JP2017136971A - Contactor failure determination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリからの電源ラインに設けられたコンタクタ群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 device that determines whether or not a contactor group provided in a power supply line from a battery has a failure.
従来、電気自動車やハイブリット自動車などの電動車の駆動用電源として搭載されるバッテリと、負荷機器(例えば駆動用モータ等)との間の電源ラインには、電気的接続を断接するコンタクタ(正極側コンタクタおよび負極側コンタクタ)が設けられている。
また、電動車の駆動用電源は高電圧であるため、正極側コンタクタと並列にプリチャージコンタクタを設けて、高電圧の電源起動時(高電圧回路の接続時)の突入電流を抑制している。
Conventionally, a contactor (positive electrode side) that connects / disconnects an electrical connection to a power line between a battery mounted as a driving power source of an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle and a load device (for example, a driving motor). Contactor and negative electrode side contactor) are provided.
In addition, since the power supply for driving the electric vehicle is high voltage, a precharge contactor is provided in parallel with the positive contactor to suppress inrush current when the high voltage power supply is started (when the high voltage circuit is connected). .
上記のコンタクタ群は電源回路の安全機構であり、これらのコンタクタが正常に動作するかを定期的にチェックする必要がある。このため、一般的には電動車の起動時(高電圧回路の接続時)および終了時(高電圧回路の切断時)にコンタクタを開閉して、コンタクタに故障が生じていないかを判定している。 The above contactor group is a safety mechanism of the power supply circuit, and it is necessary to periodically check whether these contactors operate normally. For this reason, in general, the contactor is opened and closed at the start of the electric vehicle (when the high voltage circuit is connected) and at the end (when the high voltage circuit is disconnected) to determine whether the contactor has failed. Yes.
例えば、下記特許文献1は、イグニッションキー・ポジションがOFF位置からON位置に切り換えられると、マスタ制御部でHVバッテリの異常診断を実行する。マスタ制御部は、電源側電圧センサによって検出された電源側電圧、負荷側電圧センサによって検出された負荷側電圧の組み合わせに基づいて、システムメインリレー、高電圧フューズ、積層電池モジュールのいずれかに異常が発生しているか否かを判定する。 For example, in Patent Document 1 below, when the ignition key position is switched from the OFF position to the ON position, the master control unit performs an HV battery abnormality diagnosis. Based on the combination of the power supply side voltage detected by the power supply side voltage sensor and the load side voltage detected by the load side voltage sensor, the master control unit has an error in either the system main relay, the high voltage fuse, or the stacked battery module. Whether or not has occurred is determined.
また、例えば下記特許文献2は、電動二輪車における電力供給装置に関する発明であり、メインバッテリと、オンオフすることでメインバッテリとインバータ回路等との接続、切断を行うメインコンタクタ及びプリチャージコンタクタと、これらのコンタクタの駆動電源であるサブバッテリと、これらのコンタクタを駆動制御するBMUと、サブバッテリの電圧値を検出する電圧センサとを備え、コンタクタの故障判定に関する処理をBMUで統合して行っている。 Further, for example, the following Patent Document 2 is an invention relating to an electric power supply device in an electric motorcycle, and a main battery, a main contactor and a precharge contactor that connect and disconnect the main battery and an inverter circuit by turning on and off, and these A sub-battery that is a drive power source of the contactor, a BMU that drives and controls these contactors, and a voltage sensor that detects a voltage value of the sub-battery, and processes related to contactor failure determination are integrated by the BMU. .
一般に、コンタクタに故障が生じた場合、ユーザは電動車を修理業者等に持ち込み修理を受けることになる。コンタクタの故障の原因には、コンタクタ本体の故障、コンタクタの駆動用回路の故障、コンタクタを制御する制御部(ECUなど)の故障(プログラムのバグなど)があるが、上述した従来技術では、コンタクタ群の故障の有無は判定することができるものの、故障の原因は判断することができない。
よって、修理時にはコンタクタの故障の原因となる要因を全て調べなければならず、修理に時間がかかる場合がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、コンタクタの故障原因を特定しやすくすることにある。
Generally, when a failure occurs in the contactor, the user brings the electric vehicle to a repair shop or the like for repair. Causes of contactor failure include contactor body failure, contactor drive circuit failure, and failure of a control unit (such as ECU) that controls the contactor (program bug, etc.). Although the presence or absence of a group failure can be determined, the cause of the failure cannot be determined.
Therefore, all the factors that cause the contactor failure must be examined during repair, and repair may take time.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to make it easier to identify the cause of failure of a contactor.
