(57)【要約】【課題】  本発明は、コイル印加電圧がコンタクタコイルの連続印加可能電圧より高い場合でも、印加可能な制限時間が経過するまではコンタクタの導通状態を保つとともに、印加可能な制限時間が経過した場合にはコンタクタを強制的に遮断状態とするよう制御する。【解決手段】  本発明の電動車輌のコンタクタ制御装置は、二次電池を直列接続した組電池と、組電池の両端に一端をそれぞれ接続された第１及び第２のコンタクタと、第１及び第２のコンタクタの他端間に接続されたコンデンサと、を有する電動車輌において、第１のタイマ部を有し、補助電源から電圧を入力して第１及び第２のコンタクタを制御するコンタクタ制御装置であって、第１のタイマ部は、補助電源からの電圧が第１の基準電圧より高い場合にカウント動作を行い、第１のタイマ部のカウンタが第１の所定カウント値となった時に、第１及び第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態にする。【選択図】    図１
2006121865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又は複数の二次電池を直列に接続した組電池と、
一端が前記組電池の一端に接続された第１のコンタクタと、
一端が前記組電池の他端に接続された第２のコンタクタと、
前記第１のコンタクタの他端と前記第２のコンタクタの他端との間に接続されたコンデンサと、
を有し、前記コンデンサの両端から車輌負荷に電源を供給する電動車輌において、
第１のタイマ部を有し、補助電源から電圧を入力して前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの導通状態及び遮断状態を制御するコンタクタ制御装置であって、
前記第１のタイマ部は、前記補助電源からの電圧が第１の基準電圧より高い場合にカウント動作を行い、
前記第１のタイマ部のカウンタが第１の所定カウント値となった時に、前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態にする
よう構成されていることを特徴とする電動車輌のコンタクタ制御装置。
【請求項２】
さらに、第２のタイマ部を有し、
前記第２のタイマ部は、前記補助電源からの電圧が前記第１の基準電圧以下である第１のカウンタクリア電圧以下の場合にカウント動作を行い、前記補助電源からの電圧が前記第１のカウンタクリア電圧より高い場合にカウンタがクリアされ、
前記第２のタイマ部のカウンタが第２の所定カウント値となった時に、前記第１のタイマ部のカウンタをクリアする
よう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動車輌のコンタクタ制御装置。
【請求項３】
さらに、第３のタイマ部及び第４のタイマ部を有し、
前記第３のタイマ部は、前記補助電源からの電圧が前記第１の基準電圧とは異なる第２の基準電圧より高い場合にカウント動作を行い、
前記第４のタイマ部は、前記補助電源からの電圧が前記第２の基準電圧以下である第２のカウンタクリア電圧以下の場合にカウント動作を行い、前記補助電源からの電圧が前記第２のカウンタクリア電圧より高い場合にカウンタがクリアされ、
前記第４のタイマ部のカウンタが第４の所定カウント値となった時に、前記第３のタイマ部のカウンタをクリアし、
前記第３のタイマ部のカウンタが第３の所定カウント値となった時に、前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態にする
よう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電動車輌のコンタクタ制御装置。
【請求項４】
１又は複数の二次電池を直列に接続した組電池と、
一端が前記組電池の一端に接続された第１のコンタクタと、
一端が前記組電池の他端に接続された第２のコンタクタと、
前記第１のコンタクタの他端と前記第２のコンタクタの他端との間に接続されたコンデンサと、
を有し、前記コンデンサの両端から車輌負荷に電源を供給する電動車輌において、
第１のタイマ部を有し、補助電源から電圧を入力して前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの導通状態及び遮断状態を制御するコンタクタ制御装置がコンタクタを制御する方法であって、
前記補助電源からの電圧が第１の基準電圧より高い場合に前記第１のタイマ部をカウント動作させるステップ、及び
前記第１のタイマ部のカウンタが第１の所定カウント値となった時に、前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態にするステップ、を有する
ことを特徴とする電動車輌のコンタクタ制御方法。
【請求項５】
さらに、前記コンタクタ制御装置が第２のタイマ部を有し、
前記補助電源からの電圧が前記第１の基準電圧以下である第１のカウンタクリア電圧以下の場合に前記第２のタイマ部をカウント動作させるステップ、
前記補助電源からの電圧が前記第１のカウンタクリア電圧より高い場合に前記第２のタイマ部のカウンタがクリアされるステップ、及び
前記第２のタイマ部のカウンタが第２の所定カウント値となった時に、前記第１のタイマ部のカウンタをクリアするステップ、
を有することを特徴とする請求項４に記載の電動車輌のコンタクタ制御方法。
【請求項６】
さらに、前記コンタクタ制御装置が第３のタイマ部及び第４のタイマ部を有し、
前記補助電源からの電圧が前記第１の基準電圧とは異なる第２の基準電圧より高い場合に前記第３のタイマ部をカウント動作させるステップ、
前記補助電源からの電圧が前記第２の基準電圧以下である第２のカウンタクリア電圧以下の場合に前記第４のタイマ部をカウント動作させるステップ、
前記補助電源からの電圧が前記第２のカウンタクリア電圧より高い場合に前記第４のタイマ部のカウンタをクリアするステップ、
前記第４のタイマ部のカウンタが第４の所定カウント値となった時に、前記第３のタイマ部のカウンタをクリアするステップ、及び
前記第３のタイマ部のカウンタが第３の所定カウント値となった時に、前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態にするステップ、
を有することを特徴とする請求項５に記載の電動車輌のコンタクタ制御方法。
【請求項７】
コンピュータに請求項４乃至請求項６のいずれかの請求項に記載の電動車輌のコンタクタ制御方法を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のプログラムを格納することを特徴とするコンピュータ可読記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車輌のコンタクタ制御装置、コンタクタ制御方法、そのプログラム及びコンピュータ可読記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車（「ＰＥＶ」：Pure Electric Vehicle）や、ハイブリッド車輌（「ＨＥＶ」：Hybrid Electric Vehicle）等の電動車輌において、エネルギー密度の高いニッケル−金属水素化物電池（以下、「ニッケル−水素電池」と称する。）等の二次電池を用いた電源装置が、モータの動力源及び各種負荷の駆動源として用いられている。電動車輌に用いる電源装置は、１００Ｖ〜３５０Ｖ程度の総電圧を必要とする。電源装置を構成する最小単位である単電池（セル）の出力電圧は１．２Ｖ程度であるため、通常、複数個（例えば１００個）の単電池を直列接続することによって所望の総電圧を得る。
【０００３】
電源装置とモータとの間には、電源の接続及び遮断を行うためのコンタクタ（リレー）が設けられている。例えば、ＰＥＶにおいて運転者がイグニションキーを操作することによってイグニションがオンとなり電源が投入された場合、コンタクタは導通状態となり、電源装置とモータとを接続し、モータを回転駆動する。また、イグニションがオフとなった場合、コンタクタは電源装置とモータとを遮断し、モータは停止する。
【０００４】
コンタクタは、可動接点と固定接点とを有し、さらに可動接点を動作させるためのコンタクタコイルを有する。一般的には、ＰＥＶやＨＥＶにおけるコンタクタは、コンタクタコイルに補機バッテリと呼ばれる比較的出力電圧の低い補助電源の電圧を印加することによって、コンタクタの導通状態と遮断状態を切り替える。
【０００５】
しかしながら、補機バッテリは着脱可能な様態で電動車輌に設置されており、保守目的等で取り外されたり、交換されることがある。適合しない補機バッテリを装着した場合等において定格を上回る補助電源電圧が長時間コンタクタコイルに印加されると、コンタクタコイルが異常に発熱して破損する可能性がある。このようなコンタクタの異常や破損は、電動車輌全体の動作不良の要因となる。
【０００６】
