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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-01
(45)【発行日】2022-09-09
(54)【発明の名称】車両用放電制御システム及び車両用放電制御方法
(51)【国際特許分類】
B60L 3/04 20060101AFI20220902BHJP
B60L 15/20 20060101ALI20220902BHJP
B60W 10/08 20060101ALI20220902BHJP
B60W 20/50 20160101ALI20220902BHJP
B60W 20/00 20160101ALI20220902BHJP
B60L 9/18 20060101ALN20220902BHJP
B60K 6/48 20071001ALN20220902BHJP
B60K 6/54 20071001ALN20220902BHJP
【ＦＩ】
B60L3/04 E
B60L15/20 S
B60W10/08 900
B60W20/50
B60W20/00
B60L9/18 P
B60K6/48 ZHV
B60K6/54
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2018050491
(22)【出願日】2018-03-19
(65)【公開番号】P2019165523
(43)【公開日】2019-09-26
【審査請求日】2021-02-04
(73)【特許権者】
【識別番号】000005348
【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ
(74)【代理人】
【識別番号】100100354
【弁理士】
【氏名又は名称】江藤 聡明
(72)【発明者】
【氏名】高木 秀寛
【審査官】清水 康
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１０３９５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０５０７６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１７８５９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０６７１４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０８９２６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０５９１９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０２０９５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１８３６８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２０２９６７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２
Ｂ６０Ｌ ７／００ － １３／００
Ｂ６０Ｌ １５／００ － ５８／４０
Ｂ６０Ｋ ６／２０ － ６／５４７
Ｂ６０Ｗ １０／００ － １０／３０
Ｂ６０Ｗ ２０／００ － ２０／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
前輪に駆動力を付与するフロントモータと、後輪に駆動力を付与するリヤモータと、前記フロントモータ及びリヤモータに電力を供給する電池と、前記電池からの電力を前記フロントモータへの電力信号に変換するフロント駆動回路と、前記フロント駆動回路と前記電池との間に設けられたフロント平滑コンデンサと、前記電池からの電力を前記リヤモータへの電力信号に変換するリヤ駆動回路と、前記リヤ駆動回路と前記電池との間に設けられたリヤ平滑コンデンサと、車両のシステム終了及び車両の衝突の双方又は何れか一方を検出可能な車両状態検出部と、前記車両の動き状態を検出する車両動き状態検出部と、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの電荷の放電を行う放電制御手段と、を備える車両用放電制御システムにおいて、前記放電制御手段は、
前記車両状態検出部によって、車両のシステム終了及び車両の衝突の少なくとも何れか一方が検出されたときに、
前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の電荷を前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方によって放電させる第１放電制御部と、
該第１放電制御部による放電を行った後、更に前記車両動き状態検出部による車両の動き状態を確認した後、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方によって放電させる第２放電制御部と、
を有し、
前記放電制御手段の第２放電制御部は、
少なくとも前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による正・逆の車両駆動力を発生させる放電制御及び前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による車両駆動力を発生させない放電制御の選択が可能であり、
前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方による放電の後、前記車両動き状態検出部によって、車両が動いていると検出された場合、車両の動き方向と逆方向に車両を動かす方向の車両駆動力が発生されるように前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を放電させることを特徴とする車両用放電制御システム。
【請求項2】
前記放電制御手段の第２放電制御部は、少なくとも前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による車両駆動力を発生させない前記放電制御が可能であり、
前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方による放電の後、前記車両動き状態検出部によって、車両が動いていないと検出された場合、前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方に駆動力が発生しないように前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を放電させることを特徴とする請求項１に記載の車両用放電制御システム。
