DE102020132436A1

DE102020132436A1 - Energiespeichersystem und fahrzeug, das dieses aufweist

Info

Publication number: DE102020132436A1
Application number: DE102020132436.7A
Authority: DE
Inventors: Ryutaro Tokitsu; Kenji Etou
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2021-06-10
Also published as: CN112951656A; US11361913B2; KR102511856B1; JP7247877B2; US20210170880A1; KR20210073455A; MY197277A; JP2021093830A

Abstract

Ein Energiespeichersystem weist eine Energiespeichervorrichtung (10), eine Relaisvorrichtung, die in einem Paar von Energieleitungen bereitgestellt ist, die zwischen der Energiespeichervorrichtung (10) und einer Energieumwandlungsvorrichtung, die Energie mit der Energiespeichervorrichtung (10) austauscht, angeordnet sind, einen Kondensator, der zwischen dem Paar von Energieleitungen zwischen der Relaisvorrichtung und der Energieumwandlungsvorrichtung bereitgestellt ist, und eine elektronische Steuervorrichtung (70), die die Relaisvorrichtung steuert, auf. Die elektronische Steuervorrichtung (70) ist so konfiguriert, dass sie eine vorgegebene Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers ausführt, wenn es nicht möglich ist, eines der Relais, erstes Relais und zweites Relais, von einem Energieunterbrechungszustand in einen leitenden Zustand zu bringen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energiespeichersystem bzw. Energieakkumuliersystem und ein Fahrzeug, das dieses aufweist.
Stand der Technik
Die Veröffentlichung der ungeprüften Japanischen Patentanmeldung Nr. 2003 - 243 049 ( JP 2003 - 243 049 A ) offenbart ein Batteriemodul (Energiespeichervorrichtung), das an einem Fahrzeug anzubringen ist. Das Batteriemodul ist mit einem Relais bereitgestellt, das Energie unterbrechen kann (siehe JP 2003 - 243 049 A ).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Energiespeichersystem mit hoher Kapazität, das an einem Fahrzeug usw. anzubringen ist, weist ein Relais (System-Hauptrelais: SMR) auf, das in einem Paar von Energieleitungen angeordnet ist, das zwischen einer Energiespeichervorrichtung und einer Lastantriebsvorrichtung (Energieumwandlungsvorrichtung) angeordnet ist. Im Allgemeinen wird das SMR mit einem Vorladeschaltkreis bereitgestellt, um einen Einschaltstrom zu reduzieren, der erzeugt bzw. generiert wird, wenn das SMR von einem Energieunterbrechungszustand (Aus-Zustand bzw. ausgeschalteter Zustand) in einen leitenden Zustand (Ein-Zustand bzw. eingeschalteter Zustand) gebracht wird.
Wenn das SMR aus einem Kontaktrelais gebildet wird, gelangt während der Herstellung gelegentlich ein Fremdkörper bzw. Fremdmaterial in das Relais bzw. dringt in dieses ein. Der Fremdkörper, der gelegentlich in das Relais eindringt, bewegt sich und bleibt bei Verwendung des SMR an der Oberfläche eines Kontaktpunktes haften, so dass verhindert werden kann, dass das SMR in den leitenden Zustand gebracht wird.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Energiespeichersystem, das das Auftreten einer Situation unterdrücken bzw. vermeiden kann, in der das SMR aufgrund eines Fremdkörpers, der in das SMR gelangt ist, nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann, und ein Fahrzeug, das dieses aufweist, bereit.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Energiespeichersystem bereit, das aufweist: eine Energiespeichervorrichtung; eine Relaisvorrichtung, die in einem Paar von Energieleitungen bereitgestellt ist, die zwischen der Energiespeichervorrichtung und einer Energieumwandlungsvorrichtung, die Energie mit der Energiespeichervorrichtung austauscht, angeordnet sind; einen Kondensator, der zwischen dem Paar von Energieleitungen zwischen der Relaisvorrichtung und der Energieumwandlungsvorrichtung bereitgestellt ist; und eine elektronische Steuervorrichtung, die die Relaisvorrichtung steuert. Die Relaisvorrichtung weist ein erstes Relais, das in einer des Paares von Energieleitungen bereitgestellt ist, ein zweites Relais, das in der anderen des Paares von Energieleitungen bereitgestellt ist, und einen Vorladeschaltkreis, der parallel mit dem zweiten Relais verbunden ist, auf. Der Vorladeschaltkreis weist ein drittes Relais und einen Begrenzungswiderstand, der in Reihe mit dem dritten Relais verbunden ist, auf. Sowohl das erste Relais als auch das zweite Relais sind ein Kontaktrelais. Die elektronische Steuervorrichtung ist so konfiguriert, dass sie eine vorgegebene Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers ausführt, wenn es nicht möglich ist, eines der Relais, erstes und zweites Relais, aus einem Energieunterbrechungszustand in einen leitenden Zustand zu bringen. Die Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers weist eine Verarbeitung zum Bringen eines Relais, das nicht das der Relais ist, für das es nicht möglich ist, dass es in den leitenden Zustand gebracht werden kann, in den leitenden Zustand in dem Fall, in dem das erste bis dritte Relais im Energieunterbrechungszustand sind, und dann zum Ausgeben eines Leitungsbefehls an das Relais, für das es nicht möglich ist, dass es in den leitenden Zustand gebracht werden kann, auf.
Das oben beschriebene Energiespeichersystem weist einen Vorladeschaltkreis auf. Wenn die Verbindung zwischen der Energiespeichervorrichtung und der Energieumwandlungsvorrichtung in den leitenden Zustand gebracht wird, werden normalerweise sowohl das erste als auch das zweite Relais in den leitenden Zustand gebracht, nachdem die Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung und dem Kondensator durch Laden des Kondensators verringert wurde, während der Strom unter Verwendung des Vorladeschaltkreises unterdrückt wird, um einen Einschaltstrom von der Energiespeichervorrichtung zum Kondensator zu reduzieren.
Im Energiespeichersystem wird die Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers ausgeführt, wenn eines der Relais, erstes und zweites Relais, nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann. Bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers wird ein Relais, das nicht das der Relais ist, das nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann, in den leitenden Zustand gebracht, und danach wird ein Leitungsbefehl an das Relais ausgegeben, das nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann. Infolgedessen wird ein Leitungsbefehl an das Relais ausgegeben, das nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann, wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung und dem Kondensator groß ist, so dass es möglich ist, den Fremdkörper unter Verwendung der Energie eines an einem Kontaktpunkt des Relais erzeugten Lichtbogens zu entfernen.
Die Ursache dafür, dass ein Relais nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann, muss nicht unbedingt ein Fremdkörper sein. Wenn eine solche Ursache jedoch ein Fremdkörper ist, kann der Fremdkörper entfernt werden. Mit der oben beschriebenen Konfiguration ist es also möglich, das Auftreten einer Situation zu unterdrücken bzw. vermeiden, in der das erste oder das zweite Relais aufgrund eines eingedrungenen Fremdkörpers nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann.
Gemäß dem oben beschriebenen Aspekt kann die elektronische Steuervorrichtung so konfiguriert sein, dass sie eine Vorladeverarbeitung ausführt, wenn das Energiespeichersystem gestartet wird, wobei die Vorladeverarbeitung eine Verarbeitung zum Bringen des dritten Relais in den leitenden Zustand, nachdem das erste Relais in den leitenden Zustand gebracht wurde und bevor das zweite Relais in den leitenden Zustand gebracht wird, aufweist; und die elektronische Steuervorrichtung so konfiguriert sein kann, dass sie die Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers ohne Ausführung der Vorladeverarbeitung ausführt, wenn es nicht möglich ist, eines der Relais, erstes und zweites Relais, aus dem Energieunterbrechungszustand in den leitenden Zustand zu bringen.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration wird ein Leitungsbefehl an das Relais ausgegeben, das nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann, wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung und dem Kondensator groß ist, so dass es möglich sein kann, einen Fremdkörper unter Verwendung der Energie eines an einem Kontaktpunkt des Relais erzeugten Lichtbogens zu entfernen. Mit der oben beschriebenen Konfiguration ist es also möglich, das Auftreten einer Situation zu unterdrücken, in der das erste oder zweite Relais aufgrund eines eingedrungenen Fremdkörpers nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann.
