JP2005184910A

JP2005184910A - 車両用電気回路の故障判定装置

Info

Publication number: JP2005184910A
Application number: JP2003419142A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sato; 賢治佐藤
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】車両用電気回路の故障判定装置において、特別なセンサを追加することなく、プラス極側回路開閉器又はマイナス極側回路開閉器のどちらの回路開閉器が故障しているのかを容易に判定し、整備者が修理する時間を短縮することにある。
【解決手段】プラス極側回路開閉器とマイナス極側回路開閉器とが接続された後で、インバータが駆動された状態において、インバータ電圧検出手段により検出されたインバータ電圧が、設定された第一判定電圧より大きく且つ第二判定電圧より小さい値であるときは、プラス極側回路開閉器が故障であると判定する制御手段を設けている。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用電気回路の故障判定装置に係り、特に故障した回路開閉器（リレー）を特定する車両用電気回路の故障判定装置に関するものである。

電気自動車やハイブリッド車両等の車両においては、車両を駆動するモータを作動するために、電源としての蓄電池や、モータ用のインバータ及び高電圧用の複数の回路開閉器（リレー）等が備えられた電気回路を設けている。また、インバータ内には、高電圧平滑用で且つ大容量のコンデンサを設けている。

即ち、図９に示す如く、車両を駆動するモータ３０２の電気回路３０４においては、電源である組電池３０６と、この組電池３０６から電力が供給され且つ組電池３０６のプラス極に接続されるプラス極部と組電池３０６のマイナス極に接続されるマイナス極部を有するインバータ３０８と、組電池３０６とインバータ３０８との間に介設されて組電池３０６の接続及び遮断することが可能な高電圧用の回路開閉器（リレー）３１０とを備えている。インバータ３０８は、モータ３０２に連絡し、また、内部には、コンデンサ３１２を備えている。

回路開閉器３１０は、組電池３０６のプラス極とインバータ３０８のプラス極部との間に介設され且つ組電池３０６の接続及び遮断することが可能なプラス極側回路開閉器３１４と、組電池３０６のマイナス極とインバータ３０８のマイナス極部との間に介設され且つ組電池３０６の接続及び遮断することが可能なマイナス極側回路開閉器（図９の丸付きの３で示す）３１６とからなる。

プラス極側回路開閉器３１４は、組電池３０６のプラス極とインバータ３０８のプラス極部とに接続した第一プラス極側電路３１８に設けられた第一回路開閉器（図９の丸付きの１で示す）３２０と、組電池３０６のプラス極とインバータ３０８のプラス極部とに接続した第二プラス極側電路３２２に設けられた第二回路開閉器（図９の丸付きの２で示す）３２４とから構成された二つの回路開閉器を並列に接続し、また、第一回路開閉器３２０と組電池３０６側との間の第一プラス極側電路３１８に設けられた突入電流防止用の抵抗器３２６を備えている。マイナス極側回路開閉器３１６は、組電池３０６のマイナス極とインバータ３０８のマイナス極部とに接続したマイナス極側電路３２８に設けられている。

また、電気回路３０４には、組電池３０６と回路開閉器３１０との間に介在され且つ組電池３０６側の電圧を検出することが可能な電源電圧検出手段である電源電圧検出センサ３３０と、回路開閉器３１０とインバータ３０８との間に介在され且つインバータ３０８側の電圧を検出することが可能なインバータ電圧検出手段であるインバータ電圧検出センサ３３２とが設けられている。

前記インバータ３０８とプラス極側回路開閉器３１４の第一回路開閉器３２０及び第二回路開閉器３２４とマイナス極側回路開閉器３１６とは、制御手段（図示せず）に連絡し、この制御手段からの動作指令により作動されるものである。また、制御手段は、電源電圧検出センサ３３０とインバータ電圧検出センサ３３２とに連絡し、電源電圧検出センサ３３０から組電池３０６側の電圧を認識するとともに、インバータ電圧検出センサ３３２からインバータ３０８側の電圧を認識する。

そして、この制御手段は、イグニションキー・ポジションがオフの電源遮断時に、インバータ３０８とプラス極側回路開閉器３１４の第一回路開閉器３２０及び第二回路開閉器３２４とマイナス極側回路開閉器３１６とをオフとし、そして、イグニションキー・ポジションがオンとなり、電源接続時には、先ず、マイナス極側回路開閉器３１６をオンし、次に、第一回路開閉器３２０を動作指令によりオンし、且つ、第二回路開閉器３２４をオフし、コンデンサ３１２の充電を行い、また、抵抗器３２６の存在により、突入電流の発生を防止し、次いで、インバータ３０８側の電圧が組電池３０６の電圧の所定値に達したならば、第二回路開閉器３２４を動作指令によりオンし、その後、第一回路開閉器３２０をオフし、そして、モータ３０２を駆動するように、インバータ３０８に動作指令を行い、組電池３０６の電圧を、インバータ３０８を介してモータ３０２に供給させる。

