JP2005192324A - Device for detecting fault in power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車などの走行用モータを搭載した車両に関し、特に、バッテリと負荷とを接続および遮断する電源系統の異常を検知する装置に関する。 The present invention relates to a vehicle equipped with a traveling motor such as an electric vehicle, a fuel cell vehicle, and a hybrid vehicle, and more particularly to an apparatus for detecting an abnormality in a power supply system that connects and disconnects a battery and a load.
電気自動車のインバータの入力側の端子間には、電圧の変動を平滑化してインバータの作動を安定させるべく大容量の電解コンデンサが設けられる。電気自動車を走行させる際に、メインスイッチの操作によりコンタクタ(継電器:リレー)を閉じてコンデンサを充電するが、コンデンサをメインバッテリで直接充電すると大電流が流れてコンタクタの接点が損傷する可能性がある。そこで、先ずプリチャージコンタクタを閉じて抵抗等で電流を制限しながらコンデンサをプリチャージし、プリチャージが終了した後にメインコンタクタを閉じることにより接点の損傷を防止している。このため、確実にプリチャージの終了を判定することが重要である。 A large-capacity electrolytic capacitor is provided between terminals on the input side of the inverter of the electric vehicle in order to smooth the voltage fluctuation and stabilize the operation of the inverter. When driving an electric vehicle, the capacitor is charged by closing the contactor (relay) by operating the main switch, but if the capacitor is charged directly by the main battery, a large current may flow and damage the contactor contact is there. Therefore, first, the precharge contactor is closed, the capacitor is precharged while limiting the current with a resistor or the like, and the contactor is prevented from being damaged by closing the main contactor after the precharge is completed. For this reason, it is important to reliably determine the end of precharge.
特開平10−304501号公報(特許文献1)は、電気自動車のインバータに設けられたコンデンサのプリチャージの終了を確実に判定する電気自動車の制御装置を開示する。この電気自動車の制御装置は、メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して走行モータを駆動するインバータと、メインバッテリおよびインバータ間に設けられたメインコンタクタと、メインバッテリおよびインバータ間に設けられたプリチャージコンタクタと、インバータに並列に接続された平滑用のコンデンサと、プリチャージコンタクタを閉じてコンデンサをプリチャージし、プリチャージが終了したと判定したときにメインコンタクタを閉じる制御回路とを備えた電気自動車の制御装置であって、プリチャージ電流を検出する電流検出回路と、プリチャージ開始から所定時間後のプリチャージ電流が基準値以下のときにプリチャージが終了したと判定する判定回路とを含む。 Japanese Patent Laid-Open No. 10-304501 (Patent Document 1) discloses a control device for an electric vehicle that reliably determines the end of precharging of a capacitor provided in an inverter of the electric vehicle. This electric vehicle control device is provided between an inverter that drives a traveling motor by converting DC power of a main battery into AC power, a main contactor provided between the main battery and the inverter, and between the main battery and the inverter. A precharge contactor, a smoothing capacitor connected in parallel to the inverter, and a control circuit that closes the precharge contactor to precharge the capacitor and closes the main contactor when it is determined that the precharge is completed. A control device for an electric vehicle, comprising: a current detection circuit that detects a precharge current; and a determination circuit that determines that precharge has ended when a precharge current after a predetermined time from the start of precharge is equal to or less than a reference value. Including.
