(57)【要約】【課題】外部タイマーを必要としない電源制御装置を提供する。【解決手段】リレー制御部３４は、突入制限抵抗２４によって突入電流を防止するような手順で、各リレー１８，２０，２２をＯＮさせ、高電圧バッテリ１６とモータ１２とを電源接続する。カウンタ３６は、電源接続の回数をカウントする。接続制限部３８は、カウンタ３６のカウンタ値が所定値に達すると、電源接続動作を禁止する。冷却時間設定部４２は、電源接続の継続時間に基づいて突入制限抵抗２４の放熱に必要な放熱時間を設定する。冷却時間タイマー４４は、イグニッションＯＦＦが入力されてからの経過時間を計測し、放熱時間に達すると、カウンタ値修正部４０は、放熱時間に応じたカウンタ値の修正を施して電源制御動作が終了する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと負荷がリレーを介して接続され、バッテリから負荷への突入電流を制限する突入制限抵抗が設けられた電源回路を制御する電源制御装置であって、
外部から入力される電源接続指示に応じてバッテリと負荷を電源接続し、外部から入力される電源切断指示に応じてバッテリと負荷を電源切断する、リレー制御手段と、
前記電源接続の回数に対応したカウンタ値が所定値に達すると前記電源接続を禁止する接続制限手段と、
前記電源切断指示が入力されてから、前記突入制限抵抗の放熱用に設定した放熱時間が経過した後、前記放熱時間に基づいて前記カウンタ値を修正するカウンタ値修正手段と、
を有する電源制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の電源制御装置であって、
前記カウンタ値修正手段は、前記放熱時間および前記電源接続の継続時間に基づいて前記カウンタ値を修正し、
前記電源接続の継続時間に基づいて前記放熱時間を設定する放熱時間設定手段、
をさらに有する電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源制御装置に関し、特に高出力電源を有する電源回路の電源制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車やハイブリッド自動車は、駆動源としてのモータおよびモータへ電力を供給するための高電圧バッテリを有しており、さらに高電圧バッテリとモータとの間には、電力の供給遮断のためのリレーが設けられている。そして電源制御装置がリレーを制御することで、電力の供給および遮断が実行される。高電圧バッテリは例えばＤＣ２００Ｖといった高電圧であり、従って高電圧バッテリをいきなりモータに接続すると瞬間的な大電流つまり突入電流が流れ、リレーを破壊するなどの恐れがある。この対策として突入制限抵抗が設けられており、高電圧バッテリからモータへの電力供給開始時点において、突入制限抵抗を通って電流が供給されている。つまり突入制限抵抗が突入電流のエネルギーを自ら発する熱エネルギーに変換することで、リレーなどの破壊を防止している。ところが、高電圧バッテリとモータの接続が繰り返し行われると、突入制限抵抗は放熱の機会が無いまま発熱を繰り返してしまう。このため突入制限抵抗の放熱時間を監視し突入制限抵抗の温度推定を行った上で、高電圧バッテリとモータの接続制御を行う必要がある。
【０００３】
突入制限抵抗は、高電圧バッテリとモータが接続されていない場合、つまり車両が停止し、電源制御装置自身への電力供給が停止して制御動作が停止している場合にも放熱している。従って、電源制御装置の制御動作が停止している間の突入制限抵抗の放熱時間を監視するには、電源制御装置の制御動作が停止している場合にも利用可能な外部タイマーなどを、別途設けて監視する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の電源制御装置は、電源制御装置の制御動作が停止している場合にも利用可能な外部タイマーを併用する必要があった。
【０００５】
そこで本発明は、外部タイマーを必要としない電源制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る電源制御装置は、バッテリと負荷がリレーを介して接続され、バッテリから負荷への突入電流を制限する突入制限抵抗が設けられた電源回路を制御する電源制御装置であって、外部から入力される電源接続指示に応じてバッテリと負荷を電源接続し、外部から入力される電源切断指示に応じてバッテリと負荷を電源切断する、リレー制御手段と、前記電源接続の回数に対応したカウンタ値が所定値に達すると前記電源接続を禁止する接続制限手段と、前記電源切断指示が入力されてから、前記突入制限抵抗の放熱用に設定した放熱時間が経過した後、前記放熱時間に基づいて前記カウンタ値を修正するカウンタ値修正手段と、を有するものとする。
【０００７】
上記構成によれば、突入制限抵抗の放熱時間が経過した後に、その放熱時間に基づいてカウンタ値を修正してから、つまり次回の電源接続指示に対応してカウンタ値を戻してから、電源制御装置の制御動作を終了させることができる。このため、制御終了後に電源制御装置自身の電源を落としても、電源制御装置の電源が落とされている間の放熱時間を監視する外部タイマーを別途設ける必要なく次回の電源接続指示に対応できる。よって、外部タイマーの追加による暗電流の増加、専用回路の追加、および追加に伴うコストの増加などを抑えることができる。
