JP2009254150A - Step-up converter control device for electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両の昇圧コンバータ制御装置に係り、特に大気圧センサの測定値に基いて昇圧コンバータによる昇圧を制御する昇圧制御装置を備えた電動車両の昇圧コンバータ制御装置に関する。 The present invention relates to a boost converter control device for an electric vehicle, and more particularly, to a boost converter control device for an electric vehicle including a boost control device that controls boosting by a boost converter based on a measured value of an atmospheric pressure sensor.
ハイブリッド車両等の電動車両には、車両を駆動する電動機や電源電圧を昇圧する昇圧コンバータなど高電圧で駆動する又は高電圧を供給する電気機器が搭載されている。これらの電気機器には、短絡(ショート)を防止するために、導体間に一定の間隔を設ける或いは導体を絶縁被覆するなどの絶縁対策が施されている。このような電動車両が高地を走行する場合、高地では気圧が低く空気の誘電率が上昇するので、導体間の部分放電量が増加して所謂絶縁崩壊を引き起こすおそれがある。そのため、電動車両には大気圧に応じて電気機器の電圧値を設定する制御装置が搭載されている。 An electric vehicle such as a hybrid vehicle is equipped with an electric device that drives or supplies a high voltage, such as an electric motor that drives the vehicle or a boost converter that boosts a power supply voltage. In order to prevent a short circuit (short circuit), these electrical devices are provided with insulation measures such as providing a certain interval between conductors or insulatingly covering the conductors. When such an electric vehicle travels in a high altitude, the atmospheric pressure is low and the dielectric constant of air rises in the high altitude, so that the amount of partial discharge between the conductors may increase and so-called insulation breakdown may occur. Therefore, the electric vehicle is equipped with a control device that sets the voltage value of the electric device according to the atmospheric pressure.
上記の制御装置としては、例えば、特許文献1に開示されている移動体の制御装置が挙げられる。特許文献1の制御装置は、大気圧を検知するための手段と、電動機を制御するための制御手段とを含み、その制御手段には、大気圧センサにより検知された大気圧に応じて電動機及び電動機に供給される電圧値を設定するための手段と、設定された電圧値に基づいて電動機を制御するための手段とを含んでいる。なお、特許文献1には、大気圧を検知するための手段として大気圧センサを使用し、大気圧センサの測定値に基いて予め記憶された昇圧電圧の最大値をコンバータにおいて出力される昇圧電圧の最大値として設定すること、即ち大気圧センサの測定値に基いて昇圧コンバータによる昇圧を制御することが述べられている。 As said control apparatus, the control apparatus of the moving body currently disclosed by patent document 1 is mentioned, for example. The control device of Patent Document 1 includes a means for detecting atmospheric pressure and a control means for controlling the electric motor. The control means includes an electric motor and an electric motor according to the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor. Means for setting a voltage value to be supplied to the electric motor and means for controlling the electric motor based on the set voltage value are included. In Patent Document 1, an atmospheric pressure sensor is used as a means for detecting the atmospheric pressure, and the boosted voltage output from the converter is the maximum value of the boosted voltage stored in advance based on the measured value of the atmospheric pressure sensor. Is set as the maximum value, that is, boosting by the boosting converter is controlled based on the measured value of the atmospheric pressure sensor.
一般的に、大気圧センサは、特許文献2に記載されているように、センサ素子部が水濡れすると機能しなくなるので、貫通孔に撥水性の通気フィルタが装着された防水ケースの内部に格納されてエンジンルーム等に設置されている。従って、大気圧センサには撥水性の通気フィルタを介してケース外部の大気圧が導入されることが特許文献2に記載されている。 In general, as described in Patent Document 2, the atmospheric pressure sensor does not function when the sensor element portion is wetted with water. Therefore, the atmospheric pressure sensor is stored in a waterproof case in which a water repellent ventilation filter is attached to the through hole. And installed in the engine room. Therefore, Patent Document 2 describes that atmospheric pressure outside the case is introduced to the atmospheric pressure sensor via a water-repellent ventilation filter.
特許文献1の制御装置によれば、電動車両が気圧の低い高地を走行する場合にも、大気圧センサの測定値に基いて電圧値を設定することにより電気機器の絶縁性能を確保できるが、電圧値制御の基準となる大気圧センサの測定値に異常が発生する場合がある。そのような場合には、誤った測定値に基いて電圧値の制御がなされる可能性があり、絶縁性能の確保等の観点から改良の余地がある。 According to the control device of Patent Document 1, even when the electric vehicle travels in a high altitude with low atmospheric pressure, it is possible to ensure the insulation performance of the electric device by setting the voltage value based on the measured value of the atmospheric pressure sensor. An abnormality may occur in the measured value of the atmospheric pressure sensor that is a reference for voltage value control. In such a case, the voltage value may be controlled based on an erroneous measurement value, and there is room for improvement from the viewpoint of ensuring insulation performance.
