JP2008263763A - Vehicle semiconductor relay diagnosing apparatus and method - Google Patents

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Hiroshi Nakayama
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor relay diagnosing apparatus with a circuit for preventing a false detection due to a disturbance as a dew condensation and an electromagnetic noise generated in the vicinity of a circuit for detecting a micro current. <P>SOLUTION: A motor drive system 100 has a dynamo-electric machine 12, an inverter 11, system main relays SMR1, SMR2, a MOSFET 21 as a semiconductor relay, a high voltage battery 18, a smoothing capacitor 15, a limiting resistor R0, a leakage current detecting circuit 10, the semiconductor relay diagnosing apparatus 14, and a motor controller 13. The leakage current detecting circuit 10 has voltage dividing resistors R1, R2 for detecting a leakage current IL flowing in the MOSFET 21 by use of a voltage across both terminals of the limiting resistor R0, a differential amplifier 16, a feedback resistor R3, and an actuation detecting circuit 17 for detecting an actuation condition of the MOSFET 21. The semiconductor relay diagnosing apparatus diagnoses the semiconductor relay based on these signals. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

インバータとバッテリとの間に設けられた半導体リレーの異常を診断する車両用半導体リレー診断装置及び診断方法に関する。   The present invention relates to a vehicle semiconductor relay diagnostic apparatus and a diagnostic method for diagnosing an abnormality of a semiconductor relay provided between an inverter and a battery.

近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車及び電気自動車等が開発され実用化されている。特にハイブリッド自動車は、内燃機関であるエンジンとバッテリで駆動されるモータとを動力源として用いることにより燃費の向上を図っている。   In recent years, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, electric vehicles, and the like have been developed and put to practical use as environmentally friendly vehicles. In particular, the hybrid vehicle uses an engine that is an internal combustion engine and a motor driven by a battery as power sources to improve fuel efficiency.

ハイブリッド自動車等は、バッテリの電圧を昇圧してモータを駆動すると共に、制動時の回生エネルギーによりバッテリを充電するインバータが設けられており、バッテリとインバータの接続にはシステムメインリレーとして高電位側と低電位側とに電磁リレーが設けられている。   A hybrid vehicle or the like is provided with an inverter that boosts the voltage of the battery to drive the motor and charges the battery with regenerative energy at the time of braking. An electromagnetic relay is provided on the low potential side.

インバータには電圧を平準化するための大容量のコンデンサが設けられているため、高電位側と低電位側の電磁リレーをいきなり導通状態にすると、未充電状態のコンデンサに突入電流が流れ、電磁リレーが溶着するおそれがある。このような突入電流が流れるのを防止するため、従来より、制限抵抗を有するプリチャージ用の電磁リレーを高電位側電磁リレーに並列に設け、高電位側電磁リレーを導通する前に、プリチャージ用の電磁リレーを導通させ、プリチャージ終了後に高電位側電磁リレーを導通させている。   Since the inverter is equipped with a large-capacity capacitor for leveling the voltage, if the high-potential and low-potential electromagnetic relays are suddenly turned on, an inrush current flows through the uncharged capacitor and electromagnetic There is a risk of relay welding. In order to prevent such an inrush current from flowing, a precharge electromagnetic relay having a limiting resistance is conventionally provided in parallel with the high potential side electromagnetic relay, and before the high potential side electromagnetic relay is turned on, the precharge is performed. And the high potential side electromagnetic relay is turned on after the precharge is completed.

電源投入時に電磁リレーの作動音が発生することは、静粛性を害すだけでなく、防音のためのコストアップを招く。そこで、このような問題を解決するために特許文献1には、プリチャージ用の電磁リレー代えて低コストかつ小型の半導体リレー(パワーMOSFETトランジスタ)を用いた電源装置が開示されている。   The generation of electromagnetic relay operating noise when power is turned on not only impairs quietness but also increases the cost for soundproofing. In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses a power supply device using a low-cost and small-sized semiconductor relay (power MOSFET transistor) instead of the precharge electromagnetic relay.