In dem oben beschriebenen Aspekt kann die elektronische Steuervorrichtung so konfiguriert sein, dass sie eine Vorladeverarbeitung ausführt, wenn das Energiespeichersystem gestartet wird, wobei die Vorladeverarbeitung eine Verarbeitung zum Bringen des dritten Relais in den leitenden Zustand, nachdem das erste Relais in den leitenden Zustand gebracht wurde und bevor das zweite Relais in den leitenden Zustand gebracht wird, aufweist; die elektronische Steuervorrichtung so konfiguriert sein kann, dass sie einen Leitungsbefehl an das zweite Relais ausgibt, nachdem eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, seit das dritte Relais in den leitenden Zustand gebracht wurde, nachdem das erste Relais in den leitenden Zustand bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers gebracht wurde, wenn es nicht möglich ist, das zweite Relais von dem Energieunterbrechungszustand in den leitenden Zustand zu bringen; und die vorgegebene Zeit kürzer als eine Vorladezeit sein kann, seit das dritte Relais in den leitenden Zustand gebracht wurde, bis das zweite Relais bei der Vorladeverarbeitung in den leitenden Zustand gebracht wird.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration kann die Größe der Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung und dem Kondensator zu der Zeit der Ausgabe eines Leitungsbefehls an das zweite Relais bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers durch Einstellen der vorgegebenen Zeit eingestellt werden. Auf diese Weise kann ein Fremdkörper entfernt werden, während gleichzeitig Schäden berücksichtigt werden, die durch das zweite Relais bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers verursacht werden können.
In dem oben beschriebenen Aspekt kann die elektronische Steuervorrichtung so konfiguriert sein, dass sie eine Vorladeverarbeitung ausführt, wenn das Energiespeichersystem gestartet wird, wobei die Vorladeverarbeitung eine Verarbeitung zum Bringen des dritten Relais in den leitenden Zustand, nachdem das erste Relais in den leitenden Zustand gebracht wurde und bevor das zweite Relais in den leitenden Zustand gebracht wird, aufweist; die elektronische Steuervorrichtung so konfiguriert sein kann, dass sie einen Leitungsbefehl an das zweite Relais ausgibt, nachdem das dritte Relais in den leitenden Zustand gebracht worden ist, nachdem das erste Relais bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers in den leitenden Zustand gebracht worden ist, wenn es nicht möglich ist, das zweite Relais von dem Energiespeicherungszustand in den leitenden Zustand zu bringen; und eine Spannungsdifferenz zwischen einer Spannung in der Energiespeichervorrichtung und einer Spannung des Kondensators zu einer Zeit, zu der der Leitungsbefehl an das zweite Relais bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers ausgegeben wird, größer als die Spannungsdifferenz zu einer Zeit sein kann, zu der das zweite Relais bei der Vorladeverarbeitung in den leitenden Zustand gebracht wird.
Bei der oben beschriebenen Konfiguration ist die Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung und dem Kondensator zu der Zeit der Ausgabe des Leitungsbefehls an das zweite Relais bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers größer als die Spannungsdifferenz zu der Zeit, zu der das zweite Relais bei der Vorladeverarbeitung in den leitenden Zustand gebracht wird. Folglich kann ein Fremdkörper entfernt werden, wobei Schäden berücksichtigt werden, die durch das zweite Relais bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers entstehen können.
Zudem stellt ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug bereit, das aufweist: das Energiespeichersystem; eine Energieumwandlungsvorrichtung, die Energie mit dem Energiespeichersystem austauscht; und einen Elektromotor zum Fahren, der Energie von der Energieumwandlungsvorrichtung empfängt, um eine Antriebskraft zu generieren.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration ist es möglich, das Auftreten einer Situation zu unterdrücken, in der das erste oder zweite Relais aufgrund eines Fremdkörpers, der in das Relais des Energiespeichersystems eingedrungen sind, nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann. Somit ist es möglich, das Auftreten einer Situation zu unterdrücken, in der das Fahrzeug nicht fahren kann, weil die Relaisvorrichtung nicht in den leitenden Zustand gebracht wird und keine Energie von der Energiespeichervorrichtung zur Energieumwandlungsvorrichtung zugeführt werden kann.
Mit dem Energiespeichersystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Auftreten einer Situation zu unterdrücken, in der die Relaisvorrichtung aufgrund eines Fremdkörpers, der in das Relais der Vorrichtung eingedrungen ist, nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann. Mit dem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist es darüber hinaus möglich, das Auftreten einer Situation zu unterdrücken, in der das Fahrzeug nicht fahren kann.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile sowie technische und industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, wobei:

1 die Konfiguration eines Fahrzeugs mit einem Energiespeichersystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
2 ein Beispiel der Konfiguration eines Kontaktrelais darstellt, das ein SMR bildet;
3 einen Zustand (leitender Zustand) darstellt, in dem das Relais eingeschaltet ist;
4 einen Zustand darstellt, in dem ein Fremdkörper an der Oberfläche eines Kontaktpunktes des Relais anhaftet;
5 darstellt, wie ein Fremdkörper, der in das Relais eingedrungen ist, entfernt werden soll;
6 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Beispiel für den Ablauf einer Relais-Überwachungsverarbeitung darstellt, der von einer ECU ausgeführt wird;
7 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Beispiel für den Ablauf einer Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers durch das Relais darstellt, der im Schritt S65 in 6 ausgeführt wird;
8 ein Zeitdiagramm ist, das den Betrieb von Relais zu der Zeit darstellt, zu der die Relais normal sind;
9 ein Zeitdiagramm ist, das den Betrieb der Relais zu der Zeit darstellt, zu der das erste Anormalitätskennzeichen eingeschaltet wird;
10 ein Zeitdiagramm ist, das den Betrieb der Relais zu der Zeit darstellt, zu der ein zweites Anormalitätskennzeichen eingeschaltet ist;
11 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Beispiel für den Ablauf einer Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers durch das Relais gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
12 ein Zeitdiagramm ist, das den Betrieb von Relais zu der Zeit darstellt, zu der in der zweiten Ausführungsform ein zweites Anormalitätskennzeichen eingeschaltet wird; und
13 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Beispiel für den Ablauf einer Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers durch das Relais gemäß einer Modifikation darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben. Gleiche und äquivalente Teile werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren angegeben und eine wiederholte Beschreibung wird weggelassen.
[Erste Ausführungsform]
1 stellt die Konfiguration eines Fahrzeugs mit einem Energiespeichersystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dar. Im Folgenden ist das Fahrzeug als typisches Beispiel ein Elektrofahrzeug (EV). Das Energiespeichersystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, an einem EV angebracht zu werden, sondern kann auch an einem Hybridfahrzeug (HV), einem Plug-in-HV usw. angebracht werden und ist darüber hinaus auch für andere Verwendungen als für Fahrzeuge anwendbar.
Ein Fahrzeug 1 weist, wie in 1 gezeigt, eine Energiespeichervorrichtung 10, eine Energiesteuereinheit (nachfolgend als „PCU“ bezeichnet) 20, einen Motorgenerator (nachfolgend als „MG“ bezeichnet) 30, ein Antriebsrad 40 bzw. Antriebsräder und ein Systemhauptrelais (SMR) 50 auf. Das Fahrzeug 1 weist ferner einen Glättungskondensator 55, einen Spannungssensor 60, einen Stromsensor 62, eine elektronische Steuervorrichtung (nachfolgend als „elektronische Steuervorrichtung (ECU)“ bezeichnet) 70 und einen Startschalter (ST-SW) 80 auf.
