JP2016178792A - コンタクタ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動車両におけるモータ‐インバータ間の電気回路上のコンタクタの、ＯＮ状態を保持するために必要な消費電力を、抑制することを可能とする、コンタクタ制御装置を提供する。
【解決手段】電動車両に備わるバッテリ２０とインバータ２１間の電気回路の正極側に、互いに並列に配設された、複数の正極側コンタクタ１１，１２と、前記回路の負極側に、互いに並列に配設された、正極側コンタクタ１１，１２と同数の負極側コンタクタ１４，１５と、接状態とする正極側コンタクタ１１，１２及び負極側コンタクタ１４，１５の個数を、前記回路を流れる電流値に応じて増減させ、１つの正極側コンタクタ１１（１２）及び１つの負極側コンタクタ１４（１５）は、電動車両の起動中に常時接状態とするように、各正極側コンタクタ１１，１２及び各負極側コンタクタ１４，１５の接断を制御するＥＣＵ１７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両におけるコンタクタ制御装置に関する。

まず、電動車両における従来の走行用モータの駆動システムを図７に示す。電動車両には、従来、バッテリ２０とインバータ２１との間の電気回路の正極（＋）側に、正極側コンタクタ２３が、負極（−）側に負極側コンタクタ２４が、それぞれ１つずつ設けられている。

そして、ＥＣＵ（電子制御部）２５の制御により、正極側コンタクタ２３及び負極側コンタクタ２４をＯＮ（接）状態とすることで、バッテリ２０からインバータ２１へ電力を供給し、インバータ２１で３相交流に変換してモータ２２を駆動する。

近年、モータ２２‐インバータ２１間の大出力化に伴って、バッテリ２０からインバータ２１に供給する電流も大きくなり、この大電流を流すためのコンタクタ２３，２４も大型（大容量）化されている。

なお、下記特許文献１には、電動車両において、複数の電源とモータとを接続する電気回路上のリレー数を減少させることで、消費電力を削減する技術が開示されている。

特開２０１４−９３８０６号公報

ところで、コンタクタ２３，２４のＯＮ状態を保持するためには微弱な電力を消費する。この消費電力は、通常のコンタクタであれば無視できる程度であったが、大容量コンタクタ（例えば４００Ａ）となると、ＯＮ状態を保持するために必要な電力（電流）も大きくなり（例えば４Ａ）、電費向上の観点から無視できなくなっている。

そこで、本発明は、電動車両におけるモータ‐インバータ間の電気回路上のコンタクタの、ＯＮ状態を保持するために必要な消費電力を、抑制することを可能とする、コンタクタ制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るコンタクタ制御装置は、
電動車両に備わるバッテリとインバータ間の電気回路の正極側に互いに並列に配設された、複数の正極側コンタクタと、
前記回路の負極側に互いに並列に配設され、前記正極側コンタクタにそれぞれ対応する、複数の負極側コンタクタと、
複数の前記正極側コンタクタ及び複数の前記負極側コンタクタのうち、１つの前記正極側コンタクタ及び１つの前記負極側コンタクタについては、前記電動車両の起動中常時接状態とし、他の前記正極側コンタクタ及び他の前記負極側コンタクタについては、前記回路の電流値に応じて接断を切り替えるように制御する電子制御部とを備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るコンタクタ制御装置は、
上記第１の発明に係るコンタクタ制御装置において、
前記電子制御部は、
前記電動車両の起動中常時接状態とする１つの前記正極側コンタクタを、所定のタイミング毎に他の前記正極側コンタクタに変更していき、
前記電動車両の起動中に常時接状態とする１つの前記負極側コンタクタを、前記所定のタイミング毎に他の前記負極側コンタクタに変更していく
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るコンタクタ制御装置は、
上記第２の発明に係るコンタクタ制御装置において、
前記設定されたタイミングとは、日付変更時である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係るコンタクタ制御装置は、
上記第２の発明に係るコンタクタ制御装置において、
前記設定されたタイミングとは、前記電動車両の起動時である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係るコンタクタ制御装置は、
上記第２の発明に係るコンタクタ制御装置において、
前記設定されたタイミングとは、所定時間経過時である
ことを特徴とする。

