JP3361045B2 - 電気自動車の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車の充電
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気自動車において、走行モ−タ
−給電用の主バッテリの他に、補機給電用の補機バッテ
リを備える二バッテリ型のものが知られている。このよ
うに補機バッテリを設けることにより、通常、低圧で給
電される各種補機に比較して走行モ−タへ高圧給電でき
るので、損失低減、機器の小形化などの効果を実現で
き、一方、これら補機は低圧駆動ができるので、製品変
更が少なくてよく、安全性にも優れるという利益があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た二バッテリ型の電気自動車では、前記主バッテリ及び
補機バッテリの自己放電が存在するために、この自己放
電量を検出してそれを現在蓄電量から差し引かないとそ
れらの正確な蓄電量を推定することができない。このた
め従来の電気自動車の制御装置では、マイコンを含む制
御装置を常時オンしておいて、駐車中もずっと上記自己
放電量検出及びその他の作業を定期的に実行していた。

【０００４】ところが、このようなマイコンを含む制御
装置の常時オンは、たとえ制御装置の低消費電力化を図
ったとしても常時ＤＣ電力消費が発生することになって
しまい、特に補機バッテリは主バッテリより格段に容量
が小さいので、この制御部の常時オンによる電力消費が
無視できなかった。もちろん、制御部すなわちマイコン
構成のコントローラへ高圧（たとえば３００Ｖ）かつ大
容量のの主バッテリから給電することは理論的には可能
であるものの、実際にはそのような複雑な回路処理は実
現されることが困難である。

【０００５】本発明は上記問題に鑑みなされたものであ
り、回路構成の複雑化及びバッテリの消耗を回避しつ
つ、駐車中もたとえばバッテリの自己放電量の検出とい
った定期的な作業の実施が可能な電気自動車の制御装置
を提供することをその目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電気自動
車の制御装置によれば、電源部は定期的に制御部に電源
電流を供給し、制御部は自己の起動がタイマ入力制御ス
イッチによるものであると判別した場合にはあらかじめ
記憶するバッテリの自己放電量に関連するマップに基づ
いてバッテリの自己放電量を算出し、算出結果の累積値
を求めて不揮発メモリに記憶させ、その後でタイマにカ
ウント開始指令信号を出力するとともに電源スイッチを
遮断する。電源部は、電源スイッチ、タイマ及びタイマ
入力制御スイッチを備え、電源スイッチはタイマにより
制御されてバッテリから制御部への給電を断続制御す
る。一方、制御部は、自己の起動がタイマに起因するも
のであると判別した場合に所定作業を実行した後にタイ
マをスタ−トさせるとともに電源スイッチを遮断する。
このようにすれば、電気自動車のバッテリの自己放電に
よる蓄電量の累積誤差を解消して蓄電量の正確な推定を
実現することができる。

【０００７】このようにすれば、なんら複雑な回路手段
を増設することなく、タイマという簡素な構成追加だけ
で電気自動車の制御装置を定期的に立ち上げて所定の作
業を行わせ、その後、次の作業開始時点まで制御装置を
遮断してその電力消費電力をタイマ分だけとすることが
でき、電気自動車のバッテリの消耗を防ぎ、かつ、その
消費電力の累積による蓄電量の推定が不正確となること
を抑止することができる。

【０００８】請求項２記載の構成によれば請求項１記載
の電気自動車の制御装置において更に、外部信号により
作動される外部入力制御スイッチ、制御部により作動さ
れる制御部入力制御スイッチ及びタイマにより作動され
るタイマ入力制御スイッチを並列接続して、その出力に
より電源スイッチを断続制御する。このようにすれば、
制御部への給電停止期間にこれら各制御スイッチがＤＣ
電流消費をすることがないので、一層電力消費を低減す
ることができる。

【０００９】請求項３記載の構成によれば請求項１記載
の電気自動車の制御装置において更に、走行モ−タ−給
電用の主バッテリと、補機給電用の補機バッテリとを備
え、制御部及びタイマは補機バッテリから給電される。
このようにすれば、主バッテリより小容量である補機バ
ッテリの消耗による過放電を抑止することができる。

