JPH099498A - 電気自動車の過電流監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電気自動車を駆動するモータに供
給される強電電流を監視してメインリレーを断続制御す
ることができることにある。 【構成】 モータ電流値Ｉm を電流センサ１３で検出
し、バッテリ電流値Ｉb が所定の許容値を超えた場合に
は、バッテリ制御部１９でバッテリ電流値Ｉb とモータ
電流値Ｉm との差分値が所定の基準値Ｉr を超えたか否
かを判断し、減算結果が強電装置Ａ２７，Ｂ２９への通
電電流の理論値Ｉr 以上のときは、弱電リレー２３をＯ
ＦＦし、メインリレー５を遮断する。一方、減算結果が
強電装置Ａ２７，Ｂ２９への通電電流の理論値Ｉr 以下
のときには、バッテリ制御部１９からモータ制御部１５
に電流を低減するための電流低減指令信号を送信し、モ
ータ制御部１５でこの受信に応じて、トルク電流に電流
制限を加え、アクセル開度に応じて電流制限範囲内でモ
ータトルク制御を行うように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車の過電流監
視装置に関し、特に、電気自動車を駆動するモータに供
給される強電電流を監視してメインリレーを断続制御す
ることができる電気自動車の過電流監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図４に示す電気自動車の過電流監
視装置が知られている。このものは、バッテリ１０１か
ら供給される強電電流Ｉが、ＯＣ（Over Current）セン
サ１０３を経由してメインリレー１０５，電流センサ１
０７，インバータ１０９に供給される一方、メインリレ
ー１０５から強電装置Ａ１１３，強電装置Ｂ１１５にも
供給される。インバータ１０９では、アクセル開度の大
きさに応じてモータを駆動制御するようにしている。

【０００３】ここで、メインリレー１０５の近くにある
ＯＣセンサでバッテリ１０１から供給される電流値を積
算して、この積算値が所定値を超えた場合には、ＯＣセ
ンサ１０３内のリレーをＯＦＦしてメインリレー１０５
のコイル電流を遮断し、バッテリ１０１からの強電電流
を停止するものである。

【０００４】一方、電流センサ１０７により検出された
電流値Ｉをバッテリ制御部１１７に出力し、バッテリ制
御部１１７ではハーネス保護のための電流積算を行い、
バッテリ制御部１１７で計算された電流積算値がこの強
電電流を流すハーネスの電流許容量の限界を超えた場合
には、弱電リレー１１９をＯＦＦして、メインリレー１
０５に供給されている補機用バッテリ１２１からの電源
をＯＦＦさせ、メインリレー１０５を遮断するものであ
る。

【０００５】さらに、インバータ１０９内では、インバ
ータ１０９に流入した電流を電流センサ１２３で検出し
てモータ制御部１２５に出力し、モータ制御部１２５で
は、モータ１１１に過電流が加わらないようにインバー
タ１０９を制御するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気自動車の過電流監視装置にあっては、ＯＣセンサ１
０３，電流センサ１０７及び電流センサ１２３のそれぞ
れの電流検出動作がそれぞれ独自に行われていたので、
２種類のメインリレー１０５の遮断動作とモータ制御部
１２５による過電流の抑制動作もそれぞれ独自に行われ
ていた。この結果、例えば運転者がアクセル開度を大き
くしてトルク負荷の増加要求を出した場合、インバータ
１２３での必要電流が増大し、ＯＣセンサ１０３または
電流センサ１０７の動作によってメインリレー１０５が
遮断されることになり、その結果、運転者には警告なし
に車両自体の駆動力が零になってしまうといった問題が
あった。

【０００７】また、エアコン等の強電装置を作動させて
いる場合に、運転者がアクセル開度を大きくしたときに
は、ＯＣセンサ１０３や電流センサ１０７による電流検
出の限界値までの電流マージンが低下しているので、比
較的速くメインリレー１０５が遮断してしまうといった
問題があった。

