(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023053745
(43)【公開日】2023-04-13
(54)【発明の名称】車両制御装置
(51)【国際特許分類】
B60L 3/00 20190101AFI20230406BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20230406BHJP
B60L 9/18 20060101ALI20230406BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20230406BHJP
H02M 3/28 20060101ALI20230406BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20230406BHJP
【ＦＩ】
B60L3/00 J
B60L50/60
B60L9/18 J
H02M7/48 L
H02M3/28 B
H02M3/28 K
H02J7/00 P
H02J7/00 Y
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021162967
(22)【出願日】2021-10-01
(71)【出願人】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100111202
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 周彦
(74)【代理人】
【識別番号】100139365
【弁理士】
【氏名又は名称】中嶋 武雄
(74)【代理人】
【識別番号】100150304
【弁理士】
【氏名又は名称】溝口 勉
(72)【発明者】
【氏名】橘 俊英
【テーマコード（参考）】
5G503
5H125
5H730
5H770
【Ｆターム（参考）】
5G503BA02
5G503BB01
5G503BB05
5G503DA02
5G503EA08
5G503FA06
5G503FA16
5G503GB04
5G503GB06
5H125AA01
5H125AC12
5H125BB09
5H125EE13
5H125EE47
5H125EE48
5H125EE70
5H730AS04
5H730AS05
5H730AS08
5H730AS17
5H730BB23
5H730BB43
5H730FD11
5H730FF09
5H730FG12
5H730XC09
5H770BA02
5H770CA01
5H770DA02
5H770FA04
5H770HA03W
5H770JA17W
(57)【要約】
【課題】ＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われなくなっていることを安価に検出することができるようにする。
【解決手段】車両制御装置は、電動モータを駆動させるインバータと、高電圧バッテリの電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、高電圧バッテリの電圧のインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータへの入力のオン／オフを切り替えるメインリレーと、プリチャージリレーを有するプリチャージ回路と、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧Ｖを検出する電圧検出部と、コントローラとを備え、コントローラは、プリチャージが完了した後、メインリレーがオンかつプリチャージリレーがオフの状態にする前に、その間のインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧Ｖのレベルがインバータのプリチャージ完了時のレベルよりも低下した場合、ＤＣ／ＤＣコンバータへの電源電力供給の停止が正常に行われていないと判断する。
【選択図】図２
【解決手段】車両制御装置は、電動モータを駆動させるインバータと、高電圧バッテリの電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、高電圧バッテリの電圧のインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータへの入力のオン／オフを切り替えるメインリレーと、プリチャージリレーを有するプリチャージ回路と、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧Ｖを検出する電圧検出部と、コントローラとを備え、コントローラは、プリチャージが完了した後、メインリレーがオンかつプリチャージリレーがオフの状態にする前に、その間のインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧Ｖのレベルがインバータのプリチャージ完了時のレベルよりも低下した場合、ＤＣ／ＤＣコンバータへの電源電力供給の停止が正常に行われていないと判断する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
走行の動力源である電動モータ、前記電動モータを駆動するための高電圧を出力する高電圧バッテリ、低電圧で稼働する車載機器、および前記車載機器を稼働させるための低電圧を出力する低電圧バッテリを備えた電動車両を制御する車両制御装置であって、
前記高電圧バッテリから出力された電圧を用いて前記電動モータを駆動させるインバータと、
前記高電圧バッテリから出力された電圧を降圧し、前記低電圧バッテリの充電または前記車載機器の稼働に用いる電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記高電圧バッテリから出力された電圧の前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力のオン／オフを切り替えるメインスイッチと、
前記高電圧バッテリから出力された電流を用いてプリチャージ電流を生成するプリチャージ電流生成部、および前記プリチャージ電流の前記インバータへの入力のオン／オフを切り替えるプリチャージスイッチを有するプリチャージ回路と、
前記高電圧バッテリから前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧を検出する電圧検出部と、
前記メインスイッチがオフかつ前記プリチャージスイッチがオンの状態にすることにより前記プリチャージ電流を前記インバータに入力して前記インバータのプリチャージを開始し、前記インバータのプリチャージの完了後に、前記メインスイッチがオンかつ前記プリチャージスイッチがオフの状態にするコントローラとを備え、
前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータは前記高電圧バッテリに互いに並列に接続され、
前記メインスイッチおよび前記プリチャージ回路は、前記高電圧バッテリと、前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータとを接続する経路の途中に互いに並列に接続され、
前記コントローラは、前記インバータのプリチャージが完了した後、前記メインスイッチがオンかつ前記プリチャージスイッチがオフの状態にする前に、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記インバータのプリチャージの完了時点に前記高電圧バッテリから前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧よりも低下したか否かを判断し、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記インバータのプリチャージの完了時点に前記高電圧バッテリから前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧よりも低下した場合には、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電源から前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われていないと判断することを特徴とする車両制御装置。
前記高電圧バッテリから出力された電圧を用いて前記電動モータを駆動させるインバータと、
前記高電圧バッテリから出力された電圧を降圧し、前記低電圧バッテリの充電または前記車載機器の稼働に用いる電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記高電圧バッテリから出力された電圧の前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力のオン／オフを切り替えるメインスイッチと、
前記高電圧バッテリから出力された電流を用いてプリチャージ電流を生成するプリチャージ電流生成部、および前記プリチャージ電流の前記インバータへの入力のオン／オフを切り替えるプリチャージスイッチを有するプリチャージ回路と、
前記高電圧バッテリから前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧を検出する電圧検出部と、
前記メインスイッチがオフかつ前記プリチャージスイッチがオンの状態にすることにより前記プリチャージ電流を前記インバータに入力して前記インバータのプリチャージを開始し、前記インバータのプリチャージの完了後に、前記メインスイッチがオンかつ前記プリチャージスイッチがオフの状態にするコントローラとを備え、
前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータは前記高電圧バッテリに互いに並列に接続され、
前記メインスイッチおよび前記プリチャージ回路は、前記高電圧バッテリと、前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータとを接続する経路の途中に互いに並列に接続され、
