CN104345269B - 电源电路异常检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电源电路异常检测方法。用于电源电路的电源电路异常检测方法检测电源继电器中是否存在异常。电源电路包括：预充电电路，其通过为电源继电器设旁路来断开和闭合直流电源与平滑电容器之间的连接，以对平滑电容器进行预充电；以及放电电路，其与平滑电容器并联连接，以在放电开关闭合时经由放电电阻来释放存储在平滑电容器中的电荷。电源电路异常检测方法包括如下步骤：基于自预充电电路断开后放电电路和电源继电器两者都闭合起经过了预定时间段时平滑电容器的充电电压是否降低来检测电源继电器中是否存在断开触点异常。

Description

电源电路异常检测方法
技术领域
本发明涉及用于包括在车辆马达控制单元中的电源电路的异常检测方法。
背景技术
传统上，继电器通常用于控制从高压电池到电动机等的供电。例如在电驱动车辆如混合动力车辆或电动车辆中，为了控制从高压电池到作为负载电路的逆变器的供电，在电池与逆变器之间设置电源继电器，使得根据车辆的受控状态通过电源继电器执行电池与逆变器之间的电路的闭合和断开。当发生这种情况时，大冲击电流瞬间从电池流出以对大容量的平滑电容器进行充电，导致电源继电器的触点熔接的情况。为了防止由于保持彼此接触的熔接的触点而不能通过断开电源继电器来切断电流的风险，提出了一种电源电路，其包括被配置成在接通电源继电器之前对平滑电容器进行预充电的预充电电路(例如参照专利文献1)。
[专利文献1]JP-A-2001-128305
发明内容
本发明的目的是提供电源电路异常检测方法，其能够减少检测电源继电器的断开触点的异常的检测时间，以便在短时间段内启动逆变器。
根据本发明的一个方面，提供了一种电源电路异常检测方法，其能够应用于电源电路，并且用于检测电源继电器中是否存在异常，电源电路包括：
电源继电器，其对驱动电动机的直流电源与包括多个开关元件并且向电动机提供驱动电流的马达驱动电路之间的连接进行断开和闭合；
平滑电容器，其连接在电源线与地线之间以吸收电流中的纹波，电源线位于电源继电器与马达驱动电路之间；
预充电电路，通过为电源继电器设旁路来断开和闭合直流电源与平滑电容器之间的连接以对平滑电容器进行预充电；以及
放电电路，其与平滑电容器并联连接在电源线与地线之间，并且当放电开关闭合时，放电电路经由放电电阻释放存储在平滑电容器中的电荷，
电源电路异常检测方法包括：
基于自预充电电路断开后放电电路和电源继电器两者都闭合起经过了预定时间段时平滑电容器的充电电压是否降低来检测电源继电器中是否存在断开触点异常。
当放电电路处于接通状态时并且自预充电电路断开起，可以基于在电源继电器闭合后经过了预定时间段之后平滑电容器的充电电压增大来检测电源继电器中的断开触点异常的存在。
电源电路异常检测可以被配置成使得：预充电电路包括限制冲击电流的预充电电阻以及对直流电源与预充电电阻之间的连接进行断开和闭合的预充电继电器，将预充电电阻和预充电继电器串联连接，以及将预充电电路设置成与电源继电器并联。
可以通过由预充电电阻和放电电阻组成的分压电路来设置平滑电容器的预充电电压。
附图说明
图1是包括根据本发明的电源电路安装在其中的车辆马达控制单元的车辆的驱动系统的示意性框图；
图2是示出了图1所示的包括电源电路的车辆马达控制单元的电路配置的电路图；
图3是示出了根据本发明的第一实施方式的执行控制电路中的电源继电器的断开触点异常检测的过程的流程图；
图4是示出了根据本发明的第一实施方式的当电源继电器中发生断开触点异常时平滑电容器的电压-时间特性的曲线图；
图5是示出了根据本发明的第二实施方式的执行控制电路中的电源继电器的断开触点异常检测的过程的流程图；以及
图6是示出了根据本发明的第二实施方式的当电源继电器中发生断开触点异常时平滑电容器的电压-时间特性的曲线图。
