JP2018156859A - Contactor welding determination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動装置として電動モータを備えた電動車両、例えば電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）などにおけるコンタクタの溶着判定の制御に関する。 The present invention relates to contactor welding determination control in an electric vehicle including an electric motor as a driving device, such as an electric vehicle (EV) or a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV).
電動車両には、電動モータの駆動用電源として電池パックが搭載されている。電池パックは、高電圧であるため、非常時（例えば車両の衝突時など）には負荷装置（例えばインバータなど）との接続を遮断して、安全が図られている。このため、電池パックと負荷装置との間には、非常時に接続を遮断するコンタクタ（第１のコンタクタおよび第２のコンタクタ）が設けられている。 In an electric vehicle, a battery pack is mounted as a power source for driving an electric motor. Since the battery pack has a high voltage, the connection with a load device (for example, an inverter) is cut off in an emergency (for example, when a vehicle collides) to ensure safety. Therefore, contactors (first contactor and second contactor) for disconnecting the connection in an emergency are provided between the battery pack and the load device.
電動車両の始動操作時や終了操作時には、高電圧回路を形成するコンタクタの溶着判定を行っている。コンタクタが溶着していると判定された場合、例えばイグニッションスイッチやパワースイッチのＯＮを禁止して車両を走行できない状態とするなどにより、フェイルセーフを図っている。したがって、誤判定によって過度なフェイルセーフがなされることを避けるため、コンタクタの溶着判定の精度を高めることが求められる。 At the time of start operation and end operation of the electric vehicle, the welding determination of the contactor forming the high voltage circuit is performed. When it is determined that the contactor is welded, for example, the ignition switch and the power switch are prohibited from being turned on so that the vehicle cannot travel. Therefore, in order to avoid excessive fail-safe due to erroneous determination, it is required to improve the accuracy of contactor welding determination.
従来では一例として、コンタクタの溶着判定は、インバータのコンデンサ電圧の変化に基づいて行われている（特許文献１参照）。インバータのコンデンサ電圧の変化は、２つのコンタクタ（第１のコンタクタおよび第２のコンタクタ）を別々のタイミングでＯＮ／ＯＦＦさせることで検出している。これにより、例えばコンデンサ電圧が規定時間内に低下しなかった場合、コンタクタが溶着している（接点が開かない状態）と判定している。 Conventionally, as an example, contactor welding determination is performed based on a change in capacitor voltage of an inverter (see Patent Document 1). The change in the capacitor voltage of the inverter is detected by turning on and off the two contactors (first contactor and second contactor) at different timings. Thereby, for example, when the capacitor voltage does not decrease within a specified time, it is determined that the contactor is welded (the contact is not opened).
ところで、例えば振動が与えられれば簡単に接点が開く程度の軽い溶着（以下、軽溶着という）の場合であっても、コンデンサ電圧は低下しない。したがってこの場合、コンタクタが溶着していると判定され、フェイルセーフが図られる。例えば、イグニッションスイッチやパワースイッチをＯＮとすることなどができなくなってしまう。このため、振動を与えるだけで解消可能な軽溶着であれば、過度なフェイルセーフを図ることなく、車両を走行させることが利便性の向上につながる。 By the way, for example, even in the case of light welding (hereinafter referred to as “light welding”) in which contact is easily opened when vibration is applied, the capacitor voltage does not decrease. Therefore, in this case, it is determined that the contactor is welded, and fail safe is achieved. For example, it becomes impossible to turn on an ignition switch or a power switch. For this reason, if it is the light welding which can be eliminated only by giving a vibration, it will lead to the improvement of convenience to drive vehicles, without aiming at excessive fail safe.
本発明は、これを踏まえてなされたものであり、その目的は、軽溶着の場合には過度なフェイルセーフを回避可能なコンタクタ溶着判定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of this, and an object of the present invention is to provide a contactor welding determination device capable of avoiding excessive fail-safe in the case of light welding.
本発明のコンタクタ溶着判定装置は、車両に搭載された電源装置と電源装置の負荷装置との間の接続を遮断するコンタクタにおける接点の溶着有無を判定する。かかるコンタクタ溶着判定装置は、接点の溶着有無を判定する溶着判定部と、コンタクタに外部から振動を与える振動発生部と、溶着判定部によって溶着有りと判定された場合、振動発生部を作動させる振動制御部とを備える。 The contactor welding determination device according to the present invention determines whether or not the contact of the contactor in the contactor that cuts off the connection between the power supply device mounted on the vehicle and the load device of the power supply device is welded. The contactor welding determination device includes a welding determination unit that determines whether or not a contact is welded, a vibration generation unit that applies vibration to the contactor from the outside, and a vibration that activates the vibration generation unit when the welding determination unit determines that there is welding. And a control unit.
一例として、溶着判定部は、接点の溶着有無の判定を複数回行う。振動制御部は、溶着判定部による第１回目の判定の結果、溶着有りと判定された場合、振動発生部を作動させてコンタクタに振動を与える。溶着判定部による第２回目以降の判定は、振動発生部によりコンタクタに振動が与えられた後に行われ、第２回目以降の判定で溶着有りと判定された場合、接点は溶着していると最終判定し、溶着無しと判定された場合、接点は軽溶着していたと最終判定する。 As an example, the welding determination unit determines whether or not the contact is welded a plurality of times. A vibration control part operates a vibration generation part and gives a vibration to a contactor, when it determines with welding as a result of the 1st determination by the welding determination part. The second and subsequent determinations by the welding determination unit are performed after the vibration is applied to the contactor by the vibration generating unit. If the second and subsequent determinations indicate that there is welding, the final determination is that the contact is welded. If it is determined that there is no welding, it is finally determined that the contact is lightly welded.
この場合、振動制御部は、溶着判定部による第２回目以降の判定で溶着有りと判定される度に、振動発生部がコンタクタに与える振動を段階的に大きくする。 In this case, the vibration control unit increases the vibration that the vibration generating unit gives to the contactor stepwise every time it is determined that there is welding in the second and subsequent determinations by the welding determination unit.
ことを特徴とする請求項２に記載のコンタクタ溶着判定装置。 The contactor welding determination apparatus according to claim 2.