本発明に係るコンタクタ制御装置によれば、電動車両におけるモータ‐インバータ間の電気回路上のコンタクタの、ＯＮ状態を保持するために必要な消費電力を、抑制することを可能とする。

本発明の実施例１に係るコンタクタ制御装置（コンタクタが２つずつ）を説明するブロック図である。 本発明の参考例１に係るコンタクタ制御装置（コンタクタが３つずつ）を説明するブロック図である。 本発明の参考例１におけるＥＣＵによる、しきい値の設定について説明するフローチャートである。 電流変化速度の差によるしきい値とコンタクタＯＮ状態開始のタイミングの変化を説明するグラフである。（ａ）は、しきい値の変化についてのグラフである。（ｂ）は、本発明の実施例１におけるＥＣＵによるＯＮ指令のタイミングについてのグラフである。 本発明の参考例１におけるＥＣＵに備わる、電流変化速度の増減に応じて変化するしきい値のデータを示すグラフである。 出力限界到達予測時間ｔ_cと、コンタクタの反応時間ｔ_rとを比較し、要求電流値を抑制する様子を説明するグラフである。 電動車両における従来の走行用モータの駆動システムを説明するブロック図である。

以下、本発明に係るコンタクタ制御装置を実施例にて図面を用いて説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１に係るコンタクタ制御装置の装置構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係るコンタクタ制御装置を説明するブロック図である。

本発明の実施例１に係るコンタクタ制御装置は、電動車両の走行用モータの駆動システムに搭載されており、図１に示すように、第１正極側コンタクタ１１、第２正極側コンタクタ１２、第１負極側コンタクタ１４、第２負極側コンタクタ１５、及び、ＥＣＵ１７を備えている。

正極側コンタクタ１１，１２は、電動車両に備わるバッテリ２０とインバータ２１との間の電気回路の正極（＋）側に、互いに並列に配設されている。

負極側コンタクタ１４，１５は、電動車両に備わるバッテリ２０とインバータ２１との間の電気回路の負極（−）側に、互いに並列に配設されている。

また、各コンタクタ１１〜１５は、全て同じ容量とし、ＥＣＵ１７は、各コンタクタ１１〜１５のＯＮ（接）／ＯＦＦ（断）の切り替えを制御する。以下、ＥＣＵ１７の制御について詳述する。

ＥＣＵ１７は、電動車両の停車時や低負荷走行時、すなわち、インバータ２１‐モータ２２間の電流値が所定値未満である場合と、高負荷走行時、すなわち、インバータ２１‐モータ２２間の電流値が所定値以上である場合とで、ＯＮ状態とする正極側コンタクタ１１，１２及び負極側コンタクタ１４，１５の個数をそれぞれ変更するように制御を行う。なお、上記所定値とは、各コンタクタ１１〜１５の容量以下の値とする。

ＥＣＵ１７は、インバータ２１‐モータ２２間の電流値が所定値未満の場合、バッテリ２０‐インバータ２１間の回路の正極側については、第１正極側コンタクタ１１又は第２正極側コンタクタ１２のうち、いずれか１つのみをＯＮ状態とし、バッテリ２０‐インバータ２１間の回路の負極側については、第１負極側コンタクタ１４又は第２負極側コンタクタ１５のうち、いずれか１つのみをＯＮ状態とする。

また、ＥＣＵ１７は、インバータ２１‐モータ２２間の電流値が所定値以上の場合、各コンタクタ１１〜１５を全てＯＮ状態とする。

すなわち、本発明の実施例１に係るコンタクタ制御装置は、２つの正極側コンタクタ１１，１２及び２つの負極側コンタクタ１４，１５を、それぞれ互いに並列に配設することで、１つ当たりのコンタクタの容量を抑えることができる（例えば、必要な正極（負極）側コンタクタ全体の容量が４００Ａの場合、１つ当たりの正極（負極）側コンタクタの容量を２００Ａにすることができる）。

また、停車時や低負荷走行時などの電流値が所定値未満の場合に、ＯＮ状態のコンタクタの個数を減らすことで、従来のように１つの大容量コンタクタを用いた場合と比べ、ＯＮ状態を保持するための消費電力を抑制することができる。

