JP2019022334A - Abnormality determination device of rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機の異常判定装置に関するものである。 The present invention relates to an abnormality determination device for a rotating electrical machine.
従来、例えば電源装置の異常判定装置として、特許文献1に記載された技術が知られている。その異常判定装置では、エンジン動力により発電する発電機と、発電機の発電電力を充電可能で、かつ電気負荷に電力を供給する蓄電池と、蓄電池からの放電を検出する放電検出部とを備える構成において、発電機に対する発電指示がなされており、かつ放電検出部により蓄電池からの放電が検出される場合に、電源装置に異常があると判定するものとなっている。電源装置の異常判定としては、発電機に対して動力伝達する動力伝達部材の異常や、発電機と蓄電池とを接続する電線の異常を判定するものとしている。
Conventionally, for example, a technique described in
ところで、蓄電池や回転電機(発電機)を含む電源システムでは、回転電機やインバータ(電力変換部)を異常判定の対象として、発電異常の判定を行うことが考えられる。つまり、回転電機やインバータに何らかの異常が生じると、適正な発電が行われなくなり、蓄電池に対する充電不良が懸念される。そのため、発電異常が生じた場合に、それを適正に把握することが望まれる。 By the way, in a power supply system including a storage battery and a rotating electrical machine (generator), it is conceivable to determine the power generation abnormality by using the rotating electrical machine or the inverter (power conversion unit) as an abnormality determination target. That is, if any abnormality occurs in the rotating electrical machine or the inverter, proper power generation is not performed, and there is a concern that the storage battery is poorly charged. For this reason, it is desirable to properly grasp the occurrence of power generation abnormality.
ここで、回転電機やインバータでの発電異常が生じる場合には、上記特許文献1に記載されているように、回転電機に対する発電指示がなされる状態下で、蓄電池からの放電が放電検出部により検出されることがあると考えられる。ゆえに、回転電機に対する発電指示がなされ、かつ蓄電池からの放電が放電検出部により検出される状態になることに基づいて、発電異常が生じていると判定することが可能となる。
Here, when power generation abnormality occurs in the rotating electrical machine or the inverter, as described in
しかしながら、蓄電池に電気負荷が接続されている場合には、回転電機やインバータによる発電が正常であるにもかかわらず、電気負荷への電力供給により蓄電池の放電が生じることがあると考えられる。つまり、電気負荷の消費電流が発電電流よりも大きいと、正常な発電時にあっても、蓄電池の放電が生じ得ると考えられる。そのため、正常であるににもかかわらず、発電異常であると誤判定がなされることが懸念される。ゆえに、発電異常を判定する技術として、改善の余地があると考えられる。 However, when an electrical load is connected to the storage battery, it is considered that the storage battery may be discharged by supplying power to the electrical load even though the power generation by the rotating electrical machine or the inverter is normal. That is, if the current consumption of the electric load is larger than the generated current, it is considered that the storage battery can be discharged even during normal power generation. For this reason, there is a concern that it is erroneously determined that the power generation is abnormal even though it is normal. Therefore, there is room for improvement as a technique for determining power generation abnormality.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、発電異常を適正に判定することができる回転電機の異常判定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to provide an abnormality determination device for a rotating electrical machine that can appropriately determine an abnormality in power generation.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
第1の手段では、
エンジンの動力による発電を可能とする回転電機と、前記回転電機の発電電力を電力変換する電力変換部と、前記電力変換部から出力される電流により充電される蓄電池と、前記電力変換部及び前記蓄電池を繋ぐ電気経路に接続され、その電気経路からの給電により駆動される電気負荷と、を備える電源システムに適用され、
前記電気経路において前記電気負荷の接続点よりも前記電力変換部側で、当該電力変換部の電流の入出力を示す入出力パラメータを検出するパラメータ検出部と、
前記回転電機の発電要求が生じていることを判定する要求判定部と、
前記発電要求が生じていると判定された場合に、前記パラメータ検出部により検出された前記入出力パラメータに基づいて、前記回転電機及び前記電力変換部の少なくともいずれかでの発電異常の有無を判定する異常判定部と、
を備える。
In the first means,
A rotating electrical machine that enables power generation by engine power, a power converter that converts power generated by the rotating electrical machine, a storage battery that is charged by a current output from the power converter, the power converter, and the power converter An electric load connected to an electric path connecting the storage batteries and driven by power feeding from the electric path;
A parameter detection unit for detecting an input / output parameter indicating an input / output of a current of the power conversion unit on a side of the power conversion unit from a connection point of the electric load in the electric path;
A request determination unit for determining that a power generation request of the rotating electrical machine has occurred;
When it is determined that the power generation request has occurred, it is determined whether or not there is a power generation abnormality in at least one of the rotating electrical machine and the power conversion unit based on the input / output parameter detected by the parameter detection unit An abnormality determination unit to perform,
Is provided.
上記構成によれば、電力変換部及び蓄電池を繋ぐ電気経路において電気負荷の接続点よりも電力変換部側で、パラメータ検出部により、電力変換部の電流の入出力を示す入出力パラメータが検出される。そして、回転電機による発電中、すなわち回転電機の発電要求が生じていると判定される場合に、入出力パラメータに基づいて、回転電機及び電力変換部の少なくともいずれかでの発電異常の有無が判定される。この場合、電気負荷の接続点よりも電力変換部側に流れる電流等に基づいて異常判定が実施されることになるため、電気負荷が駆動状態であっても、その負荷駆動の影響を受けずに発電異常を適正に判定できる。つまり、上記構成とは異なり仮に電気負荷の接続点よりも蓄電池側に流れる電流が検出され、その検出電流を用いて異常判定が実施される場合には、電気負荷に電流が流れることで、異常判定に用いる電流値が実際の電流よりも小さくなるおそれがあり、それに起因する誤判定が懸念される。しかしながら、本手段の構成によれば誤判定が抑制される。その結果、発電異常を適正に判定することができる。 According to the above configuration, the input / output parameter indicating the current input / output of the power conversion unit is detected by the parameter detection unit on the power conversion unit side of the electrical load connecting point between the power conversion unit and the storage battery. The Then, during the power generation by the rotating electrical machine, that is, when it is determined that the power generation request of the rotating electrical machine has occurred, it is determined whether there is a power generation abnormality in at least one of the rotating electrical machine and the power conversion unit based on the input / output parameters. Is done. In this case, since the abnormality determination is performed based on the current flowing to the power conversion unit side from the connection point of the electric load, even if the electric load is in the driving state, it is not affected by the load driving. It is possible to properly determine the power generation abnormality. In other words, unlike the above configuration, if the current flowing to the storage battery side from the connection point of the electrical load is detected, and abnormality determination is performed using the detected current, the current flows to the electrical load, There is a concern that the current value used for the determination may be smaller than the actual current, and there is a concern about erroneous determination caused by the current value. However, according to the configuration of this means, erroneous determination is suppressed. As a result, power generation abnormality can be determined appropriately.
第2の手段では、前記異常判定部は、前記発電要求が生じていると判定された場合に、前記パラメータ検出部により検出された前記入出力パラメータが、前記電力変換部に電流が流入することを示すものであれば、前記発電異常が生じている旨を判定する。 In the second means, when the abnormality determining unit determines that the power generation request has occurred, the input / output parameter detected by the parameter detecting unit causes a current to flow into the power converting unit. Is determined, it is determined that the power generation abnormality has occurred.
