WO2011036785A1

WO2011036785A1 - 車両用制御装置

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Publication number: WO2011036785A1
Application number: PCT/JP2009/066738
Authority: WO
Inventors: 浩司宮▲崎▼
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2012-03-28
Also published as: US8583308B2; JP5246339B2; US20120185120A1; JPWO2011036785A1

Abstract

　車両用制御装置は、車両の状態について第１の条件が成立した場合に電力供給線の状態を遮断状態にするためのシステム制御部（４０２）と、システム制御部（４０２）の動作と並行して、走行用バッテリの充電状態を検出し、検出された充電状態をシステム制御部（４０２）に送信するとともに、走行用バッテリの状態について第２の条件が成立した場合に、電力供給線の状態を遮断状態にするための電池ＥＣＵ（２６０）と、システム制御部（４０２）および電池ＥＣＵ（２６０）のうちの少なくともいずれか一方からの要求に応じて、ＳＭＲによって電力供給線の状態を遮断状態にするための電源遮断部（４００）とを含む。

Description

車両用制御装置

　本発明は、回転電機と蓄電装置との間の電力供給線の状態を導通状態と遮断状態との間で切り換えるためのリレーが設けられる車両の制御に関し、特に、蓄電装置の充電状態を検出する充電状態検出部による電源の遮断制御に関する。

　近年、環境問題対策の１つとして、モータからの駆動力により走行するハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車などが注目されている。このような車両においては、車両に異常が発生した場合に、電源を遮断する制御を行なう技術が公知である。

　たとえば、特開２００８－１９５２５５号公報（特許文献１）は、電源系を制御する制御装置とその電源系から電力が供給される車両運動系の制御装置との間で通信異常が発生しても、車両運動系の正常な退避動作を実現する車両の電源システムを開示する。この車両の電源システムは、第１の制御装置と第２の制御装置と第１の制御装置および第２の制御装置を接続する信号線とを含む車両の電源システムである。第１の制御装置は、車両の搭乗者の操作に基づいて、車両に搭載された蓄電機構と電気負荷との間の電気的な接続および遮断を制御するための手段と、信号線の異常を検出するための手段と、車両の搭乗者による電気的な接続の遮断要求操作を検出するための手段と、蓄電機構と電気負荷との間が電気的な接続されているときであって信号線の異常を検出したときに、遮断要求操作を検出しても、第２の制御装置についての予め定められた条件が成立するまで、電気的な接続を遮断しないように制御するための制御手段とを含む。第２の制御装置は、蓄電機構から供給された電力により作動する電気負荷を制御するための手段と、信号線の異常を検出するための手段と、車両の搭乗者による電気的な接続の遮断要求操作を検出するための手段とを含む。

　上述した公報に開示された車両の電源システムによると、運転者による遮断要求操作が検出されても、第１の制御装置は、第２の制御装置についての条件が成立するまでは、電気的な接続を遮断しないように制御する。このため、第２の制御装置は、電気負荷への電力が供給されるので、正常に退避処理を行なうことができる。その結果、電源系を制御する第１の制御装置とその電源系から電力が供給される車両運動系の第２の制御装置との間で通信が異常になっても、車両運動系の正常な退避動作を実現することができる、車両の電源システムを提供することができる。

特開２００８－１９５２５５号公報

　しかしながら、電源を遮断する制御が、ソフトウェアによって実現される特定の制御部によって行なわれる場合、当該ソフトウェアの実行の際に生じた不具合によって電源を速やかに遮断できないという問題がある。そのため、たとえば、蓄電装置が異常であるに場合に電源を遮断できない可能性がある。上述した公報に開示された車両の電源システムにおいては、このような問題について何ら考慮されておらず解決することはできない。

　本発明の目的は、蓄電装置が異常である場合に、速やかに電源を遮断できる車両用制御装置を提供することである。

　この発明のある局面に係る車両用制御装置は、回転電機と、回転電機に電力を供給するための蓄電装置と、蓄電装置と回転電機とを接続する電力供給線の状態を導通状態と遮断状態との間で切り換えるためのリレーとを含む車両の車両用制御装置である。この車両用制御装置は、車両の状態について第１の条件が成立した場合に電力供給線の状態を遮断状態にするための車両制御部と、車両制御部の動作と並行して、蓄電装置の充電状態を検出し、検出された充電状態を車両制御部に送信するとともに、蓄電装置の状態について第２の条件が成立した場合に、電力供給線の状態を遮断状態にするための充電状態検出部と、充電状態検出部および車両制御部のうちの少なくともいずれか一方からの要求に応じて、リレーによって電力供給線の状態を遮断状態にするための電源遮断部とを含む。

　好ましくは、第２の条件は、蓄電装置に異常が発生したという条件である。
　さらに好ましくは、充電状態検出部は、車両の起動の際に、第２の条件が成立した場合、リレーによって電力供給線の状態が遮断状態から導通状態に切り換わってから待機時間が経過した後に、電力供給線の状態が遮断状態になることを要求する。