ただし、上記構成によると、本発明の実施例１に係るコンタクタ制御装置では、電動車両の電源が入っている間、電流値に関係なく常時ＯＮ状態が保持されるコンタクタが、正極側及び負極側に１つずつ存在することになる。

そこで、ＥＣＵ１７の制御により、常時ＯＮ状態が保持されるコンタクタを適宜変更する。

この点について詳述すると、ＥＣＵ１７の制御により、電動車両の起動中に常時ＯＮ状態とする１つの正極側コンタクタを、所定のタイミング毎に他の正極側コンタクタに変更していき、電動車両の起動中に常時ＯＮ状態とする１つの負極側コンタクタを、所定のタイミング毎に他の負極側コンタクタに変更していく。

ここで、上記「所定のタイミング」とは、例えば、日付変更時としてもよく、電動車両がシステムＯＮ状態となる時（起動時）としてもよく、あるいは、所定時間経過時としてもよい。

このようにして、本発明の実施例１に係るコンタクタ制御装置では、各コンタクタ１１〜１５の通電時間やＯＮ／ＯＦＦの切り替え回数を均一にして、各コンタクタ１１〜１５の負担を均一化することができる。

上述では、正極側コンタクタと負極側コンタクタがそれぞれ２つずつ配設されるものとしたが、本実施例はコンタクタの個数を限定するものではない。すなわち、正極側コンタクタと負極側コンタクタが、それぞれ２つ以上の同数であれば、いくつであってもよい。

換言すれば、本発明の実施例１に係るコンタクタ制御装置は、電動車両に備わるバッテリとインバータ間の電気回路の正極側に互いに並列に配設された、複数の正極側コンタクタと、上記回路の負極側に互いに並列に配設され、上記正極側コンタクタにそれぞれ対応する、複数の負極側コンタクタと、複数の上記正極側コンタクタ及び複数の上記負極側コンタクタのうち、１つの上記正極側コンタクタ及び１つの上記負極側コンタクタについては、上記電動車両の起動中常時接状態とし、他の上記正極側コンタクタ及び他の上記負極側コンタクタについては、上記回路の電流値に応じて接断を切り替えるように制御するＥＣＵ１７とを備えるものである。

このようにして、本発明に係るコンタクタ制御装置は、電動車両におけるモータ‐インバータ間の電気回路上のコンタクタの、ＯＮ状態を保持するために必要な消費電力を、抑制することを可能とし、さらに、適切なタイミングでコンタクタの切り替えを行うことができる。

［参考例１］
本発明の実施例１におけるＥＣＵ１７は、「インバータ２１‐モータ２２間の電流値が所定値未満の場合、バッテリ２０‐インバータ２１間の回路の正極側については、第１正極側コンタクタ１１又は第２正極側コンタクタ１２のうち、いずれか１つのみをＯＮ状態とし、バッテリ２０‐インバータ２１間の回路の負極側については、第１負極側コンタクタ１４又は第２負極側コンタクタ１５のうち、いずれか１つのみをＯＮ状態とする。また、ＥＣＵ１７は、インバータ２１‐モータ２２間の電流値が所定値以上の場合、各コンタクタ１１〜１５を全てＯＮ状態とする」ものと説明した。

本発明の参考例１に係るコンタクタ制御装置は、実施例１に説明するように電流値に応じてＯＮ状態のコンタクタの個数を切り替える際に、適切なタイミングで切り替えることができるようにするものである。

なお、以下では簡略化のため、常時ＯＮ状態が保持されるコンタクタを、第１正極側コンタクタ１１及び第１負極側コンタクタ１４である場合に限定して説明する。また、回路の正極側と負極側にそれぞれ配設されるコンタクタの個数を、３つずつとしている。

本発明の参考例１に係るコンタクタ制御装置の装置構成について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の参考例１に係るコンタクタ制御装置を説明するブロック図である。

本発明の参考例１に係るコンタクタ制御装置は、電動車両の走行用モータの駆動システムに搭載されており、図２に示すように、アクセルセンサ１０、第１正極側コンタクタ１１、第２正極側コンタクタ１２、第３正極側コンタクタ１３、第１負極側コンタクタ１４、第２負極側コンタクタ１５、第３負極側コンタクタ１６、及び、ＥＣＵ１８を備えている。