従来、このような電気回路の回路開閉器の故障判定装置には、電源である組電池の電圧と、インバータ内の電圧とを、回路開閉器の動作前・動作後で比較し、回路開閉器の故障を判定するものがある。
特開２００１−３２７００１号公報

ところが、従来、図９の電気回路３０４にあっては、第一回路開閉器３２０が溶着し（オン時に高い電源電圧によって可動接点と固定接点との間に放電が生じて接点が固着した状態）且つ第二回路開閉器３２４が開放状態の故障（オフ：オンにならない状態）が発生した場合に、回路開閉器３１０が動作する前に、第一回路開閉器３２０とマイナス極側回路開閉器３１６との溶着か、第二回路開閉器３２４とマイナス極側回路開閉器３１６との溶着か、又は、第一回路開閉器３２０と第二回路開閉器３２４とマイナス極側回路開閉器３１６とのいずれかの溶着か、と判断していることから、どの回路開閉器が故障なのか判定することができず、修理の際に、整備者が無駄な時間を費やすという不都合があった。

また、第二回路開閉器３２４が開放状態の故障は、回路開閉器３１０の動作後に判断されるので、前記特許文献１のように、回路開閉器３１０の動作前に回路開閉器３１０の故障を判断してしまえば、第二回路開閉器３２４が開放状態の故障は、どれかの回路開閉器の溶着を修理しないと判断することができないことになり、整備者が無駄な時間を費やすという不都合があった。

この発明は、電源と、この電源から電力が供給され且つ前記電源のプラス極に接続されるプラス極部と前記電源のマイナス極に接続されるマイナス極部とを有するインバータと、前記電源と前記インバータとの間に介設され且つ前記電源の接続及び遮断することが可能な回路開閉器と、前記電源と前記回路開閉器との間に介設され且つ前記電源側の電圧を検出することが可能な電源電圧検出手段と、前記回路開閉器と前記インバータとの間に介設され且つ前記インバータ側の電圧を検出することが可能なインバータ電圧検出手段とを備えた車両用電気回路の故障判定装置において、前記電源のプラス極と前記インバータのプラス極部との間に介在され且つ前記電源の接続及び遮断することが可能なプラス極側回路開閉器を設け、前記電源のマイナス極と前記インバータのマイナス極部との間に介在され且つ前記電源の接続及び遮断することが可能なマイナス極側回路開閉器を設け、前記プラス側回路開閉器と前記マイナス側回路開閉器とが接続された後で、前記インバータが駆動された状態において、前記インバータ電圧検出手段により検出されたインバータ電圧が、設定された第一判定電圧より大きく且つ第二判定電圧より小さい値であるときは、前記プラス極側回路開閉器が故障であると判定する故障判定部を有する制御手段を設けたことを特徴とする。

この発明の車両用電気回路の故障判定装置は、プラス極側回路開閉器とマイナス極側回路開閉器とが接続された後で、インバータが駆動された状態において、インバータ電圧検出手段により検出されたインバータ電圧が、設定された第一判定電圧より大きく且つ第二判定電圧より小さい値であるときは、プラス極側回路開閉器が故障であると判定することから、特別なセンサを追加することなく、プラス極側回路開閉器又はマイナス極側回路開閉器のどちらの回路開閉器が故障しているのかを容易に判定することができ、整備者が修理する時間を短縮することが可能となる。

この発明は、整備者が修理する時間を短縮する目的を、インバータ側の電圧の値を予め設定した判定電圧と比較することによって実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。

図１〜図６は、この発明の第１実施例を示すものである。

図２において、２は電気自動車等の車両を駆動するモータ、４はこのモータ２の電気回路、６はこの電気回路４に接続した電源たる組電池である。電気回路４には、モータ２を作動制御するインバータ６が備えられている。

インバータ６には、プラス極部６Ａとマイナス極部６Ｂとが備えられているとともに、このプラス極部６Ａとマイナス極部６Ｂとの間で、コンデンサ１０が設けられている。

組電池８は、複数の電池が組み合って設けられているとともに、プラス極８Ａとマイナス極８Ｂとを備えている。

電気回路４においては、組電池８とインバータ６との間に介在されて組電池８の接続及び遮断することが可能な回路開閉器（リレー）１２が設けられている。

この回路開閉器１２は、組電池８のプラス極８Ａとインバータ６のプラス極部６Ａとの間に介設され且つ組電池８の接続及び遮断することが可能なプラス極側回路開閉器１４と、組電池８のマイナス極８Ｂとインバータ６のマイナス極部６Ｂとの間に介設され且つ組電池８の接続及び遮断することが可能なマイナス極側回路開閉器（図中の丸付きの３で示す）１６とからなる。