また、コンタクタ溶着判定装置は、溶着判定部による接点の溶着有無の判定結果を報知する報知制御部と、接点が軽溶着していたと判定された回数をカウントするカウンタ部とを備えていてもよい。この場合、報知制御部は、カウンタ部によりカウントされた接点が軽溶着していたと最終判定された回数に基づいて、報知内容を変更することができる。 Further, the contactor welding determination device may include a notification control unit that notifies a determination result of the presence or absence of contact welding by the welding determination unit, and a counter unit that counts the number of times that the contact is determined to be lightly welded. . In this case, the notification control unit can change the notification content based on the number of times that the contact point counted by the counter unit is finally welded.
一例として、振動発生部は、コンタクタと同一の基板の上に配置され、基板を振動させる。 As an example, the vibration generating unit is disposed on the same substrate as the contactor and vibrates the substrate.
本発明のコンタクタ溶着判定装置によれば、コンタクタの接点が軽溶着の場合、過度なフェイルセーフを回避することができる。この結果、軽溶着に過ぎない場合、例えば車両を通常通り始動させることが可能となる。 According to the contactor welding determination device of the present invention, when the contactor contact is lightly welded, excessive fail-safe can be avoided. As a result, when only light welding is performed, for example, the vehicle can be started normally.
以下、本発明の実施形態に係るコンタクタ溶着判定装置（以下適宜、溶着判定装置という）について、図１から図６を参照して説明する。本発明の溶着判定装置は、車両に搭載されたコンタクタにおける接点の溶着有無を判定する。車両としては、電動車両を適用する。電動車両には、電動モータのみを動力源として走行する電気自動車（ＥＶ）、電動モータと内燃機関（エンジン）の双方を動力源として走行可能なハイブリッド自動車（一例として、プラグインハイブリッド電気自動車(ＰＨＥＶ)）などが含まれる。 Hereinafter, a contactor welding determination device according to an embodiment of the present invention (hereinafter, appropriately referred to as a welding determination device) will be described with reference to FIGS. 1 to 6. The welding determination apparatus according to the present invention determines whether or not a contact is welded in a contactor mounted on a vehicle. An electric vehicle is applied as the vehicle. The electric vehicle includes an electric vehicle (EV) that runs using only the electric motor as a power source, and a hybrid vehicle that can run using both the electric motor and the internal combustion engine (engine) as a power source (for example, a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV). )) Etc. are included.
図１には、溶着判定装置１０の概略構成、および溶着判定装置１０の制御対象機器との関係を示す。
In FIG. 1, the schematic structure of the
コンタクタ１１は、車両の電源装置１２と、その負荷装置１３との間の接続を遮断する。これにより、例えば車両の衝突時などの非常時に、高電圧の電源装置１２を負荷装置１３から隔離させている。図２には、コンタクタ１１と、電源装置１２および負荷装置１３との接続回路を概略して示す。
The
コンタクタ１１は、第１のコンタクタ（正側のコンタクタ）１１ａと第２のコンタクタ（負側のコンタクタ）１１ｂとを備えている。第１のコンタクタ１１ａは、電源装置１２および負荷装置１３の正極側にそれぞれ接続されている。第２のコンタクタ１１ｂは、電源装置１２および負荷装置１３の負極側にそれぞれ接続されている。加えて、本実施形態では一例として、第１のコンタクタ１１ａと並列にプリチャージコンタクタ１１ｃおよびプリチャージ抵抗１１ｄが接続されている。なお、プリチャージコンタクタ１１ｃおよびプリチャージ抵抗１１ｄは、第２のコンタクタ１１ｂと並列に接続されていてもよい。
The
第１のコンタクタ１１ａ、第２のコンタクタ１１ｂ、およびプリチャージコンタクタ１１ｃは、電源装置１２とは別の電源装置（例えば、１２Ｖバッテリ）から電力供給（給電）されて作動する。これにより、イグニッションスイッチやパワースイッチをＯＮとしなくとも、コンタクタ１１は、作動可能となっている。
The
例えば、非常時の他、車両のイグニッションスイッチやパワースイッチがＯＦＦの状態などのように電源装置１２からの電力供給（給電）が不要の場合、第１のコンタクタ１１ａおよび第２のコンタクタ１１ｂは、ＯＦＦ（接点が開）にされる。これにより、電源装置１２と負荷装置１３との接続は切断される。
For example, when there is no need for power supply (power supply) from the
これに対し、車両の始動時に電源装置１２からの給電が必要な場合、第１のコンタクタ１１ａおよび第２のコンタクタ１１ｂは、ＯＮ（接点が閉）にされる。その際、突入電流による接点の溶着などを防止するため、まずプリチャージコンタクタ１１ｃおよび第２のコンタクタ１１ｂがそれぞれＯＮ（接点が閉）にされる。これにより、負荷装置１３に流れる電流を制限し、この状態で負荷装置１３の電圧を電源装置１２の電圧と同等とする。そして、第１のコンタクタ１１ａがＯＮ（接点が閉）にされ、プリチャージコンタクタ１１ｃがＯＦＦ（接点が開）にされる。
