JP2007089240A - Fault detector of power supply circuit - Google Patents
Fault detector of power supply circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007089240A JP2007089240A JP2005271414A JP2005271414A JP2007089240A JP 2007089240 A JP2007089240 A JP 2007089240A JP 2005271414 A JP2005271414 A JP 2005271414A JP 2005271414 A JP2005271414 A JP 2005271414A JP 2007089240 A JP2007089240 A JP 2007089240A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- precharge
- power supply
- voltage value
- circuit
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車などの走行用モータを搭載した車両に関し、特に、バッテリと負荷とを接続および遮断する電源回路の異常を検知する装置に関する。 The present invention relates to a vehicle equipped with a traveling motor such as an electric vehicle, a fuel cell vehicle, and a hybrid vehicle, and more particularly to an apparatus for detecting an abnormality in a power supply circuit that connects and disconnects a battery and a load.
従来から、車両走行の推進力として、燃焼エネルギーで作動するエンジンの他に電気エネルギーで作動するモータを備えたハイブリッド車両が知られている。このハイブリッド車両の一種に、モータをエンジンの出力を補助する補助駆動源として使用するパラレルハイブリッド車がある。このパラレルハイブリッド車は、例えば、加速時においてはモータによってエンジンの出力を補助し、減速時においては減速回生によってバッテリ等への充電を行う等、様々な制御を行い、バッテリの残容量を確保しつつ運転者の要求を満足できるようになっている。このようなハイブリッド車両は、モータの駆動あるいは回生を行うために、パワードライブユニットを備える。パワードライブユニットは、複数のスイッチング素子を備え、このスイッチング素子を用いた電流制御によりモータを駆動あるいは回生する。また、ハイブリッド車両は、これらスイッチング素子にスイッチングを行なわせる制御信号を出力するモータ制御装置を備えている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a hybrid vehicle including a motor that operates with electric energy in addition to an engine that operates with combustion energy is known as a driving force for vehicle travel. One type of hybrid vehicle is a parallel hybrid vehicle that uses a motor as an auxiliary drive source for assisting engine output. This parallel hybrid vehicle, for example, assists the output of the engine with a motor during acceleration and charges the battery etc. with deceleration regeneration during deceleration to ensure the remaining capacity of the battery. However, the driver's request can be satisfied. Such a hybrid vehicle includes a power drive unit in order to drive or regenerate a motor. The power drive unit includes a plurality of switching elements, and drives or regenerates the motor by current control using the switching elements. The hybrid vehicle also includes a motor control device that outputs a control signal that causes the switching elements to perform switching.
ところで、パワードライブユニット内で短絡が生じた場合、パワードライブユニット内のスイッチング素子の破損を防止するために、すみやかにスイッチング素子による電流制御を停止する必要がある。このスイッチング素子による電流制御の停止は、モータ制御装置に行なわせることも可能である。しかし、この場合、短絡への対応のために高速な処理が必要となることから、モータ制御装置は、処理の負荷が大きくなる。そのため、モータ制御装置は、モータのトルク制御等の重要な処理を、要求される処理周期で行なえなくなるおそれがある。さらに、短絡発生の検知において誤検知が生じることがある。そのため、短絡の誤検知に対する対策も取る必要がある。 By the way, when a short circuit occurs in the power drive unit, it is necessary to immediately stop the current control by the switching element in order to prevent the switching element in the power drive unit from being damaged. The current control by the switching element can be stopped by the motor control device. However, in this case, since a high-speed process is required to cope with the short circuit, the motor control apparatus has a large processing load. For this reason, the motor control device may not be able to perform important processing such as torque control of the motor at a required processing cycle. Further, erroneous detection may occur in detection of occurrence of a short circuit. For this reason, it is necessary to take measures against erroneous detection of a short circuit.
特開2001−69601号公報(特許文献1)は、パワードライブユニット内で短絡が発生した場合、モータ制御装置への負荷を増やさずに、すみやかにスイッチング素子による電流制御を停止できる、ハイブリッド車両を開示する。この公報に開示されたハイブリッド車両は、エンジンと、電気エネルギーで作動するモータと、スイッチング素子を有しスイッチング素子を用いた電流制御によりモータを駆動するパワードライブユニットと、スイッチング素子にスイッチングを行なわせる制御信号を出力する制御装置とを備えたハイブリッド車両であって、パワードライブユニットは、スイッチング素子の温度が所定温度以上あるいはパワードライブユニットに流れる電流が所定電流以上になると、スイッチング素子への制御信号を所定時間遮断するとともに、その遮断による自己保護状態を示す信号を外部に出力する自己保護回路をさらに備え、制御装置は、自己保護回路からの信号を検知し、自己保護状態が所定回数以上あるいは自己保護状態の累積時間が所定時間以上になると制御信号の出力を停止する。 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-69601 (Patent Document 1) discloses a hybrid vehicle that can quickly stop current control by a switching element without increasing a load on a motor control device when a short circuit occurs in a power drive unit. To do. The hybrid vehicle disclosed in this publication includes an engine, a motor that operates with electric energy, a power drive unit that has a switching element and drives the motor by current control using the switching element, and controls that cause the switching element to perform switching. The power drive unit is configured to output a control signal to the switching element for a predetermined time when the temperature of the switching element is equal to or higher than a predetermined temperature or the current flowing through the power drive unit is equal to or higher than a predetermined current. The control device further includes a self-protection circuit that shuts off and outputs a signal indicating a self-protection state due to the shut-off, and the control device detects a signal from the self-protection circuit, and the self-protection state is a predetermined number of times or the self-protection state The accumulated time of It stops outputting the a control signal to.
