(57)【要約】【課題】コンタクタをＰＷＭ制御する電源制御装置であって、コンタクタを静穏開放しつつコンタクタ開放時の消費電力を削減する。【解決手段】駆動電流を励磁コイルＬに通電させることで開閉器を駆動する駆動回路と、専用電源Ｖｃｃの電圧を検出する電圧監視部３と、駆動回路２をＰＷＭ制御すると共に、開閉器を閉状態から開状態に切り替えるときに、一周期におけるオン期間が経時的に一定量ずつ減少する開放制御信号を生成する制御部４とを備え、制御部４は、電圧監視部３の検出結果に基づいて、専用電源Ｖｃｃの電圧が低いほど、開放制御信号の駆動回路２への入力期間を短くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉器電源から駆動電流が励磁コイルへ通電されることにより開閉する開閉器を制御する電源制御装置であって、
前記駆動電流を前記励磁コイルに通電させることで前記開閉器を駆動する駆動回路と、
前記開閉器電源の電圧を検出する電圧検出部と、
前記駆動回路をＰＷＭ制御すると共に、前記開閉器を閉状態から開状態に切り替えるときに、一周期におけるオン期間が経時的に一定量ずつ減少する開放制御信号を生成する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記電圧検出部の検出結果に基づいて、前記開閉器電源の電圧が低いほど、前記開放制御信号の前記駆動回路への入力期間を短くする
ことを特徴とする電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両には、バッテリと車両用負荷との間にコンタクタと呼ばれる開閉器が設置されている。このコンタクタは、励磁コイルを備えており、励磁コイルに通電されることによって発生する磁力の作用で可動片を変位させることで、オン／オフ状態が切り替えられる。
【０００３】
このようなコンタクタは、励磁コイルに通電する必要があることから、一般的にはオン状態を維持するために電力を消費する。特許文献１では、コンタクタをＰＷＭ制御し、オン状態を保持する期間における給電を離散的に行うことでコンタクタでの消費電力を抑える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６２３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、コンタクタをＰＷＭ制御する場合には、コンタクタのオフ指令が入力された後、ＰＷＭ制御信号の一周期のオン期間（以下、オンデューティ比と称する）を経時的に一定量ずつ段階的に減少させ、オン期間が一定期間まで減少したときに完全にオフ状態とすることで、コンタクタを静穏開放させることができる。
【０００６】
ただし、コンタクタの励磁コイルに給電する電源の電圧は、電源の充電状態等によって変化する。このため、常にコンタクタをオフ状態とするオンデューティ比を一定とすると、電源電圧が最も高いことを想定してオフ状態とするオンデューティ比を設定する必要がある。しかしながら、このような場合には、電源電圧が低く、既に静穏開放が可能な状態であるにも関わらず、励磁コイルの通電を続ける期間が発生する場合があり、励磁コイルにおいて無駄に電力を消費してしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、コンタクタをＰＷＭ制御する電源制御装置であって、コンタクタを静穏開放しつつコンタクタ開放時の消費電力を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、開閉器電源から駆動電流が励磁コイルへ通電されることにより開閉する開閉器を制御する電源制御装置であって、上記駆動電流を上記励磁コイルに通電させることで上記開閉器を駆動する駆動回路と、上記開閉器電源の電圧を検出する電圧検出部と、上記駆動回路をＰＷＭ制御すると共に、上記開閉器を閉状態から開状態に切り替えるときに、一周期におけるオン期間が経時的に一定量ずつ減少する開放制御信号を生成する制御部とを備え、上記制御部が、上記電圧検出部の検出結果に基づいて、上記開閉器電源の電圧が低いほど、上記開放制御信号の上記駆動回路への入力期間を短くするという構成を採用する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、駆動回路をＰＷＭ制御することにより開閉器をＰＷＭ制御し、開閉器を閉状態から開状態に切り替えるときに、一周期におけるオン期間が経時的に一定量ずつ減少する制御信号を生成する。