(57)【要約】【課題】ＳＭＲの断線に伴う不具合の発生を速やかに、かつ精度良く検知し、起動動作の実行の可否を判定することが可能な電源制御システムを提供する。【解決手段】電圧センサが検出した最低出力電圧ＶＬの変化に基づいて、負荷の起動を実行するか否かを判定する。最低出力電圧ＶＬが予め設定した値を超える場合には、故障なしと判断し、ＳＭＲの接続を許可し、最低出力電圧ＶＬが予め設定した値を下回る場合には、断線などの故障ありと判断し、ＳＭＲの接続を禁止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源の一方の極と負荷との電気的な接続を切り替える第１のリレーと、
前記電源の他方の極と前記負荷との電気的な接続を切り替える第２のリレーと、前記第２のリレーに直列に接続された抵抗と、
前記第２のリレーおよび抵抗に並列に接続され、前記電源の他方の極と前記負荷との電気的な接続を切り替える第３のリレーと、
前記負荷の電源側に配置され、前記電源から負荷側に供給されうる電圧を検出するための電圧センサと、
前記負荷への電力供給を制御する制御部と、を含み、
前記制御部が、前記電圧センサが検出した最低出力電圧の変化に基づいて、前記負荷への電力供給を実行するか否かを判定することを特徴とする電源制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両（ＨＶ：Hybrid Vehicle）やいわゆる電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）等の、１または複数のモータからの駆動力により走行する車両がある。このような車両には一般に、電源（バッテリ）を含む電源制御システムが搭載されており、電源の電圧を変換して昇降圧させるコンバータ、コンバータから出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータを介してモータに電力が供給され、インバータが出力する交流電圧に基づいてモータが回転し、車両を駆動させる。
【０００３】
モータはまた、車両の制動制御によって交流電圧を発生させ、インバータに供給することもできる。このとき、インバータは、交流電圧を直流電圧に変換し、必要に応じてコンバータで昇降圧した後に二次電池に充電される。この二次電池は、上述した電源を兼用する場合もあり、別の二次電池を用意する場合もある。
【０００４】
このような電源制御システムでは、電源とコンバータとの間に電気的な接続を遮断するためのシステムメインリレー（ＳＭＲ：Ｓｙｓｔｅｍ  Ｍａｉｎ  Ｒｅｌａｙ、以下「ＳＭＲ」または単に「リレー」とも称する）が設けられる。ＳＭＲは、例えばＳＭＲを流れる電流によって溶着や断線するおそれがあり、溶着や断線などの不具合が発生すると電源システムの遮断や電源の切り替えが正常に行えなくなる等の動作不良の原因となりうる。
【０００５】
このような電源制御システムにおいて、ＳＭＲの溶着が発生しているか否かを判定し、この判定に基づいて起動動作を実行または禁止すること（例えば、特許文献１）、起動要求が有った場合でも、正常動作が確保されない場合にはシステムの始動を禁止すること（例えば、特許文献２）について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２５９３４８号公報
【特許文献２】特許第３３８１７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ＳＭＲの断線に伴う不具合の発生を速やかに、かつ精度良く検知し、起動動作の実行の可否を判定することが可能な電源制御システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電源の一方の極と負荷との電気的な接続を切り替える第１のリレーと、前記電源の他方の極と前記負荷との電気的な接続を切り替える第２のリレーと、前記第２のリレーに直列に接続された抵抗と、前記第２のリレーおよび抵抗に並列に接続され、前記電源の他方の極と前記負荷との電気的な接続を切り替える第３のリレーと、前記負荷の電源側に配置され、前記電源から負荷側に供給されうる電圧を検出するための電圧センサと、前記負荷への電力供給を制御する制御部と、を含み、前記制御部が、前記電圧センサが検出した最低出力電圧の変化に基づいて、前記負荷への電力供給を実行するか否かを判定する電源制御システムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＳＭＲの断線に伴う不具合の発生を速やかに、かつより確実に検知し、起動動作の実行の可否を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態における電源制御システムの構成の概略の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における電源制御システムの起動制御を示すタイミングチャートである。
【図３】従来の電源制御システムの起動時の制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】従来の電源制御システムの起動制御を示す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】
図３，４を参照し、従来の電源制御システムの起動時の制御の一例について説明する。
【００１２】