このハイブリッド車両によると、自己保護回路は、短絡発生の判定条件をスイッチング素子の温度が所定温度以上、あるいは、パワードライブユニットに流れる電流が所定電流以上とする。条件を満たすと、自己保護回路は、スイッチング素子への制御信号を所定時間遮断する。これにより、パワードライブユニット内で短絡が発生した場合、パワードライブユニットを構成する自己保護回路によりスイッチング素子による電流制御を所定時間停止できる。これにより、短絡によるスイッチング素子の破損を防止できる。また、制御装置を介さずに電流制御を所定時間停止できることから、短絡に対する対応を高速かつ短時間で行なうことができる。
上述したハイブリッド車両には、モータに供給する電力を蓄えるバッテリが搭載され、モータはインバータに接続され、インバータはバッテリに接続されている。インバータとバッテリとの間には、インバータとバッテリとの電気的接続を断接するSMR(System Main Relay)が設けられている。このSMRには、バッテリの正極側に設けられた正側SMRと、バッテリの負極側に設けられた負側SMRと、正側SMRに並列接続され、抵抗が直列接続されたプリチャージ用SMRが存在する。このインバータの入力側の端子間には、電圧の変動を平滑化してインバータの作動を安定させるべく大容量の電解コンデンサが設けられる。ハイブリッド車両を走行させる際に、イグニッションスイッチの操作によりメインSMRを閉じて(正側SMRと負側SMRとを閉じて)コンデンサを充電するが、コンデンサをバッテリで直接充電すると大電流が流れてSMRの接点が損傷する可能性がある。そこで、先ずプリチャージ用SMRを閉じて制限抵抗等で電流を制限しながらコンデンサをプリチャージし、プリチャージが終了した後にメインSMRを閉じることによりSMRの接点の損傷を防止している。
The above-described hybrid vehicle is equipped with a battery that stores electric power supplied to the motor, the motor is connected to the inverter, and the inverter is connected to the battery. Between the inverter and the battery, an SMR (System Main Relay) for connecting and disconnecting the electrical connection between the inverter and the battery is provided. The SMR includes a positive SMR provided on the positive side of the battery, a negative SMR provided on the negative side of the battery, and a precharge SMR connected in parallel to the positive SMR and having a resistor connected in series. Exists. A large-capacity electrolytic capacitor is provided between the terminals on the input side of the inverter so as to smooth the voltage fluctuation and stabilize the operation of the inverter. When driving the hybrid vehicle, the main SMR is closed by closing the ignition switch (the positive SMR and the negative SMR are closed), and the capacitor is charged. However, if the capacitor is directly charged by the battery, a large current flows and the SMR flows. May damage the contacts. Therefore, first, the precharge SMR is closed, the capacitor is precharged while limiting the current with a limiting resistor or the like, and the main SMR is closed after the precharge is completed, thereby preventing damage to the contact of the SMR.
このような電気回路を有する場合において、プリチャージ中における、電気回路の断線故障に陥る場合と、電気回路が短絡して大電流が流れて制限抵抗等の部品の故障により断線故障に陥る場合とがある。 In the case of having such an electric circuit, when the electric circuit breaks down during precharging, when the electric circuit is short-circuited, a large current flows, and a fault such as a limiting resistor breaks down. There is.
しかしながら、上述した特許文献1においては、単に短絡異常しか検知していない。このため、同じ断線故障であっても、電気回路の断線故障と、電気回路が短絡したことに起因する断線故障(短絡による断線故障)とを区別していないので、的確な修理を行なえない。
However, in
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、プリチャージ機能を有する車両用の電源回路に発生した断線故障の原因を的確に判別することができる電源回路の異常検知装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power supply circuit that can accurately determine the cause of a disconnection failure occurring in a vehicle power supply circuit having a precharge function. An anomaly detection device is provided.
第1の発明に係る異常検知装置は、蓄電機構と複数のリレーとを含む電源回路の異常を検知する。電源回路は、負荷と蓄電機構の一方の極との電気的な通電/非通電を制御する第1のリレーおよび第1のリレーに直列に接続された抵抗を有する回路と、回路に並列に接続された第2のリレーと、負荷と蓄電機構の他方の極との電気的な通電/非通電を制御する第3のリレーとを含む。この異常検知装置は、第2のリレーおよび第3のリレーを通電する前に第1のリレーおよび第3のリレーを通電することにより実行されるプリチャージ処理の初期における蓄電機構の電流値を検知するための手段と、プリチャージ処理の時間が経過したときの蓄電機構の電圧値および負荷の電圧値を検知するための手段と、プリチャージ処理の時間が経過したときの蓄電機構の電圧値と負荷の電圧値とが略等しくないと断線故障であると判定するための手段と、断線故障であると判定された場合において、プリチャージ処理の初期における蓄電機構の電流値に基づいて、電源回路における短絡の発生の有無を判定するための判定手段とを含む。 An abnormality detection device according to a first aspect of the invention detects an abnormality of a power supply circuit including a power storage mechanism and a plurality of relays. The power supply circuit is connected in parallel to the first relay for controlling electrical energization / non-energization between the load and one pole of the power storage mechanism, and a circuit connected in series to the first relay. And a third relay that controls electrical energization / non-energization between the load and the other pole of the power storage mechanism. This abnormality detection device detects the current value of the power storage mechanism at the initial stage of the precharge process executed by energizing the first relay and the third relay before energizing the second relay and the third relay. Means for detecting the voltage value of the power storage mechanism and the voltage value of the load when the precharge processing time has elapsed, and the voltage value of the power storage mechanism when the precharge processing time has elapsed Based on the current value of the power storage mechanism at the initial stage of the precharge process when it is determined that there is a disconnection failure and a means for determining that the disconnection failure is caused when the voltage value of the load is not substantially equal Determining means for determining whether or not a short circuit has occurred.