【０００８】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、電気自動車を駆動するモータに供給
される強電電流を監視してメインリレーを断続制御でき
る電気自動車の過電流監視装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、電気自動車に搭載されたバッ
テリから強電装置および車両を駆動するためのモータを
制御するインバータに強電電流の供給を断続制御するリ
レーを有し、該バッテリから供給されるバッテリ電流値
が所定の許容値を超えた場合には該リレーを遮断する電
気自動車の過電流監視装置において、前記インバータか
ら前記モータに供給されるモータ電流値を検出するモー
タ電流検出手段と、前記バッテリ電流値が前記所定の許
容値を超えた場合には、前記バッテリ電流値から該モー
タ電流値を減算した結果が所定の基準値を超えたか否か
を判断する判断手段と、を有し該判断手段の判断結果に
応じて前記リレーを断続制御することを要旨とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記減算結果が所定の基準値を超えていないと
きには、前記モータに供給される強電電流を低減するよ
うに前記インバータを制御する制御手段を有することを
要旨とする。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明にあっては、インバータか
らモータに供給されるモータ電流値を検出し、バッテリ
から供給されるバッテリ電流値が所定の許容値を超えた
場合には、バッテリ電流値からモータ電流値を減算した
結果が所定の基準値を超えたか否かを判断し、この判断
結果に応じて強電電流の供給に係るリレーを断続制御す
ることで、強電電流を監視してメインリレーを断続制御
するようにしている。

【００１２】請求項２記載の発明にあっては、前記減算
結果が所定の基準値を超えていないときには、モータに
供給される強電電流を低減するようにインバータを制御
することで、不必要なリレーの遮断による車両の停止を
防止するようにしている。

【００１３】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１４】図１は、本発明の一実施例に係る電気自動
車の過電流監視装置１の構成を示す図である。

【００１５】図１に示す過電流監視装置１は、最大トル
ク時に２００Ａ以上の強電電流を供給可能なバッテリ３
と、バッテリ３から強電装置Ａ２７，Ｂ２９及びインバ
ータ９に強電電流の供給を断続制御するメインリレー５
と、バッテリ３から供給されるバッテリ電流値Ｉb を検
出する電流センサ７と、アクセル開度に応じてモータ１
１を駆動制御するインバータ９と、車両を駆動するモー
タ１１と、バッテリ３からメインリレー５を介してイン
バータ９に供給される強電電流をモータ電流値Ｉm とし
て検出する電流センサ１３と、アクセル開度に応じてモ
ータ１１を駆動するための電流を制御すると共に、電流
センサ１３で検出されたモータ電流値Ｉm を通信ケーブ
ル１７を介してバッテリ制御部１９に送信し、さらに、
バッテリ制御部１９から受信した電流低減指令信号に応
じてモータ１１への駆動電流を制御するモータ制御部１
５と、モータ制御部１５とバッテリ制御部１９との間で
制御データを伝送する通信ケーブル１７と、電流センサ
７で検出されたバッテリ電流値Ｉb とモータ制御部１５
から受信したモータ電流値Ｉm とに基づいて所定の数値
演算を施した後に、この演算結果に応じてモータ制御部
１５に制御データを送信する一方、この演算結果に応じ
て弱電リレー２３を断続制御するバッテリ制御部１９
と、バッテリ制御部１９からの断続制御によってメイン
リレー５を断続制御する弱電リレー２３と、弱電リレー
２３が閉結状態のときにはメインリレー５のソレノイド
コイルに電流を供給する補機用バッテリ２５と、直流電
圧レベルを変換して車両に搭載されている電子機器等に
電源を供給するＤＣ／ＤＣコンバータとしての強電装置
Ａ２７と、車内空気と冷媒との間で熱交換して車内空気
を冷房するエアコンディショナ等としての強電装置Ｂ２
９とから構成されるものである。

【００１６】なお、電流センサ１３がモータ電流検出手
段を構成し、バッテリ制御部１９が判断手段及び制御手
段を構成するものである。

【００１７】次に、図２及び図３を用いて図１に示す過
電流監視装置１の動作を説明する。

【００１８】まず、運転者によるイグニッションキー
“ＯＮ”によりバッテリ制御部１９が動作を開始する。
バッテリ制御部１９は弱電リレー２３をＯＮし、メイン
リレー５のソレノイドコイルにコイル電源を供給し、メ
インリレー５がＯＮされる。次に、強電装置Ａ２７，Ｂ
２９が作動を開始し、電流センサ７及びインバータ９内
の電流センサ１３が通電電流に応じて出力を始める。