回転電機又は電力変換部での発電異常の発生時には、発電モード時であるにもかかわらず、本来とは逆に電力変換部に電流が流入する状態(電流消費状態)になることがあると考えられる。そして、こうした電流流入の状態になると、電気負荷に対する供給電流が不足する等の不都合が懸念される。この点、上記構成によれば、入出力パラメータが、電力変換部に電流が流入することを示すものである場合、すなわち電気負荷の接続点よりも電力変換部側に流れる電流(出力電流)が、電力変換部に流入する電流になっている場合に、発電異常が生じている旨が判定されるため、異常発生時における適正な対処が可能となる。 When power generation abnormality occurs in a rotating electrical machine or power converter, it is considered that current may flow into the power converter (current consumption state) in spite of being in the power generation mode. It is done. In such a current inflow state, there is a concern that the supply current to the electric load is insufficient. In this regard, according to the above configuration, when the input / output parameter indicates that a current flows into the power conversion unit, that is, the current (output current) flowing to the power conversion unit side from the connection point of the electrical load is Since it is determined that a power generation abnormality has occurred when the current flows into the power conversion unit, it is possible to take appropriate measures when the abnormality occurs.
第3の手段では、前記電源システムにおいて、前記電気経路には、前記電気負荷の接続点よりも前記電力変換部側にスイッチが設けられており、前記パラメータ検出部は、前記入出力パラメータとして、前記スイッチに流れる電流を検出する電流検出部であり、前記異常判定部は、前記発電要求が生じていると判定された場合に、前記電流検出部により検出された電流に基づいて前記発電異常の有無を判定する。 In the third means, in the power supply system, the electrical path is provided with a switch on the power conversion unit side from the connection point of the electrical load, and the parameter detection unit is configured as the input / output parameter. A current detection unit that detects a current flowing through the switch, and the abnormality determination unit determines whether the power generation abnormality has occurred based on the current detected by the current detection unit when it is determined that the power generation request has occurred. Determine presence or absence.
上記構成によれば、電気負荷の接続点よりも電力変換部側のスイッチに流れる電流が電流検出部により検出され、該検出された検出電流に基づいて発電異常の有無が判定される。この場合、仮に回転電機又は電力変換部に異常が生じていても、それら回転電機や電力変換部からの情報を用いず、回転電機や電力変換部とは別に設けられた電流検出部の検出情報を用いて、発電異常の有無を判定できる。したがって、異常判定の信頼性を高めることができる。 According to the above configuration, the current flowing through the switch on the power conversion unit side of the connection point of the electric load is detected by the current detection unit, and the presence or absence of power generation abnormality is determined based on the detected current. In this case, even if an abnormality occurs in the rotating electrical machine or the power converter, the information from the current detector provided separately from the rotating electrical machine or the power converter without using information from the rotating electrical machine or the power converter. Can be used to determine the presence or absence of power generation abnormality. Therefore, the reliability of abnormality determination can be improved.
また、電気負荷の接続点よりも電力変換部側で検出された検出電流を用いて異常判定が実施されることで、既述のとおり電気負荷の駆動状態にかかわらず、発電異常を適正に判定できる。 In addition, abnormality determination is performed using the detected current detected on the power conversion unit side of the connection point of the electrical load, so that power generation abnormality is appropriately determined regardless of the driving state of the electrical load as described above. it can.
第4の手段では、前記蓄電池として、前記電力変換部に対して並列接続される第1蓄電池と第2蓄電池とを有し、前記スイッチとして、前記電力変換部及び前記第1蓄電池の間に設けられた第1スイッチと、前記電力変換部及び前記第2蓄電池の間に設けられた第2スイッチとを有し、前記電流検出部として、前記第1スイッチに流れる電流を検出する第1検出部と、前記第2スイッチに流れる電流を検出する第2検出部とを有しており、前記異常判定部は、前記発電要求が生じていると判定された場合に、前記第1検出部により検出された第1検出電流、及び前記第2検出部により検出された第2検出電流に基づいて、前記発電異常の有無を判定する。 In a fourth means, the storage battery includes a first storage battery and a second storage battery connected in parallel to the power conversion unit, and the switch is provided between the power conversion unit and the first storage battery. A first detection unit configured to detect a current flowing through the first switch as the current detection unit, and the second switch provided between the power conversion unit and the second storage battery. And a second detection unit that detects a current flowing through the second switch, and the abnormality determination unit is detected by the first detection unit when it is determined that the power generation request has occurred. Based on the first detected current and the second detected current detected by the second detector, the presence or absence of the power generation abnormality is determined.
上記構成によれば、第1蓄電池と第2蓄電池とを有する電源システムにおいて、蓄電池ごとに設けられる各スイッチに流れる電流に基づいて、発電異常を適正に判定できる。 According to the said structure, in a power supply system which has a 1st storage battery and a 2nd storage battery, power generation abnormality can be determined appropriately based on the electric current which flows into each switch provided for every storage battery.
第5の手段では、前記電源システムにおいて、前記電気経路には、前記電気負荷の接続点よりも前記電力変換部側にスイッチが設けられており、前記パラメータ検出部は、前記入出力パラメータとして、前記スイッチの両端の各電圧を検出する電圧検出部であり、前記異常判定部は、前記発電要求が生じていると判定され、かつ前記スイッチが閉状態である場合に、前記電圧検出部により検出された各電圧に基づいて前記発電異常の有無を判定する。 In the fifth means, in the power supply system, the electrical path is provided with a switch closer to the power conversion unit than the connection point of the electrical load, and the parameter detection unit is configured as the input / output parameter. A voltage detection unit that detects voltages at both ends of the switch, and the abnormality determination unit is detected by the voltage detection unit when it is determined that the power generation request is generated and the switch is in a closed state; The presence / absence of the power generation abnormality is determined based on each of the voltages.
スイッチの両端(すなわち蓄電池側及び電力変換部側)の各電圧を取得することで、電力変換部が電流流入の状態か電流流出の状態かを把握できる。したがって、上記構成によれば、スイッチの両端(すなわち蓄電池側及び電力変換部側)の各電圧により発電異常を適正に判定できる。 By acquiring the voltages at both ends of the switch (that is, the storage battery side and the power conversion unit side), it is possible to grasp whether the power conversion unit is in a current inflow state or a current outflow state. Therefore, according to the above configuration, the power generation abnormality can be appropriately determined based on the voltages at both ends of the switch (that is, the storage battery side and the power conversion unit side).
第6の手段では、前記電源システムにおいて、前記電気経路には、前記電気負荷の接続点よりも前記電力変換部側にスイッチが設けられており、前記回転電機及び前記電力変換部を有する回転電機ユニットを備え、前記回転電機ユニットの第1端子と前記スイッチの両側のうち前記電力変換部側の第2端子とが接続線により接続されており、前記パラメータ検出部は、前記入出力パラメータとして、前記第1端子の電圧及び前記第2端子の電圧を検出する電圧検出部であり、前記異常判定部は、前記発電要求が生じていると判定された場合に、前記電圧検出部により検出された各電圧に基づいて前記発電異常の有無を判定する。 According to a sixth means, in the power supply system, the electrical path is provided with a switch on the power conversion unit side of a connection point of the electrical load, and the rotating electrical machine having the rotating electrical machine and the power conversion unit Comprising a unit, a first terminal of the rotating electrical machine unit and a second terminal on the power conversion unit side of both sides of the switch are connected by a connection line, the parameter detection unit as the input / output parameters, A voltage detection unit that detects a voltage of the first terminal and a voltage of the second terminal, and the abnormality determination unit is detected by the voltage detection unit when it is determined that the power generation request is generated The presence or absence of the power generation abnormality is determined based on each voltage.