　さらに好ましくは、車両は、動力源として搭載される内燃機関をさらに含む。車両制御部は、車両の起動の際に、第１の条件が成立した場合、電力供給線の状態が遮断状態から導通状態に切り換わるようにリレーを制御した後に、内燃機関を始動させる。予め定められた時間は、電力供給線の状態が導通状態に切り換わってから内燃機関の始動が完了するまでの時間である。

　さらに好ましくは、車両用制御装置は、電力供給線の電流を検出するための電流検出部をさらに含む。充電状態検出部は、車両の起動の際に、電流検出部によって検出された電流がしきい値を超える場合、リレーによって電力供給線の状態が導通状態に切り換わったと判定する。

　さらに好ましくは、リレーは、電源遮断部から指示信号を受けて駆動する。充電状態検出部は、車両の起動の際に、指示信号が電力供給線の状態を導通状態とすることを示す場合、リレーによって電力供給線の状態が導通状態に切り換わったと判定する。

　さらに好ましくは、車両には、車両のシステムを起動させるための操作部が設けられる。車両制御部は、操作部に対する運転者の操作に応じて車両のシステムの起動処理を開始する。充電状態検出部は、車両制御部によって起動処理が開始されてから判定時間が経過した場合に、リレーによって電力供給線の状態が導通状態に切り換わったと判定する。

　さらに好ましくは、車両には、車両のシステムを起動させるための操作部が設けられる。車両制御部は、操作部に対する運転者の操作に応じて車両のシステムの起動処理を開始する。充電状態検出部は、起動処理が完了した場合に、リレーによって電力供給線の状態が導通状態に切り換わったと判定する。

　この発明によると、蓄電装置の充電状態を検出するための充電状態検出部からの要求によって電力供給線の状態を遮断状態にすることができる。そのため、車両制御部がソフトウェアによって実現される場合であって、当該ソフトウェアによる制御の実行時に不具合が生じた場合においても、充電状態検出部の要求によって直接電源を遮断することができる。したがって、蓄電装置が異常である場合に、速やかに電源を遮断できる車両用制御装置を提供することができる。

ハイブリッド車両の構成を示す制御ブロック図である。ＳＭＲの構成を示す図である。異常判定後のＳＭＲのオフ指示とクランキングの実行とによる問題を説明するための図である。ＰＭ－ＥＣＵおよび電池ＥＣＵの構成を示す図である。電池ＥＣＵの機能を統合したＰＭ－ＥＣＵの構成を示す図である。電池ＥＣＵの機能ブロック図である。車両起動の際の電力供給線の電流の変化を示すタイミングチャートである。経過時間カウンタによる車両起動後のカウント値の変化を示すタイミングチャートである。電池ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。異常判定後のＳＭＲのオフ指示とクランキングの実行期間との関係を示すタイミングチャートである。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

　図１を参照して、本実施例に係る車両用制御装置が搭載されるハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。本実施例に係る車両用制御装置が搭載される車両は、回転電機を動力源とする車両であればよく、特にハイブリッド車両に限定するものではない。たとえば、車両は、電気自動車であってもよいし、燃料電池自動車であってもよい。

　ハイブリッド車両は、内燃機関が停止した状態で、動力源となるモータジェネレータの動力により走行可能な車両であればよい。そのため、ハイブリッド車両は、図１に示すハイブリッド車両の構成に限定されるものではなく、走行用バッテリとして二次電池を搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい。

　ハイブリッド車両は、駆動源としての内燃機関（以下、エンジンという）１２０と、回転電機であるモータジェネレータ（ＭＧ）１４０と、エンジン１２０およびモータジェネレータ１４０にそれぞれ接続されるトランスミッション２０２とを含む。

　なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、ジェネレータ１４０Ａとモータ１４０Ｂと表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、ジェネレータ１４０Ａがモータとして機能したり、モータ１４０Ｂがジェネレータとして機能したりする。このモータジェネレータ１４０がジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータ１４０がジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、車両が減速される。

　トランスミッション２０２は、減速機１８０と動力分割機構２００とを含む。減速機１８０は、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を車輪１６０に伝達したり、車輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する。

　動力分割機構２００は、たとえば、エンジン１２０の動力を、車輪１６０（すなわち、モータ１４０Ｂ）とジェネレータ１４０Ａとの２経路に分配するための遊星歯車機構である。遊星歯車機構は、サンギヤとリングギヤとキャリアとピニオンギヤとを含む。たとえば、遊星歯車機構のサンギヤは、ジェネレータ１４０Ａに接続し、キャリアは、エンジン１２０に接続され、リングギヤは、モータ１４０Ｂに接続されるものとする。なお、リングギヤとモータ１４０Ｂとの間に変速機構が設けられるようにしてもよい。ジェネレータ１４０Ａの回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。

　また、ハブリッド車両は、走行用バッテリ２２０と、インバータ２４０と、システムメインリレー（以下、ＳＭＲと記載する）３１０とをさらに含む。

　走行用バッテリ２２０は、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を蓄電する蓄電装置である。走行用バッテリ２２０は、直流電力を出力する。本実施例において、走行用バッテリ２２０は、充電可能な二次電池であり、たとえば、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池などからなる。なお、これらに限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であっても適用され得る。