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、負荷機器に電力を供給するバッテリの正極と前記負荷機器の正極とを結ぶ正極側電源ライン上に設けられた正極側コンタクタと、前記バッテリの負極と前記負荷機器の負極とを結ぶ負極側電源ライン上に設けられた負極側コンタクタと、を含むコンタクタ群の故障を判定するコンタクタ故障判定装置であって、前記コンタクタ群の各コンタクタの駆動用回路電圧を検出する駆動用回路電圧検出部と、前記負荷機器の起動中にいずれかの前記駆動用回路電圧に異常があった場合、当該駆動用回路で駆動されるコンタクタに当該駆動用回路に起因する故障の可能性があると判定する故障判定部と、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、前記故障判定部は、前記バッテリのバッテリ電圧と、前記コンタクタ群より前記負荷機器側の前記正極側電源ラインと前記負極側電源ラインとの間の負荷側電圧と、の差分の絶対値の時間変化率が所定値以上となった場合に前記コンタクタ群のいずれかに故障の可能性があると判定するとともに、前記時間変化率が所定値以上となったタイミングで前記駆動用回路電圧に異常があった場合、前記駆動用回路で駆動されるコンタクタに当該駆動用回路に起因する故障の可能性があると判定する、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、前記故障判定部は、前記時間変化率が所定値以上となったタイミングで前記駆動用回路電圧に異常がない場合、前記コンタクタ群のいずれかに前記駆動用回路以外が原因の故障の可能性があると判定する、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、前記故障判定部は、前記負荷機器の起動時および終了時に前記コンタクタ群を順次オンオフし、当該オンオフに伴って前記負荷側電圧が所定の変化をした場合に前記駆動用回路で駆動されるコンタクタが故障していると判定する、ことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a contactor failure determination device according to claim 1 is a positive electrode provided on a positive power line connecting a positive electrode of a battery that supplies power to a load device and a positive electrode of the load device. A contactor failure determination device for determining a failure of a contactor group including a side contactor and a negative electrode side contactor provided on a negative electrode side power line connecting a negative electrode of the battery and a negative electrode of the load device, A driving circuit voltage detecting unit for detecting a driving circuit voltage of each contactor of the group, and when any of the driving circuit voltages is abnormal during activation of the load device, the driving circuit is driven by the driving circuit And a failure determination unit that determines that the contactor has a possibility of failure due to the driving circuit.
In the contactor failure determination device according to a second aspect of the present invention, the failure determination unit includes a battery voltage of the battery, and the contact between the positive power line and the negative power line on the load device side of the contactor group. When the time change rate of the absolute value of the difference from the load side voltage is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that any of the contactor groups may have a failure, and the time change rate is equal to or greater than the predetermined value. If there is an abnormality in the driving circuit voltage at the determined timing, it is determined that the contactor driven by the driving circuit has a possibility of failure due to the driving circuit.
The contactor failure determination device according to a third aspect of the present invention is directed to any one of the contactor groups when the failure determination unit has no abnormality in the driving circuit voltage at a timing when the time change rate becomes a predetermined value or more. It is determined that there is a possibility of a failure caused by other than the driving circuit.
In the contactor failure determination device according to a fourth aspect of the present invention, the failure determination unit sequentially turns on and off the contactor group at the time of starting and ending the load device, and the load side voltage changes in a predetermined manner along with the on / off. In this case, it is determined that the contactor driven by the driving circuit is broken.
請求項1の発明によれば、負荷機器の起動中にいずれかのコンタクタの駆動用回路電圧に異常があった場合、当該駆動用回路で駆動されるコンタクタに駆動用回路に起因する故障の可能性があると判定するので、早期にコンタクタの故障原因を特定し、迅速な修理を可能とする上で有利となる。また、負荷機器の起動中にコンタクタの故障の可能性を検知することができ、起動時および終了時にのみ故障判定を行う場合と比較して早期にコンタクタの故障の可能性を検知する上で有利となる。
請求項2の発明によれば、バッテリ電圧と負荷側電圧との差分の絶対値の時間変化率が所定値以上となり、かつ同タイミングで駆動用回路電圧に異常があった場合に駆動用回路に起因する故障の可能性があると判定するので、故障判定の精度を向上させる上で有利となる。
請求項3の発明によれば、バッテリ電圧と負荷側電圧との差分の絶対値の時間変化率が所定値以上となり、かつ同タイミングで駆動用回路電圧に異常がない場合には駆動用回路以外が原因の故障の可能性があると判定するので、コンタクタの故障原因の故障原因を駆動用回路以外に絞ることができ、効率的に故障原因を究明する上で有利となる。
請求項4の発明によれば、負荷機器の起動時および終了時にコンタクタ群を順次オンオフし、当該オンオフに伴う負荷側電圧の変化に基づいて故障の有無を確定するので、故障の誤検出を防止する上で有利となる。
According to the first aspect of the present invention, if there is an abnormality in the drive circuit voltage of any of the contactors during startup of the load device, the contactor driven by the drive circuit may be damaged due to the drive circuit. Therefore, it is advantageous to identify the cause of the contactor failure at an early stage and enable quick repair. In addition, it is possible to detect the possibility of contactor failure during start-up of the load device, which is advantageous in detecting the possibility of contactor failure early compared to the case where failure determination is performed only at the time of start-up and termination. It becomes.