回転電機ユニット側の第1端子とスイッチ両側のうち電力変換部側の第2端子とが接続線により接続されている電源システムでは、発電時において接続線の両端に電流の向きに応じた所定の電圧差が生じる。したがって、接続線の両端の各電圧(第1端子電圧及び第2端子電圧)を取得することで、電力変換部が電流流入の状態か電流流出の状態かを把握できる。よって、発電異常を適正に判定できる。 In a power supply system in which the first terminal on the rotating electrical machine unit side and the second terminal on the power conversion unit side of both sides of the switch are connected by a connection line, a predetermined value corresponding to the direction of current is generated at both ends of the connection line during power generation. A voltage difference occurs. Therefore, by acquiring the voltages (first terminal voltage and second terminal voltage) at both ends of the connection line, it is possible to grasp whether the power conversion unit is in a current inflow state or a current outflow state. Therefore, power generation abnormality can be determined appropriately.
第7の手段では、前記電源システムにおいて、前記電気経路には、前記電気負荷の接続点よりも前記電力変換部側にスイッチが設けられ、前記電気負荷として、前記電気経路において前記スイッチよりも前記蓄電池側の第1接続点に第1負荷が接続されるとともに、前記電気経路において前記スイッチよりも前記電力変換部側の第2接続点に第2負荷が接続されており、前記パラメータ検出部は、前記第1接続点よりも前記電力変換部側で前記入出力パラメータを検出するものであり、前記異常判定部は、前記第2負荷が停止状態であることを条件に、前記入出力パラメータに基づいて前記発電異常の有無を判定する。 In the seventh means, in the power supply system, the electrical path is provided with a switch closer to the power conversion unit than a connection point of the electrical load, and the electrical path is more than the switch in the electrical path. A first load is connected to the first connection point on the storage battery side, and a second load is connected to a second connection point on the power conversion unit side of the switch in the electrical path, and the parameter detection unit is The input / output parameter is detected on the power conversion unit side of the first connection point, and the abnormality determination unit uses the input / output parameter as a condition that the second load is stopped. Based on this, the presence or absence of the power generation abnormality is determined.
上記構成によれば、スイッチよりも蓄電池側の第1接続点に第1負荷が接続されるとともに、スイッチよりも電力変換部側の第2接続点に第2負荷が接続される電源システムにおいて、パラメータ検出部により、第1接続点よりも電力変換部側で入出力パラメータが検出され、第2負荷が停止状態であることを条件に、入出力パラメータに基づいて異常判定が実施される。この場合、電源システムにおいてスイッチの両側(すなわち蓄電池側及び電力変換部側)に電気負荷がそれぞれ接続される構成にあっても、電力変換部側の電気負荷(第2負荷)が停止状態にあることを条件にして、発電適正に判定することができる。 According to the above configuration, in the power supply system in which the first load is connected to the first connection point closer to the storage battery than the switch, and the second load is connected to the second connection point closer to the power conversion unit than the switch, The parameter detection unit detects the input / output parameter on the power conversion unit side of the first connection point, and performs abnormality determination based on the input / output parameter on the condition that the second load is in a stopped state. In this case, even if the electric load is connected to both sides of the switch (that is, the storage battery side and the power conversion unit side) in the power supply system, the electric load (second load) on the power conversion unit side is in a stopped state. This makes it possible to determine whether power generation is appropriate.
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、エンジン(内燃機関)を駆動源として走行する車両において当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源システムを具体化するものとしている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an in-vehicle power supply system that supplies power to various devices of the vehicle in a vehicle that runs using an engine (internal combustion engine) as a drive source is embodied. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings, and the description of the same reference numerals is used.
(第1実施形態)
図1に示すように、本電源システムは、第1蓄電池としての鉛蓄電池11と第2蓄電池としてのリチウムイオン蓄電池12とを有する2電源システムである。各蓄電池11,12からはスタータ13や、各種の電気負荷14,15、回転電機ユニット20への給電が可能となっている。また、各蓄電池11,12に対しては回転電機ユニット20による充電が可能となっている。本システムでは、回転電機ユニット20に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が接続されるとともに、電気負荷14,15に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が接続されている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, this power supply system is a dual power supply system having a
鉛蓄電池11は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池12は、鉛蓄電池11に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池12は、鉛蓄電池11に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。また、リチウムイオン蓄電池12は、それぞれ複数の単電池を有してなる組電池として構成されている。これら各蓄電池11,12の定格電圧はいずれも同じであり、例えば12Vである。
The
図示による具体的な説明は割愛するが、リチウムイオン蓄電池12は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニット30の一部として構成されている。電池ユニット30は、出力端子P1,P2,P3,P4を有しており、このうち出力端子P1,P4に鉛蓄電池11とスタータ13と電気負荷14とが接続され、出力端子P2に回転電機ユニット20が接続され、出力端子P3に電気負荷15が接続されている。
Although a specific description by illustration is omitted, the lithium
各電気負荷14,15は、各蓄電池11,12から供給される供給電力の電圧について要求が相違するものである。このうち電気負荷15には、供給電力の電圧が一定又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。これに対し、電気負荷14は、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷である。電気負荷15は被保護負荷とも言える。また、電気負荷15は電源失陥が許容されない負荷であり、電気負荷14は、電気負荷15に比べて電源失陥が許容される負荷であるとも言える。
The electric loads 14 and 15 have different requirements for the voltage of the supplied power supplied from the
定電圧要求負荷である電気負荷15の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、エンジンECU等の各種ECUが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。電気負荷15として、電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが含まれていてもよい。また、電気負荷14の具体例としては、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ、ヘッドライト、フロントウインドウのワイパ、空調装置の送風ファン等が挙げられる。なお、上述の電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが、電気負荷15でなく電気負荷14として設けられてもよい。
