JP6281540B2 - 電気自動車 - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、電気自動車に関する。本明細書でいう電気自動車は、駆動輪を回転させる走行用モータを備える自動車を意味する。電気自動車には、走行用モータに加えてエンジンを備える自動車（いわゆる、ハイブリッド車）、バッテリから走行用モータに電力を供給する自動車、あるいは燃料電池から走行用モータに電力を供給する自動車（いわゆる、燃料電池車）が含まれる。

特許文献１に、エンジンと走行用モータによって駆動輪を回転させるハイブリッド車が開示されている。走行用モータを駆動する回路は、バッテリの直流電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータの出力電圧を交流電圧に変換して走行用モータに供給するインバータと、昇圧コンバータとインバータを制御するモータ制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）を有している。インバータの入力端子間（すなわち、昇圧コンバータの出力端子間）には、電圧の脈動を抑制するための平滑化コンデンサが接続されている。通常状態では平滑化コンデンサに高電圧が印加されているために、異常時には平滑化コンデンサを放電して安全を確保する必要がある。そこで、このハイブリッド車は、平滑化コンデンサを放電するための放電回路を有しており、モータ制御装置が放電回路を制御する。また、このハイブリッド車は、エンジンと走行用モータの出力の分配を制御するためのメイン制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）と、車両の衝突可能性を判定する衝突可能性判定装置（ＰＣＳ−ＥＣＵ）を有している。

上述したハイブリッド車を含む電気自動車では、安全性確保のため、衝突時に平滑化コンデンサから速やかに電荷を放電することが求められる。特許文献１のハイブリッド車では、衝突時に放電回路が平滑化コンデンサの電荷を放電する。なお、放電回路の動作時には放電回路に大電流が流れるため、放電回路を構成する部品に多大な負荷が加わる。このため、放電回路を頻繁に動作させることはできない。車両の衝突を正確に検知して、必要な場合に限って放電回路を動作させることが必要となる。

特許文献１のハイブリッド車では、衝突可能性判定と通信途絶判定を組み合わせて、車両の衝突を検知する。

衝突可能性判定は、衝突可能性判定装置によって実行される。衝突可能性判定装置は、車両に搭載されているセンサ群に接続されている。センサ群は、車両の走行状態（車両周囲の状況、車両速度、車両進路等）を測定する複数のセンサにより構成されている。例えば、車両周囲の障害物や他の車両を検知するミリ波レーダやカメラ、車両に加わる加速度を検出する加速度センサ、車両の走行速度を検出する車速センサ、ステアリングの操舵角を検出する角度センサ等がセンサ群に含まれ得る。衝突可能性判定装置は、センサ群が出力するデータに基づいて、車両が衝突する可能性があるか否かを衝突前に判定する。車両が衝突する可能性がある場合には、衝突可能性判定装置は、その旨の信号をモータ制御装置に送信する。衝突可能性があると判定された場合でも、緊急回避等によって衝突が回避される場合がある。したがって、衝突可能性判定だけで衝突があったと判定することは妥当でない。

通信途絶判定は、モータ制御装置によって実行される。メイン制御装置は、モータ制御装置に定期的に信号（例えば、走行用モータを制御するための信号等）を送信するように構成されている。モータ制御装置は、メイン制御装置が送信する定期信号に基づいて、メイン制御装置との通信が途絶していないかの判定を繰り返し実行する。メイン制御装置や通信配線の故障等によって通信が途絶されることもあるし、車両が衝突したことによって通信が途絶されることもある。通信途絶判定だけで衝突があったと判定することは妥当でない。

そこで特許文献１のモータ制御装置では、衝突可能性判定で衝突の可能性があると判定され、かつ、通信途絶判定で通信が途絶されたと判定された場合に、車両が衝突したと判定する。車両が衝突する可能性がある状態において通信途絶が発生したということは、車両が衝突した可能性が高いことを意味する。衝突可能性判定と通信途絶判定を組み合わせることによって、車両の衝突を正確に把握することが可能となる。なお、このハイブリッド車では、衝突によってメイン制御装置とモータ制御装置の間で通信が途絶しても、モータ制御装置で衝突を検知することができる。このため、衝突時に上記通信が途絶しても、平滑化コンデンサを放電させることができる。

特開２０１４−１２４０４５号公報

特許文献１のハイブリッド車では、平滑化コンデンサの放電に先だって、以下の処理が行われる。まず衝突前に、衝突可能性判定で車両が衝突する可能性があると判定される。また、衝突可能性判定と並行して、または、衝突可能性判定の後に、通信途絶判定が実行される。通信途絶判定は、複数周期分の定期信号を監視することによって行われるため、一定の時間を要する。通信途絶判定の実行中または実行前に、車両が衝突して定期信号がモータ制御装置に送信されなくなる。衝突の後に通信途絶判定が終了し、通信が途絶したと判定される。この段階で平滑化コンデンサの放電が実行される。衝突時から通信途絶判定に要する時間だけ遅れたタイミングで平滑化コンデンサが放電される。安全性の更なる向上のためには、平滑化コンデンサの放電タイミングを早める技術が必要とされる。

本明細書では、衝突から平滑化コンデンサの放電までの時間を短縮化する技術を提供する。当然のことながら、それによって非衝突時に平滑コンデンサを放電してしまう可能性を増大させてはいけない。非衝突を衝突と誤判定する可能性を抑えながら、衝突から放電までの時間を短縮化する技術を提供する。

従来は、通信途絶判定の信頼性を確保するために、通信途絶判定に比較的長い時間を費やしていた。しかしながら、衝突可能性判定と組み合わせて用いる場合は、通信途絶判定に費やす時間を短くしても非衝突を衝突と誤判定する可能性が高くならないことを発明者らは見出した。この知見に基づいて、本明細書が開示する電気自動車が開発された。この電気自動車は、以下の構成を有する。