このため、開閉器（コンタクタ）を静穏開放させることができる。また、本発明によれば、開閉器電源の電圧が低いほど、一周期におけるオン期間が経時的に一定量ずつ減少する制御信号の駆動回路への入力期間が短くなる。このため、開閉器を静穏開放可能となった後における励磁コイルへの給電を抑制することができ、コンタクタ開放時の消費電力を削減することができる。したがって、本発明によれば、コンタクタをＰＷＭ制御する電源制御装置であって、コンタクタを静穏開放しつつコンタクタ開放時の消費電力を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）が本発明の一実施形態における電源制御装置の概略構成を示す回路図であり、（ｂ）が本発明の一実施形態における電源制御装置のコンタクタ開放動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明に係る電源制御装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１２】
図１（ａ）は、本実施形態の電源制御装置１の概略構成を示す回路図である。本実施形態の電源制御装置１は、車両に搭載されるバッテリとモータ等の車両用負荷との間に設置されるコンタクタ（開閉器）を制御するものであり、図１に示すように、駆動回路２と、電圧監視部３（電圧検出部）と、制御部４とを備えている。
【００１３】
駆動回路２は、コンタクタの励磁コイルＬの通電状態を変更することよって励磁コイルＬを含むコンタクタの駆動を行う回路である。この駆動回路２は、制御部４から入力される制御信号に基づいて励磁コイルＬに通電される駆動電流を生成する。このような駆動回路２は、図１（ａ）に示すように、第１抵抗器２ａ、第２抵抗器２ｂ及び駆動トランジスタ２ｃを備えている。
【００１４】
この駆動回路２は、高電位側出力端子から所定の正電圧（プラス電圧）を出力し、低電位側出力端子がＧＮＤ（接地電位）に接続された専用電源Ｖｃｃ（開閉器電源）から電力供給を受けて作動する。また、この駆動回路２の駆動対象である励磁コイルＬは一端が専用電源Ｖｃｃ（高電位側出力端子）に接続されている。
【００１５】
第１抵抗器２ａは、一端が駆動回路２の出力端に接続され、他端が第２抵抗器２ｂの一端、駆動トランジスタ２ｃのゲート端子に接続されている。第２抵抗器２ｂは、一端が第１抵抗器２ａの他端及び駆動トランジスタ２ｃのゲート端子に接続され、他端がＧＮＤ（接地電位）に接続されている。
【００１６】
駆動トランジスタ２ｃは、図示するようにＮチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタであり、ゲート端子（制御端子）が第１抵抗器２ａの他端、第２抵抗器２ｂの一端に接続され、ドレイン端子（入力端子）が励磁コイルＬの他端に接続され、ソース端子（出力端子）がＧＮＤ（接地電位）に接続されている。
【００１７】
このような駆動トランジスタ２ｃは、第１抵抗器２ａを介してゲート端子に入力される第１の制御信号に基づいてオフ状態（開状態）あるいはオン状態（閉状態）となることによって駆動電流の通電／非通電を切替える。すなわち、この駆動トランジスタ２ｃは、制御信号がＬ（ロー）電位のときにオフ状態（開状態）となり、制御信号がＨ（ハイ）電位のときにオン状態（閉状態）となり、この結果として制御信号がＨ（ハイ）電位のときに駆動電流を励磁コイルＬに通電させ、制御信号がＬ（ロー）電位のときには駆動電流の励磁コイルＬへの通電を停止させる。
【００１８】
電圧監視部３は、専用電源Ｖｃｃに接続されており、専用電源Ｖｃｃの出力端子の電圧を監視すると共に、専用電源Ｖｃｃの出力端子の電圧値を示す信号を制御部４に入力する。つまり、電圧監視部３は、専用電源Ｖｃｃの電圧を検出し、その検出結果を制御部４に入力する。制御部４は、外部から入力される指令信号に基づいて、駆動トランジスタ２ｃをＰＷＭ制御するための制御信号を生成する。
【００１９】
