JP4402514B2

JP4402514B2 - 電源装置

Info

Publication number: JP4402514B2
Application number: JP2004143880A
Authority: JP
Inventors: 誠一山口
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2024-05-13
Also published as: JP2005327562A

Description

本発明は、電動機により走行する車両あるいは電動機とエンジンとを併用するハイブリッド自動車に利用する。特に、電源装置内のリレー接点の溶着を検出する技術に関する。

電動機により走行する車両あるいは電動機とエンジンとを併用するハイブリッド自動車では、大容量かつ高電圧の電池を搭載している。特に、バス、トラックなどの大型車両では、一つの電池により所望する容量および電圧を得ることは難しいので、複数の電池を並列または直列に接続することにより、所望する容量および電圧を得ている。

このように複数の電池を並列または直列に接続することにより、所望する容量および電圧を得る電池の利用形態では、個々の電池の故障発生時あるいは点検時に、個々の電池相互間の接続を切り離すことを可能にするために、個々の電池相互間にリレー接点を挿入している。

この従来例を図４に示す。図４の例では、二つの電池１および２、３および４をそれぞれ並列に接続して電池回路ＡおよびＢを構成し、この二つの電池回路ＡおよびＢを直列に接続して電源回路を構成している。リレー接点Ｘ１〜Ｘ１２は、リレー制御部Ｃからの制御によって、個々の電池１〜４を互いに切り離し可能な位置に挿入されている。

また、リレー制御部Ｃは、電源装置の起動時に、抵抗器Ｒが挿入されているリレー接点Ｘ１、Ｘ４、Ｘ７、Ｘ１０の方を、リレー接点Ｘ２、Ｘ５、Ｘ８、Ｘ１１よりも先んじて閉接することにより、端子電圧の急激な上昇を制限する。

このような電源回路では、リレー接点Ｘ１〜Ｘ１２の溶着を検出する手段が設けられている。例えば、端子ｎと端子ｐとの間の端子電圧を監視し、リレー制御部Ｃがリレー接点Ｘ１〜Ｘ１２を全て開放する指示をリレー回路（図ではリレー接点以外は図示省略した）に与えたときに、端子電圧が閾値を越えていれば、いずれかのリレー接点が溶着していることがわかる。

この従来例では、接点Ｘ１〜Ｘ１２のいずれかが溶着していることはわかるが、それがどの電池回路なのかまではわからない。そこで、特許文献１に開示された技術では、各電池回路からそれぞれ検査信号を発信し、他の電池回路では、この検査信号を受信することにより、いずれの電池回路の接点が溶着しているのかを調べることができる。
特開２００３−２０９９０７号公報

特許文献１に開示された技術では、リレー接点の溶着が複数の電池回路のいずれで発生したかを調べることができるが、各電池回路にそれぞれ電池ＥＣＵを備え、これらの電池ＥＣＵが通信機能を有する構成である。これは、単に端子電圧を測定することによりリレー接点の溶着を検出する従来例と比較すると電池ＥＣＵを備える分複雑であり、また、装置コストも高くなる。

本発明は、このような背景に行われたものであって、電池ＥＣＵなどの複雑な機能ブロックを必要とせず、単に端子電圧を測定することにより、リレー接点の溶着を、その発生箇所までも含めて検出することができる電源装置を提供することを目的とする。

本発明は、二つの電池回路が直列に接続された電源装置に適用し、電池回路内のリレー接点を電池回路単位で交互に開閉させて電源装置の端子電圧を測定することにより、いずれか一方の電池回路内のリレー接点が溶着している場合には、そのリレー接点が溶着している方の電池回路を特定することを特徴とする。

すなわち、本発明の第一の観点は、互いに直列に接続された第一の電池回路と第二の電池回路とを備え、これらの電池回路は、互いに直列に接続された電池とリレー接点とをそれぞれ備えた電源装置である。

