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KR101021251B1 - 차량 및 그 제어방법 및 차량의 제어방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 - Google Patents

차량 및 그 제어방법 및 차량의 제어방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 Download PDF

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KR101021251B1
KR101021251B1 KR1020097016239A KR20097016239A KR101021251B1 KR 101021251 B1 KR101021251 B1 KR 101021251B1 KR 1020097016239 A KR1020097016239 A KR 1020097016239A KR 20097016239 A KR20097016239 A KR 20097016239A KR 101021251 B1 KR101021251 B1 KR 101021251B1
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power
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power source
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Inventor
다카야 소마
다케시 모가리
Original Assignee
도요타 지도샤（주）
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Abstract

차량 외부의 전원과 충전 플러그의 접속이 검지되면(S10), 제어장치는, 시프트 위치가 주차 위치이고, 또한, 주차 브레이크가 온일 때, 이용자가 가지는 키가 정규의 것인지의 여부를 판정하는 키 대조를 무효화한다(S40). 이것에 의하여 시스템 기동 조건이 성립하고, 제어장치는, 각 릴레이를 온하여 시스템을 기동시키고(S50), 차량 외부의 전원으로부터 축전장치의 충전을 행하는 충전제어를 실행한다(S60).

Description

차량 및 그 제어방법 및 차량의 제어방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체{VEHICLE, VEHICLE CONTROL METHOD, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM CONTAINING PROGRAM FOR CAUSING COMPUTER TO EXECUTE THE VEHICLE CONTROL METHOD}
본 발명은, 차량에 탑재된 축전장치를 차량 외부의 전원으로부터 충전 가능한 차량 및 그 제어방법 및 차량의 제어방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.
일본국 특개평10-56741호 공보는, 차량 외부의 전원으로부터 배터리를 충전가능한 소형 전동차의 배터리 충전구조를 개시한다. 이 배터리 충전구조에서는, 메인 스위치가 오프상태일 때에 충전용 전기 코드가 코드릴로부터 인출되면, 그것에 연동하여 배터리에 대한 충전제어가 기동된다.
이 배터리 충전구조에 의하면, 주행제어와 충전제어를 전용 변환 스위치 등으로 변환할 필요가 없기 때문에, 조작이 간단해짐과 동시에, 충전시에 잘못하여 주행시키는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 차량에서는, 도난방지 등을 목적으로 하여, 예를 들면 키 대조가 행하여지지 않으면 차량 시스템이 기동하지 않는 등의 안전대책이 일반적으로 실시되 고 있다. 일본국 특개평10-56741호 공보에 개시되는 기술은, 충전 시의 시스템 기동의 수고를 생략할 수 있는 점에서 유용하나, 상기 공보에서는, 시스템 기동 시의 안전대책으로서 설치되는 기능과 충전 시의 시스템 기동과의 관계에 대해서는 특별히 검토되어 있지 않다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 차량에 탑재된 축전장치를 차량 외부의 전원으로부터 충전 가능한 차량으로서, 충전 시의 시스템 기동을 간략화하고, 또한, 이미 설치한 안전대책을 배려한 차량을 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 차량에 탑재된 축전장치를 차량 외부의 전원으로부터 충전 가능한 차량에 있어서, 충전 시의 시스템 기동을 간략화하고, 또한 이미 설치한 안전대책을 배려한 제어방법 및 그 제어방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 차량은, 충전 가능한 축전장치와, 충전 플러그와, 충전부와, 접속 검지부와, 인증부와, 제어부를 구비한다. 충전 플러그는, 축전장치를 충전하기 위한 전력을 차량 외부의 전원으로부터 받는다. 충전부는, 충전 플러그로부터 입력되는 전력을 받아 축전장치를 충전 가능하게 구성된다. 접속 검지부는, 충전 플러그와 전원의 접속/비접속을 검지한다. 인증부는, 이용자가 정규인지의 여부를 판정하여, 이용자가 정규라고 판정되면 차량 시스템의 기동을 허가한다. 제어부는, 차량 시스템의 정지 시에 충전 플러그와 전원의 접속이 접속 검지부에 의해 검지되어 있을 때, 인증부의 판정결과를 무효화하여, 전원으로부터 축전장치의 충전의 실행을 충전부에 지시한다.
바람직하게는, 인증부는, 이용자가 가지는 키가 정규의 것인지의 여부를 판정하여, 키가 정규의 것으로 판정되면 차량 시스템의 기동을 허가한다.
바람직하게는, 제어부는, 충전 플러그와 전원의 비접속이 접속 검지부에 의해 검지되면, 인증부의 판정결과를 유효화한다.
바람직하게는, 제어부는, 전원으로부터 축전장치의 충전이 완료되었다고 판정되면, 인증부의 판정결과를 유효화한다.
바람직하게는, 차량은, 시프트 위치 검지부를 더 구비한다. 시프트 위치 검지부는, 시프트 레버의 시프트 위치를 검지한다. 제어부는, 전원으로부터 축전장치의 충전이 허가되는 소정의 시프트 위치에 시프트 레버가 설정되어 있다고 시프트 위치 검지부에 의해 검지되어 있을 때에 한하여, 인증부의 판정결과를 무효화하고, 전원으로부터 축전장치의 충전의 실행을 충전부에 지시한다.
더욱 바람직하게는, 소정의 시프트 위치는, 주차 위치이다.