アクセルセンサ１０は、ドライバによるアクセルペダルの操作、すなわち、アクセル開度を検出するものである。

正極側コンタクタ１１〜１３は、電動車両に備わるバッテリ２０とインバータ２１との間の電気回路の正極（＋）側に、互いに並列に配設されている。

負極側コンタクタ１４〜１６は、電動車両に備わるバッテリ２０とインバータ２１との間の電気回路の負極（−）側に、互いに並列に配設されている。

また、ＥＣＵ１８は、各コンタクタ１１〜１６のＯＮ（接）／ＯＦＦ（断）の切り替えを制御する。以下、ＥＣＵ１８の制御について詳述する。

ＥＣＵ１８は、電動車両の走行状態（システムＯＮ状態（起動中）での停車時、低負荷走行時、あるいは高負荷走行時等）に応じて、ＯＮ状態とする正極側コンタクタ１１〜１３及び負極側コンタクタ１４〜１６の個数をそれぞれ変更するように制御を行う。なお、第１正極側コンタクタ１１と第１負極側コンタクタ１４とは対応しており、同タイミングでＯＮ／ＯＦＦを切り替える。第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５、第３正極側コンタクタ１３及び第３負極側コンタクタ１６についても同様とする。

なお、以下では、簡略化のため、第３正極側コンタクタ１３及び第３負極側コンタクタ１６については省略して説明する。

また、ＥＣＵ１８は、車両がシステムＯＮ状態であれば、常時、第１正極側コンタクタ１１及び第１負極側コンタクタ１４のみをＯＮ状態とする。そして、第１正極側コンタクタ１１及び第１負極側コンタクタ１４の出力が限界となるタイミングで、さらに第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５をＯＮ状態とする。ＯＮ状態にある第１正極側コンタクタ１１及び第１負極側コンタクタ１４の出力の限界に到達する以前に、順次接状態に切り替えるように制御する。

さらに、ＥＣＵ１８は、アクセルセンサ１０の検出情報からドライバの要求トルクを求め、該要求トルクから要求電流を算出して、第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５をＯＮ状態とする。このとき、要求トルクの増加速度から、実際にＯＮ指令を行う（ＯＮ状態とするように指令する）適切なタイミングを算出して、第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５にＯＮ指令を行うしきい値を、決定あるいは変更する。

ＥＣＵ１８による各コンタクタのＯＮ／ＯＦＦ制御において、実際には、コンタクタの機械的な特性によるタイムラグ（コンタクタがＯＮ指令を受けてからＯＮ状態となるまでの時間、すなわち、コンタクタの反応時間）が発生する。上述の「適切なタイミング」とは、既知であるコンタクタの反応時間を考慮したタイミングのことである。

また、ＥＣＵ１８は、要求トルクの増加速度（アクセルペダルの操作速度）から、実際にＯＮ指令を行う適切なタイミングを算出するに当たって、地図情報を用いて道路の勾配を予測したり、過去の運転パターンから学習したりすることで、さらにタイムラグの影響を抑制することができる。

以下、ＥＣＵ１８による、上記しきい値の設定について、図３のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１では、アクセルセンサ出力（アクセルセンサ１０によって検出されたアクセル開度）及び車速に基づき、ドライバが意図するトルク（要求トルク）を算出する。

ステップＳ２では、現在の電流値Ｉ及びバッテリ２０の電圧に基づき、上記要求トルク
を実現するための電流値（要求電流値）Ｉ´を算出する。

ステップＳ３では、現在の電流値Ｉ及び要求電流値Ｉ´に基づき、現在の電流値Ｉの変
化の速度である電流変化速度ΔＩを算出する。

ステップＳ４では、電流変化速度ΔＩ及び運転パターン情報、又は、電流変化速度ΔＩ
及び地図情報から、上記しきい値を決定する。その後、決定したしきい値に電流値Ｉが到達すると、ＥＣＵ１７は、第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５にＯＮ指令を行う。

ここで、ステップＳ４について、図４，５を用いてさらに詳述する。まず、図４は、電流変化速度ΔＩの差による上記しきい値とコンタクタＯＮ状態開始のタイミングの変化を説明するグラフである。