On the other hand, when power supply from the
電源装置１２は、車両を駆動させる電動モータ（図示省略）に電力を供給する。例えば、電源装置１２は、１つもしくは複数の電池パックを備えている。電池パックは、複数の電池（セル）、例えばリチウムイオン電池などの二次電池を直列に並べ、これらをケースに収容して構成されている。電源装置１２の正極側には、正極側電線１２ｐ、負極側には負極側電線１２ｎがそれぞれ接続されている。正極側電線１２ｐは、第１のコンタクタ１１ａを介して負荷装置１３の正極に繋げられている。負極側電線１２ｎは、第２のコンタクタ１１ｂを介して負荷装置１３の負極に繋げられている。
The
負荷装置１３は、電源装置１２から給電されて電力を消費する機器である。本実施形態では一例として、負荷装置１３は、直流電流を交流電流に変換するインバータとしている。負荷装置１３であるインバータ（以下、インバータ１３という）は、例えばインバータ回路１３ａと、平滑化コンデンサ（以下、単にコンデンサという）１３ｂと、放電抵抗１３ｃと、放電スイッチ１３ｄと、電圧計１３ｅと、ＭＣＵ（Motor Control Unit）１３ｆとを含んで構成されている。
The
インバータ回路１３ａは、正極側電線１２ｐおよび負極側電線１２ｎにそれぞれ接続される。インバータ回路１３ａは、スイッチング素子を含んで構成され、スイッチングによって直流電流を交流電流に変換する。コンデンサ１３ｂは、インバータ回路１３ａと並列に、正極側電線１２ｐおよび負極側電線１２ｎにそれぞれ接続される。コンデンサ１３ｂは、インバータ回路１３ａでのスイッチングによって発生するノイズを平滑化する。放電抵抗１３ｃは、電動モータへの給電終了時にコンデンサ１３ｂに蓄えられた電荷を放電する。放電スイッチ１３ｄは、車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electric Control Unit）によって制御される常開接点であり、通常時は放電抵抗１３ｃに電流が流れないようになっている。一方、電動モータへの給電終了時にコンデンサ１３ｂの電荷を放電させる必要がある場合、放電スイッチ１３ｄは、ＥＣＵによって閉じられる。これにより、放電抵抗に電流が流れ、コンデンサに蓄えられた電荷が放電される。電圧計１３ｅは、コンデンサ１３ｂと並列に接続され、コンデンサ１３ｂの電圧を測定する。ＭＣＵ１３ｆは、ＥＣＵから出力される電動モータへの出力要求に基づいてインバータ回路１３ａを制御する。ＭＣＵ１３ｆは、電圧計１３ｅによって測定されたコンデンサ１３ｂの電圧をＥＣＵに送信する。
The
なお、インバータ１３の放電抵抗１３ｃに替えて、コンタクタが放電コンタクタを備えた構成としてもよい。この場合、電動モータへの給電終了時、第１のコンタクタ１１ａおよび第２のコンタクタ１１ｂがいずれもＯＦＦ（接点が開）とされた後、放電コンタクタをＯＮ（接点を閉）とする。これにより、コンデンサ１３ｂに蓄えられた電荷をプリチャージ抵抗１１ｄで放電させればよい。
Instead of the discharge resistor 13c of the
図１に示すように、溶着判定装置１０は、条件設定部２と、溶着判定部４と、振動発生部６と、制御部８とを備えて構成されている。溶着判定装置１０は、電源装置１２とは別の電源装置（例えば、１２Ｖバッテリ）から電力供給（給電）されて作動する。これにより、イグニッションスイッチやパワースイッチをＯＮとしなくとも、溶着判定装置１０は、作動可能となっている。
As shown in FIG. 1, the
条件設定部２は、コンタクタ１１（第１のコンタクタ１１ａおよび第２のコンタクタ１１ｂ）における接点の溶着有無を判定するための条件（以下、判定条件という）を設定する。本実施形態では判定条件として、条件設定部２は、コンタクタ１１における接点の溶着有無の判定を行う時間（以下、判定時間という）を設定する。また別の判定条件として、条件設定部２は、コンタクタ１１に外部から与える振動の条件（以下、振動条件という）を設定する。振動条件としては、振動を与える時間（以下、振動時間という）、および振動数や振幅などの振動態様が該当する。振動時間としては、例えば異なる複数の振動時間（一例として、第１の振動時間および第２の振動時間）が設定可能とされている。振動態様としては、例えば振動レベルの異なる複数の振動態様（一例として、第１の振動態様および第２の振動態様）が設定可能とされている。加えて、条件設定部２は、設定した判定時間および振動時間の経過を計測する。
The condition setting unit 2 sets a condition (hereinafter referred to as a determination condition) for determining whether or not the contact is welded in the contactor 11 (the
溶着判定部４は、条件設定部２が設定した判定条件に基づいて、コンタクタ１１における接点の溶着有無の判定（以下、溶着判定という）を行う。本実施形態では一例として、溶着判定部４は、条件設定部２が設定した判定時間に亘って、溶着判定を行っている。判定時間の経過は、条件設定部２によって計測される。
The welding determination unit 4 determines whether or not the
また、溶着判定部４は、カウンタ部４１を有している。カウンタ部４１は、溶着判定の結果、コンタクタ１１の接点が溶着していると判定された回数（以下、溶着回数という）をカウントする。本実施形態において、カウンタ部４１は、コンタクタ１１の接点が軽溶着していると判定された回数をカウントする。ここで、軽溶着とは、振動が与えられれば簡単に接点が開く程度の軽い溶着状態として規定する。
Further, the welding determination unit 4 has a
振動発生部６は、コンタクタ１１（第１のコンタクタ１１ａおよび第２のコンタクタ１１ｂ）に外部から振動を与える。本実施形態では、物理的な振動を発生させる装置（以下、振動発生装置６という）を振動発生部６として備えている。振動発生装置６は、電源装置（電池パック）１２とは別に車両に搭載された電源装置（例えば、１２Ｖバッテリ）により給電されて駆動する。本実施形態では一例として、アンバランスウエイト振動装置を振動発生装置６として適用している。アンバランスウエイト振動装置は、モータの回転軸に取り付けたアンバランスウエイト（例えば、かまぼこ型のウエイト）の加振力により振動を発生させる。
The
図２および図３に示すように、振動発生装置６は、コンタクタ１１（第１のコンタクタ１１ａおよび第２のコンタクタ１１ｂ）と同一の基板１４上に配置されている。これにより、振動発生装置６は、基板１４を振動させることでコンタクタ１１を振動させる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
