JP2017050938A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転開始操作から車両が走行可能状態となるまでの待ち時間を短縮できる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両の運転開始操作に際し、正側接点を開き負側接点を閉じた状態で充電用接点を閉じることによりインバータのコンデンサを電流制限用抵抗器を介して充電し、この充電によりコンデンサの電圧Ｖｃがバッテリ電源の電圧Ｖｂより所定値ΔＶｂ低い値に達した場合に前記バッテリ電源の電圧Ｖｂを前記所定値ΔＶｂだけ低減し、この電圧低減後に前記正側接点を閉じることによりて前記バッテリ電源から前記インバータへの直接的な電圧供給を開始し且つ前記充電用接点を開くとともに前記電圧低減を解除して走行可能状態とする。【選択図】図１

Description

この発明は、バッテリ電源により駆動されるモータを動力源として備えた車両の車両制御装置に関する。

バッテリ電源により駆動されるモータを動力源として備えた車両いわゆる電動車両は、運転開始操作に応じてバッテリ電圧が供給されるインバータを備え、そのインバータの出力によりモータを駆動する。インバータは、平滑用のコンデンサを含み、このコンデンサの電圧をスイッチングにより交流電圧に変換しモータへの駆動電力として出力する。

運転開始操作が行われると、バッテリ電圧が電流制限用抵抗器を介してインバータに供給され、上記コンデンサの充電が始まる。このコンデンサの電圧がバッテリ電圧に近い値まで上昇し（充電完了）、コンデンサに大電流が流れ込む心配がなくなったところで、主回路接点がオンする。この主回路接点のオンにより、バッテリ電圧がインバータに直接的に供給されて走行可能状態となる。これに伴い、運転席近傍のレディランプが点灯する。

特開２００８−１９９７８６号公報 特許第３５６０８７６号公報 特開２００４−１２０８６６号公報

運転開始操作がなされてから、バッテリ電圧がインバータに直接的に供給されて車両が走行可能状態となるまでの待ち時間は、運転者に苛立ちやストレスを与えることがある。

この発明の目的は、運転開始操作から走行可能状態となるまでの待ち時間を短縮できる車両制御装置を提供することである。

請求項１に係る発明の車両制御装置は、バッテリ電源により駆動されるモータを動力源として備えた車両の車両制御装置であって、前記バッテリ電源の電圧を平滑するコンデンサを含み、このコンデンサの電圧をスイッチングにより交流電圧に変換し前記モータへの駆動電力として出力するインバータと、前記バッテリ電源と前記インバータとの間の正側通電路を開閉する正側接点と、前記バッテリ電源と前記インバータとの間の負側通電路を開閉する負側接点と、前記正側接点に充電用接点を介して並列接続された電流制限用抵抗器と、制御手段とを備える。制御手段は、前記車両の運転開始操作に際し、前記正側接点を開き前記負側接点を閉じた状態で前記充電用接点を閉じることにより前記コンデンサを前記電流制限用抵抗器を介して充電し、この充電により前記コンデンサの電圧Ｖｃが前記バッテリ電源の電圧Ｖｂより所定値ΔＶｂ低い値に達した場合に前記バッテリ電源の電圧Ｖｂを前記所定値ΔＶｂだけ低減し、この電圧低減後に前記正側接点を閉じることにより前記バッテリ電源から前記インバータへの直接的な電圧供給を開始し且つ前記充電用接点を開くとともに前記電圧低減を解除して前記車両を走行可能状態とする。

請求項２に係る発明の車両制御装置は、請求項１に係る発明のバッテリ電源および制御手段について限定している。バッテリ電源は、複数の単電池を直列接続してなる組電池を複数備え、かつこれら組電池を直列接続してなり、直流電圧Ｖｂを出力するとともに、その出力電圧Ｖｂを必要に応じて低減するための電圧調整手段を含む。制御手段は、前記車両の運転開始操作に際し、前記正側接点を開き前記負側接点を閉じた状態で前記充電用接点を閉じることにより前記コンデンサを前記電流制限用抵抗器を介して充電する。制御手段は、この充電により前記コンデンサの電圧Ｖｃが前記バッテリ電源の電圧Ｖｂより前記所定値ΔＶｂ低い値に達した場合に、前記バッテリ電源の電圧Ｖｂを前記電圧調整手段により前記所定値ΔＶｂだけ低減する。制御手段は、この電圧低減後の前記バッテリ電源の電圧Ｖｂと前記コンデンサの電圧Ｖｃとの差ΔＶが前記設定値ΔＶｘ未満であることを条件に、前記正側接点を閉じることにより前記バッテリ電源から前記インバータへの直接的な電圧供給を開始し且つ前記充電用接点を開くとともに前記電圧低減を解除して前記車両を走行可能状態とする。

