車両およびその車両における異常判断方法
【課題】運転者からの車両の起動指令が与えられていない状態において車室内空調を行なう際に、車室内空調での異常発生を自動的に検出して、安全性を確保することが可能な車両およびその車両における異常判断方法を提供する。
【解決手段】乗算部４０は、検出される電流値Ｉｂと電圧値Ｖｂとを乗じて、蓄電装置から供給される電力値Ｐｂを検出する。比較部４２は、電力値Ｐｂと予め設定されるしきい値αとを比較し、電力値Ｐｂがしきい値αを超えると異常信号ＦＡＬを発する。プレ空調条件判定部４４は、異常信号ＦＡＬを与えられると、制御指令ＳＥを無効にして、システムリレーをオフ状態にする。すると、蓄電装置は、駆動ユニットおよび空調ユニットから電気的に切離される。同時に、プレ空調条件判定部４４は、制御指令ＣＨＯＮを無効にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置における電圧変換動作（降圧動作）を停止させる。
【解決手段】乗算部４０は、検出される電流値Ｉｂと電圧値Ｖｂとを乗じて、蓄電装置から供給される電力値Ｐｂを検出する。比較部４２は、電力値Ｐｂと予め設定されるしきい値αとを比較し、電力値Ｐｂがしきい値αを超えると異常信号ＦＡＬを発する。プレ空調条件判定部４４は、異常信号ＦＡＬを与えられると、制御指令ＳＥを無効にして、システムリレーをオフ状態にする。すると、蓄電装置は、駆動ユニットおよび空調ユニットから電気的に切離される。同時に、プレ空調条件判定部４４は、制御指令ＣＨＯＮを無効にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置における電圧変換動作（降圧動作）を停止させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蓄電装置からの電力を用いて駆動力を発生可能な車両に関し、特に蓄電装置からの電力を用いて車室内空調も可能とする車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機により車両の駆動力を得る、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などは、二次電池などからなる蓄電装置を搭載している。電気自動車は、この蓄電装置に蓄えられた電力を用いて駆動力を発生する。ハイブリッド自動車は、この蓄電装置に蓄えられた電力を用いて駆動力を発生したり、当該駆動力でエンジンをアシストしたりする。燃料電池自動車は、燃料電池が発生する電力の一部を蓄電装置に蓄えるとともに、燃料電池で発生される電力に加えて当該蓄えられた電力を用いて駆動力を発生する。
【０００３】
このような車両では、車室内空調を蓄電装置に蓄えられた電力により行なう構成を採用することがある。これにより、エンジンのみを駆動源とする従来の車両では、エンジンが作動中でなければ、車室内空調を行なうことができなかったのに対し、上述のような蓄電装置からの電力により車室内空調が可能な車両では、蓄電装置の充電量が十分でさえあれば、いずれの時点でも車室内空調が可能である。そのため、運転者が車両に搭乗する前に、予め車室内空調を行ない、運転者が車両に搭乗した際の車室内環境をより快適化する技術が提案されている。
【０００４】
たとえば、特開平９−７６７４０号公報（特許文献１）には、エンジンの停止中にも冷房が可能なハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両は、走行用のバッテリの電力により駆動される冷房装置と、冷房装置を車外から起動するための遠隔操作装置とを備えている。
【特許文献１】特開平９−７６７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、運転者が車両へ搭乗する前に車室内空調が実行される場合には、無人状態で車室内空調に係る機構が作動することになるので、運転者が搭乗している場合に比較して、より高い保護機能を備える必要がある。すなわち、車室内空調の動作に関連する部位などに異常が発生した場合には、確実に当該異常発生を検出するとともに、速やかに作動を停止させる必要がある。
【０００６】
しかしながら、無人状態での車室内空調を実現する上で保護機能が必要であるが、上述の特開平９−７６７４０号公報（特許文献１）には、保護機能について、何らの開示もなされていない。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、運転者からの車両の起動指令が与えられていない状態において車室内空調を行なう際に、車室内空調での異常発生を自動的に検出して、安全性を確保することが可能な車両およびその車両における異常判断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従う車両は、電源線を介して電力を供給可能に構成された蓄電装置と、蓄電装置からの供給電力を用いて車室内空調を行なうための空調ユニットと、運転者からの起動指令が与えられていない時に、空調要求に応答して、空調ユニットの作動を開始させる開始手段と、蓄電装置から供給される電力値を検出する検出手段と、検出手段によって検出される電力値と、空調ユニットの作動に必要な電力に応じて予め定められたしきい値とを比較する比較手段と、検出手段によって検出される電力値がしきい値を超えると、空調ユニットでの異常発生と判断する判断手段とを備える。
【０００９】
この局面に従う車両によれば、運転者からの起動指令が与えられていない時に、空調ユニットの作動を開始させるので、車室内空調を行なうために必要とされる電力を予め推定することができる。空調ユニットで異常が発生すれば、当該異常に起因する電流（電力）が生じるので、この推定される電力値に応じたしきい値と、実際に蓄電装置から供給される電力値とを比較することで、異常発生の有無を判断できる。さらに、異常発生を検出することで、当該異常の遮断処理が可能となるので、異常が発生した場合であっても安全性を確保することがある。
【００１０】
好ましくは、この局面に従う車両は、電源線に介挿され、遮断指令に応答して、蓄電装置を電気的に切離す遮断部と、判断手段によって異常発生と判断されると、遮断部に対して遮断指令を与える指令発生手段とをさらに備える。
【００１１】
好ましくは、しきい値は、空調ユニットにおける最大使用電力に応じて決定される。
好ましくは、空調ユニットは、冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮するためのコンプレッサと、蓄電装置からの供給電力を電力変換してコンプレッサへ供給するための電力変換部とを含む。
【００１２】
さらに好ましくは、空調ユニットは、蓄電装置からの供給電力の電圧より低い電圧を有する電力を生成する低電圧生成部と、低電圧生成部によって生成された電力により作動し、空調空気を吹出すための送風ブロワーとをさらに含む。
【００１３】
好ましくは、この局面に従う車両は、運転者からの起動指令に応答して活性化されるとともに、蓄電装置からの供給電力を用いて車両駆動力を発生可能に構成された駆動ユニットをさらに備える。
【００１４】
この発明の別の局面に従えば、車両における異常判断方法である。車両は、電源線を介して電力を供給可能に構成された蓄電装置と、蓄電装置からの供給電力を用いて車室内空調を行なうための空調ユニットと、蓄電装置から供給される電力値を検出する検出部とを備える。この局面に従う異常判断方法は、運転者からの起動指令が与えられていない時に、空調要求に応答して、空調ユニットの作動を開始させる開始ステップと、検出部によって検出される電力値と、空調ユニットの作動に必要な電力に応じて予め定められたしきい値とを比較する比較ステップと、検出部によって検出される電力値がしきい値を超えると、空調ユニットでの異常発生と判断する判断ステップとを含む。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、運転者からの車両の起動指令が与えられていない状態において車室内空調を行なう際に、車室内空調での異常発生を自動的に検出して、安全性を確保することが可能な車両およびその車両における異常判断方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１７】
図１は、この発明の実施の形態に従う車両１００の概略構成図である。
図１を参照して、車両１００は、一例として、エンジンおよび電動機を駆動力の発生源とするハイブリッド車両である。より詳細には、車両１００は、蓄電装置ＢＡＴと、駆動ユニット２００と、空調ユニット３００とを含む。
【００１８】
蓄電装置ＢＡＴは、充放電可能な直流電源であり、一例として、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池、もしくは電気二重層キャパシタなどからなる。そして、蓄電装置ＢＡＴは、正電源線ＰＬ１および負電源線ＮＬ１を介して、駆動ユニット２００および空調ユニット３００へ直流電力を供給可能に構成される。また、蓄電装置ＢＡＴは、駆動ユニット２００から返還される直流電力により充電可能に構成される。
【００１９】
駆動ユニット２００は、蓄電装置ＢＡＴからの供給電力を用いて車両駆動力を発生可能に構成される。なお、駆動ユニット２００は、後述する運転者からの起動指令ＩＧＯＮに応答して、活性化される。より詳細には、駆動ユニット２００は、エンジン２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構４と、減速機６と、インバータ装置８，１０と、コンデンサＣ１と、昇圧コンバータ装置１２とを含む。
【００２０】
エンジン２は、燃料と空気との混合気を燃焼させてクランクシャフト（図示せず）を回転させ、駆動力を発生する。エンジン２が発生した駆動力は、動力分割機構４により、２経路に分割される。一方は減速機６を介して車輪（図示せず）を駆動させる経路である。他方は、モータジェネレータＭＧ１を駆動して発電させる経路である。