　インバータ２４０は、走行用バッテリ２２０の直流電力とジェネレータ１４０Ａおよびモータ１４０Ｂの交流電力とを変換する。インバータ２４０は、走行用バッテリ２２０からの直流電力を入力側に受け、周波数指令値に対応した交流電力に変換してジェネレータ１４０Ａおよび１４０Ｂに出力する。

　ＳＭＲ３１０は、走行用バッテリ２２０とコンバータ２４２とを接続する電力供給線２２２の途中に設けられる。ＳＭＲ３１０は、電力供給線２２２の電力供給状態を導通状態および遮断状態の間で切り換える。具体的には、ＳＭＲ３１０は、ＰＭ－ＥＣＵ３２０からの制御信号に応じて、接点をクローズして電力供給線２２２を電気的に導通状態にしたり、接点をオープンして電力供給線２２２を電気的に遮断状態にしたりする。電力供給線２２２が電気的に導通状態である場合、走行用バッテリ２２０の電力は、コンバータ２４２およびインバータ２４０を経由してモータジェネレータ１４０に供給される。一方、電力供給線２２２が電気的に遮断状態である場合、モータジェネレータ１４０に走行用バッテリ２２０の電力が供給されることはない。

　さらに、ハイブリッド車両は、電池ＥＣＵ２６０と、エンジンＥＣＵ２８０と、ＰＭ－３２０と、ＳＭＲ駆動部３２４と、パワースイッチ３２６と、電流センサ３３０と、電圧センサ３３２と、温度センサ３３４とをさらに含む。ＰＭ－ＥＣＵ３２０は、ＰＭ－ＥＣＵ３２０において実行されるプログラムやＳＭＲ駆動部３２４に対する指示信号を一時的に記憶するメモリ３２２を有する。ＳＭＲ駆動部３２４については後述する。

　電池ＥＣＵ２６０には、電流センサ３３０と、電圧センサ３３２と、温度センサ３３４とが接続される。電流センサ３３０は、電力供給線２２２の電流を検出する。電流センサ３３０は、検出された電力供給線２２２の電流を示す信号を電池ＥＣＵ２６０に送信する。電圧センサ３３２は、走行用バッテリ２２０の電圧を検出する。電圧センサ３３２は、検出された走行用バッテリ２２０の電圧を示す信号を電池ＥＣＵ２６０に送信する。温度センサ３３４は、走行用バッテリ２２０の温度を検出する。温度センサ３３４は、検出された走行用バッテリ２２０の温度を示す信号を電池ＥＣＵ２６０に送信する。

　電池ＥＣＵ２６０は、走行用バッテリ２２０の電圧、電流および温度に基づいて走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御したり、走行用バッテリ２２０に設けられる冷却ファン（図示せず）の駆動を制御したり、走行用バッテリ２２０を構成する複数のモジュールあるいはセル間で充電状態を均等にするための制御を実行したり、あるいは、走行用バッテリ２２０が異常であるか否かを判定したりする。

　エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン１２０の動作を制御する。ＰＭ－ＥＣＵ３２０は、電池ＥＣＵ２６０およびエンジンＥＣＵ２８０等を相互に制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御する。

　たとえば、ＰＭ－ＥＣＵ３２０は、ハイブリッド車両の状態および電池ＥＣＵ２６０から受信する走行用バッテリ２２０の充電状態の情報に応じてモータジェネレータ１４０、インバータ２４０およびコンバータ２４２等を制御する。

　本実施例においては、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間にはコンバータ２４２が設けられている。走行用バッテリ２２０の定格電圧は、ジェネレータ１４０Ａやモータ１４０Ｂの定格電圧よりも低い。そのため、コンバータ２４２は、走行用バッテリ２２０の電圧を昇圧させて、ジェネレータ１４０Ａやモータ１４０Ｂに電力を供給する。

　なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成としているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵを用いた構成としてもよい（たとえば、図１の点線で示すように、電池ＥＣＵ２６０とエンジンＥＣＵ２８０とＰＭ－ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。

　ＰＭ－ＥＣＵ３２０は、アクセルペダルの踏み込み量に対応する車両に対する要求駆動力を算出する。ＰＭ－ＥＣＵ３２０は、踏み込み量に対応する要求駆動力に応じて、エンジンＥＣＵ２８０を用いてエンジン１２０の出力を制御する。さらに、ＰＭ－ＥＣＵ３２０は、踏み込み量に対応する要求駆動力に応じて、ジェネレータ１４０Ａおよびモータ１４０Ｂの発電量を制御する。

　図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合に、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ｂのみによりハイブリッド車両の走行が行なわれる。また、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によってエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方でモータ１４０Ｂによって車輪１６０の直接駆動が行なわれ、他方でジェネレータ１４０Ａによって発電が行なわれる。この時、発生する電力でモータ１４０Ｂを駆動して車輪１６０の駆動補助が行なわれる。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ｂに供給してモータ１４０Ｂの出力を増大させて車輪１６０に対して駆動力の追加が行なわれる。