【請求項3】
前記車両動き状態検出手段は、前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方に設けられたモータレゾルバの検出信号に基づいて車両の動きを検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用放電制御システム。
【請求項4】
前記第１放電制御部は、前記フロント平滑コンデンサの電荷を前記フロントモータによって放電させ、前記第２放電制御部は、前記リヤ平滑コンデンサの電荷を前記リヤモータによって放電させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両用放電制御システム。
【請求項5】
前輪に駆動力を付与するフロントモータと、後輪に駆動力を付与するリヤモータと、前記フロントモータ及びリヤモータに電力を供給する電池と、前記電池からの電力を前記フロントモータへの電力信号に変換するフロント駆動回路と、前記フロント駆動回路と前記電池との間に設けられたフロント平滑コンデンサと、前記電池からの電力を前記リヤモータへの電力信号に変換するリヤ駆動回路と、前記リヤ駆動回路と前記電池との間に設けられたリヤ平滑コンデンサと、車両のシステム終了及び車両の衝突の双方又は何れか一方を検出可能な車両状態検出部と、前記車両の動き状態を検出する車両動き状態検出部と、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの電荷の放電を行う放電制御手段と、を備える車両用放電制御方法において、前記放電制御手段は、
前記車両状態検出部によって、車両のシステム終了及び車両の衝突の少なくとも何れか一方が検出されたときに、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の電荷を前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方によって放電させ、
該フロントモータ及びリヤモータの何れか一方による放電を行った後、更に前記車両動き状態検出部による車両の動き状態を確認した後、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方によって放電させ、
少なくとも前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による正・逆の車両駆動力を発生させる放電制御及び前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による車両駆動力を発生させない放電制御の選択が可能であり、
前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方による放電の後、前記車両動き状態検出部によって、車両が動いていると検出された場合、車両の動き方向と逆方向に車両を動かす方向の車両駆動力が発生されるように前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を放電させることを特徴とする車両用放電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用放電制御システム及び車両用放電制御方法、特に、前輪及び後輪の夫々にフロントモータ及びリヤモータの夫々から駆動力を付与する車両の放電制御システム及びその方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、車両を駆動するための駆動力をモータによって発生する電動車両が普及している。電動車両には、車両駆動源としてモータのみを搭載する、所謂電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）を始め、駆動源としてエンジンを併載するハイブリッドカーや、燃料電池を搭載する燃料電池自動車などが含まれる。これら電動車両では、駆動用の電池を搭載し、この駆動用電池からの電力をインバータなどの駆動回路で電力信号に変換してモータに供給（印加）する。なお、駆動回路と駆動用電池の間には、一般的に、駆動用電池からの供給電力を安定化するための平滑コンデンサが設けられる。また、この種の電動車両に搭載される駆動用モータは、駆動用電池に蓄電するための発電機（ジェネレータ）として作動されることも多く、そうした場合、モータジェネレータとも言い表されるが、ここでは、単にモータと称する。
【0003】
車両駆動源として用いられるモータは、一般的に、高電圧大電流特性であり、従ってモータに電力を供給する駆動用電池も高電圧大容量特性であり、同時に平滑コンデンサに蓄積される電荷容量も大きい。例えば、車両が停止している状態、即ち後述するように車両のシステムが停止（終了）している状態では、駆動用電池は駆動用モータの駆動回路から遮断される必要があり、同時に平滑コンデンサの電荷も放電される必要がある。同様に、車両が衝突した際にも、駆動用電池は同じく遮断される必要があり、同時に平滑コンデンサの電荷も同じく放電される必要がある。このうち、上記駆動用電池の遮断は、例えば駆動用電池と駆動回路の間に介装されたスイッチやリレーが、例えば機械的に遮断されることで達成される。
【0004】
従来、車両システム終了時や車両衝突時に平滑用コンデンサの電荷を放電する車両用放電制御システムとしては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。この車両用放電制御システムでは、例えば車両の左右輪の夫々又は前後輪の夫々に個別に駆動力を付与する駆動用モータを２個搭載する場合に、駆動回路の平滑コンデンサの電荷を放電する際、車両の左右輪又は前後輪で夫々逆向きの駆動力が付与されるように平滑コンデンサの電荷を各駆動用モータ（モータコイル）によって放電している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】国際公開番号ＷＯ２０１３／０１４７６８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前述の特許文献１にも記載されるように、平滑コンデンサの電荷を駆動用モータ（モータコイル）によって放電する際、駆動用モータが駆動力（トルク）を発生しないように制御することも可能である。しかしながら、例えば車両の前方又は後方からの衝突を考えた際、例えば衝突による平滑コンデンサ放電システムの故障や或いは誤差の累積によって、平滑コンデンサの電荷を駆動用モータで放電した場合に駆動用モータが車両駆動力を発生してしまう場合もあり得る。即ち、発生する駆動力のバランスによっては車両が動いてしまう可能性があり、このように平滑コンデンサの電荷放電に際して駆動用モータが意図しない車両駆動力を発生した場合の対策は未だ不十分である。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両が動くのを回避しつつ平滑コンデンサの電荷放電を行うことのできる車両用放電制御システム及び車両用放電制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため請求項１に記載の車両用放電制御システムは、