請求項３に係る発明の車両制御装置は、請求項２に係る発明の電圧調整手段について限定している。電圧調整手段は、前記複数の単電池にそれぞれ並列接続されその各単電池の電圧を調整するための複数の電圧バランス回路であり、放電用の抵抗器および放電路形成用の接点を含み、前記複数の単電池に対して前記抵抗器を介した放電路を形成することにより前記各単電池の電圧をそれぞれ低減させる。

請求項４に係る発明の車両制御装置は、請求項３に係る発明の制御手段について限定している。制御手段は、前記複数の電圧バランス回路のうち所定のバランス回路がオンした場合に低減し得る前記バッテリ電源の電圧Ｖｂの値を、前記バッテリ電源の状態に応じて前記所定値ΔＶｂとして検出する。

請求項５に係る発明の車両制御装置は、請求項２に係る発明の制御手段について限定している。制御手段は、前記車両の運転開始操作があった場合、前記正側接点、前記負側接点、前記充電用接点を共に開き、この状態で前記充電用接点を閉じたときの前記コンデンサの電圧変化から前記負側接点の溶着の有無を診断する。制御手段は、この診断結果が異常なしの場合に前記充電用接点を開いて前記負側接点を閉じ、そのときの前記コンデンサの電圧変化から前記充電用接点の溶着の有無を診断する。制御手段は、この診断結果が異常なしの場合に、前記正側接点が開で前記負側接点が閉の状態のまま前記充電用接点を閉じて前記コンデンサを充電する。制御手段は、この充電により前記コンデンサの電圧Ｖｃが前記バッテリ電源の電圧Ｖｂより前記所定値ΔＶｂ低い値に達した場合に前記バッテリ電源の電圧Ｖｂを前記電圧調整手段により前記所定値ΔＶｂだけ低減する。制御手段は、この電圧低減後の前記バッテリ電源の電圧Ｖｂと前記コンデンサの電圧Ｖｃとの差ΔＶが前記設定値ΔＶｘ未満であることを条件に、前記正側接点を閉じることにより前記バッテリ電源から前記インバータへの直接的な電圧供給を開始し且つ前記充電用接点を開くとともに前記電圧低減を解除して前記車両を走行可能状態とする。また、制御手段は、前記車両の運転停止操作があった場合、前記正側接点を開いて前記バッテリ電源から前記インバータへの電圧供給を終了し、かつその正側接点を開いた時点の前記コンデンサの電圧変化から前記正側接点の溶着の有無を診断し、この診断後に前記負側接点を開く。

この発明の車両制御装置によれば、運転開始操作から走行可能状態となるまでの待ち時間を短縮できる。

この発明の一実施形態の構成を示すブロック図。 同実施形態の制御を示すフローチャート。 同実施形態におけるコンデンサ電圧の変化を各接点の開閉と共に示すタイムチャート。

以下、この発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、バッテリパック１は、バッテリ電源１０、正側接点（正側主回路接点ともいう）１１ａ、負側接点（負側主回路接点ともいう）１２ａ、充電用接点１３ａ、電流制限用抵抗器１４、およびバッテリコントローラ（バッテリＥＣＵともいう）１５を含む。

バッテリ電源１０は、複数の組電池（バッテリモジュールともいう）２を直列接続してなり、定格値が例えば300Ｖの直流電圧（バッテリ電圧という）Ｖｂを出力する。各組電池２は、複数の蓄電池いわゆる単電池（セルともいう）３ａ，３ｂ，…３ｎを直列接続し、かつこれら単電池３ａ，３ｂ，…３ｎにそれぞれ電圧バランス回路（電圧調整手段）４を並列接続してなり、電圧監視用のセルモニタ７を含む。また、バッテリ電源１０は、温度検出部８を含む。温度検出部８は、バッテリ電源１０の温度（バッテリ温度という）Ｔｂを検出する。