前記コントローラは、前記インバータのプリチャージが完了した後、前記メインスイッチがオンかつ前記プリチャージスイッチがオフの状態にする前に、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記インバータのプリチャージの完了時点に前記高電圧バッテリから前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧よりも低下したか否かを判断し、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記インバータのプリチャージの完了時点に前記高電圧バッテリから前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧よりも低下した場合には、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電源から前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われていないと判断することを特徴とする車両制御装置。
【請求項2】
入力された電圧を降圧し、降圧した電圧を出力する動作を前記ＤＣ／ＤＣコンバータが行うことができる前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧の下限値を降圧動作下限電圧といい、前記降圧動作下限電圧以上の電圧が入力されていない状態の前記ＤＣ／ＤＣコンバータに前記降圧動作下限電圧以上の電圧を入力してから、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが当該入力された電圧を降圧し、降圧した電圧を出力するようになるまでにかかる時間を降圧動作開始所要時間というとすると、
前記コントローラは、前記インバータのプリチャージを開始した後において、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記降圧動作下限電圧に達した時点から前記降圧動作開始所要時間が経過し、かつ前記インバータのプリチャージが完了した後、前記メインスイッチがオンかつ前記プリチャージスイッチがオフの状態にする前に、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記インバータのプリチャージの完了時点に前記高電圧バッテリから前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧よりも低下したか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
前記コントローラは、前記インバータのプリチャージを開始した後において、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記降圧動作下限電圧に達した時点から前記降圧動作開始所要時間が経過し、かつ前記インバータのプリチャージが完了した後、前記メインスイッチがオンかつ前記プリチャージスイッチがオフの状態にする前に、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記インバータのプリチャージの完了時点に前記高電圧バッテリから前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧よりも低下したか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項3】
入力された電圧を降圧し、降圧した電圧を出力する動作を前記ＤＣ／ＤＣコンバータが行うことができる前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧の下限値を降圧動作下限電圧といい、前記降圧動作下限電圧以上の電圧が入力されていない状態の前記ＤＣ／ＤＣコンバータに前記降圧動作下限電圧以上の電圧を入力してから、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが当該入力された電圧を降圧し、降圧した電圧を出力するようになるまでにかかる時間を降圧動作開始所要時間というとすると、
前記コントローラは、前記インバータのプリチャージを開始した後において、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記降圧動作下限電圧に達した時点から判断待機時間が経過し、かつ前記インバータのプリチャージが完了した後、前記メインスイッチがオンかつ前記プリチャージスイッチがオフの状態にする前に、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記高電圧バッテリの通常の放電電圧の下限値よりも低下したか否かを判断し、
前記判断待機時間は、前記降圧動作開始所要時間に所定の付加時間を加えた時間であることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
前記コントローラは、前記インバータのプリチャージを開始した後において、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記降圧動作下限電圧に達した時点から判断待機時間が経過し、かつ前記インバータのプリチャージが完了した後、前記メインスイッチがオンかつ前記プリチャージスイッチがオフの状態にする前に、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記高電圧バッテリの通常の放電電圧の下限値よりも低下したか否かを判断し、
前記判断待機時間は、前記降圧動作開始所要時間に所定の付加時間を加えた時間であることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動車両の制御を行う車両制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車、ハイブリッド車等の電動車両は、走行の動力源としての電動モータ、電動モータを駆動するための高電圧を出力する高電圧バッテリ、例えば１２Ｖの低電圧で稼働する電気・電子機器である車載機器、車載機器に電力を供給する低電圧バッテリ、および電動車両の制御を行う車両制御装置を備えている。
【0003】
車両制御装置は、電動モータを駆動させるインバータ、および低電圧バッテリの充電および車載機器への電力供給を行うために、高電圧バッテリの電圧を例えば１２Ｖの電圧に降圧するＤＣ（Direct Current）／ＤＣコンバータを備えている。
【0004】
さらに、車両制御装置は、高電圧バッテリからインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータへの電圧の入力のオン／オフを切り替えるメインリレー、およびインバータのプリチャージを行うプリチャージ回路を備えている。プリチャージ回路には、高電圧バッテリからの電流の電流値を下げることによりプリチャージ電流を生成するプリチャージ抵抗、およびプリチャージ電流のインバータへの入力のオン／オフを切り替えるプリチャージリレーが設けられている。
【0005】
さらに、車両制御装置は、高電圧バッテリからインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧を検出する電圧検出回路、および電動車両に関する種々の制御を行うコントローラを備えている。コントローラは、メインリレーのオープン／クローズの切替制御、プリチャージリレーのオープン／クローズの切替制御、インバータの稼働／停止の切替制御、ＤＣ／ＤＣコンバータの稼働／停止の切替制御等を行う。
【0006】
車両制御装置において、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータは高電圧バッテリに互いに並列に接続されている。また、メインリレーおよびプリチャージ回路は、高電圧バッテリと、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータとを接続する経路の途中に互いに並列に接続されている。
【0007】
メインリレーがオープンであり、プリチャージリレーがクローズであるときには、高電圧バッテリからインバータにプリチャージ回路を介してプリチャージ電流が入力される。一方、メインリレーがクローズであり、プリチャージリレーがオープンであるときには、高電圧バッテリからインバータに、インバータの稼働に必要な駆動電流が入力される。また、メインリレーおよびプリチャージリレーのいずれかがクローズであるときには、高電圧バッテリから出力された電圧がインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータにそれぞれ入力される。
【0008】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータには、高電圧バッテリの電圧を降圧するために、高電圧バッテリからの電圧が入力されるが、これとは別に、ＤＣ／ＤＣコンバータ自体を稼働させるために、低電圧バッテリから電力が供給される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータは、自身を制御する稼働制御回路を有している。この稼働制御回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータが低電圧バッテリからの電力供給を受けるか否かを切り替える機能を有している。
【0009】
コントローラは、ＤＣ／ＤＣコンバータの稼働制御回路を制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの稼働／停止の切替を制御する。具体的には、コントローラは、ＤＣ／ＤＣコンバータに稼働制御信号を出力する。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータの稼働制御回路は、コントローラから出力された稼働制御信号の電圧レベルが第１のレベルのときには、ＤＣ／ＤＣコンバータの状態を、低電圧バッテリからの電力供給を受ける状態にする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータは稼働する。一方、コントローラから出力された稼働制御信号の電圧レベルが第２のレベルのときには、ＤＣ／ＤＣコンバータの稼働制御回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータの状態を、低電圧バッテリからの電力供給を絶つ状態にする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータは停止する。
【0010】
