JP2003204608A - 車両用電源装置 - Google Patents

車両用電源装置

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JP2003204608A
JP2003204608A JP2002002167A JP2002002167A JP2003204608A JP 2003204608 A JP2003204608 A JP 2003204608A JP 2002002167 A JP2002002167 A JP 2002002167A JP 2002002167 A JP2002002167 A JP 2002002167A JP 2003204608 A JP2003204608 A JP 2003204608A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両用電源装置において、電源ラインに設け
られたコンデンサのプリチャージ回路を用いることなく
イグニッションオン時の突入電流を防止する。 【解決手段】 バッテリ10によりインバータ14、1
6及びモータ15、17を駆動する。電力ラインにはノ
イズ低減用コンデンサCが設けられる。ECU18は、
イグニッションがオフされた時に直ちにコンデンサCを
放電するのではなく、所定の時間だけ遅延させてコンデ
ンサCを放電する。放電は、モータ15、17を無トル
ク状態で駆動することにより実行される。これにより、
所定の遅延時間内にイグニッションが再びオンされた時
でも、コンデンサCは既に充電されているため突入電流
を小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用電源装置、特
に電力ラインにコンデンサを設けた場合の突入電流制御
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、電気自動車やハイブリッド自
動車等において、バッテリから負荷であるモータへの電
力ラインにノイズ低減用のコンデンサが設けられてい
る。そして、車両のイグニッションをオフにした後は、
例えばコンデンサに蓄積された電荷により無トルク状態
でモータを駆動してコンデンサを放電させている。
【0003】ところが、イグニッションをオフにしてコ
ンデンサを放電した後、再びイグニッションをオンにし
て車両走行する場合、コンデンサが既に放電されている
ためコンデンサ充電時に高電圧の突入電流が生じ、バッ
テリに接続されたリレーなどが大きな突入電流により損
傷し、場合によっては溶着してしまう問題があった。
【0004】そこで、例えば図3に示されるように、ハ
イブリッド(HV)バッテリ10の電力供給切替リレー
を3個(SMR1、SMR2、SMR3)設け、そのう
ちの一つのリレーに直列に抵抗Rを設けることで突入電
流を低減する構成が採用されている。すなわち、イグニ
ッションがオンされると、まずSMR2とSMR3をオ
ンする。これにより、SMR3及び抵抗Rを経由して制
限電流が流れることとなり、この制限電流でコンデンサ
を充電することができる。その後、SMR1をオンしS
MR3をオフしてモータを駆動することで、高電圧の突
入電流から回路を保護することができる。SMR3と抵
抗Rはバッテリからの制限電流でコンデンサを予め充電
するプリチャージ回路として機能すると云うこともでき
る。
【0005】このように制限電流でコンデンサを予め充
電する構成は、例えば特開平9−149509号公報に
も開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、SMR
3と抵抗Rを設けてコンデンサをプリチャージする構成
では、回路部品点数が増大しコスト的に不利となる。特
に、プリチャージ回路はイグニッションオンの直後のみ
機能する回路であり、通常は動作しないことからその使
用効率が低い問題がある。
【0007】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、プリチャージ回路を
不要とし、かつ、高電圧の突入電流を低減することがで
きる車両用電源装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電源と、前記電源からの電力により駆動
される負荷と、前記電力のオンオフを切り替えるスイッ
チと、前記電源と負荷間の電力ラインに接続されるコン
デンサとを備える車両用電源装置であって、車両のイグ
ニッションがオフされてから所定の遅延時間後に前記コ
ンデンサを放電する制御手段とを有することを特徴とす
る。
【0009】ここで、前記制御手段は、前記イグニッシ
ョンのオフによる自身の動作停止の直前に前記コンデン
サを放電することが好適である。
【0010】本装置において、前記負荷はモータであ
り、前記制御手段は、前記コンデンサからの電力で前記
モータをゼロトルク状態で駆動することにより前記コン