特許文献１に、従来例のコンタクタ制御装置が開示されている。図１１及び図１２を参照して、従来例のコンタクタ制御装置について説明する。図１１は、従来例の電動車輌の構成を示す図である。図１１において、電動車輌は、複数の二次電池からなる組電池１と、組電池１の高圧側に一端が接続された第１のコンタクタ２と、組電池１の低圧側に一端が接続された第２のコンタクタ３と、組電池１の低圧側のラインに設けられた電流検出装置４と、組電池１、第１のコンタクタ２、第２のコンタクタ３及び電流検出装置４に接続された制御部１１５と、第１のコンタクタ２の他端及び第２のコンタクタ３の他端を接続する平滑用のコンデンサ６と、コンデンサ６の両端に接続されたインバータ７と、インバータに接続されたモータ８とを有する。
【０００７】
第１のコンタクタ２、第２のコンタクタ３は、夫々可動接点と固定接点とを有し、さらに可動接点を動作させるためのコンタクタコイルを有する。各コンタクタコイルは一端を接地し、他端を制御部１１５に接続し、制御部１１５を介して補助電源電圧入力端子（以下、「Ｖｓｕｂ端子」と記す。）から、図示しない補機バッテリからの補助電源電圧を印加されることによって可動接点を可動し、接点間の導通状態及び遮断状態を切り替える。
【０００８】
インバータ７は、例えば、複数個のトランジスタ及びダイオードから構成される。インバータ７は、直流電源を交流に変換して、モータ８の各相に組電池１から供給される電源電圧を順次印加することによって、モータ８を回転駆動する。
【０００９】
平滑用コンデンサ６は、インバータ７に印加される電圧の変動を抑え、安定した電圧を供給するために設けられる。
【００１０】
電流検出装置４は、組電池１の低圧側のラインに流れる電流を検出し、制御部１１５に出力する。
【００１１】
制御部１１５は、電流検出装置４が検出した電流値と組電池１の電圧値を入力する。また、図示しない電動車輌のアクセル、ブレーキ、シフトレバー等から車輌操作のための操作信号を入力し、各信号に応じて、第１のコンタクタ２、第２のコンタクタ３を制御する。第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３の制御は、Ｖｓｕｂ端子から入力した図示しない補機バッテリの補助電源電圧を第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３の各コンタクタコイルに印加してコンタクタの接点間の導通状態及び遮断状態を切り替えることによって行う。
【００１２】
制御部１１５は、第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３に印加する補助電源電圧が、コンタクタコイルの定格によって定められる連続印加可能電圧より高い場合に、コンタクタコイルへの電圧の印加を強制的に停止して、コンタクタを遮断状態とする。
【００１３】
図１２を参照して、制御部１１５の動作について説明する。図１２は、コイル印加電圧の変化（ａ）に対するコンタクタ動作の変化（ｂ）を示すタイミング図である。図１２に示す例において、コンタクタコイルへの連続印加可能電圧は１６Ｖとする。
【００１４】
図１２（ａ）に示すように、時刻Ｔ２〜Ｔ３、時刻Ｔ４〜Ｔ５、及び時刻Ｔ６以降の期間は、コイル印加電圧がコンタクタコイルへの連続印加可能電圧である１６Ｖを上回る。したがって、図１２（ｂ）に示すように、制御部１１５は、時刻Ｔ２〜Ｔ３、時刻Ｔ４〜Ｔ５、及び時刻Ｔ６以降の期間で、コンタクタを遮断状態（ＯＰＥＮ）に切り替える。
【００１５】
以上のようにして従来例のコンタクタ制御装置は、コンタクタコイルの異常な発熱を抑え、コンタクタの破損を防ぐ。
【００１６】
【特許文献１】特開平１０−２２４９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、従来例のコンタクタ制御装置は、緊急時の代替品として、あるいは、保守目的で、定格電圧がコンタクタコイルの連続印加可能電圧より少しでも高い補機バッテリを接続した場合、コンタクタが導通状態にならず、電動車輌が停止して動作できない、という問題がある。
【００１８】
また、定格に見合う補機バッテリを接続している場合でも、補機バッテリの出力電圧変動によって電圧値の上昇が頻発した場合には、車輌停止が頻発する、という問題がある。
【００１９】
本発明の電動車輌のコンタクタ制御装置、コンタクタ制御方法、そのプログラム及びコンピュータ可読記録媒体は、上記問題を解決するためになされたものであり、コイル印加電圧がコンタクタコイルの連続印加可能電圧より高い場合でも、印加可能な制限時間が経過するまではコンタクタの導通状態を保つとともに、印加可能な制限時間が経過した場合にはコンタクタを強制的に遮断状態とするよう制御する、柔軟かつ安全なコンタクタ制御装置、コンタクタ制御方法、そのプログラム及びコンピュータ可読記録媒体を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記問題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
請求項１に記載の発明は、１又は複数の二次電池を直列に接続した組電池と、一端が前記組電池の一端に接続された第１のコンタクタと、一端が前記組電池の他端に接続された第２のコンタクタと、前記第１のコンタクタの他端と前記第２のコンタクタの他端との間に接続されたコンデンサと、を有し、前記コンデンサの両端から車輌負荷に電源を供給する電動車輌において、第１のタイマ部を有し、補助電源から電圧を入力して前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの導通状態及び遮断状態を制御するコンタクタ制御装置であって、前記第１のタイマ部は、前記補助電源からの電圧が第１の基準電圧より高い場合にカウント動作を行い、前記第１のタイマ部のカウンタが第１の所定カウント値となった時に、前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態にするよう構成されていることを特徴とする電動車輌のコンタクタ制御装置である。
【００２１】
第１のタイマ部は、初期値から開始して、カウンタを一定時間毎に一定値ずつインクリメント又はデクリメントすることにより、コイル印加電圧が第１の基準電圧より高い時間をカウントする。コイル印加電圧が第１の基準電圧以下の場合はカウントしない。第１のタイマ部のカウンタが第１の所定カウント値となった場合、コンタクタコイルの温度が正常範囲以上に上昇したと判断する。この時、制御部は、第１のコンタクタ及び第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態にすることにより、組電池から車輌負荷への電圧供給経路を遮断し、車輌を停止させる。第１の所定カウント値は、コンタクタコイルの定格によって異なるが、コンタクタコイルが異常に発熱しない程度の時間となるよう設定することが好ましい。
【００２２】
この発明によれば、補機バッテリの電圧変動が頻発し、コイル印加電圧が第１の基準電圧よりも上昇した場合においても、第１のタイマ部のカウンタが第１の所定カウント値となるまではコンタクタを遮断状態とせず、車輌停止回数を抑制できる。また、第１のタイマ部のカウンタが第１の所定カウント値となった場合は、第１のコンタクタ及び第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態とするため、コンタクタコイルの異常な発熱を防ぐことができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電動車輌のコンタクタ制御装置において、さらに、第２のタイマ部を有し、前記第２のタイマ部は、前記補助電源からの電圧が前記第１の基準電圧以下である第１のカウンタクリア電圧以下の場合にカウント動作を行い、前記補助電源からの電圧が前記第１のカウンタクリア電圧より高い場合にカウンタがクリアされ、前記第２のタイマ部のカウンタが第２の所定カウント値となった時に、前記第１のタイマ部のカウンタをクリアするよう構成されていることを特徴とする。
【００２４】
第２のタイマ部は、初期値から開始して、カウンタを一定時間毎に一定値ずつインクリメント又はデクリメントすることにより、前記補助電源からの印加電圧が前記第１のカウンタクリア電圧以下の場合、つまり、コイル印加電圧が十分低い値である時間をカウントする。第１のカウンタクリア電圧は、第１の基準電圧以下の任意の値が設定されて良い。第２のタイマ部のカウンタが第２の所定カウント値となった場合、コンタクタコイル温度が十分に下がったと判断し、第１のタイマ部のカウンタをクリアする。第２の所定カウント値は、コンタクタコイル温度が安全な温度にまで下がるのに十分長い時間となるよう設定することが好ましい。
【００２５】
この発明によれば、第２のタイマ部のカウンタが第２の所定カウント値となった場合は、コンタクタコイル温度が安全な温度にまで十分下がったと判断し、第１のタイマ部のカウンタをクリアする。これにより、コンタクタコイル温度が安全な温度であるにも拘らず第１のタイマ部によってコンタクタの遮断が起こることを防止する。