制御部８は、条件設定部２、溶着判定部４、および振動発生部６の動作をそれぞれ制御する。制御部８は、ＣＰＵ、メモリ（揮発性および不揮発性）、入出力回路、タイマなどを備えたマイクロコンピュータとして構成されている。制御部８は、各種データを入出力回路により読み込み、メモリから読み出したプログラムを用いてＣＰＵで演算し、演算結果に基づいた制御を行う。本実施形態では一例として、制御部８は、車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に含めた構成としている。ただし、制御部８は、ＥＣＵとは別途に構成されていてもよい。
The
条件設定部２および溶着判定部４は、それぞれプログラムとして構成され、制御部８の不揮発性メモリに格納されている。これにより、制御部８は、所望のプログラムを不揮発性メモリから読み込んでＣＰＵで演算し、演算結果に基づいて、条件設定部２および溶着判定部４に対応した処理を実行する。なお、条件設定部２および溶着判定部４に相当するプログラムをクラウド上に格納し、制御部８をクラウドと適宜通信させて所望のプログラムを利用可能とする構成であってもよい。この場合、制御部８は、クラウドとの通信モジュールなどを備えた構成とする。また、条件設定部２および溶着判定部４は、例えばそれぞれ独立したマイクロコンピュータとして構成してもよい。
The condition setting unit 2 and the welding determination unit 4 are each configured as a program and stored in a nonvolatile memory of the
また、制御部８は、車両状態検出部８１と、コンデンサ電圧検出部８２と、コンタクタ制御部８３と、振動制御部８４と、報知制御部８５とを有している。
The
車両状態検出部８１は、車両の始動操作がなされたことを検出する。車両状態検出部８１は、例えば、車両の始動センサが検知した始動信号を逐次取得する。始動センサは、始動操作部１５の操作を検知する。例えば、始動センサは、イグニッションスイッチ（キー）がＯＮの手前、ＳＴＡＲＴ位置まで回されたことや、パワースイッチが押された（ＯＮとされた）ことなどをそれぞれ検知する。
The vehicle
なお、本実施形態においては、走行前の車両点検として溶着判定を行うべく、車両状態検出部８１は、車両の始動操作を検出している。これに代えてもしくは加えて、例えば、停止時の車両点検として溶着判定を行ってもよい。この場合、車両状態検出部８１は、例えばイグニッションスイッチ（キー）がＳＴＡＲＴ位置まで戻されたことや、パワースイッチが解除された（ＯＦＦとされた）ことなどを検出すればよい。
In the present embodiment, the vehicle
コンデンサ電圧検出部８２は、インバータ１３のコンデンサ１３ｂの電圧を検出している。具体的には、コンデンサ電圧検出部８２は、インバータ１３の電圧計１３ｅが測定したコンデンサ１３ｂの電圧値を逐次取得している。
The capacitor
コンタクタ制御部８３は、コンタクタ１１（第１のコンタクタ１１ａおよび第２のコンタクタ１１ｂ）のＯＮとＯＦＦとを切り替える。具体的には、溶着判定部４で溶着判定が行われる際、条件設定部２が設定した判定時間に亘って、コンタクタ制御部８３は、コンタクタ１１のＯＮとＯＦＦとを繰り返し切り替える。
The
振動制御部８４は、溶着判定部４による溶着判定の結果、コンタクタ１１の接点が溶着していると判定（具体的には、仮判定）された場合、振動発生装置６を作動させて、コンタクタ１１に外部から振動を与える。その際、振動制御部８４は、条件設定部２によって設定された振動条件（振動時間および振動態様）に従って、振動発生装置６を作動（振動）させる。振動時間の経過は、条件設定部２によって計測される。
When it is determined that the contact of the
報知制御部８５は、溶着判定の結果を報知する。例えば、警告灯の点灯（点滅）や警告メッセージの表示等をインパネやカーナビのモニタ（ディスプレイ）などの報知装置１６に行う。あるいは、警報ブザーなどの報知装置１６に警告音を鳴動させる。その際、報知制御部８５は、カウンタ部４１によりカウントされた溶着回数に基づいて、報知内容を変更可能となっている。例えば、警告灯の点灯（点滅）状態の変更、異なる警告メッセージの表示、あるいは異なる警告音の鳴動などを行うことが可能となっている。
The
図４には、溶着判定装置１０によって行われる制御、具体的にはコンタクタ１１における接点の溶着有無の判定（溶着判定）制御のフローの一例を示す。以下、図４に示すフローに従って溶着判定装置１０による制御とその作用について説明する。図４は、溶着判定についての第１の実施形態に係る制御フロー図である。
FIG. 4 shows an example of a flow of control performed by the
溶着判定装置１０は、以下に説明する車両状態確認処理、溶着判定前処理、溶着判定処理、振動処理、および報知処理をそれぞれ行う。これらの各処理は、制御部８によってそれぞれ制御される。
The
溶着判定装置１０において、溶着判定を行うにあたっては、まず、車両の状態を確認するための処理（以下、車両状態確認処理という）を行う。本実施形態では一例として、制御部８は、車両の始動操作がなされているか否かを判定する（Ｓ４０１）。その際、制御部８は、車両状態検出部８１に車両の始動操作の有無を検出させる。制御部８は、始動操作部１５に対する操作、例えばイグニッションスイッチ（キー）がＳＴＡＲＴ位置まで回されたか否か、あるいはパワースイッチが押された（ＯＮとされた）か否かなどにより、車両の始動操作の有無を判定する。
In the
車両の始動操作がなされていないと判定された場合、制御部８は、車両の始動操作がなされているか否かを再度判定する（Ｓ４０１）。すなわち、制御部８は、車両の始動操作がなされるまで、その判定を繰り返す。
When it is determined that the starting operation of the vehicle is not performed, the
車両の始動操作がなされていると判定された場合、制御部８は、溶着判定の前処理（以下、溶着判定前処理という）を行う（Ｓ４０２）。この場合、制御部８は、条件設定部２に溶着判定の判定時間を設定させる。そして、制御部８は、条件設定部２が設定した判定時間に亘って、溶着判定部４に溶着判定を行わせる。その際、制御部８は、コンタクタ制御部８３にコンタクタ１１（第１のコンタクタ１１ａおよび第２のコンタクタ１１ｂ）のＯＮとＯＦＦを切り替えさせる。これにより、コンタクタ制御部８３は、判定時間に亘って、コンタクタ１１のＯＮとＯＦＦとを繰り返し切り替える。判定時間中、制御部８は、インバータ１３のコンデンサ１３ｂの電圧値が規定値未満に低下するか否かを溶着判定部４に判定させる。
When it is determined that the starting operation of the vehicle has been performed, the