또, 본 발명에 의하면, 제어방법은, 차량에 탑재된 축전장치를 차량 외부의 전원으로부터 충전 가능한 차량의 제어방법이다. 차량은, 인증부를 구비한다. 인증부는, 이용자가 정규인지의 여부를 판정하여, 이용자가 정규라고 판정되면 차량 시스템의 기동을 허가한다. 제어방법은, 제 1 내지 제 3 단계를 포함한다. 제 1 단계에서는, 축전장치를 충전하기 위한 전력을 전원으로부터 받는 충전 플러그와 전원의 접속이 검지된다. 제 2 단계에서는, 차량 시스템의 정지 시에 충전 플러그와 전원의 접속이 검지되어 있을 때, 인증부의 판정결과가 무효화된다. 제 3 단계에서는, 제 2 단계에서 인증부의 판정결과가 무효화되면, 전원으로부터 축전장치의 충전이 실행된다.
바람직하게는, 인증부는, 이용자가 가지는 키가 정규의 것인지의 여부를 판정하여, 키가 정규의 것으로 판정되면 차량 시스템의 기동을 허가한다.
바람직하게는, 제어방법은, 제 4 단계를 더 포함한다. 제 4 단계에서는, 충전 플러그와 전원의 비접속이 검지되면, 인증부의 판정결과가 유효화된다.
바람직하게는, 제어방법은, 제 5 단계를 더 포함한다. 제 5 단계에서는, 전원으로부터 축전장치의 충전이 완료되었다고 판정하면, 인증부의 판정결과가 유효화된다.
바람직하게는, 제어방법은, 제 6 단계를 더 포함한다. 제 6 단계에서는, 전원으로부터 축전장치의 충전이 허가되는 소정의 시프트 위치에 시프트 레버가 설정되어 있는지의 여부가 판정된다. 그리고, 제 6 단계에서 시프트 레버가 소정의 시프트 위치에 설정되어 있다고 검지되어 있을 때에 한하여, 제 2 단계에서 인증부의 판정결과가 무효화된다.
더욱 바람직하게는, 소정의 시프트 위치는, 주차 위치이다.
또, 본 발명에 의하면, 기록매체는, 상기한 어느 하나의 제어방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다.
본 발명에서는, 차량 외부의 전원으로부터 축전장치를 충전할 수 있다. 여기서, 본 발명에서는, 이용자가 정규라고 판정되면 차량 시스템의 기동을 허가하는 인증부가 설치되어 있는 바, 차량 시스템의 정지 시에 충전 플러그와 전원의 접속이 검지되어 있을 때, 인증부의 판정결과가 무효화되기 때문에, 인증에 따르는 통상의 시스템 기동조작이 회피된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 차량 주행 시의 통상의 시스템 기동에 대해서는, 인증부에 의한 안전대책을 실행하고, 충전 시의 시스템 기동에 대해서는, 시스템 기동조작을 간략화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 차량의 전체 블럭도,
도 2는 도 1에 나타내는 제어장치의 기능 블럭도,
도 3은 도 1에 나타내는 제어장치에 의한 충전 허가의 판단에 관한 제어구조를 설명하기 위한 플로우차트,
도 4는 도 1에 나타내는 인버터 및 모터 제너레이터의 영상(零相) 등가 회로를 나타낸 도,
도 5는 충전용 인버터를 따로 구비한 차량의 전체 블럭도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면에서 동일 또는 상당부분에는 동일부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 의한 차량의 일례로서 나타내는 하이브리드 차량의 전체 블럭도이다. 도 1을 참조하여, 이 하이브리드 차량(100)은, 엔진(2)과, 모터 제너레이터(MG1, MG2)와, 동력 분할기구(4)와, 차륜(6)을 구비한다. 또, 하이브리드 차량(100)은, 축전장치(B)와, 양극선(PL)과, 음극선(NL)과, 콘덴서(C)와, 인버터(10, 20)와, 제어장치(30)와, 전압센서(72)와, 전류센서(74)를 더 구비한다. 또한, 하이브리드 차량(100)은, 전력선(ACL1, ACL2)과, AC 포트(40)와, 충전 플러그(50)를 더 구비한다.
동력 분할기구(4)는, 엔진(2)과 모터 제너레이터(MG1, MG2)와 결합되어 이들 사이에서 동력을 분배한다. 예를 들면, 동력 분할기구(4)로서, 선기어, 플래너터리 캐리어 및 링기어의 3개의 회전축을 가지는 유성기어를 사용할 수 있다. 이 3개의 회전축이 엔진(2) 및 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 각 회전축에 각각 접속된다. 예를 들면, 모터 제너레이터(MG1)의 로우터를 중공으로 하여 그 중심에 엔진(2)의 크랭크축을 통과시킴으로써, 엔진(2) 및 모터 제너레이터(MG1, MG2)를 동력 분할기구(4)에 기계적으로 접속할 수 있다.
엔진(2)이 발생하는 동력은, 동력 분할기구(4)에 의해 차륜(6)과 모터 제너레이터(MG1)로 분배된다. 즉, 엔진(2)은, 차륜(6)을 구동함과 동시에 모터 제너레이터(MG1)를 구동하는 동력원으로서 하이브리드 차량(100)에 조립된다. 모터 제너레이터(MG1)는, 엔진(2)에 의해 구동되는 발전기로서, 또한, 엔진(2)의 시동을 행할 수 있는 전동기로서 하이브리드 차량(100)에 조립된다. 모터 제너레이터(MG2)는, 차륜(6)을 구동하는 동력원으로서 하이브리드 차량(100)에 조립된다.
