JP2000278802A - Failure decision system - Google Patents
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、モータのコイルを
用いてコンデンサに蓄積されている電荷の放電を行うシ
ステムにおける不具合を判定する不具合判定システムに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a failure determination system for determining a failure in a system for discharging electric charges stored in a capacitor using a coil of a motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電気自動車や、ハイブリッド自動車にお
いては、バッテリからの電力をインバータを用いて、交
流電流に変換する。そして、この交流電流によって車両
走行用のモータを駆動している。ここで、モータは車両
走行用であり、高出力であって、大電流を流す。そこ
で、インバータへ供給する直流電圧を維持する必要があ
り、インバータの入力側に電圧維持用の電解コンデンサ
が配置される。2. Description of the Related Art In an electric vehicle or a hybrid vehicle, electric power from a battery is converted into an alternating current using an inverter. The alternating current drives the motor for driving the vehicle. Here, the motor is for driving the vehicle, has a high output, and allows a large current to flow. Therefore, it is necessary to maintain the DC voltage supplied to the inverter, and an electrolytic capacitor for maintaining the voltage is arranged on the input side of the inverter.
【０００３】ここで、走行を終了した場合には、リレー
を操作してバッテリをモータから切り離すが、そのまま
では電解コンデンサに蓄積された電荷が残ってしまう。
そこで、この電解コンデンサに蓄積された電荷を放電す
る必要がある。[0003] When the vehicle has finished traveling, the battery is disconnected from the motor by operating a relay, but the electric charge stored in the electrolytic capacitor remains as it is.
Therefore, it is necessary to discharge the electric charge stored in the electrolytic capacitor.
【０００４】このために、電解コンデンサに並列して、
放電用の抵抗を設け、この放電用抵抗により、電解コン
デンサの放電を行う。しかし、通常時における放電量を
十分小さく抑えるため、放電用抵抗の抵抗値をかなり大
きくし、放電電流を十分小さくしなければならず、電解
コンデンサの放電が遅くなる。For this purpose, in parallel with the electrolytic capacitor,
A discharge resistor is provided, and the electrolytic capacitor is discharged by the discharge resistor. However, in order to suppress the discharge amount in a normal state to a sufficiently small value, the resistance value of the discharge resistor must be considerably increased, and the discharge current must be sufficiently reduced, so that the discharge of the electrolytic capacitor is delayed.
【０００５】そこで、リレー遮断時には、インバータを
制御して、モータを回転させずにモータコイルに通電
し、このモータコイルの電流により電解コンデンサの放
電を行うことも提案されている。これによって、高速の
放電が達成される。[0005] Therefore, it has been proposed that, when the relay is shut off, the inverter is controlled so that the motor coil is energized without rotating the motor, and the electrolytic capacitor is discharged by the current of the motor coil. Thereby, a high-speed discharge is achieved.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ここで、高出力のモー
タへの電流を遮断するリレーにおいては、接点が接離す
る際に放電が起こり、接点が溶着する場合がある。この
場合には、バッテリが切り離されず、従ってモータコイ
ルへの通電によってコンデンサの放電は行えない。さら
に、モータコイルによる放電経路において異常が発生し
た場合には、やはりコンデンサの放電が行えない場合が
ある。このように、コンデンサの放電における不具合に
は、各種の原因があり、原因を知りたいという要求があ
る。一方、異常状態はなるべく早く終了させたいため、
不具合の原因をなるべく早く知りたいという要求もあ
る。Here, in a relay that interrupts a current to a high-output motor, discharge occurs when the contacts come and go, and the contacts may be welded. In this case, the battery is not disconnected, so that the capacitor cannot be discharged by energizing the motor coil. Further, when an abnormality occurs in the discharge path of the motor coil, the capacitor may not be discharged in some cases. As described above, there are various causes for the failure in the discharge of the capacitor, and there is a demand to know the cause. On the other hand, in order to end abnormal conditions as soon as possible,
There is also a demand to find out the cause of the defect as soon as possible.