具体实施方式
在背景技术中所描述的电源电路中，预充电电路包括限制冲击电流的预充电电阻以及与预充电电阻串联连接的预充电继电器，由此，接通预充电继电器以对连接至逆变器的平滑电容器进行预充电。在对平滑电容器进行预充电之后，电池在与预充电电路并联连接的电源继电器接通之后连接至逆变器。然后，在电源继电器接通之后，断开预充电继电器。
然而，当不能正常接通电源继电器时，以这种方式被预充电的平滑电容器的电压逐渐降低。因此，存在通过监视电源继电器的后端(输出)侧电压来确定断开触点的异常的情况。然而，因为连接了平滑电容器，所以电压逐渐降低，并且在电压下降到确定值之前需要一定时间。因此，需要在某个时间段过去之后来确定电压。因此，因为确定电源继电器是否断开需要一定的时间，所以在电源继电器处于正常操作的情况下，在逆变器被激励之前存在较长的时间段，导致马达不能提前启动以被驱动的可能性。
本发明的提出是为了解决上述问题，其目的是提供一种电源电路异常检测方法，其能够减少检测电源继电器的断开触点的异常的检测时间以在短时间段内激励逆变器。
接下来，将基于附图来描述根据本发明的、安装在车辆中的马达控制系统的电源电路。图1是根据本发明的包括电源电路2安装在其中的车辆马达控制单元15的车辆的驱动系统的示意性框图。如图1所示，车辆(例如，混合动力车辆或电动车辆)包括直流电源(在下文中称为高压电池)13、车辆控制单元18、后轮驱动单元20以及控制用于驱动后轮19的电动机1的车辆马达控制(ECU，在下文中称为马达控制单元)15。后轮驱动单元20由电动机1、减速齿轮(差速齿轮)16和离合器17组成，并且离合器17被布置在减速齿轮16的主传动齿轮处。例如，三相无刷马达被用作构成驱动源的电动机1。电动机1使用永磁同步马达如IPM(内置式永磁)马达，其包括永磁体被牢固地嵌入转子芯中的内磁转子；SPM(表面永磁)马达，其包括永磁体被固定至转子芯表面的表面磁转子等。
高压电池13是高压(例如，245V等)直流电源，并且由可充电电池如镍金属氢化物电池或锂离子电池组成。高压电池13被设置在车辆的后座的后部。马达控制单元15从高压电池13接收高直流电压，并且根据作为马达驱动电路的逆变器12的规格在电源电路2处将所接收的高直流电压增大至更高的电压(例如，500V等)(或将高直流电压保持在其被接收的状态而不将其增大)，以将所产生的直流电压提供给逆变器12。另外，当使用被切换至发电机模式的电动机1来执行再生制动时，马达控制单元15将由电动机1生成的电能提供给高压电池13以对其充电。马达控制单元15被安装在车辆的后座下方。
另外，马达控制单元15包括控制后轮驱动单元20等的控制电路(信号处理电路)10。控制电路10连接至低压(例如，12 V等)辅助电源(在下文中称为低压电池)14。控制电路10通过CAN从车辆控制单元18接收命令以接合离合器17，使得将由于电动机1被驱动而生成的驱动力传送至后轮19。另外，马达控制单元15包括电源电路2，其中当需要更高的直流电压时，在升压转换器(未示出)处将从高压电池13接收的直流电压升高，并且通过平滑电容器11(参照图2)、控制电路10和逆变器12来稳定所升高的直流电压。
接下来，图2是示出了图1中所示的包括电源电路2的马达控制单元15的电路配置的电路图。图2中示出的电源电路2包括电源继电器6、预充电电路3和放电电路7。电源继电器6连接至高压电池13的正输出端或负输出端以控制对逆变器的供电。预充电电路3在电源继电器6被接通之前对具有大容量的平滑电容器11进行预充电。在电源继电器6断开之后，放电电路7释放存储在平滑电容器11中的电荷，使得当使用被切换至发电机模式的电动机1来执行再生制动(减速)时消耗电力。逆变器12与平滑电容器11并联，并且电动机1经由逆变器12连接至平滑电容器11。由控制电路10来控制预充电电路3和电源继电器6。