【００２６】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の電動車輌のコンタクタ制御装置において、さらに、第３のタイマ部及び第４のタイマ部を有し、前記第３のタイマ部は、前記補助電源からの電圧が前記第１の基準電圧とは異なる第２の基準電圧より高い場合にカウント動作を行い、前記第４のタイマ部は、前記補助電源からの電圧が前記第２の基準電圧以下である第２のカウンタクリア電圧以下の場合にカウント動作を行い、前記補助電源からの電圧が前記第２のカウンタクリア電圧より高い場合にカウンタがクリアされ、前記第４のタイマ部のカウンタが第４の所定カウント値となった時に、前記第３のタイマ部のカウンタをクリアし、前記第３のタイマ部のカウンタが第３の所定カウント値となった時に、前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態にするよう構成されていることを特徴とする。
【００２７】
第３のタイマ部は、初期値から開始して、カウンタを一定時間毎に一定値ずつインクリメント又はデクリメントすることにより、コイル印加電圧が第１の基準電圧とは異なる第２の基準電圧より高い時間をカウントする。コイル印加電圧が第２の基準電圧以下の場合はカウントしない。第３のタイマ部のカウンタが第３の所定カウント値となった場合、コンタクタコイル温度が正常範囲以上に上昇したと判断する。この時、制御部は、第１のコンタクタ及び第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態にすることにより、組電池から車輌負荷への電圧供給経路を遮断し、車輌を停止させる。
【００２８】
第３の所定カウント値は、第２の基準電圧が第１の基準電圧よりも高い場合、コンタクタコイル温度が異常に発熱せず、かつ、第１のタイマ部が第１の所定カウント値によってカウントする時間より短い時間を設定することが好ましい。また、第２の基準電圧が第１の基準電圧よりも低い場合、コンタクタコイル温度が異常に発熱せず、かつ、第１のタイマ部が第１の所定カウント値によってカウントする時間より長い時間を設定することが好ましい。
【００２９】
第４のタイマ部は、初期値から開始して、カウンタを一定時間毎に一定値ずつインクリメント又はデクリメントすることにより、コイル印加電圧が第２のカウンタクリア電圧以下の場合、つまり、コイル印加電圧が十分低い値である時間をカウントする。第２のカウンタクリア電圧は、第２の基準電圧以下の任意の値が設定されて良い。第４のタイマ部のカウンタが第４の所定カウント値となった場合、コンタクタコイル温度が十分に下がったと判断し、第３のタイマ部のカウンタをクリアする。
【００３０】
第４の所定カウント値は、第２の基準電圧が第１の基準電圧よりも高い場合、コンタクタコイル温度が安全な温度にまで下がるのに十分長く、かつ、第２のタイマ部が第２の所定カウント値によってカウントする時間よりも長い時間を設定することが好ましい。また、第２の基準電圧が第１の基準電圧よりも低い場合、コンタクタコイル温度が安全な温度にまで下がるのに十分長く、かつ、第２のタイマ部が第２の所定カウント値によってカウントする時間よりも短い時間を設定することが好ましい。
【００３１】
この発明によれば、第３のタイマ部及び第４のタイマ部を設けることにより、補機バッテリの電圧変動が頻発し、コイル印加電圧が第２の基準電圧よりも上昇した場合においても、第３のタイマ部のカウンタが第３の所定カウント値となるまではコンタクタを遮断状態とせず、車輌停止回数を抑制できる。また、第３のタイマ部のカウンタが第３の所定カウント値となった場合は、第１のコンタクタ及び第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態とするため、コンタクタコイルの異常な発熱を防ぐことができる。また、第１の基準電圧と異なる第２の基準電圧を設けることにより、より精度良くコイル印加電圧の変化に対応した信頼性の高い電源制御を行うことができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明は、１又は複数の二次電池を直列に接続した組電池と、一端が前記組電池の一端に接続された第１のコンタクタと、一端が前記組電池の他端に接続された第２のコンタクタと、前記第１のコンタクタの他端と前記第２のコンタクタの他端との間に接続されたコンデンサと、を有し、前記コンデンサの両端から車輌負荷に電源を供給する電動車輌において、第１のタイマ部を有し、補助電源から電圧を入力して前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの導通状態及び遮断状態を制御するコンタクタ制御装置がコンタクタを制御する方法であって、前記補助電源からの電圧が第１の基準電圧より高い場合に前記第１のタイマ部をカウント動作させるステップ、及び前記第１のタイマ部のカウンタが第１の所定カウント値となった時に、前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態にするステップ、を有することを特徴とする電動車輌のコンタクタ制御方法である。
【００３３】
この発明によれば、補機バッテリの電圧変動が頻発し、コイル印加電圧が第１の基準電圧よりも上昇した場合においても、第１のタイマ部のカウンタが第１の所定カウント値となるまではコンタクタを遮断状態とせず、車輌停止回数を抑制できる。また、第１のタイマ部のカウンタが第１の所定カウント値となった場合は、第１のコンタクタ及び第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態とするため、コンタクタコイルの異常な発熱を防ぐことができる。
【００３４】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の電動車輌のコンタクタ制御方法において、さらに、前記コンタクタ制御装置が第２のタイマ部を有し、前記補助電源からの電圧が前記第１の基準電圧以下である第１のカウンタクリア電圧以下の場合に前記第２のタイマ部をカウント動作させるステップ、前記補助電源からの電圧が前記第１のカウンタクリア電圧より高い場合に前記第２のタイマ部のカウンタがクリアされるステップ、及び前記第２のタイマ部のカウンタが第２の所定カウント値となった時に、前記第１のタイマ部のカウンタをクリアするステップ、を有することを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、第２のタイマ部のカウンタが第２の所定カウント値となった場合は、コンタクタコイル温度が安全な温度にまで十分下がったと判断し、第１のタイマ部のカウンタをクリアする。これにより、コンタクタコイル温度が安全な温度であるにも拘らず第１のタイマ部によってコンタクタの遮断が起こることを防止する。
【００３６】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の電動車輌のコンタクタ制御方法において、さらに、前記コンタクタ制御装置が第３のタイマ部及び第４のタイマ部を有し、前記補助電源からの電圧が前記第１の基準電圧とは異なる第２の基準電圧より高い場合に前記第３のタイマ部をカウント動作させるステップ、前記補助電源からの電圧が前記第２の基準電圧以下である第２のカウンタクリア電圧以下の場合に前記第４のタイマ部をカウント動作させるステップ、前記補助電源からの電圧が前記第２のカウンタクリア電圧より高い場合に前記第４のタイマ部のカウンタをクリアするステップ、前記第４のタイマ部のカウンタが第４の所定カウント値となった時に、前記第３のタイマ部のカウンタをクリアするステップ、及び前記第３のタイマ部のカウンタが第３の所定カウント値となった時に、前記第１のコンタクタ及び前記第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態にするステップ、を有することを特徴とする。
【００３７】
この発明によれば、第３のタイマ部及び第４のタイマ部を設けることにより、補機バッテリの電圧変動が頻発し、コイル印加電圧が第２の基準電圧よりも上昇した場合においても、第３のタイマ部のカウンタが第３の所定カウント値となるまではコンタクタを遮断状態とせず、車輌停止回数を抑制できる。また、第３のタイマ部のカウンタが第３の所定カウント値となった場合は、第１のコンタクタ及び第２のコンタクタの少なくとも１つを強制的に遮断状態とするため、コンタクタコイルの異常な発熱を防ぐことができる。また、第１の基準電圧と異なる第２の基準電圧を設けることにより、より精度良くコイル印加電圧の変化に対応した信頼性の高い電源制御を行うことができる。
【００３８】
請求項７に記載の発明は、コンピュータに請求項４乃至請求項６のいずれかの請求項に記載の電動車輌のコンタクタ制御方法を実行させることを特徴とするプログラムである。この発明によれば、柔軟かつ安全に電動車輌のコンタクタを制御することができる。
【００３９】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のプログラムを格納することを特徴とするコンピュータ可読記録媒体である。この発明によれば、柔軟かつ安全に電動車輌のコンタクタを制御することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係る電動車輌のコンタクタ制御装置、コンタクタ制御方法、そのプログラム及びコンピュータ可読記録媒体によれば、コイル印加電圧が連続印加可能電圧より高い場合でも、制限時間が経過するまではコンタクタの導通状態を保つとともに、印加可能な制限時間が経過した場合にはコンタクタを強制的に遮断状態とするよう制御する、柔軟かつ安全なコンタクタ制御装置を実現することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下本発明の実施をするための最良の形態を具体的に示した実施の形態について、図面とともに記載する。