第1の発明によると、プリチャージ処理の時間が経過すると、電源回路が正常であれば、蓄電機構の電圧値および負荷の電圧値とが略等しくなる。ところが、これらの電圧値が略等しくないということは、電源回路が断線して、蓄電機構から負荷に電力が供給されなかったことを示す。このように、断線故障であると判定された場合において、判定手段は、プリチャージ処理の初期における蓄電機構の電流値に基づいて、電源回路における短絡の発生の有無を判定する。プリチャージ処理の開始時において断線が発生していなかったと仮定すると、その後のプリチャージ処理において短絡が発生して大電流が抵抗等に流れることにより抵抗等の部品が破壊されて断線故障に陥ったと考えられる。プリチャージ処理の時間が経過してしまうと、断線故障も、プリチャージにおける電源回路の短絡による断線故障も、蓄電機構の電圧値と負荷の電圧値とが略等しくならないという事象しか検知できない。このときに、プリチャージ処理の開始時の蓄電機構の電流値がしきい値以上であると、そのときまでは断線が発生していないで電流が流れていたと判定できる。その後に断線故障になったわけであるので、このような場合には、電源回路に短絡が発生して、断線故障に陥ったと判定できる。一方、プリチャージ処理の開始時の蓄電機構の電流値がしきい値以上でないと(きわめて0に近いと)、そのときには既に断線が発生していたので電流が流れておらず短絡は発生していないと判定できる。その結果、プリチャージ機能を有する車両用の電源回路に発生した断線故障の原因を的確に判別することができる電源回路の異常検知装置を提供することができる。 According to the first invention, when the precharge processing time elapses, if the power supply circuit is normal, the voltage value of the power storage mechanism and the voltage value of the load become substantially equal. However, the fact that these voltage values are not approximately equal indicates that the power supply circuit is disconnected and power is not supplied from the power storage mechanism to the load. As described above, when it is determined that there is a disconnection failure, the determination unit determines whether or not a short circuit has occurred in the power supply circuit based on the current value of the power storage mechanism at the initial stage of the precharge process. Assuming that no disconnection occurred at the start of the precharge process, a short circuit occurred in the subsequent precharge process, and a large current flowed into the resistor, etc., resulting in the breakdown of components such as the resistor, resulting in a disconnection failure. Conceivable. When the precharge processing time elapses, it is possible to detect only an event that the voltage value of the power storage mechanism and the voltage value of the load are not substantially equal, both of the disconnection failure and the disconnection failure due to a short circuit of the power supply circuit during precharging. At this time, if the current value of the power storage mechanism at the start of the precharge process is equal to or greater than the threshold value, it can be determined that the current has flowed without disconnection until that time. Since a disconnection failure occurred after that, in such a case, it can be determined that a short circuit occurred in the power supply circuit and the disconnection failure occurred. On the other hand, if the current value of the power storage mechanism at the start of the precharge process is not greater than or equal to the threshold value (very close to 0), then a disconnection has already occurred, so no current is flowing and a short circuit has occurred. It can be determined that there is no. As a result, it is possible to provide an abnormality detection device for a power supply circuit that can accurately determine the cause of a disconnection failure occurring in a vehicle power supply circuit having a precharge function.
第2の発明に係る異常検知装置においては、第1の発明の構成に加えて、判定手段は、電流値が予め定められたしきい値以上であると、電源回路における短絡が発生したと判定するための手段を含む。 In the abnormality detection device according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the determination means determines that a short circuit has occurred in the power supply circuit if the current value is equal to or greater than a predetermined threshold value. Means for doing so.
第2の発明によると、プリチャージ処理の開始時の蓄電機構の電流値がしきい値以上であると、そのときまでは断線が発生していないで電流が流れていたと判定できる。その後に断線故障になったわけであるので、このような場合には、電源回路に短絡が発生して、断線故障に陥ったと判定できる。 According to the second aspect of the invention, if the current value of the power storage mechanism at the start of the precharge process is equal to or greater than the threshold value, it can be determined that no current has been broken and current has flowed until that time. Since a disconnection failure occurred after that, in such a case, it can be determined that a short circuit occurred in the power supply circuit and the disconnection failure occurred.
第3の発明に係る異常検知装置においては、第1の発明の構成に加えて、判定手段は、電流値が予め定められたしきい値以上でないと、電源回路における短絡が発生していないと判定するための手段を含む。 In the abnormality detection device according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the determination means determines that a short circuit has not occurred in the power supply circuit unless the current value is equal to or greater than a predetermined threshold value. Means for determining.