Specific examples of the
回転電機ユニット20は、3相交流モータである回転電機21と、回転電機21の各相巻線に接続されるインバータ22と、インバータ22の通電制御により回転電機21の作動を制御する回転電機ECU23とを備えており、エンジン出力軸や車軸の回転により発電を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する力行機能とを備えている。回転電機ユニット20は、モータ機能付き発電機であり、機電一体型のISG(Integrated Starter Generator)として構成されている。回転電機21は、その回転軸がベルト及びプーリからなる連結部材によりエンジン25の出力軸(クランク軸)に駆動連結されており、回転電機21とエンジン25との間で回転が伝達される。
The rotating
周知構成のため図示は省略するが、インバータ22は、複数の半導体スイッチング素子を有する電力変換部(スイッチング回路部)として構成されている。インバータ22は、発電時において回転電機21から出力される3相交流電流を直流電流に変換し、その直流電流により各蓄電池11,12の充電等を実施する。また、インバータ22は、力行時において直流電流を3相交流電流に変換し、その3相交流電流により回転電機21を力行駆動させる。
Although not shown because of a well-known configuration, the
回転電機ECU23は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。回転電機ECU23は、通電位相に応じてインバータ22の各相のスイッチング素子のオンオフを制御するとともに、各相コイルの通電時にオンオフ比率(例えばデューティ比)を調整することで通電電流を制御する。
The rotating
回転電機ユニット20と電池ユニット30とは、回転電機ユニット20側の出力端子P11と電池ユニット30側の出力端子P2との間に設けられた接続線26により接続されており、その接続線26を介して回転電機ユニット20に電力が出入りする。接続線26には、電流を検出する電流センサ27が設けられている。なお、回転電機ユニット20側の出力端子P11が「第1端子」に相当し、電池ユニット30側の出力端子P2が「第2端子」に相当する。電流センサ27を、回転電機ユニット20内、すなわち出力端子P11とインバータ22との間に設けることも可能である。
The rotating
次に、電池ユニット30の電気的構成について説明する。
Next, the electrical configuration of the
電池ユニット30には、ユニット内電気経路として、出力端子P1とリチウムイオン蓄電池12とを繋ぐ第1電気経路L1を有しており、その第1電気経路L1の中間点である接続点N1に出力端子P2が接続されている。第1電気経路L1は、鉛蓄電池11とリチウムイオン蓄電池12とを電気的に繋ぐ経路であり、第1電気経路L1上の接続点N1に回転電機ユニット20が接続されている。第1電気経路L1において、接続点N1よりも鉛蓄電池11の側に第1スイッチSW1が設けられ、接続点N1よりもリチウムイオン蓄電池12の側に第2スイッチSW2が設けられている。つまり、第1スイッチSW1は、インバータ22及び鉛蓄電池11の間に設けられ、第2スイッチSW2は、インバータ22及びリチウムイオン蓄電池12の間に設けられている。第1電気経路L1とN1−P2間の電気経路とは、回転電機ユニット20に対する入出力電流を流すことを想定した大電流経路であり、この経路を介して、各蓄電池11,12及び回転電機ユニット20の間の相互の通電が行われる。
The
また、第1電気経路L1には、出力端子P1及び第1スイッチSW1の間の分岐点N3と、第2スイッチSW2及びリチウムイオン蓄電池12の間の分岐点N4との間に、第2電気経路L2が並列に設けられており、その第2電気経路L2の中間点である接続点N2に出力端子P3が接続されている。第2電気経路L2において、接続点N2よりも鉛蓄電池11の側に第3スイッチSW3が設けられ、接続点N2よりもリチウムイオン蓄電池12の側に第4スイッチSW4が設けられている。第2電気経路L2とN2−P3間の電気経路とは、第1電気経路L1側と比べて小電流を流すことを想定した小電流経路(すなわち、第1電気経路L1に比べて許容電流が小さい小電流経路)であり、この経路を介して、各蓄電池11,12から電気負荷15への通電が行われる。
The first electric path L1 includes a second electric path between a branch point N3 between the output terminal P1 and the first switch SW1 and a branch point N4 between the second switch SW2 and the lithium
なお、電気負荷14,15のうち電気負荷15は、鉛蓄電池11に対して第3スイッチSW3のオンにより電気的に接続される負荷であるのに対し、電気負荷14は、鉛蓄電池11に対して常時接続されている負荷であるとも言える。
The
電源システムの作動状態において、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2が選択的に閉状態に操作されることで、第1電気経路L1を介して、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の少なくともいずれかと回転電機ユニット20との間で通電が行われる。また、第3スイッチSW3及び第4スイッチSW4が選択的に閉状態に操作されることで、第2電気経路L2を介して、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12の少なくともいずれかと電気負荷15との間で通電が行われる。
In the operating state of the power supply system, the first switch SW1 and the second switch SW2 are selectively operated to be in a closed state, whereby at least one of the
各スイッチSW1〜SW4は、それぞれMOSFET等の半導体スイッチング素子を用いて構成されており、言うなればノーマリオープン式のスイッチである。具体的には、例えば第1スイッチSW1は、寄生ダイオードの向きを互いに逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部31と、同じく寄生ダイオードの向きを互いに逆にして直列接続された半導体スイッチング素子からなるスイッチ部32とを有し、これら各スイッチ部31,32が並列接続されることで構成されている。他のスイッチも同様の構成を有している。すなわち、第2スイッチSW2は、スイッチ部33,34が並列接続されることで構成され、第3スイッチSW3は、スイッチ部35,36が並列接続されることで構成され、第4スイッチSW4は、スイッチ部37,38が並列接続されることで構成されている。
Each of the switches SW1 to SW4 is configured using a semiconductor switching element such as a MOSFET, that is, a normally open type switch. Specifically, for example, the first switch SW1 includes a
上記の各スイッチ部31〜38では、寄生ダイオードの向きを互いに逆にする一対の半導体スイッチング素子をそれぞれ有することから、例えば第1スイッチSW1がオフ(開放)となった場合、つまり各半導体スイッチング素子がオフとなった場合において、寄生ダイオードを通じて電流が流れることが完全に遮断される。つまり、各電気経路L1,L2において意図せず電流が流れることを回避できる。
Since each of the
なお、図1では、寄生ダイオードが互いにアノード同士で接続されるようにしたが、寄生ダイオードのカソード同士が接続されるようにしてもよい。半導体スイッチング素子として、MOSFETに代えて、IGBTやバイポーラトランジスタ等を用いることも可能である。IGBTやバイポーラトランジスタを用いた場合には、上記寄生ダイオードの代わりとなるダイオードを各半導体スイッチング素子にそれぞれ並列に接続させればよい。 In FIG. 1, the parasitic diodes are connected to each other at the anodes, but the cathodes of the parasitic diodes may be connected to each other. As the semiconductor switching element, an IGBT, a bipolar transistor, or the like can be used instead of the MOSFET. When an IGBT or a bipolar transistor is used, a diode serving as a substitute for the parasitic diode may be connected to each semiconductor switching element in parallel.
また、電池ユニット30には、出力端子P4と出力端子P3とを繋ぐバイパス経路L3が設けられ、そのバイパス経路L3上にバイパスリレー41が設けられている。つまり、バイパスリレー41は、第3スイッチSW3に並列に設けられている。バイパスリレー41は、ノーマリクローズ式のメカニカルリレースイッチである。バイパス経路L3の延長線上にはヒューズ42が設けられている。なお、ヒューズ42は、ユニット内部のバイパス経路L3に設けられていてもよい。バイパスリレー41を閉鎖することで、第3スイッチSW3がオフであっても鉛蓄電池11と電気負荷15とが電気的に接続される。例えば、車両の電源スイッチであるIGスイッチ(イグニッションスイッチ)がオフされている状態では、各スイッチSW1〜SW4がオフ(閉鎖)されており、かかる状態では、バイパスリレー41を介して電気負荷15に対して暗電流が供給される。
Further, the
電池ユニット30は、各スイッチSW1〜SW4、及びバイパスリレー41のオンオフ(開閉)を制御する電池ECU50を備えている。電池ECU50は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。電池ECU50は、各蓄電池11,12の蓄電状態や、エンジンECU60等の他のECUからの指令に基づいて、各スイッチSW1〜SW4等のオンオフを制御する。これにより、鉛蓄電池11とリチウムイオン蓄電池12とを選択的に用いて充放電が実施される。例えば、電池ECU50は、リチウムイオン蓄電池12のSOC(残存容量:State Of Charge)を算出し、そのSOCが所定の使用範囲内に保持されるようにリチウムイオン蓄電池12への充電量及び放電量を制御する。
The