Die Energiespeichervorrichtung 10 ist ein Energiespeicherelement, das so konfiguriert ist, dass es wiederaufladbar ist. Die Energiespeichervorrichtung 10 ist so konfiguriert, dass sie eine Sekundärbatterie wie z.B. eine Lithium-Ionen-Batterie oder eine Nickel-Metallhydrid-Batterie oder ein Energiespeicherelement, wie z.B. einen elektrischen Doppelschichtkondensator, aufweist. Die Lithium-Ionen-Sekundärbatterie ist eine Sekundärbatterie, die Lithium als Ladungsträger aufweist, und kann übliche Lithium-Ionen-Sekundärbatterien mit einem flüssigen Elektrolyten und so genannte Festkörperbatterien mit einem festen Elektrolyten aufweisen.
Die Energiespeichervorrichtung 10 speichert die Energie zum Antreiben des MG 30 und kann dem MG 30 über die PCU 20 Energie zuführen. Zudem wird die Energiespeichervorrichtung 10 über die PCU 20 mit der erzeugten Energie geladen, wenn der MG 30 Strom erzeugt.
Die PCU 20 führt eine bidirektionale Energieumwandlung zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem MG 30 gemäß einem Steuersignal von der ECU 70 durch. Die PCU 20 ist so konfiguriert, dass sie einen Umrichter, der den MG 30 antreibt, sowie einen Konverter, der eine dem Umrichter zugeführte Gleichspannung (DC) auf eine Spannung hochsetzt, die gleich oder höher als die Ausgangsspannung der Energiespeichervorrichtung 10 ist, aufweist.
Der MG 30 ist typischerweise eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine (AC). Beispiele für den MG 30 weisen einen Dreiphasen-AC-Synchronmotor auf, bei dem Permanentmagneten in einen Rotor eingebettet sind. Der MG 30 wird durch die PCU 20 angetrieben, um eine rotierende Antriebskraft zu erzeugen. Die vom MG 30 erzeugte Antriebskraft wird auf das Antriebsrad 40 übertragen. Wenn das Fahrzeug 1 abgebremst wird oder wenn die Beschleunigung des Fahrzeugs 1 an einem Gefälle reduziert wird, arbeitet der MG 30 andererseits als Elektrogenerator zur Durchführung einer regenerativen Energieerzeugung bzw. Rekuperation. Die vom MG 30 erzeugte Energie wird über die PCU 20 der Energiespeichervorrichtung 10 zugeführt.
Der Glättungskondensator 55 ist elektrisch zwischen einer Pluspolleitung PL bzw. Leitung am positive Pol und einer Minuspolleitung NL bzw. Leitung am negative Pol verbunden und glättet Wechselstromkomponenten von Spannungsschwankungen zwischen der Pluspolleitung PL und der Minuspolleitung NL. Der Glättungskondensator 55 kann in der PCU 20 vorhanden sein.
Das SMR 50 weist die Relais SMRB, SMRG und SMRP sowie einen Begrenzungswiderstand 52 auf. Das Relais SMRB wird in der Pluspolleitung PL bereitgestellt, die den Pluspol der Energiespeichervorrichtung 10 mit der PCU 20 verbindet. Das Relais SMRG ist in der Minuspolleitung NL angeordnet, die zwischen dem Minuspol der Energiespeichervorrichtung 10 und der PCU 20 verbunden ist. Das Relais SMRP und der Begrenzungswiderstand 52 sind in Reihe miteinander verbunden und parallel mit dem Relais SMRG verbunden.
In der vorliegenden ersten Ausführungsform ist jedes der Relais als Kontaktrelais (mechanisches Relais) ausgebildet. Das Relais SMRP kann ein kontaktloses Relais (Halbleiterrelais) sein. Jedes der Relais wird als Antwort auf ein Steuersignal von der ECU 70 ein- und ausgeschaltet.
Das Relais SMRP und der Begrenzungswiderstand 52 bilden einen Vorladeschaltkreis, der einen Einschaltstrom reduziert, der beim Einschalten des SMR 50 fließt. Das heißt, wenn das SMR 50 eingeschaltet werden soll, wird das Relais SMRP nach dem Einschalten des Relais SMRB und vor dem Einschalten des Relais SMRG eingeschaltet, und der Glättungskondensator 55 wird vorhergehend geladen, während der Begrenzungswiderstand 52 den Strom begrenzt. Dadurch wird der Einschaltstrom reduziert, der von der Energiespeichervorrichtung 10 zum Glättungskondensator 55 fließt, wenn das SMR 50 eingeschaltet wird.
Der Spannungssensor 60 erfasst eine Spannung zwischen den Anschlüssen des Glättungskondensators 55, d.h. eine Spannung VH zwischen der Pluspolleitung PL und der Minuspolleitung NL, und gibt eine Ausgabe an die ECU 70 aus. Der Stromsensor 62 erfasst einen Strom IB, der in die Energiespeichervorrichtung 10 eingegeben und von dieser ausgegeben wird, und gibt einen erfassten Wert an die ECU 70 aus. Der Stromsensor 62 erfasst z.B. einen Entladestrom als positiven Wert und einen Ladestrom als negativen Wert.
Der Startschalter 80 kann von einem Fahrer des Fahrzeugs 1 betätigt werden. Das System des Fahrzeugs 1 wird durch den Fahrer gestartet (Ready-ON), indem er eine Einschaltbetätigung am Startschalter 80 durchführt (z.B. durch Drücken im Zustand Ready-OFF). Im Gegensatz dazu wird das System des Fahrzeugs 1 gestoppt (Ready-OFF), indem der Fahrer eine Ausschaltbetätigung am Startschalter 80 durchführt (z.B. durch Drücken im Zustand Ready-ON).
Die ECU 70 ist so konfiguriert, dass sie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), Speicher (einen Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffsspeicher (RAM)) sowie Eingabe- und Ausgabeanschlüsse für die Eingabe und Ausgabe verschiedener Signale (die alle nicht dargestellt sind) aufweist. Die CPU entwickelt bzw. kompiliert ein Programm, das im ROM oder im RAM usw. gespeichert ist, und führt das Programm aus. Das im ROM gespeicherte Programm weist Verarbeitungen auf, die von der CPU ausgeführt werden sollen. Die ECU 70 steuert verschiedene Vorrichtungen in dem Fahrzeug 1, indem sie die im Programm enthaltenen Verarbeitungen ausführt. Ein Teil oder die gesamte Steuervorrichtung ist nicht auf die Verarbeitung unter Verwendung von Software beschränkt und kann unter Verwendung spezieller Hardware (elektronischer Schaltkreis) verarbeitet werden.
In einem Beispiel der von der ECU 70 ausgeführten Hauptverarbeitung führt die ECU 70 bei einer Einschaltbetätigung am Startschalter 80 eine Verarbeitung (Startverarbeitung) aus, um das Fahrzeug 1 in den Zustand Ready-On zu bringen, und schaltet dabei das SMR 50 ein. Wenn am Startschalter 80 eine Ausschaltbetätigung durchgeführt wird, führt die ECU 70 eine Verarbeitung (Stoppverarbeitung) aus, um das Fahrzeug 1 in den Zustand Ready-OFF zu bringen, und schaltet dabei das SMR 50 aus.