在预充电电路3中，预充电继电器4和预充电电阻5串联连接。预充电电路3并联连接至电源继电器6的触点，并且对平滑电容器11进行预充电，同时当电源继电器6断开时通过断开预充电继电器4来限制冲击电流。预充电电阻5是限制平滑电容器11的冲击电流的冲击电流防止电阻(例如，100Ω)。预充电电阻5防止在电源继电器6接通后较大的冲击电流迅速流动，并且当电压继电器6断开时，平滑电容器11经由预充电电阻5进行预充电。
电源继电器6是电源开关并且被布置在电路2内。电源继电器6将平滑电容器11和逆变器12到高压电池3的连接接通或断开。电源继电器6是具有机械可移动触点的继电器。当马达控制单元15操作时电源继电器6接通(导通状态)，而当马达控制单元15停止操作时电源继电器6断开(非导通状态)。电源继电器6通过在其断开时将预充电电路3的预充电继电器4接通来对平滑电容器11进行预充电。在平滑电容器11被预充电后，将电源继电器6从断开切换至接通，以将高压电池13直接连接至逆变器12。此后，断开预充电继电器4。
平滑电容器11被设置在电源线21与地(接地)线22之间。在接通电源继电器6的情况下，平滑电容器11连同高压电池13一起向逆变器12提供电力。具体地，瞬间将较大电力从平滑电容器11提供给逆变器12。具体地说，平滑电容器11存储电荷，并且当缺乏从高压电池13流向逆变器12的电流时释放所存储的电荷。以这种方式，平滑电容器11用作吸收电流中的纹波并且使驱动电动机1的电源电压平滑的电容器。另外，在本实施方式的电源电路2中，在断开电源继电器6之后，通过放电电路7来释放存储在平滑电容器11中的电荷。
放电电路7被配置成使得：放电开关(例如IGBT、MOSFET等)9以及放电电阻(例如500Ω)8串联连接。将放电电路7与平滑电容器11并联地布置在电源线21与地线22之间。当通过切断到电源继电器6的连接来使电动机停止被驱动1时，通过接通放电开关9来通过放电电阻8释放存储在平滑电容器11中的电荷，由此平滑电容器11的电压Vd迅速下降。
在图2中，电动机1是具有三相绕组(U相绕组、V相绕组、W相绕组，未示出)的三相无刷马达。高压电池13是连接至逆变器12以驱动电动机1的高压直流电源。
逆变器12包括六个开关元件(例如IGBT、MOSFET等)U1、U2、V1、V2、W1、W2。六个开关元件U1、U2、V1、V2、W1、W2形成U相、V相和W相的三对开关元件，并且每个相位的成对开关元件串联连接以形成上臂和下臂(例如U1、U2)。所得到的三对开关元件形成三个电路，其彼此并联地被设置在电源线21与地线22之间。三相的上臂和下臂的相应的连接点或开关元件直接连接至U相绕组、V相绕组和W相绕组的端部。电动机1的三相绕组的另一端部连接至公共连接点(中性点，未示出)。
控制电路10控制包括在逆变器12中的开关元件U1、U2、V1、V2、W1、W2。更具体地描述这一点，控制电路10确定要提供给电动机1的三相驱动电流(U相电流、V相电流、W相电流)的目标值，并且输出使由电流传感器(未示出)等检测的电流(三相的相应的电流值)与目标电流一致的PWM信号。从控制电路10输出的三相PWM信号被分别提供给包括在逆变器12中的开关元件U1、U2、V1、V2、W1、W2的栅极端子。通过低压电池14来提供构成控制电路10的电源的控制电压(例如12 V)。低压电池14可以是通过DC/DC转换器等从高压电池13馈入或被安装的辅助电池。
接下来，将描述根据本发明的第一实施方式的异常检测方法。图3是示出根据本发明的实施方式的在控制电路10中执行电源继电器3的断开触点异常的检测的过程的流程图。当车辆控制停止时，即当启动驱动电动机1的马达控制单元15时，对电源继电器6执行的断开触点异常检测方法由控制电路10来执行。在本实施方式中，控制电路10的CPU(未示出)读取存储在ROM中的程序以执行图3中的流程图示出的步骤S1301至1311中的方法。将在下文描述的流程图中的方法以预定的时间间隔执行。
