JP2018057143A - 電動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズ耐性を向上する手段に頼らなくても、充電ケーブルの接続の有無に応じた走行可否の制御を適切に実現することのできる電動車両の制御装置を提供する。【解決手段】走行用の電力を蓄積する高電圧バッテリと、充電ケーブルが接続可能な充電コネクタとを備えた電動車両に搭載される制御装置である。そして、充電ケーブルが接続されているか否かを判定する接続判定部（３１）と、電動車両の走行の制御を行う走行制御部（３２）と、接続判定部の判定モードを通常モードと低減モードとに切り替え可能なモード制御部（３１）とを備え、モード制御部（３１）は、電動車両に備わる所定の機器（１２）の状態の変化に対応させて、通常モードと低減モードとの切り替えを行い、走行制御部（３２）は、接続判定部（３１）により充電ケーブルが接続されていると判定された場合に、電動車両の走行を禁止する。【選択図】図３

Description

本発明は、充電コネクタを備える電動車両に搭載される電動車両の制御装置に関する。

電力で走行する電動車両においては、走行用の電力を蓄積する高電圧バッテリに、車体の外部から電力を供給して充電できるものがある。接触式の充電方式を採用した電動車両では、充電ケーブルを電動車両の充電コネクタに接続して充電が行われる。また、このような電動車両の中には、高電圧バッテリに蓄積した電力を住居に戻して使用するＶ２Ｈ（Vehicle to Home）と呼ばれる機能に対応したものもある。このような電動車両では、充電コネクタと充電ケーブルとを介して電動車両から住居へ電力を供給できる。

充電コネクタを備える電動車両においては、通常、充電ケーブルが充電コネクタに接続されているか否かの検出が行われ、充電ケーブルが接続されている場合に、走行を禁止する制御が行われる（例えば、特許文献１を参照）。このような制御によって、充電ケーブルを引きずって電動車両が発進してしまうと言った不都合を防ぐことができる。

また、本願発明に関連する技術として、特許文献２には、ワイヤーハーネスの異常検出処理において、ノイズによる誤判定を回避するために冗長判定を行う技術が開示されている。特許文献２の技術では、冗長判定として、ワイヤーハーネスの信号線又は給電線の電圧を複数回計測し、電圧の計測値が所定回数連続して異常値である場合に異常と判定する処理が採用されている。

特許第５３９９７８０号公報 特許第５３６１６５５号公報

充電ケーブルの接続を検出して走行を禁止制御する電動車両では、充電ケーブルの接続と誤判定された場合に、電動車両の速やかな走行が阻害されるという課題が生じる。例えば、スタートボタンをオンしたときに、充電ケーブルの接続と誤判定されてしまうと、走行禁止制御が実行され、アクセルペダルを操作しても電動車両は走行しない。この場合、一旦、スタートボタンをオフして、スタートボタンのオン操作からやり直さないと電動車両を走行することができない。

ところで、充電ケーブルの接続の誤判定は、例えば電源ラインの電気的なノイズ、或いは大きな電流変化に伴う電磁的なノイズがセンサの信号に混入されて生じると考えられる。したがって、センサの周辺のノイズ耐性、ならびに、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とセンサとを結ぶハーネスのノイズ耐性を向上することで、充電ケーブルの接続の誤判定を防止できると考えられた。しかしながら、ノイズ耐性の高い回路構成およびシールド構成を実現するには、コストの高騰と重量増とを招く。

本発明は、ノイズ耐性を向上する手段に頼らなくても、充電ケーブルの接続の有無に応じた走行可否の制御を適切に実現することのできる電動車両の制御装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、走行用の電力を蓄積する高電圧バッテリと、車体の外部から充電ケーブルが接続可能な充電コネクタとを備えた電動車両に搭載される電動車両の制御装置であって、
前記充電コネクタに前記充電ケーブルが接続されているか否かを判定する接続判定部と、
前記電動車両の走行の制御を行う走行制御部と、
前記接続判定部の判定モードを、通常モードと、接続の判定が前記通常モードよりも低減される低減モードとに切り替え可能なモード制御部と、
を備え、
前記モード制御部は、少なくとも、前記走行制御部の稼動中で且つ前記電動車両の停車時に、前記電動車両に備わる所定の機器の状態の変化に対応させて、前記通常モードと前記低減モードとの切り替えを行い、
前記走行制御部は、前記接続判定部により前記充電ケーブルが接続されていると判定された場合に、前記電動車両の走行を禁止することを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動車両の制御装置において、
前記電動車両は、電力により走行用の動力を発生する走行用モータと、電力により駆動する電気装置と、前記高電圧バッテリの電圧が加わる電源ラインの開閉を行うメインスイッチとを備え、
前記モード制御部は、前記所定の機器の状態の変化として、前記電気装置のオンとオフとの切り替え時、又は前記メインスイッチの切り替え時に、前記接続判定部の判定モードを前記低減モードとすることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の電動車両の制御装置において、
前記低減モードは、前記充電ケーブルの接続の判定を休止するモードであることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の電動車両の制御装置において、
前記低減モードは、前記充電ケーブルの接続の判定条件が前記通常モードより狭いモードであることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１、請求項２、請求項４の何れか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記接続判定部は、
間欠的なタイミングで前記充電ケーブルの接続の判定を行い、且つ、
前記低減モードにおいて前記充電ケーブルの接続と判定した場合には、次に通常モードに切り替えられた際、前記間欠的なタイミングに達する前に、前記充電ケーブルの接続の判定を行うことを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項１、請求項２、請求項４、請求項５の何れか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記充電ケーブルの接続を検知するための複数種類の接続センサを備え、
前記接続判定部は、前記複数種類の接続センサのうち第１接続センサの検出結果を用いて前記通常モードの判定を行い、前記複数種類の接続センサのうち前記第１接続センサと異なる第２接続センサの検出結果を用いて前記低減モードの判定を行うことを特徴としている。