【００１０】請求項４記載の構成によれば請求項１記載
の電気自動車の制御装置において更に、オンにより前記
電源スイッチをオンさせて前記制御部を起動させる外部
スイッチを有し、前記タイマ入力制御スイッチは、前記
タイマからの遅延信号の入力により前記バッテリから前
記外部スイッチを経由せずに前記電源スイッチを導通さ
せ、前記制御部は、起動された後に前記外部スイッチの
オンかオフかを判別し、オンである場合に今回の自己の
起動が前記タイマ入力制御スイッチによるものでないと
判定し、オフである場合に今回の自己の起動が前記タイ
マ入力制御スイッチによるものであると判定することを
特徴としている。請求項５記載の構成によれば請求項４
記載の電気自動車の制御装置において更に、前記制御部
は、前記外部スイッチの導通状態をデジタル信号に変換
して読み込み、読み込んだ前記デジタル信号に基づいて
前記外部スイッチの導通状態を判定することを特徴とし
ている。請求項６記載の構成によれば請求項１記載の電
気自動車の制御装置において更に、前記制御部は、前記
外部スイッチによる自己の起動後に、前記不揮発メモリ
に記憶された前記自己放電量の累積値を前回の蓄電量か
ら減算し、前記不揮発メモリをリセットすることを特徴
としている。請求項７記載の構成によれば請求項１記載
の電気自動車の制御装置において更に、前記マップは、
前記バッテリの自己放電量と温度との関係を示すことを
特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施態様を以下の
実施例を参照して説明する。

【００１２】

【実施例】本発明の電気自動車の充電装置の一実施例を
図面を参照して説明する。 （回路構成）この実施例のハイブリッド電気自動車の回
路を図１に示すブロック図により説明する。

【００１３】高圧（約３００Ｖ）の主バッテリ１は、マ
グネットスイッチの接点２を介して、走行モータ内蔵の
走行動力回路を含む高圧負荷ＨＬに給電している。低圧
の補機バッテリ３は、低圧負荷ＬＬに給電するととも
に、低圧側リレーの接点４を通じて及び直接にＤＣ−Ｄ
Ｃコンバ−タ５の低圧入力端に給電している。

【００１４】ＤＣ−ＤＣコンバ−タ５の高圧出力端は、
高圧側リレーの接点６を通じて主バッテリ１に給電して
いる。マグネットスイッチの接点２及び高圧側リレーの
接点６は、ＥＣＵ（本発明でいう電気自動車の制御装
置）７により制御され、低圧側リレーの接点４は、ＤＣ
−ＤＣコンバ−タ５に内蔵される後述のコントローラ５
０により制御されている。９はＤＣ−ＤＣコンバ−タ５
を起動するスタートスイッチであり、１０はブザー、１
１は充電表示ＬＥＤ、１２は警報表示ＬＥＤであり、こ
れらはＤＣ−ＤＣコンバ−タ５により制御されている。

【００１５】次に、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ５の内部構成
及び基本動作を図２を参照して説明する。ＤＣ−ＤＣコ
ンバ−タ５は、コントローラ５０、パワーＭＯＳトラン
ジスタ５１、５２、昇圧トランス５３、全波整流器５
４、リアクトル５５、コンデンサ５６、電流センサ５７
からなる。

【００１６】コントローラ５０のブロック回路図を図３
を参照して説明する。５０１は補機バッテリ３から電源
電圧を給電されるトランジスタ（電源スイッチ）、５０
２はマイコン、５０３は低圧側リレーの駆動コイル、５
０４は電源スイッチ５０２のベ−スと接地間に介設され
るエミッタ接地のトランジスタ（制御部入力制御スイッ
チ）、５０５は低圧側リレーの駆動コイル５０３の低位
端と接地間に介設されるエミッタ接地のトランジスタで
ある。

【００１７】スタ−トスイッチ９を押すと、電源スイッ
チ５０１が作動してマイコン５０２に電源電圧を給電
し、マイコン５０２が立ち上がる。 次に、ＤＣ−ＤＣ
コンバ−タ５の充電動作を説明する。コントローラ５０
がパワーＭＯＳトランジスタ５１、５２を周期的かつ交
互に断続することにより昇圧トランス５３に交番磁束が
形成され、二次コイルに高圧の高周波電圧が誘起され、
この高周波電圧は全波整流器５４で整流され、リアクト
ル５５及びコンデンサ５６からなる平滑回路で平滑され
て高圧側リレーの接点６を通じて主バッテリ１を充電す
る。充電電流は電流センサ５７により検出され、コント
ローラ５０は検出した充電電流に基づいてパワーＭＯＳ
トランジスタ５１、５２を制御し、充電電流を目標レベ
ルに制御する。