以上の構成を有する車両制御装置は次のように動作する。車両の電源スイッチがオフである間、コントローラはアイドル状態になっている。また、車両の電源スイッチがオフである間、ＤＣ／ＤＣコンバータの稼働制御回路は、アイドル状態のコントローラからＤＣ／ＤＣコンバータに出力された第２のレベルの稼働制御信号に従い、ＤＣ／ＤＣコンバータの状態を、低電圧バッテリからの電力供給を絶つ状態にしている。その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータは停止している。また、車両の電源スイッチがオフである間、インバータは停止しており、また、メインリレーおよびプリチャージリレーはいずれもオープンになっている。
【0011】
車両の電源スイッチがオンになったとき、コントローラはアクティブ状態になる。コントローラは、メインリレーをオープンにしたまま、プリチャージリレーをクローズする。これにより、高電圧バッテリからインバータにプリチャージ回路を介してプリチャージ電流が入力され、インバータのプリチャージが行われる。
【0012】
インバータのプリチャージが完了すると、高電圧バッテリからインバータに入力される入力電圧が、高電圧バッテリの通常の放電電圧と略等しくなる。コントローラは、電圧検出回路から出力された検出信号に基づいて、高電圧バッテリからインバータに入力された入力電圧を認識し、インバータのプリチャージが完了したことを認識する。その後、コントローラは、メインリレーをクローズし、プリチャージリレーをオープンする。
【0013】
その後、コントローラは、ＤＣ／ＤＣコンバータに出力する稼働制御信号の電圧レベルを第２のレベルから第１のレベルに切り替える。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの稼働制御回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータの状態を、低電圧バッテリからの電力供給を受ける状態にする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータが稼働を開始し、高電圧バッテリから出力された電圧を降圧する動作を行うようになる。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータにより降圧された電圧により、低電圧バッテリの充電および車載機器への電力供給が行われる。また、コントローラは、インバータを稼働させる。
【0014】
その後、車両の電源スイッチがオフになったとき、コントローラはメインリレーをオープンする。これにより、高電圧バッテリからインバータへの駆動電流の入力が停止し、また、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧はいずれも零になる。続いて、コントローラは、ＤＣ／ＤＣコンバータに出力する稼働制御信号の電圧レベルを第１のレベルから第２のレベルに切り替える。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの稼働制御回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータの状態を、低電圧バッテリからの電力供給を絶つ状態にする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータが停止し、低電圧バッテリの充電または車載機器への電力供給が行われなくなる。また、コントローラはインバータを停止させる。
【0015】
下記の特許文献１には、上記車両制御装置と類似した装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【特許文献1】特開２０１６－１０２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
上記車両制御装置において、車両の電源スイッチがオフになったとき、ＤＣ／ＤＣコンバータの稼働制御回路は、コントローラから出力された稼働制御信号に従い、ＤＣ／ＤＣコンバータの状態を、低電圧バッテリからの電力供給を絶つ状態にする。これにより、低電圧バッテリからＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給が停止する。ところが、車両の電源スイッチがオフになったにも拘わらず、低電圧バッテリからＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給が停止しないという異常が発生することがあり得る。
【0018】
例えば、上記ＤＣ／ＤＣコンバータの稼働制御回路は、コントローラから出力された稼働制御信号が接地レベルのときに、ＤＣ／ＤＣコンバータの状態を、低電圧バッテリからの電力供給を受ける状態にし、コントローラから出力された稼働制御信号が非接地レベルのときに、ＤＣ／ＤＣコンバータの状態を、低電圧バッテリからの電力供給を絶つ状態にするように構成されているものとする。この場合において、何らかの原因により、コントローラからＤＣ／ＤＣコンバータへ稼働制御信号を送る経路が地絡した場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータに接地レベルの稼働制御信号が常時入力されているに等しい状態になる。それゆえ、ＤＣ／ＤＣコンバータは、コントローラからの稼働制御信号に従って、低電圧バッテリからの電力供給を絶つことができなくなる。その結果、電源スイッチがオフになっても、低電圧バッテリからＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給が継続することになる。
【0019】
電源スイッチがオフになっている間は、メインリレーおよびプリチャージリレーがいずれもオープンになっているため、高電圧バッテリの電圧はＤＣ／ＤＣコンバータに入力されない。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータに低電圧バッテリから電力が供給されている状態であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータは降圧動作を行わない。しかしながら、この状態のＤＣ／ＤＣコンバータは、降圧動作を行っているときと比較して少量であるものの、低電圧バッテリからの電力を消費する。このような電力の消費は無駄であり、抑制する必要がある。そこで、車両の電源スイッチがオフになったにも拘わらず、低電圧バッテリからＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給が停止しないという異常を検出することが求められる。
【0020】
この点、この異常を検出するための回路（ハードウェア）を追加することが考えられる。しかしながら、そのような回路を追加することは、製造コストの上昇を招くため、好ましくない。
【0021】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、ＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われなくなっていることを安価に検出することができる車両制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0022】
上記課題を解決するために、本発明は、走行の動力源である電動モータ、前記電動モータを駆動するための高電圧を出力する高電圧バッテリ、低電圧で稼働する車載機器、および前記車載機器を稼働させるための低電圧を出力する低電圧バッテリを備えた電動車両を制御する車両制御装置であって、前記高電圧バッテリから出力された電圧を用いて前記電動モータを駆動させるインバータと、前記高電圧バッテリから出力された電圧を降圧し、前記低電圧バッテリの充電または前記車載機器の稼働に用いる電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記高電圧バッテリから出力された電圧の前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの入力のオン／オフを切り替えるメインスイッチと、前記高電圧バッテリから出力された電流を用いてプリチャージ電流を生成するプリチャージ電流生成部、および前記プリチャージ電流の前記インバータへの入力のオン／オフを切り替えるプリチャージスイッチを有するプリチャージ回路と、前記高電圧バッテリから前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧を検出する電圧検出部と、前記メインスイッチがオフかつ前記プリチャージスイッチがオンの状態にすることにより前記プリチャージ電流を前記インバータに入力して前記インバータのプリチャージを開始し、前記インバータのプリチャージの完了後に、前記メインスイッチがオンかつ前記プリチャージスイッチがオフの状態にするコントローラとを備え、前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータは前記高電圧バッテリに互いに並列に接続され、前記メインスイッチおよび前記プリチャージ回路は、前記高電圧バッテリと、前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータとを接続する経路の途中に互いに並列に接続され、前記コントローラは、前記インバータのプリチャージが完了した後、前記メインスイッチがオンかつ前記プリチャージスイッチがオフの状態にする前に、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記インバータのプリチャージの完了時点に前記高電圧バッテリから前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧よりも低下したか否かを判断し、前記電圧検出部により検出された入力電圧が前記インバータのプリチャージの完了時点に前記高電圧バッテリから前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧よりも低下した場合には、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電源から前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われていないと判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われなくなっていることを安価に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】電動モータ、高電圧バッテリ、車載機器、低電圧バッテリおよび本発明の実施例の車両制御装置を示す回路図である。