　一方、減速時には、車輪１６０により従動するモータ１４０Ｂがジェネレータとして機能して（すなわち、モータ１４０Ｂが負方向の駆動力を発生して）回生発電が行なわれ、回収した電力が走行用バッテリ２２０に蓄えられる。

　なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加させてジェネレータ１４０Ａによる発電量を増やすことによって、走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加させる。

　また、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動量を増加させる制御が行なわれる。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動させる場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を予め定められた温度まで上げる場合等である。

　図２に示すように、ＳＭＲ３１０は、ＳＭＲＢ３１２と、ＳＭＲＰ３１４と、ＳＭＲＧ３１６とを含む。電力供給線２２２は、電源ライン２２４と、アースライン２２６とを含む。

　電源ライン２２４の一方端は、走行用バッテリ２２０の＋端子に接続される。アースライン２２６の一方端は、走行用バッテリ２２０の－端子に接続される。電源ライン２２４の他方端およびアースライン２２６の他方端は、コンバータ２４２に接続される。さらに、コンデンサ２３２は、走行用バッテリ２２０に対して並列に接続される。コンデンサ２３２は、ＳＭＲ３１０とコンバータ２４２との間の位置に設けられる。

　電源ライン２２４の途中には、ＳＭＲＢ３１２が設けられる。ＳＭＲＢ３１２は、ＳＭＲ駆動部３２４によって接点がオープン（オフ）されたり、接点がクローズ（オン）されたりする。ＳＭＲＢ３１２の接点がクローズされることにより、電源ライン２２４の状態が電気的に導通状態になる。ＳＭＲＢ３１２の接点がオープンされることにより、電源ライン２２４の状態が電気的に遮断状態になる。

　アースライン２２６の途中には、ＳＭＲＧ３１６が設けられる。ＳＭＲＧ３１６は、ＳＭＲ駆動部３２４によって接点がオープンされたり、接点がクローズされたりする。ＳＭＲＧ３１６の接点がクローズされることにより、ＳＭＲＧ３１６を経由するアースライン２２６の状態が電気的に導通状態になる。ＳＭＲＧ３１６の接点がオープンされることにより、ＳＭＲＧ３１６を経由するアースライン２２６の状態が電気的に遮断状態になる。

　ＳＭＲＰ３１４には、抵抗３１８が直列に接続される。ＳＭＲＰ３１４および抵抗３１８は、ＳＭＲＧ３１６に対して並列に接続される。ＳＭＲＰ３１４は、ＳＭＲ駆動部３２４によって接点がオープンされたり、接点がクローズされたりする。ＳＭＲＰ３１４の接点がクローズされることにより、ＳＭＲＰ３１４を経由するアースライン２２６が電気的に導通状態になる。ＳＭＲＧ３１６の接点がオープンされることにより、ＳＭＲＰ３１４を経由するアースライン２２６が電気的に遮断状態になる。

　ＰＭ－ＥＣＵ３２０は、ＳＭＲ駆動部３２４に対してＳＭＲＢ３１２、ＳＭＲＰ３１４およびＳＭＲＧ３１６のそれぞれのオン・オフを指示する。たとえば、ＰＭ－ＥＣＵ３２０は、ＳＭＲ３１０をオフする場合には、ＳＭＲＢ３１２をオフする指示を含むＳＭＲＢ指示信号と、ＳＭＲＰ３１４をオフする指示を含むＳＭＲＰ指示信号と、ＳＭＲＧ３１６をオフする指示を含むＳＭＲＧ指示信号とをＳＭＲ駆動部３２４に送信する。

　ＳＭＲ駆動部３２４は、上述のＳＭＲＢ指示信号、ＳＭＲＰ指示信号およびＳＭＲＧ指示信号を受信した場合に、ＳＭＲＢ３１２、ＳＭＲＰ３１４およびＳＭＲＧ３１６の接点の各々をオープンする。

　また、ＰＭ－ＥＣＵ３２０は、ＳＭＲ３１０をオンする場合には、ＳＭＲＢ３１２をオンする指示を含むＳＭＲＢ指示信号と、ＳＭＲＰ３１４をオンする指示を含むＳＭＲＰ指示信号またはＳＭＲＧ３１６をオンする指示を含むＳＭＲＧ指示信号をＳＭＲ駆動部３２４に送信する。

　ＳＭＲ駆動部３２４は、上述のＳＭＲＢ指示信号およびＳＭＲＰ指示信号を受信した場合に、ＳＭＲＢ３１２およびＳＭＲＰ３１４の接点の各々をクローズする。あるいは、ＳＭＲ駆動部３２４は、上述のＳＭＲＢ指示信号およびＳＭＲＧ指示信号を受信した場合に、ＳＭＲＢ３１２およびＳＭＲＧ３１６の接点の各々をクローズする。