Ferner führt die ECU 70 eine Relais-Überwachungsverarbeitung zum Überwachen einer Anormalität des SMR 50 aus. In der ersten Ausführungsform führt die ECU 70 die Relais-Überwachungsverarbeitung aus, wenn das SMR 50 eingeschaltet wird. Wird bei der Relais-Überwachungsverarbeitung eine Anormalität erfasst, bei der das SMR 50 nicht eingeschaltet wird, führt das Energiespeichersystem gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform eine Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers aus, der möglicherweise in ein Relais eingedrungen ist, wobei die Möglichkeit in Betracht gezogen wird, dass ein Fremdkörper in das Relais SMRB oder das Relais SMRG eingedrungen ist und das Relais folglich nicht in den leitenden Zustand gebracht wird. Das Eindringen eines Fremdkörpers und das Verfahren zum Entfernen des Fremdkörpers wird nachfolgend ausführlich beschrieben.
2 stellt ein Beispiel der Konfiguration eines Kontaktrelais dar, das das SMR 50 bildet. In der vorliegenden ersten Ausführungsform weisen die Relais SMRB, SMRG und SMRP die gleiche Konfiguration auf. In 2 und in den 3 bis 5, die später beschrieben werden, handelt es sich bei den Relais um Tauchkontaktrelais. Die Relais können jedoch auch Scharnierkontaktrelais sein. 2 stellt einen Zustand dar, in dem das Relais ausgeschaltet ist (Energieunterbrechungszustand).
In 2 ist das Relais so konfiguriert, dass es ein Gehäuse 102, eine Spule 104, einen Stößelabschnitt 106, einen beweglichen Kontaktpunkt 108 und die Anschlüsse 110 und 112 aufweist. Die Spule 104 erzeugt eine elektromagnetische Kraft, um den Stößelabschnitt 106 nach oben zu bewegen, wenn ein Strom von außen zugeführt wird.
Der Stößelabschnitt 106 ist so konfiguriert, dass er durch die von der Spule 104 empfangene elektromagnetische Kraft nach oben bewegbar ist und durch die Vorspannkraft einer Feder nach unten drückbar ist, wenn die elektromagnetische Kraft nicht von der Spule 104 empfangen wird. Der bewegliche Kontaktpunkt 108 besteht aus einem Leiter und ist so konfiguriert, dass er zusammen mit dem Stößelabschnitt 106 nach oben und unten bewegbar ist.
Wenn ein Strom durch die Spule 104 fließt, wird der Stößelabschnitt 106 durch die elektromagnetische Kraft nach oben bewegt, und der bewegliche Kontaktpunkt 108 kontaktiert die festen Kontaktpunkte 111 und 113 der Anschlüsse 110 bzw. 112. Wenn kein Strom durch die Spule 104 fließt, wird der Stößelabschnitt 106 durch die Vorspannkraft der Feder nach unten bewegt, und der bewegliche Kontaktpunkt 108 wird mit den festen Kontaktpunkten 111 und 113 außer Kontakt gebracht bzw. von diesen entfernt.
In 2 wird der Spule 104 kein Strom zugeführt, der Stößelabschnitt 106 wird nach unten gedrückt, und der bewegliche Kontaktpunkt 108 ist von den festen Kontaktpunkten 111 und 113 der Anschlüsse 110 und 112 entfernt (nichtleitender Zustand).
3 stellt einen Zustand (leitender Zustand) dar, in dem das Relais eingeschaltet ist. Ein Strom fließt in 3 durch die Spule 104, und der Stößelabschnitt 106 wird durch die von der Spule 104 empfangene elektromagnetische Kraft nach oben bewegt. Dadurch kann der bewegliche Kontaktpunkt 108 die festen Kontaktpunkte 111 und 113 kontaktieren, und die Anschlüsse 110 und 112 sind durch den beweglichen Kontaktpunkt 108 (An-Zustand bzw. Einschaltzustand) durchgehend.
4 stellt einen Zustand dar, in dem ein Fremdkörper an der Oberfläche eines Kontaktpunktes des Relais anhaftet. Ein Strom fließt in 4 durch die Spule 104, und der Stößelabschnitt 106 wird durch die von der Spule 104 empfangene elektromagnetische Kraft nach oben bewegt. In diesem Beispiel ist jedoch ein Fremdkörper in einen Raum zwischen dem beweglichen Kontaktpunkt 108 und dem festen Kontaktpunkt 111 des Anschlusses 110 eingedrungen, und der bewegliche Kontaktpunkt 108 berührt die festen Kontaktpunkte 111 und 113 nicht. Folglich sind die Anschlüsse 110 und 112 nicht durch den beweglichen Kontaktpunkt 108 durchgehend bzw. verbunden.
Auf diese Weise dringt während der Herstellung gelegentlich ein Fremdkörper (z.B. Harz-Fremdkörper) in ein Kontaktrelais ein. Der gelegentlich eingedrungene Fremdkörper bewegt sich und haftet mit der Verwendung des Relais an der Oberfläche eines Kontaktpunktes an, so dass, wie in 4 dargestellt, verhindert werden kann, dass das Relais in den leitenden Zustand gebracht wird.
5 stellt dar, wie der in das Relais eingedrungene Fremdkörper entfernt werden soll. In 5 führt das Energiespeichersystem gemäß der ersten Ausführungsform eine Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers aus, wenn das Relais aufgrund des Eindringens eines Fremdkörpers, wie in 4 dargestellt, nicht in den leitenden Zustand (An-Zustand) gebracht wird. Ein Fremdkörper kann durch die Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers aus den Relais SMRB und SMRG entfernt werden. Ein Fremdkörper kann nicht durch das nachfolgend beschriebene Verfahren aus dem Relais SMRP entfernt werden, und es gibt keinen Effekt beim Fahren, wenn das Relais SMRP nicht eingeschaltet ist, solange die Relais SMRB und SMRG eingeschaltet sind. Folglich wird das Relais SMRP nicht der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform unterzogen.
Bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform wird ein Relais eingeschaltet, das nicht das der Relais SMRB und SMRG ist, das nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann, und danach wird ein Einschaltbefehl bzw. Leitungsbefehl an das Relais ausgegeben, das nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann. Wenn erfasst wird, dass das Relais SMRB nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann, wird zum Beispiel durch das Relais SMRG d eingeschaltet, und danach wird ein Einschaltbefehl an das Relais SMRB ausgegeben.
Wenn die Relais SMRB und SMRG eingeschaltet werden sollen, werden normalerweise beide Relais SMRB und SMRG in den leitenden Zustand gebracht, nachdem die Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55 durch einen Schaltkreis, der eine Vorladeverarbeitung durchführt, verringert wurde, um einen Einschaltstrom zu reduzieren. Bei der oben beschriebenen Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers wird dagegen bei großer Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55 einen Einschaltbefehl an das Relais ausgegeben, das nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann (im oben beschriebenen Beispiel das Relais SMRB). Dadurch kann es möglich sein, einen Fremdkörper unter Verwendung der Energie eines an einem Kontaktpunkt des Relais erzeugten Lichtbogens zu entfernen.
Die Ursache dafür, dass ein Relais nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann, muss nicht unbedingt ein Fremdkörper sein. Wenn eine derartige Ursache jedoch ein Fremdkörper ist, kann der Fremdkörper entfernt werden. So ist es möglich, das Auftreten einer Situation zu unterdrücken, in der das Relais SMRB oder das Relais SMRG aufgrund des Eindringens eines Fremdkörpers nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für den Ablauf einer Relais-Überwachungsverarbeitung darstellt, die durch die ECU 70 ausgeführt wird. Die oben beschriebene Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers wird auf Grundlage des Ergebnisses der Relais-Überwachungsverarbeitung in Bezug auf das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein einer Anormalität in den Relais ausgeführt. Die im Ablaufdiagramm angegebene Abfolge von Verarbeitungen bzw. Schritten wird zu der Zeit der Einschaltbetätigung am Startschalter 80 (beim Starten des Fahrzeugsystems) durchgeführt.