各組電池２の単電池３ａ，３ｂ，…３ｎは、それぞれ内部抵抗ｒを有する。各電圧バランス回路４は、各組電池２における単電池３ａ，３ｂ，…３ｎの個々の電圧（セル電圧という）Ｖcellを調整するためのもので、放電用の抵抗器５および放電路形成用（バイパス回路形成用）の接点６ａを含む。接点６ａは、例えばリレー等の開閉器６の常開接点であり、開閉器６における励磁コイル６ｃの付勢により閉成（オン）し、その励磁コイル６ｃの消勢により開放（オフ）する。励磁コイル６ｃは、セルモニタ７から駆動電圧が供給されることにより付勢され、その駆動電圧が遮断されることにより消勢される。励磁コイル６ｃが付勢されて接点６ａが閉じている間、単電池に対し抵抗器５を介した放電路が形成され、セル電圧Ｖcellが徐々に低減していく。

なお、各電圧バランス回路４のうち、いくつかの電圧バランス回路４が、バッテリ電圧Ｖｂを所定値ΔＶｂだけ低減させるための電圧低減用として予め選定される。所定値ΔＶｂは、コンデンサ２１に対する充電目標値Ｖｂｓを定めるためのもので、バッテリ電圧Ｖｂの定格値やインバータ２０の容量などに応じて定められる。

セルモニタ７は、単電池３ａ，３ｂ，…３ｎのセル電圧Ｖcellをそれぞれ検出し、かつ検出した各セル電圧Ｖcellの最低値と最高値を検出し、これら検出結果をバッテリコントローラ１５に通知する。また、セルモニタ７は、バッテリコントローラ１５からの指令に応じて各電圧バランス回路４における励磁コイル６ｃの付勢と消勢を操作する。温度検出部８は、検出したバッテリ温度Ｔｂをバッテリコントローラ１５に通知する。

正側接点（正側主回路接点ともいう）１１ａは、例えば電磁開閉器・電磁接触器・リレー等の開閉器１１の常開接点であり、開閉器１１における励磁コイル１１ｃの付勢により閉成（オン）し、その励磁コイル１１ｃの消勢により開放（オフ）する。負側接点（負側主回路接点ともいう）１２ａも、同じく電磁開閉器・電磁接触器・リレー等の開閉器１２の常開接点であり、開閉器１２における励磁コイル１２ｃの付勢により閉成（オン）し、その励磁コイル１２ｃの消勢により開放（オフ）する。充電用接点（プリチャージ接点ともいう）１３ａも、同じく電磁開閉器・電磁接触器・リレー等の開閉器１３の常開接点であり、開閉器１３における励磁コイル１３ｃの付勢により閉成（オン）し、その励磁コイル１３ｃの消勢により開放（オフ）する。

励磁コイル１１ｃ，１２ｃ，１３ｃは、メインコントローラ４０に信号線接続され、メインコントローラ４０から駆動電圧が供給されることにより付勢され、その駆動電圧が遮断されることにより消勢される。

バッテリコントローラ１５は、各組電池２のセルモニタ７から通知される各セル電圧Ｖcellに基づく演算によりバッテリ電源１０の電圧（バッテリ電圧）Ｖｂを検出し、その検出電圧Ｖｂを温度検出部８の検出温度（バッテリ温度）Ｔｂと共にメインコントローラ４０に知らせる。

また、バッテリコントローラ１５は、バッテリ電源１０における全ての単電池のセル電圧Ｖcellを各組電池２のセルモニタ７を通じて監視し、各セル電圧Ｖcellの相互間に所定の差が生じた場合に、各セル電圧Ｖcellのうちの最低値に他のセル電圧Ｖcellを一致させるための電圧調整処理を各組電池２のセルモニタ７に指示する。この指示を受けたセルモニタ７は、当該組電池２内の各セル電圧Ｖcellのうち、セル電圧Ｖcellが上記最低値ではない単電池を選定し、選定した単電池のセル電圧Ｖcellが上記最低値に一致するまで同単電池に対応する電圧バランス回路４をオン（接点６ａを閉成）する。例えば、単電池３ａのセル電圧Ｖcellが上記最低値でない場合、バッテリコントローラ１５は、単電池３ａに対応する電圧バランス回路４をオンする。このオンにより、単電池３ａの電荷が接点６ａおよび抵抗器５を通して放電し、単電池３ａのセル電圧Ｖcellが低下方向に変化していく。単電池３ａのセル電圧Ｖcellが上記最低値に一致すると、セルモニタ７は、単電池３ａに対応する電圧バランス回路４をオフする。こうして、バッテリ電源１０における全ての単電池のセル電圧Ｖcellが上記最低値に調整される。