【０００７】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、コンデンサ放電における不具合の原因を早期に知る
ことができる不具合判定システムを提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to provide a failure determination system that can promptly identify the cause of a failure in capacitor discharge.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、モータのコイ
ルを用いてコンデンサに蓄積されている電荷の放電を行
うシステムにおける不具合を判定するシステムであっ
て、放電開始後における電圧の時間に対する勾配に基づ
いて、複数の不具合を分離して判定することを特徴とす
る。本発明によれば、電圧の変化勾配により不具合を判
定するため、早期に確実な判定が行える。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a system for judging a problem in a system for discharging a charge stored in a capacitor using a coil of a motor. , A plurality of defects are determined separately. According to the present invention, since the malfunction is determined based on the voltage change gradient, a reliable determination can be made at an early stage.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.
【００１０】図１は、本実施形態のシステムが適用され
るモータ駆動システムの構成を示す図である。バッテリ
１０は、多数の電池セルからなる組電池であり、約３０
０Ｖの出力電圧を有する。このバッテリ１０の正極に
は、ＳＭＲ（システムメインリレー）１２を介し、イン
バータ１４の一端が接続されている。また、バッテリ１
０の負極には、ＳＭＲ１６を介し、インバータ１４の他
端が接続されている。従って、ＳＭＲ１２及びＳＭＲ１
６の両方をオンすることで、インバータ１４に電力が供
給される。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a motor drive system to which the system of the present embodiment is applied. The battery 10 is an assembled battery composed of a large number of battery cells,
It has an output voltage of 0V. One end of an inverter 14 is connected to the positive electrode of the battery 10 via an SMR (system main relay) 12. Also, battery 1
The other end of the inverter 14 is connected to the negative electrode of 0 via the SMR 16. Therefore, SMR12 and SMR1
By turning on both 6, power is supplied to the inverter 14.
【００１１】また、ＳＭＲ１２には、ＳＭＲ１８および
抵抗を直列接続したものが、並列接続されている。ＳＭ
Ｒ１２をオフした状態で、ＳＭＲ１８をオンすること
で、インバータ１４への電流は抵抗を介して流れる。そ
こで、リレーオン時の電流量を抑制することができる。The SMR 12 has an SMR 18 and a resistor connected in series, which are connected in parallel. SM
By turning on the SMR 18 with the R12 turned off, the current to the inverter 14 flows through the resistor. Thus, the amount of current when the relay is turned on can be suppressed.
【００１２】インバータ１４は、外部の制御信号により
スイッチングされる６つのスイッチングトランジスタ２
０ａ、２０ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂと、こ
れらのスイッチングトランジスタのコレクタエミッタ間
を接続する６つのトランジスタ逆流防止用のダイオード
２６ａ、２６ｂ、２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂから
なっている。スイッチングトランジスタ２０ａ、２２
ａ、２４ａは、コレクタがバッテリ１０の正極に接続さ
れ、エミッタがスイッチングトランジスタ２０ｂ、２２
ｂ、２４ｂのコレクタに接続され、これらスイッチング
トランジスタ２０ｂ、２２ｂ、２４ｂのエミッタはバッ
テリ１０の負極に接続されている。そして、スイッチン
グトランジスタ２０ａ、２０ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４
ａ、２４ｂの２つずつの接続点がモータ３２の３つのコ
イル３２ａ、３２ｂ、３２ｃの一端に接続されている。
モータ３２の各コイル３２ａ、３２ｂ、３２ｃの他端は
共通接続されており、モータ３２は三相交流モータとな
っている。The inverter 14 has six switching transistors 2 which are switched by an external control signal.
0a, 20b, 22a, 22b, 24a, and 24b, and six diodes 26a, 26b, 28a, 28b, 30a, and 30b for connecting the collector and the emitter of these switching transistors for preventing backflow of the transistors. Switching transistors 20a, 22
a and 24a have collectors connected to the positive electrode of the battery 10 and emitters connected to the switching transistors 20b and 22a.
The switching transistors 20b, 22b, and 24b have their emitters connected to the negative electrode of the battery 10. Then, the switching transistors 20a, 20b, 22a, 22b, 24
Two connection points a and 24b are connected to one ends of three coils 32a, 32b and 32c of the motor 32, respectively.
The other ends of the coils 32a, 32b, 32c of the motor 32 are commonly connected, and the motor 32 is a three-phase AC motor.
【００１３】従って、スイッチングトランジスタ２０
ａ、２０ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂのスイッ
チングを制御することで、モータ３２に三相の駆動電流
を供給し、モータ３２を駆動し、車両を走行させること
ができる。Therefore, the switching transistor 20
By controlling the switching of a, 20b, 22a, 22b, 24a, and 24b, a three-phase drive current is supplied to the motor 32, and the motor 32 can be driven to run the vehicle.