According to the second aspect of the present invention, when the time change rate of the absolute value of the difference between the battery voltage and the load side voltage is equal to or greater than a predetermined value, and the drive circuit voltage is abnormal at the same timing, Since it is determined that there is a possibility of the failure caused, it is advantageous for improving the accuracy of the failure determination.
According to the invention of claim 3, when the time change rate of the absolute value of the difference between the battery voltage and the load side voltage is not less than a predetermined value and there is no abnormality in the driving circuit voltage at the same timing, other than the driving circuit Therefore, it is possible to narrow down the cause of failure of the contactor to other than the drive circuit, which is advantageous in efficiently investigating the cause of failure.
According to the fourth aspect of the present invention, the contactor groups are sequentially turned on and off at the start and end of the load device, and the presence or absence of the failure is determined based on the change in the load side voltage accompanying the on / off, thereby preventing erroneous detection of the failure. This is advantageous.
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。
本実施の形態では、負荷機器は電動車(電気自動車)を駆動する駆動用モータであり、バッテリは電動車の駆動用バッテリであるものとする。
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.
In the present embodiment, it is assumed that the load device is a drive motor that drives an electric vehicle (electric vehicle), and the battery is a drive battery for the electric vehicle.
図1は、コンタクタ故障判定装置10が搭載された高電圧回路20の構成を示す説明図である。
本実施の形態にかかるコンタクタ故障判定装置10は、電動車のBMU(Battery Management Unit)12が後述する故障判定処理を行うことによって実現するものであり、電動車の駆動用電源(バッテリ22)を含む高電圧回路20に搭載されている。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a
The contactor failure determination device 10 according to the present embodiment is realized by performing a failure determination process, which will be described later, by a BMU (Battery Management Unit) 12 of an electric vehicle, and an electric vehicle driving power source (battery 22). It is mounted on the high-
バッテリ22は、電動車内の負荷機器である駆動用モータ24の駆動用電源として搭載され、駆動用モータ24に電力を供給する。
バッテリ22は、複数の電池セルが直列に接続された組電池であり、その正極に接続された正極側電源ラインL1にはバッテリ22からの直流電流を交流電流に変換し駆動用モータ24に供給するインバータ26の正極が、その負極に接続された負極側電源ラインL2にはインバータ26の負極が、それぞれ接続される。
バッテリ22は高電圧電源であり、本実施の形態ではバッテリ電圧VBが例えば300Vであるものとする。
バッテリ22の両端には、バッテリ電圧を検出するバッテリ電圧計40が接続されている。バッテリ電圧計40の検出値は、BMU12へと出力される。
The battery 22 is mounted as a driving power source for a driving
The battery 22 is an assembled battery in which a plurality of battery cells are connected in series, and a direct current from the battery 22 is converted into an alternating current and supplied to the
The battery 22 is a high voltage power supply, and in this embodiment, the battery voltage VB is assumed to be 300V, for example.
