JP2015230784A - Contactor failure judgment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部電源を用いてバッテリの充電を行う充電回路に設けられたコンタクタの故障の有無を判定するコンタクタ故障判定装置に関する。 The present invention relates to a contactor failure determination apparatus that determines whether or not a contactor has a failure provided in a charging circuit that charges a battery using an external power source.
従来、バッテリ内の電力を用いてモータを駆動して走行する電動車には、外部電源を用いてバッテリの充電を行うための充電回路が設けられている。
充電回路内には、外部電源とバッテリとの間の電気的な接続をオンオフするためのコンタクタが、正側および負側にそれぞれ設けられている。このコンタクタが故障すると、バッテリの充電を正常に行えない可能性があるため、コンタクタの故障を検知するための技術が知られている。
Conventionally, an electric vehicle that travels by driving a motor using electric power in a battery is provided with a charging circuit for charging the battery using an external power source.
In the charging circuit, contactors for turning on and off the electrical connection between the external power source and the battery are provided on the positive side and the negative side, respectively. When this contactor fails, there is a possibility that the battery cannot be normally charged. Therefore, a technique for detecting the contactor failure is known.
例えば、下記特許文献1には、外部電源から第1バッテリへの充電経路に設けられた2つのリレーの溶着検出を行うリレー溶着検出回路であって、外部電源とは独立して溶着検出用電源を供給可能な第2バッテリと、リレーの外部電源側から流れ込む電流が略ゼロとなる回路であり、リレーの外部電源側の電圧に基づき第2バッテリに対して溶着検出用の電源を供給させるか否かを制御するトランジスタスイッチと、トランジスタスイッチとは電気的に絶縁され、トランジスタスイッチが溶着検出用の電源を供給したか否かに基づいて溶着検出を行う制御部と、を備えるリレー溶着検出回路が開示されている。 For example, Patent Literature 1 below discloses a relay welding detection circuit that detects welding of two relays provided in a charging path from an external power source to a first battery, and is a welding detection power source independent of the external power source. Is a circuit in which the current flowing from the external power supply side of the relay is substantially zero and whether the power for welding detection is supplied to the second battery based on the voltage on the external power supply side of the relay A relay welding detection circuit comprising: a transistor switch that controls whether or not the transistor switch is electrically isolated, and a control unit that detects welding based on whether or not the transistor switch supplies power for welding detection Is disclosed.
上述の従来技術では、溶着の検出には車両側に設けられた制御部によってリレー(コンタクタ)のオンオフ制御を行う必要がある。しかしながら、電動車の急速充電器の規格では、急速充電器側でコンタクタのオンオフを行うように定められているものがあり、このような規格に即した電動車に従来技術を適用するには、車両側でコンタクタのオンオフを可能とするように充電回路の回路構成を大きく変更する必要がある。
また、上述した従来技術では、上記のように急速充電器側でコンタクタのオンオフ制御を行う際に用いる制御回路の故障については検出することができないという課題がある。
また、上述した従来技術では、故障の判定には意図的にリレー(コンタクタ)のオンオフを行う必要があるため、故障が生じてから故障を検出するまでに時間がかかってしまう可能性があるという課題がある。
In the above-described conventional technology, it is necessary to perform on / off control of a relay (contactor) by a control unit provided on the vehicle side in order to detect welding. However, in the standard of quick chargers for electric vehicles, there are those that are determined to turn on and off the contactor on the quick charger side, and in order to apply the conventional technology to electric vehicles that comply with such standards, It is necessary to greatly change the circuit configuration of the charging circuit so that the contactor can be turned on and off on the vehicle side.
In addition, the above-described conventional technique has a problem that it is impossible to detect a failure in a control circuit used when performing on / off control of a contactor on the quick charger side as described above.
Further, in the above-described prior art, since it is necessary to intentionally turn on / off the relay (contactor) in order to determine the failure, it may take time until the failure is detected after the failure occurs. There are challenges.
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、外部充電器側でオンオフを制御する充電回路のコンタクタおよびコンタクタの制御回路の故障を簡易な構成で検出することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to detect a failure of a contactor of a charging circuit that controls on / off on the external charger side and a control circuit of the contactor with a simple configuration.