또, 이 하이브리드 차량(100)은, 나중에 설명하는 바와 같이, 차량 외부의 전원(60)(예를 들면 상용 교류전원)으로부터 전력이 공급되는 콘센트에 충전 플러그(50)을 접속함으로써, 전원(60)으로부터 축전장치(B)를 충전할 수 있다.
축전장치(B)의 양극 단자는, 양극선(PL)에 접속되고, 축전장치(B)의 음극 단자는, 음극선(NL)에 접속된다. 콘덴서(C)는, 양극선(PL)과 음극선(NL)의 사이에 접속된다. 인버터(10)는, U상 아암(12), V상 아암(14) 및 W상 아암(16)을 포함한다. U상 아암(12), V상 아암(14) 및 W상 아암(16)은, 양극선(PL)과 음극선(NL)의 사이에 병렬로 접속된다. U상 아암(12)은, 직렬로 접속된 스위칭 소자(Q11, Q12)로 이루어지고, V상 아암(14)은, 직렬로 접속된 스위칭 소자(Q13, Q14)로 이루어지며, W상 아암(16)은, 직렬로 접속된 스위칭 소자(Q15, Q16)로 이루어진다. 스위칭 소자(Q11∼Q16)에는, 각각 다이오드(D11∼D16)가 역병렬로 접속된다. 인버터(20)는, U상 아암(22), V상 아암(24) 및 W상 아암(26)을 포함한다. 인버터(20)의 구성은, 인버터(10)와 동일하다.
또한, 상기한 스위칭 소자로서, 예를 들면, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)나 파워 M0SFET(Metal 0xide Semiconductor Field-Effect Transistor) 등을 사용할 수 있다.
모터 제너레이터(MG1)는, Y 결선된 3상 코일을 포함하고, 각 코일의 한쪽 끝이 서로 접속되어 중성점(N1)을 형성한다. 모터 제너레이터(MG2)도, Y 결선된 3상 코일을 포함하고, 각 코일의 한쪽 끝이 서로 접속되어 중성점(N2)을 형성한다. 중성점(N1, N2)에는, 각각 전력선(ACL1, ACL2)이 접속된다. 그리고, 전력선(ACL1, ACL2)의 다른쪽 끝은, AC 포트(40)를 거쳐 충전 플러그(50)에 접속된다.
축전장치(B)는, 충전 가능한 직류전원이며, 예를 들면, 니켈 수소나 리튬 이온 등의 2차 전지로 이루어진다. 축전장치(B)는, 인버터(10, 20)에 전력을 공급하 고, 또, 인버터(10 및/또는 20)로부터 출력되는 회생 전력을 받아 충전된다. 또한, 축전장치(B)로서, 대용량의 커패시터를 사용하여도 된다.
전압 센서(72)는, 축전장치(B)의 전압(VB)을 검출하고, 그 검출값을 제어장치(30)에 출력한다. 전류센서(74)는, 축전장치(B)에 대하여 입출력되는 전류(IB)를 검출하고, 그 검출값을 제어장치(30)에 출력한다. 콘덴서(C)는, 양극선(PL)과 음극선(NL) 사이의 전압을 평활화한다.
인버터(10, 20)의 각각은, 3상 브리지회로로 이루어진다. 인버터(10)는, 제어장치(30)로부터의 신호(PWM1)에 의거하여, 축전장치(B)로부터의 직류전압을 3상교류전압으로 변환하여 모터 제너레이터(MG1)에 출력한다. 또, 인버터(10)는, 엔진(2)의 동력을 사용하여 모터 제너레이터(MG1)가 발전한 3상 교류전압을 직류전압으로 변환하여 양극선(PL) 및 음극선(NL)에 출력한다.
인버터(20)는, 제어장치(30)로부터의 신호(PWM2)에 의거하여, 축전장치(B) 로부터의 직류전압을 3상 교류전압으로 변환하고, 그 변환한 3상 교류전압을 모터 제너레이터(MG2)에 출력한다. 또, 인버터(20)는, 차량의 회생 제동시, 차륜(6)의 회전력을 사용하여 모터 제너레이터(MG2)가 발전한 3상 교류전압을 직류전압으로 변환하여 양극선(PL) 및 음극선(NL)에 출력한다.
여기서, 충전 플러그(50)가 전원(60)에 접속되고, 전원(60)으로부터 축전장치(B)의 충전이 행하여질 때, 인버터(10, 20)는, 충전 플러그(50), AC 포트(40) 및 전력선(ACL1, ACL2)을 거쳐 전원(60)으로부터 중성점(N1, N2)에 주어지는 교류전력을 직류전력으로 변환하여 양극선(PL) 및 음극선(NL)에 출력하고, 축전장치(B)를 충전한다.
모터 제너레이터(MG1, MG2)의 각각은, 3상 교류 회전 전기이고, 예를 들면, 로우터에 영구자석을 가지는 3상 영구자석 동기 모터로 이루어진다. 모터 제너레이터(MG1)는, 인버터(10)에 의해 회생 구동되고, 엔진(2)의 동력을 사용하여 발전한 3상 교류전력을 인버터(10)에 출력한다. 또, 모터 제너레이터(MG1)는, 엔진(2)의 시동 시, 인버터(10)에 의해 역행(力行) 구동되고, 엔진(2)을 크랭킹한다. 모터 제너레이터(MG2)는, 인버터(20)에 의해 역행 구동되고, 차륜(6)을 구동하기 위한 구동력을 발생한다. 또, 모터 제너레이터(MG2)는, 차량의 회생 제동 시, 인버터(20)에 의해 회생 구동되고, 차륜(6)의 회전력을 사용하여 발전한 3상 교류전력을 인버터(20)에 출력한다.