本システムでは、CAN等による通信ネットワークが構築されており、その通信ネットワークにより各種ECU間の相互の通信が可能になっている。通信ネットワークには、回転電機ECU23、電池ECU50、エンジンECU60等が接続されている。エンジンECU60は、回転電機ECU23や電池ECU50を統括的に管理する上位制御装置であり、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。エンジンECU60は、都度のエンジン運転状態や車両走行状態に基づいて、エンジン25の運転を制御する。なお、エンジン25は、燃料の燃焼によりトルクを発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。
In this system, a communication network such as CAN is constructed, and the communication network enables mutual communication between various ECUs. A rotating
ところで、回転電機ユニット20において回転電機21及びインバータ22の少なくともいずれかで発電異常が生じると、電気負荷14,15の駆動や各蓄電池11,12の充電に悪影響が及ぶことから、発電異常が生じた場合にはそれを適正に把握することが望ましい。また、発電異常が生じた場合には、インバータ22の出力電流が適正値でなくなることが考えられ、その出力電流に基づいて、発電異常を正しく認識することが望ましい。ここで、鉛蓄電池11とインバータ22とを繋ぐ電気経路には電気負荷14が接続されており、その電気負荷14が駆動されている状況にあっても、換言すれば電気負荷14に対する給電が行われている状況であっても、発電異常が正しく判定される必要がある。
By the way, if a power generation abnormality occurs in at least one of the rotating
そこで本実施形態では、インバータ22の電流の入出力を示す入出力パラメータとして、電流センサ27により、接続線26を流れる電流を検出し、回転電機21の発電要求が生じている場合において、電流センサ27の検出電流に基づいて発電異常の有無を判定する構成としている。本実施形態では、電流センサ27がパラメータ検出部に相当する。電流センサ27によれば、鉛蓄電池11とインバータ22とを繋ぐ電気経路において電気負荷14の接続点(図1のX1)よりもインバータ22側で、インバータ22の電流の入出力を示す入出力パラメータの検出が可能になっている。
Therefore, in the present embodiment, when the current flowing through the
また、発電異常としては、回転電機21による発電量が過小になる発電不足異常、又は、発電要求時であるのにインバータ22に電流が流入する電流流入異常が生じると考えられる。そこで本実施形態では、これら発電不足異常と電流流入異常とをそれぞれ判定する構成としている。なお、回転電機ユニット20では、例えばレゾルバ等のロータ位置検出部において回転電機21のロータ回転位置が誤検出されると、ロータ回転位置に対する3相電流の通電位相にずれが生じるおそれがある。そしてこれにより、回転電機21の発電が行われるべき発電モード時において、発電不足異常や電流流入異常が生じることが懸念される。
As the power generation abnormality, it is considered that a power generation insufficiency abnormality in which the amount of power generated by the rotating
図2は、発電異常判定の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は回転電機ECU23により所定周期で実施される。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure for power generation abnormality determination, and this processing is performed by the rotating
図2において、ステップS11では、回転電機ユニット20での発電を行わせる旨の発電要求が生じているか否か、すなわち発電モード時であるか否かを判定する。このとき、エンジン回転速度がアイドル回転速度以上となるエンジン回転状態である場合において、例えば車両減速状態で回生発電が可能になること、又は電池SOCが所定以下に低下することに基づいて、発電要求が生じるものとなっている。
In FIG. 2, in step S <b> 11, it is determined whether or not a power generation request for causing the rotating
そして、ステップS11がYESである場合、ステップS12に進み、電流センサ27により検出された出力電流Ioutを取得する。出力電流Ioutは、インバータ22から出力される向きを正とする電流であり、特に回転電機ユニット20(インバータ22)と各蓄電池11,12とを繋ぐ電気経路において電気負荷14との接続点X1よりも回転電機ユニット20の側に流れる電流である。
If step S11 is YES, the process proceeds to step S12, and the output current Iout detected by the
その後、ステップS13では、出力電流Ioutが第1閾値TH1以上であるか否かを判定する。第1閾値TH1は、回転電機ユニット20での正常時の発電電流を基準として定められ、その発電電流よりも低い正の電流値である。Iout≧TH1である場合、ステップS14に進み、正常な発電が行われている旨を判定する。
Thereafter, in step S13, it is determined whether or not the output current Iout is greater than or equal to the first threshold value TH1. The first threshold value TH1 is determined with reference to a normal generated current in the rotating
また、Iout<TH1である場合には、ステップS15に進み、出力電流Ioutが第2閾値TH2以上であるか否かを判定する。第2閾値TH2は、第1閾値TH1よりも低い電流値であり、特にゼロ又は負の電流値である。Iout≧TH2である場合には、ステップS16に進み、Iout<TH2である場合には、ステップS17に進む。 If Iout <TH1, the process proceeds to step S15 to determine whether or not the output current Iout is equal to or greater than the second threshold value TH2. The second threshold value TH2 is a current value lower than the first threshold value TH1, particularly zero or a negative current value. When Iout ≧ TH2, the process proceeds to step S16, and when Iout <TH2, the process proceeds to step S17.
ステップS16では、回転電機ユニット20において電流流出(発電)は行われているものの、その出力電流Ioutが過少であるとして、発電異常である旨を判定する。このとき、発電不足異常である旨が判定されるとよい。また、ステップS17では、回転電機ユニット20において電流流出ではなく電流流入が行われているとして、発電異常である旨を判定する。このとき、電流流入異常である旨が判定されるとよい。ステップS16,S17では、いずれも発電異常である旨が判定されるが、フェイルセーフ処理がそれぞれ異なっているとよい。
In step S16, although current outflow (power generation) is being performed in the rotating
例えば、ステップS16では、異常レベルであるものの発電は行われているため、回転電機ユニット20での発電量が制限されるとよい(フェイルセーフ処理1)。また、ステップS17では、回転電機ユニット20での作動、すなわち発電が禁止されるとよい(フェイルセーフ処理2)。電流流入異常である場合に回転電機ユニット20の作動が停止されることで、電気負荷14への供給電流が過小となったり、鉛蓄電池11の蓄電量の低下が早められたりする不都合が抑制される。
For example, in step S16, since the power generation is performed at the abnormal level, the power generation amount in the rotating
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
回転電機21による発電中、すなわち回転電機21の発電要求が生じていると判定される場合に、インバータ22と鉛蓄電池11とを繋ぐ電気経路において電気負荷14の接続点X1よりもインバータ22側での検出電流に基づいて、発電異常の有無を判定する構成とした。この場合、電気負荷14の接続点X1よりもインバータ22側に流れる電流により異常判定が実施されることになるため、電気負荷14が駆動状態であっても、その負荷駆動の影響を受けずに発電異常を適正に判定できる。つまり、上記構成とは異なり仮に電気負荷14の接続点X1よりも鉛蓄電池11側に流れる電流が検出され、その検出電流を用いて異常判定が実施される場合には、電気負荷14に電流が流れることで、異常判定に用いる電流値が実際の出力電流よりも小さくなるおそれがあり、それに起因する誤判定が懸念される。しかしながら、上記構成によれば誤判定が抑制される。その結果、発電異常を適正に判定することができる。
During power generation by the rotating
発電異常として、発電モード時であるにもかかわらずインバータ22に電流が流入する状態(電流消費状態)になっていることを判定する構成とした。これにより、異常発生時においていち早く適正な対応を実施することが可能となる。 As a power generation abnormality, it is determined that the current is flowing into the inverter 22 (current consumption state) despite the power generation mode. As a result, it is possible to quickly take appropriate measures when an abnormality occurs.
以下に、上記以外の実施形態を、第1実施形態との相違点を中心に説明する。 Hereinafter, embodiments other than those described above will be described focusing on differences from the first embodiment.
(第2実施形態)
本実施形態では、入出力パラメータとして、スイッチSW1,SW2に流れる電流を取得し、その電流に基づいて発電異常の有無を判定することとしている。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, currents flowing through the switches SW1 and SW2 are acquired as input / output parameters, and the presence or absence of power generation abnormality is determined based on the currents.