A
駆動用モータ24はバッテリ22から供給される電力によって駆動され、電動車の車軸を回転させる。
より詳細には、駆動用モータ24とバッテリ22との間には、バッテリ22から供給される直流電流を交流電流に変換するインバータ26が設けられており、駆動用モータ24にはインバータ26で交流に変換された電流が供給される。
The
More specifically, an
インバータ26は、スイッチング回路やコンデンサ等を含んで構成される。インバータ26のスイッチング回路は、図示しないMCU(Motor Control Unit)によって駆動用モータ24への要求出力に応じて制御される。
また、インバータ26のコンデンサは、その両端をスイッチング回路よりバッテリ22側の正極側電源ラインL1および負極側電源ラインL2に接続されており、スイッチング回路でのスイッチングによって発生する電圧変動を平滑化する。
なお、インバータ26にはこの他、車両の高電圧回路20の切断時にコンデンサに蓄えられた電荷を放電するための放電抵抗等が設けられている。
The
Further, the capacitor of the
In addition, the
バッテリ22とインバータ26との間の電源ラインL1,L2には、正極側コンタクタ30、負極側コンタクタ32およびプリチャージコンタクタ34を含むコンタクタ群が設けられている。
より詳細には、正極側コンタクタ30はバッテリ22の正極と負荷機器の正極とを結ぶ正極側電源ラインL1上に設けられており、負極側コンタクタ32はバッテリ22の負極と負荷機器の負極とを結ぶ負極側電源ラインL2上に設けられており、プリチャージコンタクタ34は正極側電源ラインL1上に正極側コンタクタ30と並列に設けられている。
なお、本実施の形態では、プリチャージコンタクタ34を正極側コンタクタ30と並列に設けているが、プリチャージコンタクタ34を負極側コンタクタ32と並列に設けてもよい。
On the power supply lines L1 and L2 between the battery 22 and the
More specifically, the positive
In the present embodiment, the
正極側コンタクタ30および負極側コンタクタ32は、高電圧回路20において駆動用モータ24とバッテリ22との電気的な接続を断接するために設けられている。以下の説明で、高電圧回路20の接続状態とは、正極側コンタクタ30および負極側コンタクタ32の両方がオンになり、駆動用モータ24とバッテリ22とが電気的に接続した状態をいう。
プリチャージコンタクタ34は、高電圧回路20の接続時(起動時)にインバータ26内のコンデンサに突入電流が流れるのを防ぐために設けられている。より詳細には、プリチャージコンタクタ34にはプリチャージ抵抗36が直列に接続されており、プリチャージコンタクタ34と負極側コンタクタ32とがオンにされた状態では回路上に流れる電流が制限される。
高電圧回路20の接続時には、まずプリチャージコンタクタ34と負極側コンタクタ32とをオンにして制限された電流によってコンデンサの電圧をバッテリ電圧と等しくする(プリチャージ)。その後に、正極側コンタクタ30をオン、プリチャージコンタクタ34をオフにして、高電圧回路20の接続処理を完了する。
高電圧回路20の接続によって高電圧系の機器、すなわち負荷機器である駆動用モータ24等が起動する。すなわち、負荷機器の起動時とは、高電圧回路20が接続状態にある時を指す。
The positive
The
When the
The connection of the
上述したコンタクタ故障判定装置10は、これら正極側コンタクタ30、負極側コンタクタ32、プリチャージコンタクタ34を含むコンタクタ群の故障の有無を判定する。
なお、本実施の形態では、コンタクタの故障の形態として主に溶着(閉状態に維持される閉固着)について説明するが、コンタクタの故障の形態には、例えば開状態に維持される開固着や制御不良(固着は生じていないが制御信号が伝達されないなどにより状態を開閉状態が切り替えられない)なども含まれる。
The contactor failure determination device 10 described above determines whether or not there is a failure in the contactor group including the
In the present embodiment, welding (closed sticking maintained in a closed state) will be mainly described as a contactor failure form. However, contactor failure forms include, for example, open sticking maintained in an open state, Also included are control failures (the state is not switched because the control signal is not transmitted but the control signal is not transmitted).
上記コンタクタ群より負荷機器側の正極側電源ラインL1および負極側電源ラインL2には、この間の電圧(以下、「負荷側電圧」という)を検出する負荷側電圧計42が接続されている。負荷側電圧計42の検出値は、BMU12へと出力される。
A load-
BMU12は、バッテリ22の制御を司る制御部であり、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。
BMU12は、起動スイッチ50および報知部52と接続している。
起動スイッチ50は、運転席に設けられ、電動車の起動操作および終了操作を受け付ける。
報知部52は、後述する故障判定部104によってコンタクタ群のいずれかに故障が生じていると判定された場合に、ユーザに報知する。
報知部52としては、例えばディスプレイや表示灯、スピーカなど、従来公知の様々な報知機器を用いることができる。
The
The
The
As the
なお、BMU12や上述したコンタクタ群、起動スイッチ50および報知部52は、バッテリ22とは別に設けられた補機バッテリ54に蓄電された電力によって駆動される。補機バッテリ54は、電動車内の各種補機を駆動するために設けられており、バッテリ22と比較して低電圧(例えば12V)のバッテリである。すなわち、コンタクタ故障判定装置10は、バッテリ22から電力供給を受ける高電圧電源系統とは異なる電源系統を用いて駆動される。
The