デンサを放電することができる。
【0011】また、本装置において、前記制御手段は、
異常が検出された場合には直ちに前記コンデンサを放電
することが好適である。
【0012】このように、本発明の車両用電源装置で
は、従来のようにイグニッションがオフされたときに直
ちにコンデンサを放電するのではなく、所定の遅延時間
後にコンデンサを放電する。これにより、イグニッショ
ンがオフされてから所定の遅延時間内に再びイグニッシ
ョンがオンされても、コンデンサは既に充電されている
ため、イグニッションをオンしたときの突入電流を小さ
くすることができる。
【0013】なお、イグニッションをオフしたときには
制御手段への電力供給も停止されて制御手段の動作が不
能となるが、通常イグニッションがオフされてから数分
程度は制御手段の動作が可能であるため、この動作可能
時間内に遅延時間を設定することができる。イグニッシ
ョンオフによる制御手段の動作停止の直前までコンデン
サの放電を遅らせることで、遅延時間を最大限大きくす
ることができる。
【0014】コンデンサの放電は、例えば負荷としてモ
ータが接続されている場合にはコンデンサからの電力で
モータをゼロトルク状態で駆動することで達成される。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
【0016】図1には、本実施形態に係る車両電源装置
の構成が示されている。電源のバッテリ10で負荷であ
る2つのモータ15、17を駆動する構成である。もち
ろんモータは2個ではなく1個でもよい。モータ15、
17にはそれぞれインバータ14、16が接続され、イ
ンバータ14、16にバッテリ10からの直流を供給
し、インバータ14、16の各スイッチを制御すること
によりモータ15、17に三相交流を供給して駆動す
る。インバータ14、16のスイッチングは制御手段と
してのECU(電子制御装置)18により制御される。
【0017】バッテリ10からの電力供給は2個のリレ
ーSMR1、SMR2をオンオフすることにより切り替
えられ、バッテリ10からモータ15、17への電力ラ
インにはノイズ低減用のコンデンサCが設けられてい
る。また、コンデンサCに並列に放電抵抗Rが接続され
ている。本実施形態においては、コンデンサCのプリチ
ャージ回路が設けられていない点に着目されたい。
【0018】このような構成において、例えばハイブリ
ッド自動車の場合、ECU18は低速走行時にはインバ
ータ14、16をスイッチング制御してバッテリ10か
らの電力でモータ15、17を駆動する。一方、通常走
行時には、ECU18はバッテリ10からの電力でエン
ジンをクランキングし、エンジントルクにより車両を走
行させる。高負荷時には、エンジントルクに加えモータ
15、17を駆動してトルクアシストする。また、車両
減速時には、インバータ14、16を制御してモータ1
5、17をジェネレータとして機能させ、運動エネルギ
を電気エネルギに変換して電力を回生しバッテリ10を
充電する。
【0019】従来において、イグニッションオフ時にコ
ンデンサCを放電していたため、次にイグニッションを
オンするときにはプリチャージ回路でコンデンサCをま
ず充電し、その後バッテリ10からの電力を供給するこ
とにより突入電流を小さく制限していたが、本実施形態
においてはコンデンサCの放電タイミングを遅らせるこ
とでイグニッションオン時においてコンデンサCが既に
充電されている確率を大きくし、これによりイグニッシ
ョンオン時の突入電流を低減するものである。
【0020】すなわち、本実施形態において、イグニッ
ションがオフされた場合、ECU18は直ちにインバー
タ14、16を駆動して無トルク状態でモータ15、1
7を駆動しコンデンサCを放電するのではなく、イグニ
ッションがオフされてから所定の遅延時間内はコンデン
サCの放電制御を行わず、単に放電抵抗Rのみによる自
己放電を行う。これにより所定の遅延時間内はコンデン
サCには電荷が残存する状態となる。したがって、この
遅延時間内に再びイグニッションがオンされた場合に
は、コンデンサCは既に充電されているため突入電流は
小さくて済み、SMR1あるいはSMR2の損傷が防止
できる。
【0021】図2は、本実施形態におけるECU18の
処理フローチャートが示されている。まず、イグニッシ
ョンスイッチ信号に基づきイグニッションがオフされた
か否かを判定する(S101)。そして、イグニッショ
ンがオフされた場合には、次に電源装置に異常(フェイ
ル)が発生したか否かを判定する(S102)。異常状
態としては、例えばユーザが高圧コンポーネントの蓋を
開けてインターロックがオンされた場合や、高圧コンポ
ーネントにショートが発生した場合等が考えられる。そ
して、フェイルが発生した場合には、コンデンサCに電
荷が蓄積されている状態は危険なので、ECU18は直
ちにコンデンサCの放電制御を実行する(S104)。
一方、異常が発生していない場合には、ECU18はイ
