WO2025257920A1 - 車載用制御装置 - Google Patents

車載用制御装置

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control
resistor
control device
vehicle
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清 曾澤
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AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using AC induction motors
    • B60L9/18—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using AC induction motors fed from DC supply lines

Definitions

  • This disclosure relates to an in-vehicle control device.
  • Patent Document 1 discloses a power supply control device.
  • This power supply control device includes a system main relay, a limiting resistor, and a MOS transistor.
  • the system main relay is connected between the positive electrode of the battery and the inverter.
  • the limiting resistor and MOS transistor are connected in series between the positive electrode of the battery and the inverter, and in parallel with the system main relay.
  • a MOS control circuit turns on the MOS transistor and begins precharging a capacitor provided on the input side of the inverter.
  • the MOS control circuit detects the temperature of the limiting resistor using a thermistor attached to the limiting resistor, and turns off the MOS transistor when the temperature of the limiting resistor rises above a reference value.
  • Patent Document 1 it takes time for the heat from the limiting resistor to be transferred to the thermistor and for the temperature of the thermistor to rise. As a result, the MOS transistor is turned off some time after the actual temperature of the limiting resistor reaches or exceeds the reference value, raising concerns that heat may continue to be generated during that time.
  • the purpose of this disclosure is to provide technology that can prevent the precharge resistor from continuing to generate heat when its temperature exceeds a reference value.
  • the in-vehicle control device of the present disclosure includes: An in-vehicle control device included in an in-vehicle system including a power path that supplies power from a battery to a load and a capacitor electrically connected to the power path, a main relay provided in the power path between the battery and the capacitor; a precharge circuit provided in parallel with the main relay; a control unit; the precharge circuit is configured by connecting a precharge relay and a precharge resistor in series; The control unit executes precharge control to control the precharge relay to an on state when a precharge start condition is met, calculates energy consumed by the precharge resistor during execution of the precharge control, and discontinues the precharge control based on the consumed energy.
  • the technology disclosed herein can prevent the precharge resistor from continuing to generate heat when its temperature exceeds a reference value.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an in-vehicle system including an in-vehicle control device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing the changes in I, V, IV, and E over time when precharging is performed normally.
  • FIG. 3 is a graph showing the changes over time in I, V, IV, and E when the load is grounded at the start of precharge control.
  • FIG. 4 is a graph showing the changes over time in I, V, IV, and E when a ground fault occurs in the load during precharge control.
  • An in-vehicle control device included in an in-vehicle system including a power path that supplies power from a battery to a load and a capacitor electrically connected to the power path, a main relay provided in the power path between the battery and the capacitor; a precharge circuit provided in parallel with the main relay; a control unit; the precharge circuit is configured by connecting a precharge relay and a precharge resistor in series; The control unit executes precharge control to control the precharge relay to an on state when a precharge start condition is met, calculates energy consumed by the precharge resistor during execution of the precharge control, and stops the precharge control based on the consumed energy.
  • the vehicle control device calculates the energy consumed by the precharge resistor while precharge control is being performed and halts precharge control based on the consumed energy. In other words, the vehicle control device determines that the temperature of the precharge resistor has exceeded a reference value based on the consumed energy and can immediately halt precharge control, thereby preventing the precharge resistor from continuing to generate heat when its temperature exceeds the reference value.
  • the above-mentioned vehicle control device suspends precharge control when it determines that the energy consumption has exceeded a threshold, thereby simplifying the process of determining whether to suspend control.
  • the above-mentioned on-board control device can prevent precharge control from being discontinued before the capacitor is fully charged.
  • the above-mentioned vehicle control device can stop precharge control before the precharge resistor fails.
  • the on-board control device stops pre-charge control when it determines that the temperature of the pre-charge resistor, estimated based on the energy consumption, has exceeded a reference value. This allows the on-board control device to more accurately determine when the temperature of the pre-charge resistor has exceeded the reference value, and immediately stop pre-charge control.
  • the control unit calculates the consumed energy by calculating and integrating IV per unit time using the value I of the current flowing through the precharge resistor and the voltage V across the precharge resistor.
  • the in-vehicle control device described in any one of [1] to [5].
  • the above-mentioned on-board control device can calculate energy consumption using a simple configuration that calculates and integrates IV per unit time.
  • control unit calculates and integrates IR2 per unit time using a value I of the current flowing through the precharge resistor and a resistance value R of the precharge resistor to calculate the consumed energy.
  • the above-described on-board control device can calculate the energy consumption with a simple configuration in which IR2 is calculated and integrated for each unit time.
  • control unit calculates the consumed energy by calculating and integrating V 2 /R per unit time using the voltage V across the precharge resistor and the resistance value R of the precharge resistor.