【００２１】
モータジェネレータＭＧ１は、三相交流回転電機であり、特に永久磁石型の同期回転機である。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、３相分のコイルが配置されたステータと、永久磁石が埋め込まれたロータとを含み、供給される電力が当該コイルに通電されることで、回転駆動力（トルク）を発生する。特に、本実施例では、モータジェネレータＭＧ１は、もっぱら、エンジン２の駆動力を用いて発電する発電機として機能する。
【００２２】
モータジェネレータＭＧ２も同様に、三相交流回転電機であり、特に永久磁石型の同期回転機である。そして、モータジェネレータＭＧ２は、減速機６を介して車輪（図示せず）を駆動する電動機として機能し、もしくは回生制動時に車輪（図示せず）の回転力を受けて発電する発電機として機能する。
【００２３】
インバータ装置８は、正母線ＰＬ２および負母線ＮＬ２に接続され、昇圧コンバータ装置１２とモータジェネレータＭＧ１との間で直流から交流、もしくは交流から直流への電力変換を行なう。より詳細には、インバータ装置８は、各々が直列接続された複数のスイッチング素子からなる３相分のアーム回路を含み、スイッチング指令ＰＷＭ１に従って、各スイッチング素子が周期的なスイッチング動作を行なうことで、電力変換が実現される。
【００２４】
インバータ装置１０も同様に、正母線ＰＬ２および負母線ＮＬ２に接続され、昇圧コンバータ装置１２とモータジェネレータＭＧ２との間で直流から交流、もしくは交流から直流への電力変換を行なう。そして、インバータ装置１０も、３相分のアーム回路を含み、スイッチング指令ＰＷＭ２に従って、各スイッチング素子が周期的なスイッチング動作を行なうことで、電力変換が実現される。
【００２５】
コンデンサＣ１は、正母線ＰＬ２と負母線ＮＬ２との間に接続され、当該ライン間を流れる直流電力に含まれる交流成分を平滑化する。
【００２６】
昇圧コンバータ装置１２は、正電源線ＰＬ１および負電源線ＮＬ１と、正母線ＰＬ２および負母線ＮＬ２との間に介挿される。そして、昇圧コンバータ装置１２は、蓄電装置ＢＡＴとインバータ装置８，１０との間で電圧変換動作を行なう。すなわち、昇圧コンバータ装置１２は、蓄電装置ＢＡＴから供給される直流電力を所定の電圧まで昇圧が可能であるとともに、インバータ装置８，１０から返還される直流電力を所定の電圧まで降圧も可能である。一例として、蓄電装置ＢＡＴの放電電圧は、約２８８Ｖであり、昇圧コンバータ装置１２は、当該放電電圧を最大約６５０Ｖ程度まで昇圧可能に構成される。
【００２７】
より詳細には、昇圧コンバータ装置１２は、正母線ＰＬ２と負母線ＮＬ２との間に直列接続された２つのスイッチング素子を含む、昇降圧型のチョッパ回路などによって構成され、スイッチング指令ＰＷＣに従って、当該２つのスイッチング素子が周期的なスイッチング動作を行なうことで、電圧変換が実現される。
【００２８】
空調ユニット３００は、蓄電装置ＢＡＴからの供給電力を用いて車室内空調を可能に構成される。より詳細には、空調ユニット３００は、圧縮機構７０と、送風ブロワー８２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０と、副蓄電装置ＳＢとを含む。
【００２９】
圧縮機構７０は、車室内に冷風を供給するための冷凍サイクルにおいて、冷媒を圧縮するための機構であり、制御指令ＣＭＰＯＮに応答して作動を開始する。そして、圧縮機構７０は、インバータ装置７２と、コンプレッサ（ＣＯＭＰ）７４とを含む。
【００３０】
インバータ装置７２は、蓄電装置ＢＡＴとコンプレッサ７４との間で電力変換を行ない、蓄電装置ＢＡＴからの直流電力を交流電力に変換し、コンプレッサ７４に供給する。なお、インバータ装置７２は、比較的電圧の高い蓄電装置ＢＡＴからの直流電力（一例として、約２８８Ｖ）から交流電力を生成するので、供給される交流電力は、約２００Ｖ（実効値）となる。
【００３１】
コンプレッサ７４は、電動機で駆動されるロータリー圧縮機構を含み、当該ロータリー機構により冷媒を圧縮する。コンプレッサ７４を構成する電動機は、交流回転電機であり、上述したように、比較的高電圧で作動するので、十分な圧縮能力を発揮できる。
【００３２】
送風ブロワー８２は、コンプレッサ７４の作動により冷凍サイクルで生成された空調空気を車室内に吹出すための送風機構である。
【００３３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０は、正電源線ＰＬ１および負電源線ＮＬ１に接続され、蓄電装置ＢＡＴから供給される直流電力を所定の電圧まで降圧して、副蓄電装置ＳＢおよび送風ブロワー８２へ供給する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０は、制御指令ＣＨＯＮに応答して、降圧動作を開始する。送風ブロワー８２を含む、カーナビゲーションシステム、カーオーディオ、車内灯、車内インジケータなどの補機類は、従来の車両と同様に１２Ｖ（もしくは２４Ｖ）で作動する。そのため、このような補機類の作動電圧は、蓄電装置ＢＡＴの放電電圧に比較して低電圧となるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０が降圧動作を行ない、作動のための電力を供給する。
【００３４】
副蓄電装置ＳＢは、一例として鉛蓄電池などからなり、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０からの直流電力で充電される一方、送風ブロワー８２などの補機類へその蓄えた電力を供給する。
【００３５】
図２は、この発明の実施の形態に従う車両１００における車室内空調に係る模式図である。
【００３６】
図２を参照して、車両１００は、コンプレッサ７４と、エバポレータ９４と、コンデンサ９６と、配管９８ａ，９８ｂ，９８ｃとからなる冷凍サイクルを含む。また、車両１００の車室内には、適切な一または複数の位置に吹出口９０が形成される。そして、吹出口９０は、吹出口９０と連通される空調空気生成ダクト９２内で生成される空調空気５０を車室内空間に吹出す。空調空気生成ダクト９２内には、空調空気５０を吹出すための送風ブロワー８２と、空調空気を生成するためのエバポレータ９４とが配置される。
【００３７】
この冷凍サイクルでは、たとえば、フロン類などからなる冷媒がその状態を変化させながら循環することで、空調空気が生成される。具体的には、冷媒は、コンプレッサ７４によって圧縮されることで高温高圧になった後、配管９８ｃを介してコンデンサ９６まで輸送される。コンデンサ９６に到達した冷媒は、冷却されて液体状態に変化した後、配管９８ａを介してエバポレータ９４まで輸送される。エバポレータ９４に到達した冷媒は、急速に気化される。この冷媒の気化に伴い、所定の熱エネルギー（気化熱）が必要であるので、エバポレータ９４では、その周囲の空気から冷媒の気化に必要な熱エネルギー（気化熱）を吸収する。そのため、エバポレータ９４の表面およびその周辺では、より冷たい空調空気が生成される。さらに、送風ブロワー８２がエバポレータ９４で生成された空調空気を車室内へ吹出す。このような冷凍サイクルによって、車室内空調が実現される。
【００３８】
再度、図１を参照して、車両１００は、電流検出部２４と、電圧検出部２６と、システムリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＭＲ３と、制限抵抗Ｒ１と、パワースイッチ２２と、ＨＶ＿ＥＣＵ２０と、エアコンＥＣＵ３０と、設定スイッチ３６と、受信アンテナ３２とをさらに含む。
【００３９】
電流検出部２４は、正電源線ＰＬ１に介挿され、蓄電装置ＢＡＴから供給される直流電力の電流値Ｉｂを検出し、その検出値をＨＶ＿ＥＣＵ２０へ出力する。
【００４０】
電圧検出部２６は、正電源線ＰＬ１と負電源線ＮＬ１との間に接続され、蓄電装置ＢＡＴから供給される直流電力の電圧値Ｖｂを検出し、その検出値をＨＶ＿ＥＣＵ２０へ出力する。
【００４１】
システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３の各々は、蓄電装置ＢＡＴと駆動ユニット２００および空調ユニット３００との間に配置され、制御指令ＳＥに応答してオン状態またはオフ状態となる。すなわち、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、蓄電装置ＢＡＴから駆動ユニット２００および空調ユニット３００を電気的に切離し可能に構成される。より詳細には、システムリレーＳＭＲ１は、制限抵抗Ｒ１と直列接続された上で、正電源線ＰＬ１に介挿される。また、システムリレーＳＭＲ２は、抵抗と接続されることなく正電源線ＰＬ１に介挿される。そして、蓄電装置ＢＡＴと駆動ユニット２００および空調ユニット３００とが電気的に接続する際には、システムリレーＳＭＲ１が先行してオン状態とされた後、システムリレーＳＭＲ２がオン状態にされる。これにより、蓄電装置ＢＡＴを電気的に接続する際に生じる突入電流を制限抵抗Ｒ１により制限することができる。また、ＳＭＲ３は、負電源線ＮＬ１に介挿される。
【００４２】
パワースイッチ２２は、運転者用シート前方のインストルメントパネルなどに配置され、車両１００の始動操作に用いられる。すなわち、パワースイッチ２２は、運転者によって押圧されると、起動指令ＩＧＯＮをＨＶ＿ＥＣＵ２０へ出力する。
【００４３】
ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、運転者からの起動指令ＩＧＯＮに応答して処理を開始する。そして、起動指令ＩＧＯＮが与えられると、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、予め格納されたプログラムを実行することで、図示しない各センサから送信された信号、走行状況、アクセル開度、蓄電装置ＢＡＴの充電状態（ＳＯＣ：State of Charge：以下、単に「ＳＯＣ」とも称す）、格納しているマップなどに基づいて演算処理を実行する。これにより、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、運転者の操作に応じて、車両１００が所望の運転状態となるように、制御指令ＳＥおよびスイッチング指令ＰＷＣ，ＰＷＭ１，ＰＷＭ２などを生成する。すなわち、運転者からの起動指令ＩＧＯＮに応答して、駆動ユニット２００が活性化される。また、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、副蓄電装置ＳＢの充電を開始するために、制御指令ＣＨＯＮをＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０へ与える。さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、パワースイッチ２２からの起動指令ＩＧＯＮが遮断されると、休止状態を通知するための休止指令ＩＧＯＦＦをエアコンＥＣＵ３０へ出力する。
【００４４】
エアコンＥＣＵ３０は、設定スイッチ３６および受信アンテナ３２と接続され、それぞれ空調要求ＣＴＬ１およびＣＴＬ２に応答して車室内空調に係る動作を制御する。
【００４５】
設定スイッチ３６は、車室内のインストルメントパネルなどに配置され、運転者もしくは他の乗員による操作によって、所定の空調要求を受付ける。特に、本実施形態では、設定スイッチ３６は、予め車室内空調の開始時間および目標温度などを空調要求ＣＴＬ１として受付け可能に構成される。そして、エアコンＥＣＵ３０は、設定スイッチ３６を介して設定された開始時刻になると、運転者が搭乗していない場合であっても、制御指令ＡＣＯＮをＨＶ＿ＥＣＵ２０へ与えるとともに、制御指令ＣＭＰＯＮおよびＢＬＯＮをそれぞれ圧縮機構７０および送風ブロワー８２へ与え、車室内空調を開始する。
【００４６】
また、エアコンＥＣＵ３０は、受信アンテナ３２との間で無線通信可能なリモコン装置３４からの空調要求ＣＴＬ２を受信すると、同様に車室内空調を開始する。すなわち、運転者などは、車両１００に搭乗する前に、たとえば住宅内などからリモコン装置３４を操作して、車両１００の車室内空調を遠隔で開始させることができる。これにより、運転者などが車両１００に搭乗した際の車室内温度をより快適にすることができる。
【００４７】
このように、この発明の実施の形態に従う車両１００では、運転者が搭乗しておらず、起動指令ＩＧＯＮも与えられていない状態であっても、車室内空調の実行が可能である。なお、このような車室内空調を、起動指令ＩＧＯＮが与えられて車両１００が作動状態となった後の車室内空調と区別するために、以下では、「プレ空調」とも称す。
【００４８】
さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、エアコンＥＣＵ３０からの制御指令ＡＣＯＮが与えられると、運転者からの起動指令ＩＧＯＮが与えられていなくても、蓄電装置ＢＡＴから空調ユニット３００への電力供給が可能となるように、制御指令ＳＥを有効にして、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３をオン状態にする。このとき、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、スイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２，ＰＷＣを活性化しない。そのため、インバータ装置８，１０および昇圧コンバータ装置１２を構成するスイッチング素子は、いずれも非導通状態に維持され、駆動ユニット２００は非活性のままである。
【００４９】
また、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、送風ブロワー８２に十分な電力を供給できるように、制御指令ＣＨＯＮを有効にし、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０の電圧変換動作を開始させる。そして、プレ空調時において、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、電流値Ｉｂおよび電圧値Ｖｂに基づいて、蓄電装置ＢＡＴから供給される電力値を検出し、当該検出した電力値と予め定められたしきい値とを逐次比較する。一例として、このしきい値は、プレ空調時に活性化される圧縮機構７０およびＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０での最大使用電力に応じた値に設定される。なお、コンプレッサ７４および送風ブロワー８２における作動電力は、比較的変化が少ないので、比較的高い精度でしきい値を決定することができる。
【００５０】
さらに、検出した電力値が当該しきい値を超えると、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、駆動ユニット２００もしくは空調ユニット３００での異常発生と判断する。なお、異常発生の内容としてはさまざまな状態が考えられるが、一例として、駆動ユニット２００の昇圧コンバータ装置１２を構成するスイッチング素子の短絡故障、空調ユニット３００のコンプレッサ７４のコイルでの短絡故障、およびＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０におけるスイッチング素子の短絡故障などが挙げられる。
【００５１】
このように異常発生を判断すると、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、蓄電装置ＢＡＴと駆動ユニット２００および空調ユニット３００とを電気的に切離すために、制御指令ＳＥを無効にし、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３をオフ状態にする。これにより、蓄電装置ＢＡＴから異常個所への短絡電流の供給が遮断され、短絡電流による損傷を回避できる。
【００５２】
図３は、プレ空調に係るＨＶ＿ＥＣＵ２０の制御構造を示す機能ブロック図である。
図３を参照して、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、乗算部４０と、比較部４２と、プレ空調条件判定部４４とを含む。
【００５３】
乗算部４０は、電流検出部２４によって検出される電流値Ｉｂと、電圧検出部２６によって検出される電圧値Ｖｂとを乗じて、蓄電装置ＢＡＴから駆動ユニット２００および空調ユニット３００へ供給される電力値Ｐｂを検出し、比較部４２へ出力する。
【００５４】
比較部４２は、乗算部４０で検出される電力値Ｐｂと、予め設定されるしきい値αとを比較する。そして、比較部４２は、電力値Ｐｂがしきい値αを超えると、駆動ユニット２００もしくは空調ユニット３００での異常発生と判断し、異常信号ＦＡＬを発する。
【００５５】
プレ空調条件判定部４４は、エアコンＥＣＵ３０から制御指令ＡＣＯＮを与えられると、当該時点における蓄電装置ＢＡＴの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）、システム状態、ブレーキ状態などを取得し、車両１００の安全性が確保できる状態であるか否かを判断する。そして、車両１００の安全性を確保できる状態であれば、プレ空調条件判定部４４は、制御指令ＳＥを有効にして、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３をオン状態にする。同時に、プレ空調条件判定部４４は、制御指令ＣＨＯＮを有効にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０における電圧変換動作（降圧動作）を開始させる。
【００５６】
その後、プレ空調条件判定部４４は、比較部４２から異常信号ＦＡＬを与えられると、制御指令ＳＥを無効にして、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３をオフ状態にする。これにより、蓄電装置ＢＡＴは、駆動ユニット２００および空調ユニット３００から電気的に切離される。同時に、プレ空調条件判定部４４は、制御指令ＣＨＯＮを無効にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０における電圧変換動作（降圧動作）を停止させる。
【００５７】
このように、プレ空調条件判定部４４は、蓄電装置ＢＡＴから供給される電力値Ｐｂが予め定められたしきい値αを超えると、蓄電装置ＢＡＴからの電力供給を遮断し、異常発生部位およびその周辺部位への損傷の拡大を防止する。
【００５８】
図４は、この発明の実施の形態に従うプレ空調に係る処理手順を示すフローチャートである。
【００５９】
図４を参照して、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、エアコンＥＣＵ３０から制御指令ＡＣＯＮが与えられたか否かを判断する（ステップＳ１００）。制御指令ＡＣＯＮが与えられていない場合（ステップＳ１００においてＮＯの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、最初の処理に戻る。
【００６０】
制御指令ＡＣＯＮが与えられた場合（ステップＳ１００においてＹＥＳの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、車両１００の安全性が確保できる状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。車両１００の安全性が確保できる状態ではない場合（ステップＳ１０２においてＮＯの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、処理を終了する。