【００１８】ＥＣＵ７の回路構成を図４のブロック回路
図を参照して説明する。７０はキ−スイッチからなる外
部スイッチ、７１は補機バッテリ３から電源電圧を給電
されるトランジスタ（電源スイッチ）、７２はマイコン
（制御部）、７３は電源スイッチ７１の制御端子と接地
間に介設されて外部スイッチ７０の導通により導通され
るエミッタ接地のトランジスタ（外部入力制御スイッ
チ）、７４はトランジスタ７３と並列接続されるエミッ
タ接地のトランジスタ（タイマ入力制御スイッチ）、７
５はトランジスタ７３、７４と並列接続されて、マイコ
ン７２により制御されるエミッタ接地のトランジスタ
（制御部入力制御スイッチ）である。７６はタイマであ
り、補機バッテリ３から直接給電され、マイコン７２か
らのカウント開始指令信号の入力により内蔵のクロック
発生器で発生したクロックパルスをカウントしてそれが
所定値に達した場合に遅延信号をなすハイレベル電圧を
トランジスタ７４に出力する。

【００１９】このＥＣＵ７の動作を以下に説明する。外
部スイッチ７０をオンすると、トランジスタ７３、電源
スイッチ７１がオンし、マイコン７２に電源電圧が給電
されてマイコン７２が起動する。外部スイッチ７０の導
通状態はマイコン７２に入力され、それが内蔵するＡＤ
コンバ−タによりデジタル信号に変換される。タイマ７
６から遅延信号がトランジスタ７４に出力されて、電源
スイッチ７１が導通すると、上記と同様にマイコン７２
に電源電圧が給電されてマイコン７２が起動する。

【００２０】マイコン（制御部）７２の動作を図５を参
照して説明する。上記２種類の起動モ−ドのどちらかで
マイコン７２が起動されると、まず初期設定がなされ
（Ｓ１００）、次に上記デジタル信号の数値が所定値以
上かどうかを判定し（Ｓ１０２）、以上であれば外部ス
イッチ７０によるものであると判定して通常の制御動作
を実行する（Ｓ１０４）。

【００２１】一方、以下であれば、タイマ７６による起
動であると判定して、マイコン７２の温度（内蔵サ−ミ
スタで検出）を計測し、この温度とバッテリ１、３の自
己放電量との関係を示す内蔵のマップからこれらバッテ
リ１、３の自己放電量を推定し、それを前回に累算した
自己放電量の累積値に加算して今回の累積値とし（Ｓ１
０６）、それをマイコン７２に内蔵される不揮発メモリ
に書き込む（Ｓ１０８）、その後、タイマ７６にカウン
ト開始指令信号を出力し（Ｓ１１０）、トランジスタ７
５を遮断する（Ｓ１１２）。

【００２２】この時点では、トランジスタ７４はオフし
ているので、トランジスタ７５の遮断により電源スイッ
チ７１が遮断され、コントローラ７１が遮断される。次
に、Ｓ１０４で実行する通常の制御動作実行中におい
て、外部スイッチ７０が遮断された場合を説明する。こ
の制御は所定の短間隔ごとに行われる割り込みル−チン
により行われ、この割り込みル−チンの起動とともにま
ず通常処理中であるかどうかを調べ（Ｓ２００）、そう
でなければメインル−チンへリタ−ンする。そうであれ
ば、外部スイッチ７０が遮断されているかどうかを調べ
（Ｓ２０２）、外部スイッチ７０が導通していればメイ
ンル−チン（図５参照）にリタ−ンし、遮断していれば
通常処理中の必要情報を不揮発メモリに書き込み（Ｓ２
０４）、タイマ７６にカウント開始指令信号を出力し
（Ｓ２０６）、トランジスタ７５を遮断する（Ｓ２０
８）。

【００２３】このようにしてタイマ起動時すなわち車両
休止時に累算された自己放電量の累算値は、外部スイッ
チ７０のオンにより通常処理を行うごとに、バッテリ
１、３の前回の蓄電量からそれぞれ減算され、それとと
もに上記自己放電量の累算値は０にリセットされる。な
お、上記実施例ではバッテリ１、３の自己放電量をタイ
マ起動ごとに検出した温度に応じてマップで求めたが、
簡単には単に自己放電時間だけで算出することも可能で
ある。