Wenn, wie in 1 und in 6 gezeigt, eine Einschaltbetätigung am Startschalter 80 durchgeführt wird, gibt die ECU 70 zunächst einen Einschaltbefehl an das Relais SMRB aus (Schritt S10). Als nächstes gibt die ECU 70 einen Einschaltbefehl an das Relais SMRP aus (Schritt S15). Folglich wird eine Vorladeverarbeitung ausgeführt, bei der der Glättungskondensator 55 mit einem durch den Begrenzungswiderstand 52 begrenzten Strom geladen wird.
Als nächstes erlangt die ECU 70 einen erfassten Wert der Spannung VH vom Spannungssensor 60 und erlangt einen erfassten Wert des Stroms IB vom Stromsensor 62 (Schritt S20). Dann, nachdem eine vorgegebene Wartezeit gewartet wurde (Schritt S25), bestimmt die ECU 70, ob die Spannung VH kleiner als ein Schwellwert Vth ist (Schritt S30). Diese Verarbeitung wird durchgeführt, um eine Anormalität zu erkennen, bei der die Kontaktpunkte des Relais SMRB (oder des Relais SMRP) nicht kontinuierlich sind. Der Schwellenwert Vth wird gegebenenfalls auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der Wert der Spannung VH ist, auf den die Spannung VH normalerweise nach Ablauf der vorgegebenen Zeit, die seit dem Übergang des Relais SMRB oder SMRP in den leitenden Zustand verstrichen ist, angestiegen ist.
Anstelle der Bestimmung, ob die Spannung VH kleiner als der Schwellwert Vth ist, kann bestimmt werden, ob der Strom IB kleiner als ein Schwellwert Ith ist. Es ist möglich, eine Anormalität, bei der die Kontaktpunkte des Relais SMRB (oder des Relais SMRP) nicht kontinuierlich sind, auch gemäß der Größe des Stroms IB zu erfassen.
Wenn in Schritt S30 bestimmt wird, dass die Spannung VH gleich oder größer als der Schwellwert Vth ist (NEIN in Schritt S30), wird bestimmt, dass die Relais SMRB und SMRP normal sind, und die ECU 70 gibt einen Einschaltbefehl an das Relais SMRG aus (Schritt S35). Anschließend gibt die ECU 70 einen Ausschaltbefehl an das Relais SMRP aus (Schritt S40).
Dann, nachdem eine vorgegebene Zeit gewartet wurde (Schritt S45), bestimmt die ECU 70 erneut, ob die Spannung VH kleiner als der Schwellwert Vth ist (Schritt S50). Diese Verarbeitung wird durchgeführt, um eine Anormalität zu erfassen, bei der die Kontaktpunkte des Relais SMRG nicht kontinuierlich sind. D.h. wenn die Kontaktpunkte des Relais SMRG nicht kontinuierlich sind, wird der Schaltkreis der Energiespeichervorrichtung 10 und des Glättungskondensators 55 unterbrochen, wenn das Relais SMRP ausgeschaltet wird, und die Spannung VH des Glättungskondensators 55 wird durch einen Entladewiderstand (nicht dargestellt) abgesenkt.
Hier kann ebenfalls anstelle einer Bestimmung, ob die Spannung VH kleiner als der Schwellwert Vth ist, bestimmt werden, ob der Strom IB kleiner als der Schwellwert Ith ist. Es ist möglich, eine Anormalität, bei der die Kontaktpunkte des Relais SMRG nicht kontinuierlich sind, auch gemäß der Größe des Stromes IB zu erfassen.
Wenn in Schritt S50 bestimmt wird, dass die Spannung VH gleich oder größer als der Schwellwert Vth ist (NEIN in Schritt S50), wird bestimmt, dass das Relais SMRG ebenfalls normal ist, und die Schritte der Verarbeitung werden beendet.
Wenn in Schritt S30 bestimmt wird, dass die Spannung VH unter dem Schwellwert Vth liegt (JA in Schritt S30), schaltet die ECU 70 andererseits ein erstes Anormalitätskennzeichen bzw. Anormalitätsflag ein, das angibt, dass das Relais SMRB oder das Relais SMRP anormal ist (die Kontaktpunkte des Relais sind nicht durchgehend, auch wenn ein Einschaltbefehl ausgegeben wird) (Schritt S55). Dann führt die ECU 70 eine Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers, der möglicherweise in den Relais-SMRB eingedrungen ist und die Kontinuität zwischen den Kontaktpunkten des Relais-SMRB blockiert hat, durch das Relais aus. (Schritt S65).
Es ist auch denkbar, dass die Spannung VH kleiner als der Schwellwert Vth ist, da die Kontaktpunkte des Relais SMRP nicht durchgehend sind. Da jedoch das Eindringen des Fremdkörpers in das Relais SMRB nicht ausgeschlossen werden kann, wird die Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers, der möglicherweise in das Relais SMRB eingedrungen ist, ausgeführt, wenn bestimmt wird, dass die Spannung VH kleiner als der Schwellwert Vth ist. Die Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers durch das Relais wird später ausführlich beschrieben.
Wenn in Schritt S50 bestimmt wird, dass die Spannung VH kleiner als der Schwellwert Vth ist (JA in Schritt S50), schaltet die ECU 70 andererseits ein zweites Anormalitätskennzeichen bzw. Anormalitätsflag ein, das angibt, dass das Relais SMRG anormal ist (die Kontaktpunkte des Relais sind nicht durchgehend, auch wenn ein Einschaltbefehl ausgegeben wird) (Schritt S60). Dann geht die Verarbeitung zu Schritt S65, und die ECU 70 führt eine Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers, der möglicherweise in das Relais SMRG eingedrungen ist und die Kontinuität zwischen den Kontaktpunkten das Relais SMRG blockiert hat, durch das Relais aus.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für den Ablauf einer Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers durch das Relais darstellt, die in Schritt S65 in 6 ausgeführt wird. In 7 bestimmt die ECU 70, ob das erste Anormalitätskennzeichen eingeschaltet ist (Schritt S110). Wenn bestimmt wird, dass das erste Anormalitätskennzeichen aus ist (NEIN in Schritt S110), geht die Verarbeitung zu Schritt S130, der später besprochen wird.
Wenn in Schritt S110 bestimmt wird, dass das erste Anormalitätskennzeichen eingeschaltet ist (JA in Schritt S110), schaltet die ECU 70 die Relais SMRB und SMRP aus, die zu dieser Zeit eingeschaltet waren (Schritt S115). Andererseits schaltet die ECU 70 das Relais SMRG ein, das sich auf der dem Relais SMRB gegenüberliegenden Seite befindet, in das möglicherweise ein Fremdkörper eingedrungen ist (Schritt S120).
Nach dem Einschalten des Relais SMRG gibt die ECU 70 dann einen Einschaltbefehl an das Relais SMRB aus, das möglicherweise einen eingedrungenen Fremdkörper aufweist (Schritt S125). Das heißt, beim Einschalten der Relais SMRB und SMRG wird normalerweise eine Vorladeverarbeitung ausgeführt, bei der, wie in Bezug auf 6 beschrieben, das Relais SMRP (Vorladeschaltkreis) unter Verwendung des Relais SMRP (Vorladeschaltkreis) verwendet wird. Bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers wird jedoch ein Einschaltbefehl an das Relais SMRB ausgegeben, in das der Fremdkörper eingedrungen sein kann, nachdem das Relais SMRG eingeschaltet wurde, ohne die Vorladeverarbeitung auszuführen.