BMU12は、コンタクタ群の各駆動用回路電圧を検出する駆動用回路電圧検出部102を有するとともに、上記CPUが上記制御プログラムを実行することによって故障判定部104を実現する。
図2は、駆動用回路電圧検出部102の構成例を示す回路図である。
正極側コンタクタ30、負極側コンタクタ32およびプリチャージコンタクタ34からなるコンタクタ群には、図2に示すような駆動用回路電圧検出部102が設けられている。
各コンタクタのオンオフ状態は、コンタクタ内のコイル60への通電の有無によって切り換えられる。コイル60の一端は補機バッテリ54に接続され、他端はトランジスタ62を介して接地されており、BMU12がトランジスタ62に通電すると補機バッテリ54からの電流がコイル60に流れ、コンタクタがオンになる。
駆動用回路電圧検出部102は、トランジスタ62の上流における電圧を検出し、コンタクタ群の各駆動用回路が正常に作動しているか否かを判別可能とする。
The
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the driving circuit
A contactor group including the positive
The on / off state of each contactor is switched depending on whether or not the
The driving circuit
故障判定部104は、コンタクタ群(正極側コンタクタ30、負極側コンタクタ32およびプリチャージコンタクタ34)の故障の有無を判定する。特に、本実施の形態では、各コンタクタの駆動用回路に起因する故障の可能性があるか否かを判定する。
すなわち、故障判定部104は、従来からのコンタクタ故障判定と同様に、負荷機器の起動時および終了時にコンタクタ群を順次オンオフし、当該オンオフに伴って負荷側電圧VCが所定の変化をした場合に所定のコンタクタが故障していると判定する。
より詳細には、故障判定部104は、電動車の終了時には正極側コンタクタ30および負極側コンタクタ32が共にオンとなっている状態から、負極側コンタクタ32をオフする。そして、負極側コンタクタ32をオフ後に負荷側電圧VCが任意の所定電圧V1以上である場合には、正極側コンタクタ30が故障(溶着)していると判定する(終了時故障判定処理)。
また、故障判定部104は、電動車の起動時には全てのコンタクタがオフとなっている状態から、まずプリチャージコンタクタ34のみをオンにする。プリチャージコンタクタ34をオンにした後、負荷側電圧VCが任意の所定電圧V2以上となった場合には、負極側コンタクタ32が故障(溶着)していると判定する。負荷側電圧VCが所定電圧V2以上とならない場合、故障判定部104は、プリチャージコンタクタ34をオフにし、次いで負極側コンタクタ32をオンにする。負極側コンタクタ32をオンにした後、負荷側電圧VCが任意の所定電圧V3以上となった場合には、プリチャージコンタクタ34が故障(溶着)していると判定する(起動時故障判定処理)。
なお、このような電動車の起動時および終了時における故障判定は、上述した手順に限らず、従来公知の様々な方法を適用可能である。
The
That is, the
More specifically, the
In addition,
Note that the failure determination at the time of starting and ending the electric vehicle is not limited to the above-described procedure, and various conventionally known methods can be applied.
上記のような起動時および終了時の処理に加えて、故障判定部104は、負荷機器の起動中に各コンタクタの駆動用回路電圧を常時監視し、駆動用回路電圧に異常が生じた場合、当該駆動用回路で駆動されるコンタクタに当該駆動用回路に起因する故障の可能性があると判定する。
また、故障判定部104は、判定の精度を向上させるため、バッテリ22のバッテリ電圧VBと、電源ライン上の負荷側電圧VCとの差分の時間変化率が所定値以上となった場合にコンタクタ群のいずれかに故障の可能性があると判定するとともに、当該差分が所定値以上となったタイミングで駆動用回路電圧に異常が生じた場合、異常が生じた駆動用回路で駆動されるコンタクタに当該駆動用回路に起因する故障の可能性があると判定する。また、差分が所定値以上となったタイミングで駆動用回路電圧に異常がない場合には、コンタクタ群のいずれかに駆動用回路以外が原因の故障の可能性があると判定する。
In addition to the processing at the time of start-up and end as described above, the
In addition, the
図3は、故障判定部104による処理を示すフローチャートであり、電動車の起動から終了までの一連の処理を示している。
故障判定部104は、電動車の起動スイッチ50がオンにされると(ステップS300:Yes)、上述した起動時故障判定処理を行う(ステップS302)。判定対象のコンタクタ(負極側コンタクタ32またはプリチャージコンタクタ34)に故障がある場合には(ステップS304:Yes)、ステップS320に移行して前回走行時に記録された情報から故障原因を特定する(ステップS320)。
FIG. 3 is a flowchart showing processing by the
When the
判定対象のコンタクタに故障がない場合には(ステップS304:No)、高電圧回路20が接続状態となり、負荷機器(駆動用モータ24)が起動状態となる。故障判定部104は、下記式(1)のようにバッテリ22のバッテリ電圧VBと、電源ライン上の負荷側電圧VCとの差分の絶対値の時間変化率が所定値A以上であるか否かを判定する(ステップS306)。
このようにバッテリ電圧VBと負荷側電圧VCとの差分の時間変化率を監視対象とするのは、電動車の回生による電圧変動等の影響を受けないようにするためにするためである。
If there is no failure in the contactor to be determined (step S304: No), the
The reason for monitoring the time change rate of the difference between the battery voltage VB and the load side voltage VC in this way is to avoid the influence of voltage fluctuation or the like due to regeneration of the electric vehicle.