本明細書で開示する電気自動車は、直流電源と、インバータと、走行用モータと、平滑化コンデンサと、放電回路と、モータ制御装置と、メイン制御装置と、センサ群と、衝突可能性判定装置を有している。インバータは、直流電源の直流電圧を交流電圧に変換する。走行用モータは、交流電圧によって回転して駆動輪を回転させる。平滑化コンデンサは、インバータの入力端子間に接続されている。放電回路は、平滑化コンデンサの電荷を放電することが可能である。モータ制御装置は、インバータと放電回路を制御する。メイン制御装置は、モータ制御装置に定期信号を定期的に送信する。センサ群は、走行状態を測定する。衝突可能性判定装置は、センサ群が出力するデータに基づいて衝突可能性を判定し、衝突可能性が有る場合に衝突可能性信号をモータ制御装置に送信する。モータ制御装置は、複数周期分の定期信号に基づいてメイン制御装置との通信が途絶しているか否かを判定する通信途絶判定を繰り返し実行し、前記通信が途絶していると判定した場合に通信途絶信号を出力する処理を実行する。モータ制御装置は、通信途絶判定に先立って衝突可能性信号を受信した場合に、通信途絶判定に先立って衝突可能性信号を受信していない場合に比して、通信途絶判定が短時間で完了する判定手順に変更する。モータ制御装置は、通信途絶判定に先立って衝突可能性信号を受信しており、かつ、通信途絶信号が出力された場合に、放電回路に平滑化コンデンサの電荷を放電させる処理を実行する。

なお、直流電源は、バッテリであってもよいし、バッテリとバッテリ電圧を昇圧する昇圧コンバータの組み合わせであってもよいし、燃料電池であってもよい。また、定期信号として、例えば走行用モータの出力値を指令する信号等のように、種々の信号を採用することができる。

この電気自動車では、モータ制御装置が、通信途絶判定に先立って衝突可能性信号を受信した場合（すなわち、衝突可能性が有ると判定された場合）に、そうでない場合に比べて短い時間で通信途絶判定を実行する。衝突可能性が有るという判定は、その後に衝突による通信途絶が発生する可能性が高いことを意味する。このため、事前に衝突可能性が有ると判定されている場合（すなわち、衝突による通信途絶が発生する可能性が高い状況にあることが示されている場合）には、通信途絶判定の時間を短くしても、通信途絶判定で誤判定が起こるリスクは低い。また、通信途絶判定に費やす時間を短くすることで、衝突から平滑化コンデンサの放電までの時間を短くすることができる。つまり、非衝突を衝突と誤判定するリスクを最小限に抑えつつ、衝突から短時間で平滑化コンデンサの放電を行うことが可能となる。また、モータ制御装置は、通信途絶判定に先立って衝突可能性信号を受信していない場合には、通信途絶判定の時間を長くして通信途絶判定の信頼性を確保する。このように、この電気自動車によれば、何れの場合でも通信途絶判定の信頼性を確保することが可能であるとともに、衝突から短い時間内に平滑化コンデンサを放電することが可能となる。このため、衝突時の安全性を向上させることができる。

なお、平滑化コンデンサの放電は、上述した場合（すなわち、通信途絶判定に先立って衝突可能性信号を受信しており、かつ、通信途絶信号が出力された場合）に加えて、上述した場合とは別の場合に実行されるように電気自動車が構成されていてもよい。

ハイブリッド車１０の構成図。 ＭＧ−ＥＣＵ９０が実行する衝突検知処理を示すフローチャート。

図１に示す実施例１のハイブリッド車１０は、モータジェネレータ２１、２２（以下、ＭＧという）とエンジン２３によって２つの駆動輪１２を回転させて走行する。なお、ＭＧ２１、２２は、ハイブリッド車１０の加速時等にはバッテリ８０から電力の供給を受けて駆動輪１２を駆動するモータとして機能する。また、ＭＧ２１、２２は、ハイブリッド車１０の減速時等には駆動輪１２の回転によって電力を生成してバッテリ８０に供給するジェネレータとして機能する。ＭＧ２１、２２及びエンジン２３は、動力分割機構２４、プロペラシャフト１６、ディファレンシャルギア１４、車軸１３を介して駆動輪１２に接続されている。動力分割機構２４は、ＭＧ２１、ＭＧ２２及びエンジン２３の動力をプロペラシャフト１６に伝達する。動力分割機構２４は、内蔵するクラッチによってエンジン２３とプロペラシャフト１６の間で動力が伝わらないようにすることもできる。ＭＧ２１、ＭＧ２２及びエンジン２３の動力によってプロペラシャフト１６が回転すると、その回転がディファレンシャルギア１４を介して車軸１３に伝わり、車軸１３と駆動輪１２が回転する。

ハイブリッド車１０は、バッテリ８０と、バッテリ８０から供給される電力を変換してＭＧ２１、２２に供給する電力制御回路３０を有している。電力制御回路３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０、平滑化コンデンサ６０、放電回路５０、第１インバータ４１及び第２インバータ４２を有している。

バッテリ８０は、正極端子Ｐ１と負極端子Ｎ１を有している。バッテリ８０は、正極端子Ｐ１と負極端子Ｎ１の間に直流電圧を印加する。

ＤＣ−ＤＣコンバータ７０は、高電位入力端子Ｐ２、低電位入力端子Ｎ２、高電位出力端子Ｐ３及び低電位出力端子Ｎ３を有している。高電位入力端子Ｐ２はバッテリ８０の正極端子Ｐ１に接続されている。低電位入力端子Ｎ２はバッテリ８０の負極端子Ｎ１に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ７０は、昇圧動作と降圧動作を実行する。昇圧動作では、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０は、バッテリ８０が入力端子Ｐ２、Ｎ２間に印加している電圧を昇圧し、昇圧した電圧を出力端子Ｐ３、Ｎ３間に出力する。昇圧動作は、ＭＧ２１、２２で電力を消費している場合に実行される。降圧動作では、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０は、出力端子Ｐ３、Ｎ３間の電圧を降圧して入力端子Ｐ２、Ｎ２間に出力する。これによって、バッテリ８０が充電される。降圧動作は、ＭＧ２１、２２がジェネレータとして動作している場合に実行される。