【００４２】
《実施の形態１》
図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態１における電動車輌のコンタクタ制御装置及びコンタクタ制御方法について説明する。図１は、本実施の形態における電動車輌のコンタクタ制御装置の構成を示す図である。図１において、電動車輌は、複数の二次電池からなる組電池１と、組電池１の高圧側に一端が接続された第１のコンタクタ２と、組電池１の低圧側に一端が接続された第２のコンタクタ３と、組電池１の低圧側のラインに設けられた電流検出装置４と、組電池１、第１のコンタクタ２、第２のコンタクタ３及び電流検出装置４に接続された制御部５と、第１のコンタクタ２の他端及び第２のコンタクタ３の他端を接続する平滑用のコンデンサ６と、コンデンサ６の両端に接続されたインバータ７と、インバータに接続されたモータ８とを有する。
【００４３】
組電池１は、定格が１．２Ｖの電圧である二次電池（例えば、ニッケル−水素電池等）を複数個（例えば、２５０個）直列接続して構成される、総電圧３００Ｖの電源である。
【００４４】
第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３は、夫々可動接点と固定接点とを有し、さらに可動接点を動作させるためのコンタクタコイルを夫々有する。各コンタクタコイルは一端を接地し、他端を制御部５に接続し、制御部５を介して補助電源電圧入力端子（以下、「Ｖｓｕｂ端子」と記す。）から、図示しない補機バッテリからの補助電源電圧を印加されることによって可動接点を可動し、接点間の導通状態及び遮断状態を切り替える。
【００４５】
第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３の各コンタクタコイルは、定格が１２Ｖであり、コンタクタコイルへ印加する電圧（以下「コイル印加電圧」と記す。）が１６Ｖ以下であればコンタクタコイルに連続して電圧を印加することができるが、コイル印加電圧が１６Ｖより高い場合は印加可能な第１の制限時間を１０分とする。第１の制限時間を超えて１６Ｖより高い電圧をコンタクタコイルに印加した場合、コンタクタコイルが異常に発熱してコンタクタが破損する虞がある。本実施の形態において、第１の基準電圧（以下、「Ｖｒｅｆ１」と記す。）を１６Ｖとする。
【００４６】
インバータ７は、例えば、複数個のトランジスタ及びダイオードから構成される。インバータ７は、直流電源を交流に変換して、モータ８の各相に組電池１から供給される電源電圧を順次印加することによって、モータ８を回転駆動する。
【００４７】
平滑用コンデンサ６は、インバータ７に印加される電圧の変動を抑え、安定して電圧を供給するために設けられる。
【００４８】
電流検出装置４は、組電池１の低圧側のラインに流れる電流を検出し、制御部５に出力する。
【００４９】
制御部５は、第１の制限時間タイマ１０を有する。制御部５は、電流検出装置４が検出した電流値と組電池１の電圧値を入力する。また、図示しない電動車輌のアクセル、シフトレバー及びブレーキ等から車輌操作のための操作信号を入力し、各信号に応じて、第１のコンタクタ２、第２のコンタクタ３を制御する。第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３の制御は、Ｖｓｕｂ端子から入力した図示しない補機バッテリの補助電源電圧を第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３の各コンタクタコイルに印加して、コンタクタの接点間の導通状態及び遮断状態を切り替えることによって行う。
【００５０】
また、制御部５は、第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３のコイル印加電圧を測定し、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１より高くなった場合に第１の制限時間タイマ１０のカウンタをインクリメントする。コイル印加電圧がＶｒｅｆ１以下の場合は、第１の制限時間タイマ１０のカウンタはインクリメントされない。第１の制限時間タイマ１０のカウンタは、例えば、車輌の電源起動時等の所定のタイミングでクリアされる。第１の制限時間タイマ１０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１に達した時、制御部５は、組電池１の低圧側に接続された第２のコンタクタ３を強制的に遮断状態とし、コンタクタコイルが異常に発熱してコンタクタが破損することを防止する。
【００５１】
第１の所定カウント値Ｘ１は、第１の制限時間タイマ１０のカウンタが連続的にインクリメントされた場合、第１の制限時間タイマ１０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１に達するまでの時間が第１の制限時間である１０分以下（例えば、１０分）となるように設定される。
【００５２】
また、本実施の形態において、制御部５はマイクロコンピュータであり、第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３制御、及び、第１の制限時間タイマ１０の機能はコンピュータ可読記録媒体に記憶されたプログラムによって行う。
【００５３】
以上のように構成された本実施の形態の電動車輌のコンタクタ制御装置におけるコンタクタ制御方法について、図２及び図３を参照しつつ説明する。図２の（ａ）は、コイル印加電圧の変化（波形２００）を、図２の（ｂ）は、波形２００に対する第１の制限時間タイマ１０のカウンタの変化（波形２０１）を、図２の（ｃ）は、波形２００に対する第２のコンタクタの動作の変化（波形２０２）を夫々示す。
【００５４】
時刻Ｔ１において、コイル印加電圧が上昇し始め（点Ｐ１）、時刻Ｔ２においてＶｒｅｆ１（１６Ｖ）を上回る（点Ｐ２）。この時、制御部５は、第１の制限時間タイマ１０のカウンタをインクリメントする（点Ｐ３）。
【００５５】
時刻Ｔ３において、例えば、補機バッテリが交換される等の要因により、コイル印加電圧は急落し、Ｖｒｅｆ１（１６Ｖ）を下回る（点Ｐ４）。この時、制御部５は、第１の制限時間タイマ１０のカウンタのインクリメントを停止する（点Ｐ５）。
【００５６】
時刻Ｔ４において、コイル印加電圧は再度上昇し、Ｖｒｅｆ１（１６Ｖ）を上回る（点Ｐ６）。この時、制御部５は、第１の制限時間タイマ１０のカウンタのインクリメントを再開する（点Ｐ７）。
【００５７】
時刻Ｔ５において、コイル印加電圧はＶｒｅｆ１（１６Ｖ）を下回り（点Ｐ８）、制御部５は第１の制限時間タイマ１０のカウンタのインクリメントを停止する（点Ｐ９）。その後、時刻Ｔ６において、コイル印加電圧はＶｒｅｆ１（１６Ｖ）を再度上回り（点Ｐ１０）、制御部５は第１の制限時間タイマ１０のカウンタのインクリメントを再開する（点Ｐ１１）。
【００５８】
時刻Ｔ７において、第１の制限時間タイマ１０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１に達し（点Ｐ１２）、制御部５は、第２のコンタクタ３を強制的に遮断状態（ＯＰＥＮ）にする（点Ｐ１３）。
【００５９】
コンタクタコイル温度は、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１（１６Ｖ）を上回る度に徐々に上昇する。しかし、第１の制限時間タイマ１０のカウンタが所定カウント値Ｘ１に達した時にコンタクタが遮断状態となる。そのため、異常な発熱温度にまで上昇することはなく、コンタクタが破損することはない。
【００６０】
図３は、本実施の形態におけるコンタクタ制御方法を説明するフローチャート図である。
まず、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１（１６Ｖ）よりも高いか否かを調べる（Ｓ３００）。コイル印加電圧がＶｒｅｆ１（１６Ｖ）よりも高い場合、第１の制限時間タイマ１０のカウンタをインクリメントし（Ｓ３０１）、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１（１６Ｖ）以下である場合、Ｓ３０２に進む。
【００６１】
次に、第１の制限時間タイマ１０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１以上であるか否かを調べる（Ｓ３０２）。第１の制限時間タイマ１０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１以上である場合、第２のコンタクタ３を強制的に遮断状態とする（Ｓ３０３）。第１の制限時間タイマ１０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１より小さい場合は、何もしない。