バッテリ電源１０の正側端子（＋）に正側通電路Ｐを介してインバータ２０の正側入力端が接続され、バッテリ電源１０の負側端子（−）に負側通電路Ｎを介してインバータ２０の負側入力端が接続される。そして、正側通電路Ｐに正側接点１１ａが挿入接続され、負側通電路Ｎに負側接点１２ａが挿入接続される。さらに、正側接点１１ａに対し、充電用接点１３ａを介して電流制限用抵抗器１４が並列接続される。

インバータ２０は、コンデンサ２１、スイッチング回路２２、および電圧検出部２３を含む。コンデンサ２１は、バッテリ電源１０から供給されるバッテリ電圧Ｖｂを平滑する。スイッチング回路２２は、複数のスイッチング素子たとえばＩＧＢＴを含み、これらＩＧＢＴのスイッチングにより、コンデンサ２１の電圧Ｖｃをメインコントローラ４０からの指令に応じた周波数およびレベルの交流電圧に変換し、その交流電圧を電動車両の動力源であるモータ３０への駆動電力として出力する。電圧検出部２３は、コンデンサ２１の電圧Ｖｃを検出する。この電圧検出部２３の検出結果がメインコントローラ４０に通知される。モータ３０は、例えばＡＣシンクロナスモータである。

メインコントローラ４０に、パワースイッチ４１、ブレーキスイッチ４２、レディランプ４３、異常表示ランプ４４が接続される。パワースイッチ４１は、電動車両の運転を開始する場合および終了する場合に操作される。ブレーキスイッチ４２は、電動車両のブレーキ操作があった場合にオンし、そのブレーキ操作が解除された場合にオフする。レディランプ４３は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、運転席近傍のインストゥルメントパネルなどに配置され、走行可能状態（走行準備完了）を発光により報知する。異常表示ランプ４４は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、運転席近傍のインストゥルメントパネルなどに配置され、正側接点１１ａ、負側接点１２ａ、充電用接点１３ａの溶着等の異常を発光により報知する。

メインコントローラ４０は、車両統合ＥＣＵとも称し、電動車両の走行に関わる種々の制御を実行するもので、主要な機能として次の（１）〜（８）の手段を有する。

（１）パワースイッチ４１およびブレーキスイッチ４２の同時オンによる運転開始操作があった場合、正側接点１１ａ、負側接点１２ａ、充電用接点１３ａを共に開き、この状態（初期状態）から充電用接点１３ａを閉じたときのコンデンサ２１の電圧Ｖｃの変化に基づいて負側接点１２ａの溶着の有無を診断する第１制御手段。

（２）上記第１制御手段の診断結果が異常なしの場合に、充電用接点１３ａを開いて負側接点１２ａを閉じ、そのときのコンデンサ２１の電圧Ｖｃの変化に基づいて充電用接点１３ａの溶着の有無を診断する第２制御手段。

（３）上記第２制御手段の診断結果が異常なしの場合に、正側接点１１ａが開いて負側接点１２ａが閉の状態のまま、充電用接点１３ａを閉じてコンデンサ２１を充電する第３制御手段。

（４）上記第３制御手段による充電開始に伴い、上記電圧低減用の電圧バランス回路４がオンした場合に低減し得るバッテリ電圧Ｖｂの値（低減値）を、バッテリ電源１０の状態（バッテリ電圧Ｖｂおよびバッテリ温度Ｔｂなど）に応じて、実際の所定値Ｖｂとして検出（予測）する第４制御手段。

（５）上記第３制御手段による充電開始に伴い、バッテリ電圧Ｖｂより上記検出した所定値ΔＶｂだけ低い値（＝Ｖｂ−ΔＶｂ）を充電目標値Ｖｂｓとして定め、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが上昇してそのコンデンサ電圧Ｖｃが充電目標値Ｖｂｓに達したところで、電圧低減用の電圧バランス回路４をバッテリコントローラ１５を介してオンしこれによりバッテリ電圧Ｖｂを上記所定値ΔＶｂだけ低減する第５制御手段。