　本実施例において、ＰＭ－ＥＣＵ３２４は、ＳＭＲＢ３１２およびＳＭＲＰ３１４をそれぞれオンした後に、ＳＭＲＰ３１４をオフし、ＳＭＲＧ３１６をオンする。

　このような構成を有するハイブリッド車両において、本実施例は、車両用制御装置として、車両の状態について第１の条件が成立した場合に電力供給線２２２の状態を遮断状態にするための車両制御部と、車両制御部の動作と並行して、走行用バッテリ２２０の充電状態を検出し、検出された充電状態を車両制御部に送信するとともに、走行用バッテリ２２０の状態について第２の条件が成立した場合に、電力供給線２２２の状態を遮断状態にするための充電状態検出部と、車両制御部および充電状態検出部のうちの少なくともいずれか一方からの要求に応じて、ＳＭＲ３１０によって電力供給線２２２の状態を遮断状態にするための電源遮断部とを含む点を特徴とする。

　本実施例において、図３に示すように、ＰＭ－ＥＣＵ３２０は、電源遮断部４００と、システム制御部４０２とを含む。本実施例において、「充電状態検出部」は、電池ＥＣＵ２６０に対応する。「車両制御部」は、システム制御部４０２に対応する。「電源遮断部」は、電源遮断部４００に対応する。「第１の条件」は、たとえば、運転者がパワースイッチ３２６をオフ操作するなどしてＳＭＲ３１０をオフする指示を受けたという条件である。なお、「第１の条件」は、特にこれに限定されるものではなく、たとえば、衝突検出センサあるいはエアバッグＥＣＵ（いずれも図示せず）から車両が衝突したことを示す衝突信号を受信したという条件であってもよいし、インバータ等を含むパワーコントロールユニットの上蓋が取り外されたことによってインターロックスイッチが作動したという条件であってもよいし、車両のシステムに異常が発生したという条件であってもよい。また、「第２の条件」は、走行用バッテリ２２０の充電状態が異常であるという条件である。

　電池ＥＣＵ２６０は、走行用バッテリ２２０が異常である場合に、第１のＳＭＲオフ要求信号を電源遮断部４００に送信する。なお、電池ＥＣＵ２６０は、図３の破線矢印に示すように、第１のＳＭＲオフ要求信号を電源遮断部４００に送信するとともに、走行用バッテリ２２０が異常である旨の情報をシステム制御部４０２に送信する。

　電池ＥＣＵ２６０は、たとえば、電力供給線２２２の電流Ｉｂが予め定められた値よりも大きい状態が予め定められた時間以上継続する場合に走行用バッテリ２２０が異常であると判定するようにしてもよい。

　あるいは、電池ＥＣＵ２６０は、走行用バッテリ２２０が劣化等によって必要な電力を供給できない状態である場合に走行用バッテリ２２０が異常であると判定するようにしてもよい。電池ＥＣＵ２６０は、たとえば、走行用バッテリ２２０の満充電容量の推定値が予め定められた値以下である場合に走行用バッテリ２２０が異常であると判定するようにしてもよい。満充電容量の推定値は、たとえば、電流Ｉｂ、電圧Ｖｂ、温度Ｔｂまたは走行用バッテリ２２０に対する電力の入出力Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔに基づいて算出すればよい。

　システム制御部４０２は、運転者がパワースイッチ３２６に対してオフ操作した場合に、第２のＳＭＲオフ要求信号を電源遮断部４００に送信する。なお、システム制御部４０２は、図３の破線矢印に示すように、電池ＥＣＵ２６０から走行用バッテリ２２０が異常である旨の情報を受信した場合に、第２のＳＭＲオフ要求信号を電源遮断部４００に送信するようにしてもよい。

　電源遮断部４００は、電池ＥＣＵ２６０からの第１のＳＭＲオフ要求信号およびシステム制御部４０２からの第２のＳＭＲオフ要求信号のうちの少なくともいずれか一方の信号を受信した場合にＳＭＲ駆動部３２４に対してＳＭＲ３１０をオフする指示信号を送信する。すなわち、電源遮断部４００は、ＳＭＲＢ３１２をオフする指示を含むＳＭＲＢ指示信号、ＳＭＲＰ３１４をオフする指示を含むＳＭＲＰ信号およびＳＭＲＧ３１６をオフする指示を含むＳＭＲＧ信号をＳＭＲ駆動部３２４に対して送信する。

　なお、本実施例においては、図３に示すように、電池ＥＣＵ２６０は、ＰＭ－ＥＣＵ３２０とは別に設けられるＥＣＵであるとして説明したが、上述したとおりＰＭ－ＥＣＵ３２０に電池ＥＣＵ２６０の機能を統合するようにしてもよい。この場合、図４に示すように、ＰＭ－ＥＣＵ３２０は、電源遮断部４００およびシステム制御部４０２に加えて電池制御部４０４をさらに含む。電池制御部４０４は、電池ＥＣＵ２６０と同様の機能を有する。そのため、その詳細な説明は繰返さない。