ＤＣ−ＤＣコンバータ７０は、コンデンサ７２、リアクトル７４、スイッチング素子７８ａ、ダイオード７６ａ、スイッチング素子７８ｂ及びダイオード７６ｂを有している。コンデンサ７２は、入力端子Ｐ２、Ｎ２間に接続されている。コンデンサ７２は、入力端子Ｐ２、Ｎ２間の電圧を平滑化し、この電圧の脈動を抑制する。低電位入力端子Ｎ２と低電位出力端子Ｎ３は、直接接続されている。リアクトル７４の一端は、高電位入力端子Ｐ２に接続されている。リアクトル７４の他端Ｑ１と高電位出力端子Ｐ３の間には、スイッチング素子７８ａとダイオード７６ａが並列に接続されている。ダイオード７６ａは、カソードが高電位出力端子Ｐ３側となる向きで接続されている。リアクトル７４の他端Ｑ１と低電位出力端子Ｎ３（すなわち、低電位入力端子Ｎ２）の間には、スイッチング素子７８ｂとダイオード７６ｂが並列に接続されている。ダイオード７６ｂは、アノードが低電位出力端子Ｎ３側となる向きで接続されている。スイッチング素子７８ａとスイッチング素子７８ｂがスイッチングすることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０が、昇圧動作と降圧動作を実行する。

第１インバータ４１は、高電位入力端子Ｐ４、低電位入力端子Ｎ４及び３つの出力配線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１を有している。高電位入力端子Ｐ４はＤＣ−ＤＣコンバータ７０の高電位出力端子Ｐ３に接続されている。低電位入力端子Ｎ４はＤＣ−ＤＣコンバータ７０の低電位出力端子Ｎ３に接続されている。３つの出力配線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１は、ＭＧ２１に接続されている。第１インバータ４１の入力端子Ｐ４、Ｎ４間には、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の出力端子Ｐ３、Ｎ３間の直流電圧（バッテリ８０の直流電圧よりも高い直流電圧）が印加される。第１インバータ４１は、入力端子Ｐ４、Ｎ４間の直流電圧を三相交流電圧に変換し、変換した三相交流電圧を出力配線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に出力する。ＭＧ２１は、第１インバータ４１から三相交流電圧の供給を受けて回転し、駆動輪１２を回転させる。

第１インバータ４１は、逆導通型スイッチング装置４４ａ〜４４ｆを有している。各逆導通型スイッチング装置４４は、スイッチング素子とダイオードの並列回路によって構成されている。各ダイオードは、カソードが高電位側（高電位入力端子Ｐ４側）を向く向きで接続されている。高電位入力端子Ｐ４と低電位入力端子Ｎ４の間に、逆導通型スイッチング装置４４ａ、４４ｂの直列回路、逆導通型スイッチング装置４４ｃ、４４ｄの直列回路、及び、逆導通型スイッチング装置４４ｅ、４４ｆの直列回路が並列に接続されている。逆導通型スイッチング装置４４ａ、４４ｂの間に出力配線Ｕ１が接続されており、逆導通型スイッチング装置４４ｃ、４４ｄの間に出力配線Ｖ１が接続されており、逆導通型スイッチング装置４４ｅ、４４ｆの間に出力配線Ｗ１が接続されている。各逆導通型スイッチング装置４４がスイッチングすることで、第１インバータ４１が動作する。

第２インバータ４２は、高電位入力端子Ｐ５、低電位入力端子Ｎ５及び３つの出力配線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２を有している。高電位入力端子Ｐ５はＤＣ−ＤＣコンバータ７０の高電位出力端子Ｐ３に接続されている。低電位入力端子Ｎ５はＤＣ−ＤＣコンバータ７０の低電位出力端子Ｎ３に接続されている。３つの出力配線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２は、ＭＧ２２に接続されている。第２インバータ４２の内部構造は、第１インバータ４１の内部構造と等しい。第２インバータ４２の入力端子Ｐ５、Ｎ５間には、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の出力端子Ｐ３、Ｎ３間の直流電圧が印加される。第２インバータ４２は、入力端子Ｐ５、Ｎ５間の直流電圧を三相交流電圧に変換し、変換した三相交流電圧を出力配線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に出力する。ＭＧ２２は、第２インバータ４２から三相交流電圧の供給を受けて回転し、駆動輪１２を回転させる。

平滑化コンデンサ６０は、第１インバータ４１の入力端子Ｐ４、Ｎ４間に接続されている。平滑化コンデンサ６０は、第２インバータ４２の入力端子Ｐ５、Ｎ５間に接続されているとも言えるし、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０の出力端子Ｐ３、Ｎ３間に接続されているともいえる。平滑化コンデンサ６０は、第１インバータ４１の入力端子Ｐ４、Ｎ４間（すなわち、第２インバータ４２の入力端子Ｐ５、Ｎ５間）の電圧を平滑化し、この電圧の脈動を抑制する。通常時は、平滑化コンデンサ６０に高電圧が印加されているので、平滑化コンデンサ６０に電荷が溜まっている。

放電回路５０は、第１インバータ４１の入力端子Ｐ４、Ｎ４間に、平滑化コンデンサ６０に対して並列に接続されている。放電回路５０は、抵抗５２とスイッチング素子５４の直列回路である。スイッチング素子５４は、通常時はオフしている。後に詳述するが、車両の衝突が検知されると、スイッチング素子５４がオンし、放電回路５０を介して平滑化コンデンサ６０の電荷が放電される。