第3の発明によると、プリチャージ処理の開始時の蓄電機構の電流値がしきい値以上でないと(きわめて0に近いと)、そのときには既に断線が発生していたので電流が流れておらず、電源回路における短絡は発生していないと判定できる。 According to the third invention, if the current value of the power storage mechanism at the start of the precharge process is not equal to or greater than a threshold value (very close to 0), then a disconnection has already occurred and no current flows. It can be determined that no short circuit has occurred in the power supply circuit.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る異常検知装置が搭載された車両について説明する。この車両は、バッテリ100と、インバータ200と、走行用モータ300と、コンデンサ400と、SMR(1)500と、制限抵抗502と、SMR(2)504と、SMR(3)506と、ECU(Electronic Control Unit)600とを含む。本実施の形態に係る異常検知装置は、ECU600が実行するプログラムにより実現される。なお、本実施の形態において、車両は走行用モータ300からの駆動力のみにより走行する電気自動車として説明するが、本発明に係る電源回路の異常検知装置が搭載される車両は電気自動車に限られず、その他、ハイブリッド車、燃料電池車などに搭載してもよい。
With reference to FIG. 1, a vehicle equipped with an abnormality detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. This vehicle includes a
バッテリ100は、複数のセルを直列に接続したモジュールをさらに複数直列に接続した組電池である。なお、バッテリ100の代わりにキャパシタを用いてもかまわない。
The
インバータ200は、6つのIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)と、IGBTのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各IGBTにそれぞれ並列に接続された6つのダイオードとを含む。インバータ200は、ECU600からの制御信号に基づいて各IGBTのゲートをオン/オフ(通電/遮断)することにより、バッテリ100から供給された電流を、直流電流から交流電流に変換し、走行用モータ300に供給する。なお、インバータ200およびIGBTには、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰返さない。
走行用モータ300は、三相交流モータである。走行用モータ300の回転軸は、最終的には車両のドライブシャフト(図示せず)に接続される。車両は、走行用モータ300からの駆動力により走行する。
Traveling
コンデンサ400は、インバータ200と並列に接続されている。コンデンサ400は、バッテリ100から供給された電力、またはインバータ200から供給された電力を平滑化するため、電荷を一旦蓄積する。平滑化された電力は、インバータ200またはバッテリ100に供給される。
The
SMR(1)500およびSMR(2)504は、バッテリ100の正極側に設けられている。SMR(1)500とSMR(2)504とは、並列に接続されている。SMR(1)500には、制限抵抗502が直列に接続されている。SMR(1)500は、SMR(2)504が接続される前に接続され、インバータ200に突入電流が流れることを防止するプリチャージ用SMRである。SMR(2)504は、SMR(1)500が接続され、プリチャージが終了した後に接続される正側SMRである。SMR(3)506は、バッテリ100の負極側に設けられている負側SMRである。各SMRは、ECU600により制御される。
SMR (1) 500 and SMR (2) 504 are provided on the positive electrode side of
ECU600は、イグニッションスイッチ(図示せず)、アクセルペダル(図示せず)の踏込み量、ブレーキペダル(図示せず)の踏込み量などに基づいて、ROM(Read Only Memory)に記憶されたプログラムを実行し、インバータ200および各SMRを制御して、車両を所望の状態で走行させる。ECU600には、コンデンサ400の電圧を検知する電圧計602が接続されている。ECU600は、コンデンサ400の電圧を検知することにより、インバータ200(走行用モータ300)の電圧値VHを検知する。
The
さらに、ECU600には、バッテリ100の電圧値VBを検知する電圧計604と、バッテリ100の電流値IBを検知する電流計606とが接続されている。
Further, a
SMR(1)500、SMR(2)504、SMR(3)506は、コイルに対して励磁電流を通電したときに接点を閉じるリレーである。SMR(1)500、SMR(2)504、SMR(3)506の作動状態とイグニッションスイッチの位置との関係について説明する。イグニッションスイッチには、OFF(オフ)位置と、ACC位置、ON(オン)位置およびSTA(スタート)位置とがあり、ECU600は、電源遮断時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがOFF位置にあるときには、全てのSMR(1)500、SMR(2)504、SMR(3)506をオフする。すなわち、各SMR(1)500、SMR(2)504、SMR(3)506のコイルに対する励磁電流をオフする。なお、イグニッションスイッチのポジションは、OFF位置→ACC位置→ON位置→STA位置の順に切り換えられ、STA位置からON位置へは自動的に戻るものとする。なお、このようなスイッチに、本発明の適用が限定されるものではない。 SMR (1) 500, SMR (2) 504, and SMR (3) 506 are relays that close contacts when an exciting current is applied to a coil. The relationship between the operation state of SMR (1) 500, SMR (2) 504, and SMR (3) 506 and the position of the ignition switch will be described. The ignition switch has an OFF (off) position, an ACC position, an ON (on) position, and a STA (start) position. When the power is shut down, that is, when the position of the ignition switch is in the OFF position, SMR (1) 500, SMR (2) 504, and SMR (3) 506 are turned off. That is, the excitation current for the coils of each SMR (1) 500, SMR (2) 504, and SMR (3) 506 is turned off. The ignition switch position is switched in the order of OFF position → ACC position → ON position → STA position, and automatically returns from the STA position to the ON position. The application of the present invention is not limited to such a switch.