ここで、本発明の特徴とするところは、複数の前記リレー接点をそれぞれ個別に開閉制御する手段と、互いに直列に接続された前記第一および第二の電池回路からなる電源回路の端子電圧を測定する手段とを備え、前記開閉制御する手段を制御して第一または第二のいずれか一方の前記電池回路内の前記リレー接点を開放する第一のステップと、前記開閉制御する手段を制御して他方の前記電池回路内の前記リレー接点を閉接する第二のステップと、この第一および第二のステップ実行後の状態で、前記測定する手段の測定結果を記憶する第三のステップと、前記開閉制御する手段を制御して前記第二のステップにより前記リレー接点を閉接した前記電池回路の前記リレー接点を開放する第四のステップと、前記開閉制御する手段を制御して前記第一のステップにより前記リレー接点を開放した前記電池回路の前記リレー接点を閉接する第五のステップと、この第四および第五のステップ実行後の状態で、前記測定する手段の測定結果を記憶する第六のステップと、前記第三または第六のステップにより記憶した前記測定結果が閾値を越えるときには警報を発出する第七のステップとを実行する試験実行手段を備えたところにある。

このように、一方の電池回路内のリレー接点を開放し、他方の電池回路内のリレー接点を閉接して端子電圧を測定すると、リレー接点を開放した側の電池回路のリレー接点が溶着していた場合には、この溶着したリレー接点を介し、リレー接点を閉接した側の電池回路の電圧に加え、リレー接点を開放したはずの電池回路の電圧が端子電圧として現れる。両方の電池回路のリレー接点が溶着していた場合には、リレー接点の開放側と閉接側の立場を入れ換えても同じ値の端子電圧が検出される。これにより、リレー接点の溶着とその溶着箇所を特定することができる。

したがって、前記試験実行手段は、前記第七のステップを実行する際に、前記第三または第六のステップのいずれにおける前記測定結果が閾値を越えたかを表示するステップを実行する手段を備えることが望ましい。

また、前記試験実行手段は、車両のキースイッチの開放を契機として前記ステップを実行する手段を備えることができる。すなわち、リレー接点溶着検査は、車両の運行中には行えないため、車両の運行が終了したことを示すキースイッチの開放を契機に行われることが望ましい。

あるいは、前記試験実行手段は、車両のキースイッチの開放を契機として前記第一、第二、第三のステップと前記第四、第五、第六、第七のステップとを交互に繰り返し実行する手段を備えることができる。

すなわち、リレー接点の溶着が発生しても、直ちに、車両の運行に支障が生じることはないので、１回の契機で全工程を行う必要はなく、前記第一、第二、第三のステップと前記第四、第五、第六、第七のステップとを交互に繰り返し実行してもよい。これにより、キースイッチが開放された後に全検査行程を実行する場合と比較して検査行程に要する時間を分散させて短縮することができる。例えば、運転者がキースイッチをいったん開放した後、ごく短時間後に再びキースイッチを閉接する場合もあるので、検査行程に要する時間が短いことは有用である。

また、電源装置から前記開閉制御する手段および前記測定する手段および前記試験実行手段を切り離し、これらの手段を含むリレー接点溶着検査装置として構成することもできる。このように電源装置とは別装置としてリレー接点溶着検査装置を構成することにより、初めから電源装置にリレー接点溶着検査機能を内蔵していない場合でも、電源装置にリレー接点溶着検査装置を外付けすることにより、本発明の電源装置に相応するリレー接点溶着検査機能を後から付加することができる。

本発明の第二の観点は、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、互いに直列に接続された第一の電池回路と第二の電池回路とを備え、これらの電池回路は、互いに直列に接続された電池とリレー接点とをそれぞれ備えた電源装置に対し、リレー接点の溶着を検査する機能に相応する機能を実現させるプログラムである。

ここで、本発明の特徴とするところは、複数のこのリレー接点をそれぞれ個別に開閉制御する機能と、互いに直列に接続された前記第一および第二の電池回路からなる電源回路の端子電圧を測定する機能とを実現させ、前記開閉制御する機能を制御して第一または第二のいずれか一方の前記電池回路内の前記リレー接点を開放する第一のステップと、前記開閉制御する機能を制御して他方の前記電池回路内の前記リレー接点を閉接する第二のステップと、この第一および第二のステップ実行後の状態で、前記測定する機能の測定結果を記憶する第三のステップと、前記開閉制御する機能を制御して前記第二のステップにより前記リレー接点を閉接した前記電池回路の前記リレー接点を開放する第四のステップと、前記開閉制御する機能を制御して前記第一のステップにより前記リレー接点を開放した前記電池回路の前記リレー接点を閉接する第五のステップと、この第四および第五のステップ実行後の状態で、前記測定する機能の測定結果を記憶する第六のステップと、前記第三または第六のステップにより記憶した前記測定結果が閾値を越えるときには警報を発出する第七のステップとを実行する試験実行機能を実現させるところにある。