本発明によれば、モード制御部は、所定の機器の状態変化に対応させて、例えばノイズが発生しにくい期間とノイズが発生しやすい期間とに、判定モードを通常モードと低減モードとに切り替えることができる。或いは、モード制御部は、所定の機器の状態変化に対応させて、例えば充電口の開閉に基づき充電ケーブルの接続があり得る期間とあり得ない期間とに、判定モードを通常モードと低減モードとに切り替えることができる。このような切り替えにより、充電ケーブルの接続を見逃しにくく、且つ、充電ケーブルが接続されていないときに接続と誤判定されることを大幅に低減できる。したがって、ノイズ耐性を向上する手段に頼らなくても、充電ケーブルの接続の有無に応じた走行可否の制御を適切に実現できる。

本発明の実施形態に係る電動車両の電気系統を示すブロック図である。 充放電ＥＣＵにより実行される接続検出処理の手順を示すフローチャートである。 充電ケーブルが非接続のときの接続検出処理の動作の一例を示すシーケンス図である。 充電ケーブルが接続されているときの接続検出処理の動作の一例を示すシーケンス図である。 第１変形例の接続検出処理の手順を示すフローチャートである。 第１変形例の接続検出処理の動作の一例を示すシーケンス図である。 第２変形例の電動車両の制御装置の要部を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電動車両の電気系統を示すブロック図である。

本発明の実施形態に係る電動車両１は、電力によって走行可能であり、且つ、走行用の電力を蓄積するために車体の外部から充電が可能な車両である。電動車両１は、高電圧バッテリ１１、メインスイッチ１２、充放電回路１３、充電コネクタ１４、接続センサ１５、走行用モータ２１、駆動回路２２、電動ヒータ２３、およびヒータスイッチ２４を備える。また、電動車両１は、充放電ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３１、モータＥＣＵ３２、空調ＥＣＵ３３、起動操作部３６、充電給電操作部３７、および空調操作部３８を備える。

本発明の実施形態に係る電動車両１の制御装置１００は、上記の構成要素のうち、充放電ＥＣＵ３１、モータＥＣＵ３２、空調ＥＣＵ３３、および接続センサ１５を含んだ部分を指す。モータＥＣＵ３２は、本発明に係る走行制御部の一例に相当する。充放電ＥＣＵ３１は、本発明に係る接続判定部およびモード制御部の一例に相当する。

高電圧バッテリ１１は、例えばニッケル水素バッテリ、或いはリチウムイオンバッテリなどであり、走行用の電力を蓄積する。

メインスイッチ１２は、例えばリレーであり、充放電ＥＣＵ３１の指令によって高電圧バッテリ１１の電源ラインを開閉する。メインスイッチ１２が開閉されることで、高電圧バッテリ１１が、駆動回路２２、充放電回路１３、ヒータスイッチ２４などに接続又は切断される。メインスイッチ１２の切り替わり時には、電源ラインに比較的大きなノイズが発生しやすい。

走行用モータ２１は、電力によって走行用の動力を発生する。動力は図示しない車輪に伝達されて、電動車両１が走行する。

駆動回路２２は、高電圧バッテリ１１の電力を変換して走行用モータ２１に出力する。これにより、走行用モータ２１が駆動する。

モータＥＣＵ３２は、電動車両１の走行制御として、駆動回路２２に駆動指令を出力して走行用モータ２１を駆動する。モータＥＣＵ３２には、図示略のアクセルペダルの操作信号など、運転操作の信号が入力される。モータＥＣＵ３２は、これらの運転操作の信号に基づいて駆動回路２２の出力を制御する。

起動操作部３６は、例えばスタートボタン或いはイグニションキーシリンダなど、乗員により電動車両１の起動又は休止の指令を入力可能な操作機器である。ここで、起動とは、メインスイッチ１２が閉にされ、且つ、モータＥＣＵ３２が稼動している状態を指す。休止とは、メインスイッチ１２が開にされ、且つ、モータＥＣＵ３２が稼動していない状態を指す。

電動ヒータ２３は、乗員室の室温を上昇させるための空調機器である。電動ヒータ２３は、高電圧バッテリ１１の電力により駆動する。電動ヒータ２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して降圧した電圧によって駆動される構成としてもよい。

ヒータスイッチ２４は、高電圧バッテリ１１の電源ラインに設けられたリレーであり、電動ヒータ２３の駆動をオン又はオフに切り替える。

空調操作部３８は、乗員により乗員室の空気調整の指令が入力可能な操作機器である。

空調ＥＣＵ３３は、空調操作部３８の操作に基づいて電動車両１の空調制御を行う。空調制御には、ヒータスイッチ２４を切り替える制御が含まれる。空調ＥＣＵ３３から出力されるヒータスイッチ２４のスイッチＯＮ指令は、充放電ＥＣＵ３１にも出力される。

充電コネクタ１４は、電動車両１の車体の外部から充電ケーブル５１の接続および接続の解除が可能なコネクタ（「車両インレット」とも呼ばれる）である。充電ケーブル５１は、充電時、一端が充電用の電源に接続され、他端のコネクタ（「充電ガン」とも呼ばれる）５１ａが充電コネクタ１４に接続される。充電コネクタ１４と充電ケーブル５１とは、Ｖ２Ｈ（Vehicle to Home）の機能に対応して、高電圧バッテリ１１の電力を住居に戻すことが可能な構成としてもよい。この場合、充電ケーブル５１の一端は住居側の配電装置に接続される。