電源接続時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがOFF位置からACC位置およびON位置を経てSTA位置に切り換えられると、ECU600は、先ず、SMR(3)506をオンし、次にSMR(1)500をオンしてプリチャージを実行する。SMR(1)500には制限抵抗502が接続されているので、SMR(1)500をオンしてもインバータ200の電圧値VHは緩やかに上昇し、突入電流の発生を防止することができる。
When the power supply is connected, that is, when the ignition switch position is switched from the OFF position to the STA position via the ACC position and the ON position,
なお、イグニッションスイッチのポジションが、このような4つの位置を有しない場合を含めて、本実施の形態に係る異常検知装置(ECU600において実行されるプログラムにより実現される)は、プリチャージが開始されると異常検知を実行する。 In addition, including the case where the position of the ignition switch does not have such four positions, the abnormality detection apparatus according to the present embodiment (implemented by a program executed in ECU 600) starts precharging. Then, abnormality detection is executed.
ECU600は、インバータ200の電圧値VHが、たとえば、バッテリ電圧値VBの約80%程度に達したときに、または、インバータ200の電圧値VHがほぼバッテリ電圧値VBに等しくなったときに、プリチャージを完了し、SMR(1)500をオフしてSMR(2)504をオンする。このプリチャージに必要な時間を予め設定しておく。設定された時間をプリチャージ時間と記載する。
一方、イグニッションスイッチのポジションがON位置からOFF位置に切り換えられると、ECU600は、先ずSMR(2)504をオフし、続いてSMR(3)506をオフする。この結果、バッテリ100とインバータ200との間の電気的な接続が遮断され、電源遮断状態となる。このとき、駆動回路側の残存電圧はディスチャージされ、インバータ200の電圧値VHは徐々に約0V(遮断時電圧)に収束する。なお、遮断時電圧値は必ずしも0Vである必要はなく、たとえば、2〜3V程度の微弱電圧値であっても良い。
On the other hand, when the position of the ignition switch is switched from the ON position to the OFF position,
図2を参照して、本実施の形態に係る電源回路の異常検知装置を実現するために、ECU600が実行するプログラムの制御構造について説明する。
With reference to FIG. 2, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECU600は、運転者により、イグニッションスイッチがスタート位置にあるか否かを判別する。イグニッションスイッチがオフ位置からACC位置およびオン位置を経由してスタート位置にされた場合(S100にてYES)、処理はS110に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、処理はS100へ戻され、イグニッションスイッチがスタート位置にされるまで待つ。すなわち、以下に示す異常判定処理は、イグニッションスイッチがスタート位置に移行されてプリチャージが開始されたときに行なわれる。なお、上述したように、本発明においては、イグニッションスイッチに限定されない。このため、異常検知処理を開始するタイミングは、プリチャージ処理が開始されるタイミングであれば、特に、イグニッションスイッチがスタート位置であるタイミングに限定されない。
In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100,
S110にて、ECU600は、SMR(2)504をオフの状態を維持して、SMR(1)500およびSMR(3)506をオフからオンの状態に移行する。これにより、プリチャージが開始される。
In S110,
S120にて、ECU600は、バッテリ100の電流値IBを検知する。このとき、電流計606からECU600に入力された信号に基づいてバッテリ100の電流値IBが検知される。S130にて、ECU600は、プリチャージ開始直後に検知したバッテリ100の電流値IBを、IB(ini)として記憶する。
In S120,
S140にて、ECU600は、プリチャージ時間が経過したか否かを判断する。プリチャージ時間が経過すると(S140にてYES)、処理はS150へ移される。もしそうでないと(S140にてNO)、処理はS140へ戻され、プリチャージ時間が経過するまで待つ。
In S140,
S150にて、ECU600は、インバータ200の電圧値VHおよびバッテリ100の電圧値VBを検知する。このとき、電圧計602からECU600に入力された信号に基づいてインバータ200の電圧値VHが、電圧計604からECU600に入力された信号に基づいてバッテリ100の電圧値VBが、それぞれ検知される。
In S150,
S160にて、ECU600は、インバータ200の電圧値VHとバッテリ電圧値VBとを比較して、ほぼ同じであるか否かを判断する。インバータ200の電圧値VHとバッテリ電圧値VBとを比較して、ほぼ同じであると(S160にてYES)、処理はS180に移される。すなわち、バッテリ100からインバータ200に正常に電力が供給されていることになる。もしそうでないと(S160にてNO)、処理はS170へ移される。
In S160,
S170にて、ECU600は、S130にて記憶したプリチャージ開始直後のバッテリ100の電流値IB(ini)がIBしきい値以上であるか否かを判断する。バッテリ100の電流値IB(ini)がIBしきい値以上であると(S170にてYES)、処理はS190へ移される。もしそうでないと(S170にてNO)、処理はS200へ移される。なお、このIBしきい値は、電流センサ606の検知精度や分解能等に基づいて、検知結果とノイズとを切り分けることができるように設定される。
In S170,
S180にて、ECU600は、電源回路は正常であると判定する。S190にて、ECU600は、電源回路は短絡電流による断線故障であると判定する。S200にて、ECU600は、電源回路は断線故障であると判定する。
In S180,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態にかかる電源回路の異常検知装置であるECU600の動作について、図3を参照して説明する。なお、図3(A)は、バッテリ100の電流値IBの時間変化を、図3(B)は、インバータ200の電圧値VHの時間変化を、それぞれ示す。また、図3(A)においては、実線が正常時、点線が断線故障時、一点鎖線が短絡電流による断線故障時を、それぞれ示す。図3(B)においては、実線が正常時、点線が断線故障時および短絡電流による断線故障時を、それぞれ示す。すなわち、図3(B)に示すように、インバータ200の電圧値VHの時間変化だけでは、断線故障と短絡電流による断線故障とを区別できない。
The operation of
車両の運転者がイグニッションスイッチをOFF位置からACC位置およびON位置を経由してスタート位置にすると(S100にてYES)、プリチャージが開始される(S110)。すなわち、SMR(1)500およびSMR(3)506がオンで、SMR(2)504がオフでプリチャージされる。このプリチャージが開始されたのが、図3(A)および図3(B)に示す時刻t(0)である。 When the vehicle driver changes the ignition switch from the OFF position to the start position via the ACC position and the ON position (YES in S100), precharging is started (S110). That is, SMR (1) 500 and SMR (3) 506 are turned on, and SMR (2) 504 is turned off and precharged. This precharge is started at time t (0) shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B).