この電気自動車の制御装置によると、プリチャージ電流を検出する電流検出回路を備えており、判定回路は、プリチャージ開始から所定時間後のプリチャージ電流が基準値以下のときにプリチャージが終了したと判定する。このため、プリチャージ中にコンデンサの電荷が電気負荷に放電される異常時にプリチャージ終了の誤判定を避けることが可能となるだけでなく、メインバッテリの電圧が低下してプリチャージ終了電圧が基準値以上に上昇しない場合でもプリチャージ終了を的確に判定することができるようになる。
特許文献1に開示された電気自動車の制御装置における判定回路は、プリチャージ開始から所定時間後のプリチャージ電流が基準値以下のときにプリチャージが終了したと判定するので、プリチャージ中にコンデンサの電荷が電気負荷に放電される異常時を検出できる。しかしながら、この異常時の判定は、プリチャージ電流の瞬時値と基準値とを比較しているので、精度高く異常判定をすることが困難である。 The determination circuit in the control apparatus for an electric vehicle disclosed in Patent Document 1 determines that precharge is completed when a precharge current after a predetermined time from the start of precharge is equal to or less than a reference value. It is possible to detect an abnormal time when the electric charge is discharged to the electric load. However, since the determination at the time of abnormality compares the instantaneous value of the precharge current with the reference value, it is difficult to determine the abnormality with high accuracy.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、プリチャージ機能を有する車両用の電源系統に発生する異常を精度高く検知することができる電源系統の異常検知装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to detect an abnormality in a power supply system that can accurately detect an abnormality occurring in a power supply system for a vehicle having a precharge function. Is to provide a device.
第1の発明に係る電源系統の異常検知装置は、蓄電機構の電力が電力変換回路を経由して電気負荷に供給される電源系統の異常を検知する。電源系統は、蓄電機構と電力変換装置との間に設けられた第1の開閉器と、蓄電機構と電力変換装置との間に設けられ、抵抗器と直列に設けられた第2の開閉器と、電力変換回路に並列に接続された平滑用コンデンサと、第2の開閉器を閉じて平滑コンデンサをプリチャージし、プリチャージが終了すると第1の開閉器を閉じる制御回路とを含む。この異常検知装置は、平滑コンデンサの電圧値を検知するための電圧検知手段と、プリチャージ中における、蓄電機構から平滑コンデンサに流れる電流値を検知するための電流検知手段と、電流検知手段により検知された電流値を積算するための積算手段と、プリチャージにより平滑コンデンサが充電されるべき電圧値と、検知された平滑コンデンサの電圧値と、積算された電流値とに基づいて、電源系統の異常を判定するための判定手段とを含む。 The abnormality detection apparatus for a power supply system according to a first aspect of the invention detects an abnormality in a power supply system in which the power of the power storage mechanism is supplied to the electric load via the power conversion circuit. The power supply system includes a first switch provided between the power storage mechanism and the power conversion device, and a second switch provided between the power storage mechanism and the power conversion device and provided in series with the resistor. And a smoothing capacitor connected in parallel to the power conversion circuit, and a control circuit that closes the second switch to precharge the smoothing capacitor and closes the first switch when the precharge is completed. This abnormality detection device is detected by voltage detection means for detecting the voltage value of the smoothing capacitor, current detection means for detecting the current value flowing from the power storage mechanism to the smoothing capacitor during precharging, and current detection means. Based on the integration means for integrating the measured current value, the voltage value at which the smoothing capacitor is to be charged by precharging, the detected voltage value of the smoothing capacitor, and the accumulated current value. Determination means for determining abnormality.
第1の発明によると、プリチャージ時間を経過したときに、電圧検知手段により検知された電力変換装置(たとえば、インバータ駆動回路)に並列に接続された平滑コンデンサの電圧値が、プリチャージにより平滑コンデンサが充電されるべき電圧値にほぼ近い値まで上昇していると、正常にプリチャージされたと判定される。プリチャージ中において、蓄電機構である高圧電池などからインバータ回路に並列に接続された平滑コンデンサに流れる電流値を検知して積算しておく。この積算値が適正上限値よりも高い値であるにもかかわらず、プリチャージ時間を経過したときに平滑コンデンサの電圧値がプリチャージにより平滑コンデンサが充電されるべき電圧値にほぼ近い値まで上昇していないと、高圧電池からの電力が平滑コンデンサをプリチャージすることに用いられず、電気負荷に流れてしまったことが考えられ、これは電気負荷が異常であると判定される。また、この積算値が適正上限値よりも低い値であって適正下限値よりも高い値であるにもかかわらず、プリチャージ時間を経過したときに平滑コンデンサの電圧値がプリチャージにより平滑コンデンサが充電されるべき電圧値にほぼ近い値まで上昇していないと、平滑コンデンサの電圧値を検知する電圧検知手段が異常であると判定される。このようにして、平滑コンデンサに流れる電流値を検知して積算しておいた積算電流値に基づいて、電源系統の異常を判定することができる。その結果、プリチャージ機能を有する車両用の電源系統に発生する異常を精度高く検知することができる電源系統の異常検知装置を提供することができる。 