JP2017140931A - 電動車両の電力供給系統及び電動車両の電力供給系統の故障診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不具合が生じている箇所を簡単に特定することができる電動車両の電力供給系統を提供する。【解決手段】電動車両の動力供給系統は、電力供給を指示するためのパワースイッチと、前記パワースイッチのオン端子に接続される電源コントロールユニットと、前記電源コントロールユニットの内部回路を介して前記パワースイッチのオン端子にコイルが接続され、前記コイルによって接離する接点にコントローラが接続される電源コントロールリレーと、を備え、前記電源コントロールユニットは、前記パワースイッチ、前記コイル、又は前記接点の少なくとも一つから接続確認用の入力信号を出力させる出力部を含む。【選択図】 図１

Description

本開示は、電動車両の電力供給系統及び電動車両の電力供給系統の故障診断方法に関する。

電動機を動力源とする車両（ＥＶ又はＨＶ）は、走行中に動力を車輪に伝達することができない状態（いわゆるＲＥＡＤＹオフ）になり、走行システムが停止することがある。このように走行システムが停止するのは、緊急停止操作が行われたことや電力供給系統に不具合が生じたことによる。

特許文献１には、電動機を含む走行システムの始動若しくは停止の操作を受け付ける操作受付手段と、操作受付手段が受け付けた操作及び車両状態に応じて定められた電源モードに制御する電源制御手段と、走行中の走行システムの停止を検出する停止検出手段と、電源モードに基づき走行システムの停止の原因が人為的操作によるものか否かを特定する停止要因判定手段と、を有するガイダンス装置が開示されている。かかるガイダンス装置によれば、走行システムの停止の原因が人為的操作によるものか否かを特定することができる。

特許第５５９４４３２号公報

特許文献１が開示するガイダンス装置では、走行システムの停止の原因が人為的操作（緊急停止操作）によるものか否かを特定することができるが、人為的操作によらないときには電力供給系統のどこに不具合が生じているか特定することができない。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、不具合が生じている箇所を簡単に特定することができる電動車両の電力供給系統及び電動車両の電力供給系統の故障診断方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る電動車両の電力供給系統は、電力供給を指示するためのパワースイッチと、前記パワースイッチのオン端子に接続される電源コントロールユニットと、前記電源コントロールユニットの内部回路を介して前記パワースイッチのオン端子にコイルが接続され、前記コイルによって接離する接点にコントローラが接続される電源コントロールリレーと、を備え、前記電源コントロールユニットは、前記パワースイッチ、前記コイル、又は前記接点の少なくとも一つから接続確認用の入力信号を出力させる出力部を含む。

上記（１）の構成によれば、電源コントロールユニットは、パワースイッチ、コイル、接点の少なくとも一つから接続確認用の入力信号を出力させる出力部を含んでいるので、不具合が生じている箇所を簡単に特定することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記出力部は、前記電源コントロールリレーのコイルの上流であって、前記パワースイッチのオン端子の下流に設けられる第１の出力部を含む。
上記（２）の構成によれば、出力部は、電源コントロールリレーのコイルの上流であって、パワースイッチのオン端子の下流に設けられる第１の出力部を含むので、パワースイッチ又はその接続経路に不具合が生じている場合には第１の出力部に出力される入力信号に異常が生じる。これにより、パワースイッチ又はその接続経路に不具合が生じている場合にはその不具合が生じている箇所（パワースイッチ又はその接続経路）を簡単に特定することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記出力部は、前記電源コントロールリレーのコイルの下流に設けられる第２の出力部を含む。
上記（３）の構成によれば、出力部は、電源コントロールリレーのコイルの下流に設けられる第２の出力部を含むので、電源コントロールリレーのコイル又はその接続経路に不具合が生じている場合には第２の出力部に出力される入力信号に異常が生じる。これにより、電源コントロールリレーのコイル又はその接続経路に不具合が生じている場合にはその不具合が生じている箇所（電源コントロールリレーのコイル又はその接続経路）を簡単に特定することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）のいずれか一つの構成において、前記出力部は、前記電源コントロールリレーの接点で開閉される電気回路に設けられる第３の出力部を含む。
上記（４）の構成によれば、出力部は、電源コントロールリレーの接点で開閉される電気回路に設けられる第３の出力部を含むので、電源コントロールリレーの接点又はその接続経路に不具合が生じている場合には第３の出力部に出力される入力信号に異常が生じる。これにより、電源コントロールリレーの接点又はその接続経路に不具合が生じている場合にはその不具合が生じている箇所（電源コントロールリレーの接点又はその接続経路）を簡単に特定することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）のいずれか一つの構成において、前記出力部から出力された入力信号に基づいて不具合を診断する診断部をさらに備える。
上記（５）の構成によれば、診断部は、出力部から出力された入力信号に基づいて不具合を診断するので、不具合が生じている箇所を簡単に特定することができる。