【図2】本発明の実施例の車両制御装置において、プリチャージ時のインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧の変化を示す特性線図である。
【図3】本発明の実施例の車両制御装置のコントローラにおける車両始動処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明の実施形態の車両制御装置は、走行の動力源である電動モータ、電動モータを駆動するための高電圧を出力する高電圧バッテリ、低電圧で稼働する車載機器、および車載機器を稼働させるための低電圧を出力する低電圧バッテリを備えた電動車両を制御する車両制御装置である。
【0026】
本実施形態の車両制御装置は、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、メインスイッチ、プリチャージ回路、電圧検出部、およびコントローラを備えている。
【0027】
インバータは、高電圧バッテリから出力された電圧を用いて電動モータを駆動させる回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、高電圧バッテリから出力された電圧を降圧し、低電圧バッテリの充電または車載機器の稼働に用いる電圧を出力する回路である。
【0028】
メインスイッチは、高電圧バッテリから出力された電圧のインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータへの入力のオン／オフを切り替えるスイッチである。プリチャージ回路は、インバータのプリチャージを行う回路である。プリチャージ回路は、高電圧バッテリから出力された電流を用いてプリチャージ電流を生成するプリチャージ電流生成部、およびプリチャージ電流のインバータへの入力のオン／オフを切り替えるプリチャージスイッチを有している。
【0029】
電圧検出部は、高電圧バッテリからインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧を検出する回路である。
【0030】
コントローラは、メインスイッチがオフかつプリチャージスイッチがオンの状態にすることによりプリチャージ電流をインバータに入力してインバータのプリチャージを開始し、インバータのプリチャージの完了後に、メインスイッチがオンかつプリチャージスイッチがオフの状態にする機能を有している。
【0031】
本実施形態の車両制御装置において、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータは高電圧バッテリに互いに並列に接続されている。また、メインスイッチおよびプリチャージ回路は、高電圧バッテリと、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータとを接続する経路の途中に互いに並列に接続されている。
【0032】
また、コントローラは、インバータのプリチャージが完了した後、メインスイッチがオンかつプリチャージスイッチがオフの状態にする前に、電圧検出部により検出された入力電圧がインバータのプリチャージの完了時点に高電圧バッテリからインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧よりも低下したか否かを判断し、電圧検出部により検出された入力電圧がインバータのプリチャージの完了時点に高電圧バッテリからインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧よりも低下した場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータの電源からＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われていないと判断する。
【0033】
本実施形態の車両制御装置において、コントローラは、例えば電動車両の電源スイッチがオンになったとき、メインスイッチがオフかつプリチャージスイッチがオンの状態にすることによりプリチャージ電流をインバータに入力してインバータのプリチャージを開始する。これにより、インバータ、およびインバータと並列に高電圧バッテリに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧は徐々に増加し、インバータのプリチャージが完了したとき、当該入力電圧は高電圧バッテリの通常の放電電圧と略等しくなる。
【0034】
インバータのプリチャージが完了した後は、インバータにプリチャージ電流がほとんど流れ込まなくなる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータの電源からＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われている場合には、電動車両の電源スイッチがオフになったときにＤＣ／ＤＣコンバータは停止しており、そして、電動車両の電源スイッチがオンになり、インバータのプリチャージが行われ、インバータのプリチャージが完了したときも、ＤＣ／ＤＣコンバータはまだ停止したままである。インバータのプリチャージが完了した後にＤＣ／ＤＣコンバータが停止している場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータにもプリチャージ電流はほとんど流れ込まない。そして、インバータおよびＤＣコンバータのいずれにもプリチャージ電流がほとんど流れ込まない状態は、メインスイッチがオフかつプリチャージスイッチがオンの状態を継続することにより維持される。その結果、インバータのプリチャージの完了後、メインスイッチがオフかつプリチャージスイッチがオンの状態を継続することにより、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧が高電圧バッテリの通常の放電電圧に略等しい状態が維持される。
【0035】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータの電源からＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われていない場合には、電動車両の電源スイッチがオフになったときにＤＣ／ＤＣコンバータは停止しない。そして、電動車両の電源スイッチがオンになり、インバータのプリチャージが行われ、インバータのプリチャージが完了したときも、ＤＣ／ＤＣコンバータは停止していない。この場合、インバータのプリチャージの間に、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータが降圧動作を行うことができる入力電圧に達し、その後ある程度の時間が経過したとき、ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて降圧動作が行われるようになる。その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータにプリチャージ電流が流れ込むようになる。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータにプリチャージ電流が流れ込むようになる時点は、通常、プリチャージの完了後となる。その結果、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧は、インバータのプリチャージの完了時に、一旦、高電圧バッテリの通常の放電電圧と略等しくなり、その後、低下するようになる。
【0036】
以上のことをまとめると、ＤＣ／ＤＣコンバータの電源からＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われている場合には、インバータのプリチャージの完了後、メインスイッチがオフかつプリチャージスイッチがオンの状態が継続している間、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧のレベルは、インバータのプリチャージ完了時のレベルを維持する。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータの電源からＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われていない場合には、インバータのプリチャージの完了後、メインスイッチがオフかつプリチャージスイッチがオンの状態が継続している間に、インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧のレベルは、インバータのプリチャージ完了時のレベルよりも低下する。
【0037】
コントローラは、インバータのプリチャージが完了した後、メインスイッチがオンかつプリチャージスイッチがオフの状態にする前に、電圧検出部により検出された入力電圧がインバータのプリチャージの完了時点に高電圧バッテリからインバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータに入力された入力電圧よりも低下したか否かを判断する。これにより、コントローラは、ＤＣ／ＤＣコンバータの電源からＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われているか否かを判断することができる。
【0038】
この判断は、プリチャージ完了の判断を行う手段として既存の車両制御装置に設けられている電圧検出部を利用し、かつコントローラが実行するコンピュータプログラムを追加または変更することによって実現することができる。すなわち、この判断は、既存の車両制御装置に対し、ソフトウェアの追加または変更を行うことによって実現することができ、この判断を実現するに当たり、既存の車両制御装置に新たなハードウェアを追加する必要がない。したがって、本実施形態の車両制御装置によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータへの電力供給の停止が正常に行われているか否かの検出を安価に実現することができる。
【実施例0039】
以下、本発明の車両制御装置の実施例について説明する。
【0040】
（車両制御装置）
図１は、本発明の実施例の車両制御装置１１等を示す回路図である。車両制御装置１１は、車両の制御を行う装置である。車両は、走行の動力源として電動モータを用いた自動車であり、例えば、電気自動車、燃料電池自動車またはハイブリット車等である。また、車両は、自動四輪車、自動三輪車、または自動二輪車等である。