そして、図４（ａ）は、しきい値の変化についてのグラフである。縦軸が電流値、横軸が時間ｔであり、実線が、現時点までの電流値Ｉの変化を表しており、破線（矢印）は、ステップＳ３により算出した電流変化速度ΔＩを傾きとして有する要求電流値Ｉ´を表している。また、図４（ｂ）は、ＥＣＵ１８によるＯＮ指令のタイミングについてのグラフであり、横軸の時間ｔは図４（ａ）に対応している。

まず、図４（ａ）に示すシステムＯＮ時には、図４（ｂ）に示すように、ＥＣＵ１８によって、第１正極側コンタクタ１１及び第１負極側コンタクタ１４に対してＯＮ指令が行われる。

また、図４（ａ）に示すように、ステップＳ３において算出した電流変化速度ΔＩが、例えば、ＣａｓｅＡのグラフのような傾きであった場合は、しきい値をＩ_Aに設定する。図４（ｂ）では、ＣａｓｅＡにおいて、しきい値Ｉ_Aに到達すると、ＥＣＵ１８が第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５に対しＯＮ指令を行う様子が示されている。

つまり、ＣａｓｅＡのように、電流変化速度ΔＩが大きい、すなわち、グラフの傾きが大きい場合は、電流値Ｉが第１正極側コンタクタ１１及び第１負極側コンタクタ１４の出力限界Ｉ_M1に到達するまでの所要時間が短いため、第２正極側１２及び第２負極側コンタクタ１５の上記反応時間を考慮して、しきい値を（相対的に）低く設定する。このしきい値がＩ_Aである。

一方、電流変化速度ΔＩが、ＣａｓｅＢのグラフのような傾きであった場合は、しきい値をＩ_Bに設定する。図４（ｂ）では、ＣａｓｅＢにおいて、しきい値Ｉ_Bに到達すると、ＥＣＵ１８が第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５に対しＯＮ指令を行う様子が示されている。

つまり、ＣａｓｅＢのように、電流変化速度ΔＩが小さい、すなわち、グラフの傾きが小さい場合は、電流値Ｉが第１正極側コンタクタ１１及び第１負極側コンタクタ１４の出力限界Ｉ_M1に到達するまでの所要時間が長いため、しきい値を（相対的に）高く設定する。このしきい値がＩ_Bである。

なお、ＥＣＵ１８は、電流変化速度ΔＩの増減に応じて変化するしきい値のデータを備えているものとし、該データを用いて、上述のように電流変化速度ΔＩに応じてしきい値を変更する。

図５は、ＥＣＵ１８に備わる、電流変化速度ΔＩの増減に応じて変化するしきい値のデータを示すグラフである。縦軸がしきい値、横軸が電流変化速度ΔＩであり、実線は車両が平坦な道を走行するとＥＣＵ１８により予測される場合、破線は車両が山岳路等の上り勾配を走行するとＥＣＵ１８により予測される場合を示している。

例えば上記ＣａｓｅＡでは、既に説明したようにしきい値をＩ_Aとする。ただしこれは、車両が平坦な道を走行すると予測される場合である。もし、山岳路等の上り勾配を走行すると予測される場合には、電流変化速度ΔＩが大きくなる、すなわち、図４（ａ）に示す破線の傾きが大きくなることが自明となることから、しきい値を下げた方がよい。

つまり、ＥＣＵ１８は、図５の実線に示すような、車両が平坦な道を走行すると予測される場合における、「電流変化速度ΔＩの増減に応じて変化するしきい値のデータ」を備え、さらに、図５の破線のグラフに示すような、車両が上り勾配を走行すると予測される場合における、「電流変化速度ΔＩの増減に応じて変化するしきい値のデータ」を備えている。また、ＥＣＵ１８は、地図情報を備えており、上記「予測」は該地図情報に基づくものである。

そして、電流変化速度ΔＩが同値であっても、平坦な道を走行すると予測される場合に比べ、上り勾配を走行すると予測される場合は、しきい値が低く設定される。

例えば上記ＣａｓｅＡでは、平坦な道を走行すると予測される場合、しきい値をＩ_Aとし、上り勾配を走行すると予測される場合、しきい値をＩ_a（Ｉ_a＜Ｉ_A）とする。また、上記ＣａｓｅＢでは、平坦な道を走行すると予測される場合、しきい値をＩ_Bとし、上り勾配を走行すると予測される場合、しきい値をＩ_b（Ｉ_b＜Ｉ_B）とする。