According to the first invention, when the precharge time has elapsed, the voltage value of the smoothing capacitor connected in parallel to the power conversion device (for example, the inverter drive circuit) detected by the voltage detection means is smoothed by the precharge. If the capacitor has risen to a value almost close to the voltage value to be charged, it is determined that the capacitor has been precharged normally. During precharge, the current value flowing through a smoothing capacitor connected in parallel to the inverter circuit from a high voltage battery or the like as a power storage mechanism is detected and integrated. Despite the fact that this integrated value is higher than the appropriate upper limit value, the voltage value of the smoothing capacitor rises to a value almost close to the voltage value at which the smoothing capacitor should be charged by precharging when the precharge time has elapsed. Otherwise, the power from the high-voltage battery is not used for precharging the smoothing capacitor, but may have flowed to the electrical load, which is determined to be abnormal. Even if this integrated value is lower than the appropriate upper limit value and higher than the appropriate lower limit value, the voltage value of the smoothing capacitor is reduced by precharging when the precharge time elapses. If it has not increased to a value that is substantially close to the voltage value to be charged, it is determined that the voltage detection means for detecting the voltage value of the smoothing capacitor is abnormal. In this way, it is possible to determine the abnormality of the power supply system based on the integrated current value obtained by detecting and integrating the current value flowing through the smoothing capacitor. As a result, it is possible to provide an abnormality detection device for a power supply system that can accurately detect an abnormality occurring in a vehicle power supply system having a precharge function.
第2の発明に係る電源系統の異常検知装置は、蓄電機構の電力が電力変換回路を経由して電気負荷に供給される電源系統の異常を検知する。電源系統は、蓄電機構と電力変換装置との間に設けられた第1の開閉器と、蓄電機構と電力変換装置との間に設けられ、抵抗器と直列に設けられた第2の開閉器と、電力変換回路に並列に接続された平滑用コンデンサと、第2の開閉器を閉じて平滑コンデンサをプリチャージし、プリチャージが終了すると第1の開閉器を閉じる制御回路とを含む。この異常検知装置は、蓄電機構の電圧値を検知するための第1の電圧検知手段と、平滑コンデンサの電圧値を検知するための第2の電圧検知手段と、プリチャージ中における、蓄電機構から平滑コンデンサに流れる電流値を検知するための電流検知手段と、電流検知手段により検知された電流値を積算するための積算手段と、蓄電機構の電圧値と、平滑コンデンサの電圧値と、積算された電流値とに基づいて、電源系統の異常を判定するための判定手段とを含む。 The abnormality detection device for a power supply system according to a second aspect of the invention detects an abnormality in the power supply system in which the electric power of the power storage mechanism is supplied to the electric load via the power conversion circuit. The power supply system includes a first switch provided between the power storage mechanism and the power conversion device, and a second switch provided between the power storage mechanism and the power conversion device and provided in series with the resistor. And a smoothing capacitor connected in parallel to the power conversion circuit, and a control circuit that closes the second switch to precharge the smoothing capacitor and closes the first switch when the precharge is completed. The abnormality detection device includes a first voltage detection unit for detecting the voltage value of the power storage mechanism, a second voltage detection unit for detecting the voltage value of the smoothing capacitor, and the power storage mechanism during precharging. The current detection means for detecting the current value flowing through the smoothing capacitor, the integration means for integrating the current value detected by the current detection means, the voltage value of the power storage mechanism, and the voltage value of the smoothing capacitor are integrated. Determination means for determining an abnormality of the power supply system based on the current value.