（６）本発明の少なくとも一実施形態に係る電動車両の電力供給系統の故障診断方法は、電力供給を指示するためのパワースイッチと、前記パワースイッチのオン端子に接続される電源コントロールユニットと、前記電源コントロールユニットの内部回路を介して前記パワースイッチのオン端子にコイルが接続され、前記コイルによって接離する接点にコントローラが接続される電源コントロールリレーと、を備える電動車両の電力供給系統の故障診断方法であって、前記パワースイッチ、前記コイル、及び前記接点のそれぞれから接続確認用の入力信号を出力させる出力部を設け、電動車両が走行中か否かを判定する走行判定ステップと、前記走行判定ステップで走行中と判定した場合にモータの駆動力を車輪に伝達できる状態か否かを判定する状態判定ステップと、前記状態判定ステップで伝達できる状態にでないと判定した場合に、前記パワースイッチから出力される入力信号、前記コイルから出力される入力信号、前記接点から出力される入力信号の順番に出力を診断して故障箇所を特定する診断ステップと、を備える。

上記（６）の方法によれば、パワースイッチ、コイル、及び接点のそれぞれから接続確認用の入力信号を出力させる出力部を設け、電動車両が走行中か否かを判定する走行判定ステップと、走行判定ステップで走行中と判定した場合にモータの駆動力を車輪に伝達できる状態か否かを判定する状態判定ステップと、状態判定ステップで伝達できる状態にでないと判定した場合に、パワースイッチから出力される入力信号、コイルから出力される入力信号、接点から出力される入力信号の順番に出力を診断して故障箇所を特定する診断ステップと、を備えるので、不具合が生じている箇所を簡単に特定することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、不具合が生じている箇所を簡単に特定することができる。

本発明の実施形態１に係る電動車両の電力供給系統を概略的に示す回路図である。 本発明の実施形態１に係る電動車両の電力供給系統を診断する手順を概略的に示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る電動車両の電力供給系統を概略的に示す回路図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係る電動車両の電力供給系統１Ａを概略的に示す回路図である。
図１に示すように、本発明の実施形態１に係る電動車両の電力供給系統１Ａは、パワースイッチ２、電源コントロールユニット３、及び電源コントロールリレー４を備えて構成されている。

パワースイッチ２は、電力供給を指示するためのスイッチであり、「ＬＯＣＫ」、「ＡＣＣ」、「ＯＮ」及び「ＳＴ」のいずれかのポジションが選択されるように構成されている。
「ＬＯＣＫ」ポジションは、キー（図示せず）の抜き差しが可能となるポジションであり、「ＬＯＣＫ」ポジションにおいてハンドル（図示せず）がロックされ、キーの抜き差しが可能となるように構成されている。
「ＡＣＣ」ポジションは、アクセサリーソケット（図示せず）等の電装品の使用が可能となるポジションであり、「ＬＯＣＫ」ポジション及び「ＯＮ」ポジションから移行可能に構成されている。
「ＯＮ」ポジションは、電源コントロールユニット３に電力供給を可能にさせるポジションであり、「ＡＣＣ」ポジション及び「ＳＴ」ポジションから移行可能に構成されている。
「ＳＴ」ポジションは、ハイブリッド自動車のようにエンジンを搭載した電動車両においてスタータを始動させるポジションであり、「ＯＮ」ポジションからのみ移行可能に構成されている。
尚、本実施形態に係る電動車両の電力供給系統は、パワースイッチ２にロータリー式のパワースイッチを用いるが、これに限られるものではなく、例えば、プッシュ式のパワースイッチを用いてもよい。