ハイブリッド車１０は、複数の電子制御装置（Electronic Control Unit、以下、ＥＣＵという）を有している。図１に示すように、ハイブリッド車１０は、ＭＧ−ＥＣＵ（Motor Generator-ECU）９０、ＨＶ−ＥＣＵ（Hybrid Vehicle-ECU）９２、ＰＣＳ−ＥＣＵ（Pre-Crash Safety-ECU）９４、及び、Ａ／Ｂ−ＥＣＵ（Airbag-ECU）９６を有している。ＭＧ−ＥＣＵ９０、ＨＶ−ＥＣＵ９２及びＰＣＳ−ＥＣＵ９４は、ＣＡＮ（Controller Area Network）９８によって互いに接続されている。Ａ／Ｂ−ＥＣＵ９６は、ＨＶ−ＥＣＵ９２に接続されている。

ＨＶ−ＥＣＵ９２は、ハイブリッド車１０の全体を制御するためのＥＣＵである。ＨＶ−ＥＣＵ９２は、ハイブリッド車１０のアクセルの開度を検出するセンサに接続されている。ＨＶ−ＥＣＵ９２は、アクセル開度センサの検出値に基づいて、エンジン２３の出力とＭＧ２１、２２の出力を決定する。ＨＶ−ＥＣＵ９２は、決定したエンジン２３の出力に従ってエンジン２３を制御する。また、ＨＶ−ＥＣＵ９２は、ＭＧ２１、２２の出力を指令するデータ（以下、出力指令データ）をＭＧ−ＥＣＵ９０に送信する。ＨＶ−ＥＣＵ９２は、上述したエンジン２３の出力とＭＧ２１、２２の出力を決定する処理を一定の周期で繰り返し実行する。したがって、ＨＶ−ＥＣＵ９２からＭＧ−ＥＣＵ９０に、出力指令データが定期的に送信される。また、ＨＶ−ＥＣＵ９２は、その他のデータを定期的にＭＧ−ＥＣＵ９０に送信する。例えば、ＨＶ−ＥＣＵ９２は、イグニッションオンしているか否かを示すイグニッションデータをＭＧ−ＥＣＵ９０に定期的に送信する。出力指令データとイグニッションデータの他にも、種々のデータがＨＶ−ＥＣＵ９２からＭＧ−ＥＣＵ９０に定期的に送信される。データの送信周期は、データの種類によって異なる。例えば、出力指令データは、ＭＧ２１、２２を正確に制御するために、イグニッションデータよりも短い周期で送信される。ＨＶ−ＥＣＵ９２は、ハイブリッド車１０の全体を制御するＥＣＵであるので、電力制御回路３０から離れた位置に設置されている。

ＭＧ−ＥＣＵ９０は、電力制御回路３０に接続されている。ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ＨＶ−ＥＣＵ９２が送信した出力指令データを受信し、受信した出力指令データに基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０のスイッチング素子７８ａ、７８ｂ、第１インバータ４１の逆導通型スイッチング装置４４ａ〜４４ｆ、及び、第２インバータ４２の逆導通型スイッチング装置４４ａ〜４４ｆのスイッチングを制御する。これによって、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、出力指令データに応じた出力でＭＧ２１、２２を回転させる。また、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、放電回路５０のスイッチング素子５４のスイッチングを制御する。スイッチング素子５４の制御は、後に詳述する。また、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ＨＶ−ＥＣＵ９２から送信されるイグニッションデータに応じて、電力制御回路３０の電源のオン‐オフを制御する。このように、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、電力制御回路３０を制御する専用のＥＣＵである。このため、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、電力制御回路３０の近傍（例えば、同一ケース内）に設置されている。したがって、ＭＧ−ＥＣＵ９０はＨＶ−ＥＣＵ９２から離れた位置に設置されており、これらの間の配線（ＣＡＮ９８）は長い。

ＰＣＳ−ＥＣＵ９４は、センサ群８８に接続されている。センサ群８８は、ハイブリッド車１０の走行状況を検出する多数のセンサを有している。例えば、車両周囲の障害物や他の車両を検知するミリ波レーダやカメラ、車両に加わる加速度を検出する加速度センサ、車両の走行速度を検出する車速センサ、ステアリングの操舵角を検出する角度センサ等がセンサ群８８に含まれる。ＰＣＳ−ＥＣＵ９４は、センサ群８８から入力されるデータに基づいて、車両が衝突する可能性が有るか否かを判定する。ＰＣＳ−ＥＣＵ９４は、衝突可能性が有る場合に、衝突可能性信号をＭＧ−ＥＣＵ９０に送信する。また、ＰＣＳ−ＥＣＵ９４は、衝突可能性が有ると判定した場合には、衝突可能性が高いか低いかを判定する。衝突可能性が比較的低い場合には第１衝突可能性信号を送信し、衝突可能性が高い場合には第２衝突可能性信号を送信する。したがって、衝突可能性信号として、第１衝突可能性信号が送信される場合と、第２衝突可能性信号が送信される場合がある。衝突可能性信号は、実際に車両が衝突するタイミングよりも前に送信される。以下では、上述したＰＣＳ−ＥＣＵ９４による判定を、衝突可能性判定という場合がある。

Ａ／Ｂ−ＥＣＵ９６は、図示しない加速度センサに接続されている。この加速度センサは、上述したセンサ群８８に含まれる加速度センサであってもよい。Ａ／Ｂ−ＥＣＵ９６は、加速度センサから入力されるデータに基づいて、車両が衝突したか否かを判定する。Ａ／Ｂ−ＥＣＵ９６は、車両が衝突したと判定した場合には、衝突信号をＨＶ−ＥＣＵ９２に送信する。Ａ／Ｂ−ＥＣＵ９６による衝突信号の送信は、車両が衝突した直後に行われる。ＨＶ−ＥＣＵ９２は、衝突信号を受信すると、図示しないエアバッグを作動させる。