【００６１】
車両１００の安全性が確保できる状態である場合（ステップＳ１０２においてＹＥＳの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、制御指令ＳＥを有効にして、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３をオン状態にする（ステップＳ１０４）。続けて、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、制御指令ＣＨＯＮを有効にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０における電圧変換動作を開始させる（ステップＳ１０６）。また、エアコンＥＣＵ３０は、制御指令ＣＭＰＯＮおよびＢＬＯＮを有効にして、車室内空調を開始する（ステップＳ１０８）。
【００６２】
続いて、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、蓄電装置ＢＡＴから駆動ユニット２００および空調ユニット３００へ供給される電力値Ｐｂを検出する（ステップＳ１１０）。そして、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、検出した電力値Ｐｂが予め定められたしきい値αを超えているか否かを判断する（ステップＳ１１２）。
【００６３】
検出した電力値Ｐｂが予め定められたしきい値αを超えていない場合（ステップＳ１１２においてＮＯの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、制御指令ＡＣＯＮが継続して与えられているか否かを判断する（ステップＳ１１４）。
【００６４】
制御指令ＡＣＯＮが継続して与えられている場合（ステップＳ１１４においてＹＥＳの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、上述のステップＳ１１０およびＳ１１２を繰返し実行する。一方、制御指令ＡＣＯＮが継続して与えられていない場合（ステップＳ１１４においてＮＯの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、車室内空調が完了したと判断し、処理を終了する。
【００６５】
検出した電力値Ｐｂが予め定められたしきい値αを超えている場合（ステップＳ１１２においてＹＥＳの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、制御指令ＳＥを無効にし、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３をオフ状態にする（ステップＳ１１６）。これにより、蓄電装置ＢＡＴから異常部位への短絡電流の供給が遮断される。また、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、制御指令ＣＨＯＮを無効にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０における電圧変換動作を停止させる（ステップＳ１１８）。そして、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、処理を終了する。
【００６６】
この発明の実施の形態では、正電源線ＰＬ１および負電源線ＮＬ１が「電源線」に相当し、蓄電装置ＢＡＴが「蓄電装置」に相当し、駆動ユニット２００が「駆動ユニット」に相当し、空調ユニット３００が「空調ユニット」に相当し、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３が「遮断部」に相当し、コンプレッサ７４が「コンプレッサ」に相当し、インバータ装置７２が「電力変換装置」に相当し、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０が「低電圧生成部」に相当し、送風ブロワー８２が「送風ブロワー」に相当する。エアコンＥＣＵ３０が「開始手段」を実現し、ＨＶ＿ＥＣＵが「検出手段」、「比較手段」、「判断手段」および「指令発生手段」を実現する。
【００６７】
この発明の実施の形態によれば、運転者による起動指令ＩＧＯＮが与えられていないときに空調要求が与えられると、駆動ユニット２００を非活性状態に維持したまま、空調ユニット３００だけを作動させるので、車室内空調を行なうために必要とされる電力を予め推定することができる。空調ユニット３００もしくは駆動ユニット２００で短絡故障などの異常が発生すれば、当該異常に起因する電流（電力）が生じるので、この推定される電力値に応じたしきい値と、実際に蓄電装置ＢＡＴから供給される電力値とを比較することで、異常発生の有無を判断できる。さらに、異常発生を検出すると、当該異常の遮断するために、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を開放するので、異常が発生した場合であっても安全性を確保することがある。
【００６８】
なお、この発明の実施の形態においては、一例として、エンジンおよび電動機を駆動力の発生源とするハイブリッド車両について説明したが、本発明は、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて車室内空調を行なう構成を有する車両であればいずれの車両にも適用可能である。一例として、電気自動車や燃料電池車などにも適用できる。
【００６９】
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、特許請求の範囲によって示され、特許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。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明の実施の形態に従う車両の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態に従う車両における車室内空調に係る模式図である。
【図３】プレ空調に係るＨＶ＿ＥＣＵの制御構造を示す機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態に従うプレ空調に係る処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
２ エンジン、４ 動力分割機構、６ 減速機、８，１０ インバータ装置、１２ 昇圧コンバータ装置、２２ パワースイッチ、２４ 電流検出部、２６ 電圧検出部、３０ エアコンＥＣＵ、３２ 受信アンテナ、３４ リモコン装置、３６ 設定スイッチ、４０ 乗算部、４２ 比較部、４４ プレ空調条件判定部、５０ 空調空気、７０ 圧縮機構、７２ インバータ装置、７４ コンプレッサ、８０ コンバータ装置、８２ 送風ブロワー、９０ 吹出口、９２ 空調空気生成ダクト、９４ エバポレータ、９６ コンデンサ、９８ａ，９８ｂ，９８ｃ 配管、１００ 車両、２００ 駆動ユニット、３００ 空調ユニット、ＢＡＴ 蓄電装置、Ｃ１ コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＮＬ１ 負電源線、ＮＬ２ 負母線、ＰＬ１ 正電源線、ＰＬ２ 正母線、Ｒ１ 制限抵抗、ＳＢ 副蓄電装置、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＭＲ３ システムリレー。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蓄電装置からの電力を用いて駆動力を発生可能な車両に関し、特に蓄電装置からの電力を用いて車室内空調も可能とする車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機により車両の駆動力を得る、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などは、二次電池などからなる蓄電装置を搭載している。電気自動車は、この蓄電装置に蓄えられた電力を用いて駆動力を発生する。ハイブリッド自動車は、この蓄電装置に蓄えられた電力を用いて駆動力を発生したり、当該駆動力でエンジンをアシストしたりする。燃料電池自動車は、燃料電池が発生する電力の一部を蓄電装置に蓄えるとともに、燃料電池で発生される電力に加えて当該蓄えられた電力を用いて駆動力を発生する。
【０００３】
このような車両では、車室内空調を蓄電装置に蓄えられた電力により行なう構成を採用することがある。これにより、エンジンのみを駆動源とする従来の車両では、エンジンが作動中でなければ、車室内空調を行なうことができなかったのに対し、上述のような蓄電装置からの電力により車室内空調が可能な車両では、蓄電装置の充電量が十分でさえあれば、いずれの時点でも車室内空調が可能である。そのため、運転者が車両に搭乗する前に、予め車室内空調を行ない、運転者が車両に搭乗した際の車室内環境をより快適化する技術が提案されている。
【０００４】
たとえば、特開平９−７６７４０号公報（特許文献１）には、エンジンの停止中にも冷房が可能なハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両は、走行用のバッテリの電力により駆動される冷房装置と、冷房装置を車外から起動するための遠隔操作装置とを備えている。
【特許文献１】特開平９−７６７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、運転者が車両へ搭乗する前に車室内空調が実行される場合には、無人状態で車室内空調に係る機構が作動することになるので、運転者が搭乗している場合に比較して、より高い保護機能を備える必要がある。すなわち、車室内空調の動作に関連する部位などに異常が発生した場合には、確実に当該異常発生を検出するとともに、速やかに作動を停止させる必要がある。