接続センサ１５は、充電コネクタ１４に充電ケーブル５１が接続されている否かを検知する。接続センサ１５は、例えば充放電ＥＣＵ３１から動作電圧を受けて動作する。そして、接続センサ１５は、充電ケーブル５１の接続又は非接続に応じて変化する応答電圧Ｖｄ（又は応答信号）を充放電ＥＣＵ３１へ出力する。応答電圧Ｖｄには、例えば電源ラインを介して伝わる電気的なノイズが混入することがある。

接続センサ１５は、一つの具体例として、充電ケーブル５１のコネクタ５１ａと電気的に接続される２つの検出用電極から構成することができる。この構成では、２つの検出用電極のうち第１検出用電極に動作電圧が加えられ、第２検出用電極に応答電圧Ｖｄが出力される。第２検出用電極は例えば第１抵抗を介して接地電位に電気的に接続されている。また、充電ケーブル５１のコネクタ５１ａには、２つの検出用電極にそれぞれ接続される２つの電極が設けられ、２つの電極間が第２抵抗を介して接続されている。このような構成によれば、充電コネクタ１４に充電ケーブル５１が接続されていなければ、第１検出用電極と第２検出用電極とは電気的に切断されて、第２検出用電極の応答電圧Ｖｄは接地電位となる。一方、充電コネクタ１４に充電ケーブル５１が接続されていれば、第１検出用電極と第２検出用電極とが第２抵抗を介して電気的に接続されて、第２検出用電極に第１抵抗と第２抵抗との分圧電圧が応答電圧Ｖｄとして出力される。したがって、第２検出用電極の応答電圧Ｖｄに基づいて、充電ケーブル５１との充電コネクタ１４との接続を検知できる。また、この構成によれば、充電ケーブル５１に充電電流又は放電電流が流れていなくても、或いは、充電ケーブル５１に充電用又は放電用の電圧が加えてられていなくても、充電ケーブル５１の接続の検知が可能である。

なお、接続センサ１５は、上記の構成に限られず、様々な構成を採用してもよい。例えば、接続センサ１５として、１つ又は複数の検出用電極を採用し、検出用電極を介した検出用の信号の出力とその応答信号の受信により、充電ケーブル５１の電極が接続センサ１５の検出用電極に接続されているか否かを検知する構成を適用してもよい。また、接続センサ１５として、機械的なマイクロスイッチ、または光学的な近接スイッチなどを適用してもよい。

充放電回路１３は、充放電ＥＣＵ３１の制御に基づいて、充電電流を高電圧バッテリ１１へ出力したり、Ｖ２Ｈの機能により放電電流（車体外部への供給電力）を充電コネクタ１４から外部へ出力したりする。充放電回路１３は、車体外部の電源から充電ケーブル５１および充電コネクタ１４を介して供給される電力を受けて充電電流を生成する。或いは、充放電回路１３は、図示略のエンジンに接続された発電機の電力を受けて充電電流を生成する。充放電回路１３は、端子間電圧或いは充電率などの高電圧バッテリ１１の状態情報を充放電ＥＣＵ３１へ出力する。

充電給電操作部３７は、高電圧バッテリ１１への充電と放電との開始指令および終了指令などを乗員から入力する操作機器である。

充放電ＥＣＵ３１は、充電給電操作部３７の操作等に応じて充放電回路１３を制御する。加えて、充放電ＥＣＵ３１は、起動操作部３６又は充電給電操作部３７の操作等に応じてメインスイッチ１２を開閉する。また、充放電ＥＣＵ３１は、接続センサ１５の信号に基づき充電ケーブル５１の接続の有無を判定する接続判定部として機能する。また、充放電ＥＣＵ３１は、充電ケーブル５１の接続の有無を判定するモードを、通常モードと、接続の判定が通常モードより低減される低減モードとに切り替えるモード制御部として機能する。

＜接続検出処理＞
図２は、充放電ＥＣＵにより実行される接続検出処理の手順を示すフローチャートである。

接続検出処理は、少なくとも、電動車両１の起動中で且つ電動車両１の停車時に、充放電ＥＣＵ３１により繰り返し実行される処理である。

接続検出処理が開始されると、先ず、充放電ＥＣＵ３１は、ステップＳ１〜Ｓ４において接続検出の判定モードを切り替える制御処理を実行する。すなわち、充放電ＥＣＵ３１は、メインスイッチ１２のＯＮ指令から所定時間（例えば数秒）内か否かを判別する（ステップＳ１）。ここで、所定時間には、ＯＮ指令が出力されてからメインスイッチ１２が切り替わって接点の状態が安定するまでの時間長が設定される。このような所定時間の設定により、メインスイッチ１２から比較的大きなノイズが発生する場合には、この所定時間内にノイズが発生することになる。

次に、ステップＳ１の判別結果がＮＯであれば、充放電ＥＣＵ３１は、ヒータスイッチ２４のＯＮ指令が出力されてから所定時間（例えば数秒）内か否かを判別する（ステップＳ２）。ここで、所定時間には、ＯＮ指令が出力されてからヒータスイッチ２４が切り替わって接点の状態が安定するまでの時間長が設定される。このような所定時間の設定により、ヒータスイッチ２４から比較的大きなノイズが発生する場合には、この所定時間内にノイズが発生することになる。

そして、ステップＳ１、Ｓ２の両方の判別結果がＮＯであれば、充放電ＥＣＵ３１は、充電ケーブル５１の接続検出の判定モードを通常モードとする（ステップＳ３）。一方、ステップＳ１又はステップＳ２の判別結果がＹＥＳであれば、充放電ＥＣＵ３１は、充電ケーブル５１の接続検出の判定モードを低減モードとする（ステップＳ４）。