【００２４】更に、この実施例では、タイマ起動時のみ
すなわち車両休止時のみ自己放電量の累算を行ったが、
通常処理中においてもその中で実行することは当然可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のハイブリッド電気自動車の充電装置
の一実施例を示すブロック回路図である。

【図２】図１のＤＣ−ＤＣコンバ−タ５の回路図であ
る。

【図３】図２のコントローラ５０の回路図である。

【図４】図１のＥＣＵ７の回路図である。

【図５】ＥＣＵ７の動作を示すフロ−チャ−トである。

【図６】ＥＣＵ７の動作を示すフロ−チャ−トである。

【符号の説明】

１は主バッテリ（バッテリ）、３は補機バッテリ（バッ
テリ）、７０は外部スイッチ、７１は電源スイッチ、７
２はＥＣＵ（制御部）、７３〜７５は制御スイッチ、７
６はタイマである。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気自動車に搭載されるバッテリから給電
   されて車両搭載機器を制御する制御部と、 前記バッテリと前記制御部との間に介設されて前記バッ
   テリから前記制御部への電源電流供給を断続制御する電
   源部とを備える電気自動車の制御装置において、 前記電源部は、前記バッテリと前記制御部との間に介設
   されて前記バッテリから前記制御部への給電を断続制御
   する電源スイッチと、前記バッテリから前記電源スイッ
   チを通じることなく給電されて所定のカウント開始指令
   信号の入力から所定時間後に遅延信号を出力するタイマ
   と、前記タイマからの遅延信号の入力により前記電源ス
   イッチを導通させるタイマ入力制御スイッチとを備え、 前記制御部は、自己の起動が前記タイマ入力制御スイッ
   チによるものであると判別した場合にはあらかじめ記憶
   する前記バッテリの自己放電量に関連するマップに基づ
   いて前記バッテリの自己放電量を算出し、算出結果の累
   積値を求めて前記不揮発メモリに記憶させ、その後で前
   記タイマに前記カウント開始指令信号を出力するととも
   に前記電源スイッチを遮断することを特徴とする電気自
   動車の制御装置
2. 【請求項２】請求項１記載の電気自動車の制御装置にお
   いて、 外部信号により作動して前記電源スイッチを導通させる
   外部入力制御スイッチと、前記制御部により作動されて
   前記電源スイッチを導通させる制御部入力制御スイッチ
   とを、前記タイマ入力制御スイッチと並列に有すること
   を特徴とする電気自動車の制御装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の電気自動車の制御装置にお
   いて、 走行モ−タ−給電用の主バッテリと、補機給電用の補機
   バッテリとを備え、前記制御部及びタイマは前記補機バ
   ッテリから給電されることを特徴とする電気自動車の制
   御装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の電気自動車の制御装置にお
   いて、 オンにより前記電源スイッチをオンさせて前記制御部を
   起動させる外部スイッチを有し、 前記タイマ入力制御スイッチは、前記タイマからの遅延
   信号の入力により前記バッテリから前記外部スイッチを
   経由せずに前記電源スイッチを導通させ、 前記制御部は、起動された後に前記外部スイッチのオン
   かオフかを判別し、オンである場合に今回の自己の起動
   が前記タイマ入力制御スイッチによるものでないと判定
   し、オフである場合に今回の自己の起動が前記タイマ入
   力制御スイッチによるものであると判定することを特徴
   とする電気自動車の制御装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の電気自動車の制御装置にお
   いて、 前記制御部は、 前記外部スイッチの導通状態をデジタル信号に変換して
   読み込み、読み込んだ前記デジタル信号に基づいて前記
   外部スイッチの導通状態を判定することを特徴とする電
   気自動車の制御装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の電気自動車の制御装置にお
   いて、 前記制御部は、前記外部スイッチによる自己の起動後
   に、前記不揮発メモリに記憶された前記自己放電量の累
   積値を前回の蓄電量から減算し、前記不揮発メモリをリ
   セットすることを特徴とする電気自動車の制御装置。
7. 【請求項７】請求項１記載の電気自動車の制御装置にお
   いて、 前記マップは、前記バッテリの自己放電量と温度との関
   係を示すことを特徴とする電気自動車の制御装置。