제어장치(30)는, 인버터(10)를 구동하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation)신호를 생성하고, 그 생성한 PWM 신호를 신호(PWM1)로서 인버터(10)에 출력한다. 또, 제어장치(30)는, 인버터(20)를 구동하기 위한 PWM 신호를 생성하고, 그 생성한 PWM 신호를 신호(PWM2)로서 인버터(20)에 출력한다.
여기서, 충전 플러그(50)가 전원(60)에 접속되고, 전원(60)으로부터 축전장치(B)의 충전이 행하여질 때, 뒤에서 설명하는 방법에 의하여 차량 시스템을 기동하고, 전원(60)으로부터 중성점(N1, N2)에 주어지는 교류전력을 직류전력으로 변환하여 축전장치(B)에 출력하도록 인버터(10, 20)를 제어한다.
AC 포트(40)는, 전력선(ACL1, ACL2)과 충전 플러그(50)의 접속/분리를 행하는 릴레이와, 충전 플러그(50)로부터 입력되는 전압 및 전류를 검출하는 센서를 포 함한다(모두 도시 생략). AC 포트(40)는, 전원(60)으로부터 축전장치(B)의 충전이 행하여질 때, 충전 플러그(50)를 전력선(ACL1, ACL2)과 전기적으로 접속한다.
충전 플러그(50)는, 이 하이브리드 차량(100)을 전원(60)과 전기적으로 접속하기 위한 접속 단자이다. 충전 플러그(50)는, 전원(60)과의 접속/비접속을 검지하고, 전원(60)과의 접속/비접속을 나타내는 신호(CNCT)를 제어장치(30)에 출력한다.
도 2는, 도 1에 나타낸 제어장치(30)의 기능 블럭도이다. 도 2를 참조하여, 제어장치(30)는, 전원 ECU(Electronic Control Unit)(110)와, 이모빌라이저 ECU(120)와, 키 슬롯(130)과, 시프트 ECU(140)와, HV-ECU(150)를 포함한다. 또, 제어장치(30)는, ACC 릴레이(168)와, IG1 릴레이(170)와, IG2 릴레이(172)를 더 포함한다.
릴레이(162)는, 충전 플러그(50)(도 1)에 설치되고, 충전 플러그(50)가 전원(60)(도 1)에 접속되면 온된다. 릴레이(162)에는 전원 ECU(110)로부터 전압이 인가되어 있고, 충전 플러그(50)가 전원(60)에 접속되면, 신호(CNCT)는 L(논리 로우) 레벨이 되고, 충전 플러그(50)가 전원(60)으로부터 분리되면, 신호(CNCT)는 H (논리 하이) 레벨이 된다.
릴레이(164)는, 이용자에 의해 파워 스위치가 눌러지면 온된다. 릴레이(164)에도 전원 ECU(110)로부터 전압이 인가되어 있고, 이용자에 의해 파워 스위치가 눌러지면, 신호(PWR)는 L 레벨이 된다. 릴레이(166)는, 주차 브레이크가 조작되면 온된다. 릴레이(166)에는 전원 노드(174)로부터 전압이 인가되어 있고, 주 차 브레이크가 조작되면, 신호(PB)는 H 레벨이 된다. 또한, 릴레이(162, 164, 166)는, 제어장치(30) 내에 설치하여도 된다.
키 슬롯(130)은, 키의 삽입상태를 검출하고, 키의 삽입을 검출하면, 키가 가지는 ID 코드를 이모빌라이저 ECU(120)에 출력한다. 이모빌라이저 ECU(120)는, 키 슬롯(130)으로부터 키의 ID 코드를 수신한다. 그리고, 이모빌라이저 ECU(120)는, 그 수신한 ID 코드를 미리 등록되어 있는 등록 ID와 대조하여, 키가 정규의 것인지의 여부를 판정한다. 그리고, 이모빌라이저 ECU(120)는, ID 코드의 대조결과를 나타내는 신호(LIN)를 전원 ECU(110)에 출력한다.
시프트 ECU(140)는, 시프트 레버의 시프트 위치를 검출하고, 그 검출결과를 나타내는 신호(PS)를 전원 ECU(110)에 출력한다. ACC 릴레이(168), IG1 릴레이(170) 및 IG2 릴레이(172)는, 전원 ECU(110)로부터의 지령에 따라 온/오프된다. ACC 릴레이(168), IG1 릴레이(170) 및 IG2 릴레이(172)에는, 각각 오디오류, 각종 인디케이터 램프 및 각 ECU 등이 접속되어 있고, ACC 릴레이(168), IG1 릴레이(170) 및 IG2 릴레이(172)가 온되면, 상기 각 장치에 전원이 공급되어 차량 시스템이 기동된다.