なお、上述では、平坦な道と所定の上り勾配との２通りのデータを設定した場合について説明したが、これはあくまで一例であり、実際には、勾配（角度）毎に細かく上記データを設定してもよい。

換言すれば、ＥＣＵ１８は、地図情報と、電動車両が走行する道路の勾配毎に設定された「電流変化速度ΔＩの増減に応じて変化するしきい値のデータ」とを備え、地図情報に基づき、上記勾配を予測し、予測された上記勾配に基づき、しきい値を決定する際に用いる上記データを選択するものである。

また、上述では、地図情報に基づき勾配を予測し、しきい値を決定したが、（直近の）運転パターン情報に基づきアクセル開度の増減を予測し、しきい値を決定するようにしてもよい。

つまり、ＥＣＵ１８は、過去（直近）の運転パターン情報を記憶しておき、該運転パターン情報から、アクセル踏み込み量が増加すると予測される場合には、電流変化速度ΔＩが大きくなる、すなわち、図４（ａ）に示す破線の傾きが大きくなることが自明となることから、しきい値を下げる。これは、上述の上り勾配の場合と同様である。

換言すれば、ＥＣＵ１８は、アクセルセンサ１０の出力の値毎に設定された「電流変化速度ΔＩの増減に応じて変化するしきい値のデータ」を備え、過去の運転パターン情報に基づき、アクセルセンサ１０の出力の値を予測し、予測されたアクセルセンサ１０の出力の値に基づき、しきい値を決定する際に用いる上記データを選択するようにしてもよいということである。

続いて、図２のステップＳ５，６の概要について説明する。

アクセルの踏み込みが速すぎると、要求トルクの増加速度そして電流変化速度ΔＩが速すぎて第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５をＯＮ状態とすることが間に合わなくなり、タイムラグが生じる場合が考えられる。このタイムラグの間は電流を増加できないので、トルク滞留によるドラビリ上の問題が生じる。

そのような場合には、タイムラグ分を見込んで実際に流す電流を予め抑制することで、加速は若干遅くなるものの、トルク滞留のない滑らかな加速を実現することができる。

以下、ステップＳ５，６について詳述する。

ステップＳ５では、現在の電流値Ｉ及び電流変化速度ΔＩから、第１正極側コンタクタ１１及び第１負極側コンタクタ１４の出力限界Ｉ_Aまで現在の電流値Ｉが到達するのに要する時間を予測する。これを出力限界到達予測時間ｔ_cとする。

ステップＳ６では、出力限界到達予測時間ｔ_cと、既に説明したコンタクタ（第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５）の反応時間ｔ_rとを比較する。ｔ_c≧ｔ_rであれば、タイムラグの問題は発生しないため、ステップＳ４における説明のとおり、決定したしきい値に電流値Ｉが到達すると、第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５にＯＮ指令を行う。そして、ステップＳ１に戻る。

一方、ｔ_c＜ｔ_rであるときには、要求電流値Ｉ´に抑制率α（α＜１）を乗ずることで、要求電流値Ｉ´をα・Ｉ´と変換して抑制する。これにより、第１正極側コンタクタ１１及び第１負極側コンタクタ１４を流れる電流が少なくなることで、タイムラグを解消することができる。

図６は、出力限界到達予測時間ｔ_cと、既に説明したコンタクタの反応時間ｔ_rとを比較し、要求電流値を抑制する様子をグラフ化したものである。縦軸が電流値、横軸が時間ｔであり、実線が、現時点までの電流値Ｉの変化を表しており、破線（矢印）は、電流変化速度ΔＩを傾きとして有する要求電流値Ｉ´を表している。なお、図６中のＩ_M2は、第１正極側コンタクタ１１と第２正極側コンタクタ１２との合計、及び、第１負極側コンタクタ１４と第２負極側コンタクタ１５との合計の、出力限界を表している。