プラス極側回路開閉器１４は、組電池８のプラス極８Ａとインバータ６のプラス極部６Ａとに接続した第一プラス極側電路１８に設けられた第一回路開閉器（図中の丸付きの１で示す）２０と、組電池８のプラス極８Ａとインバータ６のプラス極部６Ａとに接続した第二プラス極側電路２２に設けられた第二回路開閉器（図中の丸付きの２で示す）２４とから構成された二つの回路開閉器を並列に接続し、また、第一回路開閉器２０と組電池８側との間の第一プラス極側電路１８に設けられた突入電流防止用の抵抗器２６を備えている。マイナス極側回路開閉器１６は、組電池８のマイナス極８Ｂとインバータ６のマイナス極部６Ｂとに接続したマイナス極側電路２８に設けられている。

第一回路開閉器２０は、可動接点２０Ａと、２つの固定接点２０Ｂ、２０Ｃとを備えている。第二回路開閉器２４は、可動接点２４Ａと、２つの固定接点２４Ｂ、２４Ｃとを備えている。マイナス極側回路開閉器１６は、可動接点１６Ａと、２つの固定接点１６Ｂ、１６Ｃとを備えている。

また、電気回路４には、組電池８と回路開閉器１２との間に介在され且つ組電池８側の電圧を検出することが可能な電源電圧検出手段である電源電圧検出センサ３０と、回路開閉器１２とインバータ６との間に介在され且つインバータ６側の電圧を検出することが可能なインバータ電圧検出手段であるインバータ電圧検出センサ３２とが設けられている。

前記インバータ６とプラス極側回路開閉器１４の第一回路開閉器２０及び第二回路開閉器２４とマイナス極側回路開閉器１６とは、制御手段３４に連絡し、この制御手段３４からの動作指令により作動されるものである。

また、制御手段３４は、電源電圧検出センサ３０とインバータ電圧検出センサ３２とに連絡し、電源電圧検出センサ３０から組電池８側の電圧（ｖ）を電源側電圧認識部３４Ａで認識するとともに、インバータ電圧検出センサ３２からインバータ６側の電圧（Ｖ）をインバータ側電圧認識部３４Ｂで認識するものであり、また、各電圧を比較する電圧比較部３４Ｃを備えている。

これにより、この制御手段３４は、イグニションキー・ポジションがオフの電源遮断時に、インバータ６とプラス極側回路開閉器１４の第一回路開閉器２０及び第二回路開閉器２４とマイナス極側回路開閉器１６とをオフとし、そして、イグニションキー・ポジションがオンとなり、電源接続時には、先ず、第一回路開閉器２０をオンし、次に、マイナス極側回路開閉器１６をオンし、そして、第二回路開閉器２４をオフし、コンデンサ１０の充電を行い、また、抵抗器２６の存在により、突入電流の発生を防止し、次いで、インバータ６側の電圧が組電池８の電圧の所定値に達したならば、第二回路開閉器２４をオンし、その後、第一回路開閉器２０をオフし、そして、モータ２を駆動するように、インバータ６に動作指令を行い、組電池８の電圧を、インバータ６を介してモータ２に供給させる。

また、この制御手段３４は、プラス極側回路開閉器１４とマイナス極側回路開閉器１６とが接続された後で、インバータ６が駆動された状態において、インバータ電圧検出センサ３２により検出されたインバータ電圧（Ｖ）が、予め設定された第一判定電圧（Ｖ１）より大きく且つ第二判定電圧（Ｖ２）より小さい値であるときは（Ｖ１＜Ｖ＜Ｖ２）、プラス極側回路開閉器１４が故障であると判定する故障判定部３４Ｄを有している。

また、前記故障判定部３４Ｄは、プラス極側回路開閉器１４の故障を、第一回路開閉器２０が溶着し（オン時に高い電源電圧によって可動接点と固定接点との間に放電が生じて接点が固着した状態）且つ第二回路開閉器２４が開放した状態の故障（オフ：オンにならない状態）であると判定するものである。

更に、前記故障判定部３４Ｄは、プラス極側回路開閉器１４とマイナス極側回路開閉器１６とが接続された後で、インバータ４が駆動された状態において、インバータ電圧検出センサ３２により検出されたインバータ電圧（Ｖ）が、予め設定された第一判定電圧（Ｖ１）より小さいときは（Ｖ＜Ｖ１）、プラス極側回路開閉器１４の第二回路開閉器２４が開放状態の故障であると判定するものである。