図4は、バッテリ電圧VBおよび負荷側電圧VCの時間変化の一例を示すグラフである。
図4のグラフでは、バッテリ電圧VBは一定であるのに対して、負荷側電圧VCは時刻T1以降上下に大きく変動し、時刻T2にバッテリ電圧VBと略同一の電圧に戻っている。
このような電圧変動は、高電圧回路20の通電中にコンタクタ(正極側コンタクタ30または負極側コンタクタ32)が何らかの原因で一時的にオフとなり、再度オンに戻った場合に生じる。この場合、コンタクタがオフからオンに戻った際にアーク放電が生じ、節点の一部が溶けてしまう、すなわち溶着が生じている可能性が高い。
すなわち、ステップS306では、電動車の走行中にバッテリ電圧VBおよび負荷側電圧VCを監視することにより、溶着の可能性の有無を逐次監視している。
FIG. 4 is a graph showing an example of a time change of the battery voltage VB and the load side voltage VC.
In the graph of FIG. 4, while the battery voltage VB is constant, the load side voltage VC fluctuates up and down greatly after time T1, and returns to substantially the same voltage as the battery voltage VB at time T2.
Such voltage fluctuation occurs when the contactor (the
That is, in step S306, the battery voltage VB and the load side voltage VC are monitored while the electric vehicle is traveling, thereby monitoring the possibility of welding sequentially.
時間変化率が所定値A以上でない場合には(ステップS306:No)、ステップS314に移行する。
時間変化率が所定値A以上の場合には(ステップS306:Yes)、駆動用回路電圧検出部102で検出した駆動用回路電圧に異常があるか否かを判断する(ステップS308)。上述のように、駆動用回路電圧検出部102は駆動用回路電圧を常時検出し、時刻情報とともに記録している。このため、バッテリ電圧VBと負荷側電圧VCとの差分の時間変化率が所定値A以上となった際の駆動用回路電圧を読み出し、正常であるか否かを判断することができる。なお、駆動用回路電圧の異常とは、通常時の電圧との差分が所定値以上となった場合などが挙げられる。
If the time change rate is not equal to or greater than the predetermined value A (step S306: No), the process proceeds to step S314.
If the time change rate is greater than or equal to the predetermined value A (step S306: Yes), it is determined whether or not there is an abnormality in the drive circuit voltage detected by the drive circuit voltage detector 102 (step S308). As described above, the drive circuit
駆動用回路電圧検出部102で検出した駆動用回路電圧に異常がある場合(ステップS308:Yes)、電圧異常があったコンタクタの種類や時刻、駆動用回路電圧値などからなる駆動用回路故障情報を記録する(ステップS310)。
また、駆動用回路電圧に異常がない場合(ステップS308:No)、バッテリ電圧VBと負荷側電圧VCとの差分の時間変化率が所定値A以上となった際の時刻などからなる電圧値異常情報を記録する(ステップS312)。
電動車の起動スイッチ50がオフにされ、電動車の終了処理が行われるまでは(ステップS314:No)、ステップS306に戻り、以降の処理をくり返す。
When there is an abnormality in the driving circuit voltage detected by the driving circuit voltage detection unit 102 (step S308: Yes), the driving circuit failure information including the type and time of the contactor in which the voltage abnormality has occurred, the driving circuit voltage value, and the like Is recorded (step S310).
Further, when there is no abnormality in the driving circuit voltage (step S308: No), the voltage value abnormality including the time when the time change rate of the difference between the battery voltage VB and the load side voltage VC becomes equal to or greater than the predetermined value A or the like. Information is recorded (step S312).
Until the
電動車の起動スイッチ50がオフにされると(ステップS314:Yes)、故障判定部104は、上述した終了時故障判定処理を行う(ステップS316)。
判定対象のコンタクタ(正極側コンタクタ30)に故障がない場合には(ステップS318:No)、そのまま本フローチャートによる処理を終了する。
一方、判定対象のコンタクタ(正極側コンタクタ30)に故障がある場合(ステップS318:Yes)、駆動用回路電圧検出部102は、記録されている情報を読み出して故障の原因を特定する(ステップS320)。
すなわち、走行中に駆動用回路故障情報が記録された場合、当該コンタクタの故障原因が駆動用回路の可能性があると判定する。また、駆動用回路故障情報が記録されていない場合には、当該コンタクタの故障原因が駆動用回路以外の可能性があると判定する。特に、電圧値異常情報が記録されている場合には故障の発生時刻を特定することができる。
そして、報知部52によりコンタクタ群のいずれかに故障が生じている旨および故障原因を報知して(ステップS322)、本フローチャートによる処理を終了する。
When the
If there is no failure in the contactor to be determined (positive electrode side contactor 30) (step S318: No), the processing according to this flowchart is terminated as it is.