  • the above-described on-board control device can calculate the energy consumption with a simple configuration in which V 2 /R is calculated and integrated for each unit time.
  • [Details of the embodiment of the present disclosure] 1 is a system mounted on a vehicle, and includes a battery 10, a load 11, a power path 12 that supplies power from the battery 10 to the load 11, and a capacitor 13.
  • the power path 12 has a positive power line 12A and a negative power line 12B.
  • One end of the positive power line 12A is electrically connected to the positive terminal of the battery 10.
  • the other end of the positive power line 12A is electrically connected to one end of the load 11.
  • One end of the negative power line 12B is electrically connected to the negative terminal of the battery 10.
  • the other end of the negative power line 12B is electrically connected to the other end of the load 11.
  • Capacitor 13 is electrically connected to power path 12. One end of capacitor 13 is electrically connected to positive power line 12A. The other end of capacitor 13 is electrically connected to negative power line 12B.
  • the vehicle system 1 includes an in-vehicle control device 20.
  • the in-vehicle control device 20 has a positive main relay 21, a negative main relay 22, and a precharge circuit 23.
  • the positive side main relay 21 is an example of a main relay.
  • the positive side main relay 21 is configured, for example, as a mechanical switch with contacts.
  • the positive side main relay 21 is provided between the battery 10 and the capacitor 13 on the positive side power line 12A.
  • the negative main relay 22 is configured, for example, as a mechanical switch with contacts.
  • the negative main relay 22 is provided between the battery 10 and the capacitor 13 on the negative power line 12B.
  • the precharge circuit 23 is arranged in parallel with the positive main relay 21. One end of the precharge circuit 23 is electrically connected to a location on the positive power line 12A between the battery 10 and the positive main relay 21. The other end of the precharge circuit 23 is electrically connected to a location on the positive power line 12A between the positive main relay 21 and the capacitor 13.
  • the precharge circuit 23 is configured by connecting a precharge relay 24 and a precharge resistor 25 in series.
  • the precharge relay 24 is configured, for example, by a mechanical switch with contacts.
  • the vehicle control device 20 has a current detection unit 26, a voltage detection unit 27, and a control unit 28.
  • the current detection unit 26 detects the current flowing through the precharge circuit 23 when the positive main relay 21 is in the OFF state and the negative main relay 22 and precharge relay 24 are in the ON state. In other words, the current detection unit 26 detects the current flowing through the precharge resistor 25. The current detection unit 26 detects the current flowing through the positive main relay 21 when the positive main relay 21 and negative main relay 22 are in the ON state and the precharge relay 24 is in the OFF state.
  • the current detection unit 26 is configured, for example, by a known current sensor. A signal indicating the detection value by the current detection unit 26 is input to the control unit 28.
  • the voltage detection unit 27 detects the voltage across the precharge resistor 25.
  • the voltage across the precharge resistor 25 is the potential difference across the precharge resistor 25.
  • the voltage detection unit 27 is configured, for example, by a known voltage detection circuit. A signal indicating the value detected by the voltage detection unit 27 is input to the control unit 28.
  • the control unit 28 includes, for example, a microcomputer.
  • the control unit 28 controls the positive main relay 21, the negative main relay 22, and the precharge relay 24.
  • the control unit 28 executes precharge control, controlling the precharge relay 24 to the ON state when a precharge start condition is met.
  • the precharge start condition may be, for example, the vehicle's start switch being switched to the ON state, or may be another condition.
  • the start switch may be, for example, an ignition switch or a power switch.
  • control unit 28 controls the positive side main relay 21 to the OFF state, and controls the negative side main relay 22 and precharge relay 24 to the ON state.
  • current is supplied from the battery 10 to the capacitor 13 via the precharge circuit 23 with the current suppressed, and the capacitor 13 is charged.
  • the control unit 28 determines whether the precharge completion condition is met while the precharge control is being executed.
  • the control unit 28 may repeatedly determine whether the precharge completion condition is met after the start of the precharge control, or may determine whether the precharge completion condition is met after a predetermined time has elapsed since the start of the precharge control.
  • the precharge completion condition may be, for example, that the voltage of capacitor 13 is equal to or greater than a threshold voltage, that the difference between the voltage of capacitor 13 and the voltage of battery 10 is equal to or less than a determination value, that the voltage across the positive main relay 21 is equal to or less than a determination value, or that the current flowing through precharge circuit 23 is equal to or less than a threshold current.
  • control unit 28 determines that the precharge completion condition is met, it terminates the precharge control. Specifically, the control unit 28 controls the positive side main relay 21 to the on state while maintaining the negative side main relay 22 in the on state, and controls the precharge relay 24 to the off state. As a result, power is supplied from the battery 10 to the load 11 via the positive side main relay 21.