また、半導体リレーを用いることで、半導体リレー特有の問題が発生する。そこで、特許文献2には、半導体リレーにおいてMOSFETのドレイン端子の電位を検出することにより、負荷ショート保護機能や過電流保護機能を実現し、半導体リレー特有のOFF時の漏れ電流を低減する技術が開示されている。   In addition, the use of semiconductor relays causes problems specific to semiconductor relays. Therefore, Patent Document 2 discloses a technology that realizes a load short-circuit protection function and an overcurrent protection function by detecting the potential of the drain terminal of the MOSFET in the semiconductor relay, and reduces the leakage current at the time of OFF that is unique to the semiconductor relay. It is disclosed.

特開2006−304408号公報JP 2006-304408 A 特開2002−43916号公報JP 2002-43916 A

しかし、特許文献2で開示されている回路には、低電位側に電圧検出機能を有しているものの、半導体リレーの診断機能は無い。また、半導体リレーのリーク電流を検出する回路を設けると、微少電流を検出する回路に電磁ノイズの回り込みや、湿度が増加して結露による電磁ノイズの回り込み等により誤った検出をするおそれがあった。   However, although the circuit disclosed in Patent Document 2 has a voltage detection function on the low potential side, it does not have a semiconductor relay diagnosis function. In addition, if a circuit that detects the leakage current of a semiconductor relay is provided, there is a risk of erroneous detection due to electromagnetic noise sneaking into the circuit that detects a minute current or electromagnetic noise sneaking due to condensation due to increased humidity. .

そこで、本発明は、微少電流によりリーク故障を検出する半導体リレー診断装置において、微少電流を検出する回路近傍の結露や電磁ノイズの回り込みなどの外乱による誤検出を防止する回路を備えた半導体リレー診断装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a semiconductor relay diagnostic apparatus for detecting a leak failure by a minute current, and a semiconductor relay diagnosis having a circuit for preventing erroneous detection due to disturbance such as dew condensation near the circuit for detecting a minute current or wraparound of electromagnetic noise. An object is to provide an apparatus.

以上のような目的を達成するために、本発明に係る車両用半導体リレー診断装置は、インバータとバッテリとの間に電磁リレー及び半導体リレーが設けられ、半導体リレーの異常を診断する車両用半導体リレー診断装置において、バッテリの低電位側とインバータの低電位側との間に設けられた低電位電磁リレーと並列に配置され、バッテリの低電位側とインバータの低電位側との間で半導体リレーと直列に接続された抵抗素子の両端電圧によってリーク電流を検出するリーク電流検出手段と、バッテリの高電位側とインバータの高電位側との間に設けられた高電位電磁リレーが導通となった後、検出された低電位側のリーク電流の時間変化に基づいて半導体リレーの異常を診断する診断手段と、を有することを特徴とする。   To achieve the above object, a vehicle semiconductor relay diagnostic apparatus according to the present invention is provided with an electromagnetic relay and a semiconductor relay between an inverter and a battery, and diagnoses an abnormality of the semiconductor relay. In the diagnostic device, the semiconductor relay is arranged in parallel with the low potential electromagnetic relay provided between the low potential side of the battery and the low potential side of the inverter, and between the low potential side of the battery and the low potential side of the inverter. After the leakage current detecting means for detecting the leakage current by the voltage across the resistance elements connected in series and the high potential electromagnetic relay provided between the high potential side of the battery and the high potential side of the inverter are turned on Diagnosing means for diagnosing abnormality of the semiconductor relay based on the detected temporal change of the leakage current on the low potential side.

また、本発明に係る車両用半導体リレー診断装置において、リーク電流検出手段によって検出されたリーク電流の時間変化を記憶し、記憶されたリーク電流に基づいて定常値と最大最小値を算出する算出手段を有し、診断手段は、高電位電磁リレーが導通となった後のリーク電流を用いて、算出された定常値が所定の値以下であるときは、正常状態と判断することを特徴とする。   Further, in the vehicle semiconductor relay diagnostic apparatus according to the present invention, calculation means for storing a time change of the leakage current detected by the leakage current detection means and calculating a steady value and a maximum / minimum value based on the stored leakage current. The diagnostic means uses the leakage current after the high-potential electromagnetic relay becomes conductive, and determines that the calculated state is a normal state when the calculated steady-state value is less than or equal to a predetermined value. .