【０００６】
しかしながら、無人状態での車室内空調を実現する上で保護機能が必要であるが、上述の特開平９−７６７４０号公報（特許文献１）には、保護機能について、何らの開示もなされていない。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、運転者からの車両の起動指令が与えられていない状態において車室内空調を行なう際に、車室内空調での異常発生を自動的に検出して、安全性を確保することが可能な車両およびその車両における異常判断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従う車両は、電源線を介して電力を供給可能に構成された蓄電装置と、蓄電装置からの供給電力を用いて車室内空調を行なうための空調ユニットと、運転者からの起動指令が与えられていない時に、空調要求に応答して、空調ユニットの作動を開始させる開始手段と、蓄電装置から供給される電力値を検出する検出手段と、検出手段によって検出される電力値と、空調ユニットの作動に必要な電力に応じて予め定められたしきい値とを比較する比較手段と、検出手段によって検出される電力値がしきい値を超えると、空調ユニットでの異常発生と判断する判断手段とを備える。
【０００９】
この局面に従う車両によれば、運転者からの起動指令が与えられていない時に、空調ユニットの作動を開始させるので、車室内空調を行なうために必要とされる電力を予め推定することができる。空調ユニットで異常が発生すれば、当該異常に起因する電流（電力）が生じるので、この推定される電力値に応じたしきい値と、実際に蓄電装置から供給される電力値とを比較することで、異常発生の有無を判断できる。さらに、異常発生を検出することで、当該異常の遮断処理が可能となるので、異常が発生した場合であっても安全性を確保することがある。
【００１０】
好ましくは、この局面に従う車両は、電源線に介挿され、遮断指令に応答して、蓄電装置を電気的に切離す遮断部と、判断手段によって異常発生と判断されると、遮断部に対して遮断指令を与える指令発生手段とをさらに備える。
【００１１】
好ましくは、しきい値は、空調ユニットにおける最大使用電力に応じて決定される。
好ましくは、空調ユニットは、冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮するためのコンプレッサと、蓄電装置からの供給電力を電力変換してコンプレッサへ供給するための電力変換部とを含む。
【００１２】
さらに好ましくは、空調ユニットは、蓄電装置からの供給電力の電圧より低い電圧を有する電力を生成する低電圧生成部と、低電圧生成部によって生成された電力により作動し、空調空気を吹出すための送風ブロワーとをさらに含む。
【００１３】
好ましくは、この局面に従う車両は、運転者からの起動指令に応答して活性化されるとともに、蓄電装置からの供給電力を用いて車両駆動力を発生可能に構成された駆動ユニットをさらに備える。
【００１４】
この発明の別の局面に従えば、車両における異常判断方法である。車両は、電源線を介して電力を供給可能に構成された蓄電装置と、蓄電装置からの供給電力を用いて車室内空調を行なうための空調ユニットと、蓄電装置から供給される電力値を検出する検出部とを備える。この局面に従う異常判断方法は、運転者からの起動指令が与えられていない時に、空調要求に応答して、空調ユニットの作動を開始させる開始ステップと、検出部によって検出される電力値と、空調ユニットの作動に必要な電力に応じて予め定められたしきい値とを比較する比較ステップと、検出部によって検出される電力値がしきい値を超えると、空調ユニットでの異常発生と判断する判断ステップとを含む。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、運転者からの車両の起動指令が与えられていない状態において車室内空調を行なう際に、車室内空調での異常発生を自動的に検出して、安全性を確保することが可能な車両およびその車両における異常判断方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１７】
図１は、この発明の実施の形態に従う車両１００の概略構成図である。
図１を参照して、車両１００は、一例として、エンジンおよび電動機を駆動力の発生源とするハイブリッド車両である。より詳細には、車両１００は、蓄電装置ＢＡＴと、駆動ユニット２００と、空調ユニット３００とを含む。
【００１８】
蓄電装置ＢＡＴは、充放電可能な直流電源であり、一例として、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池、もしくは電気二重層キャパシタなどからなる。そして、蓄電装置ＢＡＴは、正電源線ＰＬ１および負電源線ＮＬ１を介して、駆動ユニット２００および空調ユニット３００へ直流電力を供給可能に構成される。また、蓄電装置ＢＡＴは、駆動ユニット２００から返還される直流電力により充電可能に構成される。
【００１９】
駆動ユニット２００は、蓄電装置ＢＡＴからの供給電力を用いて車両駆動力を発生可能に構成される。なお、駆動ユニット２００は、後述する運転者からの起動指令ＩＧＯＮに応答して、活性化される。より詳細には、駆動ユニット２００は、エンジン２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構４と、減速機６と、インバータ装置８，１０と、コンデンサＣ１と、昇圧コンバータ装置１２とを含む。
【００２０】
エンジン２は、燃料と空気との混合気を燃焼させてクランクシャフト（図示せず）を回転させ、駆動力を発生する。エンジン２が発生した駆動力は、動力分割機構４により、２経路に分割される。一方は減速機６を介して車輪（図示せず）を駆動させる経路である。他方は、モータジェネレータＭＧ１を駆動して発電させる経路である。
【００２１】
モータジェネレータＭＧ１は、三相交流回転電機であり、特に永久磁石型の同期回転機である。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、３相分のコイルが配置されたステータと、永久磁石が埋め込まれたロータとを含み、供給される電力が当該コイルに通電されることで、回転駆動力（トルク）を発生する。特に、本実施例では、モータジェネレータＭＧ１は、もっぱら、エンジン２の駆動力を用いて発電する発電機として機能する。
【００２２】
モータジェネレータＭＧ２も同様に、三相交流回転電機であり、特に永久磁石型の同期回転機である。そして、モータジェネレータＭＧ２は、減速機６を介して車輪（図示せず）を駆動する電動機として機能し、もしくは回生制動時に車輪（図示せず）の回転力を受けて発電する発電機として機能する。
【００２３】
インバータ装置８は、正母線ＰＬ２および負母線ＮＬ２に接続され、昇圧コンバータ装置１２とモータジェネレータＭＧ１との間で直流から交流、もしくは交流から直流への電力変換を行なう。より詳細には、インバータ装置８は、各々が直列接続された複数のスイッチング素子からなる３相分のアーム回路を含み、スイッチング指令ＰＷＭ１に従って、各スイッチング素子が周期的なスイッチング動作を行なうことで、電力変換が実現される。
【００２４】
インバータ装置１０も同様に、正母線ＰＬ２および負母線ＮＬ２に接続され、昇圧コンバータ装置１２とモータジェネレータＭＧ２との間で直流から交流、もしくは交流から直流への電力変換を行なう。そして、インバータ装置１０も、３相分のアーム回路を含み、スイッチング指令ＰＷＭ２に従って、各スイッチング素子が周期的なスイッチング動作を行なうことで、電力変換が実現される。
【００２５】
コンデンサＣ１は、正母線ＰＬ２と負母線ＮＬ２との間に接続され、当該ライン間を流れる直流電力に含まれる交流成分を平滑化する。
【００２６】
昇圧コンバータ装置１２は、正電源線ＰＬ１および負電源線ＮＬ１と、正母線ＰＬ２および負母線ＮＬ２との間に介挿される。そして、昇圧コンバータ装置１２は、蓄電装置ＢＡＴとインバータ装置８，１０との間で電圧変換動作を行なう。すなわち、昇圧コンバータ装置１２は、蓄電装置ＢＡＴから供給される直流電力を所定の電圧まで昇圧が可能であるとともに、インバータ装置８，１０から返還される直流電力を所定の電圧まで降圧も可能である。一例として、蓄電装置ＢＡＴの放電電圧は、約２８８Ｖであり、昇圧コンバータ装置１２は、当該放電電圧を最大約６５０Ｖ程度まで昇圧可能に構成される。
【００２７】
より詳細には、昇圧コンバータ装置１２は、正母線ＰＬ２と負母線ＮＬ２との間に直列接続された２つのスイッチング素子を含む、昇降圧型のチョッパ回路などによって構成され、スイッチング指令ＰＷＣに従って、当該２つのスイッチング素子が周期的なスイッチング動作を行なうことで、電圧変換が実現される。
【００２８】
空調ユニット３００は、蓄電装置ＢＡＴからの供給電力を用いて車室内空調を可能に構成される。より詳細には、空調ユニット３００は、圧縮機構７０と、送風ブロワー８２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０と、副蓄電装置ＳＢとを含む。
【００２９】
圧縮機構７０は、車室内に冷風を供給するための冷凍サイクルにおいて、冷媒を圧縮するための機構であり、制御指令ＣＭＰＯＮに応答して作動を開始する。そして、圧縮機構７０は、インバータ装置７２と、コンプレッサ（ＣＯＭＰ）７４とを含む。
【００３０】
インバータ装置７２は、蓄電装置ＢＡＴとコンプレッサ７４との間で電力変換を行ない、蓄電装置ＢＡＴからの直流電力を交流電力に変換し、コンプレッサ７４に供給する。なお、インバータ装置７２は、比較的電圧の高い蓄電装置ＢＡＴからの直流電力（一例として、約２８８Ｖ）から交流電力を生成するので、供給される交流電力は、約２００Ｖ（実効値）となる。