上記ステップＳ１〜Ｓ４の処理を実行する充放電ＥＣＵ３１が、本発明に係るモード制御部の一例に相当する。なお、判定モードを低減モードとする条件は、図２の例に限られない。例えば、ＯＮ指令の出力からごく短い期間には、スイッチ動作が開始せずにノイズが発生しない状況であれば、この期間が過ぎたときから低減モードとしてもよい。また、低減モードの期間を決定するためのトリガーとして、メインスイッチ１２又はヒータスイッチ２４のＯＮ指令をトリガーとせずに、起動操作部３６の操作信号又は空調操作部３８の操作信号をトリガーとしてもよい。

また、ノイズの発生源となる動作が他にあり、このノイズが接続センサ１５の応答電圧Ｖｄに混入する可能性があれば、充放電ＥＣＵ３１は、この動作の際に判定モードが低減モードとなるように切替え制御を行ってもよい。ノイズの発生源となる動作としては、例えば、充電の開始時又はＶ２Ｈ機能の給電の開始時に高電圧バッテリ１１を充電コネクタ１４に接続する動作が適用できる。図１の例では、この動作は、充電給電操作部３７の操作に基づくメインスイッチ１２の閉動作となる。また、ノイズの発生源となる動作としては、比較的に大きな電流を消費するその他の電気装置（例えば乗員シートのパワースライド装置）の駆動の開始時又は終了時などが適用できる。電気装置の電力は、図示略の補機バッテリから供給される場合でも、接続センサ１５の応答電圧Ｖｄにノイズが混入する場合がある。

続いて、充放電ＥＣＵ３１は、ステップＳ５〜Ｓ１０において、充電コネクタ１４に、充電ケーブル５１が接続されているか否か判定する接続検出の処理を実行する。先ず、充放電ＥＣＵ３１は、間欠的に繰り返し接続検出を行うために、現時点が、所定の検出周期であるか判別する（ステップＳ５）。ステップＳ５の判別の結果がＹＥＳであれば、充放電ＥＣＵ３１は、次のステップへ処理を移行するが、ＮＯであればステップＳ１に処理を戻す。検出周期ごとの処理は、例えばポーリング処理或いはタイマ割り込み処理により実現してもよい。

次のステップへ移行すると、充放電ＥＣＵ３１は、接続センサ１５へ動作電圧を出力し（ステップＳ６）、接続センサ１５から応答電圧Ｖｄを入力する（ステップＳ７）。ここで、充電コネクタ１４に充電ケーブル５１が接続されていれば、応答電圧Ｖｄは接続を示す電圧レベルＶｈｉｇｈとなり、充電ケーブル５１が接続されていなければ、応答電圧Ｖｄは非接続を示す電圧レベルＶｌｏｗとなる。一方、充電ケーブル５１が接続されていなくても、ノイズが混入することで、応答電圧Ｖｄは接続を示す電圧レベルＶｈｉｇｈの近くまで変化する場合がある。

続いて、充放電ＥＣＵ３１は、現在の判定モードが通常モードか低減モードかを判別する（ステップＳ８）。そして、通常モードであれば、充放電ＥＣＵ３１は、通常モードの条件判別により充電ケーブル５１が接続されているか否かを判定する（ステップＳ９）。一方、低減モードであれば、充放電ＥＣＵ３１は、低減モードの条件判別により充電ケーブル５１が接続されているか否かを判定する（ステップＳ１０）。

ステップＳ９（通常モード）の判別条件は、例えば、Ｎ１回連続して応答電圧Ｖｄが第１閾値Ｖｔｈ１を超えたか否かという条件である。ここで、各パラメータは、連続回数Ｎ１＝１、第１閾値Ｖｔｈ１＝（Ｖｈｉｇｈ＋Ｖｌｏｗ）／２などと設定すればよい。Ｖｈｉｇｈは接続を示す電圧レベルであり、Ｖｌｏｗは非接続を示す電圧レベルである。この場合、充放電ＥＣＵ３１は、直前のステップＳ７で入力した応答電圧Ｖｄが第１閾値Ｖｔｈ１を超えていれば接続、超えていなければ非接続と判定できる。

一方、ステップＳ１０（低減モード）の判別条件は、例えば、Ｎ２回連続して応答電圧Ｖｄが第２閾値Ｖｔｈ２を超えたか否かという条件など、接続と判定される条件が通常モードよりも狭い条件である。ここで、各パラメータは、Ｎ２≧Ｎ１、Ｖｔｈ２＞Ｖｔｈ１と設定される。具体的には、連続回数Ｎ２＝２、第２閾値Ｖｔｈ２＝（Ｖｈｉｇｈ＋Ｖｌｏｗ）×４／５などと設定すればよい。この場合、充放電ＥＣＵ３１は、直前のステップＳ７と前回の接続検出処理のステップＳ７とで入力した２回分の応答電圧Ｖｄが第２閾値Ｖｔｈ２を超えていれば接続、何れかが超えていなければ非接続と判定できる。低減モードの判定では、接続の判別条件が狭いことで、ノイズによって接続と誤判定される可能性が低減される。

なお、低減モードの接続判定の処理は、上記の例に限られない。例えば、低減モードとして、充放電ＥＣＵ３１が接続の判定を休止するモードを採用してもよい。この場合でも、低減モードで充電ケーブル５１が接続と判定されることが、通常モードより低減される。