Da zu dieser Zeit die Vorladeverarbeitung nicht vor der Ausgabe eines Einschaltbefehls an das Relais SMRB ausgeführt wird, wird ein Einschaltbefehl an das Relais SMRB ausgegeben, wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55 groß ist. Dadurch kann es möglich sein, einen Fremdkörper unter Verwendung der Energie eines Lichtbogens zu entfernen, der an einem Kontaktpunkt des Relais SMRB erzeugt wird, wenn ein Fremdkörper an der Oberfläche des Kontaktpunktes des Relais SMRB anhaftet.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S110 dagegen NEIN ist, bestimmt die ECU 70, ob ein zweites Anormalitätskennzeichen eingeschaltet ist (Schritt S130). Wenn bestimmt wird, dass das zweite Anormalitätskennzeichen aus ist (NEIN in Schritt S130), geht der Verarbeitung zu Zurück.
Wenn in Schritt S130 bestimmt wird, dass das zweite Anormalitätskennzeichen eingeschaltet ist (JA in Schritt S130), schaltet die ECU 70 die Relais SMRB und SMRG aus, die zu dieser Zeit eingeschaltet waren (Schritt S135). Als nächstes schaltet die ECU 70 das Relais SMRB ein, das sich auf der dem Relais SMRG gegenüberliegenden Seite befindet, in das möglicherweise ein Fremdkörper eingedrungen ist (Schritt S140).
Nach dem Einschalten des Relais SMRB gibt die ECU 70 dann einen Einschaltbefehl an das Relais SMRG aus, in das möglicherweise ein Fremdkörper eingedrungen ist (Schritt S145). D.h. auch wenn das zweite Anormalitätskennzeichen eingeschaltet ist, wie auch wenn das erste Anormalitätskennzeichen eingeschaltet ist, wird eine Ausgabe eines Einschaltbefehls an das Relais SMRG ausgegeben, in das möglicherweise ein Fremdkörper eingedrungen ist, nachdem das Relais SMRB eingeschaltet wurde, ohne die Vorladeverarbeitung auszuführen. Dadurch kann es möglich sein, einen Fremdkörper unter Verwendung der Energie eines Lichtbogens zu entfernen, der an einem Kontaktpunkt des Relais SMRG erzeugt wird, wenn ein Fremdkörper an der Oberfläche des Kontaktpunktes des Relais SMRG anhaftet.
Die 8 bis 10 sind jeweils ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Relais SMRB, SMRP und SMRG chronologisch darstellt. 8 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Relais zu der Zeit darstellt, wenn die Relais normal sind.
In 8 wird, wenn eine Einschaltbetätigung am Startschalter 80 zu der Zeit t1 durchgeführt wird, das Relais SMRB zu der Zeit t2 und das Relais SMRP zu der Zeit t3 eingeschaltet. Eine Vorladeverarbeitung wird ausgeführt, wenn das Relais SMRP eingeschaltet wird.
Zu der Zeit t4, zu der eine vorgegebene Zeit Δtp1 seit der Zeit t3 verstrichen ist, ist die Spannung VH gleich oder größer als der Schwellwert Vth (nicht dargestellt), und somit wird das Relais SMRG eingeschaltet. Danach wird das Relais SMRP des Vorladeschaltkreises zu der Zeit t5 ausgeschaltet. Folglich werden die Relais SMRB und SMRG zusammen mit der Vorladeverarbeitung eingeschaltet, wenn der Startschalter 80 eingeschaltet wird.
Wenn am Startschalter 80 eine Ausschaltbetätigung durchgeführt wird, wird ein Verschweißen der Relais überprüft. Das heißt, wenn am Startschalter 80 zu der Zeit t6 eine Ausschaltbetätigung durchgeführt wird, wird das Relais SMRG zu der Zeit t7 ausgeschaltet. Zu dieser Zeit wird bestimmt, ob das Relais SMRG verschweißt (zusammengefügt) ist, wenn die Spannung VH nicht abgesenkt ist.
Wenn die Spannung VH abgesenkt wird, während das Relais SMRG zu der Zeit t7 ausgeschaltet wird, wird das Relais SMRB zu der Zeit t8 ausgeschaltet. Dann wird das Relais SMRP zu der Zeit t9 eingeschaltet. Wenn die Spannung VH zu dieser Zeit erhöht ist, wird bestimmt, dass das Relais SMRB verschweißt (zusammengefügt) ist. Danach wird das Relais SMRP zu der Zeit t10 ausgeschaltet.
9 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Relais zu der Zeit darstellt, zu der das erste Anormalitätskennzeichen eingeschaltet ist. Das heißt, 9 stellt den Betrieb der Relais zu der Zeit dar, zu dem möglicherweise ein Fremdkörper in das Relais SMRB eingedrungen ist.
Wenn, wie in 9 gezeigt, zu der Zeit t11 eine Einschaltbetätigung am Startschalter 80 durchgeführt wird, wird das Relais SMRB zu der Zeit t12 und das Relais SMRP zu der Zeit t13 eingeschaltet. Der bisher beschriebene Betrieb ist derselbe wie der in 8 dargestellte Betrieb zu normalen Zeiten.
Trotz der Tatsache, dass das Relais SMRP zu der Zeit t13 eingeschaltet wird, ist die Spannung VH auch nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit kleiner als der Schwellwert Vth (nicht dargestellt), und folglich wird das erste Anormalitätskennzeichen zu der Zeit t14 eingeschaltet. Folglich wird der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers, der möglicherweise in das Relais SMRB eingedrungen ist, ausgeführt.
Das heißt, die Relais SMRB und SMRP, die eingeschaltet wurden, sind zu der Zeit t15 vorübergehend ausgeschaltet. Dann, nachdem das Relais SMRG zu der Zeit t16 eingeschaltet wurde, wird zu der Zeit t17 ein Einschaltbefehl an das Relais SMRB ausgegeben. Da der Glättungskondensator 55 zu dieser Zeit nicht vorgeladen ist, ist die Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55 groß, und ein Lichtbogen wird auf der Oberfläche eines Kontaktpunktes erzeugt, wenn das Relais SMRB eingeschaltet wird. In diesem Beispiel wird das Relais SMRB eingeschaltet, wobei ein an der Oberfläche des Kontaktpunktes des Relais SMRB anhaftender Fremdkörper durch den auf der Oberfläche des Kontaktpunktes erzeugten Lichtbogen entfernt wird.
10 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Relais zu der Zeit darstellt, zu der das zweite Anormalitätskennzeichen eingeschaltet ist. Das heißt, 10 stellt den Betrieb der Relais zu der Zeit dar, zu der möglicherweise ein Fremdkörper in das Relais SMRG eingedrungen ist.
Wenn, wie 10 gezeigt, zu der Zeit t21 eine Einschaltbetätigung am Startschalter 80 durchgeführt wird, wird das Relais SMRB zu der Zeit t22 und das Relais SMRP zu der Zeit t23 eingeschaltet. Eine Vorladeverarbeitung wird ausgeführt, wenn das Relais SMRP eingeschaltet wird.
Zu der Zeit t24, zu der eine vorgegebene Zeit Δtp1 seit der Zeit t23 verstrichen ist, ist die Spannung VH gleich oder größer als der Schwellwert Vth (nicht dargestellt), und somit wird das Relais SMRG eingeschaltet. Danach wird das Relais SMRP des Vorladeschaltkreises zu der Zeit t25 ausgeschaltet. Der bisher beschriebene Betrieb ist der gleiche wie der in 8 dargestellte Betrieb zu normalen Zeiten.
In diesem Beispiel wird die Spannung VH niedriger als der Schwellwert Vth (nicht dargestellt), nachdem das Relais SMRP zu der Zeit t25 ausgeschaltet wird, und folglich wird das zweite Anormalitätskennzeichen zu der Zeit t26 eingeschaltet. Folglich wird die Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers, der möglicherweise in das Relais SMRG eingedrungen ist, ausgeführt.