このプリチャージの開始直後に検知されたバッテリ100の電流値IBがIB(ini)として記憶される(S130)。このとき、図3(A)に示す時刻t(1)までにIB(ini)が記憶される。
The current value IB of the
プリチャージ時間が経過すると(S140にてYES)、インバータ200の電圧値VHおよびバッテリ100の電圧値VBを検知されて(S150)、インバータ200の電圧値VHとバッテリ電圧値VBとが、ほぼ同じであるか否かが判断される(S160)。このプリチャージ時間が経過したのが、図3(A)および図3(B)に示す時刻t(2)である。
When precharge time has elapsed (YES in S140), voltage value VH of
プリチャージ時間が経過したときに、インバータ200の電圧値VHとバッテリ電圧値VBとがほぼ同じであると(S160にてYES)、この電源回路は正常であると判定される(S180)。
If voltage value VH of
プリチャージ時間が経過したときに、インバータ200の電圧値VHとバッテリ電圧値VBとがほぼ同じでなくて(S160にてNO)、プリチャージの開始直後におけるバッテリ100の電流値IB(ini)がIBしきい値以上であると(S170にてYES)、この電源回路は短絡電流による断線故障であると判定される(S190)。
When precharge time has elapsed, voltage value VH of
プリチャージ時間が経過したときに、インバータ200の電圧値VHとバッテリ電圧値VBとがほぼ同じでなくて(S160にてNO)、プリチャージの開始直後におけるバッテリ100の電流値IB(ini)がIBしきい値以上でないと(S170にてNO)、この電源回路は断線故障であると判定される(S190)。
When precharge time has elapsed, voltage value VH of
すなわち、プリチャージが開始された直後において、バッテリ100の電流値IB(ini)がIBしきい値以上であることは、プリチャージ開始直後においては、バッテリ100からインバータ200へプリチャージ用の電力が供給されていたことを示す。ところが、プリチャージ時間を経過したときに、インバータ200の電圧値VHがほぼバッテリ電圧値VBまで上昇していないことから、プリチャージ中において、電気回路の一部で短絡が発生して、たとえば制限抵抗502を電気的に破壊してしまい、その部分で断線したことが考えられる。そのため、このような場合(プリチャージ時間経過時にインバータ200の電圧値VHとバッテリ電圧値VBとがほぼ同じでなくて、プリチャージの開始直後におけるバッテリ100の電流値IB(ini)がIBしきい値以上である場合)には、短絡電流が発生したことによる断線故障であると判定する(S190)。
That is, immediately after the precharge is started, the current value IB (ini) of the
一方、プリチャージが開始された直後において、バッテリ100の電流値IB(ini)がIBしきい値以上でないことは、プリチャージ開始直後においても、バッテリ100からインバータ200へプリチャージ用の電力が供給されていなかったことを示す。そのため、プリチャージ時間を経過したときに、インバータ200の電圧値VHがほぼバッテリ電圧値VBまで上昇していない。そのため、このような場合(プリチャージ時間経過時にインバータ200の電圧値VHとバッテリ電圧値VBとがほぼ同じでなくて、プリチャージの開始直後におけるバッテリ100の電流値IB(ini)がIBしきい値以上でない場合)には、断線故障であると判定する(S190)。
On the other hand, the fact that the current value IB (ini) of the
これを図3(A)を参照して説明すると、短絡電流による断線故障の場合には、図3(A)の一点鎖線に示すように、時刻t(0)から少なくとも時刻t(1)において、バッテリ100からインバータ200へ、制限抵抗502を介して電力が供給されている。その後のプリチャージ中に短絡による断線故障が発生して、プリチャージ時間が経過しても、インバータ200の電圧値VHがほぼバッテリ100の電圧値VBにまで上昇しなかった。より具体的には、図3(A)の時刻t(1)よりも少し後で、短絡により制限抵抗502等の電気的破壊が発生して、断線故障に陥って、バッテリ100の電流値IBが急激にほぼ0まで低下している。
This will be described with reference to FIG. 3A. In the case of a disconnection failure due to a short-circuit current, as indicated by a one-dot chain line in FIG. 3A, at least at time t (1) from time t (0). Electric power is supplied from the
一方、プリチャージ前から断線している場合には、図3(A)の点線に示すように、プリチャージ直後からバッテリ100の電流値IBはほぼ0である。
On the other hand, in the case of disconnection before the precharge, the current value IB of the
以上のようにして、本実施の形態に係る電源回路の異常検知装置であるECUにおいては、プリチャージ直後のバッテリの電流値を記憶しておいて、プリチャージ時間が経過したときに、インバータ電圧値がほぼバッテリ電圧値まで上昇していなかった場合の断線故障を区別して判定する。プリチャージ直後のバッテリの電流値がIBしきい値以上であると、プリチャージ中の短絡による断線故障であると、そうではないとプリチャージ中の短絡によらない断線故障であると(プリチャージ前から断線)、区別して判定できる。 As described above, in the ECU that is the abnormality detection device for the power supply circuit according to the present embodiment, the current value of the battery immediately after the precharge is stored, and when the precharge time has elapsed, the inverter voltage A disconnection failure in the case where the value has not substantially increased to the battery voltage value is distinguished and determined. If the current value of the battery immediately after precharging is greater than or equal to the IB threshold, it is a disconnection failure due to a short circuit during precharging, otherwise it is a disconnection failure not due to a short circuit during precharging (precharge). Disconnection from the front) and can be distinguished and determined.