次に、ＭＧ−ＥＣＵ９０が平滑化コンデンサ６０を放電させる動作について説明する。ＭＧ−ＥＣＵ９０は、車両の走行中に図２に示す処理を繰り返し実行する。

ステップＳ１０では、ＭＧ−ＥＣＵ９０が、衝突可能性信号を受信したか否かを判定する。ここでは、ステップＳ１０を実行するタイミング前の数秒以内に衝突可能性信号を受信したか否かを判定する。ＰＣＳ−ＥＣＵ９４が衝突可能性信号を送信していない場合（つまり、直前の衝突可能性判定で、車両が衝突する可能性が無いと判定された場合）には、ステップＳ１０でＮＯとなる。この場合、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ステップＳ１２の通常通信途絶判定を実行する。

ステップＳ１２の通常通信途絶判定では、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ＨＶ−ＥＣＵ９２からＭＧ−ＥＣＵ９０に定期的に送信されるデータを監視し、ＨＶ−ＥＣＵ９２とＭＧ−ＥＣＵ９０の間の通信が途絶しているか否かを判定する。なお、上述したように、ＨＶ−ＥＣＵ９２からＭＧ−ＥＣＵ９０には多種類のデータが定期的に送信され、これらの送信周期はデータの種類によって異なる。まず、ＨＶ−ＥＣＵ９２からＭＧ−ＥＣＵ９０に定期的に送信される多種類のデータのうち、通信途絶判定に用いる３種類のデータ（第１データ、第２データ及び第３データ）について説明する。第１データは１００ｍｓｅｃの周期で送信されるデータであり、第２データは３００ｍｓｅｃの周期で送信されるデータであり、第３データは７００ｍｓｅｃの周期で送信されるデータである。第１データ、第２データ及び第３データは、互いの相違を判別できるものであればどのようなデータであってもよい。例えば、第１データ、第２データ及び第３データの何れかが、上述した出力指令データまたはイグニッションデータであってもよい。

ステップＳ１２の通常通信途絶判定では、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、監視期間の長さｔを３．５秒に設定し、その監視期間中に第３データを適切に受信できるか否かを判定する。３．５秒は第３データの周期（７００ｍｓｅｃ）の５倍であるので、通信状態が良好であれば監視期間中に５つの第３データを受信できる。ここでは、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、監視期間の間に５つの第３データを受信できるか否かによって、通信が途絶しているか否かを判定する。但し、データの送受信にエラーが発生する場合があるので、監視期間の間に５よりも少ない所定数（例えば、４つ）の第３データを受信できるか否かによって、通信が途絶しているか否かを判定してもよい。ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ステップＳ１２で適切に第３データを受信できた場合には、通信が途絶していないとしてステップＳ１４でＮＯと判定する。この場合、一連の処理が終了し、ＭＧ−ＥＣＵ９０は図２に示す処理を初めから再度実行する。他方、ステップＳ１２で適切に第３データを受信できなかった場合には、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、通信が途絶しているとしてステップＳ１４でＹＥＳと判定する。この場合には、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ステップＳ１６の異常時動作を実行する。

ステップＳ１６では、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、通信が途絶したことを意味する通信途絶信号を出力する。通信途絶信号は、通信が途絶したときに出力される固有の信号である。通信途絶信号は、ＭＧ−ＥＣＵ９０からＣＡＮ９８に出力される信号であってもよいし、ＭＧ−ＥＣＵ９０から電力制御回路３０に送信される信号であってもよいし、その他の信号であってもよい。通信途絶信号が出力されたことは、ＨＶ−ＥＣＵ９２の故障、または、ＨＶ−ＥＣＵ９２とＭＧ−ＥＣＵ９０の間の通信回線の切断を意味する。通信が途絶すると、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ＨＶ−ＥＣＵ９２から出力指令データを受信できなくなるので、ＭＧ２１、２２を適切に制御することが困難となる。このため、通信途絶信号に基づいて、ハイブリッド車１０の通信可能な各部が動作し、異常時動作を実行する。異常時動作としては、例えば、フロントパネルの警告ランプの点灯、エンジン２３の停止等が挙げられる。また、ＭＧ−ＥＣＵ９０が、ＭＧ２１、２２を低速で回転させてもよい。通信途絶によって出力指令データが途絶えるため、ＭＧ−ＥＣＵ９０はアクセルの開度に応じたＭＧ２１、２２の制御ができなくなる。しかしながら、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ＭＧ２１、２２を回転させることは可能である。ＭＧ−ＥＣＵ９０がＭＧ２１、２２を低速で回転させると、アイドリング時のように車両が低速で走行する。これによって、車両を路肩等に移動させることが可能となる。

但し、ステップＳ１４のＹＥＳの判定は、車両の衝突を意味するものではない。このため、ステップＳ１６では、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、放電回路５０のスイッチング素子５４をオフ状態に維持し、平滑化コンデンサ６０の電荷を放電させない。

他方、ステップＳ１０でＹＥＳと判定した場合（つまり、直前の衝突可能性判定で、車両が衝突する可能性が有ると判定された場合）には、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ステップＳ１８を実行する。ステップＳ１８では、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、受信した衝突可能性信号が、第１衝突可能性信号か第２衝突可能性信号かを判定する。上述したように、第２衝突可能性信号は、第１衝突可能性信号よりも衝突の可能性が高いことを意味する信号である。ＭＧ−ＥＣＵ９０は、第１衝突可能性信号を受信した場合にはステップＳ２０を実行する。