前輪に駆動力を付与するフロントモータと、後輪に駆動力を付与するリヤモータと、前記フロントモータ及びリヤモータに電力を供給する電池と、前記電池からの電力を前記フロントモータへの電力信号に変換するフロント駆動回路と、前記フロント駆動回路と前記電池との間に設けられたフロント平滑コンデンサと、前記電池からの電力を前記リヤモータへの電力信号に変換するリヤ駆動回路と、前記リヤ駆動回路と前記電池との間に設けられたリヤ平滑コンデンサと、車両のシステム終了及び車両の衝突の双方又は何れか一方を検出可能な車両状態検出部と、前記車両の動き状態を検出する車両動き状態検出部と、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの電荷の放電を行う放電制御手段と、を備える車両用放電制御システムにおいて、
前記放電制御手段は、 前記車両状態検出部によって、車両のシステム終了及び車両の衝突の少なくとも何れか一方が検出されたときに、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の電荷を前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方によって放電させる第１放電制御部と、該第１放電制御部による放電を行った後、更に前記車両動き状態検出部による車両の動き状態を確認した後、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方によって放電させる第２放電制御部と、を有し、
前記放電制御手段の第２放電制御部は、少なくとも前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による正・逆の車両駆動力を発生させる放電制御及び前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による車両駆動力を発生させない放電制御の選択が可能であり、前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方による放電の後、前記車両動き状態検出部によって、車両が動いていると検出された場合、車両の動き方向と逆方向に車両を動かす方向の車両駆動力が発生されるように前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を放電させることを特徴とする。
前輪に駆動力を付与するフロントモータと、後輪に駆動力を付与するリヤモータと、前記フロントモータ及びリヤモータに電力を供給する電池と、前記電池からの電力を前記フロントモータへの電力信号に変換するフロント駆動回路と、前記フロント駆動回路と前記電池との間に設けられたフロント平滑コンデンサと、前記電池からの電力を前記リヤモータへの電力信号に変換するリヤ駆動回路と、前記リヤ駆動回路と前記電池との間に設けられたリヤ平滑コンデンサと、車両のシステム終了及び車両の衝突の双方又は何れか一方を検出可能な車両状態検出部と、前記車両の動き状態を検出する車両動き状態検出部と、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの電荷の放電を行う放電制御手段と、を備える車両用放電制御システムにおいて、
前記放電制御手段は、 前記車両状態検出部によって、車両のシステム終了及び車両の衝突の少なくとも何れか一方が検出されたときに、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の電荷を前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方によって放電させる第１放電制御部と、該第１放電制御部による放電を行った後、更に前記車両動き状態検出部による車両の動き状態を確認した後、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方によって放電させる第２放電制御部と、を有し、
前記放電制御手段の第２放電制御部は、少なくとも前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による正・逆の車両駆動力を発生させる放電制御及び前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による車両駆動力を発生させない放電制御の選択が可能であり、前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方による放電の後、前記車両動き状態検出部によって、車両が動いていると検出された場合、車両の動き方向と逆方向に車両を動かす方向の車両駆動力が発生されるように前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を放電させることを特徴とする。
【0009】
この構成によれば、車両のシステム終了や車両の衝突時において、まず、フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の電荷をフロントモータ及びリヤモータの何れか一方によって放電させる制御が行われ、そこで一旦、車両動き状態の検出が行われる。従って、従来のようにリヤとフロントでほぼ同時に放電が行われることによる弊害、例えば、車両のシステム終了や車両の衝突が生じている状況において、放電時に車両に動きが生じてしまうことを的確に回避することができる。
また、フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の放電によって、フロントモータ及びリヤモータの何れか一方が車両に動きを発生させていると検出された時に、フロントモータ及びリヤモータの何れか他方によるフロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の放電が、その車両の動きとは逆方向に動かす駆動力を発生させるように行われる。従って、フロント及びリヤの何れか一方の放電による車両の動きをフロント及びリヤの何れか他方の放電によって抑制することができ、フロント、リヤの平滑コンデンサの放電をより動きのない安全なものとすることができる。