【０００８】
望ましくは、前記カウンタ値修正手段は、前記放熱時間および前記電源接続の継続時間に基づいて前記カウンタ値を修正し、前記電源接続の継続時間に基づいて前記放熱時間を設定する放熱時間設定手段、をさらに有するものとする。
【０００９】
上記構成によれば、電源接続が継続している間の放熱を見込んで突入制限抵抗の放熱時間が設定されるため、放熱時間を不必要に長く確保することを回避できる。よって放熱時間の確保のために電源制御装置自身の電源を不必要に長く確保することが回避され、消費電力を低減できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１には、本発明に係る電源制御装置の好適な実施形態、つまり電気自動車の駆動源モータへ電力を供給する電源回路およびその電源制御装置が示されており、図１はその全体構成を示す構成図である。
【００１２】
電源回路１０は、車両駆動源としてのモータ１２およびフィルタ用コンデンサ１４、モータ１２に電力を供給する高電圧バッテリ１６、高電圧バッテリ１６とモータ１２の接続／切断を行うリレー１８，２０，２２および突入制限抵抗２４で構成されている。高電圧バッテリ１６は、例えばＤＣ２００Ｖの大容量バッテリである。フィルタ用コンデンサ１４およびモータ１２には電圧計２６が並列に設けられ、電源制御装置３０は、電圧計２６の計測値に基づいて、各リレー１８，２０，２２を制御する。
【００１３】
電源制御装置３０は、高電圧バッテリ１６とは別の図示しない制御装置用バッテリに接続されており、ユーザーのキー操作、つまりイグニッションＯＮされると電源制御装置３０に電力が供給された後、電源回路１０の制御を開始する構成になっている。逆に、イグニッションＯＦＦされると所定の制御動作を行った後、電源制御装置３０への電力供給も停止され、電源制御装置３０による不必要な電力消費を回避している。制御装置用バッテリは、高電圧バッテリ１６から電圧変換により得られるものであってもよい。
【００１４】
次に、電源制御装置３０内の各部について説明する。コントロール部３２は、電源制御装置３０内の各部を集中管理するとともに、外部とのインターフェース機能を担っている。つまり、電源接続指示であるイグニッションＯＮが外部から入力されると、電源制御装置３０を立ち上げて電源制御を開始する。また、電源切断指示であるイグニッションＯＦＦが入力されると、電源制御終了直前に必要な動作を実行した後、電源制御装置３０自身への電力供給を切断する。電源制御を行っていない期間、つまりイグニッションＯＦＦが継続している期間は、電源制御装置３０自身への電力も切断され、電源制御装置３０内部で消費される電力を極力抑えている。
【００１５】
リレー制御手段であるリレー制御部３４は、　コントロール部３２にイグニッションＯＮが入力されると、リレー１８，２０，２２を制御して高電圧バッテリ１６の正極と負極とをモータ１２に接続する。これによりモータ１２に並列に設けられているフィルタ用コンデンサ１４に電流が供給される。高電圧バッテリ１６の電圧は、例えばＤＣ２００Ｖといった高電圧である。従って、電圧が低い状態のモータ１２にいきなり接続すると、瞬間的に大電流つまり突入電流が流れ、リレー１８，２０，２２の接点を破壊するおそれがある。このため、リレー２０に対して直列に突入制限抵抗２４が設けられ、電源供給開始時点においては、この突入制限抵抗２４によって突入電流を防止するような手順で、各リレー１８，２０，２２がＯＮされる。
【００１６】
つまり、イグニッションＯＮが入力されると、リレー制御部３４は、まず高電圧バッテリ１６の負極側に設けられたリレー２２をＯＮした後に、正極側に設けられたリレー２０をＯＮする。この際、リレー２０に対して直列に接続された突入制限抵抗２４によって高電圧バッテリ１６からモータ１２側への突入電流が抑制される。高電圧バッテリ１６から電流が供給され、フィルタ用コンデンサ１４両端の電圧が上昇したことを電圧計２６で検知すると、リレー２０に並列に設けられたリレー１８をＯＮし、ついでリレー２０をＯＦＦする。これにより、突入電流を抑えつつ、高電圧バッテリ１６の出力がモータ１２に伝えられる。また、高電圧バッテリ１６とモータ１２を電源切断する場合は、リレー１８とリレー２２を同時に、あるいは一方ずつ切断すればよい。このようにして、高電圧バッテリ１６とモータ１２の電源接続／切断が行われる。
【００１７】
カウンタ３６は電源接続の回数をカウントする。つまり、リレー制御部３４により制御される高電圧バッテリ１６とモータ１２の接続／切断の回数であるカウント値を計測し、接続制限部３８に出力する。電源接続の際、突入制限抵抗２４により突入電流が抑制されているが、この結果抑制されたエネルギーは突入制限抵抗２４により熱として放出される。したがって、電源の接続／切断を短時間に繰り返し行うと、突入制限抵抗２４が放熱を行うことができず、その温度が過度に上昇してしまい、突入制限抵抗２４自身あるいは抵抗周辺の樹脂部品等を破壊する恐れがある。