溶着判定前処理の後、コンタクタ１１の接点における溶着有無の判定処理（以下、溶着判定処理という）を行う。具体的には、制御部８は、コンデンサ１３ｂの電圧値が判定時間内に規定値未満に低下したか否かを溶着判定部４に判定させる（Ｓ４０３）。Ｓ４０３での判定は、第１回目の溶着判定に該当する。コンデンサ１３ｂの電圧値は、制御部８のコンデンサ電圧検出部８２が逐次検出している。
After the welding determination pretreatment, a welding presence / absence determination process at the contact of the contactor 11 (hereinafter referred to as a welding determination process) is performed. Specifically, the
コンデンサ１３ｂの電圧値が判定時間内に規定値未満に低下した場合、コンタクタ１１は、接点を開くことができている。したがって、溶着判定部４は、コンタクタ１１の接点に溶着は生じていない（溶着無し）と判定する。この場合、制御部８は、以降の処理を行わず、制御を終了する。
When the voltage value of the
これに対し、コンデンサ１３ｂの電圧値が判定時間内に規定値未満に低下しなかった場合、コンタクタ１１は、接点を開くことができていない。この場合、溶着判定部４は、コンタクタ１１の接点に溶着が生じていると判定（溶着有りと仮判定）する。ただし、ここでの判定は、溶着が軽溶着（振動が与えられれば簡単に接点が開く程度の軽い溶着）である可能性があるため、最終的な判定（最終判定）ではなく仮判定となる。したがって、かかる溶着が軽溶着であるか否かを、引き続き判定する。
On the other hand, when the voltage value of the
このため、制御部８は、コンタクタ１１に振動を与えるための処理（以下、振動処理という）を行う（Ｓ４０４）。振動処理を行うにあたって、制御部８は、条件設定部２にコンタクタ１１の振動条件を設定させる。そして、制御部８は、条件設定部２が設定した振動条件に従って、振動制御部８４に振動発生装置６を作動させる。これにより、コンタクタ１１に外部から振動を与える。具体的には、振動発生装置６に基板１４を振動させることで、コンタクタ１１を振動させる。
For this reason, the
振動処理の後、制御部８は、溶着判定前処理を再び行う（Ｓ４０５）。この場合、制御部８は、Ｓ４０２で行った溶着判定前処理の際と同様に、条件設定部２、溶着判定部４、コンタクタ制御部８３を制御する。
After the vibration process, the
かかる溶着判定前処理の後、制御部８は、溶着判定処理を再び行う（Ｓ４０６）。この場合、制御部８は、Ｓ４０３で行った溶着判定処理の際と同様に、溶着判定部４およびコンデンサ電圧検出部８２を制御する。Ｓ４０６での判定は、第２回目の溶着判定に該当する。
After the welding determination pre-process, the
インバータ１３のコンデンサの電圧値が判定時間内に規定値未満に低下した場合、溶着判定部４は、コンタクタ１１に溶着は生じていない（溶着無し）と判定する（Ｓ４０７）。この場合、コンタクタ１１は、振動処理によって接点が開いている。したがって、溶着判定部４は、コンタクタ１１の接点が軽溶着していたと最終判定する。
When the voltage value of the capacitor of the
コンタクタ１１の接点が軽溶着と最終判定されると、溶着判定部４は、カウンタ部４１の溶着回数をカウントアップ（例えば１増加）させる（Ｓ４０８）。本実施形態では、カウンタ部４１がカウントする溶着回数は、軽溶着の発生回数に相当する。カウンタ部４１は、溶着回数を制御部８に引き渡す。制御部８は、カウンタ部４１から引き渡された溶着回数を不揮発性メモリ（例えば、内部ＲＯＭ）に格納する。これにより、溶着回数は、車両においてイグニッションスイッチやパワースイッチがＯＦＦされた場合、あるいは電源装置（例えば、１２Ｖバッテリ）がリセットされた場合であっても、消えることなく保持され、常に読み出し可能とされている。溶着回数は、リセットされない限り積算され、積算された溶着回数が不揮発性メモリに格納される。
When the contact of the
次いで、制御部８は、軽溶着の発生状況を判定する。本実施形態では一例として、カウンタ部４１によってカウントされた溶着回数（つまり、軽溶着の積算発生回数）が規定値以上であるか否かを判定する（Ｓ４０９）。規定値は、例えば、接点の軽溶着が繰り返され、コンタクタ１１の劣化が顕著な状態であることを示す閾値などとして予め設定され、制御部８の不揮発性メモリに格納されている。制御部８は、軽溶着の発生状況を判定する際、不揮発性メモリから規定値を読み出し、カウンタ部４１によってカウントされた溶着回数と比較する。
Next, the
溶着回数が規定値以上である場合、報知処理を行う。この場合、制御部８は、報知制御部８５に報知装置１６を制御させ、所定の報知を行わせる（Ｓ４１０）。すなわち、軽溶着の積算発生回数が規定値以上である、つまりコンタクタ１１が劣化している旨の警告などを行い、運転者に注意喚起を促す。例えば、警告灯の点灯（点滅）、警告メッセージの表示、警告音の鳴動などの警告を発する。これにより、コンタクタ１１の交換などの対応を迅速に行うことが可能となる。なお、コンタクタ１１の交換などが行われた場合、カウンタ部４１の溶着回数は、リセット（ゼロクリア）させる。
When the number of times of welding is equal to or greater than a specified value, a notification process is performed. In this case, the
これに対し、溶着回数が規定値未満である場合、制御部８は、報知処理を行うことなく、制御を終了する。この場合、軽溶着が頻発していることもないので、制御部８は、報知処理を行わずに制御を終了しても特に問題ない。またこの場合、制御部８は、イグニッションスイッチやパワースイッチのＯＮを許容して、車両の走行を可能とする。
On the other hand, when the frequency | count of welding is less than a regulation value, the
なお、本実施形態では軽溶着の発生状況について、制御部８は、溶着回数と規定値との比較を行って判定している。このほか、例えば、軽溶着の発生頻度、つまり所定期間内に軽溶着が所定回数以上発生しているか否かを、制御部８で判定してもよい。発生頻度が高ければ、制御部８は、Ｓ４１０における報知と同様の報知を行わせる。一方で、発生頻度が低ければ、制御部８は、報知処理を行うことなく、制御を終了する。
In the present embodiment, the
Ｓ４０６における溶着判定処理において、インバータ１３のコンデンサ１３ｂの電圧値が判定時間内に規定値未満に低下しなかった場合、コンタクタ１１は、接点を開くことができていない。したがって、溶着判定部４は、コンタクタ１１の接点に溶着が生じている（溶着有り）と判定する（Ｓ４１１）。ここでの判定は、振動処理を行ってもなお、コンタクタ１１は接点を開くことができていないので、接点が軽溶着ではなく溶着しているとの最終判定となる。