ステップＳ２０では、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、第１緊急通信途絶判定を実行する。第１緊急通信途絶判定では、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、監視期間の長さｔを１．５秒に設定し、その監視期間中に第２データを適切に受信できるか否かを判定する。１．５秒は第２データの周期（３００ｍｓｅｃ）の５倍であるので、通信状態が良好であれば監視期間中に５つの第２データを受信できる。ＭＧ−ＥＣＵ９０は、監視期間の間に５つ（または、それよりも少ない所定数（例えば、４つ））の第２データを受信できるか否かによって、通信が途絶しているか否かを判定する。ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ステップＳ２０で適切に第２データを受信できた場合には、通信が途絶していないとしてステップＳ２４でＮＯと判定する。この場合、一連の処理が終了し、ＭＧ−ＥＣＵ９０は図２に示す処理を初めから再度実行する。他方、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ステップＳ２０で適切に第２データを受信できなかった場合には、通信が途絶しているとしてステップＳ２４でＹＥＳと判定する。この場合には、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ステップＳ２６を実行する。

ステップＳ２６は、衝突可能性判定で衝突可能性が有ると判定され、かつ、通信途絶判定で通信が途絶したと判定されたときに実行される。このように２つの判定がされた場合、車両が衝突したと判断することができる。したがって、ステップＳ２６で、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、放電回路５０のスイッチング素子５４のゲートに信号を送り、スイッチング素子５４をオンさせる。すると、平滑化コンデンサ６０の両端が抵抗５２とスイッチング素子５４を介して接続されるので、平滑化コンデンサ６０に溜まっている電荷が抵抗５２とスイッチング素子５４を介して流れる。これによって、平滑化コンデンサ６０の電荷が放電される。抵抗５２の抵抗は低いので、平滑化コンデンサ６０の電荷が急速に放電される。このように、車両が衝突した場合には、平滑化コンデンサ６０の電荷が速やかに放電され、車両の安全性が確保される。なお、ＭＧ−ＥＣＵ９０からスイッチング素子５４のゲートに送られる信号は、通信途絶信号の一種である。また、ステップＳ２６において、ＭＧ−ＥＣＵ９０が通信途絶信号をＣＡＮ９８等に出力し、ハイブリッド車１０の通信可能な各部がエンジン２３の停止等を実行するようにしてもよい。

他方、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ステップＳ１８で第２衝突可能性信号を受信したと判定した場合には、ステップＳ２２を実行する。ステップＳ２２では、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、第２緊急通信途絶判定を実行する。第２緊急通信途絶判定では、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、監視期間の長さｔを０．５秒に設定し、その監視期間中に第１データを適切に受信できるか否かを判定する。０．５秒は第１データの周期（１００ｍｓｅｃ）の５倍であるので、通信状態が良好であれば監視期間中に５つの第１データを受信できる。ＭＧ−ＥＣＵ９０は、監視期間の間に５つ（または、それよりも少ない所定数（例えば、４つ））の第１データを受信できるか否かによって、通信が途絶しているか否かを判定する。ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ステップＳ２２で適切に第１データを受信できた場合には、通信が途絶していないとしてステップＳ２４でＮＯと判定する。この場合、一連の処理が終了し、ＭＧ−ＥＣＵ９０は図２に示す処理を初めから再度実行する。他方、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ステップＳ２２で適切に第１データを受信できなかった場合には、通信が途絶しているとしてステップＳ２４でＹＥＳと判定する。この場合には、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、ステップＳ２６を実行する。この場合にも、ステップＳ２６で平滑化コンデンサ６０の電荷が放電され、衝突時の車両の安全性が確保される。

以上に説明したように、実施例１のハイブリッド車１０では、衝突可能性判定と通信途絶判定によって車両の衝突を判定する。これによって、正確に衝突を検知し、平滑化コンデンサ６０の電荷を放電することができる。また、衝突時にＰＣＳ−ＥＣＵ９４とＭＧ−ＥＣＵ９０の間で通信が途絶する場合があるが、ＰＣＳ−ＥＣＵ９４からＭＧ−ＥＣＵ９０への衝突可能性信号の送信は衝突前に実行されるので、この通信の途絶は図２の処理に影響を与えない。また、衝突によってＨＶ−ＥＣＵ９２とＭＧ−ＥＣＵ９０の間で通信が途絶しても、ＭＧ−ＥＣＵ９０は図２の処理を適切に実行することができる。また、ＭＧ−ＥＣＵ９０と電力制御回路３０は隣接して配置されているため車両が衝突してもこれらの間で通信が途絶し難い。したがって、図２の処理によれば、衝突時における平滑化コンデンサ６０の放電処理の確実性を向上させることができる。

また、実施例１のハイブリッド車１０では、予め衝突可能性信号を受信した場合の通信途絶判定（すなわち、ステップＳ２０、Ｓ２２）では、そうでない場合の通信途絶判定（すなわち、ステップＳ１２）に比べて、短い時間で通信途絶判定を実行する。予め衝突可能性が有ると判定されている場合には、衝突による通信途絶が発生する可能性が高い状況にあるため、通信途絶判定の時間を短くしても誤判定のリスクは低い。また、このように、通信途絶判定に費やす時間を短くすることで、衝突から平滑化コンデンサ６０の放電までの時間を短くすることができる。つまり、誤判定のリスクを最小限に抑えつつ、衝突から短時間で平滑化コンデンサ６０の放電を行うことができる。また、事前に衝突可能性信号を受信していない場合の通信途絶判定（すなわち、ステップＳ１２）では、通信途絶判定の時間を長くして通信途絶判定の信頼性を確保する。このように、このハイブリッド車１０によれば、通信途絶判定の信頼性を確保することが可能であるとともに、衝突から短い時間内に平滑化コンデンサ６０を放電することが可能となる。このため、衝突時の安全性を向上させることができる。