ここで大気圧センサの測定値に異常が発生する要因としては、大気圧センサの故障などが挙げられるが、大気圧センサに故障が無くても、それを格納した防水ケースに装着された通気フィルタに異常があれば測定値に異常が発生する場合がある。特許文献2に記載されているように、大気圧センサには、撥水性の通気フィルタを介してケース外部の大気圧が導入されるため、例えば、通気フィルタに水が付着して通気性能が低下した場合には異常値が検出される可能性がある。なお、通気フィルタに水が付着することは、極めて稀であり、例えば、長期の使用により通気フィルタに粘土等が付着して撥水性が低下した状態でエンジンルームの高圧洗浄を実施した場合などに起こることがある。 Here, the cause of the abnormality in the measured value of the atmospheric pressure sensor is the failure of the atmospheric pressure sensor, etc. Even if there is no failure in the atmospheric pressure sensor, the ventilation filter attached to the waterproof case that stores it If there is an abnormality in the measured value, an abnormality may occur in the measured value. As described in Patent Document 2, since atmospheric pressure outside the case is introduced to the atmospheric pressure sensor via a water-repellent ventilation filter, for example, water adheres to the ventilation filter and the ventilation performance decreases. In such a case, an abnormal value may be detected. In addition, it is extremely rare that water adheres to the ventilation filter.For example, when the engine room is subjected to high-pressure washing in a state where clay or the like adheres to the ventilation filter due to long-term use and the water repellency is lowered. May happen.
大気圧センサの異常検出の要因が、通気フィルタの水付着に起因する場合、通気フィルタが乾燥すれば通気性能が回復して正常な大気圧を測定することが可能になる。従って、大気圧センサの測定値が異常であることを判定して、その要因が通気フィルタに起因する一時的な異常であることがわかれば、絶縁性能の確保等の観点からさらに高いレベルの昇圧制御が可能になる。 When the cause of abnormality detection of the atmospheric pressure sensor is due to water adhesion of the ventilation filter, if the ventilation filter dries, the ventilation performance is restored and normal atmospheric pressure can be measured. Therefore, if it is determined that the measured value of the atmospheric pressure sensor is abnormal and the cause is found to be a temporary abnormality caused by the ventilation filter, a higher level of boosting can be achieved from the viewpoint of ensuring insulation performance. Control becomes possible.
しかしながら、従来の制御装置では、大気圧センサの異常検出の要因が、大気圧センサの故障などに起因するのか、或いは通気フィルタの水付着による一時的な異常に起因するものなのかを判断することができない。さらには、誤った測定値に基いて昇圧制御がなされる可能性もある。 However, in the conventional control device, it is determined whether the cause of the abnormality detection of the atmospheric pressure sensor is caused by a failure of the atmospheric pressure sensor or the temporary abnormality caused by water adhesion of the ventilation filter. I can't. Furthermore, there is a possibility that boost control is performed based on an erroneous measurement value.
本発明の目的は、大気圧センサの異常検出を識別して、その異常検出の原因を特定することが可能な電動車両の昇圧コンバータ制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a boost converter control device for an electric vehicle that can identify abnormality detection of an atmospheric pressure sensor and identify the cause of the abnormality detection.
本発明に係る電動車両の昇圧コンバータ制御装置は、電源電圧を昇圧して電動機に供給する昇圧コンバータと、通気フィルタが装着された防水ケースの内部に格納される大気圧センサと、大気圧センサの測定値に基いて昇圧コンバータによる昇圧を制御する昇圧制御装置と、を備えた電動車両の昇圧コンバータ制御装置において、大気圧センサの測定値と、防水ケースの外部に設置され大気圧測定が可能なセンサの大気圧測定値とを比較して、各測定値の差が所定値を超えた場合に、大気圧センサの測定値が異常であると判定する異常判定手段と、測定値の異常が判定されてから所定の待機時間を経過した後に、大気圧センサの測定値が正常であるか否かを再度判定して、測定値の異常が通気フィルタに起因する異常であるか否かを決定する要因決定手段と、を有することを特徴とする。 A boost converter control device for an electric vehicle according to the present invention includes a boost converter that boosts a power supply voltage and supplies the boosted voltage to an electric motor, an atmospheric pressure sensor stored in a waterproof case with a ventilation filter, and an atmospheric pressure sensor. In a boost converter control device for an electric vehicle including a boost control device that controls boosting by a boost converter based on a measured value, the measured value of an atmospheric pressure sensor and the atmospheric pressure measurement can be performed outside the waterproof case Comparing with the atmospheric pressure measurement value of the sensor, if the difference between each measurement value exceeds the predetermined value, the abnormality determination means to determine that the measurement value of the atmospheric pressure sensor is abnormal, and the abnormality of the measurement value is determined After a predetermined waiting time has elapsed since then, it is determined again whether or not the measured value of the atmospheric pressure sensor is normal, and it is determined whether or not the measured value is abnormal due to the ventilation filter. And having a factor determining means.
また、待機時間を所定のパラメータに基いて算出する待機時間算出手段を有することが好ましい。 Moreover, it is preferable to have a standby time calculation means for calculating the standby time based on a predetermined parameter.