  • control unit 28 calculates the energy consumption E in the precharge resistor 25 during execution of precharge control, and halts the precharge control based on the consumed energy E.
  • the control unit 28 stops the pre-charge control when it determines that the consumed energy E exceeds the threshold value Eth.
  • the threshold value Eth is set, for example, to the consumed energy required until the temperature of the pre-charge resistor 25 reaches a reference value.
  • the threshold value Eth is set to a value greater than the maximum value E1 of the consumed energy E in the pre-charge resistor 25 when charging of the capacitor 13 by the pre-charge control is normally completed.
  • the threshold value Eth satisfies the condition of the following equation (1). Threshold Eth>(1 ⁇ 2) ⁇ Cmax ⁇ Vmax 2 Equation (1)
  • Cmax is the maximum value of the capacitance of the capacitor 13.
  • Vmax is the fully charged voltage of the battery 10 in the initial state.
  • the threshold value Eth is set to a value smaller than the energy consumption E2 required until the precharge resistor 25 breaks down.
  • the control unit 28 calculates the energy consumption E by, for example, calculating and integrating IV per unit time using the value I of the current flowing through the precharge resistor 25 and the voltage V across the precharge resistor 25.
  • Figure 2 shows the time-dependent changes in the value I of the current flowing through precharge resistor 25, the voltages V and IV across precharge resistor 25, and the consumed energy E when precharge is performed normally.
  • Figure 3 shows the time-dependent changes in I, V, IV, and E when load 11 is grounded at the start of precharge control.
  • Figure 4 shows the time-dependent changes in I, V, IV, and E when load 11 is grounded during precharge control.
  • the vehicle control device 20 calculates the energy consumption E in the precharge resistor 25 while precharge control is being performed, and suspends precharge control based on the consumed energy E. In other words, the vehicle control device 20 determines that the temperature of the precharge resistor 25 has exceeded a reference value based on the consumed energy E, and can immediately suspend precharge control, thereby preventing the precharge resistor 25 from continuing to generate heat when its temperature exceeds the reference value.
  • the vehicle control device 20 suspends precharge control when it determines that the consumed energy E has exceeded the threshold value Eth, thereby simplifying the process of determining whether to suspend precharge control.
  • the threshold value Eth is set to a value greater than the maximum value E1 of the energy consumed by the precharge resistor 25 when charging of the capacitor 13 through precharge control is completed normally. This allows the on-board control device 20 to prevent the precharge control from being discontinued before the capacitor 13 is fully charged.
  • the threshold value Eth is set to a value smaller than the energy consumption E2 required until the precharge resistor 25 fails. This allows the on-board control device 20 to stop precharge control before the precharge resistor 25 fails.
  • the control unit calculates the energy consumption by calculating and integrating IV per unit time, but this configuration is not limited to this.
  • the control unit may calculate the energy consumption by calculating and integrating IR2 per unit time using the value I of the current flowing through the pre-charge resistor and the resistance value R of the pre-charge resistor.
  • the resistance value R of the pre-charge resistor may be a value stored in advance in the control unit or may be an actually measured value.
  • the control unit may calculate the energy consumption by calculating and integrating V2 /R per unit time using the voltage V across the pre-charge resistor and the resistance value R of the pre-charge resistor.
  • the control unit was configured to suspend precharge control when it determined that the consumed energy exceeded a threshold value, but this configuration is not limited to this.
  • the control unit may estimate the temperature of the precharge resistor based on the consumed energy, and suspend precharge control when it determines that the estimated temperature exceeds a reference value.
  • the control unit may store in advance correspondence information indicating the correspondence relationship between consumed energy and temperature, and estimate the temperature of the precharge resistor based on this correspondence information and the calculated consumed energy.
  • the correspondence information may be an arithmetic formula or a table.