ＣａｓｅＣは、ｔ_c＜ｔ_rの場合である。またＩ_cはＣａｓｅＣにおけるしきい値である。つまり、ＣａｓｅＣでは、要求電流値Ｉ´が大きすぎるため、しきい値Ｉ_Cが現在の電流値Ｉと略同一、すなわち、ただちに、ＥＣＵ１８により第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５にＯＮ指令を行う状態を示している。

ところが、ただちに第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５にＯＮ指令を行ったとしても、出力限界到達予測時間ｔ_rが、第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５の反応時間ｔ_cより短いため、電流値Ｉが第１正極側コンタクタ１１及び第１負極側コンタクタ１４の出力限界Ｉ_M1に到達した時点で、第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５がＯＮ状態とならない。

よって、要求電流値をＩ´→α・Ｉ´として、出力限界到達予想時間ｔ_rが、第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５の反応時間ｔ_cと同じかそれ以上とする。図５では、これをＣａｓｅＣ´として表している。このようにして、タイムラグを解消することができる。

以上がＥＣＵ１８の制御の説明である。上述では、第３正極側コンタクタ１３及び第３負極側コンタクタ１６については省略したが、第３正極側コンタクタ１３及び第３負極側コンタクタ１６については、上記しきい値を第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５よりも高く設定した上で、第２正極側コンタクタ１２及び第２負極側コンタクタ１５と同様の制御を行うようにする。

以上、本発明のコンタクタ制御装置について、実施例１及び参考例１を用いて説明した。実施例１及び参考例１では、正極側コンタクタと負極側コンタクタがそれぞれ２つあるいは３つずつ配設されるものとしたが、実施例１及び参考例１はコンタクタの個数を限定するものではない。すなわち、正極側コンタクタと負極側コンタクタが、それぞれ２つ以上の同数であれば、いくつであってもよい。

このようにして、本発明に係るコンタクタ制御装置は、電動車両におけるモータ‐インバータ間の電気回路上のコンタクタの、ＯＮ状態を保持するために必要な消費電力を、抑制することを可能とし、さらに、適切なタイミングでコンタクタの切り替えを行うことができる。

本発明は、コンタクタ制御装置として好適である。

１０ アクセルセンサ
１１ 第１正極側コンタクタ
１２ 第２正極側コンタクタ
１３ 第３正極側コンタクタ
１４ 第１負極側コンタクタ
１５ 第２負極側コンタクタ
１６ 第３負極側コンタクタ
１７，１８，２５ ＥＣＵ（電子制御部）
２０ バッテリ
２１ インバータ
２２ モータ
２３ 正極側コンタクタ
２４ 負極側コンタクタ

Claims (5)

1. 電動車両に備わるバッテリとインバータ間の電気回路の正極側に互いに並列に配設された、複数の正極側コンタクタと、
   前記回路の負極側に互いに並列に配設され、前記正極側コンタクタにそれぞれ対応する、複数の負極側コンタクタと、
   複数の前記正極側コンタクタ及び複数の前記負極側コンタクタのうち、１つの前記正極側コンタクタ及び１つの前記負極側コンタクタについては、前記電動車両の起動中常時接状態とし、他の前記正極側コンタクタ及び他の前記負極側コンタクタについては、前記回路の電流値に応じて接断を切り替えるように制御する電子制御部とを備える
   ことを特徴とする、コンタクタ制御装置。
2. 前記電子制御部は、
   前記電動車両の起動中常時接状態とする１つの前記正極側コンタクタを、所定のタイミング毎に他の前記正極側コンタクタに変更していき、
   前記電動車両の起動中常時接状態とする１つの前記負極側コンタクタを、前記所定のタイミング毎に他の前記負極側コンタクタに変更していく
   ことを特徴とする、請求項１に記載のコンタクタ制御装置。
3. 前記設定されたタイミングとは、日付変更時である
   ことを特徴とする、請求項２に記載のコンタクタ制御装置。
4. 前記設定されたタイミングとは、前記電動車両の起動時である
   ことを特徴とする、請求項２に記載のコンタクタ制御装置。
5. 前記設定されたタイミングとは、所定時間経過時である
   ことを特徴とする、請求項２に記載のコンタクタ制御装置。

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