さらに、本発明に係る車両用半導体リレー診断装置において、診断手段は、測定された定常値が所定の値を上回り、算出された定常値と最大最小値の変化量とが所定の値を上回るとき、外乱状態と判定することを特徴とする。   Furthermore, in the vehicular semiconductor relay diagnostic apparatus according to the present invention, the diagnostic means has a measured steady value exceeding a predetermined value, and the calculated steady value and the change amount of the maximum and minimum values exceed a predetermined value. It is characterized by determining a disturbance state.

さらにまた、本発明に係る車両用半導体リレー診断装置において、診断手段は、測定された定常値が所定の値を上回り、かつ、算出された定常値と最大最小値の変化量とが所定の値以下のとき、故障状態と判定することを特徴とする。   Furthermore, in the semiconductor relay diagnostic apparatus for a vehicle according to the present invention, the diagnostic means has a measured steady value exceeding a predetermined value, and the calculated steady value and the change amount of the maximum and minimum values are a predetermined value. In the following cases, a failure state is determined.

本発明に係る車両用半導体リレー診断装置の診断方法は、インバータとバッテリとの間に電磁リレー及び半導体リレーが設けられ、半導体リレーの異常を診断する車両用半導体リレー診断装置の診断方法において、バッテリの低電位側とインバータの低電位側との間に設けられた低電位電磁リレーと並列に配置され、バッテリの低電位側とインバータの低電位側との間で半導体リレーと直列に接続された抵抗素子の両端電圧によってリーク電流を検出するリーク電流検出工程と、バッテリの高電位側とインバータの高電位側との間に設けられた高電位電磁リレーが導通となった後、検出された低電位側のリーク電流の時間変化に基づいて半導体リレーの異常を診断する診断工程と、を含むことを特徴とする。   A diagnostic method for a semiconductor relay diagnostic device for a vehicle according to the present invention includes: an electromagnetic relay and a semiconductor relay provided between an inverter and a battery; and the diagnostic method for a semiconductor relay diagnostic device for a vehicle that diagnoses an abnormality of the semiconductor relay. Arranged in parallel with a low potential electromagnetic relay provided between the low potential side of the inverter and the low potential side of the inverter, and connected in series with the semiconductor relay between the low potential side of the battery and the low potential side of the inverter The leakage current detecting step for detecting the leakage current by the voltage across the resistance element and the low potential detected after the high potential electromagnetic relay provided between the high potential side of the battery and the high potential side of the inverter becomes conductive. And a diagnostic step of diagnosing abnormality of the semiconductor relay based on the time change of the leakage current on the potential side.

また、本発明に係る車両用半導体リレー診断装置の診断方法において、リーク電流検出手段によって検出されたリーク電流の時間変化を記憶し、記憶されたリーク電流に基づいて定常値と最大最小値を算出する算出工程を含み、診断工程は、高電位電磁リレーが導通となった後のリーク電流を用いて、算出された定常値が所定の値以下であるときは、正常状態と判断することを特徴とする。   In the diagnostic method of the semiconductor relay diagnostic apparatus for a vehicle according to the present invention, the time change of the leakage current detected by the leakage current detecting means is stored, and the steady value and the maximum / minimum value are calculated based on the stored leakage current. The diagnostic step includes using a leakage current after the high-potential electromagnetic relay is turned on, and determining that the calculated steady-state value is equal to or less than a predetermined value is a normal state. And

さらに、本発明に係る車両用半導体リレー診断装置の診断方法において、診断工程は、測定された定常値が所定の値を上回り、算出された定常値と最大最小値の変化量とが所定の値を上回るとき、外乱状態と判定することを特徴とする。   Furthermore, in the diagnostic method for a semiconductor relay diagnostic device for a vehicle according to the present invention, the diagnostic step includes a step in which the measured steady value exceeds a predetermined value, and the calculated steady value and the change amount of the maximum / minimum value are a predetermined value. It is characterized by determining a disturbance state when exceeding.