また、待機時間算出手段は、待機時間の算出に使用したパラメータの値が所定の範囲を超えて変化した場合に、変化したパラメータの値に基いた待機時間を再度算出することが好ましい。 In addition, it is preferable that the standby time calculation means calculates again the standby time based on the changed parameter value when the parameter value used for calculating the standby time has changed beyond a predetermined range.
また、大気圧センサの測定値が異常であると判定されたときには、昇圧制御装置に大気圧センサの測定値に基いた昇圧コンバータによる昇圧の制限を解除させることが好ましい。 In addition, when it is determined that the measured value of the atmospheric pressure sensor is abnormal, it is preferable to cause the boosting control device to release the limitation of the boosting by the boosting converter based on the measured value of the atmospheric pressure sensor.
本発明に係る電動車両の昇圧コンバータ制御装置によれば、大気圧センサの測定値と、防水ケースの外部に設置され大気圧測定が可能なセンサの大気圧測定値とを比較して、各測定値の差が所定値を超えた場合に、大気圧センサの測定値が異常であると判定する異常判定手段を有するので、大気圧センサの異常検出を識別することができ、大気圧センサの誤った測定値に基づく昇圧制御を確実に防止することが可能になる。 According to the step-up converter control device for an electric vehicle according to the present invention, the measurement value of the atmospheric pressure sensor is compared with the atmospheric pressure measurement value of a sensor installed outside the waterproof case and capable of measuring atmospheric pressure. When the difference between the values exceeds a predetermined value, there is an abnormality determination means that determines that the measured value of the atmospheric pressure sensor is abnormal. It is possible to reliably prevent the boost control based on the measured value.
また、測定値の異常が判定されてから所定の待機時間を経過した後に、大気圧センサの測定値が異常であるか否かを再度判定して、測定値の異常が通気フィルタに起因する異常であるか否かを決定する要因決定手段を有するので、大気圧センサの測定値の異常が、大気圧センサの故障などに起因するのか、或いは通気フィルタの水付着など一時的な異常に起因するものなのかを判断することが可能になる。従って、絶縁性能を確実に確保しながら、不要な昇圧制限の回避でき、さらに高いレベルの昇圧制御が可能になる。 In addition, after a predetermined waiting time has elapsed since the measurement value abnormality was determined, it is determined again whether the measurement value of the atmospheric pressure sensor is abnormal, and the abnormality in the measurement value is caused by the ventilation filter. Since there is a factor determination means for determining whether or not the atmospheric pressure sensor, an abnormality in the measured value of the atmospheric pressure sensor is caused by a failure of the atmospheric pressure sensor or a temporary abnormality such as water adhesion of the ventilation filter It is possible to determine whether it is a thing. Accordingly, unnecessary boost restriction can be avoided while ensuring insulation performance, and higher level boost control can be achieved.
請求項2に記載の発明において、待機時間を所定のパラメータに基いて算出する待機時間算出手段を有するので、例えば、通気フィルタに水が付着した場合に、防水ケース周辺の気温や湿度、電動車両が走行している高度などに基いて通気フィルタに付着した水の乾燥時間、即ち異常検出の要因を決定するために必要十分な待機時間を算出することができる。従って、待機状態からの早急な復旧、或いは待機時間の不足による誤った要因決定を防止することが容易になる。 In the invention according to claim 2, since the standby time calculation means for calculating the standby time based on a predetermined parameter is provided, for example, when water adheres to the ventilation filter, the temperature and humidity around the waterproof case, the electric vehicle It is possible to calculate a drying time of water adhering to the ventilation filter based on the altitude at which the vehicle is traveling, that is, a standby time that is necessary and sufficient to determine the cause of abnormality detection. Therefore, it becomes easy to prevent quick recovery from the standby state or erroneous factor determination due to insufficient standby time.
請求項3に記載の発明において、待機時間の算出に使用したパラメータの値が所定の範囲を超えて変化した場合に、変化したパラメータの値に基いた待機時間を再度算出するので、例えば、周辺温度や高度が走行中に変化した場合には、通気フィルタに付着した水の乾燥時間を正確に算出することができる。一方、パラメータの僅かな変化による再計算の実行を抑制して、待機状態からの復旧の遅延等を防止することができる。 In the invention according to claim 3, when the value of the parameter used for calculating the waiting time changes beyond a predetermined range, the waiting time is calculated again based on the changed parameter value. When the temperature and altitude change during traveling, the drying time of water attached to the ventilation filter can be accurately calculated. On the other hand, execution of recalculation due to slight changes in parameters can be suppressed, and delays in recovery from the standby state can be prevented.