On the other hand, when there is a failure in the contactor to be determined (positive contactor 30) (step S318: Yes), the drive circuit
That is, when the drive circuit failure information is recorded during traveling, it is determined that the cause of the contactor failure may be the drive circuit. Further, when the driving circuit failure information is not recorded, it is determined that there is a possibility that the failure cause of the contactor is other than the driving circuit. In particular, when voltage value abnormality information is recorded, it is possible to specify the time of occurrence of a failure.
And the alerting | reporting
なお、コンタクタの故障原因としては、駆動用回路以外にコンタクタ本体やコンタクタを制御する制御部のプログラムなどが挙げられる。コンタクタ本体が原因の場合には、故障の報知を受けたユーザがディーラ等に電動車を持ち込んでコンタクタの交換等を行った際に特定することができる。また、駆動用回路やコンタクタ本体が原因ではない場合には、制御部が原因であると特定することができる。 In addition to the driving circuit, the cause of failure of the contactor includes a program of a contactor body and a control unit that controls the contactor. When the contactor main body is the cause, it can be specified when the user who has received the failure notification brings the electric vehicle to a dealer or the like and replaces the contactor. Further, when the drive circuit or the contactor body is not the cause, it can be specified that the cause is the control unit.
また、本実施の形態ではバッテリ電圧VBと負荷側電圧VCとの差分の時間変化率が所定値以上となった場合に駆動用回路電圧の異常を確認したが、駆動用回路電圧を常時監視して異常があった場合にはコンタクタ故障の可能性があると判断してもよい。また、終了時または起動時の故障判定を待たずに、故障の可能性を検知した時点でユーザに報知を行ってもよい。 In the present embodiment, the abnormality of the driving circuit voltage is confirmed when the time change rate of the difference between the battery voltage VB and the load-side voltage VC exceeds a predetermined value. However, the driving circuit voltage is constantly monitored. If there is an abnormality, it may be determined that there is a possibility of contactor failure. In addition, the user may be notified when the possibility of failure is detected without waiting for failure determination at the end or at startup.
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によれば、負荷機器の起動中にいずれかのコンタクタの駆動用回路電圧に異常があった場合、当該駆動用回路で駆動されるコンタクタに駆動用回路に起因する故障の可能性があると判定するので、早期にコンタクタの故障原因を特定し、迅速な修理を可能とする上で有利となる。また、負荷機器の起動中にコンタクタの故障の可能性を検知することができ、起動時および終了時にのみ故障判定を行う場合と比較して早期にコンタクタの故障の可能性を検知する上で有利となる。
また、コンタクタ故障判定装置10によれば、バッテリ電圧VBと負荷側電圧VCとの差分の絶対値の時間変化率が所定値以上となり、かつ同タイミングで駆動用回路電圧に異常があった場合に駆動用回路に起因する故障の可能性があると判定するので、故障判定の精度を向上させる上で有利となる。
また、コンタクタ故障判定装置10によれば、バッテリ電圧VBと負荷側電圧VCとの差分の絶対値の時間変化率が所定値以上となり、かつ同タイミングで駆動用回路電圧に異常がない場合には駆動用回路以外が原因の故障の可能性があると判定するので、コンタクタの故障原因の故障原因を駆動用回路以外に絞ることができ、効率的に故障原因を究明する上で有利となる。
また、コンタクタ故障判定装置10によれば、負荷機器の起動時および終了時にコンタクタ群を順次オンオフし、当該オンオフに伴う負荷側電圧の変化に基づいて故障の有無を確定するので、故障の誤検出を防止する上で有利となる。
As described above, according to the contactor failure determination device 10 according to the embodiment, when there is an abnormality in the drive circuit voltage of any contactor during the activation of the load device, the contactor failure determination apparatus 10 is driven by the drive circuit. Since it is determined that the contactor may have a failure due to the driving circuit, it is advantageous in identifying the cause of the contactor failure early and enabling quick repair. In addition, it is possible to detect the possibility of contactor failure during start-up of the load device, which is advantageous in detecting the possibility of contactor failure early compared to the case where failure determination is performed only at the time of start-up and termination. It becomes.
Further, according to the contactor failure determination device 10, when the time change rate of the absolute value of the difference between the battery voltage VB and the load-side voltage VC exceeds a predetermined value, and the drive circuit voltage is abnormal at the same timing, Since it is determined that there is a possibility of failure due to the drive circuit, it is advantageous in improving the accuracy of failure determination.