図１は、本発明の実施例の車両制御装置１１等を示す回路図である。車両制御装置１１は、車両の制御を行う装置である。車両は、走行の動力源として電動モータを用いた自動車であり、例えば、電気自動車、燃料電池自動車またはハイブリット車等である。また、車両は、自動四輪車、自動三輪車、または自動二輪車等である。
【0041】
車両には、図１に示すように、電動モータ１、高電圧バッテリ２、車載機器３、低電圧バッテリ４、車両の電源スイッチ５、および車両制御装置１１が設けられている。電動モータ１は車両の走行の動力源である。高電圧バッテリ２は、電動モータ１を駆動するための電圧を出力する蓄電池である。高電圧バッテリ２の公称電圧は、例えば１００Ｖ～５００Ｖ、またはそれ以上である。車載機器３は、低電圧（例えば１２Ｖ）で稼働する電気・電子機器である。低電圧バッテリ４は、車載機器３を稼働させるための電圧を出力する蓄電池である。低電圧バッテリ４の公称電圧は、例えば１２Ｖである。電源スイッチ５は、利用者が車両の全体的な電源のオン／オフを行うためのスイッチである。
【0042】
車両制御装置１１は、インバータ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、メインスイッチとしてのメインリレー１５、プリチャージ回路１６、電圧検出部１９、およびコントローラ２０を備えている。インバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３は高電圧バッテリ２に互いに並列に接続されている。メインリレー１５およびプリチャージ回路１６は、高電圧バッテリ２のプラス端子と、インバータ１２のプラス入力端子およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３のプラス入力端子とを接続する経路の途中（高電圧バッテリ２のプラス端子と点Ｐとの間）に互いに並列に接続されている。電動モータ１はインバータ１２の出力側に接続されている。車載機器３および低電圧バッテリ４はＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力側にそれぞれ接続されている。コントローラ２０は、メインリレー１５の制御端子、プリチャージ回路１６が有するプリチャージリレー１８の制御端子、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の制御端子、インバータ１２の制御端子、および電圧検出部１９にそれぞれ接続されている。また、コントローラ２０には、車両の電源スイッチ５が接続されている。
【0043】
インバータ１２は、高電圧バッテリ２から出力された電力を用いて電動モータ１の駆動を制御する回路である。
【0044】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、高電圧バッテリ２から出力された電圧を降圧し、低電圧バッテリ４の充電および車載機器３の稼働に用いる電圧を出力する回路である。
【0045】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３自体の電源は低電圧バッテリ４である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は低電圧バッテリ４からの電力供給を受けて稼働する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、自身を制御する稼働制御回路１４を有している。稼働制御回路１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３が低電圧バッテリ４から電力の供給を受けるか否かを切り替える機能を有している。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、コントローラ２０により稼働制御回路１４を制御するための制御端子を有している。この制御端子には、コントローラ２０から出力された稼働制御信号が入力される。稼働制御回路１４は、稼働制御信号に従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３が低電圧バッテリ４から電力の供給を受けるか否かを切り替える。
【0046】
稼働制御回路１４は、稼働制御信号の電圧レベルが接地レベルであるとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の状態を、低電圧バッテリ４からの電力供給を受ける状態にする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は稼働する。一方、稼働制御回路１４は、稼働制御信号の電圧レベルが非接地レベルであるとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の状態を、低電圧バッテリ４からの電力供給を絶つ状態にする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は停止する。
【0047】
メインリレー１５は、高電圧バッテリ２から出力された電圧のインバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３への入力のオン／オフを切り替えるスイッチである。プリチャージ回路１６は、インバータ１２のプリチャージを行うための回路である。インバータ１２のプリチャージは、高電圧バッテリ２からインバータ１２へ電圧の入力を開始するときに、インバータ１２に設けられた入力電流平滑用のコンデンサの充電等を行う処理である。プリチャージ回路１６は、プリチャージ電流生成部としてのプリチャージ抵抗１７、およびプリチャージスイッチとしてのプリチャージリレー１８を備えている。プリチャージ抵抗１７は、高電圧バッテリ２から出力された電流の電流値を下げることによりプリチャージ電流を生成する抵抗器である。プリチャージリレー１８は、プリチャージ電流のインバータ１２への入力のオン／オフを切り替えるスイッチである。
【0048】
電圧検出部１９は、高電圧バッテリ２からインバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３に入力された入力電圧を検出する。インバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３は高電圧バッテリ２に互いに並列に接続さているので、インバータ１２の入力電圧とＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力電圧は互いに等しい。
【0049】
コントローラ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、およびメモリ等を有している。コントローラ２０は、車両の電源スイッチ５がオンになったときに、アクティブ状態（通常稼働状態）になり、車両の電源スイッチ５がオフになったときに、アイドル状態（省力稼働状態）になる。また、コントローラ２０は、メインリレー制御信号をメインリレー１５に出力し、メインリレー１５のオープン／クローズを制御する。また、コントローラ２０は、プリチャージリレー制御信号をプリチャージリレー１８に出力し、プリチャージリレー１８のオープン／クローズを制御する。また、コントローラ２０は、稼働制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１３に出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の稼働制御回路１４を制御する。また、コントローラ２０は、インバータに他の稼働制御信号を出力し、インバータ１２の稼働／停止を制御する。また、コントローラ２０は、電圧検出部１９による検出結果に基づいて、インバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力電圧を認識することができる。また、コントローラ２０は計時を行うことができる。
【0050】
コントローラ２０は、通常、車両の電源スイッチ５がオンになってからインバータ１２のプリチャージが完了し、メインリレー１５がクローズかつプリチャージリレー１８がオープンの状態にした後、電源スイッチ５がオンである間は、稼働制御信号の電圧レベルを接地レベルにする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の稼働制御回路１４が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の状態を、低電圧バッテリ４からの電力供給を受ける状態にする。一方、コントローラ２０は、車両の電源スイッチ５がオフである間は、稼働制御信号の電圧レベルを非接地レベルにする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の稼働制御回路１４が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の状態を、低電圧バッテリ４からの電力供給を絶つ状態にする。
【0051】
さらに、コントローラ２０は、車両の電源スイッチ５がオフになったにも拘わらず、低電圧バッテリ４からＤＣ／ＤＣコンバータ１３への電力供給が停止しないという異常（以下、これを「ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常」という。）が発生したことを検出する機能を有している。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常は、何らかの原因により、コントローラ２０からＤＣ／ＤＣコンバータ１３へ稼働制御信号を送る経路が地絡した場合などに発生する。コントローラ２０からＤＣ／ＤＣコンバータ１３へ稼働制御信号を送る経路が地絡した場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に接地レベルの稼働制御信号が常時入力されているに等しい状態になる。それゆえ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、コントローラ２０からの稼働制御信号に従って、低電圧バッテリ４からの電力供給を絶つことができなくなる。その結果、車両の電源スイッチ５がオフになっても、低電圧バッテリ４からＤＣ／ＤＣコンバータ１３への電力供給が継続することになる。
【0052】