【００１４】また、インバータ１４の両端間には、電解
コンデンサ３４、放電抵抗３６、電圧計３８がそれぞれ
接続されている。従って、ＳＭＲ１２、ＳＭＲ１６をオ
ンした状態において、電解コンデンサ３４に充電され、
これによってインバータ１４の両端電圧の安定化が図ら
れる。すなわち、モータ３２の駆動電流変化によっても
インバータ１４の両端電圧が安定して維持される。ま
た、放電抵抗３６は抵抗値の大きな抵抗であり、ＳＭＲ
１２、ＳＭＲ１６の両方またはいずれか一方をオフした
状態において、電解コンデンサ３４の放電を徐々に行
う。さらに、インバータ１４の両端電圧が電圧計３８に
より常に監視される。An electrolytic capacitor 34, a discharge resistor 36, and a voltmeter 38 are connected between both ends of the inverter 14. Therefore, when the SMR 12 and the SMR 16 are turned on, the electrolytic capacitor 34 is charged,
This stabilizes the voltage between both ends of the inverter 14. That is, the voltage across the inverter 14 is stably maintained even when the drive current of the motor 32 changes. Further, the discharge resistor 36 is a resistor having a large resistance value,
12, while both or one of the SMRs 16 is off, the electrolytic capacitor 34 is gradually discharged. Further, the voltage between both ends of the inverter 14 is constantly monitored by the voltmeter 38.
【００１５】そして、この電圧計３８の出力は、制御部
４０に供給される。この制御部４０は、電圧計３８の出
力からインバータ１４及び電解コンデンサ３４の両端電
圧を監視し、不具合が発生したか否か及びその原因の推
定を行う。そして、判定結果については、表示部に表示
する。また、制御部４０は、例えばマイクロコンピュー
タで構成され、内部のクロックによるタイマ機能を有し
ている。The output of the voltmeter 38 is supplied to a control unit 40. The control unit 40 monitors the voltage between both ends of the inverter 14 and the electrolytic capacitor 34 from the output of the voltmeter 38, and estimates whether a failure has occurred and the cause thereof. Then, the determination result is displayed on the display unit. The control unit 40 is formed of, for example, a microcomputer and has a timer function using an internal clock.
【００１６】また、この制御部４０は、ＳＭＲ１２、Ｓ
ＭＲ１６、ＳＭＲ１８のオンオフを制御し、かつインバ
ータ１４におけるスイッチングトランジスタ２０ａ、２
０ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂのオンオフを制
御する。The control unit 40 controls the SMR 12, S
The on / off of the MR 16 and the SMR 18 are controlled, and the switching transistors 20a,
0b, 22a, 22b, 24a, and 24b are controlled to be on and off.
【００１７】ユーザが車両の運転を開始するためのキー
操作を行った場合には、まずＳＭＲ１６をオンし、次に
ＳＭＲ１８をオンする。その後ＳＭＲ１２をオンするこ
とによって、バッテリ１０とインバータ１４が直接接続
される。このように、ＳＭＲ１８をＳＭＲ１２に先立っ
てオンすることによりリレーオン時の大きな突入電流の
発生を防止することができる。また、ＳＭＲ１２をオン
した後に、ＳＭＲ１８はオフしておく。この状態で、制
御部４０は、モータ３２に所定のトルクを発生させるよ
うに、インバータ１４におけるスイッチングトランジス
タ２０ａ、２０ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂの
オンオフを制御して、所定の電流をモータ３２に供給す
る。When the user performs a key operation to start driving the vehicle, first, the SMR 16 is turned on, and then the SMR 18 is turned on. Then, by turning on the SMR 12, the battery 10 and the inverter 14 are directly connected. As described above, by turning on the SMR 18 prior to the SMR 12, it is possible to prevent a large inrush current from occurring when the relay is turned on. After the SMR 12 is turned on, the SMR 18 is turned off. In this state, the control unit 40 controls the on / off of the switching transistors 20a, 20b, 22a, 22b, 24a, 24b in the inverter 14 so that the motor 32 generates a predetermined torque, and outputs a predetermined current to the motor 32. To supply.