上述の目的を達成するため、請求項1の発明にかかるコンタクタ故障判定装置は、外部電源を用いてバッテリの充電を行う充電回路に設けられたコンタクタの故障の有無を判定するコンタクタ故障判定装置であって、前記充電回路は、前記外部電源の正極が接続される正側端子と、前記正側端子と前記バッテリの正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記外部電源の負極が接続される負側端子と、前記負側端子と前記バッテリの負極との間に設けられた負側コンタクタと、前記外部電源からの制御電流を用いて前記正側コンタクタおよび前記負側コンタクタのオンオフを切り換えるコンタクタ制御回路と、を備え、前記正側コンタクタの前記正側端子側と前記負側コンタクタの前記バッテリ側との電位差により駆動する第1の駆動素子と、前記第1の駆動素子と電気的に絶縁され、前記第1の駆動素子の駆動状況を検知する第1の検知素子と、前記負側コンタクタの前記負側端子側と前記正側コンタクタの前記バッテリ側との電位差により駆動する第2の駆動素子と、前記第2の駆動素子と電気的に絶縁され、前記第2の駆動素子の駆動状況を検知する第2の検知素子と、前記第1の駆動素子および前記第2の駆動素子と電気的に絶縁され、前記第1の検知素子による検知結果と、前記第2の検知素子による検知結果と、前記コンタクタ制御回路による制御状況とに基づいて、前記正側コンタクタおよび前記負側コンタクタの故障の有無を判定する故障判定手段と、を備えることを特徴とする。
請求項2の発明にかかるコンタクタ故障判定装置は、前記故障判定手段は、前記コンタクタ制御回路が前記正側コンタクタをオフに制御している際に前記第1の駆動素子が駆動していると検知された場合は、前記正側コンタクタが溶着していると判定し、前記コンタクタ制御回路が前記負側コンタクタをオフに制御している際に前記第2の駆動素子が駆動していると検知された場合は、前記負側コンタクタが溶着していると判定する、ことを特徴とする。
請求項3の発明にかかるコンタクタ故障判定装置は、前記故障判定手段は、前記コンタクタ制御回路が前記正側コンタクタをオンに制御している際に前記第1の駆動素子が駆動していないと検知された場合は、前記正側コンタクタに制御不良が発生していると判定し、前記コンタクタ制御回路が前記負側コンタクタをオンに制御している際に前記第2の駆動素子が駆動していないと検知された場合は、前記負側コンタクタに制御不良が発生していると判定する、ことを特徴とする。
請求項4の発明にかかるコンタクタ故障判定装置は、前記第1の駆動素子および前記第2の駆動素子は発光素子であり、前記第1の検知素子および前記第2の検知素子は受光素子である、ことを特徴とする。
請求項5の発明にかかるコンタクタ故障判定装置は、前記バッテリは電動車の駆動用バッテリであり、前記第1の検知素子、前記第2の検知素子、および前記故障判定手段は、前記電動車の補機バッテリによって駆動する、ことを特徴とする。
請求項6の発明にかかるコンタクタ故障判定装置は、前記正側端子および前記負側端子への前記外部電源の接続を遮蔽する遮蔽機構を更に備え、前記遮蔽機構は、前記故障判定手段によって前記コンタクタが故障していると判定された場合に前記正側端子および前記負側端子への前記外部電源の接続を遮蔽する、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a contactor failure determination device according to claim 1 is a contactor failure determination device that determines whether or not a contactor has failed in a charging circuit that charges a battery using an external power source. The charging circuit includes a positive terminal to which a positive electrode of the external power supply is connected, a positive contactor provided between the positive terminal and the positive electrode of the battery, and a negative electrode of the external power supply. The negative contactor, a negative contactor provided between the negative terminal and the negative electrode of the battery, and a control current from the external power source to turn on and off the positive contactor and the negative contactor. A contactor control circuit for switching, and a first drive element that is driven by a potential difference between the positive terminal side of the positive contactor and the battery side of the negative contactor A first detection element that is electrically insulated from the first drive element and detects a drive status of the first drive element; the negative terminal side of the negative contactor; and the positive contactor A second driving element that is driven by a potential difference from the battery side; a second detection element that is electrically insulated from the second driving element and detects a driving state of the second driving element; And the second drive element are electrically insulated from each other, based on a detection result by the first detection element, a detection result by the second detection element, and a control situation by the contactor control circuit Failure determination means for determining whether or not there is a failure in the positive contactor and the negative contactor.
In the contactor failure determination device according to a second aspect of the present invention, the failure determination means detects that the first drive element is driven when the contactor control circuit controls the positive contactor to be turned off. If it is determined that the positive contactor is welded, it is detected that the second drive element is driven when the contactor control circuit controls the negative contactor to be off. If the negative contactor is welded, it is determined that the negative contactor is welded.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the contactor failure determination device, wherein the failure determination means detects that the first drive element is not driven when the contactor control circuit controls the positive side contactor to be on. If it is determined that there is a control failure in the positive contactor, the second drive element is not driven when the contactor control circuit controls the negative contactor to be on. Is detected, it is determined that a control failure has occurred in the negative contactor.
In the contactor failure determination apparatus according to a fourth aspect of the present invention, the first drive element and the second drive element are light emitting elements, and the first detection element and the second detection element are light receiving elements. It is characterized by that.
According to a fifth aspect of the present invention, in the contactor failure determination device, the battery is a drive battery for an electric vehicle, and the first detection element, the second detection element, and the failure determination means are provided on the electric vehicle. It is driven by an auxiliary battery.
The contactor failure determination device according to the invention of claim 6 further includes a shielding mechanism that shields connection of the external power source to the positive terminal and the negative terminal, and the shielding mechanism includes the contactor by the failure determination means. When it is determined that a fault occurs, the connection of the external power source to the positive terminal and the negative terminal is shielded.