グニッションがオフされてから所定の遅延時間は放電制
御を行わず、遅延時間経過後に放電制御を実行してコン
デンサCを放電する(S103)。放電制御は、従来と
同様にインバータ14、16をスイッチング制御してモ
ータ15、17を無トルク状態で駆動させればよい。無
トルク状態とすることで、意図せずモータ15、17に
より車両が動き出すことを防止できる。
【0022】なお、所定の遅延時間は任意に設定するこ
とが可能であるが、放電を可能な限り遅させることが好
ましく、この観点からはイグニッションがオフされてか
らECU18の動作が停止される直前まで遅らせる、す
なわち放電制御のタイミングをECU18が動作停止と
なる直前に実行することが好ましい。例えば、イグニッ
ションがオフされてからECU18の動作が停止される
まで5分間要するとすると、遅延時間を5分弱に設定す
る等である。これにより、イグニッションがオフされて
から略5分間はコンデンサCは充電状態を維持するた
め、イグニッションがオフされてから5分以内にイグニ
ッションを再びオンした場合、突入電流は小さくて済む
ことになる。イグニッションを比較的短時間にオン、オ
フするような走行、例えば、宅配便等に好適であろう。
【0023】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変
更が可能である。
【0024】例えば、本実施形態ではモータを無トルク
で駆動することでコンデンサCを放電しているが、他の
方法でコンデンサCを放電してもよい。
【0025】また、イグニッションオフからイグニッシ
ョンオンまでの平均時間を統計的に算出し、この平均時
間に基づいて遅延時間を設定することもできる。例え
ば、3分程度でイグニッションのオンオフを繰り返して
いる場合、遅延時間を3分強に設定する等である。
【0026】また、前回のイグニッションオフからオン
までの時間を計測し、この時間に応じてデフォルトの遅
延時間を増減調整することも可能である。例えば、デフ
ォルトの遅延時間を3分とした場合、前回のイグニッシ
ョンオフからオンまでの時間が4分であり、したがって
イグニッションオン時には既にコンデンサが放電してし
まった場合には、この事実に基づいて遅延時間を1分だ
け増大させることも可能である。
【0027】さらに、統計的に算出された平均時間ある
いは前回の計測時間がECU18の動作停止時間を超え
ている場合、ECU18の動作停止時間を増大させるこ
とで遅延時間を確保することも可能である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればコ
ンデンサの放電時間を遅らせることで次回のイグニッシ
ョンオン時における突入電流を小さくでき、プリチャー
ジ回路を設けることなく回路を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態の構成図である。
【図2】 実施形態の処理フローチャートである。
【図3】 従来装置の回路構成図である。
【符号の説明】
10 バッテリ、14,16 インバータ、15,17
モータ、18 ECU。
フロントページの続き Fターム(参考) 5H115 PA08 PC06 PG04 PI16 PI29 PO02 PU08 PU24 PU25 PV10 PV23 QE20 QI04 QN03 QN12 RB21 TU02 TZ01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源と、 前記電源からの電力により駆動される負荷と、 前記電力のオンオフを切り替えるスイッチと、 前記電源と負荷間の電力ラインに接続されるコンデンサ
    と、 を備える車両用電源装置であって、 車両のイグニッションがオフされてから所定の遅延時間
    後に前記コンデンサを放電する制御手段と、 を有することを特徴とする車両用電源装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の装置において、 前記制御手段は、前記イグニッションのオフによる自身
    の動作停止の直前に前記コンデンサを放電することを特
    徴とする車両用電源装置。
  3. 【請求項3】 請求項1、2のいずれかに記載の装置に
    おいて、 前記負荷はモータであり、 前記制御手段は、前記コンデンサからの電力で前記モー
    タをゼロトルク状態で駆動することにより前記コンデン
    サを放電することを特徴とする車両用電源装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の装置に
    おいて、 前記制御手段は、異常が検出された場合には直ちに前記
    コンデンサを放電することを特徴とする車両用電源装
    置。
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