　システム制御部４０２は、車両の起動時において、電池ＥＣＵ２６０から走行用バッテリ２２０が異常である旨の情報を受信した場合、エンジン１２０を始動させるための制御を実行する。エンジン１２０は、ジェネレータ１４０Ａの駆動によって始動するため、システム制御部４０２は、エンジン１２０を始動させるために、ＳＭＲ３１０をオンして車両を起動した後に、ジェネレータ１４０Ａを用いてエンジン１２０を始動させる。

　そのため、図５に示すように、時間Ｔ（１）にて、走行用バッテリ２２０の異常が確定した場合、時間Ｔ（２）にて、ＳＭＲ３１０がオンされた後に、エンジンの始動が開始される。

　しかしながら、走行用バッテリ２２０の異常が確定してから待機時間が経過した後の時間Ｔ（３）にて、電池ＥＣＵ２６０から電源遮断部４００に第１のＳＭＲオフ要求信号が送信された場合、エンジン１２０のクランキング中にＳＭＲ３１０がオフされる。そのため、クランキング中にジェネレータ１４０Ａの駆動が停止するため、エンジン１２０が始動できない場合がある。

　そこで、本実施例においては、電池ＥＣＵ２６０は、車両の起動の際に、走行用バッテリ２２０が異常であると判定した場合、ＳＭＲ３１０がオンされたと判定してから待機時間が経過した後に、第１のオフ要求信号をＰＭ－ＥＣＵ３２０に送信する。

　図６に、本実施例における電池ＥＣＵ２６０の機能ブロック図を示す。電池ＥＣＵ２６０は、異常判定部５００と、ＳＭＲオン判定部５０２と、タイマー部５０４と、経過時間判定部５０６と、電源遮断要求部５０８とを含む。

　異常判定部５００は、電流Ｉｂ、電圧Ｖｂおよび温度Ｔｂに基づいて走行用バッテリ２２０が異常であるか否かを判定する。なお、走行用バッテリ２２０が異常であるか否かの判定方法については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰返さない。なお、異常判定部５００は、たとえば、走行用バッテリ２２０が異常であると判定した場合、異常判定フラグをオンするようにしてもよい。

　ＳＭＲオン判定部５０２は、異常判定部５００によって、走行用バッテリ２２０が異常であると判定された場合に、ＳＭＲ３１０がオンされたか否かを判定する。なお、ＳＭＲオン判定部５０２は、ＳＭＲ３１０がオンされた場合にＳＭＲオン判定フラグをオンするようにしてもよい。

　たとえば、ＳＭＲオン判定部５０２は、電力供給線２２２の電流Ｉｂがしきい値Ｉａを超えた場合に、ＳＭＲ３１０がオンされたと判定する。図７に車両の起動後の走行用バッテリの電流Ｉｂの変化を示す。図７に示すように、時間Ｔ（４）にて、走行用バッテリ２２０が異常であると判定された場合、ＳＭＲオン判定部５０２は、時間Ｔ（５）にて、電流Ｉｂがしきい値Ｉａを超えた時点において、ＳＭＲ３１０がオンされたと判定する。

　また、ＳＭＲオン判定部５０２は、電源遮断部４００からＳＭＲ駆動部３２４に対してＳＭＲＢ３１２とＳＭＲＰ３１４とをオンする指示信号あるいはＳＭＲＢ３１２とＳＭＲＧ３１６をオンする指示信号が送信された場合に、ＳＭＲ３１０がオンされたと判定する。

　ＳＭＲオン判定部５０２は、たとえば、ＰＭ－ＥＣＵ３２０のメモリ３２２に格納されたＳＭＲＢ指示信号、ＳＭＲＰ指示信号およびＳＭＲＧ指示信号の各々の指示値を参照して、電源遮断部４００からＳＭＲ駆動部３２４に対してＳＭＲＢ３１２とＳＭＲＰ３１４とをオンする指示信号あるいはＳＭＲＢ３１２とＳＭＲＧ３１６をオンする指示信号が送信された場合に、ＳＭＲ３１０がオンされたと判定するようにしてもよい。

　さらに、ＳＭＲオン判定部５０２は、車両の起動処理が開始されてから判定時間（以下、ＳＴＯＮ経過時間と記載する）が経過した場合に、ＳＭＲ３１０がオンされたと判定する。ＳＴＯＮ経過時間は、車両の起動処理が開始されてからＳＭＲ３１０が確実にオンされると予測される時間であって、実験的あるいは設計的に適合される。

　図８に示すように、時間Ｔ（６）にて、車両の起動処理が開始された場合に、ＳＭＲオン判定部５０２は、車両の起動処理が開始されてからの経過時間のカウントを開始する。時間Ｔ（７）にて、車両の起動処理が開始されてからの経過時間がＳＴＯＮ経過時間以上である場合に、ＳＭＲオン判定部５０２は、ＳＭＲ３１０がオンされたと判定する。

　さらに、ＳＭＲオン判定部５０２は、システム制御部４０２によってＲｅａｄｙＯＮフラグがオンされた場合に、ＳＭＲ３１０がオンされたと判定する。なお、システム制御部４０２は、運転者によってパワースイッチ３２６がオンされた場合に、車両のシステムの起動処理を実行し、起動処理が完了したときにＲｅａｄｙＯＮフラグをオンする。