請求項1の発明によれば、簡易な回路構成でコンタクタの故障を判定することができ、低コストでコンタクタ故障判定装置を実現することができる。
また、請求項1の発明によれば、コンタクタ故障判定装置側でコンタクタをオンオフすることなく故障判定を行うことができるので、外部電源からの制御電流を用いてコンタクタのオンオフを切り換えるタイプの充電回路においてコンタクタの故障の有無を判定することができる。
また、請求項1の発明によれば、コンタクタをオンオフすることなく故障判定を行うことができるので、コンタクタの故障の有無を常時判定することができ、故障の発生時に迅速に対応することができる。
請求項2の発明によれば、故障の一態様としてコンタクタの溶着の有無を判定することができ、充電回路の安全性を向上させることができる。
請求項3の発明によれば、故障の一態様としてコンタクタの制御不良の有無を判定することができ、特に外部電源からの制御電流を用いてコンタクタのオンオフを切り換えるタイプの充電回路において安全性を向上させることができる。
請求項4の発明によれば、駆動素子として発光素子を、検知素子として受光素子を用いるので、汎用性の高い素子を用いて低コストでコンタクタ故障判定装置を実現することができる。
請求項5の発明によれば、バッテリへの充電を行う電源系と、故障を検知するための回路(補機バッテリの電源系)とが電気的に分離されているので、電動車の車体に電流が流れる可能性を低減することができ、安全性を向上させることができる。
請求項6の発明によれば、故障判定手段によってコンタクタが故障していると判定された場合に正側端子および負側端子への外部電源の接続を遮蔽するので、コンタクタが故障した状態でバッテリへの充電が行われるのを防止することができる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to determine a contactor failure with a simple circuit configuration, and to realize a contactor failure determination device at a low cost.
According to the first aspect of the present invention, since the failure determination can be performed on the contactor failure determination device side without turning the contactor on and off, a charging circuit of a type that switches the contactor on and off using a control current from an external power source. It is possible to determine whether or not the contactor has failed.
According to the first aspect of the present invention, the failure determination can be performed without turning on or off the contactor. Therefore, it is possible to always determine whether or not the contactor has failed, and to respond quickly when a failure occurs. .
According to the invention of claim 2, it is possible to determine whether or not the contactor is welded as one aspect of the failure, and the safety of the charging circuit can be improved.
According to the third aspect of the present invention, it is possible to determine the presence or absence of contactor control failure as one mode of failure, and in particular, in a charging circuit that switches on and off the contactor using a control current from an external power supply. Can be improved.
According to the invention of claim 4, since the light emitting element is used as the driving element and the light receiving element is used as the detecting element, a contactor failure determination device can be realized at low cost by using a highly versatile element.
According to the invention of claim 5, since the power supply system for charging the battery and the circuit for detecting a failure (power supply system for the auxiliary battery) are electrically separated, The possibility of current flowing can be reduced, and safety can be improved.
According to the invention of claim 6, since the connection of the external power source to the positive terminal and the negative terminal is shielded when it is determined by the failure determination means that the contactor has failed, the battery is in a state where the contactor has failed. It is possible to prevent the battery from being charged.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるコンタクタ故障判定装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a contactor failure determination device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態)