【００１８】そして、ユーザのキー操作によって、駆動
が停止された場合には、ＳＭＲ１２及びＳＭＲ１６をオ
フする。そして、スイッチングトランジスタ２０ａ、２
０ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂの所定の２つ
（直列接続されたペアではない上側スイッチングトラン
ジスタと下側スイッチングトランジスタの任意の組）を
オンする。これによって、モータコイルに一定の電流が
流れ、モータコイルを抵抗とした電解コンデンサ３４の
蓄積電荷の放電が行われる。また、放電抵抗３６は、電
解コンデンサ３４に接続されたままであり、この放電抵
抗３６による放電も起こっている。When the driving is stopped by the key operation of the user, the SMR 12 and the SMR 16 are turned off. Then, the switching transistors 20a, 2
A predetermined two of 0b, 22a, 22b, 24a and 24b (arbitrary set of an upper switching transistor and a lower switching transistor which are not a pair connected in series) are turned on. As a result, a constant current flows through the motor coil, and the electric charge stored in the electrolytic capacitor 34 with the motor coil as a resistor is discharged. Further, the discharge resistor 36 is still connected to the electrolytic capacitor 34, and discharge by the discharge resistor 36 is occurring.
【００１９】そして、制御部４０においては、放電開始
後の電圧計３６の出力を監視し、電圧変化の勾配（時間
微分）を検出する。そして、図３に示す放電開始後の経
過時間Ａの段階で、この勾配の大きさに従った具合の原
因の判定を行う。The control unit 40 monitors the output of the voltmeter 36 after the start of the discharge and detects the gradient (time derivative) of the voltage change. Then, at the stage of the elapsed time A after the start of the discharge shown in FIG. 3, the cause of the condition according to the magnitude of the gradient is determined.
【００２０】すなわち、図２に示すように、放電開始後
Ａ時間経過したときには（Ｓ１１）、そのときのインバ
ータ両端電圧Ｖの勾配ｄＶ／ｄｔが予め設定されている
しきい値ｄＶ3A／ｄｔより大きいかを判定する（Ｓ１
２）。そして、このＳ１２の判定で、ＹＥＳの場合に
は、正常と判定する（Ｓ１３）。ここで、このｄＶ3A／
ｄｔというしきい値は、正常な放電が行われたときの上
限電圧勾配である。That is, as shown in FIG. 2, when the time A has elapsed after the start of discharge (S11), the gradient dV / dt of the voltage V across the inverter at that time is smaller than a predetermined threshold value dV 3A / dt. It is determined whether it is larger (S1
2). If the determination in S12 is YES, it is determined that it is normal (S13). Here, this dV 3A /
The threshold value dt is an upper limit voltage gradient when normal discharge is performed.
【００２１】次に、Ｓ１２の判定で、ＮＯであった場合
には、インバータ両端電圧Ｖの勾配ｄＶ／ｄｔが予め設
定されているしきい値ｄＶ2A／ｄｔより大きいかを判定
する（Ｓ１４）。そして、このＳ１４の判定で、ＹＥＳ
の場合には、モータコイル異常と判定する（Ｓ１５）。
ここで、このｄＶ2A／ｄｔというしきい値は、モータコ
イルのみの放電が行われたときの上限電圧勾配である。Next, if the determination in S12 is NO, it is determined whether the gradient dV / dt of the voltage V across the inverter is greater than a predetermined threshold value dV 2A / dt (S14). . Then, in the determination of S14, YES
In the case of, it is determined that the motor coil is abnormal (S15).
Here, the threshold value of dV 2A / dt is the upper limit voltage gradient when only the motor coil is discharged.
【００２２】次に、Ｓ１４の判定で、ＮＯであった場合
には、インバータ両端電圧Ｖの勾配ｄＶ／ｄｔが予め設
定されているしきい値ｄＶ1A／ｄｔより大きいかを判定
する（Ｓ１６）。そして、このＳ１６の判定で、ＹＥＳ
の場合には、放電抵抗異常と判定する（Ｓ１７）。ここ
で、このｄＶ1A／ｄｔというしきい値は、放電抵抗３６
のみの放電が行われたときの上限電圧勾配である。一
方、このＳ１６の判定でＮＯであれば、ＳＭＲの溶着と
判定する（Ｓ１８）。すなわち、何ら電圧減少がないの
であり、バッテリ１０が接続されていると判定する。Next, if the determination in S14 is NO, it is determined whether the gradient dV / dt of the voltage V across the inverter is greater than a preset threshold value dV 1A / dt (S16). . Then, in this determination of S16, YES
In this case, it is determined that the discharge resistance is abnormal (S17). Here, the threshold value of dV 1A / dt corresponds to the discharge resistance 36
This is the upper limit voltage gradient when only discharge is performed. On the other hand, if the determination in S16 is NO, it is determined that the SMR is welded (S18). That is, there is no voltage decrease, and it is determined that the battery 10 is connected.