前記試験実行機能として、前記第七のステップを実行する際に、前記第三または第六のステップのいずれにおける前記測定結果が閾値を越えたかを表示するステップを実行する機能を実現させることが望ましい。

また、前記試験実行機能として、車両のキースイッチの開放を契機として前記ステップを実行する機能を実現させることができる。あるいは、前記試験実行機能として、車両のキースイッチの開放を契機として前記第一、第二、第三のステップと前記第四、第五、第六、第七のステップとを交互に繰り返し実行する機能を実現させることができる。

本発明の第三の観点は、本発明のプログラムが記録された前記情報処理装置読取可能な記録媒体である。本発明のプログラムは本発明の記録媒体に記録されることにより、前記情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。

これにより、汎用の情報処理装置を用いて、電池ＥＣＵなどの複雑な機能ブロックを必要とせず、単に端子電圧を測定することにより、リレー接点の溶着を、その発生箇所までも含めて検出することができる電源装置のリレー接点溶着検査機能を実現することができる。

本発明によれば、電池ＥＣＵなどの複雑な機能ブロックを必要とせず、単に端子電圧を測定することにより、リレー接点の溶着を、その発生箇所までも含めて検出することができる。

本発明実施例の電源装置を図１を参照して説明する。図１は本実施例の電源装置のブロック構成図である。

本実施例の電源装置は、図１に示すように、互いに直列に接続された電池回路Ａと電池回路Ｂとを備え、これらの電池回路ＡおよびＢは、互いに直列に接続された電池１、リレー接点Ｘ２、Ｘ３および電池２、リレー接点Ｘ５、Ｘ６および電池３、リレー接点Ｘ８、Ｘ９および電池４、リレー接点Ｘ１１、Ｘ１２をそれぞれ備えた電源装置である。

本実施例では、直列に接続された電池１、リレー接点Ｘ２、Ｘ３と直列に接続された電池２、リレー接点Ｘ５、Ｘ６とは並列に接続されている。また、直列に接続された電池３、リレー接点Ｘ８、Ｘ９と直列に接続された電池４、リレー接点Ｘ１１、Ｘ１２とは並列に接続されている。さらに、リレー接点Ｘ２にはＸ１が並列に接続され、リレー接点Ｘ５にはＸ４が並列に接続され、リレー接点Ｘ８にはＸ７が並列に接続され、リレー接点Ｘ１１にはＸ１０が並列に接続されている。また、リレー接点Ｘ１、Ｘ４、Ｘ７、Ｘ１０にはそれぞれ抵抗器Ｒが直列に接続されている。これらリレー接点の動作および機能は背景技術の項で既に説明したとおりである。

ここで、本実施例の特徴とするところは、複数のリレー接点Ｘ１〜Ｘ１２をそれぞれ個別に開閉制御する開閉制御部１０と、互いに直列に接続された電池回路ＡおよびＢからなる電源回路の端子電圧を測定する電圧測定部１１とを備え、開閉制御部１０を制御して電池回路ＡまたはＢいずれか一方（ここではＡとする）の電池回路Ａ内のリレー接点Ｘ１〜Ｘ６を開放する第一のステップと、開閉制御部１０を制御して他方の電池回路Ｂ内のリレー接点Ｘ７〜Ｘ１２を閉接する第二のステップと、この第一および第二のステップ実行後の状態で、電圧測定部１１の測定結果を電圧記憶部１２に記憶する第三のステップと、開閉制御部１０を制御して前記第二のステップによりリレー接点Ｘ７〜Ｘ１２を閉接した電池回路Ｂのリレー接点Ｘ７〜Ｘ１２を開放する第四のステップと、開閉制御部１０を制御して前記第一のステップによりリレー接点Ｘ１〜Ｘ６を開放した電池回路Ａのリレー接点Ｘ１〜Ｘ６を閉接する第五のステップと、この第四および第五のステップ実行後の状態で、電圧測定部１１の測定結果を電圧記憶部１２に記憶する第六のステップと、前記第三または第六のステップにより記憶した前記測定結果が閾値を越えるときには警報を発出する第七のステップとを実行する試験実行部１３を備えたところにある。