图4是示出了当在电源继电器6中发生断开触点异常时平滑电容器11的时间-电压特性的曲线图。该曲线图示出了在接通电源继电器6之前将平滑电容器11的电压Vd适当地预充电至高压电池13的电源电压Va的状态。如图4所示，当在电源继电器6中发生断开触点异常时，关于平滑电容器11的电压Vd从电池电压Va下降至确定值Vt所需的时间，与不接通放电电路7的电压特性(由虚线表示)的放电时间T1相比，接通放电电路7的电压特性(由实线表示)的放电时间T1′较短。因此，通过使用放电时间T1′作为设定时间，可以在短时间段内启动断开触点异常的检测。
如图3所示，马达控制单元15中的控制电路10的CPU首先接通预充电继电器4(步骤S1301)以启动平滑电容器11的预充电。
接下来，CPU确定在预定时间段过去之后平滑电容器11的电压Vd是否达到或超过预定值(步骤S1302)。如果CPU确定电压Vd小于预定值(步骤S1302：否)，则确定在预充电继电器4中已经发生断开触点异常，CPU断开预充电继电器4，停止平滑电容器11的预充电，并且执行标准化方法(步骤S1311)。此后，CPU结束断开触点异常检测流程。如果确定电压Vd等于或大于预定值(步骤S1302：是)，则该流程进行到步骤S1303。
如果CPU确定平滑电容器11被适当地预充电，则CPU继续将平滑电容器11预充电至电池电压Va。然后，当平滑电容器11被预充电至电池电压Va时，CPU接通放电电路7(步骤S1303)。然后，接通放电开关9，由此放电电路7开始放电。
在此之后，在已经接通电源继电器6(步骤S1304)之后，CPU断开预充电继电器4(步骤S1305)，然后停止对平滑电容器11进行预充电。当平滑电容器11的预充电在通过此系列操作将平滑电容器11预充电至电池电压Va而结束时，电压监视计时器开始计数(步骤S1306)，该电压监视计时器对平滑电容器11的放电时间进行计数以监视电压Vd。
接下来，CPU确定电压监视计时器是否已经超出其计数时间(步骤S1307)。如果CPU确定电压监视计时器还未超时(步骤S1307：否)，则CPU通过循环这个步骤来使设定时间过去直到电压监视计时器超出其计数时间为止。当电压监视计时器的计数时间已经过作为设定时间的放电时间T1′时(参照图4)(步骤S1307：是)，CPU确定平滑电容器11的电压Vd是否等于或小于确定值Vt(步骤S1308)。
在此，当电压Vd等于或小于确定值Vt时(步骤S1308：是)，确定在电源继电器6中已经发生断开触点异常，CPU断开电源继电器6以停止供电并且执行标准化方法(步骤S1310)，其后，结束断开触点异常检测流程。当电压Vd大于确定值Vt时(步骤S1308：否)，确定电源继电器6是正常的，CPU断开放电开关9以断开放电电路7(步骤S1309)。之后，CPU结束断开触点异常检测流程。
将对根据如前文已经所描述地配置的实施方式的用于包括在马达控制单元15中的电源电路2的断开触点异常检测方法的功能和优点进行描述。
根据上述配置，在电源电路2中，平滑电容器11并联连接至逆变器12，且该平滑电容器11连接在高压电池(直流电源)13与逆变器(马达驱动电路)12之间。经由预充电电路3对平滑电容器11进行预充电，在预充电电路3中，预充电继电器4和预充电电阻5串联连接，同时在接通电源继电器6之前限制冲击电流。并联设置预充电电路3和电源继电器6。在将平滑电容器11预充电至电池电压Va之后，接通放电电路7，之后，在接通电源继电器6之后断开预充电继电器4。
在执行了上述系列操作之后，当电源继电器6中发生断开触点异常时，由于高压电池13未连接至平滑电容器11和放电电路7，所以当放电开关9接通并且放电电路7接通时，对平滑电容器11充电的电压(充电电压)Vd经由放电电阻8迅速下降。即与没有添加放电电路7时相比，当放电电路7接通时，平滑电容器11的电压Vd的下降被进一步加速。因此，当与放电时间T1相比较短的放电电路7接通时所导致的放电时间T1′可以被设置为直到断开预充电电路3后通过确定平滑电容器11的电压Vd是否等于或小于确定值Vt来确定存在断开触点异常为止所需的等待时间。