（６）上記第５制御手段による電圧低減後のバッテリ電圧Ｖｂとコンデンサ２１の電圧Ｖｃとの差ΔＶ（＝Ｖｂ−Ｖｃ）が設定値ΔＶｘ未満であることを条件に、正側接点１１ａを閉じることによりバッテリ電源１０からインバータ２０への直接的なバッテリ電圧供給を開始し、かつ充電用接点１３ａを開くとともに、電圧低減用の電圧バランス回路４をオフして上記電圧低減を解除し、これにより車両を走行可能状態とする第６制御手段。

（７）上記第６制御手段による電圧低減解除に伴い、車両が走行可能状態である旨をレディランプ４３の発光により報知する第７制御手段。

（８）パワースイッチ４１のオンによる運転停止操作があった場合、正側接点１１ａを開いてコンデンサ２１へのバッテリ電圧供給を終了し、かつその正側接点１１ａを開いた時点のコンデンサ２１の電圧Ｖｃの変化に基づいて正側接点１１ａの溶着の有無を診断し、この診断後に負側接点１２ａを開く第８制御手段。

なお、上記（４）の第４制御手段は、具体的には、上記電圧低減用の電圧バランス回路４がオンした場合に低減し得るバッテリ電圧Ｖｂの値（低減値）を、現状のバッテリ電圧（バッテリ残量）Ｖｂおよび現状のバッテリ温度Ｔｂに基づく演算により、あるいは予め記憶している電圧低減データテーブルを現状のバッテリ電圧（バッテリ残量）Ｖｂおよび現状のバッテリ温度Ｔｂに基づいて参照することにより、実際の所定値Ｖｂとして検出（予測）する。電圧低減用の電圧バランス回路４はもともとバッテリ電圧Ｖｂを所定値ΔＶｂだけ低減させるべく選定されたものであるが、実際に低減するバッテリ電圧Ｖｂの値はバッテリ電源１０の状態の影響を受ける。この点を考慮し、実際の所定値Ｖｂを第４制御手段により検出している。

電圧低減データテーブルは、電圧低減用の電圧バランス回路４がオンした場合に低減するバッテリ電圧Ｖｂの値をバッテリ電圧Ｖｂおよびバッテリ温度Ｔｂを変化させながら逐次に確かめる試験を実施し、求めた低減値をパラメータであるバッテリ電圧Ｖｂおよびバッテリ温度Ｔｂに対応付けたもので、メインコントローラ４０の内部メモリに記憶される。

つぎに、上記メインコントローラ４０およびバッテリコントローラ１５が実行する制御を図２のフローチャートおよび図３のタイムチャートを参照しながら説明する。

パワースイッチ４１およびブレーキスイッチ４２の同時オンによる運転開始操作があった場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、メインコントローラ４０は、負側接点１２ａおよび充電用接点１３ａの溶着診断処理を実行する（ステップＳ２）。

この溶着診断処理において、メインコントローラ４０は、正側接点１１ａ、負側接点１２ａ、充電用接点１３ａを共に開く初期状態をセットする（ステップＳ２ａ）。そして、メインコントローラ４０は、バッテリ電圧Ｖｂとコンデンサ２１の電圧Ｖｃとの差ΔＶ（＝Ｖｂ−Ｖｃ）が溶着診断に十分な設定値ΔＶｓ以上の状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２ｂ）。

差ΔＶが設定値ΔＶｓ以上の場合（ステップＳ２ｂのＹＥＳ）、メインコントローラ４０は、充電用接点１３ａを閉じ（ステップＳ２ｃ）、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが上昇するか否かを監視する（ステップＳ２ｄ）。

コンデンサ２１の電圧Ｖｃが上昇した場合（ステップＳ２ｄのＮＯ）、メインコントローラ４０は、負側接点１２ａが溶着しているとの判断の下に、充電用接点１３ａを開き（ステップＳ３）、かつ異常の旨を異常表示ランプ４４の発光により運転者に報知する（ステップＳ４）。コンデンサ２１の電圧Ｖｃが上昇しない場合（ステップＳ２ｄのＹＥＳ）、メインコントローラ４０は、負側接点１２ａは溶着していないとの判断の下に、充電用接点１３ａを開き（ステップＳ２ｅ）、続いて負側接点１２ａを閉じ（ステップＳ２ｆ）、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが上昇するか否かを監視する（ステップＳ２ｇ）。