図1は、コンタクタ故障判定装置10が搭載された電動車20の外観を示す説明図である。
実施の形態にかかるコンタクタ故障判定装置10(図3参照)は、電動車20に搭載されている。電動車20は、車両の駆動用モータの駆動用バッテリ(バッテリ200。図3参照)を有し、動力の少なくとも一部に電力を用いて走行する。
本実施の形態では、電動車20は、バッテリ200内の電力によってモータを回転させて駆動する電気自動車であるものとする。電動車20の車体外部には、電動車20を充電する際に充電器30が接続される充電口202が設けられている。
(Embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an external appearance of an
The contactor failure determination device 10 (see FIG. 3) according to the embodiment is mounted on an
In the present embodiment, it is assumed that
充電器30は、電動車20に電力を供給して電動車20のバッテリ200を充電する。
本実施の形態では、充電器30は、高電圧直流電源を用いて短時間で充電をおこなう急速充電器であるものとする。
充電器30は、本体部302、充電ケーブル304、充電ガン306等を含んで構成される。
本体部302には、充電器30の動作を制御する充電器制御部312(図3参照)や、充電器30の充電状態や充電設定、操作画面などが表示されるユーザインターフェースなどが設けられている。
本体部302からは充電ケーブル304が伸びており、充電ケーブル304には、充電ガン306(コネクタ)が設けられている。
充電ガン306の先端には、車両側の充電コネクタ206に接続される結合部308が設けられている。結合部308には、電動車20に対して電力を供給する電力供給用端子の他、電動車20に設けられた充電回路のコンタクタのオンオフ制御に用いるコンタクタ制御電流を供給する制御電流用端子、電動車20とデータの授受をおこなうデータ用端子などが設けられている。
The
In the present embodiment, it is assumed that
The
The
A
At the tip of the
電動車20の充電口202は、蓋204に覆われており、その中には充電コネクタ206が設けられている。すなわち、充電コネクタ206は、電動車20の車体外部に設けられ開閉可能な蓋204が設置された充電口202内に設置されている。
なお、蓋204と充電口202との接続部には、蓋204の開閉状態を検出するセンサ(スイッチ等)が設けられており、このセンサの検出結果は電動車20の車両制御部250(図3参照)に出力される。
また、蓋204と充電口202との接続部にはロック機構254(図3参照)が設けられており、車両制御部250でロック機構254の開閉動作が制御可能となっている。これは、後述のように充電回路内のコンタクタに故障が生じた場合に、ユーザが充電コネクタ206に触れることがないよう蓋204が開かないようにロックするためである。
電動車20の充電時には、充電ガン306が充電口202に挿入され、充電器30側の結合部308と電動車20側の充電コネクタ206とが接触して電力の授受をおこなう。
The
Note that a sensor (a switch or the like) that detects the open / close state of the
In addition, a lock mechanism 254 (see FIG. 3) is provided at a connection portion between the
When charging the
図2は、充電コネクタ206の外観の一例を示す説明図である。
充電コネクタ206にも、充電ガン306の結合部308に対応したインターフェースが設けられている。
充電コネクタ206には、充電器30から電力の受給を受ける電力受給用インターフェースである正側端子212および負側端子214の他、充電回路のコンタクタのオンオフ制御に用いるコンタクタ制御電流を受給する制御電流用端子(制御電流用インターフェース)216、充電器30とデータの授受をおこなうデータ用端子(データ用インターフェース)218などが設けられている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the appearance of the charging
The charging
The charging
図3は、電動車20の充電回路100および充電器30の構成を示す説明図である。
まず、充電器30の構成について説明する。
充電器30は、充電器制御部312、バッテリ充電用電力供給部314、コンタクタ用電力供給部316、操作部318を含んで構成されている。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the charging
First, the configuration of the
The
充電器制御部312は、CPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成され、充電器30からの電力供給を制御する。
充電器制御部312は、充電ケーブル304、データ用端子218および通信線CLを介して後述する車両制御部250と接続されている。
The charger control unit 312 includes a CPU, a ROM that stores and stores a control program, a RAM as an operation area of the control program, an EEPROM that holds various data in a rewritable manner, an interface unit that interfaces with peripheral circuits, and the like. The power supply from the
The charger control unit 312 is connected to a
バッテリ充電用電力供給部314は、電動車20のバッテリ200の充電に用いる高電圧直流電力を供給する。
バッテリ充電用電力供給部314から供給される電力は、充電ケーブル304、正側端子212、負側端子214、および充電用電力線PLを介してバッテリ200に供給される。