また、本実施形態において制御部４は、コンタクタをオン状態からオフ状態にする指令信号が入力されると、一周期におけるオン期間が経時的に一定量ずつ段階的に減少する制御信号（以下、開放制御信号と称する）を生成する。つまり、制御部４は、コンタクタをオン状態からオフ状態にする指令信号が入力されると、徐々にオンデューティ比が短くなる開放制御信号を生成する。
【００２０】
また、本実施形態において制御部４は、電圧監視部３から入力される専用電源Ｖｃｃの電圧に基づいて、開放制御信号の入力を停止するオンデューティ比（以下、停止オンデューティ比と称する）を求め、開放制御信号のオンデューティ比が停止オンデューティ比となったときに開放制御信号の駆動トランジスタ２ｃへの入力を停止し、連続的にＬ（ロー）電位の制御信号を生成して駆動トランジスタ２ｃに入力する。つまり、本実施形態において制御部４は、専用電源Ｖｃｃの電圧が高いほど上記入力期間を相対的に長くし、専用電源Ｖｃｃの電圧が低いほど上記入力期間を相対的に短くする。
【００２１】
例えば、制御部４は、入力期間を求める場合には、下式を用いて、停止オンデューティ比を求める。なお、下式において、コンタクタの開放電圧とは、コンタクタにおいて励磁コイルＬの磁力が弱まり、可動片が一対の接点に接触した状態から離間する励磁コイルＬへの印加電圧を示している。
［停止オンデューティ比］＝［コンタクタ開放電圧］／［専用電源電圧］×１００％
【００２２】
例えば、コンタクタ開放電圧が５（Ｖ）であり、専用電源電圧が１４（Ｖ）である場合には、停止オンデューティ比は約３５％となる。このため、制御部４は、一定量ずつ段階的に減少する開放制御信号のオンデューティ比が３５％となった時点で開放制御信号の駆動トランジスタ２ｃへの入力を停止する。
【００２３】
また、例えば、コンタクタ開放電圧が５（Ｖ）であり、専用電源電圧が２４（Ｖ）である場合には、停止オンデューティ比は約２０％となる。このため、制御部４は、一定量ずつ段階的に減少する開放制御信号のオンデューティ比が２０％となった時点で開放制御信号の駆動トランジスタ２ｃへの入力を停止する。
【００２４】
また、例えば、コンタクタ開放電圧が５（Ｖ）であり、専用電源電圧が７（Ｖ）である場合には、停止オンデューティ比は約７１％となる。このため、制御部４は、一定量ずつ段階的に減少する開放制御信号のオンデューティ比が７１％となった時点で開放制御信号の駆動トランジスタ２ｃへの入力を停止する。
【００２５】
停止オンデューティ比の値が小さいほど、開放制御信号の入力期間は長くなる。つまり、本実施形態においては、専用電源電圧が高いほど開放制御信号の入力期間が長くなり、専用電源電圧が低いほど開放制御信号の入力期間が短くなる。つまり、図１（ａ）のタイミングチャートで示すように、専用電源電圧が高い場合には仮想線で示すように、オンデューティ比が小さくなってからコンタクタがオフ状態となるが、専用電源電圧が低い場合には実線で示すように、オンデューティ比が同一となるまで小さくなるのを待たずにコンタクタをオフ状態にできる。
【００２６】
本実施形態の電源制御装置１によれば、駆動回路２をＰＷＭ制御することによりコンタクタをＰＷＭ制御し、コンタクタを閉状態から開状態に切り替えるときに、一周期におけるオン期間が経時的に一定量ずつ減少する制御信号（開放制御信号）を生成する。このため、コンタクタを静穏開放させることができる。また、本実施形態の電源制御装置１によれば、専用電源Ｖｃｃの電圧が低いほど、開放制御信号の駆動回路２への入力期間が短くなる。このため、コンタクタを静穏開放可能となった後における励磁コイルＬへの給電を抑制することができ、コンタクタ開放時の消費電力を削減することができる。したがって、本実施形態の電源制御装置１によれば、コンタクタを静穏開放しつつコンタクタ開放時の消費電力を削減することが可能となる。
【００２７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  電源制御装置、２  駆動回路、２ａ  第１抵抗器、２ｂ  第２抵抗器、２ｃ  駆動トランジスタ、３  電圧監視部（電圧検出部）、４  制御部、Ｌ  励磁コイル、Ｖｃｃ  専用電源（開閉器電源）
【図１】
2018085804.tif 000003