Das heißt, die Relais SMRB und SMRG, die eingeschaltet waren, werden zu der Zeit t27 vorübergehend ausgeschaltet. Dann, nachdem das Relais SMRB zu der Zeit t28 eingeschaltet wurde, wird zu der Zeit t29 ein Einschaltbefehl an das Relais SMRG ausgegeben. Die Spannung VH ist niedriger als der Schwellwert Vth geworden, da das Relais SMRP zu der Zeit t25 ausgeschaltet wird. Da der Glättungskondensator 55 zu der Zeit t29 nicht wieder vorgeladen wird, ist die Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55 groß, und beim Einschalten des Relais SMRG wird ein Lichtbogen auf der Oberfläche eines Kontaktpunktes erzeugt. In diesem Beispiel wird das Relais SMRG eingeschaltet, wobei ein an der Oberfläche der Kontaktstelle des Relais SMRG anhaftender Fremdkörper durch den auf der Oberfläche der Kontaktstelle erzeugten Lichtbogen entfernt wird.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird die Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers ausgeführt, wenn das SMR 50 nicht in den leitenden Zustand gebracht wird. Bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers wird ein Relais, das nicht das der Relais SMRB und SMRG ist, das nicht in den leitfähigen Zustand gebracht werden kann, in den leitfähigen Zustand gebracht, und danach wird ein Einschaltbefehl an das Relais ausgegeben, das nicht in den leitfähigen Zustand gebracht werden kann, ohne die Vorladeverarbeitung auszuführen. Infolgedessen wird ein Leitungsbefehl an das Relais ausgegeben, das nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann, wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55 groß ist, wodurch es möglich sein kann, Fremdkörper unter Verwendung der Energie eines an der Kontaktstelle des Relais erzeugten Lichtbogens zu entfernen.
[Zweite Ausführungsform]
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird ein Fremdkörper, der möglicherweise in das Relais SMRB oder das Relais SMRG eingedrungen ist, durch einen beim Einschalten des Relais erzeugten Lichtbogen entfernt, indem das Relais SMRB oder SMRG eingeschaltet wird, wenn der Vorladeverarbeitung nicht ausgeführt wird. In einer zweiten Ausführungsform wird, wenn die Möglichkeit eines Eindringens eines Fremdkörpers in das Relais SMRG, mit dem der Vorladeschaltkreis parallel verbunden ist, erfasst wird, eine Vorladeverarbeitung für eine kürzere (einstellbare) Zeit ausgeführt als zu der Zeit der normalen Ausführung (wenn die Relais normal sind). Dadurch ist es möglich, die Größe der Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55 zu der Zeit der Ausführung der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers einzustellen und den Fremdkörper unter Berücksichtigung von Schäden zu entfernen, die bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers durch das Relais SMRG verursacht werden können.
Das Energiespeichersystem gemäß der zweiten Ausführungsform ist anders als das Energiespeichersystem, das in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wird, in Bezug auf den Inhalt der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers durch das Relais.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für den Ablauf der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers durch das Relais gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Dieses Ablaufdiagramm entspricht dem unter Bezugnahme auf 7 in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform beschriebenen Ablaufdiagramm.
In 11 sind die Verarbeitungen in den Schritten S210 bis S240 die gleichen wie die Verarbeitungen in den Schritten S110 bis S140, die in 7 angegeben sind. Wenn in Schritt S230 bestimmt wird, dass das zweite Anormalitätskennzeichen eingeschaltet ist, und das Relais SMRB in Schritt S240 eingeschaltet wird, schaltet die ECU 70 das Relais SMRP ein (Schritt S245).
Als nächstes bestimmt die ECU 70, ob seit dem Einschalten des Relais SMRP eine Zeit Δtp2 verstrichen ist (Schritt S250). Die Zeit Δtp2 ist kürzer als die Vorladezeit bei der normalen Vorladeverarbeitung (vorgegebene Zeit in Schritt S25 in 6) und wird gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55 bestimmt, die erforderlich ist, um einen Fremdkörper zu entfernen und Schäden am Relais SMRG, von dem ein Fremdkörper entfernt werden soll, zu berücksichtigen.
Wenn die Zeit Δtp2 seit dem Einschalten des Relais SMRP in Schritt S250 verstrichen ist (JA in Schritt S250), gibt die ECU 70 einen Einschaltbefehl an das Relais SMRG aus, für das die Möglichkeit des Eindringens eines Fremdkörpers erfasst wird (Schritt S255). Wenn also ein Fremdkörper an der Oberfläche eines Kontaktpunktes des Relais SMRG anhaftet, kann es möglich sein, den Fremdkörper unter Verwendung der Energie eines am Kontaktpunkt des Relais SMRG erzeugten Lichtbogens zu entfernen, wobei eine Beschädigung des Relais SMRG berücksichtigt wird, das eingeschaltet wird, wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55 groß ist.
12 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Relais zu der Zeit des Einschaltens des zweiten Anormalitätskennzeichens in der zweiten Ausführungsform darstellt. 12 entspricht 10, die in Bezug auf erste Ausführungsform beschrieben wurde.
Wie in 12 gezeigt, entspricht der Betrieb der Relais zu den Zeiten t31 bis t38 dem in 10 dargestellten Betrieb der Relais zu den Zeiten t21 bis t28.
Wenn das Relais SMRB zu der Zeit t38 wieder eingeschaltet wird, wird das Relais SMRP zu der Zeit t39 eingeschaltet. Folglich wird die Vorladeverarbeitung gestartet. Dann wird zu der Zeit t40, zu der seit der Zeit t39 eine vorgegebene Zeit Δtp2 (Δtp2 < Δtp1) verstrichen ist, ein Einschaltbefehl an das Relais SMRG ausgegeben. Folglich wird in diesem Beispiel das Relais SMRG eingeschaltet, wobei ein Fremdkörper, der an der Oberfläche des Kontaktpunktes des Relais SMRG anhaftet, durch den Lichtbogen entfernt werden, der beim Einschalten des Relais SMRG auf der Oberfläche des Kontaktpunktes erzeugt wird. Danach wird das Relais SMRP zu der Zeit t41 ausgeschaltet.
Mit der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform kann die Größe der Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55 zu der Zeit der Ausgabe eines Einschaltbefehls an das Relais SMRG bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers durch Einstellen der vorgegebenen Zeit Δtp2 (Δtp2 < Δtp1) eingestellt werden, wenn die Möglichkeit des Eindringens eines Fremdkörpers in das Relais SMRG erfasst wird. Auf diese Weise kann ein Fremdkörper unter Berücksichtigung von Schäden entfernt werden, die an dem Relais SMRG bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers entstehen können.
[Modifikation]
In der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform wird die Zeit (vorgegebene Zeit Δtp2) seit dem Einschalten des Relais SMRP bis zum Einschalten des Relais SMRG überwacht, um eine Vorladeverarbeitung für eine kürzere Zeit als zu normalen Zeiten auszuführen, wenn das zweite Anormalitätskennzeichen eingeschaltet ist (wenn eine Anormalität des Relais SMRG erfasst wird). Anstelle der Zeit kann jedoch auch die Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55 überwacht werden. Das heißt, die Vorladeverarbeitung wird beendet und das Relais SMRG wird eingeschaltet, wenn die oben beschriebene Spannungsdifferenz im Vergleich zum Vorladeverarbeitung zu normalen Zeiten (zu dieser Zeit, zu der die Relais normal sind) groß ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Größe der Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55 zu der Zeit der Durchführung der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers direkt einzustellen und einen Fremdkörper unter Berücksichtigung der Schäden zu entfernen, die bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers am Relais SMRG entstehen können.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für den Ablauf einer Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers durch das Relais gemäß einer Modifikation darstellt. Dieses Ablaufdiagramm entspricht dem Ablaufdiagramm in 11 für die oben beschriebene zweite Ausführungsform.