さらにまた、車両用半導体リレー診断装置の診断方法において、診断工程は、測定された定常値が所定の値を上回り、かつ、算出された定常値と最大最小値の変化量とが所定の値以下のとき、故障状態と判定することを特徴とする。   Furthermore, in the diagnostic method of the semiconductor relay diagnostic device for a vehicle, the diagnostic step includes a measured steady value exceeding a predetermined value, and the calculated steady value and the change amount of the maximum and minimum values are equal to or less than the predetermined value. In this case, it is characterized in that a failure state is determined.

本発明を用いると、微少電流を検出する回路近傍の結露や電磁ノイズの回り込みなどの外乱による誤検出を防止することが可能となり、診断回路の信頼性が向上するという効果がある。   By using the present invention, it is possible to prevent erroneous detection due to disturbances such as dew condensation in the vicinity of a circuit for detecting a minute current or electromagnetic noise, and the reliability of the diagnostic circuit is improved.

以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図1は、車両に搭載されるモータ駆動システム100の構成図である。モータ駆動システム100は、駆動用の電動機又は回生用の発電機として作動する回転電機12(モータ/ジェネレータ)と、インバータ11と、システムメインリレー(SMR1,SMR2)と、半導体リレーであるMOSFET21と、高電圧型のバッテリ18と、平滑コンデンサ15と、制限抵抗R0と、リーク電流検出回路10と、半導体リレー診断装置14と、モータ制御装置13と、を有している。   FIG. 1 is a configuration diagram of a motor drive system 100 mounted on a vehicle. The motor drive system 100 includes a rotating electrical machine 12 (motor / generator) that operates as a drive motor or a regenerative generator, an inverter 11, system main relays (SMR1, SMR2), a MOSFET 21 that is a semiconductor relay, It has a high-voltage battery 18, a smoothing capacitor 15, a limiting resistor R 0, a leak current detection circuit 10, a semiconductor relay diagnostic device 14, and a motor control device 13.

リーク電流検出回路10は、MOSFET21を流れるリーク電流ILを制限抵抗R0の両端電圧にてリーク電流検出用の分圧抵抗R1,R2及び差動アンプ16と、フィードバック抵抗R3と、MOSFET21の作動状況を検出するための作動検出回路17と、を有している。リーク電流検出回路10は、検出したリーク電流と、MOSFET21の動作状況と、を半導体リレー診断装置14へ出力する。   The leakage current detection circuit 10 uses the leakage current IL flowing through the MOSFET 21 as a voltage across the limiting resistor R0 to detect the leakage current detection voltage dividing resistors R1 and R2, the differential amplifier 16, the feedback resistor R3, and the operation status of the MOSFET 21. And an operation detection circuit 17 for detection. The leak current detection circuit 10 outputs the detected leak current and the operating status of the MOSFET 21 to the semiconductor relay diagnostic device 14.

次に、各機器の接続関係について示す。バッテリ18の高電位側には、システムメインリレーSMR1の一端が接続され、バッテリ18の低電位側には、システムメインリレーSMR1の一端と、制限抵抗R0の一端が接続されており、制限抵抗R0の他端はMOSFET21のソース端子に接続されている。また、システムメインリレーSMR1の他端と、平滑コンデンサ15の一端と、インバータ11の高電位側と、が接続され、同様にしてシステムメインリレーSMR2の他端と、平滑コンデンサ15の他端と、MOSFET21のドレイン端子と、インバータ11の低電位側と、が接続されている。   Next, the connection relationship of each device is shown. One end of the system main relay SMR1 is connected to the high potential side of the battery 18, and one end of the system main relay SMR1 and one end of the limiting resistor R0 are connected to the low potential side of the battery 18, and the limiting resistor R0. Is connected to the source terminal of the MOSFET 21. Further, the other end of the system main relay SMR1, one end of the smoothing capacitor 15, and the high potential side of the inverter 11 are connected. Similarly, the other end of the system main relay SMR2 and the other end of the smoothing capacitor 15 are connected. The drain terminal of the MOSFET 21 and the low potential side of the inverter 11 are connected.