【００３１】
コンプレッサ７４は、電動機で駆動されるロータリー圧縮機構を含み、当該ロータリー機構により冷媒を圧縮する。コンプレッサ７４を構成する電動機は、交流回転電機であり、上述したように、比較的高電圧で作動するので、十分な圧縮能力を発揮できる。
【００３２】
送風ブロワー８２は、コンプレッサ７４の作動により冷凍サイクルで生成された空調空気を車室内に吹出すための送風機構である。
【００３３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０は、正電源線ＰＬ１および負電源線ＮＬ１に接続され、蓄電装置ＢＡＴから供給される直流電力を所定の電圧まで降圧して、副蓄電装置ＳＢおよび送風ブロワー８２へ供給する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０は、制御指令ＣＨＯＮに応答して、降圧動作を開始する。送風ブロワー８２を含む、カーナビゲーションシステム、カーオーディオ、車内灯、車内インジケータなどの補機類は、従来の車両と同様に１２Ｖ（もしくは２４Ｖ）で作動する。そのため、このような補機類の作動電圧は、蓄電装置ＢＡＴの放電電圧に比較して低電圧となるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０が降圧動作を行ない、作動のための電力を供給する。
【００３４】
副蓄電装置ＳＢは、一例として鉛蓄電池などからなり、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０からの直流電力で充電される一方、送風ブロワー８２などの補機類へその蓄えた電力を供給する。
【００３５】
図２は、この発明の実施の形態に従う車両１００における車室内空調に係る模式図である。
【００３６】
図２を参照して、車両１００は、コンプレッサ７４と、エバポレータ９４と、コンデンサ９６と、配管９８ａ，９８ｂ，９８ｃとからなる冷凍サイクルを含む。また、車両１００の車室内には、適切な一または複数の位置に吹出口９０が形成される。そして、吹出口９０は、吹出口９０と連通される空調空気生成ダクト９２内で生成される空調空気５０を車室内空間に吹出す。空調空気生成ダクト９２内には、空調空気５０を吹出すための送風ブロワー８２と、空調空気を生成するためのエバポレータ９４とが配置される。
【００３７】
この冷凍サイクルでは、たとえば、フロン類などからなる冷媒がその状態を変化させながら循環することで、空調空気が生成される。具体的には、冷媒は、コンプレッサ７４によって圧縮されることで高温高圧になった後、配管９８ｃを介してコンデンサ９６まで輸送される。コンデンサ９６に到達した冷媒は、冷却されて液体状態に変化した後、配管９８ａを介してエバポレータ９４まで輸送される。エバポレータ９４に到達した冷媒は、急速に気化される。この冷媒の気化に伴い、所定の熱エネルギー（気化熱）が必要であるので、エバポレータ９４では、その周囲の空気から冷媒の気化に必要な熱エネルギー（気化熱）を吸収する。そのため、エバポレータ９４の表面およびその周辺では、より冷たい空調空気が生成される。さらに、送風ブロワー８２がエバポレータ９４で生成された空調空気を車室内へ吹出す。このような冷凍サイクルによって、車室内空調が実現される。
【００３８】
再度、図１を参照して、車両１００は、電流検出部２４と、電圧検出部２６と、システムリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＭＲ３と、制限抵抗Ｒ１と、パワースイッチ２２と、ＨＶ＿ＥＣＵ２０と、エアコンＥＣＵ３０と、設定スイッチ３６と、受信アンテナ３２とをさらに含む。
【００３９】
電流検出部２４は、正電源線ＰＬ１に介挿され、蓄電装置ＢＡＴから供給される直流電力の電流値Ｉｂを検出し、その検出値をＨＶ＿ＥＣＵ２０へ出力する。
【００４０】
電圧検出部２６は、正電源線ＰＬ１と負電源線ＮＬ１との間に接続され、蓄電装置ＢＡＴから供給される直流電力の電圧値Ｖｂを検出し、その検出値をＨＶ＿ＥＣＵ２０へ出力する。
【００４１】
システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３の各々は、蓄電装置ＢＡＴと駆動ユニット２００および空調ユニット３００との間に配置され、制御指令ＳＥに応答してオン状態またはオフ状態となる。すなわち、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、蓄電装置ＢＡＴから駆動ユニット２００および空調ユニット３００を電気的に切離し可能に構成される。より詳細には、システムリレーＳＭＲ１は、制限抵抗Ｒ１と直列接続された上で、正電源線ＰＬ１に介挿される。また、システムリレーＳＭＲ２は、抵抗と接続されることなく正電源線ＰＬ１に介挿される。そして、蓄電装置ＢＡＴと駆動ユニット２００および空調ユニット３００とが電気的に接続する際には、システムリレーＳＭＲ１が先行してオン状態とされた後、システムリレーＳＭＲ２がオン状態にされる。これにより、蓄電装置ＢＡＴを電気的に接続する際に生じる突入電流を制限抵抗Ｒ１により制限することができる。また、ＳＭＲ３は、負電源線ＮＬ１に介挿される。
【００４２】
パワースイッチ２２は、運転者用シート前方のインストルメントパネルなどに配置され、車両１００の始動操作に用いられる。すなわち、パワースイッチ２２は、運転者によって押圧されると、起動指令ＩＧＯＮをＨＶ＿ＥＣＵ２０へ出力する。
【００４３】
ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、運転者からの起動指令ＩＧＯＮに応答して処理を開始する。そして、起動指令ＩＧＯＮが与えられると、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、予め格納されたプログラムを実行することで、図示しない各センサから送信された信号、走行状況、アクセル開度、蓄電装置ＢＡＴの充電状態（ＳＯＣ：State of Charge：以下、単に「ＳＯＣ」とも称す）、格納しているマップなどに基づいて演算処理を実行する。これにより、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、運転者の操作に応じて、車両１００が所望の運転状態となるように、制御指令ＳＥおよびスイッチング指令ＰＷＣ，ＰＷＭ１，ＰＷＭ２などを生成する。すなわち、運転者からの起動指令ＩＧＯＮに応答して、駆動ユニット２００が活性化される。また、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、副蓄電装置ＳＢの充電を開始するために、制御指令ＣＨＯＮをＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０へ与える。さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、パワースイッチ２２からの起動指令ＩＧＯＮが遮断されると、休止状態を通知するための休止指令ＩＧＯＦＦをエアコンＥＣＵ３０へ出力する。
【００４４】
エアコンＥＣＵ３０は、設定スイッチ３６および受信アンテナ３２と接続され、それぞれ空調要求ＣＴＬ１およびＣＴＬ２に応答して車室内空調に係る動作を制御する。
【００４５】
設定スイッチ３６は、車室内のインストルメントパネルなどに配置され、運転者もしくは他の乗員による操作によって、所定の空調要求を受付ける。特に、本実施形態では、設定スイッチ３６は、予め車室内空調の開始時間および目標温度などを空調要求ＣＴＬ１として受付け可能に構成される。そして、エアコンＥＣＵ３０は、設定スイッチ３６を介して設定された開始時刻になると、運転者が搭乗していない場合であっても、制御指令ＡＣＯＮをＨＶ＿ＥＣＵ２０へ与えるとともに、制御指令ＣＭＰＯＮおよびＢＬＯＮをそれぞれ圧縮機構７０および送風ブロワー８２へ与え、車室内空調を開始する。
【００４６】
また、エアコンＥＣＵ３０は、受信アンテナ３２との間で無線通信可能なリモコン装置３４からの空調要求ＣＴＬ２を受信すると、同様に車室内空調を開始する。すなわち、運転者などは、車両１００に搭乗する前に、たとえば住宅内などからリモコン装置３４を操作して、車両１００の車室内空調を遠隔で開始させることができる。これにより、運転者などが車両１００に搭乗した際の車室内温度をより快適にすることができる。
【００４７】
このように、この発明の実施の形態に従う車両１００では、運転者が搭乗しておらず、起動指令ＩＧＯＮも与えられていない状態であっても、車室内空調の実行が可能である。なお、このような車室内空調を、起動指令ＩＧＯＮが与えられて車両１００が作動状態となった後の車室内空調と区別するために、以下では、「プレ空調」とも称す。
【００４８】
さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、エアコンＥＣＵ３０からの制御指令ＡＣＯＮが与えられると、運転者からの起動指令ＩＧＯＮが与えられていなくても、蓄電装置ＢＡＴから空調ユニット３００への電力供給が可能となるように、制御指令ＳＥを有効にして、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３をオン状態にする。このとき、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、スイッチング指令ＰＷＭ１，ＰＷＭ２，ＰＷＣを活性化しない。そのため、インバータ装置８，１０および昇圧コンバータ装置１２を構成するスイッチング素子は、いずれも非導通状態に維持され、駆動ユニット２００は非活性のままである。
【００４９】