電源スイッチ５がオフになっている間は、メインリレー１５およびプリチャージリレー１８がいずれもオープンになっているため、高電圧バッテリ２の電圧はＤＣ／ＤＣコンバータ１３に入力されない。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に低電圧バッテリ４から電力が供給されている状態であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は降圧動作を行わない。しかしながら、この状態のＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、降圧動作を行っているときと比較して少量であるものの、低電圧バッテリ４からの電力を消費する。コントローラ２０は、このようなＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を検出し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を利用者に通知することができる。
【0053】
（ＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出の原理）
コントローラ２０によるＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常検出の原理について説明する。コントローラ２０は、車両の電源スイッチ５がオンになったとき、インバータ１２のプリチャージを行う。コントローラ２０は、インバータ１２のプリチャージを行うときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を検出する。
コントローラ２０によるＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常検出の原理について説明する。コントローラ２０は、車両の電源スイッチ５がオンになったとき、インバータ１２のプリチャージを行う。コントローラ２０は、インバータ１２のプリチャージを行うときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を検出する。
【0054】
図２（Ａ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生していない場合における、プリチャージ時のインバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力電圧の変化を示している。図２（Ｂ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生している場合における、プリチャージ時のインバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力電圧の変化を示している。以下、インバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力電圧を「入力電圧Ｖ」という。
【0055】
まず、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常検出の原理の説明に用いるいくつかの用語について説明する。
【0056】
インバータ１２のプリチャージが完了したか否かを入力電圧Ｖに基づいて判断するときに用いる基準電圧を「プリチャージ完了基準電圧」という。プリチャージ完了基準電圧は、例えば、高電圧バッテリ２の通常の放電電圧の下限値に設定されている。図２中のＶａはプリチャージ完了基準電圧である。高電圧バッテリ２の通常の放電電圧の下限値は、例えば、高電圧バッテリ２の公称電圧よりも低いが放電終止電圧よりも高い値である。
【0057】
また、インバータ１２のプリチャージを開始してから完了するまでの所要時間を「プリチャージ所要時間」という。図２中のＰａはプリチャージ所要時間である。
【0058】
また、入力された電圧を降圧し、降圧した電圧を出力する動作（降圧動作）をＤＣ／ＤＣコンバータ１３が行うことができるＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力電圧の下限値を「降圧動作下限電圧」という。図２中のＶｂは降圧動作下限電圧である。降圧動作下限電圧Ｖｂはプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低い。
【0059】
また、降圧動作下限電圧Ｖｂ以上の電圧が入力されていない状態のＤＣ／ＤＣコンバータ１３に降圧動作下限電圧Ｖｂ以上の電圧を入力してから、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３が当該入力された電圧を降圧し、降圧した電圧を出力するようになるまでにかかる時間を「降圧動作開始所要時間」という。降圧動作開始所要時間は例えば事前に試験等を行い、それにより得られたデータに基づいて設定する。図２中のＰｂは降圧動作開始所要時間である。
【0060】
次に、図２（Ａ）を参照しながら、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生していない場合における入力電圧Ｖの変化について説明する。インバータ１２のプリチャージは、メインリレー１５がオープン、かつプリチャージリレー１８がクローズの状態になったときに開始される。なお、プリチャージ中、インバータ１２は停止し、または稼働準備状態になっている。図２（Ａ）において、時点ｔ１にインバータ１２のプリチャージが開始されると、プリチャージ電流がインバータ１２に流れ込む。その後、インバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力電圧Ｖは、徐々に増加し、時点ｔ２に降圧動作下限電圧Ｖｂに達する。その後、入力電圧Ｖはさらに増加し、時点ｔ３にプリチャージ完了基準電圧Ｖａに達する。入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａに達したとき、インバータ１２のプリチャージは完了する。インバータ１２のプリチャージが完了すると、プリチャージ電流は、停止状態または稼働準備状態のインバータ１２にほとんど流れ込まなくなる。また、上述したように、コントローラ２０は、車両の電源スイッチ５がオフである間は、稼働制御信号の電圧レベルを非接地レベルにする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の稼働制御回路１４が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の状態を、低電圧バッテリ４からの電力供給を絶つ状態にする。その結果、車両の電源スイッチ５がオフである間、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は停止している。したがって、車両の電源スイッチ５がオフからオンに切り替わっても、コントローラ２０が、稼働制御信号の電圧レベルを非接地レベルから接地レベルに変更しない限り、低電圧バッテリ４からＤＣ／ＤＣコンバータ１３への電力供給が絶たれた状態が維持され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は停止したままとなる。プリチャージ電流は、停止しているＤＣ／ＤＣコンバータ１３にはほとんど流れ込まない（厳密には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３内の入力側には平滑コンデンサが設けられているので、インバータ１２のプリチャージの開始時には、プリチャージ電流が、停止しているＤＣ／ＤＣコンバータ１３に流れ込むが、インバータ１２のプリチャージの完了時には、プリチャージ電流は、停止しているＤＣ／ＤＣコンバータ１３にほとんど流れ込まなくなる）。それゆえ、時点ｔ３以後は、メインリレー１５がオープン、かつプリチャージリレー１８がクローズの状態であり、インバータ１２が停止状態または稼働準備状態であり、かつＤＣ／ＤＣコンバータ１３が停止状態である限り、入力電圧Ｖは略一定である。
【0061】
次に、図２（Ｂ）を参照しながら、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生している場合における、プリチャージ時のインバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力電圧Ｖの変化について説明する。図２（Ｂ）において、時点ｔ１にインバータ１２のプリチャージが開始された後、インバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力電圧Ｖは、徐々に増加し、時点ｔ２に降圧動作下限電圧Ｖｂに達する。その後、入力電圧Ｖはさらに増加し、時点ｔ３にプリチャージ完了基準電圧Ｖａに達する。入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａに達したとき、インバータ１２のプリチャージは完了する。インバータ１２のプリチャージが完了すると、プリチャージ電流は、停止状態または稼働準備状態のインバータ１２にほとんど流れ込まなくなる。ところが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生している場合には、コントローラ２０によるＤＣ／ＤＣコンバータ１３（稼働制御回路１４）の制御は効かない状態になっており、車両の電源スイッチ５がオフになった後も、低電圧バッテリ４からＤＣ／ＤＣコンバータ１３への電力供給が継続している。そして、車両の電源スイッチ５がオフからオンに切り替わって、インバータ１２のプリチャージが開始された後も、低電圧バッテリ４からＤＣ／ＤＣコンバータ１３への電力供給が継続している。この場合、インバータ１２のプリチャージ中であっても、高電圧バッテリ２からＤＣ／ＤＣコンバータ１３に、降圧動作下限電圧Ｖｂ以上の電圧が入力されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、降圧動作開始所要時間Ｐｂが経過した後に、入力された電圧を降圧し、その降圧した電圧を出力する状態になる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３がこのような状態になったとき、プリチャージ電流がＤＣ／ＤＣコンバータ１３に流れ込むようになる。その結果、時点ｔ４後に入力電圧Ｖが低下する。
【0062】