The battery charging
The power supplied from the battery charging
コンタクタ用電力供給部316は、後述する充電回路100のコンタクタ(正側コンタクタ220および負側コンタクタ222)の開閉に用いる制御電流を供給する。コンタクタ用電力供給部316からはバッテリ充電用電力供給部314と比較して低い電圧(例えば補機バッテリ252と同じ12V程度)の電力が供給される。
コンタクタ用電力供給部316から供給される電力は、充電ケーブル304、コンタクタ制御回路224(制御電流用端子216およびコンタクタ電力線SL)を介して正側コンタクタ220および負側コンタクタ222に供給される。
また、コンタクタ用電力供給部316からの電力供給の有無、すなわちコンタクタ220,222の制御状況は、車両制御部250によって検知される。
操作部318は、ユーザからの充電開始指示や充電量の設定等を受け付ける。
The contactor
The electric power supplied from the contactor
Further, the presence or absence of power supply from the contactor
The
つぎに、充電回路100の構成について説明する。
充電回路100は、外部電源、すなわち充電器30から供給される電力を用いてバッテリ200の充電を行う。
充電回路100は、外部電源(充電器30)の正極が接続される正側端子212と、正側端子212とバッテリ200の正極との間に設けられた正側コンタクタ220と、外部電源(充電器30)の負極が接続される負側端子214と、負側端子214とバッテリ200の負極との間に設けられた負側コンタクタ222と、外部電源(充電器30)からの制御電流を用いて正側コンタクタ220および負側コンタクタ222のオンオフを切り換えるコンタクタ制御回路224と、を備える。
Next, the configuration of the charging
The charging
The charging
正側コンタクタ220および負側コンタクタ222は、バッテリ200と正側端子212および負側端子214との電気的接続をオンオフするために設けられている。
以下、正側コンタクタ220および負側コンタクタ222の両方を指す場合には「コンタクタ220,222」と表記する。
正側コンタクタ220は、コイル220Aおよびスイッチ220Bによって構成される。また、負側コンタクタ222は、コイル220Bおよびスイッチ222Bによって構成される。
スイッチ220B,222Bは常開接点であり、コイル220A,222Aの非導通時にはスイッチ220B,222Bがオフ(開)となりコイル220A,222Aの導通時にはスイッチ220B,222Bがオン(閉)となる。
コイル220A,222Aには、コンタクタ制御回路224によって電流が供給される。
The
Hereinafter, when referring to both the
The
The
A current is supplied to the
コンタクタ制御回路224は、制御電流用端子216およびコンタクタ電力線SLによって構成され、充電器30のコンタクタ用電力供給部316から制御電流用端子216を介して電流が供給される。
このような構成となっているのは、充電ガン306の非接触時にはコイル220A,222Aに制御電流が供給されることはなく、正側コンタクタ220および負側コンタクタ222がオンになることがないようにするためである。
バッテリ200の充電時にユーザによって充電コネクタ206に充電ガン306が接続されると、充電器制御部312と車両制御部250とが充電開始に先立って通信をおこなう。この段階ではコンタクタのスイッチ220B,222Bはオフ(開)である。車両制御部250から充電が許可されると、充電器制御部312はコンタクタ用電力供給部316からコイル220A,222Aに電力を供給し、スイッチ220B,222Bをオン(閉)にする。そして、バッテリ充電用電力供給部314からバッテリ200に電力を供給し、バッテリ200を充電する。
なお、コンタクタ電力線SLは故障判定手段234にも分岐され、コンタクタ制御回路224の導通状態、すなわちコンタクタ220,222の制御状況が故障判定手段234で判別できるようになっている。
The
This configuration is such that when the charging
When the charging
The contactor power line SL is also branched to the failure determination means 234 so that the conduction state of the
コンタクタ故障判定装置10は、充電回路100に設けられたコンタクタ(正側コンタクタ220および負側コンタクタ222)の故障の有無を判定するために設けられている。
本実施の形態において、コンタクタ故障判定装置10は、コンタクタ220,222に溶着(常時オン状態)またはコンタクタの制御不良(オン制御時にオフ状態が継続する)の故障が生じているか否かを判定する。
コンタクタ故障判定装置10は、第1の駆動素子230A、第1の検知素子232A、第2の駆動素子230B、第2の検知素子232B、および故障判定手段234を含んで構成される。
The contactor
In the present embodiment, contactor
The contactor
第1の駆動素子230Aは、一方の端子を正側コンタクタ220の正側端子212側に、他方の端子を負側コンタクタ222のバッテリ200側に、それぞれ接続され、正側コンタクタ220の正側端子212側と負側コンタクタ222のバッテリ200側との電位差により駆動する。
本実施の形態では、第1の駆動素子230Aは、発光素子である発光ダイオード(LED)である。また、第1の駆動素子230Aには、抵抗素子Rが直列に接続されている。
第1の検知素子232Aは、第1の駆動素子230Aと電気的に絶縁され、第1の駆動素子230Aの駆動状況を検知する。
本実施の形態では、第1の検知素子232Aは受光素子であるフォトトランジスタである。フォトトランジスタである第1の検知素子232Aには、第1の駆動素子230Aである発光ダイオードが発光すると電流が流れ、発光ダイオードが発光していない場合には電流が流れない。
第1の検知素子232Aには、電動車20の補機バッテリ252からの電流が供給される。
第1の検知素子232Aにおいて検知された第1の駆動素子230Aの駆動状況は、故障判定手段234に出力される。
本実施の形態では、第1の検知素子232Aに電流が流れている、すなわち第1の駆動素子230Aが発光している場合にはLレベル信号が、第1の検知素子232Aに電流が流れていない、すなわち第1の駆動素子230Aが発光していない場合にはHレベル信号が、それぞれ故障判定手段234に出力される。