上記の判別処理において、通常モードの判別処理（ステップＳ９）又は低減モードの判別処理（ステップＳ１０）の結果がＹＥＳであれば、充放電ＥＣＵ３１は、モータＥＣＵ３２に走行禁止の指令を送信する（ステップＳ１１）。そして、一回の接続検出処理が終了する。一方、ステップＳ９又はステップＳ１０の判別結果がＮＯであれば、このまま１回の接続検出処理が終了する。

ステップＳ１１で走行禁止の指令が送信されると、モータＥＣＵ３２は、走行の運転操作が行われても、走行を禁止して走行用モータ２１を駆動しない。モータＥＣＵ３２は、一旦、走行禁止の状態に移行すると、起動操作部３６の操作により再起動されないと走行可能な状態に戻らないように構成してもよい。

＜接続検出処理の動作例１＞
図３は、充電ケーブルが非接続のときの接続検出処理の動作の一例を示すシーケンス図である。

続いて、充電ケーブル５１が接続されていないときの接続検出処理の動作例について説明する。図３に示すように、起動操作部３６が起動操作される前には、メインスイッチ１２は開なので、高電圧バッテリ１１の電力は駆動回路２２へ供給されない。したがって、この段階では、モータＥＣＵ３２は電動車両１の走行が不可能な状態となる。

乗員の起動操作によって操作信号ｍ１が充放電ＥＣＵ３１へ送られると、これに基づき充放電ＥＣＵ３１からメインスイッチ１２へＯＮ指令ｍ２が出力される。充放電ＥＣＵ３１による接続検出処理は、メインスイッチ１２のＯＮ指令ｍ２が出力されるまでは通常モード、ＯＮ指令ｍ２が出力されてから所定時間は低減モード、所定時間の後は通常モードへと切り替えられる。

ＯＮ指令ｍ２が出力されると、メインスイッチ１２を閉に切り替えるためのリレー動作ｍ３が遂行される。リレー動作ｍ３の際、電源ラインには比較的に大きなノイズｍ４が発生して、接続センサ１５の応答電圧Ｖｄにノイズが混入する場合がある。しかし、ノイズｍ４が発生するタイミングには、充放電ＥＣＵ３１の接続検出処理は低減モードになっている。したがって、通常モードでは接続の誤判定となるようなノイズｍ４の大きさであっても、低減モードの判定によってノイズｍ４により接続と誤判定される確率は非常に低くなる。

なお、低減モードが、接続判定を休止するモードであれば、ノイズｍ４により接続と誤判定される確率はゼロとなる。

メインスイッチ１２が閉に切り替わると、駆動回路２２に高電圧バッテリ１１の電力が供給され、モータＥＣＵ３２は運転操作に基づく電動車両１の走行が可能な状態となる。

上記のように、充電ケーブル５１が接続されていないときには、メインスイッチ１２のリレー動作によって比較的に大きなノイズｍ４が発生しても、誤判定により電動車両１の走行が禁止されることが回避され、通常どおりの走行が可能となる。また、同様に、ヒータスイッチ２４の切り替えの際、或いは、充電給電操作部３７の操作に基づくメインスイッチ１２の切り替えの際にも、電源ラインに比較的に大きなノイズが発生することがある。しかし、この場合にも、同様に、誤判定により電動車両１が走行禁止されることを回避できる。

＜接続検出処理の動作例２＞
図４は、充電ケーブルが接続されているときの接続検出処理の動作の一例を示すシーケンス図である。

次に、充電ケーブル５１が接続されているときの接続検出処理の動作例について説明する。図４に示すように、この場合にも、充放電ＥＣＵ３１による接続検出処理は、メインスイッチ１２のＯＮ指令ｍ２が出力されるまでは通常モード、ＯＮ指令ｍ２が出力されてから所定時間は低減モード、所定時間の後は通常モードへと切り替えられる。

充電ケーブル５１が接続されている場合、先ず、ＯＮ指令ｍ２の出力前の通常モードの接続検出処理において、充放電ＥＣＵ３１は充電ケーブル５１の接続と判定する。これにより、充放電ＥＣＵ３１からモータＥＣＵ３２へ走行の禁止指令ｎ１が出力される。したがって、モータＥＣＵ３２は電動車両１の走行を禁止し、運転操作があっても走行用モータ２１を駆動しない。

また、低減モードの接続検出処理では、充電ケーブル５１が確実に接続されていて、電動車両１の電気系統の状態も安定していれば、充電ケーブル５１の接続と判定される。一方、リレー動作ｍ３によるノイズｍ４の発生など、電動車両１の電気系統の状態が不安定だったりすると、充電ケーブル５１の接続と判定されない場合もある。或いは、低減モードが接続の判定を休止するモードであれば、充電ケーブル５１が接続されていても、低減モードのときには充電ケーブル５１の接続と判定されない。

しかし、既に、低減モードの前の通常モードの際に、走行の禁止指令ｎ１が出力されているので、低減モードの際も、禁止指令ｎ１によって、モータＥＣＵ３２は電動車両１の走行を禁止する。

ＯＮ指令ｍ２の出力から所定時間後の通常モードの際には、再び、充放電ＥＣＵ３１は、充電ケーブル５１の接続と判定して、走行の禁止指令ｎ２を出力する。モータＥＣＵ３２は、それより前に出力されている禁止指令ｎ１によって、既に電動車両１の走行を禁止しているが、禁止指令ｎ２の出力により、そのまま電動車両１の走行の禁止を継続する。

このように、充電ケーブル５１が接続されている場合、起動操作部３６の操作が行われても、モータＥＣＵ３２による走行禁止の制御が実現される。したがって、運転操作に基づき走行用モータ２１を駆動してしまうことが防止される。