図２（Ａ）と図２（Ｂ）とを比較することにより、次の２点を把握することができる。 第１に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生していない場合には、図２（Ａ）に示すように、時点ｔ４後も、プリチャージの完了時点ｔ３における入力電圧Ｖが維持されている。これに対し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生している場合には、図２（Ｂ）に示すように、時点ｔ４後に、入力電圧Ｖが、プリチャージの完了時点ｔ３における入力電圧Ｖよりも低下している。第２に、時点ｔ１にプリチャージを開始してから、時点ｔ２に入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達し、時点ｔ２から降圧動作開始所要時間Ｐｂが経過した時点ｔ４においては、プリチャージ所要時間Ｐａは既に経過しており、それゆえ、インバータ１２のプリチャージは既に完了している。これらの２点から、インバータ１２のプリチャージを開始した後において、入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達した時点から降圧動作開始所要時間Ｐｂが経過した後に、入力電圧Ｖが、インバータ１２のプリチャージ完了時の入力電圧Ｖよりも低下したか否かを判断することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生しているか否かを検出することができる。
【0063】
コントローラ２０は、以上のＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常検出の原理に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を検出する。具体的には、コントローラ２０は、インバータ１２のプリチャージを開始した後において、入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達した時点から判断待機時間Ｐｗが経過した時点ｔ５に、入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低いか否かを判断する。判断待機時間Ｐｗは、降圧動作開始所要時間Ｐｂに付加時間Ｐｃを加えた時間である。付加時間Ｐｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生している場合に、降圧動作開始所要時間Ｐｂ経過後の入力電圧Ｖの低下を確実に捕らえるためのマージンである。また、コントローラ２０は、時点ｔ５に、入力電圧Ｖが、インバータ１２のプリチャージ完了時の入力電圧Ｖよりも低下したか否かの判断を、時点ｔ５における入力電圧Ｖとプリチャージ完了基準電圧Ｖａとの比較により行う。
【0064】
時点ｔ５に、入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低くない場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生していないと判断することができる。また、時点ｔ５に、入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低い場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生していると判断することができる。
【0065】
（車両始動処理）
コントローラ２０は、インバータ１２のプリチャージ処理を含む車両始動処理において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常検出処理を行う。図３はその車両始動処理を示している。
コントローラ２０は、インバータ１２のプリチャージ処理を含む車両始動処理において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常検出処理を行う。図３はその車両始動処理を示している。
【0066】
図３において、車両の電源スイッチ５がオフであるとき、コントローラ２０はアイドル状態になっている。また、メインリレー１５およびプリチャージリレー１８はいずれもオープンである。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生していない場合には、稼働制御信号の電圧レベルは非接地レベルになっている。また、インバータは停止している。
【0067】
車両の電源スイッチ５がオンになったとき、コントローラ２０は、アイドル状態からアクティブ状態に移行する（ステップＳ１）。また、コントローラ２０は、プリチャージのためにインバータ１２を稼働準備状態にする必要がある場合には、インバータ１２を稼働準備状態にする。
【0068】
続いて、コントローラ２０は、メインリレー１５をオープンにしたまま、プリチャージリレー１８をクローズする（ステップＳ２）。これにより、インバータ１２のプリチャージが開始される。
【0069】
続いて、コントローラ２０は、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖ（インバータ１２およびＤＣ／ＤＣコンバータ１３の入力電圧）が降圧動作下限電圧Ｖｂに達したか否かを判断する（ステップＳ３）。
【0070】
電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達していない場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、コントローラ２０は、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達したか否かの判断を繰り返しながら、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達するのを待つ。
【0071】
電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達した場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、コントローラ２０は、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達した時点から判断待機時間Ｐｗが経過するのを待つ（ステップＳ４）。
【0072】
電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達した時点から判断待機時間Ｐｗが経過したとき（ステップＳ４：ＹＥＳ）、コントローラ２０は、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低いか否かを判断する（ステップＳ５）。
【0073】
上述したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生していない場合には、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低くならない。また、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達した時点から判断待機時間Ｐｗが経過した時点において、インバータ１２のプリチャージは完了している。コントローラ２０は、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低くない場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、メインリレー１５をクローズし（ステップＳ６）、その後、プリチャージリレー１８をオープンする（ステップＳ７）。
【0074】
続いて、コントローラ２０は、稼働制御信号の電圧レベルを非接地レベルから接地レベルに変更する（ステップＳ８）。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の稼働制御回路１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の状態を、低電圧バッテリ４からの電力供給を受ける状態にする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は稼働を開始し、降圧動作を行う。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３から出力された電圧が低電圧バッテリ４および車載機器３に入力され、低電圧バッテリ４の充電および車載機器３への電力供給が行われる。また、コントローラ２０はインバータ１２を稼働させる。
【0075】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生している場合には、ステップＳ５において、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低くなる。コントローラ２０は、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低い場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、プリチャージリレー１８をオープンにした後（ステップＳ９）、異常時対応処理を行う（ステップＳ１０）。例えば、コントローラ２０は、異常時対応処理として、車両のインストルメントパネルに設けられた通知ランプを点灯させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を利用者に通知する。これにより、利用者は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を認識することができる。
【0076】
以上説明した通り、本発明の実施例の車両制御装置１１において、コントローラ２０は、インバータ１２のプリチャージを開始した後において、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達した時点から判断待機時間Ｐｗが経過した時点に、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低いか否かを判断することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を検出する。この判断は、プリチャージ完了の判断を行う手段として既存の車両制御装置に設けられている電圧検出部１９を利用し、かつコントローラ２０が実行するコンピュータプログラムを追加または変更することによって実現することができる。すなわち、この判断は、既存の車両制御装置に対し、ソフトウェアの追加または変更を行うことによって実現することができ、この判断を実現するに当たり、既存の車両制御装置に新たなハードウェアを追加する必要がない。したがって、本実施例の車両制御装置１１によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の検出を安価に実現することができる。