請求項4に記載の発明において、大気圧センサの測定値が異常であると判定されたときには、昇圧制御装置に大気圧センサの測定値に基いた昇圧コンバータによる昇圧の制限を解除させるので、大気圧センサの誤った測定値に基づく昇圧制限を防止して、不要な昇圧制限により発生する不要な電動機の出力制限を回避することができる。 In the invention according to claim 4, when it is determined that the measured value of the atmospheric pressure sensor is abnormal, the boost control device is made to release the restriction of the boost by the boost converter based on the measured value of the atmospheric pressure sensor. It is possible to prevent the boost restriction based on the erroneous measurement value of the atmospheric pressure sensor, and to avoid the unnecessary motor output limit caused by the unnecessary boost restriction.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図1は、電動車両の昇圧コンバータ制御装置の構成を示すブロック図である。図2は、大気圧センサが格納され、貫通孔に通気フィルタが設置された防水ケースを示す模式図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a boost converter control device for an electric vehicle. FIG. 2 is a schematic diagram showing a waterproof case in which an atmospheric pressure sensor is stored and a ventilation filter is installed in a through hole.
電動車両の昇圧コンバータ制御装置10(以下、昇圧コンバータ制御装置10とする)とは、大気圧センサ11の測定値に基いて昇圧コンバータ12による昇圧を制限する昇圧制御装置を備えた装置である。さらに、昇圧コンバータ制御装置10は、後述する異常検出判定装置18を備えている。ここで電動車両とは、電気自動車、燃料電池自動車、ハイブリッド車両など電動機(図1ではMで示す)によって駆動される車両を意味する。以下では、電動車両は主にハイブリッド車両として説明するが、これに限定されるものではない。
An electric vehicle boost converter control device 10 (hereinafter referred to as boost converter control device 10) is a device including a boost control device that limits boosting by the
昇圧コンバータ12とは、上記のように、電源電圧を昇圧して電動機に供給する機能を有する装置(回路)である。具体的には、電動機等の動作状況に応じて電動機用のインバータ13への入力電圧を昇圧し、例えば、240V程度の電源電圧を最大650Vまで昇圧することができる。電動車両が発電機を備える場合には、発電機から供給される電圧を降圧する機能も有する。インバータ13は、主に電源からの直流電流を交流電流に変換して電動機に供給する機能を有する。
The
一般的に、昇圧コンバータ12やインバータ13は、モータジェネレータ電子制御ユニット(MG−ECU)によって制御され、この三つの装置から構成されるユニットは、パワーコントロールユニット(PCU)と称される。なお、MG−ECUは、ハイブリッド車両のシステムを総合的に制御するハイブリッド電子制御ユニット(HV−ECU)の信号に従って昇圧コンバータ12等の制御を行う。HV−ECUは、様々なセンサやエンジン等のECUからの信号、そして運転者の出力要求などにより、電動機やエンジンの出力制御等を総合的に行うので、昇圧コンバータ12による昇圧電圧は、基本的には運転者の出力要求に従って決定される。
Generally, the
大気圧センサ11は、昇圧制御のパラメータである大気圧を測定するセンサである。センサ素子部が水濡れすると機能しなくなるので、図2に示すように、大気圧センサ11は、防水ケース14の内部に格納されて図示しないエンジンルームに設置されている。ここで大気圧センサ11としては、特に限定されることなく、従来の制御装置等に搭載される公知のセンサを使用することができる。
The
大気圧センサ11を格納する防水ケース14には、貫通孔15が設けられ、その貫通孔15に通気フィルタ16が装着されている。ここで貫通孔15とは、例えば、防水ケース14のケース面に設けられ、防水ケース14の外部と大気圧センサ11が格納される内部とを連通する孔である。従って、大気圧センサ11には通気フィルタ16を介してケース外部の大気圧が導入される。大気圧センサ11の設置場所としては、特に限定されないが、図2に示すように、PCUと一緒の防水ケース14に格納されることが好ましい。
The
防水ケース14に装着される通気フィルタ16は、水や粉塵を捕捉し、空気のみを通過させる機能を有する多孔質膜である。通気フィルタ16としては、種々の材質や構造からなるもの、例えば、高分子多孔質膜やセラミック多孔質膜を使用することができる。高分子多孔質膜、セラミック多孔質膜としては、種々の製造方法(相分離法、抽出法、化学処理法、発泡法、繊維化法、焼結法など)によって製造される膜、種々の樹脂(アクリル樹脂、オレフィン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂など)や種々のセラミック(酸化チタン、シリカなど)から構成される膜を使用できる。なお、撥水性や耐久性の観点から、高分子多孔質膜を使用することが好ましく、その中でも特に撥水性や耐久性に優れるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂から構成される通気フィルタを使用することが特に好ましい。また、機械的強度を高めるために、高分子多孔質膜に不織布等を貼り付けたフィルタを使用することができる。
The
昇圧コンバータ制御装置10には、上記のように、大気圧センサ11の測定値に基いて昇圧コンバータ12による昇圧を制御する昇圧制御装置が設けられている。昇圧制御装置により、電動車両が大気圧の低い高地を走行する場合には、昇圧電圧の上限値が設定されて昇圧コンバータ12による昇圧が制限されるので、電動機等の絶縁崩壊を防止することができる。設定される昇圧電圧の上限値は、電動機等の構造などに応じて任意に決定することができ、従来の制御装置と同様に、予めHV−ECUやMG−ECUに記憶されている。
The boost