In the welding determination process in S406, if the voltage value of the
この場合、制御部８は、制御を終了する。ただし、コンタクタ１１の接点に溶着が生じているため、制御を終了する際、制御部８は、何らかのフェイルセーフを図ればよい。例えば、制御部８は、次回のイグニッションスイッチやパワースイッチのＯＮを禁止して、車両を走行できない状態とする。
In this case, the
ここで、上述した第１の実施形態では、振動処理を１回だけ行っている。ただし、振動処理の実行回数は、１回に限られる訳ではなく、複数回にわたって振動処理を行っても構わない。振動処理を複数回（一例として２回）行う実施形態を、第２の実施形態として以下に説明する。その際、上述した第１の実施形態（図４）と同一の制御内容については、説明を省略もしくは簡略し、第２の実施形態に特有の制御内容についてのみ詳述する。 Here, in the first embodiment described above, the vibration processing is performed only once. However, the number of times the vibration process is executed is not limited to once, and the vibration process may be performed a plurality of times. An embodiment in which the vibration process is performed a plurality of times (two times as an example) will be described below as a second embodiment. At that time, the description of the same control contents as those in the first embodiment (FIG. 4) is omitted or simplified, and only the control contents unique to the second embodiment will be described in detail.
図５および図６には、溶着判定についての第２の実施形態に係る制御フローを示す。溶着判定を行うにあたって、制御部８は、まずＳ５０１からＳ５０３の制御を行う。Ｓ５０１からＳ５０３の制御内容は、上述した第１の実施形態（図４）におけるＳ４０１からＳ４０３と同一である。
5 and 6 show a control flow according to the second embodiment regarding the welding determination. In performing the welding determination, the
Ｓ５０３における溶着判定処理（第１回目の溶着判定）において、インバータ１３のコンデンサ１３ｂの電圧値が判定時間内に規定値未満に低下した場合、溶着判定部４は、コンタクタ１１の接点に溶着は生じていないと判定する。この場合、制御部８は、以降の処理を行わず、制御を終了する。
In the welding determination process (first welding determination) in S503, when the voltage value of the
これに対し、インバータ１３のコンデンサの電圧値が判定時間内に規定値未満に低下しなかった場合、溶着判定部４は、コンタクタ１１の接点に溶着が生じていると判定（溶着有と仮判定）する。この場合、かかる溶着が軽溶着であるか否かを、引き続き判定する。
On the other hand, if the voltage value of the capacitor of the
このため、制御部８は、コンタクタ１１に第１の振動を与えるための処理（以下、第１の振動処理という）を行う（Ｓ５０４）。本実施形態では、コンタクタ１１に振動レベルの異なる２つの振動、第１の振動および第２の振動を与える。第１の振動は、第２の振動よりも振動レベルが低い（例えば、振動数や振幅が小さい）。振動レベルが低いほど、コンタクタ１１への負荷が小さく、コンタクタ１１に不測のダメージを与えずに済む。すなわち、本実施形態では、より振動レベルの低い第１の振動をコンタクタ１１にまず与えて、溶着が軽溶着であるか否かの判定を行っている。
For this reason, the
第１の振動処理を行うにあたって、制御部８は、条件設定部２にコンタクタ１１の第１の振動条件（第１の振動時間および第１の振動態様）を設定させる。そして、制御部８は、条件設定部２が設定した第１の振動条件に従って、振動制御部８４に振動発生装置６を作動させる。これにより、コンタクタ１１に外部から第１の振動を与える。具体的には、振動発生装置６に基板１４を振動させることで、コンタクタ１１を第１の振動レベルで振動させる。
In performing the first vibration process, the
第１の振動処理の後、制御部８は、溶着判定前処理を再び行う（Ｓ５０５）。この場合、制御部８は、Ｓ５０２で行った溶着判定前処理の際と同様（つまりＳ４０２と同様）に、条件設定部２、溶着判定部４、コンタクタ制御部８３を制御する。
After the first vibration process, the
かかる溶着判定前処理の後、制御部８は、溶着判定処理を再び行う（Ｓ５０６）。この場合、制御部８は、Ｓ５０３で行った溶着判定処理の際と同様（つまりＳ４０３と同様）に、溶着判定部４およびコンデンサ電圧検出部８２を制御する。Ｓ５０６での判定は、第２回目の溶着判定に該当する。
After the welding determination pre-process, the
インバータ１３のコンデンサ１３ｂの電圧値が判定時間内に規定値未満に低下した場合、溶着判定部４は、コンタクタ１１の接点が軽溶着していたと最終判定する（Ｓ５１２）（詳細は後述）。
When the voltage value of the
これに対し、コンデンサ１３ｂの電圧値が判定時間内に規定値未満に低下しなかった場合、溶着判定部４は、第１の振動を与えた後であっても、未だコンタクタ１１の接点に溶着が生じている（溶着有り）と判定（仮判定）する。この場合、かかる溶着が軽溶着であるか否かを、引き続きもう一度判定する。
On the other hand, if the voltage value of the
このため、制御部８は、コンタクタ１１に第２の振動を与えるための処理（以下、第２の振動処理という）を行う（Ｓ５０７）。この段階では、第１の振動を与えてもコンタクタ１１の接点に溶着が生じていると判定（溶着有りと仮判定）されている。したがって、第１の振動よりも大きな（例えば、振動数や振幅などの振動レベルが高い）第２の振動をコンタクタ１１に与える。このようにコンタクタ１１に与える振動を段階的に大きくすることで、溶着が軽溶着であるか否かの判定の精度、ひいては溶着判定の精度を高めている。
For this reason, the