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Abstract

車載用制御装置（２０）は、電力路（１２）においてバッテリ（１０）とコンデンサ（１３）との間に設けられるメインリレー（例えば正極側メインリレー（２１））と、上記メインリレーに対して並列に設けられるプリチャージ回路（２３）と、制御部（２８）と、を有する。プリチャージ回路（２３）は、プリチャージリレー（２４）と、プリチャージ抵抗（２５）と、を直列に接続した構成をなす。制御部（２８）は、プリチャージ開始条件が成立した場合にプリチャージリレー（２４）をオン状態に制御するプリチャージ制御を実行する。制御部（２８）は、プリチャージ制御の実行中においてプリチャージ抵抗（２５）での消費エネルギを算出し、消費エネルギに基づいてプリチャージ制御を中止する。

Description

車載用制御装置
　本開示は、車載用制御装置に関する。
　特許文献１には、電源制御装置が開示されている。この電源制御装置は、システムメインリレーと、制限抵抗と、ＭＯＳトランジスタと、を備える。システムメインリレーは、バッテリの正極とインバータとの間に接続される。制限抵抗及びＭＯＳトランジスタは、バッテリの正極とインバータとの間に直列に接続され、システムメインリレーに並列に接続される。ＭＯＳ制御回路は、ＭＯＳトランジスタをオンし、インバータの入力側に設けられるコンデンサのプリチャージを開始する。ＭＯＳ制御回路は、制限抵抗に取り付けられたサーミスタにより制限抵抗の温度を検出し、制限抵抗の温度が基準値以上に上昇するとＭＯＳトランジスタをオフする。
特開２００５－３１２１５６号公報
　特許文献１の構成では、制限抵抗の熱がサーミスタに伝達されてサーミスタの温度が上昇するまでに時間を要する。このため、制限抵抗の実際の温度が基準値以上になって暫くしてからＭＯＳトランジスタをオフすることとなり、その間、発熱し続けることが懸念される。
　本開示は、プリチャージ抵抗の温度が基準値を超えた状態で発熱し続けることを抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
　本開示の車載用制御装置は、
　バッテリから負荷に電力を供給する電力路と、前記電力路に電気的に接続されるコンデンサと、を備える車載システムに含まれる車載用制御装置であって、
　前記電力路において前記バッテリと前記コンデンサとの間に設けられるメインリレーと、
　前記メインリレーに対して並列に設けられるプリチャージ回路と、
　制御部と、を有し、
　前記プリチャージ回路は、プリチャージリレーと、プリチャージ抵抗と、を直列に接続した構成をなし、
　前記制御部は、プリチャージ開始条件が成立した場合に前記プリチャージリレーをオン状態に制御するプリチャージ制御を実行し、前記プリチャージ制御の実行中において前記プリチャージ抵抗での消費エネルギを算出し、前記消費エネルギに基づいて前記プリチャージ制御を中止する。
　本開示に係る技術は、プリチャージ抵抗の温度が基準値を超えた状態で発熱し続けることを抑制することができる。
図１は、第１実施形態の車載用制御装置を含む車載システムの構成図である。 図２は、プリチャージが正常に行われる場合における、Ｉ、Ｖ、ＩＶ、Ｅの経時的変化を示すグラフである。 図３は、プリチャージ制御の開始時点で負荷が地絡している場合における、Ｉ、Ｖ、ＩＶ、Ｅの経時的変化を示すグラフである。 図４は、プリチャージ制御の途中で負荷が地絡する場合における、Ｉ、Ｖ、ＩＶ、Ｅの経時的変化を示すグラフである。
［本開示の実施形態の説明］
　以下では、本開示に係る実施形態が列記されて例示される。
　〔１〕バッテリから負荷に電力を供給する電力路と、前記電力路に電気的に接続されるコンデンサと、を備える車載システムに含まれる車載用制御装置であって、
　前記電力路において前記バッテリと前記コンデンサとの間に設けられるメインリレーと、
　前記メインリレーに対して並列に設けられるプリチャージ回路と、
　制御部と、を有し、
　前記プリチャージ回路は、プリチャージリレーと、プリチャージ抵抗と、を直列に接続した構成をなし、
　前記制御部は、プリチャージ開始条件が成立した場合に前記プリチャージリレーをオン状態に制御するプリチャージ制御を実行し、前記プリチャージ制御の実行中において前記プリチャージ抵抗での消費エネルギを算出し、前記消費エネルギに基づいて前記プリチャージ制御を中止する
　車載用制御装置。