昇圧制御装置は、昇圧コンバータ12の動作を制御する装置であるため、PCUの一部として構成されることが好ましく、一般的には、MG−ECUの一部として構成される。以下では、昇圧制御装置は、MG−ECUの一部である昇圧コンバータ制御部17として説明する。
Since the boost control device is a device that controls the operation of
図1に示すように、昇圧コンバータ制御装置10は、異常検出判定装置18を備えている。異常検出判定装置18は、異常判定部19と、待機時間算出部20と、要因決定部21とから構成される。異常検出判定装置18は、大気圧センサ11の異常検出を識別し、その異常検出の要因を特定する機能を有する。その機能は、異常判定部19及び要因決定部21の機能によって実行され、待機時間算出部20の機能によってさらに拡張されたものとなる。
As shown in FIG. 1, the boost
異常検出判定装置18は、上記のような機能を有し、最終的には後述するように昇圧コンバータ12の動作を制御するため、PCU、MG−ECU或いはHV−ECUの一部として構成されることが好ましく、さらに好ましくは、図1に示すように、HV−ECUの一部として構成されることである。以下では、異常検出判定装置18は、HV−ECUの一部として説明する。
Abnormality
異常判定部19は、大気圧センサ11の測定値が正常であるか否かを判定する機能を有する。具体的には、大気圧センサ11の測定値と、防水ケース14の外部に設置され大気圧測定が可能なセンサの大気圧測定値とを比較することにより、各測定値の差が所定値を超えた場合に、大気圧センサ11の測定値は異常であると判定される。この異常判定部19の機能により、異常な測定値に基いた昇圧制御を防止することができ、さらに、後述する要因決定部21の機能による大気圧センサ11の異常検出の要因を決定することが可能になる。
The
異常検出の指標となる所定値(以下、しきい値とも称する)は、絶縁性能の確保等の観点から、適切な値が設定されることが好ましい。また、各気圧センサの値は、図3等に示すように、通気フィルタ16に水が付着する前の正常時においても多少の差が存在する場合があるので、初期における測定値の差も考慮して所定値が決定される。なお、所定値は、しきい値として図3〜図5に示しており、使用するセンサや車種等に応じて適宜変更することができる。
It is preferable that an appropriate value is set as a predetermined value (hereinafter also referred to as a threshold value) serving as an abnormality detection index from the viewpoint of ensuring insulation performance. In addition, as shown in FIG. 3 and the like, there may be a slight difference in the value of each atmospheric pressure sensor even during normal operation before water adheres to the
ここで、大気圧センサ11の測定値は異常であるとの判定には、大気圧センサ11の測定値に異常がある場合だけでなく、防水ケース14の外部のセンサ22の測定値が異常である場合も当然に含まれる。いずれのセンサに異常があった場合にも、便宜上、大気圧センサ11の測定値に異常があるものとして処理する。なお、異常判定の精度をさらに向上させるために、複数のセンサを異常判定の比較センサとして使用することもできる。
Here, the determination that the measured value of the
防水ケース14の外部に設置され大気圧測定が可能なセンサとは、防水ケース14の外部に設置されるセンサであれば特に限定されず、例えば、図示しないインテークマニホールドに搭載されている吸気圧センサ22(以下、吸気圧センサ22とする)や専用に設けた大気圧センサを使用することができる。なお、コスト低減等の観点から、図1に示すように、既設のセンサである吸気圧センサ22を使用することが好ましい。なお、吸気圧センサ22を異常判定の比較センサとして使用する場合には、図示しないエンジンの停止時に測定した値を使用する必要がある。
The sensor installed outside the
要因決定部21は、気圧センサ11の測定値の異常が通気フィルタ16に起因する異常であるか否かを決定する機能を有する。具体的には、異常判定部19によって異常検出が判定されてから所定の待機時間を経過した後に、大気圧センサ11の測定値が未だ異常であるか否かを再度判定することにより要因決定がなされる。この要因決定部21の機能により、大気圧センサ11の測定値の異常が、大気圧センサ11などの故障に起因するのか、或いは通気フィルタ16の一時的な異常に起因するものなのかを判断することが可能になる。所定の待機時間としては、例えば、1〜10時間のように固定の時間とすることもできる。通気フィルタ16に起因する異常としては、通気フィルタ16に水が付着して通気性能が低下したことに起因する異常が挙げられ、この場合には、所定の待機時間としては、0.5〜5時間であることが好ましく、さらに好ましくは、1〜3時間である。以下では、通気フィルタ16に起因する異常は、通気フィルタ16に水が付着して通気性能が低下したことに起因するものとして説明する。
The
待機時間算出部20は、所定のパラメータに基いて待機時間を算出する機能を有する。
さらに、待機時間の算出に使用したパラメータの値が所定の範囲を超えて変化した場合に、変化したパラメータの値に基いた待機時間を再度算出する機能をも有する。この待機時間算出部20の機能により、通気フィルタ16に水が付着して通気性能が低下したことに起因する異常が発生した場合に、防水ケース14の周辺の気温や湿度、電動車両が走行している高度などに基いて通気フィルタ16に付着した水の乾燥時間、即ち異常検出の要因を決定するために必要十分な待機時間を算出することができる。従って、待機状態からの早急な復旧、或いは待機時間の不足による誤った要因決定を防止することが容易になる。
The standby
Furthermore, when the value of the parameter used for calculating the standby time changes beyond a predetermined range, the standby time based on the changed parameter value is calculated again. The function of the standby
待機時間を算出するために使用される所定のパラメータとしては、例えば、防水ケース14周辺の気温や湿度、電動車両が走行している高度などを挙げることができる。いずれのパラメータも通気フィルタ16に付着した水の蒸発速度に影響するものである。待機時間算出部20による待機時間の算出は、例えば、過去の検査データや実験等に基いて決定された時間を基準として、これらのパラメータにより基準時間を増減することにより行うことができる。具体的には、基準時間の前提となる条件よりもパラメータの値が水の乾燥に有利な値である場合、例えば気温が基準時間の条件よりも高い場合には、基準時間よりも短い時間が算出されることになる。一方、湿度が基準時間の条件よりも高い場合には、基準時間よりも長い時間が算出される。