図3は、第2実施形態の電源システムを示す電気回路図である。なお、図3の構成は、図1の一部を変更したものである。図3では便宜上、スイッチSW3,SW4やバイパスリレー41の図示を省略している。 FIG. 3 is an electric circuit diagram showing the power supply system of the second embodiment. Note that the configuration of FIG. 3 is obtained by changing a part of FIG. In FIG. 3, illustration of the switches SW3 and SW4 and the bypass relay 41 is omitted for convenience.
図3では、図1との相違点として、出力端子P1とリチウムイオン蓄電池12とを繋ぐ第1電気経路L1に、第1スイッチSW1に流れる電流を検出する電流センサ71と、第2スイッチSW2に流れる電流を検出する電流センサ72とが設けられている。これら各電流センサ71,72によれば、回転電機ユニット20(インバータ22)と各蓄電池11,12とを繋ぐ電気経路において電気負荷14との接続点X1よりも回転電機ユニット20の側で、インバータ22から流出する電流の検出が可能になっている。本実施形態では、これら各電流センサ71,72がパラメータ検出部に相当する。また、電流センサ71が第1検出部に相当し、電流センサ72が第2検出部に相当する。
In FIG. 3, as a difference from FIG. 1, a
図4は、発電異常判定の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、図2の処理に置き換えて回転電機ECU23により所定周期で実施される。図4において、図2の処理との相違点はステップS21,S22である。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure for power generation abnormality determination, and this processing is performed at a predetermined cycle by the rotating
図4において、発電要求が生じていると判定されると(ステップS11がYES)、ステップS21では、電流センサ71により検出された検出電流Is1と、電流センサ72により検出された検出電流Is2とを取得する。このとき、検出電流Is1,Is2は、回転電機ユニット20から各蓄電池11,12に流れる向きを正とする電流である。その後、ステップS22では、検出電流Is1,Is2により出力電流Ioutを算出する。例えばIout=Is1+Is2とする。その後の処理は図2と同様であり、出力電流Ioutと閾値TH1,TH2との比較により発電異常の有無を判定する(ステップS13〜S17)。
In FIG. 4, when it is determined that a power generation request has occurred (YES in step S <b> 11), in step S <b> 21, the detected current Is <b> 1 detected by the
上記構成によれば、蓄電池11,12ごとに設けられる各スイッチSW1,SW2に流れる電流に基づいて、発電異常を適正に判定できる。この場合、仮に回転電機21又はインバータ22に異常が生じていても、回転電機21やインバータ22からの情報を用いず、それらとは別に設けられた電流センサ71,72の検出情報を用いて、発電異常の有無を判定できる。したがって、異常判定の信頼性を高めることができる。また、インバータ22が電流流入の状態か電流流出の状態かを把握できる。
According to the above configuration, the power generation abnormality can be appropriately determined based on the current flowing through each of the switches SW1 and SW2 provided for each of the
(第3実施形態)
本実施形態では、入出力パラメータとして、スイッチSW1,SW2の両端の各電圧をそれぞれ取得し、それらの電圧に基づいて発電異常の有無を判定することとしている。
(Third embodiment)
In the present embodiment, the voltages at both ends of the switches SW1 and SW2 are acquired as input / output parameters, and the presence / absence of power generation abnormality is determined based on these voltages.
図5は、第3実施形態の電源システムを示す電気回路図である。なお、図5の構成は、図1の一部を変更したものである。図5では便宜上、スイッチSW3,SW4やバイパスリレー41の図示を省略している。 FIG. 5 is an electric circuit diagram showing the power supply system of the third embodiment. Note that the configuration of FIG. 5 is obtained by changing a part of FIG. In FIG. 5, illustration of the switches SW3 and SW4 and the bypass relay 41 is omitted for convenience.
図5では、図1との相違点として、出力端子P1とリチウムイオン蓄電池12とを繋ぐ第1電気経路L1において、第1スイッチSW1の出力端子P1側(鉛蓄電池11側)に電圧センサ81が設けられるとともに、第2スイッチSW2のリチウムイオン蓄電池12側に電圧センサ82が設けられている。また、各スイッチSW1,SW2の出力端子P2側(インバータ22側)に電圧センサ83が設けられている。これら各電圧センサ81〜83によれば、回転電機ユニット20(インバータ22)と各蓄電池11,12とを繋ぐ電気経路において電気負荷14との接続点X1よりも回転電機ユニット20の側で、インバータ22から流出する電流の検出が可能になっている。本実施形態では、これら各電圧センサ81〜83がパラメータ検出部、電圧検出部に相当する。
In FIG. 5, as a difference from FIG. 1, in the first electric path L <b> 1 connecting the output terminal P <b> 1 and the lithium
図6は、発電異常判定の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、図2の処理に置き換えて回転電機ECU23により所定周期で実施される。図6において、図2の処理との相違点はステップS31〜S33である。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure for power generation abnormality determination, and this processing is performed at a predetermined cycle by the rotating
図6において、発電要求が生じていると判定されると(ステップS11がYES)、ステップS31では、電圧センサ81〜83により検出された検出電圧Vs1,Vs2,Vs3を取得する。その後、ステップS32では、検出電圧Vs1,Vs3により、第1スイッチSW1に流れる電流Is1を算出するとともに、検出電圧Vs2,Vs3により、第2スイッチSW2に流れる電流Is2を算出する。このとき、電流Is1は、第1スイッチSW1が閉鎖されている状態で、検出電圧Vs1,Vs3の差(=Vs3−Vs1)と第1スイッチSW1を含む部位の経路抵抗とに基づいて算出される。また、電流Is2は、第2スイッチSW2が閉鎖されている状態で、検出電圧Vs2,Vs3の差(=Vs3−Vs2)と第2スイッチSW2を含む部位の経路抵抗とに基づいて算出される。なお、スイッチSW1,SW2が開放されていれば、電流Is1,Is2をゼロとする。
In FIG. 6, if it is determined that a power generation request has occurred (YES in step S11), in steps S31, the detection voltages Vs1, Vs2, and Vs3 detected by the
また、ステップS33では、電流Is1,Is2により出力電流Ioutを算出する。例えばIout=Is1+Is2とする。その後の処理は図2と同様であり、出力電流Ioutと閾値TH1,TH2との比較により発電異常の有無を判定する(ステップS13〜S17)。 In step S33, the output current Iout is calculated from the currents Is1 and Is2. For example, Iout = Is1 + Is2. The subsequent processing is the same as in FIG. 2, and the presence or absence of power generation abnormality is determined by comparing the output current Iout with the thresholds TH1 and TH2 (steps S13 to S17).
上記構成によれば、各スイッチSW1,SW2の両側の各電圧を取得することで、各スイッチSW1,SW2に流れる電流に基づいて発電異常を適正に判定できる。このとき、インバータ22が電流流入の状態か電流流出の状態かを把握できる。したがって、発電異常を適正に判定できる。なお、電圧センサは、一般に電流センサに比べて安価であることが考えられる。したがって、システムコストの観点からしても有利な構成を実現できる。
According to the above configuration, by acquiring the voltages on both sides of the switches SW1 and SW2, it is possible to appropriately determine the power generation abnormality based on the current flowing through the switches SW1 and SW2. At this time, it is possible to grasp whether the
(第4実施形態)
本実施形態では、入出力パラメータとして、回転電機ユニット20の端子電圧(出力端子P11の電圧)及び電池ユニット30の端子電圧(出力端子P2の電圧)、すなわち接続線26の両端の電圧を取得し、それら電圧に基づいて発電異常の有無を判定することとしている。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, the terminal voltage of the rotating electrical machine unit 20 (voltage of the output terminal P11) and the terminal voltage of the battery unit 30 (voltage of the output terminal P2), that is, the voltages at both ends of the
図7は、第4実施形態の電源システムを示す電気回路図である。なお、図7の構成は、図1の一部を変更したものである。図7では便宜上、スイッチSW3,SW4やバイパスリレー41の図示を省略している。 FIG. 7 is an electric circuit diagram showing the power supply system of the fourth embodiment. In addition, the structure of FIG. 7 changes a part of FIG. In FIG. 7, illustration of the switches SW3 and SW4 and the bypass relay 41 is omitted for convenience.