【００６２】
制御部５は、以上のステップＳ３００〜Ｓ３０３を、所定時間（例えば、１００ｍｓ）毎に繰り返すことで、コイル印加電圧の変化を監視し、コンタクタコイルの異常な発熱を防止することができる。
【００６３】
本実施の形態の電動車輌のコンタクタ制御装置及びコンタクタ制御方法によれば、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１より高い時にカウントする第１の制限時間タイマを設ける。第１の制限時間タイマのカウンタが所定カウント値に達した時にコンタクタを強制的に遮断状態とする。これにより、コンタクタコイルの異常な発熱を防ぐとともに、コイル印加電圧の上昇が頻発した場合においても車輌停止の発生を抑制することができる。
【００６４】
《実施の形態２》
図４〜図６を参照して、本発明の実施の形態２における電動車輌のコンタクタ制御装置及びコンタクタ制御方法について説明する。図４は、実施の形態２における電動車輌のコンタクタ制御装置の構成を示す図である。実施の形態２における電動車輌は、図１に示す実施の形態１の制御部５に代えて制御部４５を有する点においてのみ実施の形態１とは異なる。それ以外の点においては、実施の形態１と同様であり、同一または均等な構成要素については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６５】
制御部４５は、第１の制限時間タイマ４０及び第１のサスペンド時間タイマ４１を有する。制御部４５は、電流検出装置４が検出した電流値と組電池１の電圧値を入力する。また、図示しない電動車輌のアクセル、シフトレバー及びブレーキ等から車輌操作のための操作信号を入力し、各信号に応じて、第１のコンタクタ２、第２のコンタクタ３を制御する。第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３の制御は、Ｖｓｕｂ端子から入力した図示しない補機バッテリの補助電源電圧を第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３のコンタクタコイルに印加して、コンタクタの接点間の導通状態及び遮断状態を切り替えることによって行う。
【００６６】
また、制御部４５は、第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３のコイル印加電圧を測定し、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１（１６Ｖ）より高い場合に第１の制限時間タイマ４０のカウンタをインクリメントし、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１以下の場合は、第１の制限時間タイマ４０のカウンタはインクリメントされない。コイル印加電圧がサスペンド時間タイマカウンタクリア電圧（以下、「Ｖｃｌｒ」と記す）より高い場合に第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタをクリアし、コイル印加電圧がＶｃｌｒ以下の場合に第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタをインクリメントする。第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタが第２の所定カウント値Ｙ１に達した時、第１の制限時間タイマ４０のカウンタはクリアされる。第１の制限時間タイマ４０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１に達した時、制御部４５は、組電池１の低圧側に接続された第２のコンタクタ３を強制的に遮断状態とし、コンタクタコイルが異常に発熱してコンタクタが破損することを防止する。なお、Ｖｃｌｒは、Ｖｒｅｆ１以下の任意の値が設定されて良いが、Ｖｒｅｆ１よりも若干低めに設定されることが好ましい。本実施の形態において、Ｖｃｌｒは１５Ｖとする。
【００６７】
第１の所定カウント値Ｘ１は、第１の制限時間タイマ４０のカウンタが連続的にインクリメントされた場合、第１の制限時間タイマ４０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１に達するまでの時間が第１の制限時間である１０分以下（例えば、１０分）となるように設定される。また、第２の所定カウント値Ｙ１は、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタが連続的にインクリメントされた場合、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタが第２の所定カウント値Ｙ１に達するまでの時間が、コンタクタコイル温度が安全な温度にまで下がるのに十分長い時間（例えば、２分）となるように設定される。
【００６８】
また、本実施の形態において、制御部４５はマイクロコンピュータであり、第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３の制御、第１の制限時間タイマ４０の機能、及び、第１のサスペンド時間タイマ４１の機能はコンピュータ可読記録媒体に記憶されたプログラムによって行う。
【００６９】
以上のように構成された本実施の形態の電動車輌のコンタクタ制御装置におけるコンタクタ制御方法について、図５〜図７を参照しつつ説明する。まず、第１のサスペンド時間タイマ４１によって第１の制限時間タイマ４０のカウンタがクリアされない場合について図５を参照しつつ説明する。図５の（ａ）は、コイル印加電圧の変化（波形５００）を、図５の（ｂ）は、波形５００に対する第１の制限時間タイマ４０のカウンタの変化（波形５０１）を、図５の（ｃ）は、波形５００に対する第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタの変化（波形５０２）を、図５の（ｄ）は、波形５００に対する第２のコンタクタの動作の変化（波形５０３）を夫々示す。
【００７０】
時刻Ｔ１において、コイル印加電圧が上昇し始め（点Ｐ１）、時刻Ｔ１´において、Ｖｃｌｒ（１５Ｖ）を上回る（点Ｐ５５）。この時、制御部４５は、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタをクリアする（点Ｐ５６）。
【００７１】
時刻Ｔ２において、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１（１６Ｖ）を上回る（点Ｐ２）。この時、制御部４５は、第１の制限時間タイマ４０のカウンタをインクリメントする（点Ｐ３）。
【００７２】
時刻Ｔ３において、例えば、補機バッテリが交換される等の要因により、コイル印加電圧は急落し、Ｖｒｅｆ１（１６Ｖ）及びＶｃｌｒ（１５Ｖ）を下回る（点Ｐ４）。この時、制御部４５は、第１の制限時間タイマ４０のカウンタを一時停止する（点Ｐ５）。また、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンをインクリメントする（点Ｐ５０）。
【００７３】
時刻Ｔ４において、コイル印加電圧は再度上昇し、Ｖｃｌｒ（１５Ｖ）及びＶｒｅｆ１（１６Ｖ）を上回る（点Ｐ６）。この時、制御部４５は、第１の制限時間タイマ１０のカウンタのインクリメントを再開し（点Ｐ７）、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタをクリアする（点Ｐ５１）。
【００７４】
時刻Ｔ５において、コイル印加電圧はＶｒｅｆ１（１６Ｖ）及びＶｃｌｒ（１５Ｖ）を下回り（点Ｐ８）、制御部４５は第１の制限時間タイマ１０のカウンタのインクリメントを停止する（点Ｐ９）。また、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタがインクリメントされる（点Ｐ５２）。その後、時刻Ｔ６において、コイル印加電圧はＶｃｌｒ（１５Ｖ）及びＶｒｅｆ１（１６Ｖ）を再度上回り（点Ｐ１０）、制御部４５は第１の制限時間タイマ１０のカウンタのインクリメントを再開し（点Ｐ１１）、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタをクリアする（点Ｐ５３）。
【００７５】
時刻Ｔ７において、第１の制限時間タイマ１０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１に達し（点Ｐ１２）、制御部４５は、第２のコンタクタ３を強制的に遮断状態（ＯＰＥＮ）にする（点Ｐ１３）。
【００７６】
コンタクタコイル温度は、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１（１６Ｖ）を上回る度に徐々に上昇する。しかし、第１の制限時間タイマ１０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１に達した時にコンタクタが遮断状態となる。そのため、異常な発熱温度にまで上昇することはなく、コンタクタが破損することはない。
【００７７】