Examples of the predetermined parameter used for calculating the standby time include the temperature and humidity around the
これらのパラメータを測定するセンサや計測器としては、公知のセンサ等を使用することができ、待機時間の算出のみに使用する専用機を設けることもできる。なお、専用機を設ける場合には、さらに精度の高い待機時間を算出するために、防水ケース14の周囲に設けることが好ましい。一方、コスト低減等の観点から、既存のセンサ等を使用して上記のパラメータを測定することもできる。例えば、気温は、エンジンの吸気温センサ等を使用することができ、湿度は、ワイパー等に使用されている雨天感知センサ等を使用することができる。また、高度は、ナビゲーション等の高度を使用することができる。
As a sensor or measuring instrument for measuring these parameters, a known sensor or the like can be used, and a dedicated machine used only for calculating the standby time can be provided. In the case where a dedicated machine is provided, it is preferably provided around the
上記構成の昇圧コンバータ制御装置10の作用、特に異常検出判定装置18の機能について、図3〜図6を加えて詳細に説明する。図3は、大気圧センサの測定値の時間経過を示す図であり、通気フィルタに水が付着して通気不良となった状態から待機時間を経て乾燥するまでの状態を示している。図4は、図3において大気圧センサの故障が発生した場合を示す図であり、図5は、図3において経過時間の算出に使用したパラメータが変化する場合を示す図である。図6は、昇圧コンバータ制御装置10の処理手順を示すフローチャートであり、以下の処理手順は図6に沿って説明する。
The operation of boost
まず初めに、大気圧センサ11及び吸気圧センサ22の大気圧値を比較して、その大気圧値の差がしきい値を超えているか否かが判断される(S10)。昇圧コンバータ制御部17によって、大気圧センサ11の測定値に基いて昇圧コンバータ12による昇圧を制限する制御が行われている状態が通常の昇圧制御モードであり、図6におけるSTARTである。この判定は、任意に決定される所定の間隔で行うことができるが、吸気圧センサ22による大気圧の測定は、ハイブリッド車両のエンジン停止時に行われる。各センサの測定値の差がしきい値の範囲内であれば、気圧センサ11の測定値は正常であり、通常の昇圧制御モードが維持され、上記の所定の間隔にてS10が繰り返される。
First, the atmospheric pressure values of the
図3に示すように、S10において各センサの測定値の差がしきい値を超えていると判断された場合には、気圧センサ11の測定値が異常であると判定される(S11)。ここでは、上述のように、大気圧センサ11と吸気圧センサ22とのどちらの測定値が異常であるかは判らないが、便宜上大気圧センサ11の測定値が異常であると判定される。このように、大気圧センサ11の異常検出を識別して判定することができるので、例えば、後述の処理を実行して大気圧センサ11の誤った測定値に基づく昇圧制限を確実に防止することが可能になる。なお、図3〜図5においては、吸気圧センサ22の測定値が上昇してしきい値を超える場合、即ち、電動車両が高地走行から低地走行に移行する場合を示しているが、低地走行から高地走行に移行する場合についても同様に異常検出を判定することができる。
As shown in FIG. 3, when it is determined in S10 that the difference between the measured values of the sensors exceeds the threshold value, the measured value of the
S11において異常検出と判定された場合には、大気圧値に基く昇圧の制御が解除される(S12)。具体的には、異常判定部19、即ちHV−ECUから昇圧コンバータ制御部17に対して昇圧の制限を解除する制御指令を与えて、気圧センサ11の測定値に基いた昇圧の制限が解除される。従って、大気圧センサ11の誤った測定値に基づく昇圧制限を防止して、不要な昇圧制限により発生する不要な電動機の出力制限を回避することができる。なお、場合によっては、昇圧コンバータ制御部17に対して昇圧電圧の上限値を設定する制御指令を与えることもできる。S10〜S12の手順は、異常検出判定装置18の異常判定部19の機能によって実行される。
If it is determined in S11 that an abnormality has been detected, the pressure increase control based on the atmospheric pressure value is canceled (S12). More specifically, the
次に、所定のパラメータに基いて待機時間が算出される(S13)。待機時間の算出は、図3及び図5に示すように、実際に、通気フィルタ16に水が付着した場合に限ることなく実行される。所定のパラメータとして、防水ケース14の周辺の気温や湿度、電動車両が走行している高度などを使用し、これに基いて通気フィルタ16に水が付着した場合、及び水が付着したと仮定した場合にその水が乾燥するまでの時間が算出される。従って、異常検出の要因を決定するために必要十分な待機時間を算出することができ、待機状態からの早急な復旧や待機時間の不足による誤った要因決定を防止することが容易になる。この手順は、異常検出判定装置18の経過時間算出部20の機能によって実行される。
Next, a standby time is calculated based on a predetermined parameter (S13). As shown in FIGS. 3 and 5, the calculation of the waiting time is executed without being limited to the case where water actually adheres to the