【0077】
また、本実施例の車両制御装置１１によれば、車両の電源スイッチ５がオンになったときに行われるインバータ１２のプリチャージ時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を検出することができる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生が検出されたときに、例えば、車両のインストルメントパネルに設けられた通知ランプを点灯させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を通知するようにすることで、利用者が、車両の電源スイッチ５をオンにして運転の準備をしているときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を利用者に確実に知らせることができる。
【0078】
また、本実施例の車両制御装置１１において、コントローラ２０は、プリチャージ電流がＤＣ／ＤＣコンバータ１３にその入力側から流れ込むことによる入力電圧Ｖの低下に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を検出する。プリチャージ電流がＤＣ／ＤＣコンバータ１３にその入力側から流れ込むことによる入力電圧Ｖの低下は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の最大出力や出力電圧値などの出力特性に拘わらず生じる。特に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３が絶縁型である場合には、内部のトランスによって入力側と出力側が電気的に絶縁されている構造であるため、プリチャージ電流がＤＣ／ＤＣコンバータ１３にその入力側から流れ込むことによる入力電圧Ｖの低下は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力特性の影響を受け難い。したがって、本実施例の車両制御装置１１によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力特性により、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生の検出精度が低下することを抑制することができる。
【0079】
また、本実施例の車両制御装置１１において、コントローラ２０は、インバータ１２のプリチャージを開始した後において、入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達した時点から判断待機時間Ｐｗが経過した時点に、入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低いか否かを判断する。したがって、図２において、プリチャージの開始時点ｔ１と、入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達した時点ｔ２との間の時間が、例えば車両制御装置１１が置かれた環境等の影響により変動した場合には、その変動と同様に、入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達した時点ｔ２から判断待機時間Ｐｗが経過した時点ｔ５も変動する。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生している場合において、プリチャージ電流がＤＣ／ＤＣコンバータ１３に流れ込むことによって入力電圧Ｖの低下が生じたタイミングと、コントローラ２０が入力電圧Ｖの低下を判断するタイミングとが、車両制御装置１１が置かれた環境等の影響により合致しなくなることを抑制することができる。よって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常発生の検出精度を向上させることができる。
【0080】
また、本実施例の車両制御装置１１においては、降圧動作開始所要時間Ｐｂに付加時間Ｐｃを加えることにより判断待機時間Ｐｗが設定され、コントローラ２０は、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達した時点から判断待機時間Ｐｗが経過した時点に、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低いか否かを判断する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常が発生している場合において、プリチャージ電流がＤＣ／ＤＣコンバータ１３に流れ込むことによって入力電圧Ｖの低下が生じたタイミングと、コントローラ２０が入力電圧Ｖの低下を判断するタイミングとを確実に合致させることができ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常発生の検出精度を高めることができる。
【0081】
また、本実施例の車両制御装置１１において、コントローラ２０は、図２（Ａ）または図２（Ｂ）中の時点ｔ５において、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖと、インバータ１２のプリチャージ完了時における入力電圧Ｖとを比較するに当たり、インバータ１２のプリチャージ完了時の入力電圧Ｖに相当する基準電圧として、プリチャージ完了基準電圧Ｖａを用いる。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常の発生を容易に検出することができる。
【0082】
なお、上記実施例において、コントローラ２０は、インバータ１２のプリチャージを開始した後において、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達した時点から判断待機時間Ｐｗが経過した時点に、電圧検出部１９により検出された入力電圧Ｖがプリチャージ完了基準電圧Ｖａよりも低いか否かを判断する。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、図２において、プリチャージの開始時点ｔ１と、入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達する時点ｔ２との間の時間の変動範囲を事前に予測することができる場合には、時点ｔ１から時点ｔ５までのトータルの時間を事前に設定しておき、インバータ１２のプリチャージを開始した時点ｔ１から当該トータルの時間が経過して時点ｔ５に至ったときに、入力電圧Ｖの低下を判断するようにしてもよい。
【0083】
また、上記実施例では、図２において、時点ｔ１にプリチャージを開始してから、時点ｔ２に入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達し、時点ｔ２から降圧動作開始所要時間Ｐｂが経過した時点ｔ４においては、インバータ１２のプリチャージが既に完了していることとしている。しかしながら、プリチャージを開始した後において、入力電圧Ｖが降圧動作下限電圧Ｖｂに達してから降圧動作開始所要時間Ｐｂが経過した時点に、インバータ１２のプリチャージが完了していないことがあり得る場合には、付加時間Ｐｃを長くすることにより、入力電圧Ｖの低下の判断が、インバータ１２のプリチャージの完了後に確実に行われるようにする。
【0084】
また、上記実施例において、コントローラ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の状態を、低電圧バッテリ４からの電力供給を受ける状態にするときには、接地レベルの稼働制御信号を出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の状態を、低電圧バッテリ４からの電力供給を絶つ状態にするときには、非接地レベルの稼働制御信号を出力するが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の状態を、低電圧バッテリ４からの電力供給を受ける状態にするときには、非接地レベルの稼働制御信号を出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の状態を、低電圧バッテリ４からの電力供給を絶つ状態にするときには、接地レベルの稼働制御信号を出力するようにしてもよい。この場合、上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の異常は、何らかの原因により、コントローラ２０からＤＣ／ＤＣコンバータ１３へ稼働制御信号を送る経路に外部から常時電流が流れ込むようになった場合などに発生する。
【0085】
また、上記実施例では、コントローラ２０からＤＣ／ＤＣコンバータ１３へ稼働制御信号を送る経路の地絡によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３への電力供給の停止が正常に行われなくなる場合を説明したが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３への電力供給の停止が正常に行われなくなる原因は限定されない。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は絶縁型のものに限定されない。
【0086】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【0087】
１ 電動モータ
２ 高電圧バッテリ
３ 車載機器
４ 低電圧バッテリ
１１ 車両制御装置
１２ インバータ
１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５ メインリレー
１６ プリチャージ回路
１７ プリチャージ抵抗（プリチャージ電流生成部）
１８ プリチャージリレー
１９ 電圧検出部
２０ コントローラ
２ 高電圧バッテリ
３ 車載機器
４ 低電圧バッテリ
１１ 車両制御装置
１２ インバータ
１３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５ メインリレー
１６ プリチャージ回路
１７ プリチャージ抵抗（プリチャージ電流生成部）
１８ プリチャージリレー
１９ 電圧検出部
２０ コントローラ
【図1】
【図2】
【図3】