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公開番号2025087272
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023201809
出願日2023-11-29
発明の名称自動車用電源システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H02J 1/00 20060101AFI20250603BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】補機電源によってプリチャージされたコンデンサと、主電源とを接続するリレーの耐久性を向上させることができる自動車用電源システムを提供する。
【解決手段】電源と、正極リレーの出力側と負極リレーの出力側とに接続されたコンデンサと、コンデンサをプリチャージする補機電源と、電源の電圧である電源電圧を検出する電源電圧センサと、コンデンサの電圧であるコンデンサ電圧を検出するコンデンサ電圧センサとを備え、コンデンサ電圧センサの温度特性に基づくコンデンサ電圧センサの検出誤差を、電源電圧センサによって検出された電源電圧に加算した電圧値をプリチャージ目標電圧として設定し(ステップS3)、プリチャージ目標電圧と、コンデンサ電圧センサによって検出されたコンデンサ電圧との差が、所定差以下となった場合に(ステップS5でYes)、正極リレーと負極リレーとを導通状態に切り替える(ステップS6)。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電源と、前記電源から電力が供給されまたは前記電源に電力を供給する電気機器と、前記電源の正極と前記電気機器とを接続する正極電線と、前記電源の負極と前記電気機器とを接続する負極電線と、前記正極電線を選択的に遮断できる正極リレーと、前記負極電線を選択的に遮断できる負極リレーと、前記正極リレーおよび前記負極リレーを制御するコントローラと、前記正極電線における前記正極リレーよりも前記電気機器側の部分と前記負極電線における前記負極リレーよりも前記電気機器側の部分とに接続されたコンデンサと、前記コンデンサをプリチャージする補機電源と、前記電源の電圧である電源電圧を検出する電源電圧センサと、前記コンデンサの電圧であるコンデンサ電圧を検出するコンデンサ電圧センサとを備えた自動車用電源システムであって、
前記コントローラは、
前記コンデンサ電圧センサの温度特性に基づく前記コンデンサ電圧センサの検出誤差を前記電源電圧センサによって検出された前記電源電圧に加算した電圧値と、前記コンデンサ電圧センサによって検出された前記コンデンサ電圧との差が、所定差以下となった場合に、前記正極リレーと前記負極リレーとを導通状態に切り替える
ことを特徴とする自動車用電源システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リレーによって電源と電気機器とを電気的に接続および遮断する自動車用電源システムに関するものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電源の正極側と電気機器とを導通させる正極側コンタクタと、電源の負極側と電気機器とを導通させる負極側コンタクタと、電流制御用の抵抗部およびその抵抗部に直列に接続されたプリチャージコンタクタを有するとともに負極側コンタクタに並列に接続されたプリチャージ回路と、正極側コンタクタおよび負極側コンタクタよりも電気機器側の部分の電圧の変動を抑制する平滑用のコンデンサとを備えた電気回路の制御装置が記載されている。この制御装置は、プリチャージコンタクタを導通させてコンデンサをプリチャージし、電源電圧とコンデンサ電圧との差（電圧差）が閾値以下となった場合に、負極側コンタクタを導通状態に切り替えるように構成されている。また、そのような電源電圧とコンデンサ電圧とには検出誤差があるため、特許文献１に記載された制御装置は、負極側コンタクタを導通状態とし得る電圧差に、電源電圧の検出誤差の最大値およびコンデンサ電圧の検出誤差の最大値を加算した閾値電圧以下となってから所定時間が経過した後に、負極側コンタクタを導通状態に切り替えるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１３７３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された電気回路は、抵抗部がプリチャージコンタクタに直列に接続されているため、プリチャージコンタクタを導通状態に切り替えた時点で流れる電流を低下させることができ、プリチャージコンタクタの耐久性が低下することを抑制できる。しかしながら、そのようなプリチャージ回路を設けると、電気回路が大型化し、またプリチャージコンタクタと負極側コンタクタとの切り替えが必要になり、制御が煩雑になる可能性がある。
【０００５】
また、プリチャージ回路を設けることなくコンデンサをプリチャージするために、比較的低電圧の補機電源からコンデンサをプリチャージすることができる。しかしながら、そのように構成を採用した場合には、高電圧の電源とコンデンサとを接続することができる許容電圧差が、プリチャージ回路を設けた場合よりも小さくなる。そのため、特許文献１に記載されたようにコンデンサ電圧の検出誤差の最大値に基づいてコンタクタを接続するとしても、コンタクタを導通状態とする時点で大きな電流が流れ、コンタクタの耐久性が低下する可能性がある。また、そのような検出誤差を考慮して、電圧差が所定差以下となってからの経過時間に基づいてコンタクタを接続するとした場合には、電源と電気機器とを導通状態として作動させるまでに時間を要し、電気機器の制御応答性などが低下する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、補機電源によってプリチャージされたコンデンサと、主電源とを接続するリレーの耐久性を向上させることができる自動車用電源システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成するために、電源と、前記電源から電力が供給されまたは前記電源に電力を供給する電気機器と、前記電源の正極と前記電気機器とを接続する正極電線と、前記電源の負極と前記電気機器とを接続する負極電線と、前記正極電線を選択的に遮断できる正極リレーと、前記負極電線を選択的に遮断できる負極リレーと、前記正極リレーおよび前記負極リレーを制御するコントローラと、前記正極電線における前記正極リレーよりも前記電気機器側の部分と前記負極電線における前記負極リレーよりも前記電気機器側の部分とに接続されたコンデンサと、前記コンデンサをプリチャージする補機電源と、前記電源の電圧である電源電圧を検出する電源電圧センサと、前記コンデンサの電圧であるコンデンサ電圧を検出するコンデンサ電圧センサとを備えた自動車用電源システムであって、前記コントローラは、前記コンデンサ電圧センサの温度特性に基づく前記コンデンサ電圧センサの検出誤差を前記電源電圧センサによって検出された前記電源電圧に加算した電圧値と、前記コンデンサ電圧センサによって検出された前記コンデンサ電圧との差が、所定差以下となった場合に、前記正極リレーと前記負極リレーとを導通状態に切り替えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コンデンサ電圧センサの温度特性に基づくコンデンサ電圧センサの検出誤差を検出された電源電圧に加算した電圧値と、検出されたコンデンサ電圧との差が、所定差以下となった場合に正極リレーと負極リレーとを導通状態に切り替える。すなわち、コンデンサを充電するためのプリチャージ目標電圧を、コンデンサ電圧センサの検出誤差を考慮した電圧値に設定する。そのため、コンデンサ電圧センサの温度が変動して検出誤差が生じた場合であっても、正極リレーと負極リレーとを導通状態に切り替える時点での実際のコンデンサ電圧と、電源電圧との差が大きくなることを抑制できる。その結果、正極リレーと負極リレーとを導通状態に切り替えた際に、正極リレーや負極リレーに大きな電流が流れることを抑制できるため、正極リレーや負極リレーの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態における自動車用電源システムの一例を説明するための電気回路図である。
コントローラで実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
図２に示す制御例を実行した場合におけるコンデンサの実際の電圧の変化を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は本発明を具体化した場合の一例に過ぎないのであって、本発明を限定するものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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