前記第一判定電圧（Ｖ１）及び前記第二判定電圧（Ｖ２）は、インバータ６に接続されたモータ２の作動状態により異なった値に設定されている。つまり、図３に示す如く、第一回路開閉器２０が溶着し（オン時に高い電源電圧によって可動接点と固定接点との間に放電が生じて接点が固着した状態）且つ第二回路開閉器２４が開放した状態の故障（オフ：オンにならない状態）において、インバータ６の動作中では、インバータ６側でモータ２のトルク制限がかかることから、インバータ電圧（Ｖ）が、インバータ６に接続されたモータ２の作動状態によって定められる前記第一判定電圧（Ｖ１）と前記第二判定電圧（Ｖ２）との間の範囲内になることにより、故障判定部３４Ｄでは、インバータ電圧（Ｖ）が、この第一判定電圧（Ｖ１）と第二判定電圧（Ｖ２）との間にあることで、上記したように、第一回路開閉器２０及び第二回路開閉器２４が故障と判定するものである。

次に、この第１実施例の作用を、図１のフローチャートに基づいて説明する。

制御手段３４において、回路開閉器１２の故障判定のプログラムがスタートし（ステップ１０２）、イグニションキー・ポジションがオンになったことを検知した後に（ステップ１０４）、第一回路開閉器２０に動作指令を出力し（オン）（ステップ１０６）、マイナス極側回路開閉器１６に動作指令を出力し（オン）（ステップ１０８）、電気回路４を導通状態とし、コンデンサ１０に充電をし、そして、第二回路開閉器１８に動作指令を出力し（オン）（ステップ１１０）、インバータ４に動作指令を出力する（オン）（ステップ１１２）。このように、ステップ１０６、１０８、１１０において、第一回路開閉器２０、マイナス極側回路開閉器１６、第二回路開閉器２４に動作指令を出力（オン）するのは、インバータ６を動作させる前で、インバータ電圧（Ｖ）を監視して、回路開閉器１２の故障を判定するためである。

そして、インバータ電圧（Ｖ）が、設定された第一判定電圧（Ｖ１）より大きく且つ第二判定電圧（Ｖ２）より小さい値（Ｖ１＜Ｖ＜Ｖ２）であるか否かを判断する（ステップ１１４）。

このステップ１１４がＹＥＳの場合には、第一回路開閉器２０が溶着し且つ第二回路開閉器２４が開放した状態の故障と判定する（ステップ１１６）。つまり、第一回路開閉器２０が溶着し（オン時に高い電源電圧によって可動接点と固定接点との間に放電が生じて接点が固着した状態）且つ第二回路開閉器２４が開放した状態の故障（オフ：オンにならない状態）において、インバータ６の動作中では、インバータ電圧（Ｖ）が所定の値に達しないことで、インバータ６側でモータ２のトルク制限がかかり、インバータ電圧（Ｖ）が、インバータ６に接続されたモータ２の作動状態によって定められる前記第一判定電圧（Ｖ１）と前記第二判定電圧（Ｖ２）との間になり、故障判定部３４Ｄでは、インバータ電圧（Ｖ）が、この第一判定電圧（Ｖ１）と第二判定電圧（Ｖ２）との間にあることで、第一回路開閉器２０及び第二回路開閉器２４が、上記のように、故障と判定する。

このステップ１１４がＮＯの場合には、インバータ電圧（Ｖ）が、設定された第一判定電圧（Ｖ１）より小さい値（Ｖ＜Ｖ１）か否かを判断する（ステップ１１８）。このステップ１１８がＹＥＳの場合には、第一回路開閉器２０は正常動作可能であるが、第二回路開閉器２４が開放した状態の故障と判定する（ステップ１２０）。

このステップ１１８がＮＯの場合には、前記ステップ１１４に戻す。

一方、回路開閉器１２において、上記以外の故障状態の場合には、マイナス極側回路開閉器１６の故障と判定する。

次いで、図３のタイムチャートに基づいて、モータ力行時における回路開閉器１２の故障判定を説明する。

図３に示す如く、第一回路開閉器２０が溶着し（オン時に高い電源電圧によって可動接点と固定接点との間に放電が生じて接点が固着した状態）且つ第二回路開閉器２４が開放した状態の故障（オフ：オンにならない状態）の場合には、第一回路開閉器２０に動作指令を出力し（オン）（時間Ｔ１で示す）、そして、マイナス極側回路開閉器１６に動作指令を出力すると（オン）（時間Ｔ２で示す）、電気回路４が導通状態となり、インバータ電圧（Ｖ）が、高くなり始めて第一判定電圧（Ｖ１）を超えるとともに（時間Ｔ３で示す）、コンデンサ１０に充電が行われる。

