JP2000134707A - 電源制御装置 - Google Patents

電源制御装置

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JP2000134707A
JP2000134707A JP10303441A JP30344198A JP2000134707A JP 2000134707 A JP2000134707 A JP 2000134707A JP 10303441 A JP10303441 A JP 10303441A JP 30344198 A JP30344198 A JP 30344198A JP 2000134707 A JP2000134707 A JP 2000134707A
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smr
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control relay
capacitor
voltage
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JP10303441A
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Tsutomu Matsuki
務 松木
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源の供給を制御するリレーの溶着を電源装
置の起動時に確実に検知することができる電源制御装置
を提供する。 【解決手段】 電源制御装置５０は、イグニッションを
オンするごとに大容量バッテリ２の正極側に設けられ、
抵抗１４が直列接続されたＳＭＲ１０をオンし、コンデ
ンサ１６の電圧が上昇した場合には、負極側のＳＭＲ６
が溶着していると判断する。次に、ＳＭＲ６をオンして
ＳＭＲ１０をオフし、コンデンサ１６の電圧が低下しな
い場合には、正極側に互いに並列に設けられたＳＭＲ８
とＳＭＲ１０とのいずれかが溶着していると判断する。
これら溶着が検知されないことにより正常と判断される
場合に、ＳＭＲ６に加えて、ＳＭＲ１０をオンした後に
ＳＭＲ８をオンし、その後にＳＭＲ１０をオフすること
により電源装置の正常起動が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車等の電
源のオン／オフを行う電源制御装置に関し、特に電源装
置の制御リレーの溶着の検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車やハイブリッド自動車では、
駆動源としてのモータと、このモータへ電力を供給する
ためのメインバッテリを有している。そして、このメイ
ンバッテリとモータとの間には、電力供給を制御するた
めの制御リレーであるシステムメインリレー（以下、Ｓ
ＭＲと略記する）が設けられている。
【０００３】図４は、従来より用いられている電源装置
の概略の回路構成図である。大容量バッテリ２からモー
タ等の負荷４への電力供給はＳＭＲ６，８，１０を用い
てオン／オフされる。つまり、ドライバーが車両に乗り
込み、運転開始のためにキー操作を行った場合には電源
制御装置１２がＳＭＲのオン／オフを制御してバッテリ
２の正極と負極とを負荷４に接続する。
【０００４】さて大容量バッテリ２の電圧は、例えば２
８０Ｖといった高電圧である。この高電圧のバッテリを
いきなり負荷に接続すると瞬間的に大電流（突入電流）
が流れ、メインヒューズが溶断するおそれがある。その
ため、ＳＭＲ８に並列に設けられるＳＭＲ１０には直列
に抵抗１４が接続され、電源供給開始時点においては、
この抵抗１４によって突入電流が防止するような手順で
ＳＭＲがオン／オフされる。
【０００５】しかし、ＳＭＲはその断続の際に接点間に
発生するアークによって溶着を起こす可能性がある。例
えば、ＳＭＲ８が溶着すると、電流は抵抗１４が設けら
れたＳＭＲ１０側には流れないため、突入電流が発生す
るおそれがある。
【０００６】また、ＳＭＲ８又はＳＭＲ１０とＳＭＲ６
とが溶着すると、大容量バッテリ２から負荷４への放電
を停止することができなくなるおそれがある。
【０００７】このため、従来の電源制御装置１２は、負
荷に並列に設けられたコンデンサ１６の電圧に基づいて
溶着を検出している。図５は、従来の電源制御装置１２
による溶着検出処理を説明するタイミング図である。同