インバータ11はバッテリ18の直流電力を昇圧してU相,V相,W相の三相交流に変換し、各相のケーブルは、三相交流で作動する回転電機12と接続されている。また、モータ制御装置13は、図示しないイグニッションスイッチ(スタートS/W)、アクセル開度等の信号に応じてインバータ11等を制御する。   The inverter 11 boosts the DC power of the battery 18 and converts it into a three-phase AC of U phase, V phase, and W phase, and each phase cable is connected to a rotating electrical machine 12 that operates with the three-phase AC. Further, the motor control device 13 controls the inverter 11 and the like according to signals such as an ignition switch (start S / W) (not shown) and the accelerator opening.

図2には、半導体リレー診断装置14によって検出されたリーク電流相当のリーク電圧と、そのリーク電圧の測定値の挙動による判断条件が示されている。図2に示す波形は、横軸は時間、縦軸はリーク電圧である。図1のリーク電流検出回路10は、分圧抵抗R1,R2の中間点Aの電圧を増幅して半導体リレー診断装置14に出力する。MOSFET21が正常状態のときは、定常しきい値以下のA状態となり、例えば、2mV程度の電圧値を検出して出力する。   FIG. 2 shows a leak voltage corresponding to the leak current detected by the semiconductor relay diagnostic device 14 and a determination condition based on the behavior of the measured value of the leak voltage. In the waveform shown in FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents leakage voltage. 1 amplifies the voltage at the midpoint A of the voltage dividing resistors R1 and R2 and outputs the amplified voltage to the semiconductor relay diagnostic device 14. When the MOSFET 21 is in a normal state, the A state is below the steady threshold value, and for example, a voltage value of about 2 mV is detected and output.

ここで、定常しきい値は、例えば、5mVに設定されているが、数mV程度の微少電圧を測定する回路に電磁ノイズが回り込むことにより、通常2mV程度の出力値が大幅に変動し、例えば、0Vから1000mV(1V)程度の振幅で変化する場合がある。   Here, the steady threshold value is set to 5 mV, for example, but when electromagnetic noise wraps around a circuit that measures a minute voltage of about several mV, the output value of about 2 mV usually varies greatly. , And may vary with an amplitude of about 0 V to 1000 mV (1 V).

このような場合では、定常しきい値5mV以上のリーク電圧を半導体リレーの異常として誤検知してしまう。そこで、本実施形態では、最低しきい値と最高しきい値とを設定し、結露や外来ノイズによるリーク電圧の変動と、故障とを識別するために、以下の処理を実行する。具体的には、リーク電流検出回路で増幅された信号を半導体リレー診断装置14によりA/D変換後、最大最小値の変化量又は変化率を算出し、予め決められた幅を超えて変化する場合にはノイズによる「特異状態」であると判定し、測定を継続して誤検知を減少させる処理を実行する。   In such a case, a leak voltage with a steady threshold value of 5 mV or more is erroneously detected as an abnormality of the semiconductor relay. Therefore, in the present embodiment, the minimum threshold value and the maximum threshold value are set, and the following processing is executed in order to identify a fluctuation in leakage voltage due to condensation or external noise and a failure. Specifically, after the signal amplified by the leakage current detection circuit is A / D converted by the semiconductor relay diagnostic device 14, the change amount or change rate of the maximum / minimum value is calculated, and changes beyond a predetermined width. In this case, it is determined that the state is a “singular state” due to noise, and the process of continuing the measurement to reduce false detection is executed.

一般的に、MOSFET21が故障した場合には、所定のリーク電圧(図中の「故障状態」)で安定し、ノイズのような「特異状態」とはならない。しかし、特異状態が所定時間以上継続する場合には、リーク電流検出回路10に設けられている別系統の作動検出回路17により再度確認する必要がある。   In general, when the MOSFET 21 fails, the MOSFET 21 is stabilized at a predetermined leakage voltage (“failure state” in the figure) and does not become a “singular state” such as noise. However, when the singular state continues for a predetermined time or more, it is necessary to confirm again by another system operation detection circuit 17 provided in the leakage current detection circuit 10.