そして、第二回路開閉器２４に動作指令を出力（オン）した時に（時間Ｔ４で示す）、正常動作時では、インバータ電圧（Ｖ：破線で示す）が、第二判定電圧（Ｖ２）を超えようとするが、第一回路開閉器２０が溶着且つ第二回路開閉器２４が開放状態の故障であることから、インバータ電圧（Ｖ）が、設定された第一判定電圧（Ｖ１）より大きく且つ第二判定電圧（Ｖ２）より小さい値で一定の値になり（Ｖ１＜Ｖ＜Ｖ２）、そして、モータ２を駆動するように、インバータ６に動作指令を出力すると（オン）（時間Ｔ５で示す）、インバータ４の動作中では、インバータ電圧（Ｖ）は、低下して第一判定電圧（Ｖ１）付近までの値となり、インバータ６側でモータ２のトルク制限がかかり、第一判定電圧（Ｖ１）と第二判定電圧（Ｖ２）との間の範囲内になり（Ｖ１＜Ｖ＜Ｖ２）、これにより、故障判定部３４Ｄは、第一回路開閉器２０が溶着し且つ第二回路開閉器２４が開放した状態の故障であると判定する。

また、第一回路開閉器２０が正常動作で、且つ、第二回路開閉器２４が開放状態の故障である場合には、インバータ４の動作中で、モータ２が駆動すると（図３の時間Ｔ５で示す）、第一回路開閉器２０が溶着していないことから、インバータ電圧（Ｖ）が、第一判定電圧（Ｖ１）よりも低下し（図３の破線で示す）、これにより、故障判定部３４Ｄは、第二回路開閉器２４が開放した状態の故障であると判定する。

この場合のインバータ６の出力トルク制限曲線においては、図４に示す如く、第二回路開閉器２４が開放した状態の故障時では、インバータ電圧（Ｖ）が、第一判定電圧（Ｖ１）よりも低いので、出力トルクがＰ１となり、また、第一回路開閉器２０が溶着且つ第二回路開閉器２４が開放した状態の故障時では、インバータ電圧（Ｖ）が、第一判定電圧（Ｖ１）よりも高くなり、出力トルクＰ２が上記の出力トルクＰ１よりも高くなっている。

次に、図５のタイムチャートに基づいて、モータ発電・回生時における回路開閉器１２の故障判定を説明する。

図５に示す如く、第一回路開閉器２０が溶着し（オン時に高い電源電圧によって可動接点と固定接点との間に放電が生じて接点が固着した状態）且つ第二回路開閉器２４が開放した状態の故障（オフ：オンにならない状態）においては、第一回路開閉器２０に動作指令を出力し（オン）（時間Ｔ１で示す）、そして、マイナス極側回路開閉器１６に動作指令を出力すると（オン）（時間Ｔ２で示す）、電気回路４が導通状態となり、インバータ電圧（Ｖ）が、高くなり始めるとともに、コンデンサ１０に充電が行われる。

そして、第二回路開閉器２４に動作指令を出力（オン）した時に（時間Ｔ３で示す）、正常動作時では、インバータ電圧（Ｖ：破線で示す）が上昇しようとするが、第一回路開閉器２０が溶着且つ第二回路開閉器２４が開放状態の故障なので、インバータ電圧（Ｖ）が予め設定された第三判定電圧（Ｖ３）未満で一定の値に維持され、そして、モータ２を発電又は回生するように、インバータ６に動作指令を出力すると（オン）（時間Ｔ４で示す）、インバータ電圧（Ｖ）は、急激に上昇して設定された第三判定電圧（Ｖ３）を超え且つ第四判定電圧（Ｖ４）以内の範囲に至り、そして、インバータ６側でトルク制限がかかっていることで、モータ２の発電動作中は、モータ２の作動状態により設定された第三判定電圧（Ｖ３）を超え且つ第四判定電圧（Ｖ４）以内の範囲にある（Ｖ３＜Ｖ＜Ｖ４）（時間Ｔ５で示す）。

この場合のインバータ４の出力トルク曲線は、図６に示す如く、第一回路開閉器２０が溶着且つ第二回路開閉器２４が開放した状態の故障時では、出力トルクがＰ３になっている。

つまり、この第１実施例においては、第一回路開閉器２０が溶着且つ第二回路開閉器２４が開放状態の故障を判定するものであり、インバータ６のインバータ電圧（Ｖ）が通常動作時の電圧よりも低いときに、出力トルクを制限するように制御し、第一判定電圧（Ｖ１）を出力トルク制限がかかる領域に設定し、コンデンサ１０への充電後に、モータ２を作動させるように、インバータ６が動作すると、インバータ電圧（Ｖ）は、Ｖ１＜Ｖ＜Ｖ２になるので、第一回路開閉器２０が溶着且つ第二回路開閉器２４が開放状態の故障と判定することができる。これにより、回路開閉器１２の故障を、正確に整備者に伝えることが可能になる。