【００１９】ここで、運転者が図示しないアクセルペダ
ルを踏み込むと、アクセル開度に応じてモータ制御部１
５はモータ１１へのトルク電流制御を開始する。

【００２０】バッテリ制御部１９は、図２に示すよう
に、まず、電流センサ７で検出されるバッテリ電流値Ｉ
b を読み込む（ステップＳ１１）。次に、バッテリ電流
値Ｉbを過去の累積値と加算してバッテリ容量演算を行
う（ステップＳ１３）。次に、バッテリ３からメインリ
レー５、インバータ１３に至る強電電流を搬送するハー
ネスを保護するために、バッテリ電流値Ｉb の一定期間
内での電流積算を行う（ステップＳ１５）。次に、バッ
テリ制御部１９は、通信ケーブル１７を介してモータ制
御部１５からモータ電流値Ｉm を受信する。

【００２１】ここで、ステップＳ１５にて電流積算した
結果、この電流積算値がハーネスの許容電流値以下か否
かを判断する（ステップＳ１９）。ステップＳ１９にて
電流積算値がハーネスの許容電流値以下の場合には、電
気自動車は正常に動作しているので、ステップＳ１１に
戻る。

【００２２】一方、ステップＳ１９にて電流積算値がハ
ーネスの許容電流値を超えた場合には、演算式として、 Ｉb −Ｉm ≧Ｉr …（１） を用いて、バッテリ電流値Ｉb からモータ電流値Ｉm を
減算した結果が、基準値として強電装置Ａ２７，Ｂ２９
による通電電流の理論値Ｉr 以上か否かを判断する（ス
テップＳ２１）。

【００２３】ステップＳ２１にて減算結果が強電装置Ａ
２７，Ｂ２９への通電電流の理論値Ｉr 以上のときは、
弱電リレー２３をＯＦＦし、メインリレー５を遮断する
（ステップＳ２３）。この場合、強電電流を供給するハ
ーネスにショートや漏電等の異常があるので、強電電流
を遮断することで、強電流時の遮断によるメインリレー
の溶着を防止できる。

【００２４】一方、減算結果が強電装置Ａ２７，Ｂ２９
への通電電流の理論値Ｉr 以下のときには、モータ制御
部１５に電流を低減するための電流低減指令信号を送信
する（ステップＳ２５）。この場合、ハーネスには異常
がなく、モータ電流を制限してモータ出力を抑えること
で、電気自動車の走行を続けることができる。

【００２５】一方、モータ制御部１５は、図３に示すよ
うに、まず、電流センサ１３で検出されたモータ電流値
Ｉm を読み込む（ステップＳ３１）。次に、通信ケーブ
ル１７を介してモータ電流値Ｉm をバッテリ制御部１９
に送信する（ステップＳ３３）。

【００２６】ここで、バッテリ制御部１９から通信ケー
ブル１７を介して電流低減指令信号の受信、または、電
流低減ビットに“１”が立っているか否かを判断する
（ステップＳ３５）。

【００２７】ステップＳ３５にて低減指令信号の受信が
なく、かつ、電流低減ビットが“０”である場合には、
モータ制御部１５は、アクセル開度に応じたモータトル
クの制御を行う（ステップＳ３７）。

【００２８】一方、ステップＳ３５にて電流低減指令信
号の受信、または、電流低減ビットに“１”が立ってい
る場合には、トルク電流に対して電流制限を加えた上
で、アクセル開度に応じて、電流制限範囲内でモータト
ルク制御を行う（ステップＳ３９）。次に、現在、トル
ク電流に制限を加えなくてはならない状態なので、電流
低減ビットに“１”を設定する（ステップＳ４１）。

【００２９】このように、本実施例においては、インバ
ータ９からモータ１１に供給されるモータ電流値Ｉm を
電流センサ１３で検出し、バッテリ３から供給されるバ
ッテリ電流値Ｉb が所定の許容値を超えた場合には、バ
ッテリ制御部１９でバッテリ電流値Ｉb からモータ電流
値Ｉm を減算した結果が所定の基準値Ｉr を超えたか否
かを判断し、減算結果が基準値Ｉr 以上のときは、弱電
リレー２３をＯＦＦし、強電電流を供給するメインリレ
ー５を遮断することで、強電電流の供給に用いているハ
ーネスにショートや漏電等の異常を判断でき、強電流時
の遮断によるメインリレー５の溶着を防止できる。