以上のように、本実施形態の電動車両１の制御装置１００によれば、充放電ＥＣＵ３１が、メインスイッチ１２又はヒータスイッチ２４の切り替わり時に、接続検出の判定モードを通常モードと低減モードとに切り替える。したがって、充放電ＥＣＵ３１は、電源ラインにノイズが発生しやすいタイミングに、判定モードを低減モードに切り替えて、充電ケーブルが接続されていないのに接続と誤判定されることを大幅に低減できる。また、充放電ＥＣＵ３１は、その他の期間には、通常モードの判定により、充電ケーブルの接続の有無を正確に判定できる。したがって、接続センサ１５の周辺とそのハーネスの部分のノイズ耐性を向上する手段に頼らなくても、充電ケーブル５１の接続の有無に応じた走行可否の制御を適切に実現できる。

また、本実施形態の電動車両１の制御装置１００によれば、低減モードとして、充電ケーブル５１の接続と判定する条件を通常モードより狭くしたモードを採用している。従って、充電ケーブルが接続されていれば、低減モードでも、充電ケーブルの接続を判定することができる。従って、接続と誤判定される可能性のある期間が比較的に長くて、低減モードを適用する期間が比較的に長くなるような場合にも、充電ケーブル５１の接続検出によって走行可否の制御を適切に行うことができる。

また、上述したように、低減モードとして、充電ケーブル５１の接続の判定を休止するモードを採用してもよい。この場合、充電ケーブル５１の接続と誤判定される可能性のある期間が非常に短く、低減モードを適用する期間が非常に短くなる場合に、無用な誤判定を確実に排除することができる。これにより、充電ケーブル５１の接続の有無に応じた走行可否の制御を適切に行うことができる。

ここで、メインスイッチ１２のＯＮ指令ｍ２が出力された直後に、充電ケーブル５１が充電コネクタ１４に接続されるようなレアケースの場合を検討する。このような場合、走行の禁止指令がないまま、低減モードの際に充電ケーブル５１が接続されることになる。さらに、低減モードであることで、充電ケーブル５１が接続されているのに、接続と判定されない場合が生じえる。したがって、このようなレアケースでは、メインスイッチ１２が閉に切り替わった後から、接続検出処理が通常モードに切り替わる前までの短い期間に、充電ケーブル５１が接続されているのに走行禁止とならないごく短い期間が生じてしまう恐れがある。

そこで、本実施形態の電動車両１の制御装置１００には、このようなレアケースに対処する機能が追加されてもよい。追加する機能は、例えば、低減モードの際に充放電ＥＣＵ３１がモータＥＣＵ３２に低減モードであることの通知を行う機能と、この通知によってモータＥＣＵ３２が駆動トルクを上昇させないように制御する機能とである。このような追加機能により、上述したレアケースであっても、低減モードにおいて運転操作が行われて駆動トルクが出力されてしまうことを抑止できる。

＜第１変形例＞
図５は、第１変形例の接続検出処理の手順を示すフローチャートである。図６は、第１変形例の接続検出処理の動作の一例を示す説明図である。

変形例の接続検出処理は、図２に示した接続検出処理の一部のみが異なり大部分が同様の処理である。同様の部分については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

変形例の接続検出処理において、ステップＳ１〜Ｓ４の処理は、図２の処理と同一である。変形例の接続検出処理では、ステップＳ３又はステップＳ４で判定モードが決まったら、充放電ＥＣＵ３１は、間欠的な接続検出を行うために、現時点が、低減モードから通常モードへ切り替ったタイミングか判別する（ステップＳ２１）。さらに、この判別の結果がＹＥＳであれば、充放電ＥＣＵ３１は、仮走行禁止指令を出力しているか否かを判別する（ステップＳ２２）。仮走行禁止指令とは、低減モードで接続と判定された場合に、ステップＳ２４において充放電ＥＣＵ３１が送信する指令である。

ステップＳ２１、Ｓ２２の判別処理により、通常モードへの切替えタイミングでないか、或いは、仮走行禁止指令を出力していなければ、充放電ＥＣＵ３１は、ステップＳ５に処理を移行する。ステップＳ５では、図２の処理と同様に、充放電ＥＣＵ３１は、現時点が所定の検出周期か判別する。そして、充放電ＥＣＵ３１は、検出周期であれば次のステップＳ６へ処理を移行するが、検出周期でなければステップＳ１に処理を戻す。

一方、ステップＳ２１、Ｓ２２の判別処理によって、通常モードへの切替えタイミングであり、且つ、仮走行禁止指令を出力していれば、充放電ＥＣＵ３１は、処理をステップＳ６へジャンプする。ステップＳ６〜Ｓ８の処理は、図２の処理と同様である。

ステップＳ８の判定モードの判別結果が通常モードであれば、充放電ＥＣＵ３１は、仮走行禁止指令を解除する処理を行って（ステップＳ２３）、ステップＳ９へ処理を移行する。仮走行禁止指令が出力されていなければ、ステップＳ２３において充放電ＥＣＵ３１は何もしない。

一方、ステップＳ８の判定モードの判別結果が低減モードであれば、充放電ＥＣＵ３１は、処理をステップＳ１０へ移行する。ステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１１の処理は、図２の処理と同様である。

ステップＳ１０で低減モードの条件判別を行って、この判別結果が充電ケーブル５１の接続（ＹＥＳ）を示すものであれば、充放電ＥＣＵ３１は、モータＥＣＵ３２へ仮走行禁止指令を送信する（ステップＳ２４）。そして、１回の接続検出処理を終了する。仮走行禁止指令は、モータＥＣＵ３２に、一旦、電動車両１の走行を禁止させ、モータＥＣＵ３２が再起動されなくても、仮走行禁止指令が解除された場合に電動車両１の走行禁止を解除できる指令とすればよい。