第2の発明によると、プリチャージ時間を経過したときに、第2の電圧検知手段により検知された電力変換装置(たとえば、インバータ駆動回路)に並列に接続された平滑コンデンサの電圧値が、第1の電圧検知手段により検知された蓄電機構である高圧電池の電圧値にほぼ近い値まで上昇していると、正常にプリチャージされたと判定される。プリチャージ中において、蓄電機構である高圧電池などからインバータ回路に並列に接続された平滑コンデンサに流れる電流値を検知して積算しておく。この積算値が適正上限値よりも高い値であるにもかかわらず、プリチャージ時間を経過したときに平滑コンデンサの電圧値が高圧電池の電圧値にほぼ近い値まで上昇していないと、高圧電池からの電力が平滑コンデンサをプリチャージすることに用いられず、電気負荷に流れてしまったことが考えられ、これは電気負荷が異常であると判定される。また、この積算値が適正上限値よりも低い値であって適正下限値よりも高い値であるにもかかわらず、プリチャージ時間を経過したときに平滑コンデンサの電圧値が高圧電池の電圧値にほぼ近い値まで上昇していないと、平滑コンデンサの電圧値を検知する第2の電圧検知手段が異常であると判定される。このようにして、平滑コンデンサに流れる電流値を検知して積算しておいた積算電流値に基づいて、電源系統の異常を判定することができる。その結果、プリチャージ機能を有する車両用の電源系統に発生する異常を精度高く検知することができる電源系統の異常検知装置を提供することができる。 According to the second invention, when the precharge time has elapsed, the voltage value of the smoothing capacitor connected in parallel to the power conversion device (for example, the inverter drive circuit) detected by the second voltage detection means is When the voltage rises to a value that is substantially close to the voltage value of the high-voltage battery that is the power storage mechanism detected by the first voltage detection means, it is determined that the precharge is normally performed. During precharge, the current value flowing through a smoothing capacitor connected in parallel to the inverter circuit from a high voltage battery or the like as a power storage mechanism is detected and integrated. Even if this integrated value is higher than the appropriate upper limit value, if the voltage value of the smoothing capacitor does not rise to a value almost close to the voltage value of the high voltage battery when the precharge time has elapsed, the high voltage battery Is not used to precharge the smoothing capacitor and may have flowed into the electrical load, which is determined to be abnormal. Even if this integrated value is lower than the appropriate upper limit value and higher than the appropriate lower limit value, the voltage value of the smoothing capacitor becomes the voltage value of the high-voltage battery when the precharge time has elapsed. If it has not risen to a nearly close value, it is determined that the second voltage detecting means for detecting the voltage value of the smoothing capacitor is abnormal. In this way, it is possible to determine the abnormality of the power supply system based on the integrated current value obtained by detecting and integrating the current value flowing through the smoothing capacitor. As a result, it is possible to provide an abnormality detection device for a power supply system that can accurately detect an abnormality occurring in a vehicle power supply system having a precharge function.
第3の発明に係る電源系統の異常検知装置においては、第1または2の発明の構成に加えて、判定手段は、電源系統の異常箇所を判定するための手段を含む。 In the power supply system abnormality detection device according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the determining means includes means for determining an abnormal portion of the power supply system.
第3の発明によると、プリチャージ時間を経過したときに、平滑コンデンサの電圧値が、プリチャージにより平滑コンデンサが充電されるべき電圧値や蓄電機構の電圧値にほぼ近い値にまで上昇していないと異常があると判定される。電流積算値が適正下限値よりも低い値であってプリチャージ時間を経過したときに平滑コンデンサの電圧値がかなり低いと、平滑コンデンサの電圧値を検知する電圧検知手段が異常である、または/かつ高圧電源線が異常(断線)と判定される。このようにして、平滑コンデンサに流れる電流値を検知して積算しておいた積算電流値に基づいて、電源系統の異常箇所を判定することができる。 According to the third invention, when the precharge time has elapsed, the voltage value of the smoothing capacitor has increased to a value that is approximately close to the voltage value at which the smoothing capacitor should be charged or the voltage value of the power storage mechanism. Otherwise, it is determined that there is an abnormality. If the voltage value of the smoothing capacitor is considerably low when the integrated current value is lower than the appropriate lower limit value and the precharge time has elapsed, the voltage detection means for detecting the voltage value of the smoothing capacitor is abnormal, or / And it is determined that the high-voltage power line is abnormal (disconnected). In this way, it is possible to determine an abnormal portion of the power supply system based on the integrated current value obtained by detecting and integrating the current value flowing through the smoothing capacitor.