図3には、半導体リレー診断装置14の診断処理の流れが示されており、図1,図2と共に処理の流れを示す。最初に、モータ制御装置13は半導体リレー診断装置14に診断処理の開始を指示する。次に、モータ制御装置13は、低電位側のMOSFET21をオンにした後に、高電位側のシステムメインリレーSMR1をオンにすると、制限抵抗R0で制限された電圧によって平滑コンデンサ15がプリチャージされる。   FIG. 3 shows a flow of diagnostic processing of the semiconductor relay diagnostic device 14, and shows the flow of processing together with FIGS. First, the motor control device 13 instructs the semiconductor relay diagnostic device 14 to start diagnostic processing. Next, when the motor control device 13 turns on the low-potential side MOSFET 21 and then turns on the high-potential side system main relay SMR1, the smoothing capacitor 15 is precharged by the voltage limited by the limiting resistor R0. .

半導体リレー診断装置14は、ステップS10において、システムメインリレーSMR1と、MOSFET21と、の起動を確認すると、ステップS12に移る。半導体リレー診断装置14は、ステップS12において、リーク電流検出回路10のリーク電流の時間変化を測定する。次に、ステップS14において、時間変化における定常値と、最大値と、最小値と、を算出する。ステップS14で算出された定常値が図2の定常しきい値以下の場合は、ステップS22に移り、「正常」と判断される。   When the semiconductor relay diagnostic device 14 confirms the activation of the system main relay SMR1 and the MOSFET 21 in step S10, the semiconductor relay diagnostic device 14 proceeds to step S12. In step S <b> 12, the semiconductor relay diagnostic device 14 measures a temporal change in the leakage current of the leakage current detection circuit 10. Next, in step S14, a steady value, a maximum value, and a minimum value in a time change are calculated. If the steady value calculated in step S14 is less than or equal to the steady threshold value in FIG. 2, the process proceeds to step S22 and is determined to be “normal”.

もし、算出された定常値が定常しきい値を上回る場合には、ステップS18に移る。ステップS18において、最大最小値が最高しきい値と最低しきい値との両方を超えるような場合には、特異状態としてステップS24に移る。ステップS24において、ノイズと判定すると共に、検出カウンタnをインクリメントする。ステップS26において、検出カウンタnがN回以下であれば、ステップS12に戻り、測定を継続する。なお、最高しきい値と最低しきい値とはリーク電流波形の平均値を中心として設定されている。   If the calculated steady value exceeds the steady threshold value, the process proceeds to step S18. If the maximum / minimum value exceeds both the maximum threshold value and the minimum threshold value in step S18, the process proceeds to step S24 as a singular state. In step S24, it is determined that the noise is present, and the detection counter n is incremented. In step S26, if the detection counter n is N times or less, the process returns to step S12 and measurement is continued. The maximum threshold value and the minimum threshold value are set around the average value of the leak current waveform.

ステップS26においてN回を上回る場合には、ステップS20に移り、ステップS20において、MOSFET21の作動状況と、作動検出回路17からの状態信号と、を比較してMOSFET21の作動状況と一致しない場合には「故障」と判定して終了する。   If it exceeds N times in step S26, the process proceeds to step S20. In step S20, when the operation state of the MOSFET 21 is compared with the state signal from the operation detection circuit 17, the operation state of the MOSFET 21 is not matched. It is determined as “failure” and ends.

なお、本実施形態では、半導体リレー診断装置14がノイズによる「特異状態」であると判定した場合には、測定を継続させる処理を行ったが、この処理に限るものではなく、半導体リレー診断自身を所定時間マスクする処理に置き換えても好適である。また、本実施形態では半導体リレー診断装置14を設けたが、モータ制御装置のプログラムで実現してもよい。さらに、本実施形態では、半導体スイッチをMOSFETとして説明したが、これに限定するものではなく、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等でもよい。   In the present embodiment, when the semiconductor relay diagnostic device 14 determines that the “singular state” is caused by noise, the process for continuing the measurement is performed. However, the present invention is not limited to this process, and the semiconductor relay diagnosis itself It is also preferable to replace with a process of masking for a predetermined time. Moreover, although the semiconductor relay diagnostic device 14 is provided in the present embodiment, it may be realized by a program of the motor control device. Furthermore, in the present embodiment, the semiconductor switch has been described as a MOSFET, but is not limited to this, and may be an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or the like.