ここで、充電ケーブル５１が接続されていないときに、充放電ＥＣＵ３１が、低減モード中にノイズｍ４によっての充電ケーブル５１の接続と誤判定した場合を説明する（図６を参照）。

変形例の接続検出処理においては、上記のような場合に、充放電ＥＣＵ３１から仮走行禁止指令ｐ１が出力されて、モータＥＣＵ３２は電動車両１を一時的に走行禁止とする。しかし、その後、接続検出処理が通常モードとなった場合に、充放電ＥＣＵ３１からモータＥＣＵ３２へ仮走行禁止解除指令ｐ２が送信され、モータＥＣＵ３２の走行禁止の制御が解除される。そして、充電ケーブル５１が接続されていなければ、その後の通常モードの接続検出処理において充電ケーブル５１の非接続と判定されて、モータＥＣＵ３２は、電動車両１を走行可能とする。

さらに、変形例の接続検出処理においては、図５のステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ５の判別処理によって、タイミング制御の変形例が追加されている。接続検出処理のタイミング制御では、図６に示すように、多くの場合、充放電ＥＣＵ３１は、検出周期τ１ごとに充電ケーブル５１が接続されているか否かを繰り返し判定する。一方、低減モードにおいて充電ケーブル５１の接続と検出され、且つ、低減モードから通常モードへ切り替ったタイミングｔ１には、充放電ＥＣＵ３１は、検出周期τ１に達していなくても、速やかに充電ケーブル５１が接続されているか否かの判定を行う。

このようなタイミング制御がないと、低減モードにおいて充電ケーブル５１の接続と判定されて誤検出の可能性がある場合に、通常モードに切り替わった後、安定した充電ケーブル５１の接続判定がなされるまでに、遅延Ｔ２が生じてしまう。一方、変形例の接続検出処理によれば、低減モードにおいて充電ケーブル５１が接続と判定された場合には、通常モードに切り替わった際に、速やかに通常モードの判定処理がやり直される。したがって、少ない遅延で、充電ケーブル５１の接続の有無を安定的に判定し、この判定結果に基づいて適切な走行の禁止制御を実現できる。

＜第２変形例＞
図７は、第２変形例の電動車両の制御装置の要部を示すブロック図である。

第２変形例の電動車両１の制御装置は、充電コネクタ１４に充電ケーブル５１が接続されているか判定するために、図１の構成に加えて、複数種類の接続センサである第１接続センサ１５ａと第２接続センサ１５ｂとを備える。

第１接続センサ１５ａと第２接続センサ１５ｂとは互いに異なる種類のセンサである。例えば、第１接続センサ１５ａは、図１の接続センサ１５と同様の構成であり、第２接続センサ１５ｂは、機械的なマイクロスイッチ、或いは、光学的な近接スイッチなどである。

通常モードの際、充放電ＥＣＵ３１は、充電ケーブル５１が接続されているか否かを判定するのに、第１接続センサ１５ａの検出結果である応答電圧Ｖｄ１を使用する。一方、低減モードの際、充放電ＥＣＵ３１は、充電ケーブル５１が接続されているか否かを判定するのに、第２接続センサ１５ｂの検出結果であるセンサ信号Ｖｄ２を使用する。第２接続センサ１５ｂは、ノイズ耐性が高くなるように、例えば動作電圧が高く、センサ信号Ｖｄ２の実効値が大きいセンサが適用されてもよい。

第１接続センサ１５ａを使用した通常モードの接続検出処理では、ノイズの少ない安定した期間に、正確な接続の判定を行うことができる判定条件が適用される。一方、第２接続センサ１５ｂを使用した低減モードの接続検出処理では、ノイズが多くても、接続と誤判定されることが低減されるような厳しい判定条件が適用される。

第２変形例によれば、低減モードの際に第２接続センサ１５ｂを用いることで、低減モードにおいても、充電ケーブル５１の接続の検出を見逃しにくく、さらに、ノイズ等の影響があっても充電ケーブル５１の接続と誤判定されることを大幅に抑止できる。また、第２接続センサ１５ｂは、ノイズ耐性を向上するために消費電力が大きくなっても、低減モードの短い期間に限って使用されるので、接続検出処理の全体の消費電力に大きく影響しない。したがって、第２変形例によれば、ランニングコストを大幅に増大させることなく、充電ケーブル５１の接続の有無に応じた走行可否の制御を適切に行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られるものではない。例えば、本発明が適用される電動車両は、走行用モータで走行する電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）、或いは、走行用モータとエンジンとを有するプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）であってもよい。

また、上記実施形態では、比較的に大きなノイズが発生する際など、充電ケーブルの接続と誤判定される可能性が生じる期間を、判定モードを低減モードに切り替える期間とした。しかし、例えば、充電コネクタ１４を覆う充電口が閉じられているときなど、充電ケーブル５１の接続の可能性が無いときに、判定モードが低減モードに切り替えられる構成を採用してもよい。

また、上記実施形態では、通常モードにおける充電ケーブル５１の接続の判別条件と、低減モードにおける充電ケーブル５１の接続の判別条件とを、図２のステップＳ９、Ｓ１０のように異ならせる例を示した。しかし、通常モードの判別条件と低減モードの判別条件とは、閾値電圧と連続した検出回数とを異ならせることに限られない。例えば、閾値電圧と連続した検出回数の一方のみを異ならせたり、センサ電圧が閾値電圧を超える時間長、判定に使用するセンサの種類など、その他の条件を異ならせたりしてもよい。