また、実施例１のハイブリッド車１０では、衝突可能性信号が、レベルが異なる第１衝突可能性信号と第２衝突可能性信号を有している。そして、衝突の可能性が高い第２衝突可能性信号を受信している場合には、第１衝突可能性信号を受信している場合に比べて、通信途絶判定に費やす時間を短くする。衝突の可能性が高い場合には衝突による通信途絶が生じる可能性も高いので、通信途絶判定に費やす時間を短くしても、通信途絶判定の信頼性はそれほど低くならない。また、この構成によれば、衝突の可能性が高い場合には、より早いタイミングで平滑化コンデンサ６０を放電することができる。

また、実施例１のハイブリッド車１０では、予め衝突可能性信号を受信した場合の通信途絶判定（すなわち、ステップＳ２０、Ｓ２２）では、そうでない場合の通信途絶判定（すなわち、ステップＳ１２）に比べて、送信周期が短いデータに基づいて通信途絶判定を行う。このため、予め衝突可能性信号を受信した場合（つまり、通信途絶判定に費やす時間が短い場合）でも、判定の対象となるデータの数が多くなるので、通信途絶判定の信頼性を確保することができる。

実施例２のハイブリッド車は、図２のステップＳ２０、Ｓ２２の処理が実施例１とは異なる。実施例２のハイブリッド車のその他の構成は、実施例１と等しい。実施例２のハイブリッド車では、ステップＳ２０、Ｓ２２の通信途絶判定で、ステップＳ１２と同様に第３データ（周期が７００ｍｓｅｃのデータ）を用いて判定を行う。

ステップＳ２０では、ＭＧ−ＥＣＵ９０が、監視期間の長さｔをステップＳ１２（ｔ＝３．５秒）よりも短い２．８秒に設定する。２．８秒は、第３データの周期（７００ｍｓｅｃ）の４倍であるので、通信状態が良好であれば監視期間中に４つの第３データを受信できる。つまり、ステップＳ２０では、通信途絶判定に用いる第３データの数が４つであり、ステップＳ１２よりもその数が少ない。ステップＳ２０では、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、監視期間の間に４つ（または、それよりも少ない所定数（例えば、３つ））の第３データを受信できるか否かによって、通信が途絶しているか否かを判定する。

ステップＳ２２では、ＭＧ−ＥＣＵ９０が、監視期間の長さｔをステップＳ２０よりもさらに短い２．１秒に設定する。２．１秒は、第３データの周期の３倍であるので、通信状態が良好であれば監視期間中に３つの第３データを受信できる。つまり、ステップＳ２２では、通信途絶判定に用いる第３データの数が３つであり、ステップＳ２０よりもその数がさらに少ない。ステップＳ２２では、ＭＧ−ＥＣＵ９０は、監視期間の間に３つ（または、それよりも少ない所定数（例えば、２つ））の第３データを受信できるか否かによって、通信が途絶しているか否かを判定する。

このように、通信途絶判定に用いるデータの数を減らすことで、通信途絶判定の時間を短縮化することもできる。第２実施例でも、第１実施例と同様に、通信途絶判定の信頼性を維持しながら、衝突時に速やかに平滑化コンデンサ６０の電荷を放電できる。

なお、実施例１、２のハイブリッド車は、Ａ／Ｂ−ＥＣＵ９６を有しているが、Ａ／Ｂ−ＥＣＵ９６が衝突を検知したときに平滑化コンデンサ６０を放電させてもよい。このように、図２に示す処理とは別の処理で車両の衝突を検知した場合にも、平滑化コンデンサ６０を放電させてもよい。

また、実施例１、２のハイブリッド車において、ステップＳ２６で、平滑化コンデンサ６０に加えて、コンデンサ７２を放電してもよい。

また、実施例１、２のハイブリッド車は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０を有していた。しかしながら、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０を省略し、バッテリ８０の電圧が直接第１インバータ４１及び第２インバータ４２の入力端子間に印加されるように構成されていてもよい。また、バッテリ８０に代えて、燃料電池等の別の直流電源を用いてもよい。

また、実施例１、２のハイブリッド車では、ＰＣＳ−ＥＣＵ９４が衝突可能性信号をＭＧ−ＥＣＵ９０に直接送信したが、ＰＣＳ−ＥＣＵ９４が衝突可能性信号をＨＶ−ＥＣＵ９２に送信し、ＨＶ−ＥＣＵ９２が衝突可能性信号をＭＧ−ＥＣＵ９０に送信してもよい。

また、実施例１、２の構成を組み合わせて、衝突可能性が高い場合には、周期が短いデータに基づいて通信途絶判定を行うとともに、通信途絶判定に用いるデータの数を減らしてもよい。

上述した実施例１、２の構成要素と、請求項の構成要素との関係について説明する。実施例１、２のバッテリ８０とＤＣ−ＤＣコンバータ７０からなる回路は、請求項の直流電源の一例である。実施例１、２のＭＧ−ＥＣＵ９０は、請求項のモータ制御装置の一例である。実施例１、２のＨＶ−ＥＣＵ９２は、請求項のメイン制御装置の一例である。実施例１、２のＰＣＳ−ＥＣＵ９４は、請求項の衝突可能性判定装置の一例である。実施例１、２の第１データ、第２データ及び第３データは、請求項の定期信号の一例である。実施例１、２のステップＳ１０は、請求項の「通信途絶判定に先立って衝突可能性信号を受信した場合に、通信途絶判定に先立って衝突可能性信号を受信していない場合に比して、通信途絶判定が短時間で完了する判定手順に変更する処理」の一例である。実施例１、２のステップＳ２６は、請求項の平滑化コンデンサの電荷を放電させる処理の一例である。実施例１、２のステップＳ１８は、請求項の「通信途絶判定に先立って第２衝突可能性信号を受信した場合に、通信途絶判定に先立って第１衝突可能性信号を受信した場合に比して、通信途絶判定がより短時間で完了する判定手順に変更する処理」の一例である。実施例１、２の第３データは、請求項の第２定期信号の一例である。実施例１、２の第１データ及び第２データは、請求項の第１定期信号の一例である。