試験実行部１３は、前記第七のステップを実行する際に、前記第三または第六のステップのいずれにおける前記測定結果が閾値を越えたかを表示部１４に表示するステップを実行する手段を備える。

また、試験実行部１３は、車両のキースイッチの開放を契機として前記ステップを実行する手段を備える。さらに、本実施例では、試験実行部１３は、車両のキースイッチの開放を契機として前記第一、第二、第三のステップと前記第四、第五、第六、第七のステップとを交互に繰り返し実行する手段を備える。

本実施例の電源装置におけるリレー接点溶着検査手順を図２に示す。図２は本実施例のリレー接点溶着検査手順を示すフローチャートである。図２に示すように、試験実行部１３は、車両のキースイッチ（図示せず）の状態を監視し（Ｓ１）、キースイッチが開放されたことを検知すると（Ｓ２）、電池回路Ａのリレー接点Ｘ１〜Ｘ６を開放する（Ｓ３）。続いて、あるいは、同時に、電池回路Ｂのリレー接点Ｘ７〜Ｘ１２を閉接する（Ｓ４）。この状態で電圧測定部１１により端子電圧を測定し、その測定結果を電圧記憶部１２に記憶する（Ｓ５）。

１回のキースイッチの開放を契機として図２に示すステップＳ３〜Ｓ５までの検査行程が終了する。その後、車両のキースイッチは再び閉接され、車両は運行される。

試験実行部１３は、車両のキースイッチの状態を監視し（Ｓ６）、キースイッチが開放されたことを検知すると（Ｓ７）、電池回路Ｂのリレー接点Ｘ７〜Ｘ１２を開放する（Ｓ８）。続いて、あるいは、同時に、電池回路Ａのリレー接点Ｘ１〜Ｘ６を閉接する（Ｓ９）。この状態で電圧測定部１１により端子電圧を測定し、その測定結果を電圧記憶部１２に記憶する（Ｓ１０）。

ステップＳ１〜Ｓ６終了後に、試験実行部１３は、電圧記憶部１２に記憶されている測定結果を参照する（Ｓ１１）。ステップＳ５の測定結果が閾値を越えており（Ｓ１２）、さらに、ステップＳ１０の測定結果が閾値を越えていなければ（Ｓ１３）、電池回路Ａのリレー接点溶着が検出されたのでこの旨を表示する（Ｓ１４）。また、ステップＳ５の測定結果が閾値を越えており（Ｓ１２）、さらに、ステップＳ１０の測定結果が閾値を越えていれば（Ｓ１３）、電池回路ＡおよびＢの両方ともにリレー接点溶着が検出されたのでこの旨を表示する（Ｓ１８）。

また、ステップＳ５の測定結果が閾値を越えておらず（Ｓ１２）、ステップＳ１０の測定結果が閾値を越えていれば（Ｓ１５）、電池回路Ｂのリレー接点溶着が検出されたのでこの旨を表示する（Ｓ１６）。また、ステップＳ５およびＳ１０の双方ともに測定結果が閾値を越えていなければ（Ｓ１２、Ｓ１５）、いずれの電池回路ＡおよびＢでもリレー接点の溶着は発生していないのでこの旨（正常）を表示する（Ｓ１７）。

図２において、ステップＳ３およびＳ４、あるいは、ステップＳ８およびＳ９の順番は入れ替えることができる。また、ステップＳ３〜Ｓ５およびＳ８〜Ｓ１０の順番は入れ替えることができる。