この結果、プラス極側回路開閉器１４とマイナス極側回路開閉器１６とが接続された後で、インバータ６が駆動された状態において、インバータ電圧検出センサ３２により検出されたインバータ電圧（Ｖ）が、予め設定された第一判定電圧（Ｖ１）より大きく且つ第二判定電圧（Ｖ２）より小さい値であるときは（Ｖ１＜Ｖ＜Ｖ２）、プラス極側回路開閉器１４が故障であると判定することから、特別なセンサを追加することなく、プラス極側回路開閉器１４、マイナス極側回路開閉器１６のどちらが故障しているのかを判定することができるので、整備者が修理する時間を短縮することが可能になる。

また、プラス極側回路開閉器１４は、第一回路開閉器２０と第二回路開閉器２４とから構成された二つの回路開閉器を並列に接続し、第一回路開閉器２０と組電池８側との間に抵抗器２６を備え、プラス側回路開閉器１４の故障を、第一回路開閉器２０が溶着し且つ第二回路開閉器２４が開放した状態の故障であると判定することから、プラス側回路開閉器１４を複数の回路開閉器で構成しているときにおいても、具体的な故障内容を判定することが可能となる。

更に、プラス極側回路開閉器１４とマイナス側極回路開閉器１６とが接続された後で、インバータ６が駆動された状態において、インバータ電圧検出センサ３２により検出されたインバータ電圧（Ｖ）が、予め設定された第一判定電圧（Ｖ１）より小さいときは（Ｖ＜Ｖ１）、プラス極側回路開閉器１４の第二回路開閉器２４が故障であると判定することから、プラス側回路開閉器１４を複数の回路開閉器で構成しているときにおいても、両方の回路開閉器が故障しているのかどちらか、それとも、一方の回路開閉器が故障しているだけなのかを、特別なセンサを追加することなく判定することが可能である。

更にまた、前記第一判定電圧（Ｖ１）及び前記第二判定電圧（Ｖ２）は、インバータ６に接続されたモータ２の作動状態により異なった値に設定されていることから、モータ２の作動状態（力行、あるいは回生）が変動しても、故障判定電圧を変更するだけで、回路開閉器１２の故障判定を実施することができる。

図７は、この発明の第２実施例を示すものである。

この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、プラス極側回路開閉器１４とマイナス極側回路開閉器１６とが接続された後で、インバータ６が駆動された状態において、電源電圧検出センサ３０により検出された電源電圧（ｖ）とインバータ電圧検出センサ３２により検出されたインバータ電圧（Ｖ）との差（△Ｖ）が、設定された複数の判定電圧（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）（ここで、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄの関係がある。）中の低側判定電圧より大きく且つ高側判定電圧より小さい値（例えば、Ａ＜△Ｖ＜Ｂ、Ｃ＜△Ｖ＜Ｄ）であるときは、プラス極側回路開閉器１４が故障であると判定する。

この第２実施例における回路開閉器１２の故障判定を、図７のタイムチャートに基づいて説明する。

図７に示す如く、第一回路開閉器２０が溶着且つ第二回路開閉器２４が開放して状態の故障時においては、第一回路開閉器２０に動作指令を出力し（オン）（時間Ｔ１で示す）、そして、マイナス極側回路開閉器１６に動作指令を出力すると（オン）（時間Ｔ２で示す）、電気回路４が導通状態となり、インバータ電圧（Ｖ）が、高くなり始め、また、コンデンサ１０に充電が行われ、そして、第二回路開閉器２４に動作指令を出力すると（オン）（時間Ｔ３で示す）、インバータ電圧（Ｖ）が、組電池８の電源電圧（ｖ）よりも低い一定の値に維持される。

そして、モータ２を作動するように、インバータ６に動作指令を出力すると（オン）（時間Ｔ４で示す）、方行時の場合では、インバータ電圧（Ｖ）が低下するが、回生・発電時では、インバータ電圧（Ｖ）が組電池８の電源電圧（ｖ）を超える。これにより、方行時では、インバータ電圧（Ｖ）と電源電圧（ｖ）との間で、電圧の差（△Ｖ）が生ずる。