図7では、図1との相違点として、回転電機ユニット20には出力端子P11の電圧を検出する電圧センサ91が設けられ、電池ユニット30には出力端子P2の電圧を検出する電圧センサ92が設けられている。これら各電圧センサ91,92によれば、回転電機ユニット20(インバータ22)と各蓄電池11,12とを繋ぐ電気経路において電気負荷14との接続点X1よりも回転電機ユニット20の側で、インバータ22から流出する電流の検出が可能になっている。本実施形態では、これら各電圧センサ91,92がパラメータ検出部、電圧検出部に相当する。
In FIG. 7, as a difference from FIG. 1, the rotating
図8は、発電異常判定の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、図2の処理に置き換えて回転電機ECU23により所定周期で実施される。
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure for power generation abnormality determination, and this processing is performed at a predetermined cycle by the rotating
図8において、発電要求が生じていると判定されると(ステップS11がYES)、ステップS41では、電圧センサ91,92により検出された端子電圧Vp1,Vp2を取得する。その後、ステップS42では、端子電圧Vp1が端子電圧Vp2によりも大きいか否かを判定する。そして、Vp1>Vp2であれば、ステップS43に進み、正常な発電が行われている旨を判定する。また、Vp1≦Vp2であれば、ステップS44に進み、発電異常が生じている旨を判定する。
In FIG. 8, when it is determined that a power generation request has occurred (YES in step S11), terminal voltages Vp1 and Vp2 detected by the
回転電機ユニット20の発電時には、接続線26の両端に電流の向きに応じた電圧差が生じる。したがって、接続線26の両端の各電圧(出力端子P11,P2の各電圧)を取得することで、インバータ22が電流流入の状態か電流流出の状態かを把握できる。よって、発電異常を適正に判定できる。
When the rotating
(第5実施形態)
本実施形態では、回転電機ユニット20と電池ユニット30との間に電気負荷が接続される構成において、その電気負荷の駆動状態と関連づけて、発電異常の有無を判定することとしている。
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, in the configuration in which an electrical load is connected between the rotating
図9は、第5実施形態の電源システムを示す電気回路図である。なお、図9の構成は、図1の一部を変更したものである。図9では便宜上、スイッチSW3,SW4やバイパスリレー41の図示を省略している。 FIG. 9 is an electric circuit diagram showing the power supply system of the fifth embodiment. In addition, the structure of FIG. 9 changes a part of FIG. In FIG. 9, illustration of the switches SW3 and SW4 and the bypass relay 41 is omitted for convenience.
図9では、図1との相違点として、電池ユニット30と鉛蓄電池11との間の第1接続点X1に電気負荷14(第1負荷)が接続されることに加え、電池ユニット30と回転電機ユニット20との間の第2接続点X2に電気負荷17(第2負荷)が接続されている。電気負荷17は、車両の電源オン時(IGスイッチオン時)において常時駆動されるものではなく、電動ラジエータファンやパワーウインドウ装置等、駆動要求に応じて一時的に駆動されるものであるとよい。電流センサ27は接続線26に設けられており、つまり、第1接続点X1よりもインバータ22側で電流(入出力パラメータ)を検出するものとなっている。なお、本実施形態において、パラメータ検出部の構成として図3、図5、図7の構成を用いることも可能である。
In FIG. 9, as a difference from FIG. 1, the electric load 14 (first load) is connected to the first connection point X <b> 1 between the
図10は、発電異常判定の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、図2の処理に置き換えて回転電機ECU23により所定周期で実施される。図10において、図2の処理との相違点はステップS51である。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure for power generation abnormality determination, and this processing is performed at a predetermined cycle by the rotating
図10において、発電要求が生じていると判定されると(ステップS11がYES)、ステップS51では、電池ユニット30と回転電機ユニット20との間の電気負荷17が停止状態であるか否かを判定する。そして、停止状態になければ(すなわち駆動状態にあれば)、本処理を一旦終了する。つまり、異常判定を禁止する。また、停止状態であれば、ステップS12以降の処理を実施する。ステップS12以降の処理は図2と同様であり、出力電流Ioutを取得するとともに、出力電流Ioutと閾値TH1,TH2との比較により発電異常の有無を判定する(ステップS12〜S17)。
In FIG. 10, if it is determined that a power generation request has occurred (YES in step S11), in step S51, it is determined whether or not the
上記構成によれば、電池ユニット30と回転電機ユニット20との間の電気負荷17が停止状態であることを条件に、発電異常の有無を判定する構成とした。この場合、電源システムにおいて第1スイッチSW1の両側(すなわち鉛蓄電池11側及びインバータ22側)に電気負荷14,17がそれぞれ接続されている構成にあっても、インバータ22側の電気負荷17が停止状態にあることを条件にして、発電適正に判定することができる。
According to the said structure, it was set as the structure which determines the presence or absence of an electric power generation abnormality on condition that the
(他の実施形態)
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
(Other embodiments)
You may change the said embodiment as follows, for example.
・上記実施形態では、発電異常の判定処理(図2等に示す各処理)を回転電機ECU23が実施する構成について説明したが、この構成に限られない。発電異常の判定処理を電池ECU50及びエンジンECU60のいずれかが実施する構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the rotating
・上記実施形態では、回転電機として、発電及び力行の機能を有するISGを例示したが、これに限られず、発電機能のみを有する発電機(オルタネータ)を用いる構成であってもよい。この場合、電力変換部は、例えば複数の整流素子(ダイオード)を用いた整流回路であればよい。 -In above-mentioned embodiment, although ISG which has the function of electric power generation and power running was illustrated as a rotary electric machine, it is not restricted to this, The structure using the generator (alternator) which has only an electric power generation function may be sufficient. In this case, the power conversion unit may be a rectifier circuit using a plurality of rectifier elements (diodes), for example.
・上記実施形態では、第1蓄電部として鉛蓄電池11を設けるとともに、第2蓄電部としてリチウムイオン蓄電池12を設ける構成としたが、これを変更してもよい。第2蓄電部として、リチウムイオン蓄電池12以外の高密度蓄電池、例えばニッケル−水素電池を用いてもよい。その他、少なくともいずれかの蓄電部としてキャパシタを用いることも可能である。
In the above embodiment, the
・2つの蓄電部を有する電源システム以外への適用も可能である。例えば蓄電部として、鉛蓄電池11のみを有する構成、又はリチウムイオン蓄電池12のみを有する構成であってもよい。
-Application other than a power supply system having two power storage units is also possible. For example, the configuration having only the
例えば図1において、2つの蓄電池11,12のうち鉛蓄電池11のみを用い、かつ4つのスイッチSW1〜SW4のうちスイッチSW1のみ、又はスイッチSW1,SW3のみを用いる構成であってもよい。図3の構成で言えば、2つの電流センサ71,72のうち電流センサ71のみを用いる構成とする。また、図5の構成で言えば、3つの電圧センサ81〜83のうち電圧センサ81,83のみを用いる構成とする。
For example, in FIG. 1, only the
・本発明が適用される電源システムを、車両以外の用途で用いることも可能である。 -It is also possible to use the power supply system to which this invention is applied for uses other than a vehicle.