また、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、送風ブロワー８２に十分な電力を供給できるように、制御指令ＣＨＯＮを有効にし、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０の電圧変換動作を開始させる。そして、プレ空調時において、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、電流値Ｉｂおよび電圧値Ｖｂに基づいて、蓄電装置ＢＡＴから供給される電力値を検出し、当該検出した電力値と予め定められたしきい値とを逐次比較する。一例として、このしきい値は、プレ空調時に活性化される圧縮機構７０およびＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０での最大使用電力に応じた値に設定される。なお、コンプレッサ７４および送風ブロワー８２における作動電力は、比較的変化が少ないので、比較的高い精度でしきい値を決定することができる。
【００５０】
さらに、検出した電力値が当該しきい値を超えると、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、駆動ユニット２００もしくは空調ユニット３００での異常発生と判断する。なお、異常発生の内容としてはさまざまな状態が考えられるが、一例として、駆動ユニット２００の昇圧コンバータ装置１２を構成するスイッチング素子の短絡故障、空調ユニット３００のコンプレッサ７４のコイルでの短絡故障、およびＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０におけるスイッチング素子の短絡故障などが挙げられる。
【００５１】
このように異常発生を判断すると、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、蓄電装置ＢＡＴと駆動ユニット２００および空調ユニット３００とを電気的に切離すために、制御指令ＳＥを無効にし、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３をオフ状態にする。これにより、蓄電装置ＢＡＴから異常個所への短絡電流の供給が遮断され、短絡電流による損傷を回避できる。
【００５２】
図３は、プレ空調に係るＨＶ＿ＥＣＵ２０の制御構造を示す機能ブロック図である。
図３を参照して、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、乗算部４０と、比較部４２と、プレ空調条件判定部４４とを含む。
【００５３】
乗算部４０は、電流検出部２４によって検出される電流値Ｉｂと、電圧検出部２６によって検出される電圧値Ｖｂとを乗じて、蓄電装置ＢＡＴから駆動ユニット２００および空調ユニット３００へ供給される電力値Ｐｂを検出し、比較部４２へ出力する。
【００５４】
比較部４２は、乗算部４０で検出される電力値Ｐｂと、予め設定されるしきい値αとを比較する。そして、比較部４２は、電力値Ｐｂがしきい値αを超えると、駆動ユニット２００もしくは空調ユニット３００での異常発生と判断し、異常信号ＦＡＬを発する。
【００５５】
プレ空調条件判定部４４は、エアコンＥＣＵ３０から制御指令ＡＣＯＮを与えられると、当該時点における蓄電装置ＢＡＴの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）、システム状態、ブレーキ状態などを取得し、車両１００の安全性が確保できる状態であるか否かを判断する。そして、車両１００の安全性を確保できる状態であれば、プレ空調条件判定部４４は、制御指令ＳＥを有効にして、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３をオン状態にする。同時に、プレ空調条件判定部４４は、制御指令ＣＨＯＮを有効にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０における電圧変換動作（降圧動作）を開始させる。
【００５６】
その後、プレ空調条件判定部４４は、比較部４２から異常信号ＦＡＬを与えられると、制御指令ＳＥを無効にして、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３をオフ状態にする。これにより、蓄電装置ＢＡＴは、駆動ユニット２００および空調ユニット３００から電気的に切離される。同時に、プレ空調条件判定部４４は、制御指令ＣＨＯＮを無効にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０における電圧変換動作（降圧動作）を停止させる。
【００５７】
このように、プレ空調条件判定部４４は、蓄電装置ＢＡＴから供給される電力値Ｐｂが予め定められたしきい値αを超えると、蓄電装置ＢＡＴからの電力供給を遮断し、異常発生部位およびその周辺部位への損傷の拡大を防止する。
【００５８】
図４は、この発明の実施の形態に従うプレ空調に係る処理手順を示すフローチャートである。
【００５９】
図４を参照して、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、エアコンＥＣＵ３０から制御指令ＡＣＯＮが与えられたか否かを判断する（ステップＳ１００）。制御指令ＡＣＯＮが与えられていない場合（ステップＳ１００においてＮＯの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、最初の処理に戻る。
【００６０】
制御指令ＡＣＯＮが与えられた場合（ステップＳ１００においてＹＥＳの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、車両１００の安全性が確保できる状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。車両１００の安全性が確保できる状態ではない場合（ステップＳ１０２においてＮＯの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、処理を終了する。
【００６１】
車両１００の安全性が確保できる状態である場合（ステップＳ１０２においてＹＥＳの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、制御指令ＳＥを有効にして、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３をオン状態にする（ステップＳ１０４）。続けて、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、制御指令ＣＨＯＮを有効にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０における電圧変換動作を開始させる（ステップＳ１０６）。また、エアコンＥＣＵ３０は、制御指令ＣＭＰＯＮおよびＢＬＯＮを有効にして、車室内空調を開始する（ステップＳ１０８）。
【００６２】
続いて、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、蓄電装置ＢＡＴから駆動ユニット２００および空調ユニット３００へ供給される電力値Ｐｂを検出する（ステップＳ１１０）。そして、ＨＶ＿ＥＣＵ２０は、検出した電力値Ｐｂが予め定められたしきい値αを超えているか否かを判断する（ステップＳ１１２）。
【００６３】
検出した電力値Ｐｂが予め定められたしきい値αを超えていない場合（ステップＳ１１２においてＮＯの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、制御指令ＡＣＯＮが継続して与えられているか否かを判断する（ステップＳ１１４）。
【００６４】
制御指令ＡＣＯＮが継続して与えられている場合（ステップＳ１１４においてＹＥＳの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、上述のステップＳ１１０およびＳ１１２を繰返し実行する。一方、制御指令ＡＣＯＮが継続して与えられていない場合（ステップＳ１１４においてＮＯの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、車室内空調が完了したと判断し、処理を終了する。
【００６５】
検出した電力値Ｐｂが予め定められたしきい値αを超えている場合（ステップＳ１１２においてＹＥＳの場合）には、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、制御指令ＳＥを無効にし、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３をオフ状態にする（ステップＳ１１６）。これにより、蓄電装置ＢＡＴから異常部位への短絡電流の供給が遮断される。また、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、制御指令ＣＨＯＮを無効にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０における電圧変換動作を停止させる（ステップＳ１１８）。そして、ＨＶ＿ＥＣＵ３０は、処理を終了する。
【００６６】
この発明の実施の形態では、正電源線ＰＬ１および負電源線ＮＬ１が「電源線」に相当し、蓄電装置ＢＡＴが「蓄電装置」に相当し、駆動ユニット２００が「駆動ユニット」に相当し、空調ユニット３００が「空調ユニット」に相当し、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３が「遮断部」に相当し、コンプレッサ７４が「コンプレッサ」に相当し、インバータ装置７２が「電力変換装置」に相当し、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置８０が「低電圧生成部」に相当し、送風ブロワー８２が「送風ブロワー」に相当する。エアコンＥＣＵ３０が「開始手段」を実現し、ＨＶ＿ＥＣＵが「検出手段」、「比較手段」、「判断手段」および「指令発生手段」を実現する。