전원 ECU(110)는, 신호(CNCT)에 의거하여, 충전 플러그(50)가 전원(60)에 접속되어 있는지의 여부를 판정한다. 또, 전원 ECU(11O)는, 시프트 ECU(140)로부터 받는 신호(PS)에 의거하여, 시프트 레버의 시프트 위치를 판정한다. 또한, 전원 ECU(110)는, 신호(PB)에 의거하여, 주차 브레이크가 걸려 있는지의 여부를 판정한다.
또한, 전원 ECU(110)는, 신호(CNCT)가 L 레벨(접속상태)이고, 신호(PS)가 주차 위치를 나타내며, 또한 신호(PB)가 H 레벨(주차 브레이크 온)일 때, 이모빌라이저 ECU(120)로부터 받는 신호(LIN)를 무효화한다. 즉, 전원 ECU(110)는, 이모빌라이저 ECU(120)에 의한 키 대조를 무효화한다.
그렇게 하면, 전원 ECU(110)는, ACC 릴레이(168), IG1 릴레이(170) 및 IG2 릴레이(172)를 온시켜, 차량 시스템을 기동시킨다. 그리고, 전원 ECU(110)은, HV-ECU(150)로 출력되는 충전 실행 신호(ST)를 활성화하고, 전원(60)으로부터 축전장치(B)의 충전의 실행을 HV-ECU(150)에 지시한다.
또한, 전원 ECU(110)는, 충전 실행 신호(ST)가 활성화되어 있을 때에 신호(CNCT)가 H 레벨이 되면, 즉 전원(60)으로부터 축전장치(B)의 충전 중에 충전 플러그(50)가 전원(60)으로부터 떼어내지면, 충전 종료 처리를 실행한다. 구체적으로는, 전원 ECU(110)는, ACC 릴레이(168), IG1 릴레이(170) 및 IG2 릴레이(172)를 오프시키고, 이모빌라이저 ECU(120)로부터 받는 신호(LIN)의 무효화를 해제한다. 또한, 전원 ECU(110)는, 축전장치(B)의 충전 완료를 나타내는 HV-ECU(150)로부터의 신호 END가 활성화되었을 때에도, 상기한 충전 종료 처리를 실행한다.
HV-ECU(150)는, 인버터(10, 20)를 각각 구동하기 위한 신호(PWM1, PWM2)를 생성하고, 그 생성한 신호(PWM1, PWM2)를 인버터(10, 20)의 각 스위칭 소자에 출력한다.
여기서, HV-ECU(150)는, 전원 ECU(110)로부터 받는 충전 실행 신호(ST)가 활성화되어 있을 때, 전원(60)으로부터 중성점(N1, N2)에 주어지는 교류전력을 직류 전력으로 변환하여 축전장치(B)에 출력하도록 인버터(10, 20)를 제어한다. 구체적으로는, HV-ECU(150)은, 뒤에서 설명하는 바와 같이, 모터 제너레이터(MG1, MG2) 및 인버터(10, 20)를 단상 PWM 컨버터로서 동작시키기 위한 영상(零相) 전압 지령(AC1, AC2)을 생성하고, 그 생성한 영상 전압 지령(AC1, AC2)에 의거하여 신호(PWM1, PWM2)를 각각 생성하여 인버터(10, 20)에 각각 출력한다.
또, HV-ECU(150)는, 전압센서(72)(도 1)에 의해 검출되는 전압(VB) 및 전류센서(74)(도 1)에 의해 검출되는 전류(IB)에 의거하여, 축전장치(B)의 충전상태(State of Charge : SOC)를 추정한다. 그리고, HV-ECU(150)는, 축전장치(B)의 충전이 완료되었는지의 여부를 축전장치(B)의 SOC에 의거하여 판정하여, 충전이 완료되었다고 판정되면, 전원 ECU(llO)로 출력되는 신호(END)를 활성화한다.
도 3은, 도 1에 나타낸 제어장치(30)에 의한 충전 허가의 판단에 관한 제어구조를 설명하기 위한 플로우차트이다. 또한, 이 플로우차트의 처리는, 일정 시간 마다 또는 소정의 조건이 성립할 때 마다 실행된다.
도 3을 참조하여, 충전 플러그(50)가 전원(60)에 접속되고, 신호(CNCT)가 L 레벨이 되면(단계 Sl0), 제어장치(30)는, 시프트 레버의 시프트 위치가 주차(P) 위치인지의 여부를 판정한다(단계 S20). 제어장치(30)는, 시프트 위치가 주차 위치가 아니라고 판정되면(단계 S20에서 NO), 이후의 처리를 실행하지 않고 단계 S100으로 처리를 이행한다.
단계 S20에서 시프트 위치가 주차 위치라고 판정되면(단계 S20에서 YES), 제어장치(30)는, 신호(PB)에 의거하여, 주차 브레이크가 걸려 있는지의 여부를 판정 한다(단계 S30). 제어장치(30)는, 주차 브레이크가 걸려 있지 않다고 판정되면(단계 S30에서 NO), 이후의 처리를 실행하지 않고 단계 S100으로 처리를 이행한다.
단계 S30에서 주차 브레이크가 걸려 있다고 판정되면(단계 S30에서 YES), 제어장치(30)는, 이모빌라이저 ECU(120)에 의해 실시되는 키 대조를 무효화한다(단계 S40). 이에 의하여, 키 대조의 결과에 관계없이 시스템 기동 조건이 성립하고, 제어장치(30)는, ACC 릴레이(168), IG1 릴레이(170) 및 IG2 릴레이(172)를 온시킨다(단계 S50). 이에 의하여, 차량 시스템이 기동한다.