Further, according to the contactor failure determination device 10, when the time change rate of the absolute value of the difference between the battery voltage VB and the load side voltage VC is not less than a predetermined value and the drive circuit voltage is not abnormal at the same timing, Since it is determined that there is a possibility of a failure caused by other than the driving circuit, the failure cause of the contactor can be narrowed down to other than the driving circuit, which is advantageous in efficiently investigating the failure cause.
Further, according to the contactor failure determination device 10, the contactor groups are sequentially turned on and off at the time of starting and ending the load device, and the presence or absence of the failure is determined based on the change in the load side voltage accompanying the on / off. It is advantageous in preventing the above.
また、本実施の形態では、コンタクタの故障判定に関わる処理部がBMU12のみであるので、MCUやECU等、複数の処理部がコンタクタの故障判定に関わる場合と比べて判定結果の信頼性を向上させることができる。
なお、本実施の形態ではBMU12がコンタクタ故障判定装置10を実現するものとして説明したが、車両に搭載された他の処理部、例えば電動車全体を制御するECU(Electronic Management Unit)や上述したMCUによってコンタクタ故障判定装置10を実現してもよい。
この場合においても、1つの処理部のみがコンタクタの故障判定に関わるようにするのが好ましい。
In this embodiment, since the processing unit related to the contactor failure determination is only the
In the present embodiment, the
Even in this case, it is preferable that only one processing unit is involved in the contactor failure determination.
10……コンタクタ故障判定装置、102……駆動用回路電圧検出部、104……故障判定部、12……BMU、20……高電圧回路、22……バッテリ、24……駆動用モータ、26……インバータ、30……正極側コンタクタ、32……負極側コンタクタ、34……プリチャージコンタクタ、36……プリチャージ抵抗、40……バッテリ電圧計、42……負荷側電圧計、50……起動スイッチ、52……報知部、54……補機バッテリ、L1……正極側電源ライン、L2……負極側電源ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Contactor failure determination apparatus, 102 ... Drive circuit voltage detection part, 104 ... Failure determination part, 12 ... BMU, 20 ... High voltage circuit, 22 ... Battery, 24 ... Drive motor, 26 …… Inverter, 30 …… Positive side contactor, 32 …… Negative side contactor, 34 …… Precharge contactor, 36 …… Precharge resistor, 40 …… Battery voltmeter, 42 …… Load side voltmeter, 50 …… Start switch, 52 ... notification unit, 54 ... auxiliary battery, L1 ... positive power line, L2 ... negative power line
Claims (4)
前記コンタクタ群の各コンタクタの駆動用回路電圧を検出する駆動用回路電圧検出部と、
前記負荷機器の起動中にいずれかの前記駆動用回路電圧に異常があった場合、当該駆動用回路で駆動されるコンタクタに当該駆動用回路に起因する故障の可能性があると判定する故障判定部と、
を備えることを特徴とするコンタクタ故障判定装置。 A positive-side contactor provided on a positive-side power supply line that connects a positive electrode of a battery that supplies power to a load device and a positive electrode of the load device, and a negative-side power supply line that connects a negative electrode of the battery and a negative electrode of the load device A contactor failure determination device for determining a failure of a contactor group including a negative electrode side contactor provided on the top;
A driving circuit voltage detector for detecting a driving circuit voltage of each contactor of the contactor group;
Failure determination that determines that a contactor driven by the drive circuit may have a failure due to the drive circuit when any of the drive circuit voltages is abnormal during the activation of the load device And
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。 The failure determination unit is a time change of an absolute value of a difference between a battery voltage of the battery and a load side voltage between the positive side power line and the negative side power line on the load device side from the contactor group. When the rate exceeds a predetermined value, it is determined that any of the contactor groups may have a failure, and the drive circuit voltage is abnormal at the timing when the time change rate exceeds the predetermined value. The contactor driven by the driving circuit determines that there is a possibility of failure due to the driving circuit.
The contactor failure determination apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2記載のコンタクタ故障判定装置。 If there is no abnormality in the driving circuit voltage at the timing when the time change rate becomes equal to or greater than a predetermined value, the failure determination unit may cause a failure caused by something other than the driving circuit in any of the contactors. Judge that there is
The contactor failure determination device according to claim 2, wherein:
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 failure determination unit sequentially turns on and off the contactor group at the time of starting and ending the load device, and a contactor driven by the driving circuit when the load side voltage changes in accordance with the on / off state Judge that it is malfunctioning,
The contactor failure determination device according to any one of claims 1 to 3, wherein
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