算出された待機時間が経過するまで、昇圧制限などを行うことなく待機状態が維持される(S14)。待機時間は、上述のように通気フィルタ16に付着した水が乾燥するのに必要十分な条件であるから、この待機により通気フィルタ16に付着した水が乾燥する。なお、待機時間の算出に使用したパラメータが所定の範囲を超えて変化した場合には、図示しない待機時間の再計算が実施される。例えば、気温や電動車両が走行している高度が所定の範囲を超えて変化した場合には、通気フィルタ16に付着した水の乾燥時間が変化するので、再計算を行うことにより正確な待機時間を設定することができる。一方で、所定の範囲を設けることで、パラメータの僅かな変化による再計算を防止して、待機状態からの復旧の遅延等を防止することができる。従って、所定の範囲は、正確な待機時間の算出と待機状態からの復旧の遅延防止などを勘案して決定されることが好ましい。
Until the calculated standby time elapses, the standby state is maintained without limiting the pressure increase (S14). Since the waiting time is a necessary and sufficient condition for the water attached to the
また、通気フィルタ16に水が付着して、S10において気圧センサ11の測定値が異常であると判定されたときに、一時的に各センサの測定値の差がしきい値以下となった場合、S14では、後述する再判定を実施しない制御設定とすることができる。図5に示すように、各センサの測定値の差が一時的にしきい値以下となった状態において、再判定を行って大気圧センサ11は正常であるとの判定をすれば、再度各センサの測定値の差がしきい値以上となった場合に、その時点から待機時間がカウントされるので、待機状態からの復旧が遅延することになる。上記のような設定とすることにより、待機状態からの早急な復旧を図ることができる。
In addition, when water adheres to the
待機時間を経過した後に、大気圧センサの測定値の異常を再度判定する(S15)。この再判定は、S10と同様にして、各センサの大気圧測定値を比較することにより行われ、後述のように大気圧センサ11の測定値の異常が、大気圧センサ11の故障などに起因するのか、或いは通気フィルタ16の水付着など一時的な異常に起因するものなのかを断定することが可能になる。
After the standby time has elapsed, the abnormality of the measured value of the atmospheric pressure sensor is determined again (S15). This re-determination is performed by comparing the atmospheric pressure measurement values of the respective sensors in the same manner as in S10. As described later, an abnormality in the measurement value of the
図4に示すように、待機時間の経過後もなお各センサの測定値がしきい値を超えている場合には、通気フィルタ16の水付着に起因する異常検出ではないと判断され(S16)、昇圧電圧の上限値、例えば、500Vが設定される(S17)。この場合には、大気圧センサ11の故障であるのか、吸気圧センサ22の故障であるのか、或いはセンサに繋がる配線の故障であるのかなど具体的な要因は判定することができない。但し、一時的な異常ではないことは確定できるので、昇圧制限を実行することが好ましく、電動車両のメンテナンスが必要となる。
As shown in FIG. 4, when the measured value of each sensor still exceeds the threshold value even after the standby time has elapsed, it is determined that the abnormality is not detected due to water adhesion on the ventilation filter 16 (S16). The upper limit value of the boosted voltage, for example, 500 V is set (S17). In this case, it is not possible to determine specific factors such as whether the
一方、図3及び図5に示すように、待機時間の経過後に、各センサの測定値の差がしきい値の範囲内となれば、気圧センサ11の測定値は正常、通気フィルタ16の水付着に起因する異常検出と判断され(S18)、通常の昇圧制御モードを復旧する(S19)。この場合には、通気フィルタ16に起因する一時的な異常検出であることを明確に特定することができる。S14〜S19の手順は、異常検出判定装置18の経過時間算出部20の機能によって実行される。
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 5, if the difference between the measured values of the sensors is within the threshold range after the standby time has elapsed, the measured value of the
以上のように、昇圧コンバータ制御装置10によれば、異常判定部19により、大気圧センサ11の異常検出が識別でき、大気圧センサ11の誤った測定値に基づく電圧値の制御を確実に防止することができる。さらに、要因決定部21により、測定値の異常が判定されてから所定の待機時間を経過した後に、大気圧センサ11の測定値が異常であるか否かを再度判定するので、測定値の異常が通気フィルタ16の水付着に起因する一時的な異常であるか否かを特定することができる。従って、絶縁性能を確実に確保しながら、不要な昇圧制限の回避でき、さらに高いレベルの昇圧制御が可能になる。
As described above, according to the boost
上述のように、通気フィルタ16に水が付着することは、例えば、長期の使用により通気フィルタ16に粘土等が付着して撥水性が低下した状態でエンジンルームの高圧洗浄を実施した場合などに起こる極めて稀なことである。このような通気フィルタ16に起因する一時的な異常検出のみをもって、昇圧電圧の上限値が設定され不要な昇圧制限を実行することは好ましくはない。昇圧コンバータ制御装置10によれば、上記のように、不要な昇圧制限の回避でき、不要な電動機の出力制限を防止することができる。
As described above, water adheres to the
さらに、昇圧コンバータ制御装置10は、待機時間を所定のパラメータに基いて算出する待機時間算出部20を有するので、通気フィルタ16に水が付着した場合に、周辺温度や高度、湿度といったパラメータに基いて通気フィルタ16に付着した水の乾燥時間、即ち必要十分な待機時間を算出することができる。従って、大気圧センサ11の待機状態からの早急な復旧、或いは誤った要因決定を防止することが容易になる。
Further, the boost