図（ａ）〜（ｄ）は、それぞれイグニッションスイッチ
（以下、ＩＧ）、ＳＭＲ６，８，１０のオン／オフ状態
を示すタイミング図である。また同図（ｅ）は、これら
スイッチ、リレーの制御の下での負荷側電圧の時間的変
化を示した図である。この負荷側電圧はコンデンサ１６
の両端電圧を電圧計１８により測定したものである。
【０００８】ＩＧがオンされると、電源制御装置１２
は、まず時刻ｔ1にて大容量バッテリ２の負極側に設け
られたＳＭＲ６をオンした後に、続く時刻ｔ2にて正極
側に設けられたＳＭＲ１０をオンする。ＳＭＲ１０に直
列接続された抵抗１４によって突入電流を抑制しつつ負
荷側の電圧がある程度に達した段階（時刻ｔ3）で、Ｓ
ＭＲ１０に並列なＳＭＲ８をオンし、続いて時刻ｔ4に
てＳＭＲ１０をオフする。この過程の中で電源制御装置
１２は、負極側のＳＭＲ６しかオンしていないはずであ
る期間ｔ1〜ｔ2において、コンデンサ１６の両端の電圧
が上昇したことを電圧計１８で検知すると、ＳＭＲ８又
はＳＭＲ１０が溶着していると判断する。
【０００９】ＩＧがオフされている期間ｔ5〜ｔ6におい
ては、正常状態ではコンデンサ１６は次第に放電して両
端の電圧は低下するはずであるが、電源制御装置１２
は、この電圧が低下しない場合や、低下速度が遅い場合
には、ＳＭＲ６とＳＭＲ８又はＳＭＲ１０との双方が溶
着していると判断する。
【００１０】電源制御装置１２は、次にＩＧがオンされ
ると今度は、まず時刻ｔ6にて大容量バッテリ２の正極
側に設けられたＳＭＲ１０をオンする。この状態で、時
刻ｔ7にてＳＭＲ６をオンすることにより突入電流を抑
制することができる。その後、時刻ｔ8にてＳＭＲ８を
オンし、負荷側の電圧がある程度に達した段階（時刻ｔ
9）で、突入電流を抑制する抵抗１４が直列接続された
ＳＭＲ１０をオフする。この過程の中で電源制御装置１
２は、正極側のＳＭＲ１０しかオンしていないはずであ
る期間ｔ6〜ｔ7において、コンデンサ１６の両端の電圧
が上昇したことを電圧計１８で検知すると、ＳＭＲ６が
溶着していると判断する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
１回のＩＧのオン期間にバッテリの正極側のＳＭＲか負
極側のＳＭＲのいずれか一方しかその溶着を検知するこ
とができない。すなわち、あるイグニッションのオン期
間において、溶着検知対象とされないＳＭＲが溶着を起
こしている可能性があり、その状態でＩＧをオンし、も
う一方のＳＭＲをオン状態とすると突入電流が発生しメ
インヒューズが溶断されるという問題があった。例え
ば、上記従来技術の構成に基づいて具体的に述べれば、
ＳＭＲ８，１０の溶着検出期間ｔ1〜ｔ2においては、Ｓ
ＭＲ６の溶着を検出することはできない。また、ＩＧが
オフされる期間ｔ5〜ｔ6においては、正極側と負極側と
の双方のＳＭＲを共にオフさせた状態でのコンデンサ１
６の両端電圧の監視に基づいて溶着検出を行っているの
で、正極側と負極側との双方が溶着していないと異常を
検知することができない。また、溶着検出期間ｔ6〜ｔ7
においては、ＳＭＲ８の溶着を検出することができな
い。
【００１２】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、ＳＭＲの溶着検出の確実さが向上した電源
制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の電源制御装置
は、バッテリの両端子にそれぞれ接続される第１制御リ
レー及び第２制御リレーと、前記第２制御リレーに並列
に接続された第３制御リレーと抵抗との直列接続と、前
記第１制御リレー及び前記第２制御リレーそれぞれの前
記バッテリと反対側の端子間に接続されたコンデンサと
を含む構成において、前記コンデンサの電圧を測定する
電圧計と、前記各制御リレーのオン／オフを制御する制
御部とを有し、前記制御部が、負荷への電源供給開始時
に、前記各制御リレーのうち前記第３制御リレーのみを
オンし、そのときの前記電圧計の出力に基づいて前記第
１制御リレーの溶着を判定し、続いて前記第１制御リレ
ーをオンして前記コンデンサを所定レベルに充電した
後、前記第３制御リレーをオフし、そのときの前記電圧
計の出力に基づいて前記第２制御リレーの溶着を判定
し、しかる後、前記第２制御リレーをオンすること、を
特徴とする。
【００１４】第１制御リレーと第２制御リレーとの溶着
が１回の電源供給開始時に相次いで行われる。つまり第
１制御リレーと第２制御リレーとの双方の溶着が起きて