電源コントロールユニット３（以下「ＥＶ−ＥＣＵ３」という）は、電動車両の電力供給を統括的に管理する制御装置である。ＥＶ−ＥＣＵ３は、パワースイッチ２の「ＯＮ」ポジションに設けられたオン端子とハーネス１１を介して接続され、パワースイッチ２を「ＡＣＣ」ポジションから「ＯＮ」ポジションに移行させると、電源コントロールユニット３がオンとなる。
ＥＶ−ＥＣＵ３は、モータコントロールユニット５（以下「ＭＣＵ５」という）、バッテリマネージメントユニット６（以下「ＢＭＵ６」という）、オンボードチャージャ７（以下「ＯＢＣ７」という）等の制御機器を統括的に制御するための制御回路（図示せず）と、電源コントロールリレー４に電力を供給するための内部回路３１とを備えている。内部回路３１には、ダイオード３１１が設けられ、ダイオード３１１の上流側がハーネス１１に接続されている。

電源コントロールリレー４は、ＭＣＵ５、ＢＭＵ６、及びＯＢＣ７が接続された電気回路１２を開閉するためのものであり、励磁コイル４１と励磁コイル４１によって接離される接点４２を含んでいる。励磁コイル４１は、内部回路３１のダイオード３１１よりも下流側に設けられ、接点４２は、ＭＣＵ５、ＢＭＵ６、及びＯＢＣ７の上流側に設けられている。

また、ＭＣＵ５は、パワースイッチ２、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１、及び電源コントロールリレー４の接点４２から接続確認用の入力信号を出力させる出力部３２〜３４を含んでいる。

パワースイッチ２から接続確認用の入力信号を出力させる第１の出力部３２は、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１の上流であって、パワースイッチ２のオン端子の下流に設けられている。具体的には、ハーネス１１と内部回路３１の接続箇所に設けられている。第１の出力部３２は、所定の電圧（例えば、１〜４Ｖ）に降圧するための抵抗３２１と、接続確認用の入力信号を生成するための抵抗３２２とを有している。これにより、第１の出力部３２とアースとの間には入力信号（電圧信号）が生成される。

電源コントロールリレー４の励磁コイル４１から接続確認用の入力信号を出力させる第２の出力部３３は、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１の下流に設けられている。
具体的には、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１に一端が接続されたハーネス１３の他端に設けられている。第２の出力部３３は、接続確認用の入力信号を生成するための抵抗３３２を有している。これにより、第２の出力部３２とアースとの間には入力信号（電圧信号）が生成される。

電源コントロールリレー４の接点４２から接続確認用の入力信号を出力させる第３の出力部３４は、電源コントロールリレー４の接点４２で開閉される電気回路に設けられている。具体的には、ＭＣＵ５、ＢＭＵ６，及びＯＢＣ７が接続された電気回路１２に一端が接続されたハーネス１４の他端に設けられている。第３の出力部３４は、接続確認用の入力信号を生成するための抵抗３４２を有している。これにより、第３の出力部３３とアースとの間には入力信号（電圧信号）が生成される。

図２は、本発明の実施形態１に係る電動車両の電力供給系統１Ａを診断する手順を概略的に示すフローチャートである。尚、診断に際しては、テスタ等の電圧信号を計測する機器等が用いられる。
図２に示すように、本発明の実施形態に係る電動車両の電力供給系統１Ａは、電動車両の走行中（ステップＳ１：Ｙｅｓ）に走行不能（ステップＳ２：Ｎｏ）になった場合に診断が実行される。

パワースイッチ２が「ＡＣＣ」ポジション又は「ＬＯＣＫ」ポジションにある場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）には、ユーザ操作による高電圧が終了したものと診断する。

また、パワースイッチ２が「ＡＣＣ」ポジション又は「ＬＯＣＫ」ポジションにない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）には、第１の出力部３２とアースとの間に生成される入力信号（以下「スイッチ入力」という）を診断する（ステップＳ４）。スイッチ入力がＨｉでない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、すなわち、第１の出力部３２とアースとの間に生じる入力信号がＬｏである場合には、パワースイッチ２の異常（故障）、パワースイッチ２とＥＶ−ＥＣＵ３との間のハーネス１１又はコネクタ（図示せず）の異常（断線）と診断する。

スイッチ入力がＨｉである場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）には、第２の出力部３３とアースとの間に生成される入力信号（以下「コイル入力」という）を診断する（ステップＳ５）。コイル入力がＨｉでない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、すなわち、第２の出力部３３とアースとの間に生じる入力信号がＬｏである場合には、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１の異常（故障）、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１とＥＶ−ＥＣＵ３との間のハーネス１３又はコネクタ（図示せず）の異常（断線）と診断する。