なお、上記においては、電動車両が大気圧の低い高地を走行する場合には、昇圧電圧の上限値が設定されて昇圧コンバータ12による昇圧が制限されるものとして説明したが、昇圧制御としては、大気圧値に応じて随時目標昇圧電圧を可変する設定とすることもできる。
In the above description, when the electric vehicle travels at a high altitude with a low atmospheric pressure, the upper limit value of the boost voltage is set and the boost by the
10 電動車両の昇圧コンバータ制御装置、11 大気圧センサ、12 昇圧コンバータ、13 インバータ、14 防水ケース、15 貫通孔、16 通気フィルタ、17 昇圧コンバータ制御部、18 異常検出判定装置、19 異常判定部、20 待機時間算出部、21 要因決定部、22 インテークマニホールドに搭載されている吸気圧センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
大気圧センサの測定値と、防水ケースの外部に設置され大気圧測定が可能なセンサの大気圧測定値とを比較して、各測定値の差が所定値を超えた場合に、大気圧センサの測定値が異常であると判定する異常判定手段と、
測定値の異常が判定されてから所定の待機時間を経過した後に、大気圧センサの測定値が異常であるか否かを再度判定して、測定値の異常が通気フィルタに起因する異常であるか否かを決定する要因決定手段と、
を有することを特徴とする電動車両の昇圧コンバータ制御装置。 A boost converter that boosts the power supply voltage and supplies it to the motor, an atmospheric pressure sensor stored in a waterproof case fitted with a ventilation filter, and a booster that controls the boost by the boost converter based on the measured value of the atmospheric pressure sensor A boost converter control device for an electric vehicle comprising:
When the measured value of the atmospheric pressure sensor is compared with the measured atmospheric pressure value of a sensor installed outside the waterproof case and capable of measuring atmospheric pressure, and the difference between the measured values exceeds the specified value, the atmospheric pressure sensor An abnormality determining means for determining that the measured value is abnormal,
After a predetermined waiting time has elapsed since the measurement value abnormality is determined, it is determined again whether the measurement value of the atmospheric pressure sensor is abnormal, and the measurement value abnormality is an abnormality caused by the ventilation filter. Factor determining means for determining whether or not,
A boost converter control device for an electric vehicle, comprising:
待機時間を所定のパラメータに基いて算出する待機時間算出手段を有することを特徴とする電動車両の昇圧コンバータ制御装置。 The step-up converter control device for an electric vehicle according to claim 1,
A boost converter control device for an electric vehicle, comprising standby time calculation means for calculating the standby time based on a predetermined parameter.
待機時間算出手段は、待機時間の算出に使用したパラメータの値が所定の範囲を超えて変化した場合に、変化したパラメータの値に基いた待機時間を再度算出することを特徴とする電動車両の昇圧コンバータ制御装置。 In the boost converter control device for an electric vehicle according to claim 2,
The waiting time calculating means calculates again the waiting time based on the changed parameter value when the value of the parameter used for calculating the waiting time changes beyond a predetermined range. Boost converter control device.
大気圧センサの測定値が異常であると判定されたときには、昇圧制御装置に大気圧センサの測定値に基いた昇圧コンバータによる昇圧の制限を解除させることを特徴とする電動車両の昇圧コンバータ制御装置。 In the boost converter control device for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 3,
When it is determined that the measured value of the atmospheric pressure sensor is abnormal, the boosted converter control device for the electric vehicle is configured to cause the boosting control device to release the limitation of the boosting by the boosting converter based on the measured value of the atmospheric pressure sensor. .
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