コンデンサ２１の電圧Ｖｃが上昇した場合（ステップＳ２ｇのＮＯ）、メインコントローラ４０は、充電用接点１３ａが溶着しているとの判断の下に、負側接点１２ａを開き（ステップＳ３）、かつ異常の旨を異常表示ランプ４４の発光により運転者に報知する（ステップＳ４）。コンデンサ２１の電圧Ｖｃが上昇しない場合（ステップＳ２ｇのＹＥＳ）、メインコントローラ４０は、充電用接点１３ａは溶着していないとの判断の下に、溶着診断処理を終了して次の処理に移行する。

次の処理として、メインコントローラ４０は、正側接点１１ａが開で負側接点１２ａが閉の状態のまま、充電用接点１３ａを閉じる（ステップＳ５）。充電用接点１３ａが閉じると、バッテリ電圧Ｖｂが電流制限用抵抗器１４を介してコンデンサ２１に印加され、コンデンサ２１の充電が開始される。このとき、コンデンサ２１への通電路に電流制限用抵抗器１４が介在するので、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが零に近い状態であっても、過大な突入電流がコンデンサ２１に流れない。

この充電開始に伴い、メインコントローラ４０は、電圧低減用の電圧バランス回路４がオンした場合に低減し得るバッテリ電圧Ｖｂの値（低減値）を、現状のバッテリ電圧Ｖｂおよび現状のバッテリ温度Ｔｂに基づく演算または電圧低減データテーブルの参照により、実際の所定値Ｖｂとして検出（予測）する（ステップＳ６）。そして、メインコントローラ４０は、バッテリ電圧Ｖｂより上記検出した所定値ΔＶｂだけ低い値（＝Ｖｂ−ΔＶｂ）を充電目標値Ｖｂｓとして定め、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが上昇してその充電目標値Ｖｂｓに達したところで（ステップＳ７のＹＥＳ）、電圧低減用の電圧バランス回路４をオンし、これによりバッテリ電圧Ｖｂを所定値ΔＶｂだけ低減する（ステップＳ８）。

この電圧低減に伴い、メインコントローラ４０は、バッテリ電圧（低減後のバッテリ電圧）Ｖｂとコンデンサ２１の電圧Ｖｃとの差ΔＶ（＝Ｖｂ−Ｖｃ）が、設定値ΔＶｘ未満であるか否かを判定する（ステップＳ９）。差ΔＶが設定値ΔＶｘ以上の場合（ステップＳ９のＮＯ）、コンデンサ２１の電圧Ｖｃの上昇を待つ。差ΔＶが設定値ΔＶｘ未満の場合（ステップＳ９のＹＥＳ）、メインコントローラ４０は、正側接点１１ａを閉じてもコンデンサ２１に過大電流が流れる心配はないとの判断の下に、正側接点１１ａを閉じる（ステップＳ１０）。正側接点１１ａが閉じると、コンデンサ２１に対する充電経路が、電流制限用抵抗器１４を介した経路から、電流制限用抵抗器１４を介さない経路に切換わる。つまり、バッテリ電圧Ｖｂがコンデンサ２１に直接的に供給される。

続いて、メインコントローラ４０は、充電用接点１３ａを開き（ステップＳ１１）、かつ電圧低減用の電圧バランス回路４をオフして上記所定値Ｖｂの電圧低減を解除する（ステップＳ１２）。この電圧低減の解除に伴い、コンデンサ２１の電圧Ｖｃは成り行きで上昇していく。

なお、図３のタイムチャートでは、充電用接点１３ａを開いた後に電圧低減を解除しているが、正側接点１１ａを閉じた後であれば、充電用接点１３ａを開く前に電圧低減を解除してもよいし、充電用接点１３ａを開くと同時に電圧低減を解除してもよい。

上記所定値Ｖｂの電圧低減の解除に伴い、メインコントローラ４０は、車両を走行可能状態としてその旨のいわゆるレディオンをレディランプ４３の発光により運転者に報知する（ステップＳ１３）。すなわち、メインコントローラ４０は、モータ３０に駆動電力を供給するためのインバータ２０のスイッチング制御を運転操作などに応じて適宜に実行し、これによりモータ３０の駆動による車両の走行を可能とする。