第4の発明に係る電源系統の異常検知装置においては、第3の発明の構成に加えて、判定手段は、電源系統の電源線の異常、平滑コンデンサの電圧値を検知するための電圧検知手段の異常および電気負荷の異常を区別して判定するための手段を含む。 In the power system abnormality detection device according to the fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of the third aspect of the invention, the determination means is a voltage detection means for detecting a power line abnormality of the power supply system and the voltage value of the smoothing capacitor. And a means for distinguishing and determining the abnormality of the electric load and the abnormality of the electric load.
第4の発明によると、プリチャージ時間を経過したときに、平滑コンデンサの電圧値が蓄電機構の電圧値にほぼ近い値にまで上昇していないと異常があると判定される。さらに、平滑コンデンサの電圧値と蓄電機構の電圧値と電流積算値とに基づいて、電源系統の電源線の異常、平滑コンデンサの電圧値を検知するための電圧検知手段の異常および電気負荷の異常を区別して判定することができる。 According to the fourth invention, when the precharge time has elapsed, it is determined that there is an abnormality if the voltage value of the smoothing capacitor has not increased to a value substantially close to the voltage value of the power storage mechanism. Furthermore, based on the voltage value of the smoothing capacitor, the voltage value of the power storage mechanism, and the current integrated value, the power supply line abnormality of the power supply system, the abnormality of the voltage detecting means for detecting the voltage value of the smoothing capacitor, and the abnormality of the electric load Can be determined and distinguished.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る電源系統の異常検知システムの全体構成について説明する。 With reference to FIG. 1, the overall configuration of an abnormality detection system for a power supply system according to an embodiment of the present invention will be described.
この電源系統の異常検知システム1000は、バッテリ200とインバータの平滑コンデンサ300と、負荷500と、これらの接続/非接続を切換えるリレー400,410,420と、バッテリ200の電圧(これをバッテリ電圧VBとする)を検知する電圧センサ210と、コンデンサ300の電圧(これをインバータ電圧VIとする)を検知する電圧センサ310と、これらを制御するコントローラ100とを含む。
This power supply system
コントローラ100は、バッテリ200と負荷500との正極側を直接接続するリレー400の開閉を制御する機能と、バッテリ200と負荷500との負極側を直接接続するリレー420の開閉を制御する機能と、リレー400に並列接続されバッテリ200と負荷500とを抵抗器430を介して接続するリレー410の開閉を制御する機能とを備える。負荷500は、駆動用モータや、駆動用モータに電力を供給するインバータの駆動回路等である。
The
平滑コンデンサ300は、負荷変動やノイズに対して、バッテリ200の出力電圧を一定に保つ働きをする。起動時に、リレー400および420をいきなり閉状態にすると、平滑コンデンサ300への突入電流によってリレー400,420の接点が溶着するおそれがある。そこで、「プリチャージ」と呼ばれる動作がコントローラ100により実行される。すなわち、最初にリレー400,410,420が開状態から、リレー410,420を閉状態に切換えて平滑コンデンサ300を徐々に充電し(抵抗器430の作用により電流値を抑制して)、平滑コンデンサ300が十分に充電された後に、リレー410を開状態に切換えて、同時にリレー400を閉状態に切換える。
The smoothing
なお、バッテリ電圧をVB、平滑コンデンサ300の容量値をC、抵抗器430の抵抗値をRとして、正常にプリチャージされている場合には、t秒後のインバータ電圧VI(t)は、VI(t)=VB・[1−exp{−t/(C・R)}]で与えられる。
When the battery voltage is VB, the capacitance value of the smoothing
図2を参照して、コントローラ100のメモリに記憶されるテーブルについて説明する。このテーブルは、異常箇所を特定するためのテーブルである。
A table stored in the memory of the
図2に示すように、このテーブルは、横軸が、バッテリ200から平滑コンデンサ300に流れた電流の積算値(ΣIB)と、適正下限値および適正上限値との関係を示し、縦軸が、プリチャージ後の平滑コンデンサ300のインバータ電圧と、電圧しきい値Aおよび(バッテリ電圧−電圧しきい値B)との関係を示している。