第２の振動処理を行うにあたって、制御部８は、条件設定部２にコンタクタ１１の第２の振動条件（第２の振動時間および第２の振動態様）を設定させる。そして、制御部８は、条件設定部２が設定した第２の振動条件に従って、振動制御部８４に振動発生装置６を作動させる。これにより、コンタクタ１１に外部から第２の振動を与える。具体的には、振動発生装置６に基板１４を振動させることで、コンタクタ１１を第２の振動レベルで振動させる。なお、本実施形態では、第２の振動を第１の振動よりも大きくしているため、第２の振動時間は、第１の振動時間以下として構わない。一例として、第２の振動時間は、第１の振動時間と同一とすればよい。
In performing the second vibration process, the
第２の振動処理の後、制御部８は、溶着判定前処理を再び行う（Ｓ５０８）。この場合、制御部８は、Ｓ５０２およびＳ５０５で行った溶着判定前処理の際と同様に、条件設定部２、溶着判定部４、コンタクタ制御部８３を制御する。
After the second vibration process, the
かかる溶着判定前処理の後、制御部８は、溶着判定処理を再び行う（Ｓ５０９）。この場合、制御部８は、Ｓ５０３およびＳ５０６で行った溶着判定処理の際と同様に、溶着判定部４およびコンデンサ電圧検出部８２を制御する。Ｓ５０９での判定は、第３回目の溶着判定に該当する。
After the welding determination pre-process, the
インバータ１３のコンデンサ１３ｂの電圧値が判定時間内に規定値未満に低下しなかった場合、溶着判定部４は、コンタクタ１１の接点に溶着が生じている（溶着有り）と最終判定する（Ｓ５１０）。すなわち、この場合、第１の振動および第２の振動を与えてもなお、コンデンサ１３ｂの電圧値が判定時間内に規定値未満に低下していない。このため、溶着判定部４は、コンタクタ１１の接点に軽溶着ではなく、溶着が生じていると最終的に判定する。
If the voltage value of the
コンタクタ１１の接点に溶着が生じていると最終判定されると、制御部８は、報知制御部８５に報知装置１６を制御させ、所定の報知を行わせる（Ｓ５１１）。すなわち、コンタクタ１１の接点に溶着が生じている、つまりコンタクタ１１が劣化している旨の警告などを行い、運転者に周知徹底させる。例えば、警告灯の点灯（点滅）、警告メッセージの表示、警告音の鳴動などの警告を発する。同時に、制御部８は、始動操作部１５の操作、例えばイグニッションスイッチやパワースイッチのＯＮを禁止して、車両を走行できない状態とする。これにより、運転者に対し、コンタクタ１１の交換などの対応を迅速に行うことを促す。
When it is finally determined that the contact of the
Ｓ５０９における溶着判定処理において、インバータ１３のコンデンサ１３ｂの電圧値が判定時間内に規定値未満に低下した場合、溶着判定部４は、コンタクタ１１の接点に溶着は生じていない（溶着無し）と判定する（Ｓ５１２）。この場合、コンタクタ１１は、第１の振動処理、およびその後の第２の振動処理によって接点が開いている。したがって、溶着判定部４は、コンタクタ１１の接点が軽溶着していたと最終判定する。
In the welding determination process in S509, when the voltage value of the
コンタクタ１１の接点が軽溶着と最終判定されると、制御部８は、Ｓ５１３からＳ５１５の制御を行う。Ｓ５１３からＳ５１５の制御内容は、上述した第１の実施形態（図４）におけるＳ４０８からＳ４１０と同一である。
When the contact of the
このとき、第２回目の溶着判定で軽溶着と最終判定された場合（Ｓ５０６でＹｅｓ）と、第３回目の溶着判定で軽溶着と最終判定された場合（Ｓ５０９でＹｅｓ）とで、カウンタ部４１の溶着回数のカウントアップのさせ方を変更してもよい。例えば、第２回目の溶着判定で軽溶着と最終判定された場合には溶着回数を１増加させ、第３回目の溶着判定で軽溶着と最終判定された場合には溶着回数を２増加させる。このようにすることで、より大きな振動を与えないと接点が開かないような軽溶着が発生するほど（溶着状態に近い軽溶着が発生するほど）、軽溶着の報知が行われやすくなる。
At this time, in the case where light welding is finally determined in the second welding determination (Yes in S506) and in the case where light welding is finally determined in the third welding determination (Yes in S509), the counter unit The method of counting up the number of
このように、第１の実施形態（図４）、および第２の実施形態（図５および図６）によれば、コンタクタ１１の接点に溶着が生じていると判定（溶着有りと仮判定）された場合、かかる溶着が軽溶着であるか否かを、引き続き判定することができる。したがって、一旦、コンタクタ１１の接点に溶着が生じていると判定（溶着有りと仮判定）された場合であっても、再判定の結果、軽溶着であると最終判定されれば、車両に対する過度なフェイルセーフ（例えば、車両の始動不可）を回避することができる。すなわち、溶着の程度が軽溶着に過ぎない場合、例えば車両を通常通り始動させることが可能となる。 As described above, according to the first embodiment (FIG. 4) and the second embodiment (FIGS. 5 and 6), it is determined that welding has occurred at the contact point of the contactor 11 (temporary determination that there is welding). If so, it can be subsequently determined whether or not such welding is light. Therefore, even if it is determined that welding has occurred at the contact point of the contactor 11 (temporarily determined that there is welding), if it is finally determined that light welding has occurred as a result of re-determination, the Can be avoided (for example, the vehicle cannot be started). That is, when the degree of welding is only light welding, for example, the vehicle can be started normally.
