不具合が生じ、図中、アクティブ放電による電圧曲線ＶＨａ’で示すように、平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨが閾値ＴＨ以下とならなかったものとする。

ＭＧ－ＥＣＵ２５は、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０に異常信号を出力し、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０の放電制御部５２は、ディスチャージ異常の記録を記憶部５５に記憶させる。警告生成部５４は、ディスチャージ異常の警告を生成し、その警告が表示装置６１０に表示される。

図３Ｃの例では、システム終了後、放電回路２によるパッシブ放電も正常に行われず、図中、パッシブ放電による電圧曲線ＶＨｐ’で示すように、平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨが高いまま維持されているものとする。

その後、次回のシステム起動時に、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０の判定部５３が記憶部５５を参照すると、図３Ｃの例においても、アクティブ放電におけるディスチャージ異常の記録が記憶されている。判定部５３は、電圧センサ２６５ａの検出結果をＭＧ－ＥＣＵ２５に出力させる。

また、判定部５３は、電圧センサ２６５ａの検出結果に基づいて、平滑コンデンサ２６２の端子間電圧ＶＨが閾値ＴＨを超えていると判定する。この場合、判定部５３はシステムの起動を許可しない。

ここで、アクティブ放電の異常には、一時的に生じる不具合が要因となる場合がある。一時的な不具合としては、アクティブ放電の指令信号をＨＥＶ－ＥＣＵ５０からＭＧ－ＥＣＵ２５へと出力する出力回線に、例えばコネクタ等の接触不良によって、一時的な断線が生じた場合が想定される。あるいは、電力制御装置２０がリセット中であるなどして、一時的にアクティブ放電の指令信号を受信できない状態に遷移していた場合が想定される。またあるいは、車両が傾斜路上にあるなどして、車輪の回転等によってモータ１２が外部から回転されていたため、電力制御装置２０が、アクティブ放電の指令信号を受け付けなかった場合が想定される。

次回のシステム起動時において、ディスチャージ異常の記録が記憶されている場合でも、平滑コンデンサ２６２の電圧が閾値ＴＨ以下となっていた場合には、判定部５３は、上記のように、システムの起動を許可する。これにより、アクティブ放電が一時的な不具合により生じたような場合にまで、システムの起動が禁止されてしまうことが抑制される。

ただし、例えば電力制御装置２０が継続的に故障した状態にあるなどして、次回のシステム起動時にも、平滑コンデンサ２６２の電圧が閾値ＴＨより大きいまま維持されている場合には、上記のように、判定部５３はシステムの起動を許可しない。これにより、車両のユーザ及び保守作業員等の安全が確保される。

一方で、電力制御装置２０のアクティブ放電に関わる機構等に、一次的ではない何らかの故障が実際に生じている場合であっても、パッシブ放電が正常に行われることで、システムの起動が許可されうる。しかし、この場合であっても、例えばシステム起動時に繰り返し警告が表示されるため、車両のユーザ等が電力制御装置２０の故障に気づくことが可能である。

（ハイブリッド制御ＥＣＵの処理例）
次に、図４を用いて、実施形態のＨＥＶ－ＥＣＵ５０の処理例について説明する。図４は、実施形態にかかるＨＥＶ－ＥＣＵ５０による処理の手順の一例を示すフロー図である。

図４に示すように、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０の判定部５３は、イグニッション電源がオンされる等のシステムの起動操作が行われるのを待ち受ける（ステップＳ１０１）。判定部５３は、システムの起動操作が行われるまで待機する（ステップＳ１０１：Ｎｏ）。

システムの起動操作が行われると（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、判定部５３は、記憶部５５を参照して、アクティブ放電におけるディスチャージ異常の記録が記憶されているか否かを確認する（ステップＳ１０２）。

ディスチャージ異常の記録が残っていた場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、判定部５３は、ＭＧ－ＥＣＵ２５に電圧センサ２６５ａの検出結果の読み出し指示を行う（ステップＳ１０３）。

ＭＧ－ＥＣＵ２５から電圧センサ２６５ａの検出結果が出力されると、判定部５３は、電圧センサ２６５ａの検出結果に基づいて、平滑コンデンサ２６２の電圧が閾値ＴＨ以下となっているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

平滑コンデンサ２６２の電圧が閾値ＴＨより大きかった場合には（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、判定部５３は、システムの起動を許可することなく（ステップＳ１１１）処理を終了する。

平滑コンデンサ２６２の電圧が閾値ＴＨ以下であった場合には（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、判定部５３は、システムの起動を許可する（ステップＳ１０５）。