まずイグニッションキー（ＩＧ）をオンにすることによりユーザからの起動要求を取得する（Ｓ１０）。次いで、複数のＳＭＲのうち少なくとも一つ、例えばＳＭＲＰの故障を検出したか否かを、各リレーからの故障信号の取得の有無により確認する（Ｓ１２）。ＳＭＲからの故障信号が検出されず、故障なしと判断された場合には、電源制御システムの起動を許可し（Ｓ１６）、コンバータ、インバータ、モータなどを含むシステム全体に電力供給を行う。一方、ＳＭＲが断線などの故障状態であり、故障信号の検出により故障ありと判断された場合には、電源制御システムの起動を禁止し、起動動作を停止させる（Ｓ１８）。このように、電源制御システムの起動可否の判定は一般に、ＳＭＲに対する故障の有無を判断することにより行われてきた。より早く機能安全を確保するために、一般に故障判定を短時間に行う必要があるとされるが、このような手法により短時間で起動可否判定を行う電源制御システムにおいては、誤検出が発生する可能性もあり得た。
【００１３】
これに対し、本発明の実施の形態における電源制御システムでは、図１に示すようにコンバータ１６のバッテリ１０側に、電圧センサ２２が設けられている。図１に示す電源制御システム１００にはまた、バッテリ１０と、バッテリ１０の電圧を昇降圧するコンバータ１６と、コンバータ１６の直流電力を交流電力に変換するインバータ１８と、インバータ１８から供給される交流電力に応じて回転駆動するモータ２０ａ，２０ｂと、制御部２４と、を備えている。バッテリ１０としては、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池を適用することができ、必要に応じて、複数の電池を組み合わせた組電池であっても良い。他の実施の形態では、モータ２０ａ，２０ｂはどちらか１つのみであってよく、また３つ以上でもよい。
【００１４】
バッテリ１０の正極側とコンバータ１６との間には、第１のリレー１２ａ（ＳＭＲＢ）が設けられている。また、バッテリ１０の負極側とコンバータ１６との間には、第２のリレー１２ｂ（ＳＭＲＰ）と、リレー１２ｂに直列に接続された抵抗１４と、リレー１２ｂおよび抵抗１４に並列に接続された第３のリレー１２ｃ（ＳＭＲＧ）と、がそれぞれ設けられている。
【００１５】
電圧センサ２２は、第１のリレー１２ａ（ＳＭＲＢ）とコンバータ１６とを電気的に接続するラインＬ１と、抵抗１４と第３のリレー１２ｃ（ＳＭＲＧ）を繋ぐ接点とコンバータ１６とを電気的に接続するラインＬ２との間での最低出力電圧ＶＬを測定することができる。
【００１６】
制御部２４は、内部に信号処理を行うＣＰＵと、プログラムや制御データを格納する記憶部とを備えるコンピュータである。コンバータ１６、インバータ１８、モータ２０ａ，２０ｂ、リレー１２ａ，１２ｂ，１２ｃは制御部２４にそれぞれ接続され、制御部２４の指令によって動作するよう構成されている。また、電圧センサ２２は制御部２４に接続され、電圧センサ２２の検出信号（最低出力電圧ＶＬ）が制御部２４に入力されるよう構成されている。電源制御システム１００を電動車両に搭載する場合には、電源制御システム１００を含む車両駆動システムを始動停止させるスイッチであるイグニッションキー（図示せず）をさらに設けることができる。このとき、イグニッションキーは制御部２４に接続され、イグニッションキーのオンオフ信号が制御部２４に入力されるよう構成される。
【００１７】
図２に示すように、本実施の形態では、故障検出信号をＳＭＲから直接取得することに代えて、電圧センサ２２が検出する最低出力電圧ＶＬの変化に基づいて、コンバータ１６、インバータ１８、モータ２０ａ，２０ｂを含む負荷に対し、電力供給を実行するか否かを判定する。より具体的には、最低出力電圧ＶＬが予め設定した閾値まで到達した場合には、故障なしと判断し、ＳＭＲの接続を許可する。一方、最低出力電圧ＶＬが予め設定した閾値まで到達しない場合には、断線など、何らかの故障が発生していると判断し、ＳＭＲの接続を禁止して電源制御システム１００の起動を停止する。
【００１８】
このように、本実施の形態によれば、短時間での制御性確保と誤検出を極力低減させるといった、相反する要求を、電源から負荷に対する電力供給の可否に基づいて電源制御システムの起動制御を実行するか否かを判定することにより、同時に実現することができる。
【００１９】
なお、図１に示す制御部２４は、電圧センサ２２からの最低出力電圧ＶＬの取得に並行して、ＳＭＲからの故障検出信号の取得を行う構成とすることもできる。本実施の形態において、最低出力電圧ＶＬの値からはＳＭＲに故障なしと判断されている場合において、ＳＭＲからの故障検出信号を取得した場合には、例えば起動制御の精度をより高めるために最低出力電圧ＶＬの値を再取得することもでき、他の実施の形態として、ＳＭＲからの故障検出信号の検出に基づいて電力供給を停止させる制御を行うこともできるが、これらに限定されるものではない。一方、最低出力電圧ＶＬの値からはＳＭＲに故障ありと判断されている場合において、ＳＭＲからの故障検出信号が検出されない場合には、電力供給を再開してフェイルセーフモードで起動させることもできる。さらに別の実施の形態として、ＳＭＲからの故障検出信号を取得した旨を単独で、あるいは上述した他の制御とともに記録および／または表示させることもできるが、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の電源制御システムは、電動車両に搭載して利用することが可能である。なお、ここでいう「電動車両」とは、エンジンによる駆動や回生により発電を行う発電機と、バッテリからの電力により作動し駆動輪を駆動するモータとを有するハイブリッド電気自動車や、電気自動車、燃料電池車（ＦＣＥＶ：Fuel Cell Electric Vehicle）を含む意である。また、これに限らず、定置させて利用しても良い。
【符号の説明】
【００２１】
１０  バッテリ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  リレー（システムメインリレー）、１４  抵抗、１６  コンバータ、１８  インバータ、２０ａ，２０ｂ  モータ、２２  電圧センサ、２４  制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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