これは、インバータ電圧（Ｖ）と電源電圧（ｖ）との差（△Ｖ）を用い、第一回路開閉器２０が溶着且つ第二回路開閉器２４が開放した状態の故障時では、インバータ６の出力トルク制限制御により、インバータ電圧（Ｖ）は、上記したような特性になる。この特性から、上記した４つの判定電圧（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を決定し、方行時では、Ａ＜△Ｖ＜Ｂ、回生・発電時では、Ｃ＜△Ｖ＜Ｄであれば、第一回路開閉器２０が溶着且つ第二回路開閉器２４が開放状態の故障であると判定、つまり、プラス極側回路開閉器１４が故障と判定する。また、△Ｖ＜Ａ、又は、Ｄ＜△Ｖになるようであれば、マイナス極側回路開閉器１６が開放した状態の故障と判定する。

次いで、この第２実施例の変形例を、図８のフローチャートに基づいて説明する。

図８に示す如く、制御手段３４において、回路開閉器１２の故障判定のプログラムがスタートし（ステップ２０２）、イグニションキー・ポジションがオンになったことを検知した後に（ステップ２０４）、第一回路開閉器２０に動作指令を出力し（オン）（ステップ２０６）、マイナス極側回路開閉器１６に動作指令を出力すると（オン）（ステップ２０８）、電気回路４が導通状態となり、コンデンサ１０に充電が行われ、そして、第二回路開閉器２４に動作指令を出力し（オン）（ステップ２１０）、そして、モータ２を作動するように、インバータ６に動作指令を出力する（オン）（ステップ２１２）。このように、ステップ２０６、２０８、２１０において、第一回路開閉器２０、マイナス極側回路開閉器１６、第二回路開閉器２４に動作指令を出力（オン）するのは、インバータ６を動作させる前で、インバータ電圧（Ｖ）を監視して、回路開閉器１２の故障を判定するためである。

そして、電源電圧（ｖ）とインバータ電圧（Ｖ）との差（△Ｖ）が、Ａ＜△Ｖ＜Ｂか否かを判断する（ステップ２１４）。

このステップ２１４がＹＥＳの場合には、第一回路開閉器２０が溶着し且つ第二回路開閉器２４が開放した状態の故障と判定する（ステップ２１６）。

このステップ２１４がＮＯの場合には、Ｃ＜△Ｖ＜Ｄか否かを判断する（ステップ２１８）。

このステップ２１８がＹＥＳの場合には、第一回路開閉器２０が溶着し且つ第二回路開閉器２４が開放状態で故障と判定する（ステップ２２０）。

このステップ２１８がＮＯの場合には、△Ｖ＜Ａ、又は、Ｄ＜△Ｖを判断する（ステップ２２２）。

このステップ２２２がＹＥＳの場合には、第二回路開閉器２４が開放状態で故障と判定する（ステップ２２４）。

しかし、このステップ２２２がＮＯの場合には、ステップ２１４に戻す。

また、回路開閉器１２が、上記以外の故障状態の場合には、マイナス極側回路開閉器１６の故障と判定する。

この結果、この第２実施例の構成によれば、プラス極側回路開閉器１４とマイナス極側回路開閉器１６とが接続された後で、インバータ６が駆動された状態において、電源電圧検出センサ３０により検出された電源電圧（ｖ）とインバータ電圧検出センサ３２により検出されたインバータ電圧（Ｖ）との差（△Ｖ）が、設定された複数の判定電圧中の低側判定電圧より大きく且つ高側判定電圧より小さい値であるときは（例えば、Ａ＜△Ｖ＜Ｂ、Ｃ＜△Ｖ＜Ｄ）、プラス極側回路開閉器１４が故障であると判定することから、複数ある回路開閉器のどれが故障しているかを判定するのに、電源電圧（ｖ）とインバータ電圧（Ｖ）との差（△Ｖ）を監視することで実施することができるので、回路開閉器１２の故障判定を行うために、システムが簡単となり、また、廉価とすることができる。

インバータ側の電圧の値を予め設定された判定電圧と比較することを、他の電気回路ににおいても適用することができる。

第１実施例における故障判定のフローチャートである。第１実施例における故障判定装置のシステム構成図である。第１実施例におけるモータ力行時のタイムチャートである。第１実施例におけるモータ力行時のトルクの値を示す図である。第１実施例におけるモータ発電・回生時のタイムチャートである。第１実施例におけるモータ発電・回生時のトルクの値を示す図である。第２実施例における故障判定のタイムチャートである。第２実施例の変形例における故障判定のフローチャートである。従来における故障判定装置のシステム構成図である。。

符号の説明

２モータ
４電気回路
６インバータ
８組電池
１０コンデンサ
１２回路開閉器
１４プラス極側回路開閉器
１６マイナス極側回路開閉器
１８第一プラス極側電路
２０第一回路開閉器
２２第一プラス極側電路
２４第二回路開閉器
２６抵抗器
２８マイナス極側電路
３０電源電圧検出センサ
３２インバータ電圧検出センサ
３４制御手段