その一方で、軽溶着である場合には、その旨の警告を行うことができる。これにより、例えばコンタクタ１１の交換などの対応を迅速に行うことを、運転者に注意喚起させることができる。また、このような警告は、軽溶着の積算発生回数に応じて行うことができる。すなわち、より適正なタイミングで運転者に注意喚起を促すことができる。
On the other hand, in the case of light welding, a warning to that effect can be given. As a result, for example, the driver can be alerted to promptly take measures such as replacing the
また、第２の実施形態によれば、溶着が軽溶着であるか否かの判定を複数回（一例として、２回）行っているので、軽溶着の発生有無の判定精度、ひいては、コンタクタ１１の溶着判定の精度を高めることができる。その際、コンタクタ１１に与える振動を段階的に大きくしているので、かかる判定精度をより一層高めることができる。
In addition, according to the second embodiment, since the determination as to whether or not the welding is light welding is performed a plurality of times (as an example, twice), the determination accuracy of the presence or absence of occurrence of light welding, and thus the
加えて、第２の実施形態では、より小さな（振動レベルの低い）第１の振動をコンタクタ１１にまず与えて、溶着が軽溶着であるか否かの判定を行っている。したがって、第１の振動処理を行った結果、軽溶着である場合には、第２の振動処理を行わずに済む。すなわち、第１の振動よりも大きな（振動レベルの高い）第２の振動をコンタクタ１１に与える必要がないので、コンタクタ１１への負荷を最小限にとどめることができる。
In addition, in the second embodiment, a smaller first vibration (with a lower vibration level) is first applied to the
なお、溶着が軽溶着であるか否かの判定の回数、端的には溶着判定を行う回数は、特に限定されない。その回数を問わず、第２回目以降の溶着判定で溶着有りと判定される度に、コンタクタ１１に与える振動を段階的に大きくすればよい。これにより、コンタクタ１１への負荷を最小限にとどめながら、溶着判定の精度をより一層高めることが可能となる。
It should be noted that the number of times of determination as to whether or not the welding is light welding is not particularly limited. Regardless of the number of times, the vibration applied to the
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した各実施形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。このような新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, each embodiment mentioned above was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. Such a novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
２…条件設定部、４…溶着判定部、６…振動発生部（振動発生装置）、８…制御部、１０…コンタクタ溶着判定装置、１１…コンタクタ、１１ａ…第１のコンタクタ、１１ｂ…第２のコンタクタ、１１ｃ…プリチャージコンタクタ、１２…電源装置、１３…負荷装置（インバータ）、１３ｂ…平滑化コンデンサ（コンデンサ）、１４…基板、１５…始動操作部、１６…報知装置、４１…カウンタ部、８１…車両状態検出部、８２…コンデンサ電圧検出部、８３…コンタクタ制御部、８４…振動制御部、８５…報知制御部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Condition setting part, 4 ... Weld determination part, 6 ... Vibration generation part (vibration generator), 8 ... Control part, 10 ... Contactor welding determination apparatus, 11 ... Contactor, 11a ... 1st contactor, 11b ... 2nd Contactor, 11c ... precharge contactor, 12 ... power supply device, 13 ... load device (inverter), 13b ... smoothing capacitor (capacitor), 14 ... substrate, 15 ... start-up operation unit, 16 ... notification device, 41 ... counter unit , 81, vehicle state detection unit, 82, capacitor voltage detection unit, 83, contactor control unit, 84, vibration control unit, 85, notification control unit.
Claims (5)
前記接点の溶着有無を判定する溶着判定部と、
前記コンタクタに外部から振動を与える振動発生部と、
前記溶着判定部によって溶着有りと判定された場合、前記振動発生部を作動させる振動制御部と、を備える
ことを特徴とするコンタクタ溶着判定装置。 A contactor welding determination device for determining whether or not a contact is welded in a contactor that cuts off a connection between a power supply device mounted on a vehicle and a load device of the power supply device,
A welding determination unit that determines whether or not the contact is welded;
A vibration generating unit for applying vibration to the contactor from the outside;
A contactor welding determination device, comprising: a vibration control unit that activates the vibration generating unit when the welding determination unit determines that there is welding.
前記振動制御部は、前記溶着判定部による第１回目の判定の結果、溶着有りと判定された場合、前記振動発生部を作動させて前記コンタクタに振動を与え、
前記溶着判定部による第２回目以降の判定は、前記振動発生部により前記コンタクタに振動が与えられた後に行われ、第２回目以降の判定で溶着有りと判定された場合、前記接点は溶着していると最終判定し、溶着無しと判定された場合、前記接点は軽溶着していたと最終判定する
ことを特徴とする請求項１に記載のコンタクタ溶着判定装置。 The welding determination unit determines whether or not the contact is welded a plurality of times,
The vibration control unit, when it is determined that there is welding as a result of the first determination by the welding determination unit, activates the vibration generation unit to give vibration to the contactor,
The determination after the second time by the welding determination unit is performed after the contactor is vibrated by the vibration generating unit, and when it is determined that the welding is present in the second and subsequent determinations, the contact is welded. The contactor welding determination device according to claim 1, wherein the contactor is finally determined that the contact is lightly welded when it is determined that there is no welding.
ことを特徴とする請求項２に記載のコンタクタ溶着判定装置。 The vibration control unit increases the vibration that the vibration generating unit gives to the contactor in a stepwise manner every time it is determined that there is welding in the second and subsequent determinations by the welding determination unit. The contactor welding determination apparatus according to 2.
前記接点が軽溶着していたと判定された回数をカウントするカウンタ部と、を有し、
前記報知制御部は、前記カウンタ部によりカウントされた前記接点が軽溶着していたと最終判定された回数に基づいて、報知内容を変更する
ことを特徴とする請求項２または３に記載のコンタクタ溶着判定装置。 A notification control unit for notifying the determination result of the presence or absence of welding of the contact by the welding determination unit;
A counter unit that counts the number of times the contact is determined to be lightly welded,
4. The contactor welding according to claim 2, wherein the notification control unit changes the notification content based on the number of times that the contact counted by the counter unit is finally welded is lightly welded. 5. Judgment device.
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のコンタクタ溶着判定装置。 5. The contactor welding determination device according to claim 1, wherein the vibration generating unit is disposed on the same substrate as the contactor and vibrates the substrate.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| WO2023188192A1 (en) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 三菱自動車工業株式会社 | In-vehicle control device |
| WO2023188193A1 (en) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 三菱自動車工業株式会社 | In-vehicle control device |
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