また、上記実施形態では、切替え可能な判定モードとして、通常モードと低減モードとの２つのモードを示したが、例えば、通常モード、第１低減モード、第２低減モードなどの３つ以上のモードを適用してもよい。この場合、例えば、ノイズにより誤検出される恐れが中程度であるときに第１低減モードに切り替え、ノイズによる誤検出される恐れが高いときに、より充電ケーブルが接続されていると判定されにくい第２低減モードに切り替えるようにするとよい。ノイズの発生の恐れが中程度のときとは、例えば低電圧の電気装置（補機類など）の動作時などである。ノイズの発生の恐れが高いときとは、例えば高電圧の電気装置の動作時などである。このような場合、第１低減モードを、判定条件が通常モードより厳しいモードとし、第２低減モードを休止モードにしてもよい。

また、上記実施形態では、判定モードを切り替えるトリガーとして、具体的な電気部品又は電気機器の動作を一例として示した。しかし、判定モードを切り替えるトリガーは、車両に備わる電気回路構成に応じて適宜変更可能である。例えば、ノイズが多量に発生する電気機器であっても、接続センサ１５から遠く、又は、接続センサ１５と充放電ＥＣＵ３１とを結ぶ配線から遠く離れていれば、この電気機器のノイズによる誤検出は生じにくい。従って、このような電気機器の動作時には、判定モードを低減モードに切り替えなくてもよい。逆に、ノイズが多量に発生しない電気機器であっても、接続センサ１５の近く、又は、接続センサ１５と充放電ＥＣＵ３１とを結ぶ配線の近くに配置されていれば、この電機機器のノイズによる誤検出の恐れは高くなる。従って、このような電気機器の動作時には、判定モードを低減モードに切り替えるとよい。

また、上記実施形態では、電動車両１の走行を禁止する走行制御部の一例として、モータＥＣＵ３２を示した。しかし、例えば、エンジンと走行用モータとを有するＰＨＥＶであれば、ＥＣＵ（Engine Control Unit）とモータＥＣＵとの両方、或いは、これらを統合制御するハイブリッドＥＣＵが、走行を禁止する走行制御部として機能してもよい。

また、上記実施形態では、充電ケーブル５１の接続の有無を判定する接続判定部と、判定モードを切り替えるモード制御部との両方の機能を、充放電ＥＣＵ３１が実現する構成例を示した。しかし、接続判定部の機能およびモード制御部の機能を、他のＥＣＵが実現しても良いし、これらの機能を、別々のＥＣＵが実現する構成としてもよい。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 電動車両
１１ 高電圧バッテリ
１２ メインスイッチ
１３ 充放電回路
１４ 充電コネクタ
１５ 接続センサ
１５ａ 第１接続センサ
１５ｂ 第２接続センサ
２１ 走行用モータ
２２ 駆動回路
２３ 電動ヒータ
２４ ヒータスイッチ
３１ 充放電ＥＣＵ（接続判定部、モード制御部）
３２ モータＥＣＵ（走行制御部）
３３ 空調ＥＣＵ
３６ 起動操作部
３７ 充電給電操作部
３８ 空調操作部
５１ 充電ケーブル
５１ａ コネクタ
１００ 制御装置

Claims (6)

1. 走行用の電力を蓄積する高電圧バッテリと、車体の外部から充電ケーブルが接続可能な充電コネクタとを備えた電動車両に搭載される電動車両の制御装置であって、
   前記充電コネクタに前記充電ケーブルが接続されているか否かを判定する接続判定部と、
   前記電動車両の走行の制御を行う走行制御部と、
   前記接続判定部の判定モードを、通常モードと、接続の判定が前記通常モードよりも低減される低減モードとに切り替え可能なモード制御部と、
   を備え、
   前記モード制御部は、少なくとも、前記走行制御部の稼動中で且つ前記電動車両の停車時に、前記電動車両に備わる所定の機器の状態の変化に対応させて、前記通常モードと前記低減モードとの切り替えを行い、
   前記走行制御部は、前記接続判定部により前記充電ケーブルが接続されていると判定された場合に、前記電動車両の走行を禁止することを特徴とする電動車両の制御装置。
2. 前記電動車両は、電力により走行用の動力を発生する走行用モータと、電力により駆動する電気装置と、前記高電圧バッテリの電圧が加わる電源ラインの開閉を行うメインスイッチとを備え、
   前記モード制御部は、前記所定の機器の状態の変化として、前記電気装置のオンとオフとの切り替え時、又は前記メインスイッチの切り替え時に、前記接続判定部の判定モードを前記低減モードとすることを特徴とする請求項１記載の電動車両の制御装置。
3. 前記低減モードは、前記充電ケーブルの接続の判定を休止するモードであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動車両の制御装置。
4. 前記低減モードは、前記充電ケーブルの接続の判定条件が前記通常モードより狭いモードであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動車両の制御装置。
5. 前記接続判定部は、
   間欠的なタイミングで前記充電ケーブルの接続の判定を行い、且つ、
   前記低減モードにおいて前記充電ケーブルの接続と判定した場合には、次に通常モードに切り替えられた際、前記間欠的なタイミングに達する前に、前記充電ケーブルの接続の判定を行うことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４の何れか一項に記載の電動車両の制御装置。
6. 前記充電ケーブルの接続を検知するための複数種類の接続センサを備え、
   前記接続判定部は、前記複数種類の接続センサのうち第１接続センサの検出結果を用いて前記通常モードの判定を行い、前記複数種類の接続センサのうち前記第１接続センサと異なる第２接続センサの検出結果を用いて前記低減モードの判定を行うことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、請求項５の何れか一項に記載の電動車両の制御装置。

Images