　タイマー部５０４は、走行用バッテリ２２０が異常であると判定された場合であって、かつ、ＳＭＲ３１０がオンされたと判定された場合に、ＳＭＲ３１０がオンされてからの経過時間の計測を開始する。なお、タイマー部５０４は、たとえば、異常判定フラグおよびＳＭＲオン判定フラグのいずれもがオンされた場合に、経過時間の計測を開始するようにしてもよい。また、タイマー部５０４において上述のＳＴＯＮ時間を計測するようにしてもよい。

　経過時間判定部５０６は、ＳＭＲ３１０がオンされてからの経過時間が待機時間以上であるか否かを判定する。なお、経過時間判定部５０６は、ＳＭＲ３１０がオンされてからの経過時間が待機時間以上である場合に、経過判定フラグをオンするようにしてもよい。また、本実施例において待機時間は、予め定められた時間であるとして説明するが、少なくともＳＭＲ３１０がオンされてからクランキングが完了するまでの時間であればよく、たとえば、車両あるいは走行用バッテリ２２０の状態に応じて変化する時間であってもよい。

　電源遮断要求部５０８は、ＳＭＲ３１０がオンされてからの経過時間が待機時間以上である場合に、第１のＳＭＲオフ要求信号をＰＭ－ＥＣＵ３２０の電源遮断部４００に送信する。

　本実施例において、異常判定部５００と、ＳＭＲオン判定部５０２と、タイマー部５０４と、経過時間判定部５０６と、電源遮断要求部５０８とは、いずれも電池ＥＣＵ２６０のＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

　図９を参照して、本実施例における電池ＥＣＵ２６０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

　ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、電池ＥＣＵ２６０は、走行用バッテリ２２０が異常であるか否かを判定する。走行用バッテリ２２０が異常であると判定された場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻され、走行用バッテリ２２０が異常であると判定されるまで待機する。

　Ｓ１０２にて、電池ＥＣＵ２６０は、ＳＭＲ３１０がオンされたか否かを判定する。ＳＭＲ３１０がオンされた場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０２に戻され、ＳＭＲ３１０がオンされるまで待機する。なお、ＳＭＲ３１０がオンされたか否かの判定方法については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰返さない。

　Ｓ１０４にて、電池ＥＣＵ２６０は、ＳＭＲ３１０がオンされたと判定されてからの経過時間の計測を開始する。Ｓ１０６にて、電池ＥＣＵ２６０は、計測された経過時間が待機時間以上であるか否かを判定する。経過時間が待機時間以上である場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０６に戻され、経過時間が待機時間以上になるまで待機する。

　Ｓ１０８にて、電池ＥＣＵ２６０は、ＰＭ－ＥＣＵ３２０に対して第１のＳＭＲオフ要求信号を送信する。

　以上のような構造およびフローチャートに基づいて本実施例における電池ＥＣＵ２６０の動作について図１０を用いて説明する。

　運転者がパワースイッチ３２６を押すなどして車両が起動する際、時間Ｔ（８）にて、走行用バッテリ２２０が異常であると判定され（Ｓ１００にてＹＥＳ）、時間Ｔ（９）にて、ＳＭＲ３１０がオンされたと判定された場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、経過時間の計測が開始される（Ｓ１０４）。ＳＭＲ３１０がオンされることにより、ジェネレータ１４０Ａを用いてエンジン１２０に対してクランキングが開始される。

　時間Ｔ（１０）にて、エンジン１２０に対するクランキングが完了したことによりエンジン１２０が始動する。時間Ｔ（１１）にて、ＳＭＲ３１０がオンされてからの経過時間が待機時間以上である場合に（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、電池ＥＣＵ２６０から電源遮断部４００に対して第１のＳＭＲオフ要求信号が送信されて（Ｓ１０８）、ＳＭＲ３１０がオフされる。

　以上のようにして、本実施例に係る車両用制御装置によると、走行用バッテリの充電状態を検出するための電池ＥＣＵによってＳＭＲをオフすることができる。そのため、システム制御部がソフトウェアによって実現される場合であって、当該ソフトウェアの実行時に不具合が生じた場合においても（すなわち、システム制御部が動作できない状態であっても）、電池ＥＣＵによって直接電源を遮断することができる。したがって、蓄電装置の充電状態が異常である場合に、速やかに電源を遮断できる車両用制御装置を提供することができる。