また、フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の放電によって、フロントモータ及びリヤモータの何れか一方が車両に動きを発生させていると検出された時に、フロントモータ及びリヤモータの何れか他方によるフロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の放電が、その車両の動きとは逆方向に動かす駆動力を発生させるように行われる。従って、フロント及びリヤの何れか一方の放電による車両の動きをフロント及びリヤの何れか他方の放電によって抑制することができ、フロント、リヤの平滑コンデンサの放電をより動きのない安全なものとすることができる。
【0010】
即ち、各モータによる放電は、一般に、車両に正・逆の駆動力を発生させる放電や駆動力を発生させない放電など、種々選択することが可能であり、車両動き状態検出部による車両の動き状態を確認した後に適切な、フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の放電を行うことが可能となっている。
【0011】
請求項２に記載の車両用放電制御システムは、請求項１に記載の車両用放電制御システムにおいて、前記放電制御手段の第２放電制御部は、少なくとも前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による車両駆動力を発生させない前記放電制御が可能であり、前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方による放電の後、前記車両動き状態検出部によって、車両が動いていないと検出された場合、前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方に駆動力が発生しないように前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を放電させることを特徴とする。
【0012】
この構成によれば、フロントモータ及びリヤモータの何れか一方による放電が行われても、車両に動きが生じていないことを確認した後に、フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による放電を行うので、フロントモータ及びリヤモータの何れか他方によっても駆動力が発生しないように的確なフロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷放電が可能となる。従って、確実に車両の動きの発生を防止しつつ平滑コンデンサの放電が可能となる。
【0015】
請求項３に記載の車両用放電制御システムは、請求項１又は２に記載の車両用放電制御システムにおいて、前記車両動き状態検出手段は、前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方に設けられたモータレゾルバの検出信号に基づいて車両の動きを検出することを特徴とする。
【0016】
この構成によれば、フロントモータ及びリヤモータの何れか他方の回転制御のために一般的に備えられているモータレゾルバの検出信号を用いて車両の動きを検出することにより、コストや構造の増加を伴うことなく、可及的速やかに且つ正確に車両の動きを検出することができ、より的確に車両の動きを発生させない平滑コンデンサの放電が可能となる。
【0017】
請求項４に記載の車両用放電制御システムは、請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両用放電システムにおいて、前記第１放電制御部は、前記フロント平滑コンデンサの電荷を前記フロントモータによって放電させ、前記第２放電制御部は、前記リヤ平滑コンデンサの電荷を前記リヤモータによって放電させることを特徴とする。
【0018】
この構成によれば、車両の前方からの衝突でフロント平滑コンデンサに異常がある場合でも、車両の動きの発生を確実に防止することが可能となる。
【0019】
請求項５に記載の車両用放電制御方法は、前輪に駆動力を付与するフロントモータと、後輪に駆動力を付与するリヤモータと、前記フロントモータ及びリヤモータに電力を供給する電池と、前記電池からの電力を前記フロントモータへの電力信号に変換するフロント駆動回路と、前記フロント駆動回路と前記電池との間に設けられたフロント平滑コンデンサと、前記電池からの電力を前記リヤモータへの電力信号に変換するリヤ駆動回路と、前記リヤ駆動回路と前記電池との間に設けられたリヤ平滑コンデンサと、車両のシステム終了及び車両の衝突の双方又は何れか一方を検出可能な車両状態検出部と、前記車両の動き状態を検出する車両動き状態検出部と、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの電荷の放電を行う放電制御手段と、を備える車両用放電制御方法において、
前記放電制御手段は、前記車両状態検出部によって、車両のシステム終了及び車両の衝突の少なくとも何れか一方が検出されたときに、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の電荷を前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方によって放電させ、該フロントモータ及びリヤモータの何れか一方による放電を行った後、更に前記車両動き状態検出部による車両の動き状態を確認した後、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方によって放電させ、少なくとも前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による正・逆の車両駆動力を発生させる放電制御及び前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による車両駆動力を発生させない放電制御の選択が可能であり、前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方による放電の後、前記車両動き状態検出部によって、車両が動いていると検出された場合、車両の動き方向と逆方向に車両を動かす方向の車両駆動力が発生されるように前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を放電させることを特徴とする。