次に、第１のサスペンド時間タイマ４１によって第１の制限時間タイマ４０のカウンタがクリアされる場合について図６を参照しつつ説明する。図６の（ａ）は、コイル印加電圧の変化（波形６００）を、図６の（ｂ）は、波形６００に対する第１の制限時間タイマ４０のカウンタの変化（波形６０１）を、図６の（ｃ）は、波形６００に対する第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタの変化（波形６０２）を、図６の（ｄ）は、波形６００に対する第２のコンタクタの動作の変化（波形６０３）を夫々示す。
【００７８】
時刻Ｔ１〜Ｔ５の期間では、図６のコイル印加電圧は、図５に示した第１のサスペンド時間タイマ４１によって第１の制限時間タイマ４０のカウンタがクリアされない場合と同様であるので、説明は省略する。
【００７９】
時刻Ｔ５以降、コイル印加電圧がＶｃｌｒ（１５Ｖ）及びＶｒｅｆ１（１６Ｖ）以下の状態が続くため、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタがインクリメントされ続け、時刻Ｔ５´において、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタが第２の所定カウント値Ｙ１に達する（点Ｐ６０）。この時、制御部４５は、第１の制限時間タイマ４０のカウンタをクリアする（点Ｐ６１）。
【００８０】
コンタクタコイル温度は、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１（１６Ｖ）を上回る度に徐々に上昇するが、Ｖｃｌｒ（１５Ｖ）以下の時間が長い場合、やがて安全な温度にまで下がる。第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタが第２の所定カウント値Ｙ１に達した時に、第１の制限時間タイマ４０のカウンタをクリアすることで、コイル印加電圧が十分低い状態で所定時間が経過した場合は、コンタクタコイル温度が十分に下がったと判断し、コンタクタの導通状態を維持する。これにより、電動車輌の停止回数を抑えることができる。
【００８１】
図７は、本実施の形態におけるコンタクタ制御方法を説明するフローチャート図である。
まず、コイル印加電圧がＶｃｌｒ（１５Ｖ）より高いか否かを調べる（Ｓ７００）。Ｖｃｌｒ（１５Ｖ）より高い場合、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタをクリアする（Ｓ７０１）。Ｖｃｌｒ（１５Ｖ）以下の場合、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタをインクリメントし（Ｓ７０２）、Ｓ７０３に進む。
【００８２】
次に、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１（１６Ｖ）より高いか否かを調べる（Ｓ７０３）。コイル印加電圧がＶｒｅｆ１（１６Ｖ）より高い場合、第１の制限時間タイマのカウンタをインクリメントする（Ｓ７０４）。Ｖｒｅｆ１（１６Ｖ）以下の場合は、Ｓ７０５に進む。
【００８３】
次に、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタが第２の所定カウント値Ｙ１以上であるか否かを調べる（Ｓ７０５）。第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタが第２の所定カウント値Ｙ１以上である場合、第１の制限時間タイマ４０のカウンタをクリアする（Ｓ７０６）。Ｓ７０５において、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタが第２の所定カウント値Ｙ１より小さい場合は、Ｓ７０７に進む。
【００８４】
次に、第１の制限時間タイマ４０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１以上であるか否かを調べる（Ｓ７０７）。第１の制限時間タイマ４０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１以上である場合、第２のコンタクタ３を強制的に遮断状態とする（Ｓ７０８）。Ｓ７０７において、第１の制限時間タイマ４０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１より小さい場合は、何もしない。
【００８５】
制御部４５は、以上のステップＳ７００〜Ｓ７０８を、所定時間（例えば、１００ｍｓ）毎に繰り返すことで、コイル印加電圧の変化を監視し、コンタクタコイルの異常な発熱を防止することができる。
【００８６】
本実施の形態の電動車輌のコンタクタ制御装置及びコンタクタ制御方法によれば、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１より高い時にカウンタをインクリメントする第１の制限時間タイマと、コイル印加電圧がＶｃｌｒ以下の場合にカウンタをインクリメントする第１のサスペンド時間タイマとを設ける。第１の制限時間タイマのカウンタが第１の所定カウント値に達した時にコンタクタを強制的に遮断状態とするとともに、第１のサスペンド時間タイマのカウンタが第２の所定カウント値に達した時に第１の制限時間タイマのカウンタをクリアする。これにより、コンタクタコイルの異常な発熱を防ぐとともに、コイル印加電圧の上昇が頻発した場合においても車輌停止の発生をさらに抑制することができる。
【００８７】
《実施の形態３》
図８〜図１０を参照して、本発明の実施の形態３における電動車輌のコンタクタ制御装置及びコンタクタ制御方法について説明する。図８は、実施の形態３における電動車輌のコンタクタ制御装置の構成を示す図である。図８に示す実施の形態３における電動車輌は、図５に示す実施の形態２の制御部４５に代えて制御部８５を有する点においてのみ実施の形態２とは異なる。それ以外の点においては、実施の形態１と同様であり、同一または均等な構成要素については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８８】
第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３のコンタクタコイルは、定格が１２Ｖであり、コンタクタコイルへ印加する電圧（以下「コイル印加電圧」と記す。）が１６Ｖ以下であればコンタクタコイルに連続して電圧を印加することができるが、コイル印加電圧が１６Ｖより高くかつ１８Ｖ以下の場合は印加可能な第１の制限時間を１０分とし、コイル印加電圧が１８Ｖより高い場合は印加可能な第２の制限時間を１分とする。第１の制限時間を超えて１６Ｖより高くかつ１８Ｖ以下の電圧をコンタクタコイルに印加した場合、あるいは、第２の制限時間を超えて１８Ｖより高い電圧をコンタクタコイルに印加した場合は、コンタクタコイルが異常に発熱してコンタクタが破損する虞がある。本実施の形態において、第１の基準電圧（Ｖｒｅｆ１）を１６Ｖ、第２の基準電圧（以下、「Ｖｒｅｆ２」と記す）を１８Ｖとする。
【００８９】
制御部８５は、図４に示す実施の形態２における第１の制限時間タイマ４０及び第１のサスペンド時間タイマ４１に加えて、さらに、第２の制限時間タイマ８０及び第２のサスペンド時間タイマ８１を有する。制御部８５は、電流検出装置４が検出した電流値と組電池１の電圧値を入力する。また、図示しない電動車輌のアクセル、シフトレバー及びブレーキ等から車輌操作のための操作信号を入力し、各信号に応じて、第１のコンタクタ２、第２のコンタクタ３を制御する。第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３の制御は、Ｖｓｕｂ端子から入力した図示しない補機バッテリの補助電源電圧を第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３のコンタクタコイルに印加して、コンタクタの接点間の導通状態及び遮断状態を切り替えることによって行う。
【００９０】
また、制御部８５は、第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３のコイル印加電圧を測定し、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１（１６Ｖ）より高い場合に第１の制限時間タイマ４０のカウンタをインクリメントし、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１以下の場合は、第１の制限時間タイマ４０のカウンタはインクリメントされない。コイル印加電圧がＶｒｅｆ２（１８Ｖ）より高い場合に第２の制限時間タイマ８０のカウンタをインクリメントし、コイル印加電圧がＶｒｅｆ２以下の場合は、第２の制限時間タイマ８０のカウンタはインクリメントされない。コイル印加電圧がサスペンド時間タイマカウンタクリア電圧（Ｖｃｌｒ）より高い場合に第１のサスペンド時間タイマ４１及び第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタをクリアし、コイル印加電圧がＶｃｌｒ以下の場合に第１のサスペンド時間タイマ４１及び第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタをインクリメントする。第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタが第２の所定カウント値Ｙ１に達した時、第１の制限時間タイマ４０のカウンタはクリアされる。第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタが第４の所定カウント値Ｙ２に達した時、第２の制限時間タイマ８０のカウンタはクリアされる。なお、Ｖｃｌｒは、Ｖｒｅｆ１及びＶｒｅｆ２以下の任意の値が設定されて良いが、Ｖｒｅｆ１及びＶｒｅｆ２よりも若干低めに設定されることが好ましい。本実施の形態において、Ｖｃｌｒは１５Ｖとする。