また、記憶部５５を参照してディスチャージ異常の記録が残っていなかった場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、判定部５３は、ステップＳ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１１１等の処理を行うことなく、システムの起動を許可する（ステップＳ１０５）。

システムが起動されると、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０の放電制御部５２は、イグニッション電源がオフされる等のシステムの終了操作が行われるのを待ち受ける（ステップＳ１０６）。放電制御部５２は、システムの終了操作が行われるまで待機する（ステップＳ１０６：Ｎｏ）。

システムの終了操作が行われると（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、放電制御部５２は、ＭＧ－ＥＣＵ２５にアクティブ放電の実施を指示する（ステップＳ１０７）。また、放電制御部５２は、アクティブ放電が正常に終了したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。

ＭＧ－ＥＣＵ２５から異常信号が出力され、アクティブ放電が正常に行われなかった場合には（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、放電制御部５２は、アクティブ放電におけるディスチャージ異常の記録を記憶部５５に記憶させる（ステップＳ１１０）。また、ＨＥＶ－ＥＣＵ５０の警告生成部５４は、アクティブ放電におけるディスチャージ異常の警告を生成し、入出力部５１を介して表示制御ＥＣＵ６０へと出力する（ステップＳ１１０）。出力された警告は、表示制御ＥＣＵ６０の制御にしたがって表示装置６１０に表示される。

ＭＧ－ＥＣＵ２５から異常信号が出力されることなく、アクティブ放電が正常に終了した場合には（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０９，Ｓ１１０の処理はスキップされる。

以上により、実施形態のＨＥＶ－ＥＣＵ５０による処理が終了する。

（概括）
ハイブリッド自動車等の少なくとも駆動源の一部として電力を使用する車両においては、システム終了時に平滑コンデンサ等に滞留している電荷を放電するアクティブ放電が行われる。これにより、車両のユーザ及び保守作業員等が、高電圧部にアクセスして感電することを未然に防ぐことができる。

アクティブ放電において、平滑コンデンサの電圧が正常に低下しないなどのディスチャージ異常が発生した場合には、ディスチャージ異常の記録が記憶部等に記憶される。また、次回のシステム起動時には、フェイルセーフ機能により、システムの起動が禁止される。ディスチャージ異常の記録は、保守作業員等が消去するまで記憶部に保持される。

ここで、ディスチャージ異常が検出されたにも関わらず、駆動回路等に故障が認められない場合がある。このようなディスチャージ異常は、コネクタの一時的な接触不良、電力制御装置２０側の一時的な応答不能等、一時的な不具合によるものであることが想定される。しかしながら、一時的な不具合によってディスチャージ異常が発生した場合にまで、フェイルセーフ機能を発動させてしまうと、例えばディスチャージ異常の記録を保守作業員等が消去するまでシステムを起動させることができず、路上故障に至る可能性もある。

実施形態のＨＥＶ－ＥＣＵ５０によれば、次回のシステム起動時において、平滑コンデンサ２６２の電圧が閾値以下である場合には、アクティブ放電におけるディスチャージ異常の記録が記憶されている場合でもシステムの起動を許可する。これにより、一時的な不具合によってシステムの起動に制限がかかってしまうのを抑制することができる。よって、車両が路上故障に至るのを抑制することができる。

実施形態のＨＥＶ－ＥＣＵ５０によれば、次回のシステム起動時において、アクティブ放電におけるディスチャージ異常の記録が記憶されており、かつ、平滑コンデンサ２６２の電圧が閾値よりも大きい場合には、システムの起動を許可しない。これにより、車両のユーザ及び保守作業員等の安全を確保することができる。

実施形態のＨＥＶ－ＥＣＵ５０によれば、アクティブ放電において、放電制御部５２がディスチャージ異常を検出した場合には、車両に設けられた表示装置６１０に表示する警告を生成する。これにより、電力制御装置２０等に何らかの故障が実際に生じている可能性があることを車両のユーザ等に知らせることができる。

なお、上述の実施形態では、電力制御装置２０が備える複数の電圧センサ２６５ａ～２６５ｃのうち、平滑コンデンサ２６２の電圧を検出する電圧センサ２６５ａの検出結果に基づいて、システム起動の可否を判定することとした。しかし、複数の電圧センサ２６５ａ～２６５ｃの全てにそれぞれ所定の閾値を設け、少なくとも一部の電圧センサの検出結果が閾値以下であった場合、あるいは、これらの電圧センサの全ての検出結果が閾値以下であった場合に、システムの起動を許可することとしてもよい。