コイル入力がＨｉである場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）には、第３の出力部３４とアースとの間に生成される入力信号（以下「接点入力」という）を診断する（ステップＳ６）。接点入力がＨｉでない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、すなわち、第３の出力部３４とアースとの間に生じる入力信号がＬｏである場合には、電源コントロールリレー４の接点４２の異常（故障）、電源コントロールリレー４の接点４２とＥＶ−ＥＣＵ３との間のハーネス１３又はコネクタ（図示せず）の異常と診断する。

接点入力がＨｉである場合には（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ＥＶ−ＥＣＵ３の一時的な故障と診断する。

上述したように、本発明の実施形態に係る電動車両の電力供給系統１Ａは、パワースイッチ２、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１、及び電源コントロールリレー４の接点４２から接続確認用の入力信号を出力させる出力部３２〜３４を含んでいるので、不具合が生じている箇所を簡単に特定することができる。

また、第１の出力部３２は、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１の上流であって、パワースイッチ２のオン端子の下流に設けられるので、パワースイッチ２又はその接続経路に不具合が生じている場合には第１の出力部３２とアースとの間に生成される入力信号に異常が生じる。これにより、パワースイッチ２又はその接続経路に不具合が生じている場合にはその不具合が生じている箇所（パワースイッチ２又はその接続経路）を簡単に特定することができる。

また、第２の出力部３３は、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１の下流に設けられるので、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１又はその接続経路に不具合が生じている場合には第２の出力部３３とアースとの間に生成される入力信号に異常が生じる。これにより、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１又はその接続経路に不具合が生じている場合にはその不具合が生じている箇所（電源コントロールリレー４の励磁コイル４１又はその接続経路）を簡単に特定することができる。

また、第３の出力部３４は、電源コントロールリレー４の接点４２で開閉される電気回路１２に設けられるので、電源コントロールリレー４の接点４２又はその接続経路に不具合が生じている場合には第３の出力部３４とアースとの間に生成される入力信号に異常が生じる。これにより、電源コントロールリレー４の接点４２又はその接続経路に不具合が生じている場合にはその不具合が生じている箇所（電源コントロールリレー４の接点４２又はその接続経路）を簡単に特定することができる。

［実施形態２］
図３は、本発明の実施形態２に係る電動車両の電力供給系統１Ｂを概略的に示す回路図である。尚、上述した本発明の実施形態１に係る電動車両の電力供給系統１Ｂと共通する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

図３に示すように、本発明の実施形態２に係る電動車両の電力供給系統１Ｂは、上述した出力部３２〜３４から出力された入力信号に基づいて不具合の有無を診断する診断部３５〜３７を備えている。

第１の診断部３５は、パワースイッチ２又はその接続経路に不具合が生じているか否かを診断するためのものであり、第１の出力部３２とアースとの間に生成された入力信号（スイッチ入力）に基づいてパワースイッチ２又はその接続経路に不具合が生じているか否かを診断する。具体的には、第１の出力部３２から出力されたスイッチ入力がＨｉでない場合、すなわち、第１の出力部３２から電圧が出力されない場合には、パワースイッチ２の異常（故障）、パワースイッチ２とＥＶ−ＥＣ３との間のハーネス１１又はコネクタ（図示せず）の異常（断線）と診断する。

第２の診断部３６は、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１又はその接続経路に不具合が生じているか否かを診断するためのものであり、第２の出力部３３とアースとの間に生成された入力信号（コイル入力）に基づいて電源コントロールリレー４の励磁コイル４１又はその接続経路に不具合が生じているか否かを診断する。具体的には、第２の出力部３３から出力されたコイル入力がＨｉでない場合、すなわち、第２の出力部３３から電圧が出力されない場合には、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１の異常（故障）、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１とＥＶ−ＥＣＵ３との間のハーネス１３又はコネクタ（図示せず）の異常と診断する。

第３の診断部３７は、電源コントロールリレー４の接点４２またはその接続経路に不具合が生じているか否かを診断するためのものであり、第３の出力部３３とアースとの間に生成された入力信号（接点入力）に基づいて電源コントロールリレー４の接点４２又はその接続経路に不具合が生じているか否かを診断する。具体的には、第３の出力部３４から出力された接点入力がＨｉでない場合、すなわち、第３の出力部３３から電圧が出力されない場合には、電源コントロールリレー４の接点４２の異常（故障）、電源コントロールリレー４の接点４２とＥＶ−ＥＣＵ３とのハーネス又はコネクタ（図示せず）の異常と診断する。