As shown in FIG. 2, in this table, the horizontal axis indicates the relationship between the integrated value (ΣIB) of the current flowing from the
プリチャージが終了したときに電圧センサ310により測定された平滑コンデンサ300の電圧(インバータ電圧VI)が、電圧センサ210により測定されたバッテリ200の電圧(バッテリ電圧VB−電圧しきい値B)よりも大きい場合にはプリチャージが正常に終了したと判断される。電圧しきい値Bは、電圧センサ210,310の測定精度などに基づいて予め設定される値であって、小さな正の値である。
The voltage of the smoothing capacitor 300 (inverter voltage VI) measured by the
電流積算値(ΣIB)が適正上限値以上であるにもかかわらず、プリチャージ後に電圧センサ310により測定された平滑コンデンサ300の電圧値(インバータ電圧VI)が電圧しきい値Aよりも小さい、または電圧しきい値A以上バッテリ電圧から電圧しきい値Bを減算した値以下である場合には負荷500に異常が発生していると判断される。この負荷500の異常とは、インバータ駆動回路のPN間が短絡している場合や、プリチャージ中に負荷500が作動して電力が消費された場合などである。
The voltage value (inverter voltage VI) of the smoothing
電流積算値(ΣIB)が適正下限値以上かつ適正上限値以下である場合において、プリチャージ後に電圧センサ310により測定された平滑コンデンサ300の電圧値(インバータ電圧VI)が電圧しきい値Aよりも小さいまたは電圧しきい値A以上バッテリ電圧から電圧しきい値Bを減算した値以下である場合には、平滑コンデンサ300の電圧値を測定する電圧センサ310が異常であると判断される。
When the integrated current value (ΣIB) is not less than the appropriate lower limit value and not more than the appropriate upper limit value, the voltage value of the smoothing capacitor 300 (inverter voltage VI) measured by the
電流積算値(ΣIB)が適正下限値よりも小さい場合であって、プリチャージ後に電圧センサ310により測定された平滑コンデンサ300の電圧値(インバータ電圧VI)が電圧しきい値Aよりも小さい場合には高圧電源線が断線しているかまたは電圧センサ310が異常であると判断される。また、電流積算値(ΣIB)が適正下限値よりも小さい場合であって、プリチャージ後に電圧センサ310により測定された平滑コンデンサ300の電圧値(インバータ電圧VI)が電圧しきい値A以上バッテリ電圧から電圧しきい値Bを減算した値以下である場合には、高圧電源線断線かつ電圧センサ310が異常であると判断される。
When the integrated current value (ΣIB) is smaller than the appropriate lower limit value, and the voltage value (inverter voltage VI) of the smoothing
図3を参照して、コントローラ100で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
A control structure of a program executed by the
ステップ(以下、ステップをSと略す。)100にて、コントローラ100は、プリチャージ中であるか否かを判断する。この判断は、プリチャージ開始時刻を起算時としてタイマにより管理され、そのタイマがタイムアップするまではプリチャージ中であると判断される。プリチャージ中であると(S100にてYES)、処理はS200へ移される。もしそうでないと(S100にてNO)、この処理は終了する。
In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100,
S200にて、コントローラ100は、バッテリ200から平滑コンデンサ300に流れるバッテリ電流を積算する。この積算された電流積算値がΣIBである。
In S200,
S300にて、コントローラ100は、予め定められたプリチャージ時間が経過したか否かを判断する。予め定められたプリチャージ時間が経過すると(S300にてYES)、処理はS400へ移される。もしそうでないと(S300にてNO)、この処理は終了する。
In S300,
S400にて、コントローラ100は、平滑コンデンサ300の電圧を測定する電圧センサ310により測定されたインバータ電圧(VI)が電圧センサ210により測定されたバッテリ200の電圧付近まで上昇しているか否かを判断する。インバータ電圧(VI)がバッテリ電圧(VB)付近まで上昇している場合には(S400にてYES)、このり処理は終了する。すなわち、プリチャージが正常に終了したと判断される。もしそうでないと(S400にてNO)、処理はS500へ移される。
In S400,
S500にて、コントローラ100は、インバータ電圧(VI)とバッテリ電流積算値(ΣIB)とに基づいて故障箇所を特定する。このとき、図2に示す異常箇所特定テーブルが用いられ、高圧電源線断線、インバータ電圧センサ(電圧センサ310)異常または負荷500の異常が判断される。これにより故障箇所が特定される。
In S500,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る電源系統の異常検知システムの動作について説明する。 An operation of the power system abnormality detection system according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.