通过将放电时间T1′设置为等待时间，在已经接通电源继电器6之后通过监视平滑电容器11的电压Vd发现电压降低的情况下，可以确定正发生断开异常。因此，可以在短时间段内检测电源继电器6中的断开触点异常的发生。因此，当在电源继电器6中检测到断开触点异常时，可以以确定的方式来检测异常。此外，能够安全地消耗存储在电源电路2内的平滑电容器11或电动机1中的电能，从而使得可以避免驾驶员受到电击的风险。
另外，当在电源继电器6中发生断开触点异常时，预充电继电器4被用作电源继电器6以在不停止电动机1的情况下将车辆移动至安全位置。另外，由于使用了现有平滑电容器11的放电电路7，所以在不另外提供任何专用部件的情况下缩短检测电源继电器6中的断开触点异常所需的时间。
因此，根据实施方式，可以提供电源电路异常检测方法，其可以通过使用放电电路降低平滑电容器的充电电压来缩短检测电源继电器中的断开触点异常所需的时间，从而在短时间段内启动逆变器。
因此，虽然至此已经描述了实施方式，但是可以以其他方式来执行本发明。
在实施方式中，虽然描述了使用普通(机械)继电器作为电源继电器6和预充电继电器4，以执行接通/断开控制，但是本发明不限于此，因此，可以使用能够双向切断的半导体开关(例如多个晶体管如MOSFET等)来执行接通/断开操作。另外，机械继电器可以用作放电继电器9。
在本实施方式中，在执行当在电源继电器6或预充电继电器4中检测到断开触点异常时的标准化方法中，该标准化方法可以包括将表示异常(由于断开触点的故障)的细节的代码存储在控制电路10内的存储区域中，使得能够在车辆的警告显示部或故障诊断单元中显示该代码的方法。
在本实施方式中，可以在检测断开触点异常的方法之前可以执行通过以与在检测断开触点异常中所做的相同的方式监视平滑电容器11的电压Vd来检测电源继电器6和预充电继电器4中的短路异常的方法。
接下来，将在下文描述根据本发明的第二实施方式的用于电源继电器6的异常检测方法。图5是示出了根据第二实施方式的在控制电路10中执行电源继电器6中的断开触点异常的检测的过程的流程图。图6是示出了当在电源继电器6中发生断开触点异常时平滑电容器11的电压-时间特性的曲线图。当车辆控制停止时，即当驱动电动机1的马达控制单元15启动时，由控制电路10来检测电源继电器6中的断开触点异常。在本实施方式中，控制电路10中的CPU(未示出)读取存储在ROM中的程序以执行图5示出的流程图所示出的步骤S2301至S2311中的方法。将在下文描述的流程图中的方法以预定的时间间隔执行。
图6示出了对平滑电容器11适当地进行预充电使得在接通根据本实施方式的电源继电器6之前将其电压Vd升高至预充电电压Vb的状态。如图6所示，在接通电源继电器6之后，当电源继电器6正常并且将平滑电容器11迅速充电至高压电池13的电池电压Va时，平滑电容器的电压Vd表现出由实线表示的电压特性。在以这种方式对平滑电容器11进行充电的过程中，直到将平滑电容器11充电至电池电压Va为止所需的时间由充电时间T2′来表示。
在此，当电源继电器6中发生断开触点异常时，在没有接通放电电路7时，平滑电容器11的电压Vd表现出由虚线表示的电压特性，平滑电容器11的电压Vd适度降低。当发生这种情况时，直到启动断开触点异常检测为止所需的等待时间由直到电压Vd降低至确定值Vt为止所需的放电时间T2来表示。另一方面，当接通放电电路7时，平滑电容器11的电压Vd表现出由长短交替的虚线所表示的电压特性，并且作为通过放电电阻8使平滑电容器11放电的结果，平滑电容器11的电压Vd迅速下降。因此，与放电时间T2被设置为等待时间的情况相比，当充电时间T2′被设置为等待时间时，能够使等待时间更短(充电时间T2′＜放电时间T2)。因此，可以在短时间段内启动电源继电器6中的断开触点异常的检测。