The first drive element 230 </ b> A has one terminal connected to the
In the present embodiment, the
The
In this embodiment, the
The current from the
The drive status of the
In the present embodiment, when the current flows through the
第2の駆動素子230Bは、一方の端子を負側コンタクタ222の負側端子214側に、他方の端子を正側コンタクタ220のバッテリ200側に、それぞれ接続され、負側コンタクタ222の負側端子214側と正側コンタクタ220のバッテリ200側との電位差により駆動する。
第2の駆動素子230Bは、第1の駆動素子230Aと同様に、発光素子である発光ダイオード(LED)である。また、第2の駆動素子230Bには、抵抗素子Rが直列に接続されている。
第2の検知素子232Bは、第2の駆動素子230Bと電気的に絶縁され、第2の駆動素子230Bの駆動状況を検知する。
第2の検知素子232Bは、第1の検知素子232Aと同様に、受光素子であるフォトトランジスタである。フォトトランジスタである第2の検知素子232Bには、第2の駆動素子230Bである発光ダイオードが発光すると電流が流れ、発光ダイオードが発光していない場合には電流が流れない。
第2の検知素子232Bにも、電動車20の補機バッテリ252からの電流が供給される。
第2の検知素子232Bにおいて検知された第2の駆動素子230Bの駆動状況は、故障判定手段234に出力される。
本実施の形態では、第2の検知素子232Bに電流が流れている、すなわち第2の駆動素子230Bが発光している場合にはLレベル信号が、第2の検知素子232Bに電流が流れていない、すなわち第2の駆動素子230Bが発光していない場合にはHレベル信号が、それぞれ故障判定手段234に出力される。
The second drive element 230 </ b> B has one terminal connected to the
Similar to the
The
Similarly to the
The current from the
The drive status of the
In the present embodiment, when the current flows through the
故障判定手段234は、第1の駆動素子230Aおよび第2の駆動素子230Bと電気的に絶縁され、第1の検知素子232Aによる検知結果と、第2の検知素子232Bによる検知結果と、コンタクタ制御回路224による制御状況とに基づいて、正側コンタクタ220および負側コンタクタ222の故障の有無を判定する。
故障判定手段234は、車両制御部250に設けられている。車両制御部250は、ECU(Electronic Control Unit)やBMU(Battery Management Unit)などの電動車20に設けられた制御部であり、CPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
なお、車両制御部250は、電動車20の補機バッテリ252から供給される電力を用いて駆動する。
図3に示すように、故障判定手段234への入力は、第1の検知素子232Aの導通状態、第2の検知素子232Bの導通状態、コンタクタ制御回路224の導通状態(コンタクタ電力線SL)、および充電器制御部312との通信線CLであり、充電用電力線PLは接続されていない。すなわち、故障判定手段234は、第1の駆動素子230Aおよび第2の駆動素子230Bと電気的に絶縁されている。
The failure determination means 234 is electrically insulated from the
The
The
As shown in FIG. 3, the input to the failure determination means 234 includes the conduction state of the
故障判定手段234による故障判定の詳細について説明する。
図4は、コンタクタ220,222の状態と検知素子232A,232Bの検知結果との理論値を示す表である。
正側コンタクタ220がオフ(開)の場合、第1の駆動素子230Aの正極側はバッテリ200から絶縁されているため、第1の駆動素子230Aは発光しない。よって、第1の検知素子232Aからの出力はHレベルとなる。
また、正側コンタクタ220がオン(閉)の場合、第1の駆動素子230Aの両極がバッテリ200に接続され発光する。よって、第1の検知素子232Aからの出力はLレベルとなる。
なお、正側コンタクタ220のオンオフは、第2の検知素子232Bからの出力には影響しない。
また、負側コンタクタ222がオフ(開)の場合、第2の駆動素子230Bの負極側はバッテリ200から絶縁されているため、第2の駆動素子230Bは発光しない。よって、第2の検知素子232Bからの出力はHレベルとなる。
また、負側コンタクタ222がオン(閉)の場合、第2の駆動素子230Bの両極がバッテリ200に接続され発光する。よって、第2の検知素子232Bからの出力はLレベルとなる。
なお、負側コンタクタ222のオンオフは、第1の検知素子232Aからの出力には影響しない。
このように、検知素子232A,232Bからの出力を用いてコンタクタ220,222の開閉状態を知ることができる。
Details of the failure determination by the failure determination means 234 will be described.
FIG. 4 is a table showing theoretical values of the states of the
When the
When the
Note that the ON / OFF of the
When the
When the
Note that ON / OFF of the
Thus, the open / closed state of the
図5は、故障判定手段234による故障判定基準を示す表である。
上述のように、故障判定手段234は、第1の検知素子232Aおよび第2の検知素子232Bによる検知結果と、コンタクタ制御回路224による制御状況に基づいてコンタクタ220,222の故障を判定する。
図5に示す表の横軸は第1の検知素子232Aおよび第2の検知素子232Bによる検知結果であり、それぞれHレベル(非駆動:コンタクタオフ)およびLレベル(駆動:コンタクタオン)に分割されている。
また、図5に示す表の縦軸はコンタクタ制御回路224の導通状態であり、Hレベル(導通)およびLレベル(非導通)に分割されている。
FIG. 5 is a table showing failure determination criteria by the failure determination means 234.