【００３０】一方、減算結果が基準値Ｉr 以下のときに
は、バッテリ制御部１９から通信ケーブル１７を介して
モータ制御部１５に電流を低減するための電流低減指令
信号を送信し、モータ制御部１５でこの電流低減指令信
号の受信に応じてトルク電流に対して電流制限を加えた
上で、アクセル開度に応じて、電流制限範囲内でモータ
１１のトルク制御を行うことで、ハーネスには異常がな
いことを判断でき、モータ電流を制限してモータ出力を
抑えることで、電気自動車の走行を続けることができ、
不必要なメインリレー５の遮断による車両の停止を防止
することができる。

【００３１】なお、上記実施例では、バッテリ制御部１
９の減算結果が基準値Ｉr 以上のときは、弱電リレー２
３をＯＦＦし、強電電流を供給するメインリレー５を遮
断するように構成したが、本発明はこれのみに限定され
るものではなく、弱電リレー２３をＯＦＦする前に、バ
ッテリ３から供給される強電電流が異常であることを計
器板上の警告灯やブザーを用いて運転者に警告するよう
に構成してもよく、この場合、計器板上の警告灯やブザ
ーによる警告を運転者が認知してから車両が停止される
ことで、運転者に緊急停止時の操作対応を促すことがで
きる。

【００３２】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１記載の
本発明によれば、インバータからモータに供給されるモ
ータ電流値を検出し、バッテリから供給されるバッテリ
電流値が所定の許容値を超えた場合には、バッテリ電流
値とモータ電流値との差分値が所定の基準値を超えたか
否かを判断し、この判断結果に応じて強電電流の供給に
係るリレーを断続制御することで、不必要なリレーの遮
断による車両の停止を防止することがようにしているの
で、過電流が正常か異常かを判断でき、正常の場合は、
電気自動車の走行を続けることができる。異常の場合
は、大電流遮断によるメインリレーの溶着を防止するこ
とができる。また、従来の技術に比較して電流センサの
使用数を削減することができるとともに、メインリレー
の断続制御を一ヶ所で統合して行うことができる。

【００３３】また、請求項２記載の本発明によれば、差
分値が所定の基準値を超えていないときには、モータに
供給される強電電流を低減するようにインバータを制御
することで、不必要なリレーの遮断による車両の停止を
防止するようにしているので、電流を制限するだけで対
応でき、電気自動車の走行を続けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電気自動車の過電流監
視装置１の構成を示す図である。

【図２】本実施例の過電流監視装置１のバッテリ制御部
１９の動作を説明するためのフローチャートである。

【図３】本実施例の過電流監視装置１のモータ制御部１
５の動作を説明するためのフローチャートである。

【図４】従来の電気自動車の過電流監視装置のシステム
構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 過電流監視装置 ３ バッテリ ５ メインリレー ７ 電流センサ ９ インバータ １１ モータ １３ 電流センサ １９ バッテリ制御部 １５ モータ制御部 ２３ 弱電リレー

フロントページの続き (72)発明者 遠山 栄一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気自動車に搭載されたバッテリから強
   電装置および車両を駆動するためのモータを制御するイ
   ンバータに強電電流の供給を断続制御するリレーを有
   し、該バッテリから供給されるバッテリ電流値が所定の
   許容値を超えた場合には該リレーを遮断する電気自動車
   の過電流監視装置において、 前記インバータから前記モータに供給されるモータ電流
   値を検出するモータ電流検出手段と、 前記バッテリ電流値が前記所定の許容値を超えた場合に
   は、前記バッテリ電流値から該モータ電流値を減算した
   結果が所定の基準値を超えたか否かを判断する判断手段
   と、を有し該判断手段の判断結果に応じて前記リレーを
   断続制御することを特徴とする電気自動車の過電流監視
   装置。
2. 【請求項２】 前記減算結果が所定の基準値を超えてい
   ないときには、前記モータに供給される強電電流を低減
   するように前記インバータを制御する制御手段を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の電気自動車の過電流監
   視装置。