그리고, 제어장치(30)는, 모터 제너레이터(MC1, MG2) 및 인버터(10, 20)를 단상 PWM 컨버터로서 동작시키기 위한 영상 전압 지령(AC1, AC2)을 생성하고, 그 생성한 영상 전압 지령(AC1, AC2)에 의거하여 신호(PWM1, PWM2)를 생성하여 인버터(10, 20)에 각각 출력한다. 이에 의하여, 전원(60)으로부터 축전장치(B)의 충전을 행하는 충전제어가 실행된다(단계 S60).
이어서, 제어장치(30)는, 신호(CNCT)에 의거하여, 충전 플러그(50)가 전원(60)으로부터 떼어내졌는지의 여부를 판정한다(단계 S 70). 제어장치(30)는, 충전 플러그(50)가 전원(60)으로부터 떼어내졌다고 판정되면(단계 S70에서 YES), 충전 종료 처리를 실행한다(단계 S90). 구체적으로는, 제어장치(30)는, ACC 릴레이(168), IG1 릴레이(170) 및 IG2 릴레이(172)를 오프시키고, 단계 S40에서 무효화한 키 대조를 유효화한다. 이에 의하여, 차량 시스템은 정지한다.
한편, 단계 S70에서 충전 플러그(50)가 전원(60)에 접속되어 있다고 판정되면(단계 S70에서 NO), 제어장치(30)는, 축전장치(B)의 SOC에 의거하여, 축전장 치(B)의 충전이 완료되었는지의 여부를 판정한다(단계 S80). 제어장치(30)는, 축전장치(B)의 충전이 완료되었다고 판정되면(단계 S80에서 YES), 단계 S90으로 처리를 이행하고, 상기한 충전 종료 처리를 실행한다. 한편, 축전장치(B)의 충전은 아직 완료되어 있지 않다고 판정되면(단계 S80에서 NO), 제어장치(30)는, 단계 S100으로 처리를 이행한다.
다음에, 전원(60)으로부터 축전장치(B)의 충전이 행하여질 때의 인버터(10, 20)의 동작에 대하여 설명한다.
도 4는, 도 1에 나타낸 인버터(10, 20) 및 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 영상 등가 회로를 나타낸 도면이다, 3상 브리지 회로로 이루어지는 각 인버터(10, 20)에서는, 6개의 스위칭 소자의 온/오프의 조합은 8 패턴 존재한다. 그 8개의 스위칭 패턴 중 2개는 상간 전압이 영이 되고, 그와 같은 전압상태는 영 전압 벡터라 불리운다. 영 전압 벡터에 대해서는, 상부 아암의 3개의 스위칭 소자는 서로 동일한 스위칭상태(모두 온 또는 오프)라고 간주할 수 있고, 또, 하부 아암의 3개의 스위칭 소자도 서로 동일한 스위칭상태라고 간주할 수 있다. 따라서, 이 도 4에서는, 인버터(10)의 상부 아암의 3개의 스위칭 소자는 상부 아암(10A)으로서 한데 모아 표시되고, 인버터(10)의 하부 아암의 3개의 스위칭 소자는 하부 아암(10B)으로서 한데 모아 나타내고 있다. 마찬가지로, 인버터(20)의 상부 아암의 3개의 스위칭 소자는 상부 아암(20A)으로서 한데 모아 나타내고, 인버터(20)의 하부 아암의 3개의 스위칭 소자는 하부 아암(20B)으로서 한데 모아 나타내고 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 이 영상 등가 회로는, 전력선(ACL1, ACL2)을 거 쳐 중성점(N1, N2)에 주어지는 단상 교류전력을 입력으로 하는 단상 PWM 컨버터라고 볼 수 있다. 그래서, 인버터(10, 20)의 각각에서 영 전압 벡터를 변화시켜, 인버터(10, 20)를 단상 PWM 컨버터의 아암으로서 동작하도록 스위칭 제어함으로써, 전력선(ACL1, ACL2)으로부터 입력되는 교류전력을 직류전력으로 변환하여 양극선(PL) 및 음극선(NL)에 출력할 수 있다.
이상과 같이, 이 실시형태에서는, 차량 외부의 전원(60)으로부터 축전장치(B)를 충전할 수 있다. 여기서, 이 하이브리드 차량(100)에는, 안전대책으로서 시스템 기동 시에 키 대조가 실시되는 바(이모빌라이저 기능), 차량 시스템의 정지 시에 충전 플러그(50)와 전원(60)의 접속이 검지되면, 키 대조가 무효화되기 때문에, 키 대조를 수반하는 통상의 시스템 기동 조작이 회피된다.
따라서, 이 실시형태에 의하면, 차량 주행 시의 통상의 시스템 기동에 대해서는, 안전대책으로서의 키 대조가 실시되고, 충전 시의 시스템 기동에 대해서는, 시스템 기동조작을 간략화할 수 있다.
또, 이 실시형태에서는, 충전 중에 충전 플러그(50)가 전원(60)으로부터 벗겨지면, 충전 중에 무효화되어 있던 키 대조를 유효화한다. 또, 축전장치(B)의 충전이 완료되었을 때에도, 충전 중에 무효화되어 있던 키 대조를 유효화한다. 따라서, 이 실시형태에 의하면, 주행을 목적으로 한 통상의 시스템 기동 시에 실시되는 키 대조 기능을 저해하지는 않는다.