また、上述の実施形態では、ハイブリッド自動車である車両を制御するＨＥＶ－ＥＣＵ５０が、ディスチャージ異常の記録の有無、及び平滑コンデンサ２６２の実際の電圧に基づいて、システム起動の可否を判定することとした。しかし、実施形態の上記構成は、電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等のように、専ら電力を駆動源とする車両を制御する車両制御装置に適用することも可能である。

（付記）
以下、本発明の好ましい態様について付記する。

（付記１）
本発明の一態様によれば、
少なくとも駆動源の一部として電力を使用する車両を制御する車両制御装置であって、
モータ及びコンデンサを有する駆動回路において、システム終了時に前記モータのｄ軸に電流を流して前記コンデンサをディスチャージするアクティブ放電を行わせる放電制御部と、
次回のシステム起動時に、システムの起動を許可するか否かを判定する判定部と、を備え、
前記放電制御部は、
前記アクティブ放電においてディスチャージ異常を検出した場合には、前記ディスチャージ異常の記録を記憶部に記憶させ、
前記判定部は、
次回のシステム起動時において、前記コンデンサの電圧が閾値以下である場合には、前記ディスチャージ異常の記録が記憶されている場合でもシステムの起動を許可する、
車両制御装置が提供される。

（付記２）
上記の付記１に記載の車両制御装置において、
前記判定部は、
次回のシステム起動時において、前記ディスチャージ異常の記録が記憶されており、かつ、前記コンデンサの電圧が前記閾値よりも大きい場合には、前記システムの起動を許可しない。

（付記３）
上記の付記１または付記２に記載の車両制御装置において、
前記アクティブ放電において、前記放電制御部がディスチャージ異常を検出した場合には、前記車両に設けられた表示装置に表示する警告を生成する警告生成部を更に備える。

（付記４）
上記の付記１乃至付記３のいずれかに記載の車両制御装置において、
前記駆動回路は、
システム終了後であっても、内部回路での電力消費によって前記コンデンサをディスチャージするパッシブ放電を行う放電回路を更に有する。

（付記５）
上記の付記１乃至付記４のいずれかに記載の車両制御装置において、
前記駆動回路は、
前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサを少なくとも有し、
前記判定部は、
次回のシステム起動時に、前記ディスチャージ異常の記録が記憶されている場合には、前記電圧センサの検出結果に基づいて前記システムの起動を許可するか否かを決定する。

（付記６）
上記の付記１乃至付記４のいずれかに記載の車両制御装置において、
前記駆動回路は、
前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサを含む複数の電圧センサを更に有し、
前記判定部は、
次回のシステム起動時に、前記ディスチャージ異常の記録が記憶されている場合、前記複数の電圧センサの全ての検出結果が前記閾値以下であれば、前記ディスチャージ異常の記録が記憶されている場合でもシステムの起動を許可する。

１ 駆動システム
２ 放電回路
３ 駆動回路
１１ ジェネレータ
１２ モータ
２０ 電力制御装置
２５ ＭＧ－ＥＣＵ
３０ バッテリ
５０ ハイブリッド制御ＥＣＵ（ＨＥＶ－ＥＣＵ）
５１ 入出力部
５２ 放電制御部
５３ 判定部
５４ 警告生成部
５５ 記憶部
６０ 表示制御ＥＣＵ
２６１ 放電抵抗
２６２ 平滑コンデンサ
２６５ａ～２６５ｃ 電圧センサ
６１０ 表示装置

Claims (1)

1. 少なくとも駆動源の一部として電力を使用する車両を制御する車両制御装置であって、
   モータ及びコンデンサを有する駆動回路において、システム終了時に前記モータのｄ軸に電流を流して前記コンデンサをディスチャージするアクティブ放電を行わせる放電制御部と、
   次回のシステム起動時に、システムの起動を許可するか否かを判定する判定部と、
   前記コンデンサと放電抵抗からなる内部回路での電力消費によって前記コンデンサをディスチャージするパッシブ放電を行う放電回路と、を備え、
   前記放電制御部は、
   前記アクティブ放電においてディスチャージ異常を検出した場合には、前記ディスチャージ異常の記録を記憶部に記憶させ、
   前記判定部は、
   次回のシステム起動時に、前記ディスチャージ異常の記録が記憶されていなかった場合にはシステムの起動を許可し、
   次回のシステム起動時に、前記ディスチャージ異常の記録が記憶されていた場合には、前記コンデンサの電圧が閾値以下であるか否かを判定し、
   前記判定の結果、前記コンデンサの電圧が閾値以下であった場合には前記システムの起動を許可し、
   前記判定の結果、前記コンデンサの電圧が閾値を超えていた場合には前記システムの起動を許可しない、
   車両制御装置。

Images