　また、電池ＥＣＵは、車両の起動の際に、走行用バッテリが異常であると判定された場合、ＳＭＲがオンされてから待機時間が経過した後に、ＳＭＲをオフすることにより、エンジンの始動を完了させた後に、ＳＭＲをオフすることができる。そのため、走行用バッテリが異常であると判定された場合においても、エンジンを確実に始動させることができる。また、その後にＳＭＲをオフすることによって、走行用バッテリの異常が車両の動作に影響を及ぼすことを抑制することができる。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１２０　エンジン、１４０　モータジェネレータ、１４０Ａ　モータ、１４０Ｂ　ジェネレータ、１６０　車輪、１８０　減速機、２００　動力分割機構、２０２　トランスミッション、２２０　走行用バッテリ、２２２　電力供給線、２２４　電源ライン、２２６　アースライン、２３２　コンデンサ、２４０　インバータ、２４２　コンバータ、２６０　電池ＥＣＵ、２８０　エンジンＥＣＵ、３１８　抵抗、３２０　ＰＭ－ＥＣＵ、３２２　メモリ、３２４　ＳＭＲ駆動部、３３０　電流センサ、３３２　電圧センサ、３３４　温度センサ、４００　電源遮断部、４０２　システム制御部、４０４　電池制御部、５００　異常判定部、５０２　オン判定部、５０４　タイマー部、５０６　経過時間判定部、５０８　電源遮断要求部。

Claims

　回転電機（１４０）と、前記回転電機（１４０）に電力を供給するための蓄電装置（２２０）と、前記蓄電装置（２２０）と前記回転電機（１４０）とを接続する電力供給線（２２２）の状態を導通状態と遮断状態との間で切り換えるためのリレー（３１０）とを含む車両の車両用制御装置であって、
　前記車両の状態について第１の条件が成立した場合に前記電力供給線（２２２）の状態を前記遮断状態にするための車両制御部（４０２）と、
　前記車両制御部の動作と並行して、前記蓄電装置（２２０）の充電状態を検出し、検出された前記充電状態を前記車両制御部に送信するとともに、前記蓄電装置（２２０）の状態について第２の条件が成立した場合に、前記電力供給線（２２２）の状態を前記遮断状態にするための充電状態検出部（２６０）と、
　前記充電状態検出部（２６０）および前記車両制御部（４０２）のうちの少なくともいずれか一方からの要求に応じて、前記リレー（３１０）によって前記電力供給線（２２２）の状態を前記遮断状態にするための電源遮断部（４００）とを含む、車両用制御装置。
　前記第２の条件は、前記蓄電装置（２２０）に異常が発生したという条件である、請求の範囲第１項に記載の車両用制御装置。
　前記充電状態検出部（２６０）は、前記車両の起動の際に、前記第２の条件が成立した場合、前記リレー（３１０）によって前記電力供給線（２２２）の状態が前記遮断状態から前記導通状態に切り換わってから待機時間が経過した後に、前記電力供給線（２２２）の状態が前記遮断状態になることを要求する、請求の範囲第２項に記載の車両用制御装置。
　前記車両は、動力源として搭載される内燃機関（１２０）をさらに含み、
　前記車両制御部（４０２）は、前記車両の起動の際に、前記第１の条件が成立した場合、前記電力供給線（２２２）の状態が前記遮断状態から前記導通状態に切り換わるように前記リレー（３１０）を制御した後に、前記内燃機関（１２０）を始動させ、
　前記予め定められた時間は、前記電力供給線（２２２）の状態が前記導通状態に切り換わってから前記内燃機関（１２０）の始動が完了するまでの時間である、請求の範囲第３項に記載の車両用制御装置。
　前記車両用制御装置は、前記電力供給線（２２２）の電流を検出するための電流検出部（３３０）をさらに含み、
　前記充電状態検出部（２６０）は、前記車両の起動の際に、前記電流検出部（３３０）によって検出された電流がしきい値を超える場合、前記リレー（３１０）によって前記電力供給線（２２２）の状態が前記導通状態に切り換わったと判定する、請求の範囲第３項に記載の車両用制御装置。
　前記リレー（３１０）は、前記電源遮断部（４００）から指示信号を受けて駆動し、
　前記充電状態検出部（２６０）は、前記車両の起動の際に、前記指示信号が前記電力供給線の状態を前記導通状態とすることを示す場合、前記リレー（３１０）によって前記電力供給線（２２２）の状態が前記導通状態に切り換わったと判定する、請求の範囲第３項に記載の車両用制御装置。
　前記車両には、前記車両のシステムを起動させるための操作部（３２６）が設けられ、
　前記車両制御部（４０２）は、前記操作部（３２６）に対する運転者の操作に応じて前記車両のシステムの起動処理を開始し、
　前記充電状態検出部（２６０）は、前記車両制御部（４０２）によって前記起動処理が開始されてから判定時間が経過した場合に、前記リレー（３１０）によって前記電力供給線（２２２）の状態が前記導通状態に切り換わったと判定する、請求の範囲第３項に記載の車両用制御装置。
　前記車両には、前記車両のシステムを起動させるための操作部（３２６）が設けられ、
　前記車両制御部（４０２）は、前記操作部（３２６）に対する運転者の操作に応じて前記車両のシステムの起動処理を開始し、
　前記充電状態検出部（２６０）は、前記起動処理が完了した場合に、前記リレー（３１０）によって前記電力供給線（２２２）の状態が前記導通状態に切り換わったと判定する、請求の範囲第３項に記載の車両用制御装置。