如图5所示，马达控制单元15中的控制电路10的CPU首先接通放电开关9以接通放电电路7(步骤S2301)。在此之后，CPU接通预充电继电器4(步骤S2302)并且开始对平滑电容器11进行预充电。
接下来，CPU确定在预定时间段过去之后平滑电容器11的电压Vd是否已经增大至预定值或更高(步骤S2302)。如果CPU确定电压Vd小于预定值(步骤S2303：否)，则确定在预充电继电器4中已经发生断开触点异常，CUP断开预充电继电器4以停止对平滑电容器11进行预充电。在此之后，CPU执行标准化方法(步骤S2311)，之后结束断开触点异常检测流程。如果CPU确定电压Vd等于或大于预定值(步骤S2303：是)，则检测流程前进至步骤S2304。
在确定平滑电容器11适当地被预充电的情况下，CPU继续对平滑电容器11进行预充电。然后，当完成了平滑电容器11的预充电时，CPU断开预充电继电器4(步骤S2304)，并且停止预充电。当发生这种情况时，在预充电结束后产生的预充电电压Vb由Vb＝Va×(Rb/(Ra+Rb))来表示(其中，Va＞Vb，Va是高压电池13的供电电压，Ra、Rb分别表示预充电电阻5和放电电阻8的电阻值)。
在此之后，CPU接通电源继电器6(步骤S2305)，并且使电压监视计时器开始对平滑电容器11的充电时间T2′(参照图6)进行计数以监视平滑电容器11的电压Vd(步骤S2306)。
接下来，CPU确定电压监视计时器是否已经超过其计数时间(步骤S2307)。如果CPU确定电压监视计时器还未超时(步骤S2307：否)，则CPU通过循环该步骤来使设定时间过去直到电压监视计时器超出其计数时间为止。当电压监视计时器的计数时间已经过作为设定时间的正常充电时间T2′时(步骤S2307：是)，CPU确定平滑电容器11的电压Vd是否等于或小于预充电电压Vb(步骤S2308)。
在此，当电压Vd等于或小于预充电电压Vb时(步骤S2308：否)，由于没有发现电压升高而确定在电源继电器6中已经发生断开触点异常，CPU断开电源继电器6以停止供电，并且执行标准化方法(步骤S2310)，其后，结束断开触点异常检测流程。当电压Vd大于预充电电压Vb时(步骤S2308：是)，由于发现电压升高而确定电源继电器6正常，CPU断开放电开关9以断开放电电路7(步骤S2309)。之后，CPU结束断开触点异常检测流程。
将对根据如前文所描述地配置的实施方式的用于包括在马达控制单元15中的电源电路2的断开触点异常检测方法的功能和优点进行描述。
根据上述配置，在电源电路2中，平滑电容器11并联连接至逆变器12，并且该平滑电容器11连接在高压电池(直流电源)13与逆变器(电机驱动电路)12之间。经由预充电电路3对平滑电容器11进行预充电，同时，在放电电路7接通的状态下接通电源继电器6之前限制冲击电流。并联设置预充电电路3和电源继电器6。通过由预充电电阻5和放电电阻8组成的分压电路对平滑电容器11进行预充电，使得将其电压Vd升压至从电池电压Va分出的预充电电压Vb。在预充电结束后，电源继电器6在断开预充电继电器4之后接通。当电源继电器6接通时，平滑电容器11的电压Vd在充电时间T2′内迅速被升压至电池电压Va。在此，例如，在监视电压Vd的过程中，可以将充电时间T2′设置为直到在电源继电器6中启动断开触点异常检测为止所需的等待时间。
当在这个状态下在电源继电器6中发生断开触点异常时，由于高压电池13未连接至平滑电容器11和放电电路7，在作为接通放电开关9的结果放电电路处于接通状态，平滑电容器11的电压Vd经由放电电阻8从预充电电压Vb迅速下降。因此，与当断开放电电路7时产生的放电时间T2(等于或小于确定值Vt)相比，当放电电路7接通时产生的较短的充电时间T2′可以设置为直到确定平滑电容器11的电压Vd是否降低为止所需的等待时间。然而，当在电源继电器6中发生断开触点异常时，与通过接通放电电路7来添加放电电路7时相比，平滑电容器11的电压Vd下降地更迅速。