いないことを確認した上で第１制御リレーと第２制御リ
レーとの双方をオン状態とした本格的な電源供給を開始
することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
【００１６】図１は、本発明に係る実施形態である電源
装置の概略の回路構成図である。図において図４と同様
の構成要素には同一の符号を付している。本装置では、
大容量バッテリ２が負荷４に電力を供給する。大容量バ
ッテリ２の負極側に第１の制御リレーであるＳＭＲ６が
接続され、正極側に第２、第３の制御リレーであるＳＭ
Ｒ８とＳＭＲ１０とが接続される。ＳＭＲ１０は抵抗１
４を直列に接続され、これらの直列接続は、ＳＭＲ８に
並列に接続される。ＳＭＲ６、ＳＭＲ８それぞれの大容
量バッテリ２に接続される側と反対側の端子、すなわち
負荷４が接続される側の端子の間には、コンデンサ１６
が接続される。また、このコンデンサ１６の両端間に
は、電圧計１８が接続される。電源制御装置５０はＳＭ
Ｒ６〜１０のオン／オフの制御を行うとともに、電圧計
１８の計測値を入力される。なお、図１には示されてい
ないが、電源制御装置５０はＩＧのオン／オフを知らせ
る信号も入力されるように構成される。
【００１７】ここで、抵抗１４の抵抗値Ｒは、ＳＭＲ６
とＳＭＲ１０とをオン状態とし、それらＳＭＲの負荷側
の端子間が短絡された場合であっても、メインヒューズ
に流れる電流Ｉがその容量Ｉmax以下となるように、す
なわちＩ≦Ｉmaxとなるように定められる。具体的に
は、大容量バッテリ２の電圧をＥとし、またその内部抵
抗や他の部品の抵抗の合計をｒとして、Ｉ＝Ｅ／（Ｒ＋
ｒ）で表されるので、Ｒは関係式Ｉmax≧Ｅ／（Ｒ＋
ｒ）に基づいて定められる。
【００１８】図２は、本装置の電源制御装置５０による
溶着検出処理を説明するタイミング図である。同図
（ａ）〜（ｄ）は、それぞれＩＧ、ＳＭＲ６，８，１０
のオン／オフ状態を示すタイミング図である。また同図
（ｅ）は、これらスイッチ、リレーの制御の下での負荷
側電圧（コンデンサ１６の両端電圧ＶC）の時間的変化
を示した図である。
【００１９】また図３は、本装置の電源制御装置５０に
おける溶着検出処理を説明するフロー図である。
【００２０】電源制御装置５０はｔ'1にてＩＧがオンさ
れたことを検知すると（Ｓ６０）、直ちにＳＭＲ１０を
オン状態とするのではなく、電圧計１８の出力を監視す
る。この状態では、いずれのＳＭＲもオフ状態であるの
で、本来、大容量バッテリ２から負荷４への電力供給は
行われないはずである。
【００２１】しかし、ＳＭＲ８又はＳＭＲ１０のいずれ
かとＳＭＲ６との双方が溶着していると、大容量バッテ
リ２から負荷４へ電流が流れ、コンデンサ１６が充電さ
れ、コンデンサ１６の電圧ＶCが上昇する。電源制御装
置５０は電圧ＶCが基準電圧、例えば０ボルトから上昇
していることを検知すると（Ｓ６２）、上記正極側と負
極側との両方のＳＭＲが溶着していると判断する（Ｓ６
４）。そして、異常告知ランプ点灯等の措置を行って、
運転者に通報する（Ｓ６６）。
【００２２】電源制御装置５０は続いて判断Ｓ６２にて
異常が検出されなかった場合には、続くｔ'2にて、ＳＭ
Ｒ１０のみオン状態に切り換える（Ｓ６８）。このとき
電源制御装置５０は、ＳＭＲ６をオフ状態に制御してい
る。よって、本来、この状態では、大容量バッテリ２か
ら負荷４への電力供給は行われないはずである。
【００２３】しかし、ＳＭＲ６が溶着していると、大容
量バッテリ２から負荷４へ電流が流れ、コンデンサ１６
が充電される。そこで電源制御装置５０は電圧計１８の
出力を監視し、この状態でコンデンサ１６の電圧ＶCが
基準電圧、例えば０ボルトから上昇していることを検知
すると（Ｓ７０）、ＳＭＲ６が溶着していると判断する
（Ｓ７２）。そして、異常告知ランプ点灯等の措置を行
って、運転者に通報する（Ｓ６６）。
【００２４】なお、ここで、ＳＭＲ６が溶着を起こして
いても、ＳＭＲ１０には抵抗１４が直列接続されている
ため、ＳＭＲ１０をオンした際に突入電流が発生するお
それはない。
【００２５】一方、処理Ｓ７０にて、コンデンサ１６の
電圧ＶCが上昇していないと判断される場合、つまり電
圧ＶCが基準電圧に保たれている又は基準電圧以下に保
たれている場合には、ＳＭＲ６の溶着は発生していない
と判断し、現在オンになっているＳＭＲ１０に加えて、
時刻ｔ'3にてＳＭＲ６をオン状態にする（Ｓ７４）。す
ると、大容量バッテリ２からコンデンサ１６には電荷が