前記放電制御手段は、前記車両状態検出部によって、車両のシステム終了及び車両の衝突の少なくとも何れか一方が検出されたときに、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の電荷を前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方によって放電させ、該フロントモータ及びリヤモータの何れか一方による放電を行った後、更に前記車両動き状態検出部による車両の動き状態を確認した後、前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方によって放電させ、少なくとも前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による正・逆の車両駆動力を発生させる放電制御及び前記フロントモータ及びリヤモータの何れか他方による車両駆動力を発生させない放電制御の選択が可能であり、前記フロントモータ及びリヤモータの何れか一方による放電の後、前記車両動き状態検出部によって、車両が動いていると検出された場合、車両の動き方向と逆方向に車両を動かす方向の車両駆動力が発生されるように前記フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷を放電させることを特徴とする。
【0020】
この構成によれば、車両のシステム終了や車両の衝突時において、まず、フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の電荷をフロントモータ及びリヤモータの何れか一方によって放電させる制御が行われ、そこで一旦、車両動き状態の検出が行われる。従って、従来のようにリヤとフロントでほぼ同時に放電が行われることによる弊害、例えば、車両のシステム終了や車両の衝突が生じている状況において、放電時に車両に動きが生じてしまうことを的確に回避することができる。
また、フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の放電によって、フロントモータ及びリヤモータの何れか一方が車両に動きを発生させていると検出された時に、フロントモータ及びリヤモータの何れか他方によるフロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の放電が、その車両の動きとは逆方向に動かす駆動力を発生させるように行われる。従って、フロント及びリヤの何れか一方の放電による車両の動きをフロント及びリヤの何れか他方の放電によって抑制することができ、フロント、リヤの平滑コンデンサの放電をより動きのない安全なものとすることができる。
また、フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の放電によって、フロントモータ及びリヤモータの何れか一方が車両に動きを発生させていると検出された時に、フロントモータ及びリヤモータの何れか他方によるフロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の放電が、その車両の動きとは逆方向に動かす駆動力を発生させるように行われる。従って、フロント及びリヤの何れか一方の放電による車両の動きをフロント及びリヤの何れか他方の放電によって抑制することができ、フロント、リヤの平滑コンデンサの放電をより動きのない安全なものとすることができる。
【0021】
即ち、各モータによる放電は、一般に、車両に正・逆の駆動力を発生させる放電や駆動力を発生させない放電など、種々選択することが可能であり、車両動き状態検出部による車両の動き状態を確認した後に適切な、フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の放電を行うことが可能となっている。
【発明の効果】
【0022】
以上説明したように、本発明によれば、まず、フロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか一方の電荷をフロントモータ及びリヤモータの何れか一方によって放電した後、車両の動きを検出した上で、的確なフロントモータ及びリヤモータの何れか他方によるフロント平滑コンデンサ及びリヤ平滑コンデンサの何れか他方の電荷の放電が可能となり、モータを用いた放電を車両の動きを回避しつつ的確に行うことができる。車両システム終了時や衝突時における不要な車両の動きを防止し安全性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の車両用放電制御システムが適用された車両の一実施の形態を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下に、本発明の車両用放電制御システムが適用されたハイブリッド車両の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態のハイブリッド車両の概略平面図である。この車両は、例えばステーションワゴン型の乗用車両である。この車両の駆動源の一つであるエンジン１２は、車両前方のエンジンルーム内に配置されており、このエンジン１２の車両後方にはトランスミッション１４が連結されている。また、この実施の形態では、エンジン１２とトランスミッション１４の間に、前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに駆動力を付与するためのフロントモータ１５が介装されている。このフロントモータ１５は、例えば３相交流モータで構成され、既存のハイブリッド車両と同様に、後述する駆動用電池２４に蓄電するための発電機（ジェネレータ）としても作動されるが、ここでは単にフロントモータと称する。
【0025】
この実施の形態では、トランスミッション１４内にフロントデフ（フロントディファレンシャルギヤ）１８が内装されており、トランスミッション１４及びフロントデフ１８を介して、エンジン１２単独の駆動力、又はフロントモータ１５単独の駆動力、又はエンジン１２及びフロントモータ１５の組合された駆動力が前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに付与される。このフロントモータ１５の運転状態は、後述するパワーコントロールユニット３３によって、周知のハイブリッド制御と同様に、エンジン１２の運転状態と協調制御される。なお、フロントモータ１５の配置は、上記に限定されるものではなく、例えばトランスミッション１４の内部に内装されるようにすることもできる。また、この実施の形態のフロントモータ１５は前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに直結されている。
【0026】