　上記車載用制御装置は、プリチャージ制御の実行中においてプリチャージ抵抗での消費エネルギを算出し、消費エネルギに基づいてプリチャージ制御を中止する。つまり、上記車載用制御装置は、消費エネルギに基づいてプリチャージ抵抗の温度が基準値を超える状況となったことを判定し、プリチャージ制御を即座に中止することができるため、プリチャージ抵抗の温度が基準値を超えた状態で発熱し続けることを抑制することができる。
　〔２〕前記制御部は、前記消費エネルギが閾値を超えたと判定した場合に前記プリチャージ制御を中止する
　〔１〕に記載の車載用制御装置。
　上記車載用制御装置は、消費エネルギが閾値を超えたと判定した場合にプリチャージ制御を中止するため、中止するか否かの判定処理を簡素化することができる。
　〔３〕前記閾値は、前記プリチャージ制御による前記コンデンサの充電が正常に完了する場合における前記プリチャージ抵抗での消費エネルギの最大値よりも大きい値に設定される
　〔２〕に記載の車載用制御装置。
　上記車載用制御装置は、コンデンサが満充電となる前にプリチャージ制御を中止することを防止することができる。
　〔４〕前記閾値は、前記プリチャージ抵抗が故障するまでに必要な消費エネルギよりも小さい値に設定される
　〔２〕又は〔３〕に記載の車載用制御装置。
　上記車載用制御装置は、プリチャージ抵抗が故障する前にプリチャージ制御を中止することができる。
　〔５〕前記制御部は、前記消費エネルギに基づいて前記プリチャージ抵抗の温度を推定し、推定した温度が基準値を超えたと判定した場合に前記プリチャージ制御を中止する
　〔１〕に記載の車載用制御装置。
　上記車載用制御装置は、消費エネルギに基づいて推定したプリチャージ抵抗の温度が基準値を超えたと判定した場合にプリチャージ制御を中止する。このため、上記車載用制御装置は、プリチャージ抵抗の温度が基準値を超える状況となったことをより正確に判定し、プリチャージ制御を即座に中止することができる。
　〔６〕前記制御部は、前記プリチャージ抵抗に流れる電流の値Ｉと、前記プリチャージ抵抗の両端の電圧Ｖとを用いて、単位時間ごとにＩＶを算出して積算することによって前記消費エネルギを算出する
　〔１〕から〔５〕のいずれかに記載の車載用制御装置。
　上記車載用制御装置は、単位時間ごとにＩＶを算出して積算するという簡素な構成によって消費エネルギを算出することができる。
　〔７〕前記制御部は、前記プリチャージ抵抗に流れる電流の値Ｉと、前記プリチャージ抵抗の抵抗値Ｒとを用いて、単位時間ごとにＩＲ２を算出して積算することによって前記消費エネルギを算出する
　〔１〕から〔５〕のいずれかに記載の車載用制御装置。
　上記車載用制御装置は、単位時間ごとにＩＲ２を算出して積算するという簡素な構成によって消費エネルギを算出することができる。
　〔８〕前記制御部は、前記プリチャージ抵抗の両端の電圧Ｖと、前記プリチャージ抵抗の抵抗値Ｒとを用いて、単位時間ごとにＶ２／Ｒを算出して積算することによって前記消費エネルギを算出する
　〔１〕から〔５〕のいずれかに記載の車載用制御装置。
　上記車載用制御装置は、単位時間ごとにＶ２／Ｒを算出して積算するという簡素な構成によって消費エネルギを算出することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　１．第１実施形態
　図１に示す第１実施形態の車載システム１は、車両に搭載されるシステムである。車載システム１は、バッテリ１０と、負荷１１と、バッテリ１０から負荷１１に電力を供給する電力路１２と、コンデンサ１３と、を備える。
　電力路１２は、正極側電力線１２Ａと、負極側電力線１２Ｂと、を有する。正極側電力線１２Ａの一端は、バッテリ１０の正極側の端子に電気的に接続される。正極側電力線１２Ａの他端は、負荷１１の一端に電気的に接続される。負極側電力線１２Ｂの一端は、バッテリ１０の負極側の端子に電気的に接続される。負極側電力線１２Ｂの他端は、負荷１１の他端に電気的に接続される。
　コンデンサ１３は、電力路１２に電気的に接続される。コンデンサ１３の一端は、正極側電力線１２Ａに電気的に接続される。コンデンサ１３の他端は、負極側電力線１２Ｂに電気的に接続される。
　車載システム１には、車載用制御装置２０が含まれる。車載用制御装置２０は、正極側メインリレー２１と、負極側メインリレー２２と、プリチャージ回路２３と、を有する。
　正極側メインリレー２１は、メインリレーの一例に相当する。正極側メインリレー２１は、例えば接点を有する機械式のスイッチによって構成される。正極側メインリレー２１は、正極側電力線１２Ａにおいてバッテリ１０とコンデンサ１３との間に設けられる。
　負極側メインリレー２２は、例えば接点を有する機械式のスイッチによって構成される。負極側メインリレー２２は、負極側電力線１２Ｂにおいてバッテリ１０とコンデンサ１３との間に設けられる。