또, 이 실시형태에서는, 전원(60)으로부터 축전장치(B)의 충전 시, 시프트 레버의 시프트 위치가 주차(P) 위치인 경우에만 키 대조가 무효화되고, 충전 제어 가 실행된다. 따라서, 이 실시형태에 의하면, 충전 중인 차량의 이동을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 차량 외부의 전원(60)으로부터 축전장치(B)의 충전이 행하여질 때, 모터 제너레이터(MG1, MG2)의 중성점(N1, N2)으로부터 충전 전력을 입력하는 것으로 하였으나, 충전용 전용 인버터를 따로 설치하여도 된다.
도 5는, 충전용 인버터를 따로 구비한 차량의 일례로서 나타내는 하이브리드 차량의 전체 블럭도이다. 도 5를 참조하여, 이 하이브리드 차량(100A)은, 도 1에 나타낸 하이브리드 차량(100)의 구성에 있어서, 중성점(N1, N2)에 접속되는 전력선 (ACL1, ACL2)을 구비하고 있지 않고, 충전용 인버터(80)를 더 구비한다.
충전용 인버터(80)는, AC 포트(40)와 양극선(PL) 및 음극선(NL)의 사이에 접속된다. 그리고, 충전용 인버터(80)는, 충전 플러그(50)로부터 입력되는 전원(60)으로부터의 교류전력을 직류전력으로 변환하여 양극선(PL) 및 음극선(NL)에 출력한다. 이에 의하여, 양극선(PL) 및 음극선(NL)에 접속되는 축전장치(B)를 전원(60)으로부터 충전할 수 있다. 또한, 하이브리드 차량(100A)의 그 밖의 구성은, 하이브리드 차량(100)과 동일하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 차량의 안전대책으로서 키 대조가 실시되는 경우에 대하여 설명하였으나, 그 밖의 안전대책을 가지는 경우에도 본원 발명은 적용 가능하다. 예를 들면, 안전대책으로서 지문 인증이나 정맥 인증 등의 인증 시스템을 가지는 차량에서도, 차량 외부의 전원으로부터 축전장치의 충전 시에 인증 시스템을 무효화함으로써, 충전 시의 시스템 기동조작을 간략화할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 제어장치(30)는, 복수의 ECU에 의해 구성되는 것으로 하였으나, 제어장치(30)는, 단일의 ECU로 구성되어도 된다. 또, 예를 들면 전원 ECU(110)와 HV-ECU(150)를 단일 ECU로 구성하는 등, 몇개의 ECU를 통합하여도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 동력 분할기구(4)에 의해 엔진(2)의 동력을 차축과 모터 제너레이터(MG1)로 분할하여 전달 가능한 직렬/병렬형의 하이브리드 차량에 대하여 설명하였으나, 본 발명은, 모터 제너레이터(MG1)를 구동하기 위해서만 엔진(2)을 사용하고, 모터 제너레이터(MG2)에서만 차량의 구동력을 발생하는, 이른바 직렬형의 하이브리드 차량이나, 엔진을 주동력으로 하여 필요에 따라 모터가 어시스트하는 모터 어시스트형의 하이브리드 차량에도 적용 가능하다. 또한, 엔진(2)을 구비하고 않고 전력만으로 주행하는 전기자동차나, 축전장치에 더하여 연료전지를 더 구비하는 연료전지차에도 본 발명은 적용 가능하다.
또, 축전장치(B)와 인버터(10, 20)의 사이에서 전압 변환을 행하는 컨버터를 축전장치(B)와 인버터(10, 20)의 사이에 설치하여도 된다. 또한, 이와 같은 컨버터로서, 예를 들면 공지의 초퍼회로를 사용할 수 있다.
또한, 상기에서, 제어장치(30)에 의한 제어는, CPU(Central Processing Unit)에 의해 행하여지고, CPU는, 도 3에 나타낸 플로우차트의 각 단계를 구비하는 프로그램을 R0M(Read ON1y Memory)으로부터 판독하고, 그 판독한 프로그램을 실행하여 도 3에 나타낸 플로우차트에 따라 처리를 실행한다. 따라서, ROM은, 도 3에 나타낸 플로우차트의 각 단계를 구비하는 프로그램을 기록한 컴퓨터(CPU) 판독 가 능한 기록매체에 상당한다.
또한, 상기에서, 인버터(10, 20), 모터 제너레이터(MG1, MC2), 전력선(ACL1, ACL2) 및 HV-ECU(150)는, 본 발명에서의 「충전부」를 형성한다. 또, 릴레이(162)및 전원 ECU(110)는, 본 발명에서의 「접속 검지부」를 형성한다. 또한, 이모빌라이저 ECU(120)는, 본 발명에서의 「인증부」에 대응하고, 전원 ECU(110)는, 본 발명에서의 「제어부」에 대응한다. 또, 시프트 ECU(140)는, 본 발명에서의 「시프트 위치 검지부」에 대응한다.