また、この実施の形態では、後左右輪１０ＲＬ，１０ＲＲの間にリヤデフ（リヤディファレンシャルギヤ）２２が介装されており、このリヤデフ２２に、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲに駆動力を付与するためのリヤモータ１６が接続されている。従って、リヤモータ１６の駆動力は、リヤデフ２２を介して後輪１０ＲＬ，１０ＲＲに付与される。このリヤモータ１６も、既存のハイブリッド車両と同様に、駆動用電池２４に蓄電するための発電機（ジェネレータ）として作動されるが、ここでは単にリヤモータと称する。また、このリヤモータ１６の運転状態は、後述するパワーコントロールユニット３３によって、周知のハイブリッド制御と同様に、エンジン１２及びフロントモータ１５の運転状態と協調制御される。また、この実施の形態のリヤモータ１６は、例えば３相交流モータで構成され、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲに直結されている。
【0027】
この車両には、フロントモータ１５及びリヤモータ１６に電力を供給する駆動用電池２４が搭載されている。前述のように、前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに駆動力を付与するフロントモータ１５も、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲに駆動力を付与するリヤモータ１６も、車両駆動力を発生するために、高電圧大電流特性である。従って、フロントモータ１５及びリヤモータ１６に電力を供給する駆動用電池２４も高電圧大容量である。そのため、駆動用電池２４の作動状態、つまり充放電状態は、後述するパワーコントロールユニット３３によって、所謂１２Ｖバッテリ（補機用バッテリ）とは個別に制御される。
【0028】
また、この車両には、車両の作動を許可するスタートスイッチ３０が、例えばインストゥルメントパネルに設けられている。このスタートスイッチ３０は、オン操作によってエンジン１２の運転を許可すると共に、車両としての作動開始を許可する。このスタートスイッチ３０は、エンジンだけを駆動源として搭載する車両のイグニッションスイッチに相当するが、ハイブリッド車両では、多くの場合、車両の停車中はエンジンを停止するので、スタートスイッチ３０のオン操作でエンジン１２の運転が許可される。この実施の形態の車両では、スタートスイッチ３０のオン操作で、後述する各種のコントロールユニット３１～３４が起動し、種々の制御が開始され、スタートスイッチ３０がオフ操作されると、それらのコントロールユニット３１～３４も作動を停止し、制御も終了される。この実施の形態の車両では、これらの制御によって車両システムが作動すると考えられ、従ってスタートスイッチ３０のオン操作は車両システムを開始し、スタートスイッチ３０のオフ操作は車両システムを終了する。
【0029】
また、この車両では、近年の車両と同様に、エンジン１２はエンジンコントロールユニット３１によって、トランスミッション１４はトランスミッションコントロールユニット３２によって、フロントモータ１５及びリヤモータ１６及び駆動用電池２４はパワーコントロールユニット３３によって、夫々制御される。また、この車両には、車両の衝突検出手段としてエアバッグ装置が搭載されている。このエアバッグ装置は、図示しない周知の運転席エアバッグや助手席エアバッグなどと共に、例えば車両のフロントバンパに設けられた加速度センサ３６と、その加速度センサ３６のセンサ信号に基づいて、上記エアバッグを展開するためのインフレータの作動状態を制御するエアバッグコントロールユニット３４を備えて構成される。
【0030】
これらのコントロールユニット３１～３４は、例えばマイクロコンピュータなどの演算処理装置を搭載して構成され、高度な演算処理機能を有する。そのため、これらのコントロールユニット３１～３４は、コンピュータシステムと同様に、演算処理部の他、入出力部、記憶部などを備えて構成される。また、近年の車両と同様に、コントロールユニット３１～３４同士で、互いに相互通信を行い、互いに協調制御を行ったり、情報を授受・共有したりするように構成されている。また、これらのコントロールユニット３１～３４は、前述のように、原則として、スタートスイッチ３０のオン操作で起動し、オフ操作で作動を停止する。
【0031】
図２は、図１のパワーコントロールユニット３３及びモータ駆動システムを示す構成図である。このパワーコントロールユニット３３は、前述のように演算処理を司るパワー制御装置３３ａと、入出力部３３ｂ及び記憶部３３ｃを備える。また、このモータ駆動システムは、パワーコントロールユニット３３とは個別に、駆動用電池２４の充放電状態を制御する駆動用電池制御部４１、フロントモータ１５の作動状態を制御するフロントモータ制御部４２、リヤモータ１６の作動状態を制御するリヤモータ制御部４３を備え、それらは、パワーコントロールユニット３３とは個別の筐体に収納されている。具体的には、駆動用電池制御部４１は駆動用電池２４の直近に配設され、フロントモータ制御部４２はフロントモータ１５の直近に配設され、リヤモータ制御部４３はリヤモータ１６の直近に配設されている。なお、駆動用電池制御部４１、フロントモータ制御部４２、リヤモータ制御部４３は、何れも既存のハイブリッド車両における電池制御部及びモータ制御部と同等のものであるから、構成については簡潔に説明する。
【0032】
駆動用電池制御部４１は、駆動用電池２４の両極を同時に開閉するメインリレー４１ａと、駆動用電池２４の電力を昇圧したり、フロントモータ１５やリヤモータ１６の発電を降圧したりするためのコンバータ４１ｂと、駆動用電池２４－コンバータ４１ｂ間の電力を平滑する電池用コンデンサＣ１と、メインリレー４１ａ及びコンバータ４１ｂの作動状態を制御する駆動用電池制御装置４１ｃを備えて構成される。コンバータ４１ｂは、スイッチング素子とそれに逆並列に接続されたダイオードからなるパワー素子Ｐ１，Ｐ２を直列に接続し、それらの接続点と例えば駆動用電池２４の正極との間にリアクトルＬを介装して構成される。このパワー素子Ｐ１，Ｐ２の直列接続の両端部が、コンバータ４１ｂの入出力端として、後述するフロントモータ制御部４２のフロントモータインバータ４２ａ及びリヤモータ制御部４３のリヤモータインバータ４３ａに接続される。
【0033】
フロントモータ制御部４２は、コンバータ４１ｂの入出力端に接続され且つフロントモータ１５を構成する３相交流モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各モータコイル１５ａの下アーム及び上アームにパワー素子Ｐ３～Ｐ８を配設したフロントモータインバータ４２ａと、このフロントモータインバータ４２ａとコンバータ４１ｂの間に介装されたフロント平滑コンデンサＣ２と、フロントモータインバータ４２ａの作動状態を制御するフロントインバータ制御装置４２ｂを備えて構成される。また、リヤモータ制御部４３は、コンバータ４１ｂの入出力端に接続され且つリヤモータ１６を構成する３相交流モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各モータコイル１６ａの下アーム及び上アームにパワー素子Ｐ９～Ｐ１４を配設したリヤモータインバータ４３ａと、このリヤモータインバータ４３ａとコンバータ４１ｂの間に介装されたリヤ平滑コンデンサＣ３と、リヤモータインバータ４３ａの作動状態を制御するリヤインバータ制御装置４３ｃを備えて構成される。