供給され、電圧ＶCが上昇する。
【００２６】電圧ＶCがある程度の値となる時刻ｔ'4に
て、電源制御装置５０はＳＭＲ１０をオフし、そのとき
のＶCの値Ｖ1を記憶する（Ｓ７６）。ＳＭＲ１０をオフ
すると本来、大容量バッテリ２からの電荷供給が停止
し、放電によりコンデンサ１６のＶCは低下するはずで
ある。
【００２７】しかし、ＳＭＲ８又はＳＭＲ１０が溶着し
ていると、コンデンサ１６へ継続して電荷供給が行われ
るためＶCは低下しない。そこで電源制御装置５０は電
圧計１８の出力を監視し、時刻ｔ'4以降、ＶCがＶ1より
低下していないことを検出すると、ＳＭＲ８又はＳＭＲ
１０の溶着が発生していると判断する。具体的には、電
源制御装置５０は時刻ｔ'4から所定時間おいた時刻ｔ'5
においてＶCを測定し、その値をＶ2として記憶する（Ｓ
７８）。電源制御装置５０はこのＶ2と時刻ｔ'4におけ
る値Ｖ1とを比較する（Ｓ８０）。その結果、Ｖ2がＶ1
から減少していない場合には、ＳＭＲ８又はＳＭＲ１０
が溶着していると判断し（Ｓ８２）、異常告知ランプ点
灯等の措置を行って運転者に通報する（Ｓ６６）。
【００２８】一方、処理Ｓ８０にて、コンデンサ１６の
電圧ＶCが減少していると判断される場合、つまり電圧
差（Ｖ2−Ｖ1）が負である場合には、ＳＭＲ８又はＳＭ
Ｒ１０の溶着は発生していないと判断し、正常起動を許
可する。具体的には、正常起動は電源制御装置５０がま
ず時刻ｔ'5にてＳＭＲ１０をオンした後（Ｓ８４）、時
刻ｔ'6にてＳＭＲ８をオン状態とすることにより実行さ
れる（Ｓ８６）。
【００２９】このように、ＳＭＲ８をオンする前に、抵
抗１４が直列接続されたＳＭＲ１０をオンすることによ
り、ＳＭＲ８をオンした際に突入電流が発生することが
防止される。ＳＭＲ１０はＳＭＲ８をオンする際の突入
電流を防止する役目を終えるとオフされる（Ｓ８８，時
刻ｔ'7）。
【００３０】このように本装置によれば、１回のＩＧオ
ン期間において、電源装置の正常起動を行う前に、正極
側、負極側双方に設けられたＳＭＲの溶着が判断され
る。つまり、ＳＭＲの溶着がＩＧオン毎に確実に検知す
ることができ、溶着見逃しによる突入電流の発生を防止
することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施形態である電源装置の概略
の回路構成図である。
【図２】 本装置の電源制御装置５０による溶着検出処
理を説明するタイミング図である。
【図３】 本装置の電源制御装置５０における溶着検出
処理を説明するフロー図である。
【図４】 従来より用いられている電源装置の概略の回
路構成図である。
【図５】 従来の電源制御装置１２による溶着検出処理
を説明するタイミング図である。
【符号の説明】
２ 大容量バッテリ、４ 負荷、６，８，１０ システ
ムメインリレー、１４抵抗、１６ コンデンサ、１８
電圧計、５０ 電源制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０２Ｈ 3/05 Ｈ０２Ｈ 3/05 Ｐ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バッテリと、前記バッテリの両端子にそ
    れぞれ接続される第１制御リレー及び第２制御リレー
    と、前記第２制御リレーに並列に接続された第３制御リ
    レーと抵抗との直列接続と、前記第１制御リレー及び前
    記第２制御リレーそれぞれの前記バッテリと反対側の端
    子間に接続されたコンデンサとを含む電源装置を制御す
    る電源制御装置において、 前記コンデンサの電圧を測定する電圧計と、 前記各制御リレーのオン／オフを制御する制御部と、を
    有し、 前記制御部は、 負荷への電源供給開始時に、前記各制御リレーのうち前
    記第３制御リレーのみをオンし、そのときの前記電圧計
    の出力に基づいて前記第１制御リレーの溶着を判定し、 続いて前記第１制御リレーをオンして前記コンデンサを
    所定レベルに充電した後、前記第３制御リレーをオフ
    し、そのときの前記電圧計の出力に基づいて前記第２制
    御リレーの溶着を判定し、 しかる後、前記第２制御リレーをオンすること、 を特徴とする電源制御装置。
JP10303441A 1998-10-26 1998-10-26 電源制御装置 Pending JP2000134707A (ja)

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