　プリチャージ回路２３は、正極側メインリレー２１に対して並列に設けられる。プリチャージ回路２３の一端は、正極側電力線１２Ａにおけるバッテリ１０と正極側メインリレー２１との間の部位に電気的に接続される。プリチャージ回路２３の他端は、正極側電力線１２Ａにおける正極側メインリレー２１とコンデンサ１３との間の部位に電気的に接続される。
　プリチャージ回路２３は、プリチャージリレー２４と、プリチャージ抵抗２５と、を直列に接続した構成をなす。プリチャージリレー２４は、例えば接点を有する機械式のスイッチによって構成される。
　車載用制御装置２０は、電流検出部２６と、電圧検出部２７と、制御部２８と、を有する。
　電流検出部２６は、正極側メインリレー２１がオフ状態で、且つ負極側メインリレー２２及びプリチャージリレー２４がオン状態のときに、プリチャージ回路２３に流れる電流を検出する。つまり、電流検出部２６は、プリチャージ抵抗２５に流れる電流を検出する。電流検出部２６は、正極側メインリレー２１及び負極側メインリレー２２がオン状態で、且つプリチャージリレー２４がオフ状態のときに、正極側メインリレー２１に流れる電流を検出する。電流検出部２６は、例えば公知の電流センサによって構成される。電流検出部２６による検出値を示す信号は、制御部２８に入力される。
　電圧検出部２７は、プリチャージ抵抗２５の両端の電圧を検出する。プリチャージ抵抗２５の両端の電圧は、プリチャージ抵抗２５の両端の電位差のことである。電圧検出部２７は、例えば公知の電圧検出回路によって構成される。電圧検出部２７による検出値を示す信号は、制御部２８に入力される。
　制御部２８は、例えばマイクロコンピュータを含んで構成される。制御部２８は、正極側メインリレー２１、負極側メインリレー２２及びプリチャージリレー２４を制御する。
　制御部２８は、プリチャージ開始条件が成立した場合にプリチャージリレー２４をオン状態に制御するプリチャージ制御を実行する。プリチャージ開始条件は、例えば、車両の始動スイッチがオン状態に切り替わったことであってもよいし、別の条件であってもよい。始動スイッチは、例えばイグニッションスイッチや、パワースイッチなどである。
　制御部２８は、プリチャージ制御において、正極側メインリレー２１をオフ状態に制御し、負極側メインリレー２２及びプリチャージリレー２４をオン状態に制御する。これにより、プリチャージ回路２３を介して電流を抑えた形でバッテリ１０からコンデンサ１３に電流が供給され、コンデンサ１３が充電される。
　制御部２８は、プリチャージ制御の実行中において、プリチャージ完了条件が成立したか否かを判定する。制御部２８は、プリチャージ完了条件が成立したか否かの判定を、プリチャージ制御の開始後に繰り返し実行してもよいし、プリチャージ制御の開始から所定時間経過後に実行してもよい。
　プリチャージ完了条件は、例えば、コンデンサ１３の電圧が閾値電圧以上となったことであってもよいし、コンデンサ１３の電圧とバッテリ１０の電圧との差が判定値以下となったことであってもよいし、正極側メインリレー２１の両端の電圧が判定値以下となったことであってもよいし、プリチャージ回路２３に流れる電流が閾値電流以下となったことであってもよい。
　制御部２８は、プリチャージ完了条件が成立したと判定した場合に、プリチャージ制御を終了する。具体的には、制御部２８は、負極側メインリレー２２をオン状態に維持したまま、正極側メインリレー２１をオン状態に制御し、プリチャージリレー２４をオフ状態に制御する。これにより、正極側メインリレー２１を介してバッテリ１０から負荷１１に電力が供給される。
　プリチャージ制御の実行中においては、負荷１１の地絡などに起因して、プリチャージ抵抗２５に過電流が流れ、プリチャージ抵抗２５が故障するおそれがある。そこで、制御部２８は、プリチャージ制御の実行中においてプリチャージ抵抗２５での消費エネルギＥを算出し、消費エネルギＥに基づいてプリチャージ制御を中止する。
　本実施形態では、制御部２８は、消費エネルギＥが閾値Ｅｔｈを超えたと判定した場合にプリチャージ制御を中止する。閾値Ｅｔｈは、例えば、プリチャージ抵抗２５の温度が基準値となるまでに必要な消費エネルギが設定される。閾値Ｅｔｈは、プリチャージ制御によるコンデンサ１３の充電が正常に完了する場合におけるプリチャージ抵抗２５での消費エネルギＥの最大値Ｅ１よりも大きい値に設定される。具体的には、閾値Ｅｔｈは、以下の式（１）の条件を満たす。
　　閾値Ｅｔｈ＞（１／２）×Ｃmax×Ｖmax２　・・・式（１）
　Ｃmaxは、コンデンサ１３の容量の最大値。
　Ｖmaxは、バッテリ１０の初期状態の満充電電圧。
　更に、閾値Ｅｔｈは、プリチャージ抵抗２５が故障するまでに必要な消費エネルギＥ２よりも小さい値に設定される。