【００９１】
制御部８５は、第１の制限時間タイマ４０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１に達した時、又は、第２の制限時間タイマ８０のカウンタが第３の所定カウント値Ｘ２に達した時に、組電池１の低圧側に接続された第２のコンタクタ３を強制的に遮断状態とし、コンタクタコイルが異常に発熱してコンタクタが破損することを防止する。
【００９２】
第１の所定カウント値Ｘ１は、第１の制限時間タイマ４０のカウンタが連続的にインクリメントされた場合、第１の制限時間タイマ４０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１に達するまでの時間が第１の制限時間である１０分以下（例えば、１０分）となるように設定される。また、第２の所定カウント値Ｙ１は、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタが連続的にインクリメントされた場合、第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタが第２の所定カウント値Ｙ１に達するまでの時間が、コンタクタコイル温度が安全な温度にまで下がるのに十分長い時間（例えば、２分）となるように設定される。
【００９３】
同様に、第３の所定カウント値Ｘ２は、第２の制限時間タイマ８０のカウンタが連続的にインクリメントされた場合、第２の制限時間タイマ８０のカウンタが第３の所定カウント値Ｘ２に達するまでの時間が第２の制限時間である１分以下（例えば、１分）となるように設定される。また、第４の所定カウント値Ｙ２は、第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタが連続的にインクリメントされた場合、第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタが第４の所定カウント値Ｙ２に達するまでの時間が、コンタクタコイル温度が安全な温度にまで下がるのに十分長い時間（例えば、４分）となるように設定される。
【００９４】
また、本実施の形態において、制御部８５はマイクロコンピュータであり、第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３の制御、第１の制限時間タイマ４０の機能、第１のサスペンド時間タイマ４１の機能、第２の制限時間タイマ８０の機能、及び、第２のサスペンド時間タイマ８１の機能はコンピュータ可読記録媒体に記憶されたプログラムによって行う。
【００９５】
以上のように構成された本実施の形態の電動車輌のコンタクタ制御装置におけるコンタクタ制御方法について、図９及び図１０を参照しつつ説明する。図９の（ａ）は、コイル印加電圧の変化（波形９００）を、図９の（ｂ）は、波形９００に対する第１の制限時間タイマ４０のカウンタの変化（波形９０１）を、図９の（ｃ）は、波形９００に対する第１のサスペンド時間タイマ４１のカウンタの変化（波形９０２）を、図９（ｄ）のは、波形９００に対する第２の制限時間タイマ８０のカウンタの変化（波形９０３）を、図９の（ｅ）は、波形９００に対する第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタの変化（波形９０４）を、図９の（ｆ）は、波形９００に対する第２のコンタクタの動作の変化（波形９０５）を夫々示す。
【００９６】
時刻Ｔ１において、コイル印加電圧が上昇し始め（点Ｐ１）、時刻Ｔ１´において、Ｖｃｌｒ（１５Ｖ）を上回る（点Ｐ５５）。この時、制御部８５は、第１のサスペンド時間タイマ４１及び第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタをクリアする（点Ｐ５６及び点１０５）。
【００９７】
時刻Ｔ２において、コイル印加電圧はＶｒｅｆ１（１６Ｖ）を上回る（点Ｐ２）。この時、制御部８５は、第１の制限時間タイマ４０のカウンタをインクリメントする（点Ｐ３）。また、コイル印加電圧は、さらに上昇を続け、時刻Ｔ２´において、Ｖｒｅｆ２（１８Ｖ）を上回る（点Ｐ９０）。この時、制御部８５は、第２の制限時間タイマ８０のカウンタをインクリメントする（点Ｐ９１）。
【００９８】
時刻Ｔ３において、例えば、補機バッテリが交換される等の要因により、コイル印加電圧は急落し、Ｖｒｅｆ２（１８Ｖ）、Ｖｒｅｆ１（１６Ｖ）及びＶｃｌｒ（１５Ｖ）を下回る（点Ｐ４）。この時、制御部８５は、第１の制限時間タイマ４０及び第２の制限時間タイマ８０のカウンタのインクリメントを停止する（点Ｐ５及び点Ｐ９２）。また、第１のサスペンド時間タイマ４１及び第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタをインクリメントする（点Ｐ５０及び点Ｐ９７）。
【００９９】
時刻Ｔ４において、コイル印加電圧は再度上昇し、Ｖｃｌｒ（１５Ｖ）、Ｖｒｅｆ１（１６Ｖ）及びＶｒｅｆ２（１８Ｖ）を上回る（点Ｐ６）。この時、制御部８５は、第１の制限時間タイマ４０及び第２の制限時間タイマ８０のカウンタのインクリメントを再開する（点Ｐ７及び点Ｐ９３）。また、第１のサスペンド時間タイマ４１及び第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタをクリアする（点Ｐ５１及び点Ｐ９８）。
【０１００】
時刻Ｔ４´において、第２の制限時間タイマ８０のカウンタは、第３の所定カウント値Ｘ２に達し（点Ｐ９４）、制御部８５は、第２のコンタクタ３を強制的に遮断状態（ＯＰＥＮ）とする（点Ｐ１０１）。
【０１０１】
時刻Ｔ５において、コイル印加電圧はＶｒｅｆ２（１８Ｖ）、Ｖｒｅｆ１（１６Ｖ）及びＶｃｌｒ（１５Ｖ）を再度下回り（点Ｐ８）、制御部８５は第１の制限時間タイマ４０及び第２の制限時間タイマ８０のカウンタのインクリメントを停止する（点Ｐ９及び点Ｐ９５）。また、第１のサスペンド時間タイマ４１及び第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタがインクリメントされる（点Ｐ５２及び点Ｐ９９）。その後、時刻Ｔ６において、コイル印加電圧はＶｃｌｒ（１５Ｖ）、Ｖｒｅｆ１（１６Ｖ）及びＶｒｅｆ２（１８Ｖ）を再度上回り（点Ｐ１０）、制御部８５は第１の制限時間タイマ４０及び第２の制限時間タイマ８０のカウンタのインクリメントを再開し（点Ｐ１１及び点Ｐ９６）、第１のサスペンド時間タイマ４１及び第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタをクリアする（点Ｐ５３及び点Ｐ１００）
【０１０２】
時刻Ｔ７において、第１の制限時間タイマ４０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１に達する（点Ｐ１２）。制御部８５は、既に時刻Ｔ４´において第２のコンタクタ３を遮断状態（ＯＰＥＮ）にしているため、ここでは何もしない。
【０１０３】
コンタクタコイル温度は、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１（１６Ｖ）及びＶｒｅｆ２（１８Ｖ）を上回る度に徐々に上昇するが、第１の制限時間タイマ４０のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１に達した時、あるいは、第２の制限時間タイマ８０のカウンタが第３の所定カウント値Ｘ２に達した時に、コンタクタが遮断状態となるため、コンタクタコイル温度は異常な温度にまで上昇することはなく、コンタクタの破損を防ぐことができる。また、Ｖｒｅｆ１及びＶｒｅｆ２を設けることにより、より精度良くコイル印加電圧の変化に対応した信頼性の高い電源制御を行うことができる。
【０１０４】
次に、図７及び図１０を参照しつつ、本実施の形態におけるコンタクタ制御方法を説明する。既述の図７についての説明は省略する。図１０は、本実施の形態におけるコンタクタ制御方法を説明するためのフローチャート図である。
図１０において、まず、コイル印加電圧がＶｃｌｒ（１５Ｖ）より高いか否かを調べる（Ｓ１０００）。Ｖｃｌｒ（１５Ｖ）より高い場合、第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタをクリアする（Ｓ１００１）。Ｖｃｌｒ（１５Ｖ）以下の場合、第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタをインクリメントし（Ｓ１００２）、Ｓ１００３に進む。