11…鉛蓄電池、12…リチウムイオン蓄電池、14…電気負荷、21…回転電機、22…インバータ(電力変換部)、23…回転電機ECU、25…エンジン、50…電池ECU、60…エンジンECU。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電気経路において前記電気負荷の接続点よりも前記電力変換部側で、当該電力変換部の電流の入出力を示す入出力パラメータを検出するパラメータ検出部(27,71,72,81〜83,91,92)と、
前記回転電機の発電要求が生じていることを判定する要求判定部(23,50,60)と、
前記発電要求が生じていると判定された場合に、前記パラメータ検出部により検出された前記入出力パラメータに基づいて、前記回転電機及び前記電力変換部の少なくともいずれかでの発電異常の有無を判定する異常判定部(23,50,60)と、
を備える回転電機の異常判定装置。 The rotating electrical machine (21) that enables power generation by the motive power of the engine (25), a power conversion unit (22) that converts power generated by the rotating electrical machine, and a current output from the power conversion unit are charged. Applied to a power supply system comprising a storage battery (11, 12) and an electric load (14) connected to an electric path connecting the power conversion unit and the storage battery and driven by power feeding from the electric path,
Parameter detection units (27, 71, 72, 81 to 83, which detect input / output parameters indicating the input / output of current of the power conversion unit on the power conversion unit side of the electrical load from the connection point of the electrical load. 91, 92),
A request determination unit (23, 50, 60) for determining that a power generation request of the rotating electrical machine is generated;
When it is determined that the power generation request has occurred, it is determined whether or not there is a power generation abnormality in at least one of the rotating electrical machine and the power conversion unit based on the input / output parameter detected by the parameter detection unit An abnormality determination unit (23, 50, 60) to perform,
An abnormality determination device for a rotating electrical machine.
前記パラメータ検出部は、前記入出力パラメータとして、前記スイッチに流れる電流を検出する電流検出部(71,72)であり、
前記異常判定部は、前記発電要求が生じていると判定された場合に、前記電流検出部により検出された電流に基づいて前記発電異常の有無を判定する請求項1又は2に記載の回転電機の異常判定装置。 In the power supply system, the electrical path is provided with switches (SW1, SW2) closer to the power conversion unit than the connection point of the electrical load.
The parameter detection unit is a current detection unit (71, 72) that detects a current flowing through the switch as the input / output parameter,
3. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the abnormality determination unit determines whether or not there is a power generation abnormality based on a current detected by the current detection unit when it is determined that the power generation request is generated. Abnormality judgment device.
前記スイッチとして、前記電力変換部及び前記第1蓄電池の間に設けられた第1スイッチ(SW1)と、前記電力変換部及び前記第2蓄電池の間に設けられた第2スイッチ(SW2)とを有し、
前記電流検出部として、前記第1スイッチに流れる電流を検出する第1検出部(71)と、前記第2スイッチに流れる電流を検出する第2検出部(72)とを有しており、
前記異常判定部は、前記発電要求が生じていると判定された場合に、前記第1検出部により検出された第1検出電流、及び前記第2検出部により検出された第2検出電流に基づいて、前記発電異常の有無を判定する請求項3に記載の回転電機の異常判定装置。 As the storage battery, it has a first storage battery (11) and a second storage battery (12) connected in parallel to the power conversion unit,
As the switch, a first switch (SW1) provided between the power conversion unit and the first storage battery, and a second switch (SW2) provided between the power conversion unit and the second storage battery. Have
The current detection unit includes a first detection unit (71) for detecting a current flowing through the first switch and a second detection unit (72) for detecting a current flowing through the second switch,
The abnormality determination unit is based on the first detection current detected by the first detection unit and the second detection current detected by the second detection unit when it is determined that the power generation request has occurred. The abnormality determination device for a rotating electrical machine according to claim 3, wherein the presence or absence of the power generation abnormality is determined.
前記パラメータ検出部は、前記入出力パラメータとして、前記スイッチの両端の各電圧を検出する電圧検出部(81〜83)であり、
前記異常判定部は、前記発電要求が生じていると判定され、かつ前記スイッチが閉状態である場合に、前記電圧検出部により検出された各電圧に基づいて前記発電異常の有無を判定する請求項1又は2に記載の回転電機の異常判定装置。 In the power supply system, the electrical path is provided with switches (SW1, SW2) closer to the power conversion unit than the connection point of the electrical load.
The parameter detection unit is a voltage detection unit (81-83) that detects each voltage across the switch as the input / output parameter,
The abnormality determination unit determines whether or not there is a power generation abnormality based on each voltage detected by the voltage detection unit when it is determined that the power generation request has occurred and the switch is in a closed state. Item 3. A rotating electrical machine abnormality determination device according to Item 1 or 2.
前記回転電機及び前記電力変換部を有する回転電機ユニット(20)を備え、前記回転電機ユニットの第1端子(P11)と前記スイッチの両側のうち前記電力変換部側の第2端子(P2)とが接続線(26)により接続されており、
前記パラメータ検出部は、前記入出力パラメータとして、前記第1端子の電圧及び前記第2端子の電圧を検出する電圧検出部(91,92)であり、
前記異常判定部は、前記発電要求が生じていると判定された場合に、前記電圧検出部により検出された各電圧に基づいて前記発電異常の有無を判定する請求項1又は2に記載の回転電機の異常判定装置。 In the power supply system, the electrical path is provided with a switch (SW1) closer to the power conversion unit than the connection point of the electrical load.
A rotating electrical machine unit (20) having the rotating electrical machine and the power conversion unit; and a first terminal (P11) of the rotating electrical machine unit and a second terminal (P2) on the power conversion unit side of both sides of the switch. Are connected by a connection line (26),
The parameter detection unit is a voltage detection unit (91, 92) that detects the voltage of the first terminal and the voltage of the second terminal as the input / output parameters,
The rotation according to claim 1 or 2, wherein the abnormality determination unit determines whether or not there is a power generation abnormality based on each voltage detected by the voltage detection unit when it is determined that the power generation request has occurred. Electricity abnormality determination device.
前記電気負荷として、前記電気経路において前記スイッチよりも前記蓄電池側の第1接続点に第1負荷(14)が接続されるとともに、前記電気経路において前記スイッチよりも前記電力変換部側の第2接続点に第2負荷(17)が接続されており、
前記パラメータ検出部は、前記第1接続点よりも前記電力変換部側で前記入出力パラメータを検出するものであり、
前記異常判定部は、前記第2負荷が停止状態であることを条件に、前記入出力パラメータに基づいて前記発電異常の有無を判定する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の回転電機の異常判定装置。 In the power supply system, the electrical path is provided with a switch (SW1) closer to the power conversion unit than the connection point of the electrical load.
As the electrical load, a first load (14) is connected to a first connection point on the storage battery side of the switch in the electrical path, and a second side of the power conversion unit side of the switch in the electrical path. A second load (17) is connected to the connection point;
The parameter detection unit detects the input / output parameter on the power conversion unit side than the first connection point,
The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 6, wherein the abnormality determination unit determines the presence or absence of the power generation abnormality based on the input / output parameter on the condition that the second load is in a stopped state. Abnormality judgment device.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020137297A (en) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | 株式会社デンソー | Power generation control device |
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2017
- 2017-07-18 JP JP2017139021A patent/JP2019022334A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020137297A (en) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | 株式会社デンソー | Power generation control device |
JP7259392B2 (en) | 2019-02-21 | 2023-04-18 | 株式会社デンソー | power generation controller |
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