【0034】
駆動用電池制御装置４１ｃ、フロントインバータ制御装置４２ｂ、リヤインバータ制御装置４３ｃは、何れもパワーコントロールユニット３３からの制御指令に応じて、夫々、コンバータ４１ｂ、フロントインバータ、リヤインバータの作動状態を制御するように構成されている。また、フロントモータ１５には、フロントモータ１５の回転状態を精緻且つ迅速に検出するフロントモータレゾルバ２６が設けられ、その出力信号はフロントインバータ制御装置４２ｂに入力される。また、リヤモータ１６には、リヤモータ１６の回転状態を精緻且つ迅速に検出するリヤモータレゾルバ２８が設けられ、その出力信号はリヤインバータ制御装置４３ｃに入力される。これらのモータレゾルバは、周知のように、例えば回転子の周囲に複数のコイルを配設し、そのうちの１つのコイルに交流基準信号を供給し、回転子のコイルが回転したときの他のステータ側コイルの出力信号の位相からモータの回転状態を精緻且つ迅速に検出するものである。
【0035】
パワーコントロールユニット３３では、周知のハイブリッド制御と同様に、車両の状態や運転者による操作・入力状態に応じて、エンジン１２、駆動用電池２４、フロントモータ１５、リヤモータ１６、或いはトランスミッション１４の作動状態を統括的に制御する。具体的には、それらの制御指令（制御指令値）を算出設定し、該当するコントロールユニットや制御装置に出力する。また、このパワーコントロールユニット３３では、スタートスイッチ３０のオン操作で、車両の全てのシステムを起動（作動）したり、スタートスイッチ３０のオフ操作で、車両の全てのシステムを終了したりする制御も司る。なお、車両の全てのシステムが終了しても、完全に車両の機能が停止してしまうわけではなく、例えば揮発性メモリの記憶内容を保持するための電力供給などは継続して行われる。
【0036】
次に、パワーコントロールユニット３３で行われるフロント平滑コンデンサＣ２及びリヤ平滑コンデンサＣ３の電荷放電制御について説明する。図３は、このコンデンサ電荷放電制御のための演算処理を示すフローチャートである。この演算処理は、例えば予め設定された所定サンプリング周期のタイマ割込み処理などによって実行され、まずステップＳ１で、スタートスイッチ３０がオフ操作されたか否かを判定し、スタートスイッチ３０がオフ操作された場合、即ち車両のシステム終了時にはステップＳ３に移行し、そうでない場合にはステップＳ２に移行する。
【0037】
ステップＳ２では、前述したように、例えばエアバッグコントロールユニットとの相互通信で、車両の衝突情報があるか否かを判定し、車両の衝突情報がある場合、即ち車両が衝突した場合にはステップＳ３に移行し、そうでない場合には復帰する。
【0038】
ステップＳ３では、図示しない個別の演算処理に従って、フロントモータ１５（モータコイル１５ａ）によるフロント平滑コンデンサＣ２の電荷放電制御を行う。この実施の形態では、フロントモータ１５が車両の前進方向にも後進方向にも駆動力（トルク）を発生しないように、フロント平滑コンデンサＣ２の電荷をフロントモータ１５のモータコイル１５ａで放電する。モータが駆動力を発生しないように平滑コンデンサの電荷をモータコイルで放電する制御は、例えば前述した特許文献１にも記載されている。
【0039】
次にステップＳ４に移行して、リヤモータレゾルバ２８の出力信号を、例えば前述したリヤインバータ制御装置４３ｃから読込む。
【0040】
次にステップＳ５に移行して、ステップＳ４で読込まれたリヤモータレゾルバ２８の出力信号から、車両が動くか否かを判定し、車両が動く場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合にはステップＳ９に移行する。
【0041】
ステップＳ６では、ステップＳ４で読込まれたリヤモータレゾルバ２８の出力信号から、車両の動き（移動）は前進か否かを判定し、車両の動き（移動）が前進である場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合、即ち車両の動き（移動）が後進である場合にはステップＳ８に移行する。
【0042】
ステップＳ７では、図示しない個別の演算処理に従って、リヤモータ１６によって車両後進駆動力（トルク）が発生するようにリヤ平滑コンデンサＣ３の電荷をリヤモータ１６（モータコイル１６ａ）で放電する制御を行ってから復帰する。リヤモータ１６が後進駆動力（トルク）を発生するようにリヤ平滑コンデンサＣ３の電荷をリヤモータ１６のモータコイル１６ａで放電する方法は、例えばリヤモータ１６で後進駆動力（トルク）を発生する周知のハイブリッドリヤモータ制御と同等である。
【0043】
また、ステップＳ８では、図示しない個別の演算処理に従って、リヤモータ１６によって車両前進駆動力（トルク）が発生するようにリヤ平滑コンデンサＣ３の電荷をリヤモータ１６（モータコイル１６ａ）で放電する制御を行ってから復帰する。リヤモータ１６が前進駆動力（トルク）を発生するようにリヤ平滑コンデンサＣ３の電荷をリヤモータ１６のモータコイル１６ａで放電する方法は、例えばリヤモータ１６で前進駆動力（トルク）を発生する周知のハイブリッドリヤモータ制御と同等である。
【0044】
また、ステップＳ９では、リヤモータ１６によって車両駆動力（トルク）が発生しないようにリヤ平滑コンデンサＣ３の電荷をリヤモータ１６（モータコイル１６ａ）で放電する制御を行ってから復帰する。リヤモータ１６が車両駆動力（トルク）を発生しないようにリヤ平滑コンデンサＣ３の電荷をリヤモータ１６のモータコイル１６ａで放電する制御は、前述した特許文献１に記載されるものと同等である。
【0045】
なお、リヤ平滑コンデンサＣ３の電荷をリヤモータ１６（モータコイル１６ａ）で放電する際のリヤモータ１６が発生する前進駆動力又は後進駆動力の制御は、例えばフロント平滑コンデンサＣ２に蓄積される電荷量が予め凡そ分かっており、従ってその放電で生じるフロントモータ１５の発生駆動力（トルク）も凡そ算出できるので、そのフロントモータ１５の発生駆動力（トルク）を相殺する駆動力（トルク）がリヤモータ１６で発生するようにリヤ平滑コンデンサＣ３の電荷放電を制御してもよい。
【0046】
この演算処理によれば、車両のシステム終了又は車両の衝突が検出された（車両状態検出部）場合に、まずフロント平滑コンデンサＣ２の電荷をフロントモータ１５のモータコイル１５ａで放電する（第１放電制御部）。周知のように、平滑コンデンサの電荷を駆動回路の素子で放電する方法もあるが、この放電制御は、放電に要する時間が大きい。これに対し、高電圧大電流特性のモータコイルで平滑コンデンサの電荷を放電すれば、その放電所要時間は小さくてよい。従って、フロント平滑コンデンサＣ２の電荷はフロントモータ１５のモータコイル１５ａによって速やかに放電される。