这使得能够在已经接通电源继电器6之后在短的充电时间T2′内监视平滑电容器11的电压Vd，由此可以在短时间段内检测电源继电器6中的断开触点异常，从而使得可以缩短逆变器12的激励时间。因此，当在电源继电器6中检测到断开触点异常时，可以以确定的方式来检测断开触点异常的发生，并且可以以安全的方式消耗存储在电源电路2的平滑电容器11和电动机1中的电能，从而使得可以避免驾驶员被卷入电击事故的风险。
另外，当电源继电器6中发生断开触点异常时，预充电继电器4被用于代替电源继电器6，使得能够在不停止电动机1的情况下将车辆移动至安全的位置。另外，由于使用了现有平滑电容器11的放电电路7，所以可以在不另外提供专用部件的情况下缩短检测电源继电器6中的断开触点异常所需的时间。另一方面，由于可以通过由预充电电阻5和放电电阻8组成的分压电路来任意设置平滑电容器11的电压Vd，所以可以通过电阻的相应电阻值的组合来抑制在切换预充电继电器4和电源继电器6时产生的电涌。
因此，根据本实施方式，可以提供电源电路异常检测方法，其可以通过监视平滑电容器中的电压增大来缩短检测电源继电器中的断开触点异常的检测时间，从而在短时间段内激励逆变器。
因此，虽然至此已经描述了本发明的实施方式，但可以以其他形式来执行本发明。
在实施方式中，虽然描述了使用普通(机械)继电器作为电源继电器6和预充电继电器4，以执行接通/断开控制，但是本发明不限于此，因此，可以使用能够双向切断的半导体开关(例如多个晶体管如MOSFET等)来执行接通/断开操作。另外，机械继电器可以用作放电继电器9。
在本实施方式中，在执行当在电源继电器6或预充电继电器4中检测到断开触点异常时的标准化方法中，该标准化方法可以包括将表示异常(由于断开触点而引起的故障)的细节的代码存储在控制电路10内的存储区域中使得该代码可以在车辆的警告显示部或故障诊断单元中显示的方法。
在本实施方式中，可以在根据图5中示出的流程图检测断开触点异常的方法之前，执行通过以与在检测断开触点异常中所做的相同的方式监视平滑电容器11的电压Vd来检测电源继电器6和预充电继电器4中的短路异常的方法。
在至此已经描述的实施方式中，虽然本发明被描述为应用于驱动后轮驱动单元20的逆变器12，但是本发明不限于此。因此，本发明可以应用于具有放电电路7的高电压、大电流的电动转向系统或电制动系统或其他车载电源变换系统的逆变器。另外，本发明可以应用于驱动混合动力车辆或电动车辆的驱动马达的逆变器。
根据上述配置，当在电源继电器中发生断开触点异常时，由于直流电源未连接至平滑电容器和放电电路，所以作为接通放电电路的结果，对平滑电容器预充电的电压经由放电电阻迅速下降。这使得能够通过将放电时间设置为直到通过电压监视的断开触点异常检测的开始为止的等待时间来缩短直到断开预充电电路后通过监视预充电电压来确定这样的断开触点异常的存在为止所需的时间。通过缩短等待时间，在通过监视平滑电容器的充电电压在某个时间段过去之后检测到平滑电容器的电压的降低的情况下，可以确定在电源继电器中发生断开触点异常，由此可以在短时间段内检测电源继电器中的断开触点异常的发生。因此，不仅可以以确定的方式来执行故障检测，而且可以安全地消耗存储在电动机或电源电路中的电能，由此使得可以避免驾驶员受到电击的风险。另外，由于可以通过使用现有平滑电容器的放电电路来检测电源继电器的断开触点异常，所以可以消除另外提供专用电路部件的必要性。