【００２３】このように、本実施形態によれば、電圧変
化の勾配を見ることで、不具合の原因を判定する。ここ
で、電解コンデンサ３４の放電状態を図３に示す。この
ように、曲線（３）と（２）の間にある場合に、コイル
の異常と判定し、曲線（２）と（１）の間にある場合
に、放電抵抗異常と判定する。As described above, according to the present embodiment, the cause of the malfunction is determined by observing the gradient of the voltage change. Here, the discharge state of the electrolytic capacitor 34 is shown in FIG. As described above, when the curve is between the curves (3) and (2), it is determined that the coil is abnormal. When the curve is between the curves (2) and (1), it is determined that the discharge resistance is abnormal.
【００２４】ここで、そのときの電圧値によっても、上
述と同様の判定が行える。しかし、この場合には、図３
に示すＢ時間程度の経過後でなければ、十分な判定が行
えない。勾配の判定を行うことで、比較的早期に不具合
の個別判定を行うことができる。Here, the same determination as described above can be made based on the voltage value at that time. However, in this case, FIG.
Only after the elapse of the time B shown in (1), sufficient judgment cannot be made. By determining the gradient, it is possible to perform individual determination of a defect relatively early.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電圧の変化勾配により不具合を判定するため、早期に確
実な判定が行える。As described above, according to the present invention,
Since the failure is determined based on the voltage change gradient, a reliable determination can be made at an early stage.
【図１】 システムの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a system.
【図２】 動作を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an operation.
【図３】 電圧変化の状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state of a voltage change.
１０ バッテリ、１２，１６，１８ ＳＭＲ、１４ イ
ンバータ、２０ａ，２０ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，
２４ｂ スイッチングトランジスタ、２６ａ，２６ｂ，
２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３０ｂ ダイオード、３２
モータ、３４電解コンデンサ、３６ 放電抵抗、３８
電圧計、４０ 制御部。10 battery, 12, 16, 18 SMR, 14 inverter, 20a, 20b, 22a, 22b, 24a,
24b switching transistors, 26a, 26b,
28a, 28b, 30a, 30b Diode, 32
Motor, 34 electrolytic capacitor, 36 discharge resistor, 38
Voltmeter, 40 control unit.
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G014 AA02 AA13 AA14 AB07 AB23 AB24 AB53 AC19 5H007 AA05 BB06 CA01 CB02 CB05 DA05 DB12 DC05 FA12 FA14 GA03 GA08 5H115 PA08 PC06 PG04 PI16 PI29 PU08 PV09 PV23 QE12 QN03 QN12 QN24 TO13 TR14 TU04 TW10 Continued on the front page F-term (reference) 2G014 AA02 AA13 AA14 AB07 AB23 AB24 AB53 AC19 5H007 AA05 BB06 CA01 CB02 CB05 DA05 DB12 DC05 FA12 FA14 GA03 GA08 5H115 PA08 PC06 PG04 PI16 PI29 PU08 PV09 PV23 QE12 QN03 QN12 QN04 TO16
Claims (1)
積されている電荷の放電を行うシステムにおける不具合
を判定するシステムであって、 放電開始後における電圧の時間に対する勾配に基づい
て、複数の不具合を分離して判定することを特徴とする
放電の不具合判定システム。1. A system for judging a defect in a system for discharging a charge stored in a capacitor using a coil of a motor, wherein a plurality of defects are detected based on a gradient of a voltage with respect to time after the start of discharge. Discharge failure determination system characterized by performing separate determination.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11077186A JP2000278802A (en) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | Failure decision system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11077186A JP2000278802A (en) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | Failure decision system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000278802A true JP2000278802A (en) | 2000-10-06 |
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ID=13626796
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11077186A Pending JP2000278802A (en) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | Failure decision system |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2000278802A (en) |
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