【００６７】
この発明の実施の形態によれば、運転者による起動指令ＩＧＯＮが与えられていないときに空調要求が与えられると、駆動ユニット２００を非活性状態に維持したまま、空調ユニット３００だけを作動させるので、車室内空調を行なうために必要とされる電力を予め推定することができる。空調ユニット３００もしくは駆動ユニット２００で短絡故障などの異常が発生すれば、当該異常に起因する電流（電力）が生じるので、この推定される電力値に応じたしきい値と、実際に蓄電装置ＢＡＴから供給される電力値とを比較することで、異常発生の有無を判断できる。さらに、異常発生を検出すると、当該異常の遮断するために、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３を開放するので、異常が発生した場合であっても安全性を確保することがある。
【００６８】
なお、この発明の実施の形態においては、一例として、エンジンおよび電動機を駆動力の発生源とするハイブリッド車両について説明したが、本発明は、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて車室内空調を行なう構成を有する車両であればいずれの車両にも適用可能である。一例として、電気自動車や燃料電池車などにも適用できる。
【００６９】
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、特許請求の範囲によって示され、特許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。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明の実施の形態に従う車両の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態に従う車両における車室内空調に係る模式図である。
【図３】プレ空調に係るＨＶ＿ＥＣＵの制御構造を示す機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態に従うプレ空調に係る処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
２ エンジン、４ 動力分割機構、６ 減速機、８，１０ インバータ装置、１２ 昇圧コンバータ装置、２２ パワースイッチ、２４ 電流検出部、２６ 電圧検出部、３０ エアコンＥＣＵ、３２ 受信アンテナ、３４ リモコン装置、３６ 設定スイッチ、４０ 乗算部、４２ 比較部、４４ プレ空調条件判定部、５０ 空調空気、７０ 圧縮機構、７２ インバータ装置、７４ コンプレッサ、８０ コンバータ装置、８２ 送風ブロワー、９０ 吹出口、９２ 空調空気生成ダクト、９４ エバポレータ、９６ コンデンサ、９８ａ，９８ｂ，９８ｃ 配管、１００ 車両、２００ 駆動ユニット、３００ 空調ユニット、ＢＡＴ 蓄電装置、Ｃ１ コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＮＬ１ 負電源線、ＮＬ２ 負母線、ＰＬ１ 正電源線、ＰＬ２ 正母線、Ｒ１ 制限抵抗、ＳＢ 副蓄電装置、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２，ＳＭＲ３ システムリレー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源線を介して電力を供給可能に構成された蓄電装置と、
前記蓄電装置からの供給電力を用いて車室内空調を行なうための空調ユニットと、
運転者からの起動指令が与えられていない時に、空調要求に応答して、前記空調ユニットの作動を開始させる開始手段と、
前記蓄電装置から供給される電力値を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出される電力値と、前記空調ユニットの作動に必要な電力に応じて予め定められたしきい値とを比較する比較手段と、
前記検出手段によって検出される電力値が前記しきい値を超えると、前記空調ユニットでの異常発生と判断する判断手段とを備える、車両。
【請求項２】
前記電源線に介挿され、遮断指令に応答して、前記蓄電装置を電気的に切離す遮断部と、
前記判断手段によって異常発生と判断されると、前記遮断部に対して前記遮断指令を与える指令発生手段とをさらに備える、車両。
【請求項３】
前記しきい値は、前記空調ユニットにおける最大使用電力に応じて決定される、請求項１または２に記載の車両。
【請求項４】
前記空調ユニットは、
冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮するためのコンプレッサと、
前記蓄電装置からの供給電力を電力変換して前記コンプレッサへ供給するための電力変換部とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
【請求項５】
前記空調ユニットは、
前記蓄電装置からの供給電力の電圧より低い電圧を有する電力を生成する低電圧生成部と、
前記低電圧生成部によって生成された電力により作動し、空調空気を吹出すための送風ブロワーとをさらに含む、請求項４に記載の車両。
【請求項６】
運転者からの起動指令に応答して活性化されるとともに、前記蓄電装置からの供給電力を用いて車両駆動力を発生可能に構成された駆動ユニットをさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
車両における異常判断方法であって、
前記車両は、
電源線を介して電力を供給可能に構成された蓄電装置と、
前記蓄電装置からの供給電力を用いて車室内空調を行なうための空調ユニットと、
前記蓄電装置から供給される電力値を検出する検出部とを備え、
前記異常判断方法は、
運転者からの起動指令が与えられていない時に、空調要求に応答して、前記空調ユニットの作動を開始させる開始ステップと、
前記検出部によって検出される電力値と、前記空調ユニットの作動に必要な電力に応じて予め定められたしきい値とを比較する比較ステップと、
前記検出部によって検出される電力値が前記しきい値を超えると、前記空調ユニットでの異常発生と判断する判断ステップとを含む、異常判断方法。
【請求項１】
電源線を介して電力を供給可能に構成された蓄電装置と、
前記蓄電装置からの供給電力を用いて車室内空調を行なうための空調ユニットと、
運転者からの起動指令が与えられていない時に、空調要求に応答して、前記空調ユニットの作動を開始させる開始手段と、
前記蓄電装置から供給される電力値を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出される電力値と、前記空調ユニットの作動に必要な電力に応じて予め定められたしきい値とを比較する比較手段と、
前記検出手段によって検出される電力値が前記しきい値を超えると、前記空調ユニットでの異常発生と判断する判断手段とを備える、車両。
【請求項２】
前記電源線に介挿され、遮断指令に応答して、前記蓄電装置を電気的に切離す遮断部と、
前記判断手段によって異常発生と判断されると、前記遮断部に対して前記遮断指令を与える指令発生手段とをさらに備える、車両。
【請求項３】
前記しきい値は、前記空調ユニットにおける最大使用電力に応じて決定される、請求項１または２に記載の車両。
【請求項４】
前記空調ユニットは、
冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮するためのコンプレッサと、
前記蓄電装置からの供給電力を電力変換して前記コンプレッサへ供給するための電力変換部とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
【請求項５】
前記空調ユニットは、
前記蓄電装置からの供給電力の電圧より低い電圧を有する電力を生成する低電圧生成部と、
前記低電圧生成部によって生成された電力により作動し、空調空気を吹出すための送風ブロワーとをさらに含む、請求項４に記載の車両。
【請求項６】
運転者からの起動指令に応答して活性化されるとともに、前記蓄電装置からの供給電力を用いて車両駆動力を発生可能に構成された駆動ユニットをさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
車両における異常判断方法であって、
前記車両は、
電源線を介して電力を供給可能に構成された蓄電装置と、
前記蓄電装置からの供給電力を用いて車室内空調を行なうための空調ユニットと、
前記蓄電装置から供給される電力値を検出する検出部とを備え、
前記異常判断方法は、
運転者からの起動指令が与えられていない時に、空調要求に応答して、前記空調ユニットの作動を開始させる開始ステップと、
前記検出部によって検出される電力値と、前記空調ユニットの作動に必要な電力に応じて予め定められたしきい値とを比較する比較ステップと、
前記検出部によって検出される電力値が前記しきい値を超えると、前記空調ユニットでの異常発生と判断する判断ステップとを含む、異常判断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１１０７１１（Ｐ２００８−１１０７１１Ａ）
【公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９５９０２（Ｐ２００６−２９５９０２）
【出願日】平成１８年１０月３１日（２００６．１０．３１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月３１日（２００６．１０．３１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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