　制御部２８は、例えば、プリチャージ抵抗２５に流れる電流の値Ｉと、プリチャージ抵抗２５の両端の電圧Ｖとを用いて、単位時間ごとにＩＶを算出して積算することによって消費エネルギＥを算出する。
　図２には、プリチャージが正常に行われる場合における、プリチャージ抵抗２５に流れる電流の値Ｉ、プリチャージ抵抗２５の両端の電圧Ｖ、ＩＶ、消費エネルギＥの経時的変化が示されている。図３には、プリチャージ制御の開始時点で負荷１１が地絡している場合における、Ｉ、Ｖ、ＩＶ、Ｅの経時的変化が示されている。図４には、プリチャージ制御の途中で負荷１１が地絡する場合における、Ｉ、Ｖ、ＩＶ、Ｅの経時的変化が示されている。
　プリチャージが正常に行われる場合、図２に示すように、タイミングＴ０において、プリチャージ制御が開始されると、コンデンサ１３の電圧が徐々に上昇するため、Ｉ、Ｖ、ＩＶは徐々に低下する。このため、消費エネルギＥは、上昇し続けるものの、上昇度合いが徐々に低下する。そして、タイミングＴ１にて、プリチャージ完了条件が成立したと判定されると、プリチャージ制御が終了される。
　プリチャージ制御の開始時点で負荷１１が地絡している場合、図３に示すように、プリチャージ制御が開始されるタイミングＴ１０において、Ｉ、Ｖは、ともに高い状態で始まり、その後、低下もしない。このため、ＩＶも高い状態で維持され、消費エネルギＥも経過時間に比例して上昇する。その結果、プリチャージ完了条件が成立したと判定される前に、タイミングＴ１１にて、消費エネルギＥが閾値Ｅｔｈを超える。制御部２８は、消費エネルギＥが閾値Ｅｔｈを超えたと判定するとプリチャージ制御を中止する。その結果、Ｉ、Ｖ、ＩＶは、急低下して、０になる。
　プリチャージ制御の途中で負荷１１が地絡する場合、図４に示すように、タイミングＴ２０において、プリチャージ制御が開始されると、図２の場合と同様に、Ｉ、Ｖ、ＩＶは徐々に低下し、消費エネルギＥの上昇度合いが徐々に低下する。そして、タイミングＴ２１にて、負荷１１が地絡すると、Ｉ、Ｖ、ＩＶが急上昇し、高い状態で維持される。このため、消費エネルギＥも経過時間に比例して上昇する。その結果、プリチャージ完了条件が成立したと判定される前に、タイミングＴ２２にて、消費エネルギＥが閾値Ｅｔｈを超える。制御部２８は、消費エネルギＥが閾値Ｅｔｈを超えたと判定するとプリチャージ制御を中止する。その結果、Ｉ、Ｖ、ＩＶは、急低下して、０になる。
　以上のように、車載用制御装置２０は、プリチャージ制御の実行中においてプリチャージ抵抗２５での消費エネルギＥを算出し、消費エネルギＥに基づいてプリチャージ制御を中止する。つまり、車載用制御装置２０は、消費エネルギＥに基づいてプリチャージ抵抗２５の温度が基準値を超える状況となったことを判定し、プリチャージ制御を即座に中止することができるため、プリチャージ抵抗２５の温度が基準値を超えた状態で発熱し続けることを抑制することができる。
　車載用制御装置２０は、消費エネルギＥが閾値Ｅｔｈを超えたと判定した場合にプリチャージ制御を中止するため、中止するか否かの判定処理を簡素化することができる。
　閾値Ｅｔｈは、プリチャージ制御によるコンデンサ１３の充電が正常に完了する場合におけるプリチャージ抵抗２５での消費エネルギＥの最大値Ｅ１よりも大きい値に設定される。このため、車載用制御装置２０は、コンデンサ１３が満充電となる前にプリチャージ制御を中止することを防止することができる。
　閾値Ｅｔｈは、プリチャージ抵抗２５が故障するまでに必要な消費エネルギＥ２よりも小さい値に設定される。このため、車載用制御装置２０は、プリチャージ抵抗２５が故障する前にプリチャージ制御を中止することができる。
　＜他の実施形態＞
　本開示は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述又は後述の実施形態の特徴は、矛盾しない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、上述又は後述の実施形態のいずれの特徴も、必須のものとして明示されていなければ省略することもできる。更に、上述した実施形態は、次のように変更されてもよい。
　上記第１実施形態では、制御部が、単位時間ごとにＩＶを算出して積算することによって消費エネルギを算出する構成であったが、この構成に限らない。例えば、制御部は、プリチャージ抵抗に流れる電流の値Ｉと、プリチャージ抵抗の抵抗値Ｒとを用いて、単位時間ごとにＩＲ２を算出して積算することによって消費エネルギを算出してもよい。プリチャージ抵抗の抵抗値Ｒは、予め制御部に記憶された値であってもよいし、実測値であってもよい。また、制御部は、プリチャージ抵抗の両端の電圧Ｖと、プリチャージ抵抗の抵抗値Ｒとを用いて、単位時間ごとにＶ２／Ｒを算出して積算することによって消費エネルギを算出してもよい。