금회 개시된 실시형태는, 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시형태의 설명이 아니고 청구범위에 의하여 나타내며, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (19)

  1. 충전 가능한 축전장치(B)와,
    상기 축전장치(B)를 충전하기 위한 전력을 차량 외부의 전원(60)으로부터 받는 충전 플러그(50)와,
    상기 충전 플러그(50)로부터 입력되는 전력을 받아 상기 축전장치(B)를 충전 가능하게 구성된 충전수단(10, 20, MG1, MG2, ACL1, ACL2, 150)과,
    이용자가 정규인지의 여부를 판정하여, 이용자가 정규라고 판정되면 차량 시스템의 기동을 허가하는 인증수단(120)과,
    상기 전원(60)으로부터 상기 축전장치(B)의 충전 시, 상기 인증수단(120)의 판정결과에 관계없이 상기 차량 시스템을 기동하는 제어수단(110)을 구비하는 차량.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 충전 플러그(50)와 상기 전원(60)과의 접속/비접속을 검지하는 접속 검지수단(162, 110)을 더 구비하고,
    상기 제어수단(110)은, 상기 차량 시스템의 정지 시에 상기 충전 플러그(50)와 상기 전원(60)과의 접속이 상기 접속 검지수단(162, 110)에 의하여 검지되어 있을 때, 상기 인증수단(120)의 판정결과에 관계없이 상기 차량 시스템을 기동하는 차량.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어수단(110)은, 상기 차량 시스템의 정지 시에 상기 충전 플러그(50)와 상기 전원(60)과의 접속이 상기 접속 검지수단(162, 110)에 의하여 검지되어 있을 때, 상기 인증수단(120)의 판정결과를 무효화하고, 상기 전원(60)으로부터 상기 축전장치(B)의 충전의 실행을 상기 충전수단(10, 20)에 지시하는 차량.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 인증수단(120)은, 이용자가 가지는 키가 정규의 것인지의 여부를 판정하여, 상기 키가 정규의 것으로 판정되면 차량 시스템의 기동을 허가하는 차량.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제어수단(110)은, 상기 충전 플러그(50)와 상기 전원(60)의 비접속이 상기 접속 검지수단(162, 110)에 의해 검지되면, 상기 인증수단(120)의 판정결과를 유효화하는 차량.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제어수단(110)은, 상기 전원(60)으로부터 상기 축전장치(B)의 충전이 완료되었다고 판정되면, 상기 인증수단(120)의 판정결과를 유효화하는 차량.
  7. 제 3항에 있어서,
    시프트 레버의 시프트 위치를 검지하는 시프트 위치 검지수단(l40)을 더 구비하고,
    상기 제어수단(110)은, 상기 전원(60)으로부터 상기 축전장치(B)의 충전이 허가되는 소정의 시프트 위치에 상기 시프트 레버가 설정되어 있다고 상기 시프트 위치 검지수단(140)에 의해 검지되어 있을 때에 한하여, 상기 인증수단(120)의 판정결과를 무효화하고, 상기 전원(60)으로부터 상기 축전장치(B)의 충전의 실행을 상기 충전수단(10, 20)에 지시하는 차량.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 소정의 시프트 위치는, 주차 위치인 차량.
  9. 차량에 탑재된 축전장치(B)를 차량 외부의 전원(60)으로부터 충전 가능한 차량의 제어방법에 있어서,
    상기 차량은, 이용자가 정규인지의 여부를 판정하고, 또한, 이용자가 정규라고 판정되면 차량 시스템의 기동을 허가하는 인증수단(120)을 구비하고,
    상기 제어방법은,
    상기 전원(60)으로부터 상기 축전장치(B)의 충전 시, 상기 인증수단(120)의 판정결과에 관계없이 상기 차량 시스템을 기동하는 단계와,
    상기 차량 시스템이 기동되면, 상기 전원(60)으로부터 상기 축전장치(B)의 충전을 실행하는 단계를 포함하는 차량의 제어방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 축전장치(B)를 충전하기 위한 전력을 상기 전원(60)으로부터 받는 충전 플러그(50)와 상기 전원(60)과의 접속을 검지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 차량 시스템의 정지 시에 상기 충전 플러그(50)와 상기 전원(60)과의 접속이 검지되어 있을 때, 상기 차량 시스템을 기동하는 단계에 있어서, 상기 인증수단(120)의 판정결과에 관계없이 상기 차량 시스템이 기동되는 제어방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 차량 시스템의 정지 시에 상기 충전 플러그(50)와 상기 전원(60)과의 접속이 검지되어 있을 때, 상기 인증수단(120)의 판정결과를 무효화하는 단계를 더 포함하고,
    상기 인증수단(120)의 판정결과가 무효화되면, 상기 차량 시스템이 기동되고, 상기 전원(60)으로부터 상기 축전장치(B)의 충전이 실행되는 제어방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 인증수단(120)은, 이용자가 가지는 키가 정규의 것인지의 여부를 판정하여, 상기 키가 정규의 것으로 판정되면 차량 시스템의 기동을 허가하는 제어방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 충전 플러그(50)와 상기 전원(60)의 비접속이 검지되면, 상기 인증수단(120)의 판정결과를 유효화하는 단계를 더 포함하는 제어방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 전원(60)으로부터 상기 축전장치(B)의 충전이 완료되었다고 판정되면, 상기 인증수단(120)의 판정결과를 유효화하는 단계를 더 포함하는 제어방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 전원(60)으로부터 상기 축전장치(B)의 충전이 허가되는 소정의 시프트 위치에 시프트 레버가 설정되어 있는지의 여부를 판정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 시프트 레버가 상기 소정의 시프트 위치에 설정되어 있다고 검지되어 있을 때에 한하여, 상기 인증수단(120)의 판정결과가 무효화되는 제어방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 소정의 시프트 위치는, 주차 위치인 제어방법.
  17. 제 9항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 기재된 제어방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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