本発明の実施形態に係る半導体リレー診断装置を含むモータ制御システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a motor control system including a semiconductor relay diagnostic device according to an embodiment of the present invention. 半導体リレー診断装置において測定されたリーク電圧の変化と、判定条件を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the change of the leakage voltage measured in the semiconductor relay diagnostic apparatus, and determination conditions. 半導体リレー診断装置の診断処理の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of the diagnostic process of a semiconductor relay diagnostic apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 リーク電流検出回路、11 インバータ、12 回転電機、13 モータ制御装置、14 半導体リレー診断装置、15 平滑コンデンサ、16 差動アンプ、17 作動検出回路、18 バッテリ、21 MOSFET、100 モータ駆動システム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Leakage current detection circuit, 11 Inverter, 12 Rotating electric machine, 13 Motor control apparatus, 14 Semiconductor relay diagnostic apparatus, 15 Smoothing capacitor, 16 Differential amplifier, 17 Operation | movement detection circuit, 18 Battery, 21 MOSFET, 100 Motor drive system.

Claims (8)

インバータとバッテリとの間に電磁リレー及び半導体リレーが設けられ、半導体リレーの異常を診断する車両用半導体リレー診断装置において、
バッテリの低電位側とインバータの低電位側との間に設けられた低電位電磁リレーと並列に配置され、バッテリの低電位側とインバータの低電位側との間で半導体リレーと直列に接続された抵抗素子の両端電圧によってリーク電流を検出するリーク電流検出手段と、
バッテリの高電位側とインバータの高電位側との間に設けられた高電位電磁リレーが導通となった後、検出された低電位側のリーク電流の時間変化に基づいて半導体リレーの異常を診断する診断手段と、
を有することを特徴とする車両用半導体リレー診断装置。
In a vehicle semiconductor relay diagnostic apparatus for diagnosing an abnormality of a semiconductor relay in which an electromagnetic relay and a semiconductor relay are provided between the inverter and the battery,
Arranged in parallel with the low potential electromagnetic relay provided between the low potential side of the battery and the low potential side of the inverter, and connected in series with the semiconductor relay between the low potential side of the battery and the low potential side of the inverter. Leakage current detection means for detecting leakage current by the voltage across the resistance element;
After the high-potential electromagnetic relay provided between the high-potential side of the battery and the high-potential side of the inverter becomes conductive, the abnormality of the semiconductor relay is diagnosed based on the time change of the detected leakage current on the low-potential side Diagnostic means to
A vehicular semiconductor relay diagnostic apparatus.
請求項1に記載の車両用半導体リレー診断装置において、
リーク電流検出手段によって検出されたリーク電流の時間変化を記憶し、記憶されたリーク電流に基づいて定常値と最大最小値を算出する算出手段を有し、
診断手段は、高電位電磁リレーが導通となった後のリーク電流を用いて、算出された定常値が所定の値以下であるときは、正常状態と判断する車両用半導体リレー診断装置。
The semiconductor relay diagnostic device for a vehicle according to claim 1,
Storing a time change of the leakage current detected by the leakage current detection means, and having a calculation means for calculating a steady value and a maximum / minimum value based on the stored leakage current,
A diagnostic device for a semiconductor relay for a vehicle, which uses a leakage current after the high-potential electromagnetic relay is turned on, and determines that it is in a normal state when the calculated steady value is equal to or less than a predetermined value.
請求項2に記載の車両用半導体リレー診断装置において、さらに、
診断手段は、測定された定常値が所定の値を上回り、算出された定常値と最大最小値の変化量とが所定の値を上回るとき、外乱状態と判定する車両用半導体リレー診断装置。
The vehicular semiconductor relay diagnostic apparatus according to claim 2, further comprising:
The vehicle semiconductor relay diagnostic device for determining a disturbance state when the measured steady value exceeds a predetermined value and the calculated steady value and the change amount of the maximum and minimum values exceed a predetermined value.
請求項3に記載の車両用半導体リレー診断装置において、さらに、
診断手段は、測定された定常値が所定の値を上回り、かつ、算出された定常値と最大最小値の変化量とが所定の値以下のとき、故障状態と判定する車両用半導体リレー診断装置。