第１の診断部３５、第２の診断部３６及び第３の診断部３７は、診断部３８によって統括的に制御され、第１の診断部３５、第２の診断部３６、第３の診断部３８の順番に診断を行うように制御する。これは、パワースイッチ２が故障した場合には第１の出力部３２から出力されるスイッチ入力がＬｏとなるだけでなく、第２の出力部３３から出力されるコイル入力及び第３の出力部３４から出力される接点入力がＬｏとなり、不具合箇所の特定ができなくなることによる。同様に、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１が故障した場合には、第１の出力部３２から出力されるスイッチ入力はＨｉとなるが、第２の出力部３３から出力されるコイル入力及び第３の出力部３４から出力される接点入力がＬｏとなり、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１に不具合があるのか接点４２に不具合があるのかわからなくなり、不具合箇所の特定ができなくなる。

上述した本発明の実施形態に係る電動車両の電力供給系統１Ｂは、パワースイッチ２、電源コントロールリレー４の励磁コイル４１、及び電源コントロールリレー４の接点の不具合の有無を診断する診断部３５〜３７を含んでいるので、不具合が生じている箇所を簡単に特定することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含まれる。

１ 電力供給系統
１１ ハーネス
１２ 電気回路
１３ ハーネス
１４ ハーネス
２ パワースイッチ
３ 電源コントロールユニット（ＥＶ−ＥＣＵ）
３１ 内部回路
３１１ ダイオード
３２ 第１の出力部
３２１ 抵抗
３２２ 抵抗
３３ 第２の出力部
３３２ 抵抗
３４ 第３の出力部
３４２ 抵抗
４ 電源コントロールリレー
４１ 励磁コイル
４２ 接点
５ モータコントロールユニット（ＭＣＵ）
６ バッテリマネージメントユニット（ＢＭＵ）
７ オンボードチャージャ（ＯＢＣ）

Claims (6)

1. 電力供給を指示するためのパワースイッチと、
   前記パワースイッチのオン端子に接続される電源コントロールユニットと、
   前記電源コントロールユニットの内部回路を介して前記パワースイッチのオン端子にコイルが接続され、前記コイルによって接離する接点にコントローラが接続される電源コントロールリレーと、
   を備え、
   前記電源コントロールユニットは、前記パワースイッチ、前記コイル、又は前記接点の少なくとも一つから接続確認用の入力信号を出力させる出力部を含むことを特徴とする電動車両の電力供給系統。
2. 前記出力部は、
   前記電源コントロールリレーのコイルの上流であって、前記パワースイッチのオン端子の下流に設けられる第１の出力部を含むことを特徴とする請求項１に記載の電動車両の電力供給系統。
3. 前記出力部は、
   前記電源コントロールリレーのコイルの下流に設けられる第２の出力部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両の電力供給系統。
4. 前記出力部は、
   前記電源コントロールリレーの接点で開閉される電気回路に設けられる第３の出力部を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動車両の電力供給系統。
5. 前記出力部から出力された入力信号に基づいて不具合を診断する診断部をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電動車両の電力供給系統。
6. 電力供給を指示するためのパワースイッチと、
   前記パワースイッチのオン端子に接続される電源コントロールユニットと、
   前記電源コントロールユニットの内部回路を介して前記パワースイッチのオン端子にコイルが接続され、前記コイルによって接離する接点にコントローラが接続される電源コントロールリレーと、
   を備える電動車両の電力供給系統の故障診断方法であって、
   前記パワースイッチ、前記コイル、及び前記接点のそれぞれから接続確認用の入力信号を出力させる出力部を設け、
   電動車両が走行中か否かを判定する走行判定ステップと、
   前記走行判定ステップで走行中と判定した場合にモータの駆動力を車輪に伝達できる状態か否かを判定する状態判定ステップと、
   前記状態判定ステップで伝達できる状態にでないと判定した場合に、前記パワースイッチから出力される入力信号、前記コイルから出力される入力信号、前記接点から出力される入力信号の順番に出力を診断して故障箇所を特定する診断ステップと、
   を備えることを特徴とする電動車両の電力供給系統の故障診断方法。

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