根据上述配置，当在放电电路接通的情况下电源继电器接通时，平滑电容器的充电电压迅速增大至直流电源的电压。通过将该充电时间设置为直到通过电压监视的断开触点异常检测的开始为止的等待时间，可以检测电源继电器中的断开触点异常的存在。由于直流电源未连接至平滑电容器和放电电路，当在电源继电器中发生断开触点异常时，被预充电给平滑电容器的电压随着放电电路接通通过放电电阻迅速下降。因此，通过监视平滑电容器的充电电压可以在短时间内检测到电源继电器中的断开触点异常的发生。因此，不仅可以以确定的方式来执行故障检测，而且可以安全地消耗存储在电动机或电源电路中的电能，从而使得可以避免驾驶员受到电击的风险。另外，由于可以通过使用现有平滑电容器的放电电路来检测电源继电器的断开触点异常，所以可以消除另外提供专用电路部件的必要性。
根据上述配置，预充电电路和电源继电器彼此并联地设置，并且通过在电源继电器接通的情况下在对平滑电容器进行预充电后监视平滑电容器的充电电压的降低，可以在短时间段内检测电源继电器中的断开触点异常。另外，当在电源继电器中发生断开触点异常时，预充电继电器被用作电源继电器以在不停止电动机的情况下将车辆移动至安全位置。
根据上述配置，平滑电容器被预充电到通过由预充电电阻和放电电阻组成的分压电路来设置的预充电电压，并且通过接通电源继电器来加速平滑电容器的充电电压的增大。因此，通过将充电时间设置为直到电源继电器中的断开触点异常的检测开始为止的等待时间，缩短了直到接通电源继电器后通过监视平滑电容器的电压来确定电源继电器中的断开触点异常的存在为止过去的时间。通过以这种方式确定存在电源继电器中的断开触点异常，在某个时间段内在平滑电容器中没有检测到电压增大的情况下，可以确定在电源继电器中发生断开触点异常。因此，可以在短时间段内检测电源继电器中的断开触点异常。另外，由于能够通过分压电路来任意设置平滑电容器的充电电压的增大，所以可以通过预充电电阻和放电电阻的电阻值的组合来抑制在切换预充电继电器和电源继电器时生成的电涌。
根据本发明，可以提供电源电路异常检测方法，其可以通过使用放电电路降低平滑电容器的充电电压来缩短检测电源继电器中的断开触点异常的检测时间，以便在短时间段内激励逆变器。
根据本发明，可以提供电源电路异常检测方法，其可以通过监视平滑电容器的电压的增大来缩短检测电源继电器中的断开触点异常的检测时间以在短时间段内激励逆变器。

Claims (4)

1.一种电源电路异常检测方法，其应用于电源电路并且用于检测电源继电器中是否存在异常，所述电源电路包括：
所述电源继电器，其对驱动电动机的直流电源与包括多个开关元件并且向所述电动机提供驱动电流的马达驱动电路之间的连接进行断开和闭合；
平滑电容器，其连接在所述电源继电器和所述马达驱动电路之间的电源线与地线之间以吸收电流中的纹波；
预充电电路，其通过为所述电源继电器设旁路对所述直流电源与所述平滑电容器之间的连接进行断开和闭合，以对所述平滑电容器进行预充电；以及
放电电路，其与所述平滑电容器并联连接在所述电源线与所述地线之间，并且当放电开关闭合时，所述放电电路经由放电电阻释放存储在所述平滑电容器中的电荷，
所述电源电路异常检测方法包括：
基于自所述预充电电路断开后所述放电电路和所述电源继电器两者都闭合起经过了预定时间段时所述平滑电容器的充电电压是否降低，来检测所述电源继电器中是否存在断开触点异常。
2.根据权利要求1所述的电源电路异常检测方法，其中，
当所述放电电路处于接通状态时并且自所述预充电电路断开起，基于在所述电源继电器闭合后经过了预定时间段之后所述平滑电容器的充电电压增大来检测所述电源继电器中的断开触点异常的存在。
3.根据权利要求1所述的电源电路异常检测方法，其中，
所述预充电电路包括限制冲击电流的预充电电阻以及对所述直流电源与所述预充电电阻之间的连接进行断开和闭合的预充电继电器，
将所述预充电电阻和所述预充电继电器串联连接，以及
将所述预充电电路设置成与所述电源继电器并联。
4.根据权利要求3所述的电源电路异常检测方法，其中，
通过由所述预充电电阻和所述放电电阻组成的分压电路来设置所述平滑电容器的预充电电压。
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