今回開示された実施の形態は、すべ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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 バッテリ、200 インバータ、300 走行用モータ、400 コンデンサ、500,504,506 SMR、502 制限抵抗、600 ECU、602,604 電圧計、606 電流計。 100 battery, 200 inverter, 300 travel motor, 400 capacitor, 500, 504, 506 SMR, 502 limiting resistance, 600 ECU, 602, 604 voltmeter, 606 ammeter.
Claims (3)
前記異常検知装置は、
前記第2のリレーおよび前記第3のリレーを通電する前に前記第1のリレーおよび前記第3のリレーを通電することにより実行されるプリチャージ処理の初期における前記蓄電機構の電流値を検知するための手段と、
前記プリチャージ処理の時間が経過したときの前記蓄電機構の電圧値および前記負荷の電圧値を検知するための手段と、
前記プリチャージ処理の時間が経過したときの前記蓄電機構の電圧値と前記負荷の電圧値とが略等しくないと断線故障であると判定するための手段と、
前記断線故障であると判定された場合において、前記プリチャージ処理の初期における前記蓄電機構の電流値に基づいて、前記電源回路における短絡の発生の有無を判定するための判定手段とを含む、電源回路の異常検知装置。 An abnormality detection device for a power circuit including a power storage mechanism and a plurality of relays, wherein the power circuit includes a first relay that controls electrical energization / non-energization between a load and one pole of the power storage mechanism, and Controls electrical energization / non-energization of a circuit having a resistor connected in series to the first relay, a second relay connected in parallel to the circuit, and the load and the other pole of the power storage mechanism A third relay,
The abnormality detection device is:
Before energizing the second relay and the third relay, the current value of the power storage mechanism at the initial stage of the precharge process executed by energizing the first relay and the third relay is detected. Means for
Means for detecting a voltage value of the power storage mechanism and a voltage value of the load when the precharge processing time has elapsed;
Means for determining a disconnection failure if the voltage value of the power storage mechanism and the voltage value of the load when the precharge processing time has elapsed are not substantially equal;
A power supply comprising: a determination unit configured to determine whether or not a short circuit has occurred in the power supply circuit based on a current value of the power storage mechanism at an initial stage of the precharge process when the disconnection failure is determined. Circuit abnormality detection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005271414A JP4529851B2 (en) | 2005-09-20 | 2005-09-20 | Power supply circuit abnormality detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005271414A JP4529851B2 (en) | 2005-09-20 | 2005-09-20 | Power supply circuit abnormality detection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007089240A true JP2007089240A (en) | 2007-04-05 |
JP4529851B2 JP4529851B2 (en) | 2010-08-25 |
Family
ID=37975655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005271414A Expired - Fee Related JP4529851B2 (en) | 2005-09-20 | 2005-09-20 | Power supply circuit abnormality detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4529851B2 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009214839A (en) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Fuji Heavy Ind Ltd | Vehicular power supply device |
JP2010254260A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Toyota Motor Corp | Motor power supply circuit and power hydraulic pressure source |
CN102166959A (en) * | 2010-02-26 | 2011-08-31 | 三洋电机株式会社 | Power supply device and method for detecting non-contact state of load connected to power supply device |
CN103342100A (en) * | 2013-07-23 | 2013-10-09 | 北京经纬恒润科技有限公司 | Power-on monitoring method and system of electric automobile |
JP2015533069A (en) * | 2012-09-10 | 2015-11-16 | ブルー ソリューションズ | Method and apparatus for management of an electrical energy storage assembly for powering an electric motor vehicle |
EP2930811A4 (en) * | 2014-02-20 | 2016-10-26 | Lg Chemical Ltd | Apparatus, system and method for preventing damage to battery rack by means of voltage measurement |
JP2018064388A (en) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | トヨタ自動車株式会社 | Power supply system |
JP2018098836A (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 住友重機械工業株式会社 | Electric circuit and control device therefor |
CN109383300A (en) * | 2017-08-04 | 2019-02-26 | 福特全球技术公司 | Fault detection |
JP2020524472A (en) * | 2018-01-30 | 2020-08-13 | エルジー・ケム・リミテッド | Precharge resistance protection device |
CN117748660A (en) * | 2023-12-15 | 2024-03-22 | 如果新能源科技(江苏)股份有限公司 | Pre-charge control method, battery and battery management system |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9783078B2 (en) * | 2015-10-30 | 2017-10-10 | Faraday & Future Inc. | Systems and methods for disengaging a battery |
WO2024013887A1 (en) * | 2022-07-13 | 2024-01-18 | Tdk株式会社 | Power conversion device and power conversion system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11234802A (en) * | 1998-02-16 | 1999-08-27 | Mitsubishi Electric Corp | Controller for electric rolling stock |
JP2000134707A (en) * | 1998-10-26 | 2000-05-12 | Toyota Motor Corp | Power supply controller |
JP2003102101A (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-04 | Suzuki Motor Corp | Power control device for electric vehicle |
WO2004088696A1 (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Nec Lamilion Energy Ltd. | Relay contact welding detection method and apparatus |