レディランプ４３の発光時、コンデンサ２１の電圧Ｖｃは少なくとも充電目標値Ｖｂｓ以上の状態にあり、しかもバッテリ電圧Ｖｂが電流制限用抵抗器１４を介さずインバータ２０に直接的に供給される状態にあるので、モータ３０の駆動に十分な電力をインバータ２０から出力することができる。

その後、パワースイッチ４１のオンによる運転停止操作があった場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、メインコントローラ４０は、正側接点１１ａを開いてインバータ２０へのバッテリ電圧供給を終了し（ステップＳ１５）、かつ走行可能状態ではない旨のいわゆるレディオフをレディランプ４３の消光により運転者に報知する（ステップＳ１６）。続いて、メインコントローラ４０は、正側接点１１ａの溶着診断処理を実行する（ステップＳ１７）。

この溶着診断処理において、メインコントローラ４０は、コンデンサ２１の電圧Ｖｃが下降したか否かを監視する（ステップＳ１７ａ）。コンデンサ２１の電圧Ｖｃが下降しない場合（ステップＳ１７ａのＮＯ）、メインコントローラ４０は、正側接点１１ａが溶着しているとの判断の下に、異常の旨を異常表示ランプ４４の発光により運転者に報知し（ステップＳ１７ｂ）、かつ負側接点１２ａを開く（ステップＳ１８）。コンデンサ２１の電圧Ｖｃが下降した場合（ステップＳ１７ａのＹＥＳ）、メインコントローラ４０は、正側接点１１ａが溶着していないとの判断の下に、負側接点１２ａを開く（ステップＳ１８）。

以上のように、運転開始操作に応じてバッテリ電圧Ｖｂを電流制限用抵抗器１４を介してインバータ２０に供給し、これによりコンデンサ２１の充電を開始し、コンデンサ２１の電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖｂより所定値ΔＶｂ低い充電目標値Ｖｂｓまで上昇したところで、バッテリ電圧Ｖｂをその所定値ΔＶｂだけ低減してコンデンサ２１に大電流が流れ込まないようにし、この状態で正側接点１１ａを閉じることによりバッテリ電源１０からインバータ２０への直接的なバッテリ電圧供給を開始し、かつ所定値ΔＶｂの電圧低減を解除して走行可能状態（レディオン）とすることにより、図３に一点鎖線で示すようにコンデンサ２１の電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖｂの定格値に近い値まで上昇してから正側接点１１ａをオンする場合に比べ、走行可能状態となるまでの時間を短縮できる。運転開始操作から走行可能状態となるまでの時間が短縮されるので、運転者の苛立ちやストレスを抑制できる。

［４］変形例
上記実施形態では、電圧調整手段である電圧バランス回路４を用いてバッテリ電圧Ｖｂを所定値Ｖｂ低減する構成としたが、同様の電圧低減機能を有するものであれば、電圧バランス回路４に限らず他の機器を用いてもよい。

その他、上記実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…バッテリパック、２…組電池、３ａ〜３ｎ…単電池、４…電圧バランス回路、５…放電用の抵抗器、６…開閉器、６ａ…接点、６ｃ…励磁コイル、７…セルモニタ、８…温度検出部、１０…バッテリ電源、１１…開閉器、１１ａ…正側接点、１１ｃ…励磁コイル、１２…開閉器、１２ａ…負側接点、１２ｃ…励磁コイル、１３…開閉器、１３ａ…充電用接点、１３ｃ…励磁コイル、１４…電流制限用抵抗器、１５…バッテリコントローラ、２０…インバータ、２１…コンデンサ、２２…スイッチング回路、３０…モータ、４０…メインコントローラ、４１…パワースイッチ、４２…ブレーキスイッチ、４３…レディランプ、４４…異常表示ランプ

Claims (5)

1. バッテリ電源により駆動されるモータを動力源として備えた車両の車両制御装置であって、
   前記バッテリ電源の電圧を平滑するコンデンサを含み、このコンデンサの電圧をスイッチングにより交流電圧に変換し前記モータへの駆動電力として出力するインバータと、
   前記バッテリ電源と前記インバータとの間の正側通電路を開閉する正側接点と、
   前記バッテリ電源と前記インバータとの間の負側通電路を開閉する負側接点と、
   前記正側接点に充電用接点を介して並列接続された電流制限用抵抗器と、
   前記車両の運転開始操作に際し、前記正側接点を開き前記負側接点を閉じた状態で前記充電用接点を閉じることにより前記コンデンサを前記電流制限用抵抗器を介して充電し、この充電により前記コンデンサの電圧Ｖｃが前記バッテリ電源の電圧Ｖｂより所定値ΔＶｂ低い値に達した場合に前記バッテリ電源の電圧Ｖｂを前記所定値ΔＶｂだけ低減し、この電圧低減後に前記正側接点を閉じることにより前記バッテリ電源から前記インバータへの直接的な電圧供給を開始し且つ前記充電用接点を開くとともに前記電圧低減を解除して前記車両を走行可能状態とする制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記バッテリ電源は、複数の単電池を直列接続してなる組電池を複数備え、かつこれら組電池を直列接続してなり、直流電圧Ｖｂを出力するとともに、その出力電圧Ｖｂを必要に応じて低減するための電圧調整手段を含んでおり、
   前記制御手段は、
   前記車両の運転開始操作に際し、前記正側接点を開き前記負側接点を閉じた状態で前記充電用接点を閉じることにより前記コンデンサを前記電流制限用抵抗器を介して充電し、
   この充電により前記コンデンサの電圧Ｖｃが前記バッテリ電源の電圧Ｖｂより前記所定値ΔＶｂ低い値に達した場合に、前記バッテリ電源の電圧Ｖｂを前記電圧調整手段により前記所定値ΔＶｂだけ低減し、
   この電圧低減後の前記バッテリ電源の電圧Ｖｂと前記コンデンサの電圧Ｖｃとの差ΔＶが前記設定値ΔＶｘ未満であることを条件に、前記正側接点を閉じることにより前記バッテリ電源から前記インバータへの直接的な電圧供給を開始し且つ前記充電用接点を開くとともに前記電圧調整手段による電圧低減を解除して前記車両を走行可能状態とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記電圧調整手段は、前記複数の単電池にそれぞれ並列接続されその各単電池の電圧を調整するための複数の電圧バランス回路であり、放電用の抵抗器および放電路形成用の接点を含み、前記複数の単電池に対して前記抵抗器を介した放電路を形成することにより前記各単電池の電圧をそれぞれ低減させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記制御手段は、前記複数の電圧バランス回路のうち所定のバランス回路がオンした場合に低減し得る前記バッテリ電源の電圧Ｖｂの値を、前記バッテリ電源の状態に応じて前記所定値ΔＶｂとして検出する
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
5. 前記制御手段は、
   前記車両の運転開始操作があった場合、前記正側接点、前記負側接点、前記充電用接点を共に開き、この状態で前記充電用接点を閉じたときの前記コンデンサの電圧変化から前記負側接点の溶着の有無を診断し、
   この診断結果が異常なしの場合に前記充電用接点を開いて前記負側接点を閉じ、そのときの前記コンデンサの電圧変化から前記充電用接点の溶着の有無を診断し、
   この診断結果が異常なしの場合に、前記正側接点が開で前記負側接点が閉の状態のまま前記充電用接点を閉じて前記コンデンサを充電し、
   この充電により前記コンデンサの電圧Ｖｃが前記バッテリ電源の電圧Ｖｂより前記所定値ΔＶｂ低い値に達した場合に前記バッテリ電源の電圧Ｖｂを前記電圧調整手段により前記所定値ΔＶｂだけ低減し、
   この電圧低減後の前記バッテリ電源の電圧Ｖｂと前記コンデンサの電圧Ｖｃとの差ΔＶが前記設定値ΔＶｘ未満であることを条件に、前記正側接点を閉じることにより前記バッテリ電源から前記インバータへの直接的な電圧供給を開始し且つ前記充電用接点を開くとともに前記電圧調整手段による電圧低減を解除して前記車両を走行可能状態とし、
   前記車両の運転停止操作があった場合、前記正側接点を開いて前記バッテリ電源から前記インバータへの電圧供給を終了し、かつその正側接点を開いた時点の前記コンデンサの電圧変化から前記正側接点の溶着の有無を診断し、この診断後に前記負側接点を開く
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。

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