　上記第１実施形態では、制御部は、消費エネルギが閾値を超えたと判定した場合にプリチャージ制御を中止する構成であったが、この構成に限らない。例えば、制御部は、消費エネルギに基づいてプリチャージ抵抗の温度を推定し、推定した温度が基準値を超えたと判定した場合にプリチャージ制御を中止してもよい。この場合、制御部は、消費エネルギと温度との対応関係を示す対応情報を予め記憶しておき、この対応情報と算出した消費エネルギとに基づいてプリチャージ抵抗の温度を推定してもよい。対応情報は、演算式であってもよいし、テーブルであってもよい。
　なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲によって示された範囲内又は請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１…車載システム
１０…バッテリ
１１…負荷
１２…電力路
１２Ａ…正極側電力線
１２Ｂ…負極側電力線
１３…コンデンサ
２０…車載用制御装置
２１…正極側メインリレー（メインリレー）
２２…負極側メインリレー
２３…プリチャージ回路
２４…プリチャージリレー
２５…プリチャージ抵抗
２６…電流検出部
２７…電圧検出部
２８…制御部
Ｅ…プリチャージ抵抗での消費エネルギ
Ｅ１…プリチャージ制御によるコンデンサの充電が正常に完了する場合におけるプリチャージ抵抗での消費エネルギの最大値
Ｅ２…プリチャージ抵抗が故障するまでに必要な消費エネルギ
Ｅｔｈ…閾値
Ｉ…プリチャージ抵抗に流れる電流の値
Ｖ…プリチャージ抵抗の両端の電圧
Ｒ…プリチャージ抵抗の抵抗値

Claims (8)

  1. 　バッテリから負荷に電力を供給する電力路と、前記電力路に電気的に接続されるコンデンサと、を備える車載システムに含まれる車載用制御装置であって、
    　前記電力路において前記バッテリと前記コンデンサとの間に設けられるメインリレーと、
    　前記メインリレーに対して並列に設けられるプリチャージ回路と、
    　制御部と、を有し、
    　前記プリチャージ回路は、プリチャージリレーと、プリチャージ抵抗と、を直列に接続した構成をなし、
    　前記制御部は、プリチャージ開始条件が成立した場合に前記プリチャージリレーをオン状態に制御するプリチャージ制御を実行し、前記プリチャージ制御の実行中において前記プリチャージ抵抗での消費エネルギを算出し、前記消費エネルギに基づいて前記プリチャージ制御を中止する
    　車載用制御装置。
  2. 　前記制御部は、前記消費エネルギが閾値を超えたと判定した場合に前記プリチャージ制御を中止する
    　請求項１に記載の車載用制御装置。
  3. 　前記閾値は、前記プリチャージ制御による前記コンデンサの充電が正常に完了する場合における前記プリチャージ抵抗での消費エネルギの最大値よりも大きい値に設定される
    　請求項２に記載の車載用制御装置。
  4. 　前記閾値は、前記プリチャージ抵抗が故障するまでに必要な消費エネルギよりも小さい値に設定される
    　請求項２又は請求項３に記載の車載用制御装置。
  5. 　前記制御部は、前記消費エネルギに基づいて前記プリチャージ抵抗の温度を推定し、推定した温度が基準値を超えたと判定した場合に前記プリチャージ制御を中止する
    　請求項１に記載の車載用制御装置。
  6. 　前記制御部は、前記プリチャージ抵抗に流れる電流の値Ｉと、前記プリチャージ抵抗の両端の電圧Ｖとを用いて、単位時間ごとにＩＶを算出して積算することによって前記消費エネルギを算出する
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載用制御装置。
  7. 　前記制御部は、前記プリチャージ抵抗に流れる電流の値Ｉと、前記プリチャージ抵抗の抵抗値Ｒとを用いて、単位時間ごとにＩＲ２を算出して積算することによって前記消費エネルギを算出する
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載用制御装置。
  8. 　前記制御部は、前記プリチャージ抵抗の両端の電圧Ｖと、前記プリチャージ抵抗の抵抗値Ｒとを用いて、単位時間ごとにＶ２／Ｒを算出して積算することによって前記消費エネルギを算出する
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載用制御装置。
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