【0047】
このフロント平滑コンデンサＣ２の放電に際し、この実施の形態では、フロントモータ１５が車両駆動力を発生しないようにフロントモータインバータ４２ａの作動状態を制御する。しかしながら、前述したように、特に車両が衝突した場合、フロント平滑コンデンサＣ２の放電システムが故障したり、或いは誤差が累積したりした結果、フロントモータ１５が意図しない車両駆動力を発生するおそれがある。この実施の形態では、このフロントモータ１５が発生するおそれのある意図しない車両駆動力による車両の動きを、リヤモータ１６の回転状態、より正確にはリヤモータレゾルバ２８の出力信号から検出する（車両動き状態検出部）。前述のように、モータレゾルバは、モータの回転状態を精緻且つ迅速に検出することが可能であるので、リヤモータレゾルバ２８の出力信号から車両の動き、しかもそれが前進か後進かを速やかに且つ正確に検出することができる。
【0048】
そして、このようにフロント平滑コンデンサＣ２の電荷をフロントモータ１５によって放電した結果、車両が前進する場合には、図４に示すように、リヤモータ１６によって後進駆動力が発生するようにリヤ平滑コンデンサＣ３の電荷をリヤモータ１６のモータコイル１６ａで放電する。また、フロント平滑コンデンサＣ２の電荷をフロントモータ１５によって放電した結果、車両が後進する場合には、リヤモータ１６によって前進駆動力が発生するようにリヤ平滑コンデンサＣ３の電荷をリヤモータ１６のモータコイル１６ａで放電する。また、フロント平滑コンデンサＣ２の電荷をフロントモータ１５によって放電した結果、車両が動かない場合には、リヤモータ１６によって車両駆動力が発生しないようにリヤ平滑コンデンサＣ３の電荷をリヤモータ１６のモータコイル１６ａで放電する（以上、第２放電制御部）。
【0049】
このように、この実施の形態の車両用放電制御システムでは、フロント平滑コンデンサＣ２の電荷をフロントモータ１５（モータコイル１５ａ）によって放電した結果、車両が動く場合には、その車両の動きを抑制する車両駆動力、即ち車両が前進するときには後進駆動力が、車両が後進するときには前進駆動力が、夫々、リヤモータ１６によって発生するように、リヤ平滑コンデンサＣ３の電荷をリヤモータ１６（モータコイル１６ａ）で放電制御する。また、車両が動かない場合には、車両駆動力がリヤモータ１６によって発生しないように、リヤ平滑コンデンサＣ３の電荷をリヤモータ１６（モータコイル１６ａ）で放電制御する。その結果、どのような場合にも、モータ駆動回路の平滑コンデンサの放電に際して、車両が動くのを抑制することができる。
【0050】
また、車両の動きをリヤモータ１６に備えられているリヤモータレゾルバ２８によって精緻且つ迅速に検出することにより、コストや構造の増加を伴うことなく、可及的速やかに且つ正確に車両の動きを検出することができる。
【0051】
なお、前述の実施の形態では、前輪及び後輪に個別に駆動力を付与するモータ及び駆動回路を備えたハイブリッド車両について説明したが、本発明は、前輪及び後輪に個別に駆動力を付与するモータ及び駆動回路を備えた電動車両であれば、どのような車両にも適用可能であり、そうした電動車両には、例えば電動自動車や燃料電池自動車が挙げられる。
【0052】
また、上記実施の形態では、前左右輪を駆動するためのフロントモータを１つだけ配設し、後左右輪を駆動するためのリヤモータを１つだけ配設した電動車両についてのみ詳述したが、前左右輪を個別に駆動するためのフロントモータを２個設けてもよいし、後左右輪を個別に駆動するためのリヤモータを２個設けてもよい。
【0053】
また、上記実施の形態では、フロントモータ及びリヤモータに電力を供給するための電池（駆動用電池）を１つだけ配設した電動車両についてのみ詳述したが、例えばフロントモータに電力を供給するための電池とリヤモータに電力を供給するための電池を２個設けてもよい。更には、前述のように、フロントモータを２個、リヤモータを２個設けるような場合に、夫々のモータに独立して電力を供給するための電池を設けるようにしてもよい。
【0054】
また、車両のシステム終了は、スタートスイッチのオフ操作に代えて、従来のイグニッションスイッチのオフ操作であってもよく、或いは全く個別のシステム終了入力手段を設けてもよい。
【0055】
また、上記実施の形態におけるフロントモータを、前輪に駆動力を付与するフロントモータと前輪の回転から電力を発電するフロントジェネレータに分割し、夫々を個別のインバータで力行・回生することもできる。
【0056】
また、本発明の平滑コンデンサ電荷放電制御は、例えば車両を廃棄する場合にも、同様に適用することができる。
【0057】
また、上記実施の形態では、フロント平滑コンデンサの電荷をフロントモータで放電し、然る後、リヤ平滑コンデンサの電荷をリヤモータで放電するものについてのみ詳述したが、これら平滑コンデンサの電荷の放電は、例えばリヤ平滑コンデンサの電荷をリヤモータで放電し、然る後、フロント平滑コンデンサの電荷をフロントモータで放電してもよい。更には、フロント平滑コンデンサの電荷をリヤモータで放電した後、リヤ平滑コンデンサの電荷をフロントモータで放電するようにしたり、リヤ平滑コンデンサの電荷をフロントモータで放電した後、フロント平滑コンデンサの電荷をリヤモータで放電するようにしたりすることもできる。これらの場合、例えば図３のフローチャート及び上記説明文における「フロント」と「リヤ」を該当する制御態様に合わせて変更設定するだけで対応可能である。
【0058】
本発明が上記していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当とされる特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【0059】
１０ＦＬ～１０ＲＲ 車輪
１２ エンジン
１５ フロントモータ
１６ リヤモータ
２４ 駆動用電池（電池）
２６ フロントモータレゾルバ
２８ リヤモータレゾルバ
３３ パワーコントロールユニット
４２ａ フロントモータインバータ（駆動回路）
４３ａ リヤモータインバータ（駆動回路）
Ｃ２ フロント平滑コンデンサ
Ｃ３ リヤ平滑コンデンサ
１２ エンジン
１５ フロントモータ
１６ リヤモータ
２４ 駆動用電池（電池）
２６ フロントモータレゾルバ
２８ リヤモータレゾルバ
３３ パワーコントロールユニット
４２ａ フロントモータインバータ（駆動回路）
４３ａ リヤモータインバータ（駆動回路）
Ｃ２ フロント平滑コンデンサ
Ｃ３ リヤ平滑コンデンサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】