As described above, the
The horizontal axis of the table shown in FIG. 5 is a detection result by the
Further, the vertical axis of the table shown in FIG. 5 indicates the conduction state of the
第1の検知素子232Aからの信号がHレベルの場合、第1の駆動素子230Aは非駆動状態にあり、正側コンタクタ220はオフ(開)であると考えられる。この場合、コンタクタ制御回路224がLレベル(非導通)である場合には正側コンタクタ220は正常に動作しているが、Hレベル(導通)である場合は、正側コンタクタ220に制御不良が生じていると考えられる。
また、第1の検知素子232Aからの信号がLレベルの場合、第1の駆動素子230Aは駆動状態にあり、正側コンタクタ220はオン(閉)であると考えられる。この場合、コンタクタ制御回路224がHレベル(導通)である場合には正側コンタクタ220は正常に動作しているが、Lレベル(非導通)である場合は、正側コンタクタ220に溶着が生じて常時オン状態となっていると考えられる。
When the signal from the
When the signal from the
同様に、第2の検知素子232Bからの信号がHレベルの場合、第2の駆動素子230Bは非駆動状態にあり、負側コンタクタ222はオフ(開)であると考えられる。この場合、コンタクタ制御回路224がLレベル(非導通)である場合には負側コンタクタ222は正常に動作しているが、Hレベル(導通)である場合は、負側コンタクタ222に制御不良が生じていると考えられる。
また、第2の検知素子232Bからの信号がLレベルの場合、第2の駆動素子230Bは駆動状態にあり、負側コンタクタ222はオン(閉)であると考えられる。この場合、コンタクタ制御回路224がHレベル(導通)である場合には負側コンタクタ222は正常に動作しているが、Lレベル(非導通)である場合は、負側コンタクタ222に溶着が生じて常時オン状態となっていると考えられる。
Similarly, when the signal from the
Further, when the signal from the
すなわち、故障判定手段234は、コンタクタ制御回路224が正側コンタクタ220をオフに制御している際に第1の駆動素子230Aが駆動していると検知された場合は正側コンタクタ220が溶着していると判定し、コンタクタ制御回路224が負側コンタクタ222をオフに制御している際に第2の駆動素子230Bが駆動していると検知された場合は、負側コンタクタ222が溶着していると判定する。
That is, the failure determination means 234 welds the
また、故障判定手段234は、コンタクタ制御回路224が正側コンタクタ220をオンに制御している際に第1の駆動素子230Aが駆動していないと検知された場合は、正側コンタクタ220に制御不良が発生していると判定し、コンタクタ制御回路224が負側コンタクタ222をオンに制御している際に第2の駆動素子230Bが駆動していないと検知された場合は、負側コンタクタ222に制御不良が発生していると判定する。
Further, the failure determination means 234 controls the
故障判定手段234は、コンタクタ220,222に故障が生じていると判定した場合、バッテリ200への充電が行えないように各部を制御する。
例えば、充電ガン306が接続される前にコンタクタ220,222の溶着が判明した場合は、ロック機構254を作動させ、充電口202の蓋204を開かないようにして充電口202にユーザが触れないようにする。
すなわち、ロック機構254は、正側端子212および負側端子214への外部電源の接続を遮蔽する遮蔽機構として機能し、この遮蔽機構(ロック機構254)は、故障判定手段234によってコンタクタ220,222が故障していると判定された場合に正側端子212および負側端子214への外部電源の接続を遮蔽する。
また、充電ガン306が接続された後にコンタクタ220,222の制御不良が判明した場合には、充電器30または電動車20に設けられた表示部256にコンタクタ220,222が故障している旨を表示して、ディーラー等による修理を行うように促してもよい。
When it is determined that a failure has occurred in the
For example, when the
That is, the
In addition, when the control failure of the
以上説明したように、実施の形態にかかるコンタクタ故障判定装置10は、簡易な回路構成でコンタクタ220,222の故障を判定することができ、低コストでコンタクタ故障判定装置10を実現することができる。
また、コンタクタ故障判定装置10は、コンタクタ故障判定装置10側でコンタクタ220,222をオンオフすることなく故障判定を行うことができるので、外部電源からの制御電流を用いてコンタクタ220,222のオンオフを切り換えるタイプの充電回路100において容易にコンタクタ220,222の故障の有無を判定することができる。
また、コンタクタ故障判定装置10は、コンタクタ220,222をオンオフすることなく故障判定を行うことができるので、コンタクタ220,222の故障の有無を常時判定することができ、故障の発生時に迅速に対応することができる。
また、コンタクタ故障判定装置10は、故障の態様としてコンタクタ220,222の溶着および制御不良の有無を判定することができ、特に外部電源からの制御電流を用いてコンタクタ220,222のオンオフを切り換えるタイプの充電回路において安全性を向上させることができる。
また、コンタクタ故障判定装置10は、駆動素子230A,230Bとして発光素子を、検知素子232A,232Bとして受光素子を用いるので、汎用性の高い素子を用いて低コストでコンタクタ故障判定装置10を実現することができる。
また、コンタクタ故障判定装置10は、バッテリ200への充電を行う電源系と、故障を検知するための回路(補機バッテリ252の電源系)とが電気的に分離されているので、電動車20の車体に電流が流れる可能性を低減することができ、安全性を向上させることができる。
また、コンタクタ故障判定装置10は、故障判定手段234によってコンタクタ220,222が故障していると判定された場合に正側端子212および負側端子214への外部電源の接続を遮蔽するので、コンタクタ220,222が故障した状態でバッテリ200への充電が行われるのを防止することができる。
As described above, the contactor
Further, since the contactor
Further, since the contactor
Further, the contactor
Moreover, since the contactor
Further, the contactor
In addition, the contactor
10……コンタクタ故障判定装置、100……充電回路、20……電動車、200……バッテリ、202……充電口、204……蓋、206……充電コネクタ、212……正側端子、214……負側端子、216……制御電流用端子、218……データ用端子、220……正側コンタクタ、222……負側コンタクタ、220A,222A……コイル、220B,222B……スイッチ、224……コンタクタ制御回路、230A,230B……駆動素子、232A,232B……検知素子、234……故障判定手段、250……車両制御部、252……補機バッテリ、254……ロック機構、256……表示部、30……充電器、302……本体部、304……充電ケーブル、306……充電ガン、308……結合部、312……充電器制御部、314……バッテリ充電用電力供給部、316……コンタクタ用電力供給部、318……操作部、CL……通信線、PL……充電用電力線、R……抵抗素子、SL……コンタクタ電力線。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記充電回路は、前記外部電源の正極が接続される正側端子と、前記正側端子と前記バッテリの正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記外部電源の負極が接続される負側端子と、前記負側端子と前記バッテリの負極との間に設けられた負側コンタクタと、前記外部電源からの制御電流を用いて前記正側コンタクタおよび前記負側コンタクタのオンオフを切り換えるコンタクタ制御回路と、を備え、
前記正側コンタクタの前記正側端子側と前記負側コンタクタの前記バッテリ側との電位差により駆動する第1の駆動素子と、
前記第1の駆動素子と電気的に絶縁され、前記第1の駆動素子の駆動状況を検知する第1の検知素子と、
前記負側コンタクタの前記負側端子側と前記正側コンタクタの前記バッテリ側との電位差により駆動する第2の駆動素子と、
前記第2の駆動素子と電気的に絶縁され、前記第2の駆動素子の駆動状況を検知する第2の検知素子と、
前記第1の駆動素子および前記第2の駆動素子と電気的に絶縁され、前記第1の検知素子による検知結果と、前記第2の検知素子による検知結果と、前記コンタクタ制御回路による制御状況とに基づいて、前記正側コンタクタおよび前記負側コンタクタの故障の有無を判定する故障判定手段と、
を備えることを特徴とするコンタクタ故障判定装置。 A contactor failure determination device for determining the presence or absence of a failure of a contactor provided in a charging circuit that charges a battery using an external power source,