Die Verarbeitungen in den Schritten S310 bis S345 und S355, mit Ausnahme von Schritt S350, sind, wie in 13 gezeigt, die gleichen wie die Verarbeitungen in den Schritten S210 bis S245 und S255, die in 11 dargestellt sind. Wenn das Relais SMRP in Schritt S345 eingeschaltet wird, bestimmt die ECU 70, ob die Spannungsdifferenz zwischen einer Spannung VB, die die Spannung der Energiespeichervorrichtung 10 angibt, und der Spannung VH kleiner als ein Schwellwert ΔVth ist (Schritt S350). Der Schwellwert ΔVth ist größer als die Spannungsdifferenz zu der Zeit des Abschlusses der normalen Vorladeverarbeitung und wird gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Spannungsdifferenz zwischen der Energiespeichervorrichtung 10 und dem Glättungskondensator 55, die erforderlich ist, um Fremdkörper zu entfernen, und von Schäden am Relais SMRG, aus dem ein Fremdkörper entfernt werden soll, angemessen bestimmt. Die Spannung VB wird von einem Spannungssensor (nicht dargestellt) erfasst, der die Spannung der Energiespeichervorrichtung 10 erfasst.
Wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Spannung VB der Energiespeichervorrichtung 10 und der Spannung VH kleiner als der Schwellwert ΔVth in Schritt S350 ist (JA in Schritt S350), geht die Verarbeitung zu Schritt S355, und die ECU 70 gibt einen Einschaltbefehl an das Relais SMRG aus, für das die Möglichkeit eines Eindringens eines Fremdkörpers erfasst wird.
Mit der Modifikation können, wie oben beschrieben, auch Fremdkörper entfernt werden, wobei Schäden, die am Relais SMRG bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers entstehen können, berücksichtigt werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Vorladeschaltkreis, der das Relais SMRP und den Begrenzungswiderstand 52 aufweist, parallel zum Relais SMRG bereitgestellt. Der Vorladeschaltkreis kann jedoch parallel zum Relais SMRB bereitgestellt werden. In diesem Fall können die verschiedenen Verarbeitungen und der Betrieb der Relais beschrieben werden, indem das Relais SMRB durch das Relais SMRG in der Beschreibung der oben gemachten Ausführungsformen ersetzt wird.
Die hier offenbarten Ausführungsformen sollten in jeder Hinsicht als beispielhaft und nicht begrenzend angesehen werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche und nicht durch die Beschreibung der oben gemachten Ausführungsformen definiert und soll alle Änderungen aufweisen, die im Umfang der Ansprüche und in deren Äquivalenzbereich enthalten sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2003243049 [0002]
JP 2003243049 A [0002]

Claims

Energiespeichersystem, das aufweist: eine Energiespeichervorrichtung (10); eine Relaisvorrichtung, die in einem Paar von Energieleitungen bereitgestellt ist, das zwischen der Energiespeichervorrichtung (10) und einer Energieumwandlungsvorrichtung, die Energie mit der Energiespeichervorrichtung (10) austauscht, angeordnet ist; einen Kondensator, der zwischen dem Paar von Energieleitungen zwischen der Relaisvorrichtung und der Energieumwandlungsvorrichtung bereitgestellt ist; und eine elektronische Steuervorrichtung (70), die die Relaisvorrichtung steuert, wobei: die Relaisvorrichtung ein erstes Relais, das in einer des Paares von Energieleitungen bereitgestellt ist, ein zweites Relais, das in der anderen des Paares von Energieleitungen bereitgestellt ist, und einen Vorladeschaltkreis, der parallel mit dem zweiten Relais verbunden ist, aufweist; der Vorladeschaltkreis ein drittes Relais und einen Begrenzungswiderstand, der in Reihe mit dem dritten Relais verbunden ist, aufweist; die elektronische Steuervorrichtung (70) so konfiguriert ist, dass sie eine vorgegebene Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers ausführt, wenn es nicht möglich ist, eines der Relais, erstes Relais und zweites Relais, von einem Energieunterbrechungszustand in einen leitenden Zustand zu bringen; und die Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers eine Verarbeitung zum Bringen des einen Relais, das nicht das der Relais ist, das nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann, in den leitenden Zustand in einem Zustand, in dem das erste bis dritte Relais im Energieunterbrechungszustand sind, und dann zum Ausgeben eines Leitungsbefehls an das Relais, das nicht in den leitenden Zustand gebracht werden kann, aufweist.
Energiespeichersystem gemäß Anspruch 1, wobei: die elektronische Steuervorrichtung (70) so konfiguriert ist, dass sie eine Vorladeverarbeitung ausführt, wenn das Energiespeichersystem gestartet wird, wobei die Vorladeverarbeitung eine Verarbeitung zum Bringen des dritten Relais in den leitenden Zustand, nachdem das erste Relais in den leitenden Zustand gebracht wurde und bevor das zweite Relais in den leitenden Zustand gebracht wird, aufweist; und die elektronische Steuervorrichtung (70) so konfiguriert ist, dass sie die Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers ausführt, ohne die Vorladeverarbeitung auszuführen, wenn es nicht möglich ist, eines der Relais, erstes Relais und zweites Relais, von dem Energieunterbrechungszustand in den leitenden Zustand zu bringen.
Energiespeichersystem gemäß Anspruch 1, wobei: die elektronische Steuervorrichtung (70) so konfiguriert ist, dass sie eine Vorladeverarbeitung ausführt, wenn das Energiespeichersystem gestartet wird, wobei die Vorladeverarbeitung eine Verarbeitung zum Bringen des dritten Relais in den leitenden Zustand, nachdem das erste Relais in den leitenden Zustand gebracht wurde und bevor das zweite Relais in den leitenden Zustand gebracht wird, aufweist; und die elektronische Steuervorrichtung (70) so konfiguriert ist, dass sie einen Leitungsbefehl an das zweite Relais ausgibt, nachdem eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, seit das dritte Relais in den leitenden Zustand gebracht wird, nachdem das erste Relais bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers in den leitenden Zustand gebracht wurde, wenn es nicht möglich ist, das zweite Relais von dem Energieunterbrechungszustand in den leitenden Zustand zu bringen; und die vorgegebene Zeit kürzer als eine Vorladezeit ist, seit das dritte Relais in den leitenden Zustand gebracht wird, bis das zweite Relais bei der Vorladeverarbeitung in den leitenden Zustand gebracht wird.
Energiespeichersystem gemäß Anspruch 1, wobei: die elektronische Steuervorrichtung (70) so konfiguriert ist, dass sie eine Vorladeverarbeitung ausführt, wenn das Energiespeichersystem gestartet wird, wobei die Vorladeverarbeitung eine Verarbeitung zum Bringen des dritten Relais in den leitenden Zustand, nachdem das erste Relais in den leitenden Zustand gebracht wurde und bevor das zweite Relais in den leitenden Zustand gebracht wird, aufweist; die elektronische Steuervorrichtung (70) so konfiguriert ist, dass sie einen Leitungsbefehl an das zweite Relais ausgibt, nachdem das dritte Relais in den leitenden Zustand gebracht wurde, nachdem das erste Relais bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers in den leitenden Zustand gebracht wurde, wenn es nicht möglich ist, das zweite Relais von dem Energieunterbrechungszustand in den leitenden Zustand zu bringen; und eine Spannungsdifferenz zwischen einer Spannung der Energiespeichervorrichtung (10) und einer Spannung des Kondensators zu einer Zeit, zu der der Leitungsbefehl an das zweite Relais bei der Verarbeitung zum Entfernen des Fremdkörpers ausgegeben wird, größer als die Spannungsdifferenz zu einer Zeit ist, zu der das zweite Relais bei der Vorladeverarbeitung in den leitenden Zustand gebracht wird.
Fahrzeug, das aufweist: das Energiespeichersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4; eine Energieumwandlungsvorrichtung, die Energie mit dem Energiespeichersystem austauscht; und einen Elektromotor zum Fahren, der von der Energieumwandlungsvorrichtung Energie empfängt, um eine Antriebskraft zu erzeugen.