【００１８】
そこで、接続制限手段である接続制限部３８は、突入制限抵抗２４の温度が過度に上昇することを避けるため、電源接続回数のカウント値に基づいて電源の接続動作を制限する。つまりカウント値が所定の値、例えば接続回数１００回に達した場合には、電源の接続動作を禁止する。
【００１９】
カウンタ値修正部４０は、電源接続回数のカウンタ値を所定の条件で修正する。上述したようにカウンタ値は突入制限抵抗２４の温度推定に用いられるものである。突入制限抵抗２４は、電源の接続時にのみ利用され、それ以外の時間帯、例えば電源の接続が継続している場合や電源が切断されている場合には利用されないため、その間に放熱が行われて温度が低下する。例えば、電源接続一回による突入制限抵抗２４の温度上昇を１℃、突入制限抵抗２４を１℃下げるのに必要な放熱時間を１０秒、突入制限抵抗２４の温度上昇許容値として常温値＋１００℃を考えると、突入制限抵抗２４が常温値から放熱時間なしに繰り返して電源接続が行われた場合の接続回数の許容値は１００回となる。
【００２０】
ところが、電源接続が行われた後に電源接続が継続されている状態、例えば車両が走行している状態では、突入制限抵抗２４が放熱している。従って、仮に突入制限抵抗２４が常温値より９０℃高い状態、つまりカウント値が９０回の状態で接続された後、走行状態が９００秒以上継続すれば、走行中の放熱により突入制限抵抗２４は常温値にまで低下することになる。この場合カウンタ値修正部４０はカウント値を０に変更すればよい。走行状態は必ずしも長期とは限らず、例えば２０秒程度で走行が終了するかもしれない。このような場合、例えば１０秒ごとにカウント値を１ずつ減ずるなど、利用状況に応じて適宜設定すればよい。
【００２１】
突入制限抵抗２４の放熱は車両走行中に限られるものではなく、車両が停止中にも行われる。しかし車両が停止しイグニッションＯＦＦされており、電源制御装置３０自身の電源が落とされている状態では、車両の停止期間つまり突入制限抵抗２４の放熱時間を計測することができない。そこで本実施の形態では、外部からイグニッションＯＦＦが入力されると電源制御を終了する前に突入制限抵抗２４の冷却時間を予め設けて、冷却時間が経過してから電源制御を終了して電源制御装置３０の電源を落としている。この際、つまり電源制御の終了時、カウンタ値修正部４０は冷却時間に相当するカウント値の修正も行っている。以下に冷却時間の設定および冷却時間に基づくカウンタ値の修正について述べる。
【００２２】
冷却時間設定手段である冷却時間設定部４２は、電源接続の継続時間に応じて冷却時間を設定する。電源接続が継続している間にも、突入制限抵抗は放熱を行っているため、冷却時間は電源接続の継続時間に応じて設定されることが望ましい。つまり、電源接続の継続時間が長く、例えば先の例において９００秒を超える継続時間であれば、突入制限抵抗２４は常温値に戻っているため冷却時間は必要ない。逆に電源接続の継続時間が短く、突入制限抵抗２４の放熱が全く行われていないような場合、最低でも１０秒つまり一回の電源接続で上昇する温度分だけでも冷却時間を設けておくことにより、次回の電源接続が可能になる。このように冷却時間は次回の電源接続時の温度上昇を見込んで、予め設定されるものであればよく、車両の構成あるいは利用状況に応じて適宜設定される。
【００２３】
冷却時間タイマー４４は、イグニッションＯＦＦが入力されてから冷却時間をカウントする。つまり、イグニッションＯＦＦが入力されてからの経過時間をカウントし、経過時間が冷却時間設定部４２で設定される冷却時間に達すると、冷却時間が経過した旨をコントロール部３２およびカウンタ値修正部４０に出力する。カウンタ値修正部４０は冷却時間に基づいてカウント値を修正する。例えば１００秒の冷却時間が経過した場合、１００秒に相当する１０回分をカウント値から減算する。一方コントロール部３２は電源制御装置３０内の各部による電源制御を終了させ、電源制御装置３０自身への電力供給を停止させる。このように突入制限抵抗２４の冷却時間を設けた後に電源制御装置３０の制御動作を終了させているため、次回の電源制御装置３０の制御動作開始時点において、突入制限抵抗２４を許容値温度以下で利用することができる。
【００２４】
上記実施の形態では、高電圧バッテリと車両駆動用モータで構成される電源回路の制御を示したが、本発明に係る電源制御装置は、その他の高電圧バッテリと高電圧負荷との組み合わせ、例えばエアコン装置やパワーステアリング装置等との組み合わせによる電源回路の制御に対しても有効である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、外部タイマーを必要としない電源制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電源制御装置の全体構成を示す構成図である。
【符号の説明】
３４　リレー制御部、３８　接続制限部、４０　カウンタ値修正部、４２　冷却時間設定部。
【図１】
2004088821.tif 000003