【０１０５】
次に、コイル印加電圧がＶｒｅｆ２（１８Ｖ）より高いか否かを調べる（Ｓ１００３）。コイル印加電圧がＶｒｅｆ２（１８Ｖ）より高い場合、第２の制限時間タイマのカウンタをインクリメントする（Ｓ１００４）。Ｖｒｅｆ２（１８Ｖ）以下の場合は、Ｓ１００５に進む。
【０１０６】
次に、第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタが第４の所定カウント値Ｙ２以上であるか否かを調べる（Ｓ１００５）。第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタが第４の所定カウント値Ｙ２以上である場合、第２の制限時間タイマ８０のカウンタをクリアする（Ｓ１００６）。Ｓ１００５において、第２のサスペンド時間タイマ８１のカウンタが第４の所定カウント値Ｙ２より小さい場合は、Ｓ１００７に進む。
【０１０７】
次に、第２の制限時間タイマ８０のカウンタが第３の所定カウント値Ｘ２以上であるか否かを調べる（Ｓ１００７）。第２の制限時間タイマ８０のカウンタが第３の所定カウント値Ｘ２以上である場合、第２のコンタクタ３を強制的に遮断状態とする（Ｓ１００８）。Ｓ１００７において、第２の制限時間タイマ８０のカウンタが第３の所定カウント値Ｘ２より小さい場合は、何もしない。
【０１０８】
制御部８５は、図７に示したＳ７００〜Ｓ７０８、及び図１０に示したＳ１０００〜Ｓ１００８を、所定時間（例えば、１００ｍｓ）毎に繰り返すことで、コイル印加電圧の変化を監視し、コイル印加電圧の大小に応じて、適切な制限時間で第２のコンタクタを遮断状態とし、コンタクタコイルの異常な発熱を防止することができる。
【０１０９】
本実施の形態の電動車輌のコンタクタ制御装置及びコンタクタ制御方法によれば、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１より高い時にカウンタをインクリメントする第１の制限時間タイマと、コイル印加電圧がＶｒｅｆ２より高い時にカウンタをインクリメントする第２の制限時間タイマと、コイル印加電圧がＶｃｌｒ以下の場合にカウンタをインクリメントする第１のサスペンド時間タイマ及び第２のサスペンド時間タイマとを設ける。第１の制限時間タイマのカウンタが第１の所定カウント値に達した時、あるいは、第２の制限時間タイマ部のカウンタが第２の所定カウント値に達した時に、コンタクタを強制的に遮断状態とするとともに、第１のサスペンド時間タイマ部のカウンタが第２の所定カウント値に達した時に第１の制限時間タイマ部のカウンタをクリアし、第２のサスペンド時間タイマ部のカウンタが第４の所定カウント値に達した時に第２の制限時間タイマ部のカウンタをクリアする。これにより、コンタクタコイルの異常な発熱を防ぐとともに、コイル印加電圧の上昇が頻発した場合においても車輌停止の発生をさらに抑制することができる。第１の基準電圧値（Ｖｒｅｆ１）及び第２の基準電圧値（Ｖｒｅｆ２）の２つの基準電圧値を用いることにより、より精度良くコイル印加電圧の変化に対応した信頼性の高い電源制御を行うことができる。
【０１１０】
なお、上記した本発明の各実施の形態において、第１の制限時間タイマ部のカウンタが第１の所定カウント値Ｘ１に達した時、あるいは、第２の制限時間タイマ部のカウンタが第３の所定カウント値Ｘ２に達した時、制御部は、第２のコンタクタを遮断状態としたが、これ代えて、第１のコンタクタを遮断状態としても、第１のコンタクタ及び第２のコンタクタの両方を遮断状態としても同様の効果が得られる。安全面上、組電池１の低圧側に接続された第２のコンタクタを遮断状態とすることが好ましい。
【０１１１】
また、Ｖｃｌｒは、第１のサスペンド時間タイマ４１及び第２のサスペンド時間タイマ８１の両方のタイマをクリアするための共通の基準電圧として設けたが、第１のサスペンド時間タイマ４１と第２のサスペンド時間タイマ８１の夫々に第１のサスペンド時間タイマカウンタクリア電圧（Ｖｃｌｒ１）と第２のサスペンド時間タイマカウンタクリア電圧（Ｖｃｌｒ２）とが設けられても良い。
【０１１２】
本実施の形態において、第１の制限時間タイマ部は、第２のコンタクタの状態に拘らず、コイル印加電圧がＶｒｅｆ１よりも高い場合は常にカウンタをインクリメントし続ける構成である。しかし、この構成に限らず、第２のコンタクタが遮断状態（ＯＰＥＮ）である場合はクリアされる構成としても同様の効果を奏する。同様に、第２の制限時間タイマ部は、第２のコンタクタの状態に拘らず、コイル印加電圧がＶｒｅｆ２よりも高い場合は常にカウンタをインクリメントし続ける構成である。しかし、この構成に限らず、第２のコンタクタが遮断状態（ＯＰＥＮ）である場合はクリアされる構成としても同様の効果を奏する。
【０１１３】
また、本実施の形態において、第１のサスペンド時間タイマ部は、第２のコンタクタの状態及び第１の制限時間タイマ部のカウンタに拘らず、コイル印加電圧がＶｃｌｒ以下の場合は常にカウンタをインクリメントし続ける構成である。しかし、この構成に限らず、第２のコンタクタが遮断状態（ＯＰＥＮ）である場合、及び／又は、第１の制限時間タイマ部のカウンタが初期値である場合はクリアされる構成としても同様の効果を奏する。同様に、第２のサスペンド時間タイマ部は、第２のコンタクタの状態及び第２の制限時間タイマ部のカウンタに拘らず、コイル印加電圧がＶｃｌｒ以下の場合は常にカウンタをインクリメントし続ける構成である。しかし、この構成に限らず、第２のコンタクタが遮断状態（ＯＰＥＮ）である場合、及び／又は、第２の制限時間タイマ部のカウンタが初期値である場合はクリアされる構成としても同様の効果を奏する。
【０１１４】
また、本実施の形態において、Ｖｒｅｆ１及びＶｒｅｆ２の２つの基準電圧を用いてコイル印加電圧の変化を監視したが、本発明はこの数字に限定されるものではなく、３つ以上の基準電圧を用いても、より精度良くコイル印加電圧の変化に対応した信頼性の高い電源制御を行うことができることは言うまでもない。また、各基準電圧や各制限時間はコンタクタコイルの定格電圧によって異なる値に設定する必要があるため、本実施の形態におけるＶｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、Ｖｃｌｒ、第１の制限時間及び第２の制限時間の各値は、説明を簡易にするための一例であり、本発明はこの数値に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、例えば、電気自動車及びハイブリッド車輌等の電動車輌のコンタクタ制御装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるコンタクタ制御装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１におけるコイル印加電圧の変化に対する、第１の制限時間タイマ部のカウンタの変化及びコンタクタ動作の変化を示すタイミング図
【図３】本発明の実施の形態１におけるコンタクタ制御装置の動作を説明するフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２におけるコンタクタ制御装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２におけるコイル印加電圧の変化に対する、第１の制限時間タイマ部のカウンタの変化、第２の制限時間タイマ部のカウンタの変化及びコンタクタ動作の変化を示すタイミング図
【図６】本発明の実施の形態２における別のコイル印加電圧の変化に対する、第１の制限時間タイマ部のカウンタの変化、第２の制限時間タイマ部のカウンタの変化及びコンタクタ動作の変化を示すタイミング図
【図７】本発明の実施の形態２におけるコンタクタ制御装置の動作を説明するフローチャート
【図８】本発明の実施の形態３におけるコンタクタ制御装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態３におけるコイル印加電圧の変化に対する、第１の制限時間タイマ部のカウンタの変化、第１のサスペンド時間タイマ部のカウンタの変化、第２の制限時間タイマ部のカウンタの変化、第２のサスペンド時間タイマ部のカウンタの変化及びコンタクタ動作の変化を示すタイミング図
【図１０】本発明の実施の形態３におけるコンタクタ制御装置の動作を説明するフローチャート
【図１１】従来例におけるコンタクタ制御装置の構成を説明するブロック図
【図１２】従来例におけるコイル印加電圧の変化に対するコンタクタ動作の変化を示すタイミング図
【符号の説明】
【０１１７】
１  組電池
２  第１のコンタクタ
３  第２のコンタクタ
４  電流検出装置
５、４５、８５  制御部
６  コンデンサ
７  インバータ
８  モータ
１０、４０  第１の制限時間タイマ部
４１  第１のサスペンド時間タイマ部
８０  第２の制限時間タイマ部
８１  第２のサスペンド時間タイマ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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