コントローラ100がプリチャージ開始指示を受けると、リレー410およびリレー420を閉じてプリチャージを開始する。このプリチャージにより、バッテリ200から平滑コンデンサ300に抵抗器430を介した電流が流れる。
When the
プリチャージ中であるため(S100にてYES)、バッテリ電流が積算され積算電流値(ΣIB)が算出される(S200)。予め定められたプリチャージ時間が経過すると(S300にてYES)、電圧センサ310により測定された平滑コンデンサ300の電圧値であるインバータ電圧(VI)が電圧センサ210により検知されたバッテリ200の電圧値であるバッテリ電圧(VB)付近まで上昇しているか否かが判断される(S400)。インバータ電圧(VI)がバッテリ電圧(VB)付近まで上昇している場合には(S400にてYES)、図2に示すプリチャージ正常終了と判断される。
Since precharging is in progress (YES in S100), the battery current is integrated and an integrated current value (ΣIB) is calculated (S200). When a predetermined precharge time has elapsed (YES in S300), the voltage value of
インバータ電圧(VI)がバッテリ電圧(VB)付近まで上昇していない場合には(S400にてNO)、図2に示す異常箇所特定テーブルを用いて異常箇所が特定される。このとき、電流積算値(ΣIB)、電流積算値の適正上限値および適正下限値と、インバータ電圧の範囲との組合せに基づいて、負荷500の異常、平滑コンデンサ300の電圧値を検知する電圧センサ310の異常、高圧電源線が断線しているという異常の1つまたは2つの異常箇所を特定することができる(S500)。
If inverter voltage (VI) has not risen to near battery voltage (VB) (NO in S400), an abnormal location is specified using the abnormal location specification table shown in FIG. At this time, a voltage sensor that detects an abnormality of the
図4に、プリチャージが正常に終了する場合のタイミングチャートを示す。プリチャージの開始とともに、インバータ電圧(VI)が上昇し、プリチャージ終了時にはバッテリ電圧(VB)近くになっている。一方、図5に、負荷500が短絡している場合のタイミングチャートを示す。この場合には、プリチャージを行なってもインバータ電圧(VI)はほとんど上昇せず、プリチャージ中であるにもかかわらず、バッテリ200から負荷500へ電力が供給されている可能性がある。このため、負荷500が異常であると判断される。
FIG. 4 shows a timing chart when the precharge ends normally. The inverter voltage (VI) increases with the start of precharge, and is close to the battery voltage (VB) at the end of precharge. On the other hand, FIG. 5 shows a timing chart when the
以上のようにして、本実施の形態に係る電源系統の異常検知システムによると、プリチャージ中においてバッテリから平滑コンデンサに流れる電流値を積算しておいた電流積算値を用いて、プリチャージ後に平滑コンデンサの電圧値がバッテリ電圧値近くまで上昇していない場合において電源系統における異常箇所を特定することができる。 As described above, according to the abnormality detection system for the power supply system according to the present embodiment, smoothing is performed after precharging using the integrated current value obtained by integrating the current value flowing from the battery to the smoothing capacitor during precharging. When the voltage value of the capacitor has not risen close to the battery voltage value, it is possible to identify an abnormal point in the power supply system.