以上に説明した実施例の好適な構成を以下に列記する。なお、以下に列記する構成は、いずれも独立して有用なものである。

本明細書が開示する一例の電気自動車では、衝突可能性判定装置が、第１衝突可能性信号と、第１衝突可能性信号より衝突可能性が高いことを示す第２衝突可能性信号を送信する。この場合、モータ制御装置が、通信途絶判定に先立って第２衝突可能性信号を受信した場合に、通信途絶判定に先立って第１衝突可能性信号を受信した場合に比して、通信途絶判定がより短時間で完了する判定手順に変更する処理を実行する。

このように、衝突可能性にレベルを設け、衝突可能性が高いほど通信途絶判定に費やす時間を短くすることで、衝突可能性が高い場合により短時間でコンデンサを放電させることが可能となる。

本明細書が開示する一例の電気自動車では、定期信号が、第１定期信号と、第１定期信号より長周期の第２定期信号を含んでいる。この場合、モータ制御装置が、通信途絶判定に先立って衝突可能性信号を受信した場合には第１定期信号に基づいて通信途絶判定を行い、通信途絶判定に先立って衝突可能性信号を受信していない場合には第２定期信号に基づいて通信途絶判定を行う。

この構成では、短時間で通信途絶判定を行う場合（通信途絶判定に先立って衝突可能性信号の入力を受けた場合）には、周期が短い第１定期信号に基づいて通信途絶判定を行う。これによって、短時間でも判定に用いる定期信号の数を増やせるので、通信途絶判定の信頼性を確保することができる。

なお、定期信号が、周期が異なる２種類以上の定期信号（例えば、第１〜第３定期信号）を有していてもよい。この場合、衝突可能性信号を受信した場合に、衝突可能性が高いほどより短周期の定期信号に基づいて通信途絶判定を行うようにしてもよい。

本明細書が開示する一例の電気自動車では、モータ制御装置が、通信途絶判定に先立って衝突可能性信号を受信した場合に、通信途絶判定に先立って衝突可能性信号を受信していない場合に比して、通信途絶判定に用いる定期信号の数を減じる処理を実行する。

この構成によれば、通信途絶判定に先立って衝突可能性信号の入力を受けた場合に、通信途絶判定に費やす時間を短くすることができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：ハイブリッド車
１２：駆動輪
１３：車軸
１４：ディファレンシャルギア
１６：プロペラシャフト
２１、２２：ＭＧ
２３：エンジン
２４：動力分割機構
３０：電力制御回路
４１：第１インバータ
４２：第２インバータ
４４ａ〜４４ｆ：逆導通型スイッチング装置
５０：放電回路
５２：抵抗
５４：スイッチング素子
６０：平滑化コンデンサ
７０：ＤＣ−ＤＣコンバータ
７２：コンデンサ
７４：リアクトル
７６ａ、７６ｂ：ダイオード
７８ａ、７８ｂ：スイッチング素子
８０：バッテリ
８８：センサ群
９０：ＭＧ−ＥＣＵ
９２：ＨＶ−ＥＣＵ
９４：ＰＣＳ−ＥＣＵ
９６：Ａ／Ｂ−ＥＣＵ

Claims (4)

1. 電気自動車であって、
   直流電源と、
   前記直流電源の直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、
   前記交流電圧によって回転する走行用モータと、
   前記インバータの入力端子間に接続されている平滑化コンデンサと、
   前記平滑化コンデンサの電荷を放電することが可能な放電回路と、
   前記インバータと前記放電回路を制御するモータ制御装置と、
   前記モータ制御装置に定期信号を定期的に送信するメイン制御装置と、
   走行状態を測定するセンサ群と、
   前記センサ群が出力するデータに基づいて衝突可能性を判定し、衝突可能性が有る場合に衝突可能性信号を前記モータ制御装置に送信する衝突可能性判定装置、
   を有しており、
   前記モータ制御装置が、
   複数周期分の前記定期信号に基づいて前記メイン制御装置との通信が途絶しているか否かを判定する通信途絶判定を繰り返し実行し、前記通信が途絶していると判定した場合に通信途絶信号を出力する処理と、
   前記通信途絶判定に先立って前記衝突可能性信号を受信した場合に、前記通信途絶判定に先立って前記衝突可能性信号を受信していない場合に比して、前記通信途絶判定が短時間で完了する判定手順に変更する処理と、
   前記通信途絶判定に先立って前記衝突可能性信号を受信しており、かつ、前記通信途絶信号が出力された場合に、前記放電回路に前記平滑化コンデンサの電荷を放電させる処理を実行する、
   電気自動車。
2. 前記衝突可能性判定装置が、第１衝突可能性信号と、前記第１衝突可能性信号より衝突可能性が高いことを示す第２衝突可能性信号を送信し、
   前記モータ制御装置が、前記通信途絶判定に先立って前記第２衝突可能性信号を受信した場合に、前記通信途絶判定に先立って前記第１衝突可能性信号を受信した場合に比して、前記通信途絶判定がより短時間で完了する判定手順に変更する処理を実行する、
   請求項１の電気自動車。
3. 前記定期信号が、第１定期信号と、前記第１定期信号より長周期の第２定期信号を含んでおり、
   前記モータ制御装置が、前記通信途絶判定に先立って前記衝突可能性信号を受信した場合には前記第１定期信号に基づいて前記通信途絶判定を行い、前記通信途絶判定に先立って前記衝突可能性信号を受信していない場合には前記第２定期信号に基づいて前記通信途絶判定を行う、
   請求項１または２の電気自動車。
4. 前記モータ制御装置が、前記通信途絶判定に先立って前記衝突可能性信号を受信した場合に、前記通信途絶判定に先立って前記衝突可能性信号を受信していない場合に比して、前記通信途絶判定に用いる前記定期信号の数を減じる処理を実行する、
   請求項１〜３の何れか一項の電気自動車。

Images