The charging circuit includes a positive terminal to which a positive electrode of the external power source is connected, a positive contactor provided between the positive terminal and the positive electrode of the battery, and a negative electrode to which a negative electrode of the external power source is connected. A contactor control for switching on and off the positive side contactor and the negative side contactor using a control current from the external power supply, and a negative side contactor provided between the negative side terminal and the negative electrode of the battery A circuit,
A first drive element that is driven by a potential difference between the positive terminal side of the positive contactor and the battery side of the negative contactor;
A first detection element that is electrically insulated from the first drive element and detects a drive status of the first drive element;
A second drive element that is driven by a potential difference between the negative terminal side of the negative contactor and the battery side of the positive contactor;
A second detection element that is electrically insulated from the second drive element and detects a drive status of the second drive element;
The first drive element and the second drive element are electrically insulated from each other, the detection result by the first detection element, the detection result by the second detection element, and the control status by the contactor control circuit Based on the failure determination means for determining the presence or absence of failure of the positive contactor and the negative contactor;
A contactor failure determination device comprising:
ことを特徴とする請求項1記載のコンタクタ故障判定装置。 When the failure determination means detects that the first drive element is driven when the contactor control circuit controls the positive contactor to be off, the positive contactor is welded. If the contactor control circuit detects that the second drive element is driven when the contactor control circuit controls the negative contactor to be off, the negative contactor is welded. To determine,
The contactor failure determination apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2記載のコンタクタ故障判定装置。 When the failure determination means detects that the first drive element is not driven when the contactor control circuit is controlling the positive contactor to be on, there is a control failure in the positive contactor. If it is determined that the second drive element is not driven when the contactor control circuit controls the negative contactor to be on, the negative contactor is controlled. Determining that a defect has occurred,
The contactor failure determination device according to claim 1, wherein the contactor failure determination device is a contactor failure determination device.
前記第1の検知素子および前記第2の検知素子は受光素子である、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のコンタクタ故障判定装置。 The first driving element and the second driving element are light emitting elements,
The first sensing element and the second sensing element are light receiving elements,
The contactor failure determination device according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記第1の検知素子、前記第2の検知素子、および前記故障判定手段は、前記電動車の補機バッテリによって駆動する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載のコンタクタ故障判定装置。 The battery is a battery for driving an electric vehicle,
The first detection element, the second detection element, and the failure determination means are driven by an auxiliary battery of the electric vehicle.
The contactor failure determination device according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記遮蔽機構は、前記故障判定手段によって前記コンタクタが故障していると判定された場合に前記正側端子および前記負側端子への前記外部電源の接続を遮蔽する、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載のコンタクタ故障判定装置。 A shielding mechanism that shields the connection of the external power source to the positive terminal and the negative terminal;
The shielding mechanism shields the connection of the external power source to the positive terminal and the negative terminal when it is determined by the failure determination means that the contactor has failed.
The contactor failure determination device according to claim 1, wherein the contactor failure determination device is characterized in that:
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