なお、上述した実施の形態においては、バッテリ200の電圧(バッテリ電圧VB)を検知する電圧センサ210を用いた場合を説明したが、本発明はこのような電圧センサ210を用いるものに限定されない。バッテリ電圧VBの代わりに、プリチャージにより平滑コンデンサが充電されるべき電圧を用いるようにしてもよい。すなわち、プリチャージ時間を経過したときに、平滑コンデンサ300の電圧値が、プリチャージにより平滑コンデンサ300が充電されるべき電圧にほぼ近い値まで上昇しているか否かにより、正常にプリチャージされたか否かを判定するとともに、異常箇所を図2のテーブルを用いて特定する。このようにすると、バッテリ電圧VBを用いることなく、電源系統における異常箇所を特定することができる。
In the above-described embodiment, the case where the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 コントローラ、200 バッテリ、210,310 電圧センサ、300 平滑コンデンサ、400,410,420 リレー、430 抵抗器、500 負荷、1000 電源系統の異常検知システム。 100 controller, 200 battery, 210, 310 voltage sensor, 300 smoothing capacitor, 400, 410, 420 relay, 430 resistor, 500 load, 1000 power supply system abnormality detection system.
Claims (4)
前記異常検知装置は、
前記平滑コンデンサの電圧値を検知するための電圧検知手段と、
前記プリチャージ中における、前記蓄電機構から前記平滑コンデンサに流れる電流値を検知するための電流検知手段と、
前記電流検知手段により検知された電流値を積算するための積算手段と、
プリチャージにより前記平滑コンデンサが充電されるべき電圧値と、前記検知された平滑コンデンサの電圧値と、前記積算された電流値とに基づいて、前記電源系統の異常を判定するための判定手段とを含む、電源系統の異常検知装置。 An abnormality detection device for a power supply system in which electric power of a power storage mechanism is supplied to an electric load via a power conversion circuit, wherein the power supply system is a first provided between the power storage mechanism and the power conversion device. A second switch provided between the power storage mechanism and the power converter, and provided in series with a resistor, and a smoothing capacitor connected in parallel to the power converter circuit, A control circuit that closes the second switch to precharge the smoothing capacitor and closes the first switch when the precharge ends,
The abnormality detection device is:
Voltage detection means for detecting the voltage value of the smoothing capacitor;
Current detection means for detecting a current value flowing from the power storage mechanism to the smoothing capacitor during the precharge;
Integrating means for integrating the current values detected by the current detecting means;
Determining means for determining an abnormality of the power supply system based on a voltage value at which the smoothing capacitor is to be charged by precharging, the detected voltage value of the smoothing capacitor, and the integrated current value; An abnormality detection device for a power system including
前記異常検知装置は、
前記蓄電機構の電圧値を検知するための第1の電圧検知手段と、
前記平滑コンデンサの電圧値を検知するための第2の電圧検知手段と、
前記プリチャージ中における、前記蓄電機構から前記平滑コンデンサに流れる電流値を検知するための電流検知手段と、
前記電流検知手段により検知された電流値を積算するための積算手段と、
前記蓄電機構の電圧値と、前記平滑コンデンサの電圧値と、前記積算された電流値とに基づいて、前記電源系統の異常を判定するための判定手段とを含む、電源系統の異常検知装置。 An abnormality detection device for a power supply system in which electric power of a power storage mechanism is supplied to an electric load via a power conversion circuit, wherein the power supply system is a first provided between the power storage mechanism and the power conversion device. A second switch provided between the power storage mechanism and the power converter, and provided in series with a resistor, and a smoothing capacitor connected in parallel to the power converter circuit, A control circuit that closes the second switch to precharge the smoothing capacitor and closes the first switch when the precharge ends,
The abnormality detection device is:
First voltage detection means for detecting a voltage value of the power storage mechanism;
Second voltage detection means for detecting the voltage value of the smoothing capacitor;
Current detection means for detecting a current value flowing from the power storage mechanism to the smoothing capacitor during the precharge;
Integrating means for integrating the current values detected by the current detecting means;
An abnormality detection device for a power supply system, comprising: determination means for determining an abnormality of the power supply system based on a voltage value of the power storage mechanism, a voltage value of the smoothing capacitor, and the integrated current value.
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