JP2005192324A (en) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Toyota Motor Corp | Device for detecting fault in power supply system |
-
2005
- 2005-09-20 JP JP2005271414A patent/JP4529851B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11234802A (en) * | 1998-02-16 | 1999-08-27 | Mitsubishi Electric Corp | Controller for electric rolling stock |
JP2000134707A (en) * | 1998-10-26 | 2000-05-12 | Toyota Motor Corp | Power supply controller |
JP2003102101A (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-04 | Suzuki Motor Corp | Power control device for electric vehicle |
WO2004088696A1 (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Nec Lamilion Energy Ltd. | Relay contact welding detection method and apparatus |
JP2005192324A (en) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Toyota Motor Corp | Device for detecting fault in power supply system |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009214839A (en) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Fuji Heavy Ind Ltd | Vehicular power supply device |
JP2010254260A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Toyota Motor Corp | Motor power supply circuit and power hydraulic pressure source |
CN102166959A (en) * | 2010-02-26 | 2011-08-31 | 三洋电机株式会社 | Power supply device and method for detecting non-contact state of load connected to power supply device |
JP2011182530A (en) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Sanyo Electric Co Ltd | Power supply device for vehicle, vehicle equipped with the power supply device, and method for detecting non-contact state of vehicle side load connected to power supply device for vehicle |
JP2015533069A (en) * | 2012-09-10 | 2015-11-16 | ブルー ソリューションズ | Method and apparatus for management of an electrical energy storage assembly for powering an electric motor vehicle |
CN103342100A (en) * | 2013-07-23 | 2013-10-09 | 北京经纬恒润科技有限公司 | Power-on monitoring method and system of electric automobile |
CN103342100B (en) * | 2013-07-23 | 2015-08-26 | 北京经纬恒润科技有限公司 | A kind of power on method for supervising and system of electronlmobil |
US9954379B2 (en) | 2014-02-20 | 2018-04-24 | Lg Chem, Ltd. | Apparatus, system, and method of preventing battery rack damage by measuring voltage |
EP2930811A4 (en) * | 2014-02-20 | 2016-10-26 | Lg Chemical Ltd | Apparatus, system and method for preventing damage to battery rack by means of voltage measurement |
JP2018064388A (en) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | トヨタ自動車株式会社 | Power supply system |
CN107933314A (en) * | 2016-10-13 | 2018-04-20 | 丰田自动车株式会社 | Electric power supply system |
US10668812B2 (en) | 2016-10-13 | 2020-06-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power supply system |
CN107933314B (en) * | 2016-10-13 | 2020-09-25 | 丰田自动车株式会社 | Power supply system |
JP2018098836A (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 住友重機械工業株式会社 | Electric circuit and control device therefor |
CN109383300A (en) * | 2017-08-04 | 2019-02-26 | 福特全球技术公司 | Fault detection |
JP2020524472A (en) * | 2018-01-30 | 2020-08-13 | エルジー・ケム・リミテッド | Precharge resistance protection device |
CN117748660A (en) * | 2023-12-15 | 2024-03-22 | 如果新能源科技(江苏)股份有限公司 | Pre-charge control method, battery and battery management system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4529851B2 (en) | 2010-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5575506B2 (en) | Vehicle power supply device and vehicle equipped with the power supply device | |
JP3926519B2 (en) | Hybrid vehicle | |
US9889741B1 (en) | Vehicle | |
US10377245B2 (en) | Vehicle power source | |
JP2011166950A (en) | Power supply device for vehicle, and vehicle mounting the same | |
JP4529851B2 (en) | Power supply circuit abnormality detection device | |
JP4238176B2 (en) | Electric vehicle | |
JP4543844B2 (en) | Power supply circuit control device | |
JP2010200455A (en) | Automobile and discharging method of smoothing capacitor | |
JP2007295699A (en) | Power supply controller and detection method for anomaly in relay | |
CN109866620B (en) | Power supply control apparatus for electric vehicle | |
JP5924418B2 (en) | Power storage system | |
US20130204477A1 (en) | Vehicle and control method therefor | |
US11223224B2 (en) | Vehicle electric power supply apparatus | |
JP6654890B2 (en) | Power supply for vehicles | |
JP2018176917A (en) | Vehicular power supply device | |
JP2007089241A (en) | Fault detector of power supply circuit | |
US20200003843A1 (en) | Vehicle power supply apparatus | |
JP2018198519A (en) | Vehicle power supply device | |
JP2020099112A (en) | Precharge control device | |
JP4259348B2 (en) | Power supply circuit control device | |
JP5990109B2 (en) | Vehicle power supply | |
JP5169629B2 (en) | Relay control device | |
JP2012178895A (en) | Abnormality diagnostic device of power supply apparatus of electric motor | |
JP2005312156A (en) | Power supply controller and motor driving device having the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080216 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100518 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100531 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4529851 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |