JP2013225996A - 電源制御システムの異常診断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バッテリと充電器とを接続する電源ラインにメインリレーと充電リレーを設けた電源制御システムにおいて充電リレーの溶着の有無を判定できるようにする。
【解決手段】充電リレー27を全遮断状態又は片側遮断状態(正極側及び負極側のスイッチ28,29のうちの一方のみを遮断した状態)にして、第1のコンデンサ34の両端間の電圧V1が高電圧バッテリ12の電圧よりも低く且つ充電リレー27の溶着の有無を判定可能な電圧範囲の下限値側の電圧に到達するまでメインリレー13を接続状態にする電圧印加処理を実行した後、第1のコンデンサ34の両端間の電圧V1と第2のコンデンサ36の両端間の電圧V2とを比較して充電リレー27の溶着の有無を判定する判定処理を実行する。この後、少なくとも第1のコンデンサ34の放電を行うように双方向DC−DCコンバータ16(又は走行用のインバータ15)を制御する放電処理を実行する。
【選択図】図1
【解決手段】充電リレー27を全遮断状態又は片側遮断状態(正極側及び負極側のスイッチ28,29のうちの一方のみを遮断した状態)にして、第1のコンデンサ34の両端間の電圧V1が高電圧バッテリ12の電圧よりも低く且つ充電リレー27の溶着の有無を判定可能な電圧範囲の下限値側の電圧に到達するまでメインリレー13を接続状態にする電圧印加処理を実行した後、第1のコンデンサ34の両端間の電圧V1と第2のコンデンサ36の両端間の電圧V2とを比較して充電リレー27の溶着の有無を判定する判定処理を実行する。この後、少なくとも第1のコンデンサ34の放電を行うように双方向DC−DCコンバータ16(又は走行用のインバータ15)を制御する放電処理を実行する。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両の動力源となるモータに電力を供給するバッテリと車両外部の電源に接続される充電器とを接続する電源ラインにメインリレーと充電リレーを設けた電源制御システムの異常診断装置に関する発明である。
近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の動力源としてモータを搭載したハイブリッド車や電気自動車が注目されている。このような車両の電源制御システムとして、例えば、特許文献1(特開2007−295699号公報)に記載されているように、二次電池等からなるバッテリ(主蓄電装置)に、正極側及び負極側のスイッチ(リレー)を有するメインリレーを介して、インバータ、双方向DC−DCコンバータ、コンデンサ等を接続し、インバータにモータを接続すると共に、双方向DC−DCコンバータに補機バッテリ(補機用蓄電装置)を接続するようにしたものがある。
この特許文献1では、メインリレーの正極側及び負極側のスイッチを遮断(オフ)した状態で双方向DC−DCコンバータを駆動してコンデンサの両端間の電圧VLが所定値Vth1 に到達するまでコンデンサを充電した後、メインリレーの正極側のスイッチのみを接続(オン)して負極側のスイッチを遮断した状態でコンデンサの両端間の電圧VLが判定値Vth2 を上回るか否かによってメインリレーの負極側のスイッチの溶着の有無を判定するようにしている。
ところで、車両外部の電源から充電可能なプラグインハイブリッド車や電気自動車の電源制御システムでは、車両外部の電源に接続される充電器とバッテリとを接続する電源ラインに充電リレーを設けるようにしたものがある。しかし、上記特許文献1の技術は、メインリレーの溶着の有無を判定する技術であり、充電リレーについては全く考慮されていないため、充電リレーの溶着の有無を判定することができない。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、充電リレーの溶着の有無を判定することができる電源制御システムの異常診断装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、車両の動力源となるモータ(11)に電力を供給するバッテリ(12)と、車両外部の電源(23)に接続される充電器(26)とバッテリ(12)とを接続する電源ライン(L1,L2)に設けられたメインリレー(13)と、電源ライン(L1,L2)のうちのメインリレー(13)と充電器(26)との間に設けられた充電リレー(27)と、電源ライン(L1,L2)のうちのメインリレー(13)と充電リレー(27)との間に接続された第1のコンデンサ(34)及び該第1のコンデンサ(34)の両端間の電圧を検出する第1の電圧センサ(35)と、電源ライン(L1,L2)のうちの充電リレー(27)と充電器(26)との間に接続された第2のコンデンサ(36)及び該第2のコンデンサ(36)の両端間の電圧を検出する第2の電圧センサ(37)と、充電リレー(27)を遮断状態にして、第1のコンデンサ(34)の両端間の電圧がバッテリの電圧よりも低く且つ充電リレー(27)の溶着の有無を判定可能な電圧範囲の下限値側の電圧(以下「判定可能下限値側電圧」という)に到達するまでメインリレー(13)を接続状態にして電源ライン(L1,L2)に電圧を印加する電圧印加処理と、該電圧印加処理後に第1のコンデンサ(34)の両端間の電圧と第2のコンデンサ(36)の両端間の電圧とを比較して充電リレー(27)の溶着の有無を判定する判定処理と、該判定処理後に少なくとも第1のコンデンサ(34)の放電を行う放電処理とを実行する溶着診断手段(33)とを備えた構成としたものである。
充電リレーを遮断状態にして、第1のコンデンサの両端間の電圧が判定可能下限値側電圧に到達するまでメインリレーを接続状態にして電源ラインに電圧を印加する電圧印加処理を実行した場合、充電リレーが正常であれば(つまり充電リレーが正常に遮断状態になっていれば)、第1のコンデンサだけが充電されて第2のコンデンサが充電されないため、第1のコンデンサの両端間の電圧が第2のコンデンサの両端間の電圧よりも高くなるはずである。しかし、もし、充電リレーの溶着が発生して充電リレーが接続状態になっていると、第1のコンデンサと第2のコンデンサが両方とも充電されるため、第1のコンデンサの両端間の電圧と第2のコンデンサの両端間の電圧とがほぼ等しくなる。従って、電圧印加処理後に第1のコンデンサの両端間の電圧と第2のコンデンサの両端間の電圧とを比較して充電リレーの溶着の有無を判定する判定処理を実行すれば、充電リレーの溶着の有無を精度良く判定することができる。
ところで、電圧印加処理の際に、第1のコンデンサの両端間の電圧をバッテリの電圧と等しい電圧まで上昇させると、判定処理後に行う放電処理によるエネルギ損失が多くなるという問題がある。
その点、本発明では、電圧印加処理の際に、第1のコンデンサの両端間の電圧を判定可能下限値側電圧(バッテリの電圧よりも低く且つ充電リレーの溶着の有無を判定可能な電圧範囲の下限値側の電圧)までしか上昇させないため、第1のコンデンサの両端間の電圧をバッテリの電圧と等しい電圧まで上昇させる場合に比べて、判定処理後に行う放電処理によるエネルギ損失を低減することができる。
以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいて車両(例えば車両外部の電源から充電可能なプラグインハイブリッド車又は電気自動車)の電源制御システムの概略構成を説明する。
まず、図1に基づいて車両(例えば車両外部の電源から充電可能なプラグインハイブリッド車又は電気自動車)の電源制御システムの概略構成を説明する。
車両の動力源となるモータジェネレータ11(モータ)と、このモータジェネレータ11に電力を供給する高電圧バッテリ12(バッテリ)とが搭載されている。また、車両外部の商用電源23(電源)に充電ケーブル24を介して接続される外部電源接続部25には、充電器26が接続され、この充電器26と高圧バッテリ12とを接続する電源ラインL1,L2に、メインリレー13が設けられている。
このメインリレー13は、高電圧バッテリ12の正極側(プラス側)と負極側(マイナス側)に、それぞれスイッチ18,19が設けられ、更に、高電圧バッテリ12の負極側には、スイッチ19と並列にプリチャージ用のスイッチ20と抵抗21が接続されている。メインリレー13を接続状態(正極側及び負極側のスイッチ18,19を両方とも接続した状態)にする際に、負極側のスイッチ19,20は、プリチャージ用のスイッチ20を接続した後にスイッチ19を接続してスイッチ20を遮断する。
電源ラインL1,L2のうちのメインリレー13と充電器26との間には、充電リレー27が設けられている。この充電リレー27は、高電圧バッテリ12の正極側と負極側に、それぞれスイッチ28,29が設けられている。また、充電ケーブル24には、スイッチ30,31を有するケーブル内蔵リレー32が設けられている。
また、電源ラインL1,L2のうちのメインリレー13と充電リレー27との間には、空調用のインバータ14や走行用のインバータ15が接続され、この走行用のインバータ15に、モータジェネレータ11が接続されている。更に、電源ラインL1,L2のうちのメインリレー13と充電リレー27との間には、双方向DC−DCコンバータ16が接続され、この双方向DC−DCコンバータ16に、補機バッテリ17(低電圧バッテリ)が接続されている。この補機バッテリ17には、補機リレー(図示せず)を介して各種の電装品(図示せず)が接続されている。
また、電源ラインL1,L2のうちのメインリレー13と充電リレー27との間には、第1のコンデンサ34と、この第1のコンデンサ34の両端間の電圧V1(以下「両端電圧V1」という)を検出する第1の電圧センサ35とが接続されている。更に、電源ラインL1,L2のうちの充電リレー27と充電器26との間には、第2のコンデンサ36と、この第2のコンデンサ36の両端間の電圧V2(以下「両端電圧V2」という)を検出する第2の電圧センサ37とが接続されている。
上述したメインリレー13、充電リレー27、インバータ14,15、コンバータ16等の動作は、電子制御ユニット(以下「ECU」と表記する)33によって制御される。このECU33は、マイクロコンピュータを主体として構成され、後述する図3乃至図7の溶着診断用の各ルーチンを実行することで、充電リレー27を全遮断状態(正極側及び負極側のスイッチ28,29を両方とも遮断した状態)又は片側遮断状態(正極側及び負極側のスイッチ28,29のうちの一方のスイッチを遮断した状態)にして、両端電圧V1が高電圧バッテリ12の電圧よりも低く且つ充電リレー27の溶着の有無を判定可能な電圧範囲の下限値側の電圧Vmin (以下「判定可能下限値側電圧Vmin 」という)に到達するまでメインリレー13を接続状態(正極側及び負極側のスイッチ18,20を両方とも接続した状態)にして電源ラインL1,L2に電圧を印加する電圧印加処理と、この電圧印加処理後に両端電圧V1と両端電圧V2とを比較して充電リレー27の溶着の有無を判定する判定処理と、この判定処理後に少なくとも第1のコンデンサ34の放電を行うように双方向DC−DCコンバータ16(又は走行用のインバータ15)を制御する放電処理とを実行する。
充電リレー27を遮断状態にして、両端電圧V1が判定可能下限値側電圧Vmin に到達するまでメインリレー13を接続状態にして電源ラインL1,L2に電圧を印加する電圧印加処理を実行した場合、充電リレー27が正常であれば(つまり充電リレー27が正常に遮断状態になっていれば)、第1のコンデンサ34だけが充電されて第2のコンデンサ36が充電されないため、両端電圧V1が両端電圧V2よりも高くなるはずである。しかし、もし、充電リレー27の溶着が発生して充電リレー27が接続状態になっていると、第1のコンデンサ34と第2のコンデンサ36が両方とも充電されるため、両端電圧V1と両端電圧V2とがほぼ等しくなる。従って、電圧印加処理後に両端電圧V1と両端電圧V2とを比較して充電リレー27の溶着の有無を判定する判定処理を実行することで、充電リレー27の溶着の有無を精度良く判定することができる。
ここで、判定可能下限値側電圧Vmin は、電圧センサ35,37の検出精度(検出誤差)とコンデンサ34,36の静電容量に基づいて設定され、例えば、充電リレー27の溶着の有無を判定可能な最低電圧(電圧範囲の下限値)又はその最低電圧よりも少し高い電圧に設定されている。電圧センサ35,37の検出精度やコンデンサ34,36の静電容量によって、充電リレー27の溶着の有無を判定可能な最低電圧が変化するため、電圧センサ35,37の検出精度やコンデンサ34,36の静電容量を用いれば、判定可能下限値側電圧Vmin を精度良く設定することができる。
本実施例では、図2に示すように、充電リレー27の溶着診断として、(a) 両極溶着診断と、(b) 負極溶着診断と、(c) 正極溶着診断とを行う。
(a) 両極溶着診断では、充電リレー27を全遮断状態にした後、両端電圧V1が判定可能下限値側電圧Vmin に到達するまでメインリレー13を接続状態にして電源ラインL1,L2に電圧を印加する電圧印加処理を実行する。この後、両端電圧V1と両端電圧V2とを比較して充電リレー27の正極側及び負極側のスイッチ28,29が両方とも溶着した“両極溶着”の有無を判定する両極溶着判定処理を実行する。この後、少なくとも第1のコンデンサ34の放電を行うように双方向DC−DCコンバータ16(又は走行用のインバータ15)を制御する放電処理を実行する。
(b) 負極溶着診断では、充電リレー27を負極側の片側遮断状態(正極側のスイッチ28を接続して負極側のスイッチ29を遮断した状態)にした後、両端電圧V1が判定可能下限値側電圧Vmin に到達するまでメインリレー13を接続状態にして電源ラインL1,L2に電圧を印加する電圧印加処理を実行する。この後、両端電圧V1と両端電圧V2とを比較して充電リレー27の負極側のスイッチ29のみが溶着した“負極溶着”の有無を判定する負極溶着判定処理を実行する。この後、少なくとも第1のコンデンサ34の放電を行うように双方向DC−DCコンバータ16(又は走行用のインバータ15)を制御する放電処理を実行する。
(c) 正極溶着診断では、充電リレー27を正極側の片側遮断状態(負極側のスイッチ29を接続して正極側のスイッチ28を遮断した状態)にした後、両端電圧V1が判定可能下限値側電圧Vmin に到達するまでメインリレー13を接続状態にして電源ラインL1,L2に電圧を印加する電圧印加処理を実行する。この後、両端電圧V1と両端電圧V2とを比較して充電リレー27の正極側のスイッチ28のみが溶着した“正極溶着”の有無を判定する正極溶着判定処理を実行する。この後、少なくとも第1のコンデンサ34の放電を行うように双方向DC−DCコンバータ16(又は走行用のインバータ15)を制御する放電処理を実行する。
以上説明した本実施例1の充電リレー27の溶着診断は、ECU33によって図3乃至図7の溶着診断用の各ルーチンに従って実行される。以下、これらの各ルーチンの処理内容を説明する。
[溶着診断ルーチン]
図3に示す溶着診断ルーチンは、ECU33によって所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう溶着診断手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、充電リレー27の接続要求が有るか否かを、例えば、充電ケーブル24が接続されているか否か等によって判定する。このステップ101で、充電リレー27の接続要求が無いと判定された場合には、ステップ102以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
図3に示す溶着診断ルーチンは、ECU33によって所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう溶着診断手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、充電リレー27の接続要求が有るか否かを、例えば、充電ケーブル24が接続されているか否か等によって判定する。このステップ101で、充電リレー27の接続要求が無いと判定された場合には、ステップ102以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ101で、充電リレー27の接続要求が有ると判定された場合には、ステップ102に進み、両極溶着診断完了フラグがOFFであるか否かを判定する。この両極溶着診断完了フラグは、後述する図5の両極溶着診断完了フラグ操作ルーチンで、充電リレー27の両極溶着診断の完了を意味するONにセットされるか又は充電リレー27の両極溶着診断の未完了を意味するOFFにリセットされる。
このステップ102で、両極溶着診断完了フラグがOFF(充電リレー27の両極溶着診断が未完了)であると判定された場合には、充電リレー27の両極溶着診断を次のようにして実行する。
充電リレー27を全遮断状態に維持したまま、ステップ103に進み、後述する図4の電圧印加処理ルーチンを実行することで、両端電圧V1が判定可能下限値側電圧Vmin に到達するまでメインリレー13を接続状態にして電源ラインL1,L2に電圧を印加する電圧印加処理を実行する。この場合、充電リレー27が正常に全遮断状態になっていれば、第1のコンデンサ34だけが充電されて第2のコンデンサ36が充電されないが、もし、充電リレー27の両極溶着が発生して充電リレー27が接続状態になっていると、第1のコンデンサ34と第2のコンデンサ36が両方とも充電される。
この後、ステップ104に進み、両極溶着判定処理を実行する。この両極溶着判定処理では、第1の電圧センサ35で両端電圧V1を検出すると共に、第2の電圧センサ37で両端電圧V2を検出し、これらの両端電圧V1と両端電圧V2とを比較して、充電リレー27の正極側及び負極側のスイッチ28,29が両方とも溶着した“両極溶着”の有無を判定する。
具体的には、例えば、両端電圧V1と両端電圧V2との差ΔV(=V1−V2)が判定値以下であるか否かを判定する。その結果、両端電圧V1と両端電圧V2との差ΔVが判定値以下であると判定された場合には、両端電圧V1と両端電圧V2とがほぼ等しいと判断して、充電リレー27の両極溶着有りと判定する。一方、両端電圧V1と両端電圧V2との差ΔVが判定値よりも大きいと判定された場合には、両端電圧V1が両端電圧V2よりも高いと判断して、充電リレー27の両極溶着無しと判定する。
この後、ステップ105に進み、少なくとも第1のコンデンサ34の放電を行うように双方向DC−DCコンバータ16(又は走行用のインバータ15)を制御する放電処理を実行する。具体的には、第1のコンデンサ34に充電されていた電気エネルギを双方向DC−DCコンバータ16を介して補機バッテリ17に戻して充電する。この際、充電リレー27の溶着が発生して充電リレー27が接続状態になっている場合には、第2のコンデンサ36に充電されていた電気エネルギも双方向DC−DCコンバータ16を介して補機バッテリ17に戻して充電する。尚、補機バッテリ17に充電できない場合(例えば補機バッテリ17が満充電状態の場合)には、電源ラインL1,L2の直流電圧を走行用のインバータ15で交流電圧に変換してモータジェネレータ11に供給することで、第1のコンデンサ34や第2のコンデンサ36の放電を行う。
この後、ステップ106に進み、充電リレー27の両極溶着診断が完了したと判定して、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ102で、両極溶着診断完了フラグがON(充電リレー27の両極溶着診断が完了)であると判定された場合には、ステップ107に進み、負極溶着診断完了フラグがOFFであるか否かを判定する。この負極溶着診断完了フラグは、後述する図6の負極溶着診断完了フラグ操作ルーチンで、充電リレー27の負極溶着診断の完了を意味するONにセットされるか又は充電リレー27の負極溶着診断の未完了を意味するOFFにリセットされる。
このステップ107で、負極溶着診断完了フラグがOFF(充電リレー27の負極溶着診断が未完了)であると判定された場合には、充電リレー27の負極溶着診断を次のようにして実行する。
まず、ステップ108で、充電リレー27の正極側のスイッチ28を接続することで、充電リレー27を負極側の片側遮断状態(正極側のスイッチ28を接続して負極側のスイッチ29を遮断した状態)にした後、ステップ109に進み、後述する図4の電圧印加処理ルーチンを実行することで、両端電圧V1が判定可能下限値側電圧Vmin に到達するまでメインリレー13を接続状態にして電源ラインL1,L2に電圧を印加する電圧印加処理を実行する。この場合、充電リレー27が正常に負極側の片側遮断状態になっていれば、第1のコンデンサ34だけが充電されて第2のコンデンサ36が充電されないが、もし、充電リレー27の負極溶着が発生して充電リレー27が接続状態になっていると、第1のコンデンサ34と第2のコンデンサ36が両方とも充電される。
この後、ステップ110に進み、負極溶着判定処理を実行する。この負極溶着判定処理では、第1の電圧センサ35で両端電圧V1を検出すると共に、第2の電圧センサ37で両端電圧V2を検出し、これらの両端電圧V1と両端電圧V2とを比較して、充電リレー27の負極側のスイッチ29のみが溶着した“負極溶着”の有無を判定する。
具体的には、例えば、両端電圧V1と両端電圧V2との差ΔV(=V1−V2)が判定値以下であるか否かを判定する。その結果、両端電圧V1と両端電圧V2との差ΔVが判定値以下であると判定された場合には、両端電圧V1と両端電圧V2とがほぼ等しいと判断して、充電リレー27の負極溶着有りと判定する。一方、両端電圧V1と両端電圧V2との差ΔVが判定値よりも大きいと判定された場合には、両端電圧V1が両端電圧V2よりも高いと判断して、充電リレー27の負極溶着無しと判定する。
この後、ステップ111に進み、少なくとも第1のコンデンサ34の放電を行うように双方向DC−DCコンバータ16(又は走行用のインバータ15)を制御する放電処理を実行する。この後、ステップ112に進み、充電リレー27の負極溶着診断が完了したと判定して、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ107で、負極溶着診断完了フラグがON(充電リレー27の負極溶着診断が完了)であると判定された場合には、ステップ113に進み、正極溶着診断完了フラグがOFFであるか否かを判定する。この正極溶着診断完了フラグは、後述する図7の正極溶着診断完了フラグ操作ルーチンで、充電リレー27の正極溶着診断の完了を意味するONにセットされるか又は充電リレー27の正極溶着診断の未完了を意味するOFFにリセットされる。
このステップ113で、正極溶着診断完了フラグがOFF(充電リレー27の正極溶着診断が未完了)であると判定された場合には、充電リレー27の正極溶着診断を次のようにして実行する。
まず、ステップ114で、充電リレー27の正極側のスイッチ28を遮断すると共に充電リレー27の負極側のスイッチ29を接続することで、充電リレー27を正極側の片側遮断状態(負極側のスイッチ29を接続して正極側のスイッチ28を遮断した状態)にした後、ステップ115に進み、後述する図4の電圧印加処理ルーチンを実行することで、両端電圧V1が判定可能下限値側電圧Vmin に到達するまでメインリレー13を接続状態にして電源ラインL1,L2に電圧を印加する電圧印加処理を実行する。この場合、充電リレー27が正常に正極側の片側遮断状態になっていれば、第1のコンデンサ34だけが充電されて第2のコンデンサ36が充電されないが、もし、充電リレー27の正極溶着が発生して充電リレー27が接続状態になっていると、第1のコンデンサ34と第2のコンデンサ36が両方とも充電される。
この後、ステップ116に進み、正極溶着判定処理を実行する。この正極溶着判定処理では、第1の電圧センサ35で両端電圧V1を検出すると共に、第2の電圧センサ37で両端電圧V2を検出し、これらの両端電圧V1と両端電圧V2とを比較して、充電リレー27の正極側のスイッチ29のみが溶着した“正極溶着”の有無を判定する。
具体的には、例えば、両端電圧V1と両端電圧V2との差ΔV(=V1−V2)が判定値以下であるか否かを判定する。その結果、両端電圧V1と両端電圧V2との差ΔVが判定値以下であると判定された場合には、両端電圧V1と両端電圧V2とがほぼ等しいと判断して、充電リレー27の正極溶着有りと判定する。一方、両端電圧V1と両端電圧V2との差ΔVが判定値よりも大きいと判定された場合には、両端電圧V1が両端電圧V2よりも高いと判断して、充電リレー27の正極溶着無しと判定する。
この後、ステップ117に進み、少なくとも第1のコンデンサ34の放電を行うように双方向DC−DCコンバータ16(又は走行用のインバータ15)を制御する放電処理を実行する。この後、ステップ118に進み、充電リレー27の正極溶着診断が完了したと判定して、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ113で、正極溶着診断完了フラグがON(充電リレー27の正極溶着診断が完了)であると判定された場合には、ステップ119に進み、充電リレー27の正極側のスイッチ28を接続すると共に充電リレー27の負極側のスイッチ29を接続することで、充電リレー27を接続状態にして、本ルーチンを終了する。
[電圧印加処理ルーチン]
図4に示す電圧印加処理ルーチンは、前記図3の溶着診断ルーチンのステップ103,109,115で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、メインリレー13の正極側のスイッチ18を接続した後、ステップ202に進み、メインリレー13の負極側のスイッチ20を接続することで、メインリレー13を接続状態(正極側及び負極側のスイッチ18,20を両方とも接続した状態)にして、電源ラインL1,L2への電圧印加を開始する。
図4に示す電圧印加処理ルーチンは、前記図3の溶着診断ルーチンのステップ103,109,115で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、メインリレー13の正極側のスイッチ18を接続した後、ステップ202に進み、メインリレー13の負極側のスイッチ20を接続することで、メインリレー13を接続状態(正極側及び負極側のスイッチ18,20を両方とも接続した状態)にして、電源ラインL1,L2への電圧印加を開始する。
この後、ステップ203に進み、第1の電圧センサ35で検出した両端電圧V1が判定可能下限値側電圧Vmin 以上になったか否かを判定し、両端電圧V1が判定可能下限値側電圧Vmin に到達していないと判定されれば、メインリレー13を接続状態に維持して電源ラインL1,L2への電圧印加を継続する。
その後、上記ステップ203で、両端電圧V1が判定可能下限値側電圧Vmin 以上になったと判定された時点で、両端電圧V1が判定可能下限値側電圧Vmin に到達したと判断して、ステップ204に進み、メインリレー13の負極側のスイッチ20を遮断することで、メインリレー13を遮断状態(正極側のスイッチ18を接続して負極側のスイッチ19,20を遮断した状態)にして、電源ラインL1,L2への電圧印加を停止する。
[両極溶着診断完了フラグ操作ルーチン]
図5に示す両極溶着診断完了フラグ操作ルーチンは、ECU33によって所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ301で、充電リレー27の接続要求が有りで且つ両極溶着診断完了フラグがOFFであるか否かを判定する。このステップ301で、充電リレー27の接続要求が無いと判定された場合、又は、両極溶着診断完了フラグがONであると判定された場合には、ステップ304に進む。
図5に示す両極溶着診断完了フラグ操作ルーチンは、ECU33によって所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ301で、充電リレー27の接続要求が有りで且つ両極溶着診断完了フラグがOFFであるか否かを判定する。このステップ301で、充電リレー27の接続要求が無いと判定された場合、又は、両極溶着診断完了フラグがONであると判定された場合には、ステップ304に進む。
一方、上記ステップ301で、充電リレー27の接続要求が有りで且つ両極溶着診断完了フラグがOFFであると判定された場合には、ステップ302に進み、充電リレー27の両極溶着診断が開始され且つ両極溶着診断が開始されてから所定時間が経過したか否かを判定する。この所定時間は、例えば、充電リレー27の両極溶着診断を完了するのに必要な時間よりも少し長い時間に設定されている。
このステップ302で、充電リレー27の両極溶着診断がまだ開始されていないと判定された場合、又は、両極溶着診断が開始されてからまだ所定時間が経過していないと判定された場合には、ステップ304に進む。
その後、上記ステップ302で、充電リレー27の両極溶着診断が開始され且つ両極溶着診断が開始されてから所定時間が経過したと判定された時点で、ステップ303に進み、両極溶着診断完了フラグをONにセットする。
この後、ステップ304に進み、充電リレー27の接続要求が無しで且つ充電リレー27が全遮断状態(正極側及び負極側のスイッチ28,29を両方とも遮断した状態)であるか否かを判定する。このステップ304で、充電リレー27の接続要求が有ると判定された場合、又は、充電リレー27が全遮断状態ではないと判定された場合には、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ304で、充電リレー27の接続要求が無しで且つ充電リレー27が全遮断状態であると判定された場合には、ステップ305に進み、両極溶着診断完了フラグをOFFにリセットして、本ルーチンを終了する。
尚、両極溶着診断完了フラグをONにセットするタイミングやOFFにリセットするタイミングは、適宜変更しても良く、例えば、前記図3のステップ106で充電リレー27の両極溶着診断が完了したと判定された時点で、両極溶着診断完了フラグをONにセットするようにしても良い。
[負極溶着診断完了フラグ操作ルーチン]
図6に示す負極溶着診断完了フラグ操作ルーチンは、ECU33によって所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ401で、充電リレー27の接続要求が有りで且つ負極溶着診断完了フラグがOFFであるか否かを判定する。このステップ401で、充電リレー27の接続要求が無いと判定された場合、又は、負極溶着診断完了フラグがONであると判定された場合には、ステップ404に進む。
図6に示す負極溶着診断完了フラグ操作ルーチンは、ECU33によって所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ401で、充電リレー27の接続要求が有りで且つ負極溶着診断完了フラグがOFFであるか否かを判定する。このステップ401で、充電リレー27の接続要求が無いと判定された場合、又は、負極溶着診断完了フラグがONであると判定された場合には、ステップ404に進む。
一方、上記ステップ401で、充電リレー27の接続要求が有りで且つ負極溶着診断完了フラグがOFFであると判定された場合には、ステップ402に進み、充電リレー27の負極溶着診断が開始され且つ負極溶着診断が開始されてから所定時間が経過したか否かを判定する。この所定時間は、例えば、充電リレー27の負極溶着診断を完了するのに必要な時間よりも少し長い時間に設定されている。
このステップ402で、充電リレー27の負極溶着診断がまだ開始されていないと判定された場合、又は、負極溶着診断が開始されてからまだ所定時間が経過していないと判定された場合には、ステップ404に進む。
その後、上記ステップ402で、充電リレー27の負極溶着診断が開始され且つ負極溶着診断が開始されてから所定時間が経過したと判定された時点で、ステップ403に進み、負極溶着診断完了フラグをONにセットする。
この後、ステップ404に進み、充電リレー27の接続要求が無しで且つ充電リレー27が負極側の片側遮断状態(正極側のスイッチ28を接続して負極側のスイッチ29を遮断した状態)であるか否かを判定する。このステップ404で、充電リレー27の接続要求が有ると判定された場合、又は、充電リレー27が負極側の片側遮断状態ではないと判定された場合には、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ404で、充電リレー27の接続要求が無しで且つ充電リレー27が負極側の片側遮断状態であると判定された場合には、ステップ405に進み、負極溶着診断完了フラグをOFFにリセットして、本ルーチンを終了する。
尚、負極溶着診断完了フラグをONにセットするタイミングやOFFにリセットするタイミングは、適宜変更しても良く、例えば、前記図3のステップ112で充電リレー27の負極溶着診断が完了したと判定された時点で、負極溶着診断完了フラグをONにセットするようにしても良い。
[正極溶着診断完了フラグ操作ルーチン]
図7に示す正極溶着診断完了フラグ操作ルーチンは、ECU33によって所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ501で、充電リレー27の接続要求が有りで且つ正極溶着診断完了フラグがOFFであるか否かを判定する。このステップ501で、充電リレー27の接続要求が無いと判定された場合、又は、正極溶着診断完了フラグがONであると判定された場合には、ステップ504に進む。
図7に示す正極溶着診断完了フラグ操作ルーチンは、ECU33によって所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ501で、充電リレー27の接続要求が有りで且つ正極溶着診断完了フラグがOFFであるか否かを判定する。このステップ501で、充電リレー27の接続要求が無いと判定された場合、又は、正極溶着診断完了フラグがONであると判定された場合には、ステップ504に進む。
一方、上記ステップ501で、充電リレー27の接続要求が有りで且つ正極溶着診断完了フラグがOFFであると判定された場合には、ステップ502に進み、充電リレー27の正極溶着診断が開始され且つ正極溶着診断が開始されてから所定時間が経過したか否かを判定する。この所定時間は、例えば、充電リレー27の正極溶着診断を完了するのに必要な時間よりも少し長い時間に設定されている。
このステップ502で、充電リレー27の正極溶着診断がまだ開始されていないと判定された場合、又は、正極溶着診断が開始されてからまだ所定時間が経過していないと判定された場合には、ステップ504に進む。
その後、上記ステップ502で、充電リレー27の正極溶着診断が開始され且つ正極溶着診断が開始されてから所定時間が経過したと判定された時点で、ステップ503に進み、正極溶着診断完了フラグをONにセットする。
この後、ステップ504に進み、充電リレー27の接続要求が無しで且つ充電リレー27が正極側の片側遮断状態(負極側のスイッチ29を接続して正極側のスイッチ28を遮断した状態)であるか否かを判定する。このステップ504で、充電リレー27の接続要求が有ると判定された場合、又は、充電リレー27が正極側の片側遮断状態ではないと判定された場合には、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ504で、充電リレー27の接続要求が無しで且つ充電リレー27が正極側の片側遮断状態であると判定された場合には、ステップ505に進み、正極溶着診断完了フラグをOFFにリセットして、本ルーチンを終了する。
尚、正極溶着診断完了フラグをONにセットするタイミングやOFFにリセットするタイミングは、適宜変更しても良く、例えば、前記図3のステップ118で充電リレー27の正極溶着診断が完了したと判定された時点で、正極溶着診断完了フラグをONにセットするようにしても良い。
以上説明した本実施例では、充電リレー27を全遮断状態又は片側遮断状態にした後、両端電圧V1が判定可能下限値側電圧Vmin に到達するまでメインリレー13を接続状態にして電源ラインL1,L2に電圧を印加する電圧印加処理を実行し、この電圧印加処理後に両端電圧V1と両端電圧V2とを比較して充電リレー27の溶着の有無を判定する判定処理を実行するようにしたので、充電リレー27の溶着の有無を精度良く判定することができる。
しかも、電圧印加処理の際に、両端電圧V1を判定可能下限値側電圧Vmin (高電圧バッテリ12の電圧よりも低く且つ充電リレー27の溶着の有無を判定可能な電圧範囲の下限値側の電圧)までしか上昇させないため、両端電圧V1を高電圧バッテリ12の電圧と等しい電圧まで上昇させる場合に比べて、判定処理後に行う放電処理によるエネルギ損失を低減することができる。
更に、本実施例では、放電処理の際に少なくとも第1のコンデンサ34の放電を行うように双方向DC−DCコンバータ16を制御するようにしたので、第1のコンデンサ34に充電されていた電気エネルギを双方向DC−DCコンバータ16を介して補機バッテリ17に戻すことができる共に、充電リレー27の溶着が発生して充電リレー27が接続状態になっている場合には第2のコンデンサ36に充電されていた電気エネルギも双方向DC−DCコンバータ16を介して補機バッテリ17に戻すことができ、エネルギ損失を更に低減することができる。
また、本実施例では、充電リレー27の正極側及び負極側のスイッチ28,29が両方とも溶着した“両極溶着”の有無を判定する両極溶着判定処理と、充電リレー27の負極側のスイッチ29のみが溶着した“負極溶着”の有無を判定する負極溶着判定処理と、充電リレー27の正極側のスイッチ28のみが溶着した“正極溶着”の有無を判定する正極溶着判定処理とを実行するようにしたので、充電リレー27の両極溶着と負極溶着と正極溶着とを区別して検出することができ、充電リレー27の溶着箇所を容易に特定することができる。
11…モータジェネレータ(モータ)、12…高電圧バッテリ(バッテリ)、13…メインリレー、23…商用電源(電源)、26…充電器、27…充電リレー、33…ECU(溶着診断手段)、34…第1のコンデンサ、35…第1の電圧センサ、36…第2のコンデンサ、37…第2の電圧センサ
Claims (4)
- 車両の動力源となるモータ(11)に電力を供給するバッテリ(12)と、
車両外部の電源(23)に接続される充電器(26)と前記バッテリ(12)とを接続する電源ライン(L1,L2)に設けられたメインリレー(13)と、
前記電源ライン(L1,L2)のうちの前記メインリレー(13)と前記充電器(26)との間に設けられた充電リレー(27)と、
前記電源ライン(L1,L2)のうちの前記メインリレー(13)と前記充電リレー(27)との間に接続された第1のコンデンサ(34)及び該第1のコンデンサ(34)の両端間の電圧を検出する第1の電圧センサ(35)と、
前記電源ライン(L1,L2)のうちの前記充電リレー(27)と前記充電器(26)との間に接続された第2のコンデンサ(36)及び該第2のコンデンサ(36)の両端間の電圧を検出する第2の電圧センサ(37)と、
前記充電リレー(27)を遮断状態にして、前記第1のコンデンサ(34)の両端間の電圧が前記バッテリの電圧よりも低く且つ前記充電リレー(27)の溶着の有無を判定可能な電圧範囲の下限値側の電圧(以下「判定可能下限値側電圧」という)に到達するまで前記メインリレー(13)を接続状態にして前記電源ライン(L1,L2)に電圧を印加する電圧印加処理と、該電圧印加処理後に前記第1のコンデンサ(34)の両端間の電圧と前記第2のコンデンサ(36)の両端間の電圧とを比較して前記充電リレー(27)の溶着の有無を判定する判定処理と、該判定処理後に少なくとも前記第1のコンデンサ(34)の放電を行う放電処理とを実行する溶着診断手段(33)と
を備えていることを特徴とする電源制御システムの異常診断装置。 - 前記判定可能下限値側電圧は、前記電圧センサ(35,37)の検出精度と前記コンデンサ(34,36)の静電容量のうちの少なくとも一つに基づいて設定されることを特徴とする請求項1に記載の電源制御システムの異常診断装置。
- 前記電源ライン(L1,L2)のうちの前記メインリレー(13)と前記充電リレー(27)との間に接続された双方向コンバータ(16)及び該双方向コンバータ(16)に接続された補機バッテリ(17)を備え、
前記溶着診断手段(33)は、前記放電処理の際に少なくとも前記第1のコンデンサ(34)の放電を行うように前記双方向コンバータ(16)を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の電源制御システムの異常診断装置。 - 前記充電リレー(27)は、正極側及び負極側のスイッチ(28,29)を有し、
前記溶着診断手段(33)は、前記充電リレー(27)の正極側及び負極側のスイッチ(28,29)を遮断した状態で前記電圧印加処理を実行した後に前記判定処理として前記充電リレー(27)の正極側及び負極側のスイッチ(28,29)が両方とも溶着した両極溶着の有無を判定する両極溶着判定処理を実行し、前記充電リレー(27)の正極側のスイッチ(28)を接続して負極側のスイッチ(29)を遮断した状態で前記電圧印加処理を実行した後に前記判定処理として前記充電リレー(27)の負極側のスイッチ(29)のみが溶着した負極溶着の有無を判定する負極溶着判定処理を実行し、前記充電リレー(27)の負極側のスイッチ(29)を接続して正極側のスイッチ(28)を遮断した状態で前記電圧印加処理を実行した後に前記判定処理として前記充電リレー(27)の正極側のスイッチ(28)のみが溶着した正極溶着の有無を判定する正極溶着判定処理を実行することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電源制御システムの異常診断装置。
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