The vehicular semiconductor relay diagnostic apparatus according to claim 3, further comprising:
The diagnostic means determines the failure state when the measured steady value exceeds a predetermined value and the calculated steady value and the change amount of the maximum and minimum values are equal to or less than the predetermined value. .
インバータとバッテリとの間に電磁リレー及び半導体リレーが設けられ、半導体リレーの異常を診断する車両用半導体リレー診断装置の診断方法において、
バッテリの低電位側とインバータの低電位側との間に設けられた低電位電磁リレーと並列に配置され、バッテリの低電位側とインバータの低電位側との間で半導体リレーと直列に接続された抵抗素子の両端電圧によってリーク電流を検出するリーク電流検出工程と、
バッテリの高電位側とインバータの高電位側との間に設けられた高電位電磁リレーが導通となった後、検出された低電位側のリーク電流の時間変化に基づいて半導体リレーの異常を診断する診断工程と、
を含むことを特徴とする車両用半導体リレー診断装置の診断方法。
In the diagnostic method of the semiconductor relay diagnostic device for vehicles, in which an electromagnetic relay and a semiconductor relay are provided between the inverter and the battery, and the abnormality of the semiconductor relay is diagnosed,
Arranged in parallel with the low potential electromagnetic relay provided between the low potential side of the battery and the low potential side of the inverter, and connected in series with the semiconductor relay between the low potential side of the battery and the low potential side of the inverter. A leakage current detection step of detecting a leakage current by the voltage across the resistance element;
After the high-potential electromagnetic relay provided between the high-potential side of the battery and the high-potential side of the inverter becomes conductive, the abnormality of the semiconductor relay is diagnosed based on the time change of the detected leakage current on the low-potential side Diagnostic process to
A diagnostic method for a semiconductor relay diagnostic device for vehicles, comprising:
請求項5に記載の車両用半導体リレー診断装置の診断方法において、
リーク電流検出手段によって検出されたリーク電流の時間変化を記憶し、記憶されたリーク電流に基づいて定常値と最大最小値を算出する算出工程を含み、
診断工程は、高電位電磁リレーが導通となった後のリーク電流を用いて、算出された定常値が所定の値以下であるときは、正常状態と判断する車両用半導体リレー診断装置の診断方法。
In the diagnostic method of the semiconductor relay diagnostic device for vehicles according to claim 5,
Storing a time change of the leakage current detected by the leakage current detecting means, and calculating a steady value and a maximum / minimum value based on the stored leakage current,
The diagnostic step uses the leakage current after the high-potential electromagnetic relay is turned on, and when the calculated steady-state value is equal to or less than a predetermined value, the diagnostic method for the vehicle-use semiconductor relay diagnostic device determines that the vehicle is in a normal state .
請求項6に記載の車両用半導体リレー診断装置の診断方法において、さらに、
診断工程は、測定された定常値が所定の値を上回り、算出された定常値と最大最小値の変化量とが所定の値を上回るとき、外乱状態と判定する車両用半導体リレー診断装置の診断方法。
In the diagnostic method of the semiconductor relay diagnostic device for vehicles according to claim 6, further,
In the diagnosis step, when the measured steady-state value exceeds a predetermined value and the calculated steady-state value and the change amount of the maximum and minimum values exceed the predetermined value, the diagnosis of the vehicle semiconductor relay diagnostic device for determining a disturbance state Method.
請求項7に記載の車両用半導体リレー診断装置の診断方法において、さらに、
診断工程は、測定された定常値が所定の値を上回り、かつ、算出された定常値と最大最小値の変化量とが所定の値以下のとき、故障状態と判定する車両用半導体リレー診断装置の診断方法。
In the diagnostic method of the semiconductor relay diagnostic device for vehicles according to claim 7, further,
In the diagnosis step, when the measured steady value exceeds a predetermined value and the calculated steady value and the change amount of the maximum / minimum value are equal to or smaller than the predetermined value, the vehicle semiconductor relay diagnostic device for determining a failure state Diagnosis method.
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