Claims

電源と、この電源から電力が供給され且つ前記電源のプラス極に接続されるプラス極部と前記電源のマイナス極に接続されるマイナス極部とを有するインバータと、前記電源と前記インバータとの間に介設され且つ前記電源の接続及び遮断することが可能な回路開閉器と、前記電源と前記回路開閉器との間に介設され且つ前記電源側の電圧を検出することが可能な電源電圧検出手段と、前記回路開閉器と前記インバータとの間に介設され且つ前記インバータ側の電圧を検出することが可能なインバータ電圧検出手段とを備えた車両用電気回路の故障判定装置において、前記電源のプラス極と前記インバータのプラス極部との間に介在され且つ前記電源の接続及び遮断することが可能なプラス極側回路開閉器を設け、前記電源のマイナス極と前記インバータのマイナス極部との間に介在され且つ前記電源の接続及び遮断することが可能なマイナス極側回路開閉器を設け、前記プラス極側回路開閉器と前記マイナス極側回路開閉器とが接続された後で、前記インバータが駆動された状態において、前記インバータ電圧検出手段により検出されたインバータ電圧が、設定された第一判定電圧より大きく且つ第二判定電圧より小さい値であるときは、前記プラス極側回路開閉器が故障であると判定する故障判定部を有する制御手段を設けたことを特徴とする車両用電気回路の故障検出装置。
前記プラス極側回路開閉器は、第一回路開閉器と第二回路開閉器とから構成された二つの回路開閉器を並列に接続し、前記第一回路開閉器と前記電源側との間に抵抗器を備え、前記プラス極側回路開閉器の故障は、前記第一回路開閉器が溶着し且つ前記第二回路開閉器が開放した状態の故障であることを特徴とする請求項１に記載の車両用電気回路の故障検出装置。
電源と、この電源から電力が供給され且つ前記電源のプラス極に接続されるプラス極部と前記電源のマイナス極に接続されるマイナス極部とを有するインバータと、前記電源と前記インバータとの間に介設され且つ前記電源の接続及び遮断することが可能な回路開閉器と、前記電源と前記回路開閉器との間に介設され且つ前記電源側の電圧を検出することが可能な電源電圧検出手段と、前記回路開閉器と前記インバータとの間に介設され且つ前記インバータ側の電圧を検出することが可能なインバータ電圧検出手段とを備えた車両用電気回路の故障判定装置において、前記電源のプラス極と前記インバータのプラス極部との間に介在され且つ前記電源の接続及び遮断することが可能なプラス極側回路開閉器を設け、前記電源のマイナス極と前記インバータのマイナス極部との間に介在され且つ前記電源の接続及び遮断することが可能なマイナス極側回路開閉器を設け、前記プラス極側回路開閉器と前記マイナス側極回路開閉器とが接続された後で、前記インバータが駆動された状態において、前記インバータ電圧検出手段により検出されたインバータ電圧が、設定された第一判定電圧より小さいときは、前記プラス極側回路開閉器の第二回路開閉器が開放状態の故障であると判定する故障判定部を有する制御手段を設けたことを特徴とする車両用電気回路の故障検出装置。
電源と、この電源から電力が供給され且つ前記電源のプラス極に接続されるプラス極部と前記電源のマイナス極に接続されるマイナス極部とを有するインバータと、前記電源と前記インバータとの間に介設され且つ前記電源の接続及び遮断することが可能な回路開閉器と、前記電源と前記回路開閉器との間に介設され且つ前記電源側の電圧を検出することが可能な電源電圧検出手段と、前記回路開閉器と前記インバータとの間に介設され且つ前記インバータ側の電圧を検出することが可能なインバータ電圧検出手段とを備えた車両用電気回路の故障判定装置において、前記電源のプラス極と前記インバータのプラス極部との間に介在され且つ前記電源の接続及び遮断することが可能なプラス極側回路開閉器を設け、前記電源のマイナス極と前記インバータのマイナス極部との間に介在され且つ前記電源の接続及び遮断することが可能なマイナス極側回路開閉器を設け、前記プラス極側回路開閉器と前記マイナス極側回路開閉器とが接続された後で、前記インバータが駆動された状態において、前記電源電圧検出手段により検出された電源電圧と前記インバータ電圧検出手段により検出されたインバータ電圧との差が、設定された複数の判定電圧中の低側判定電圧より大きく且つ高側判定電圧より小さい値であるときは、前記プラス極側回路開閉器が故障であると判定する故障判定部を有する制御手段を設けたことを特徴とする車両用電気回路の故障検出装置。
前記第一判定電圧及び前記第二判定電圧は、前記インバータに接続されたモータの作動状態により異なった値に設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の車両用電気回路の故障検出装置。