ここで、本実施例のリレー接点溶着検出原理を説明すると、開閉制御部１０が電池回路Ｂのリレー接点Ｘ７〜Ｘ１２を閉接し、電池回路Ａのリレー接点Ｘ１〜Ｘ６の開放を指示しているにも関わらず、例えば、電池回路Ａのリレー接点Ｘ１またはＸ２およびＸ３、あるいは、Ｘ４またはＸ５およびＸ６が溶着していると、電池回路Ｂの電圧に加えて、電池１または２の電圧が加算され、端子ｎと端子ｐとの間の端子電圧に現れる。これにより、リレー接点Ｘ１〜Ｘ６における溶着発生を検出することができる。

同様に、開閉制御部１０が電池回路Ａのリレー接点Ｘ１〜Ｘ６を閉接し、電池回路Ｂのリレー接点Ｘ７〜Ｘ１２の開放を指示しているにも関わらず、例えば、電池回路Ｂのリレー接点Ｘ７またはＸ８およびＸ９、あるいは、Ｘ１０またはＸ１１およびＸ１２が溶着していると、電池回路Ｂの電圧に加えて、電池３または４の電圧が加算され、端子ｎと端子ｐとの間の端子電圧に現れる。これにより、リレー接点Ｘ７〜Ｘ１２における溶着発生を検出することができる。

また、両方の電池回路ＡおよびＢのリレー接点Ｘ１またはＸ２およびＸ３、あるいは、Ｘ４またはＸ５およびＸ６、あるいは、Ｘ７またはＸ８およびＸ９、あるいは、Ｘ１０またはＸ１１およびＸ１２が溶着していた場合には、リレー接点の開放側と閉接側の立場を入れ換えても同じ値の端子電圧が検出される。これにより、リレー接点Ｘ１〜Ｘ１２における溶着発生を検出することができる。

また、図３はリレー接点溶着検査装置のブロック構成図であるが、図３に示すように、図１に示した電源装置から開閉制御部１０および電圧測定部１１および電圧記憶部１２および試験実行部１３および表示部１４を切り離すことにより、電源装置とは別装置としてのリレー接点溶着検査装置を構成することができる。このリレー接点溶着検査装置は、本発明のリレー接点溶着検査機能を内蔵していない従来の電源装置に外付けすることにより、この電源装置を本発明の電源装置に相応する電源装置とすることができる。

また、本実施例は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に本実施例で説明したリレー接点溶着検査機能に相応する機能を実現させるプログラムとして実現することができる。このプログラムは、記録媒体に記録されて情報処理装置にインストールされ、あるいは通信回線を介して情報処理装置にインストールされることにより当該情報処理装置に、開閉制御部１０、電圧測定部１１、電圧記憶部１２、試験実行部１３、表示部１４にそれぞれ相応する機能を実現させることができる。汎用の情報処理装置とは、例えば、電源装置に組み込み可能なマイクロ・コンピュータである。

あるいは、特殊な利用形態として、パーソナル・コンピュータに当該プログラムをインストールし、独立したリレー接点溶着検査装置として機能させ、複数の車両のリレー接点溶着検査を１台のリレー接点溶着検査装置により順次検査することもできる。

これにより、リレー接点溶着検査機能を備えた電源装置を安価に製造することができる。また、安価なリレー接点溶着検査装置を製造することができる。また、これにより、電源装置におけるリレー接点溶着の有無確認が簡単に実施できるため、電源装置のリレー接点溶着に起因する故障を減らすことができる。

本実施例の電源装置のブロック構成図。本実施例のリレー接点溶着検査手順を示すフローチャート。本実施例のリレー接点溶着検査装置のブロック構成図。従来の電源装置のブロック構成図。

符号の説明

１〜４電池
１０開閉制御部
１１電圧測定部
１２電圧記憶部
１３試験実行部
１４表示部
Ｃリレー制御部
Ｒ抵抗器
Ｘ１〜Ｘ１２リレー接点

Claims

互いに直列に接続された第一の電池回路と第二の電池回路とを備え、これらの電池回路は、互いに直列に接続された電池とリレー接点とをそれぞれ備えた電源装置において、
複数の前記リレー接点をそれぞれ個別に開閉制御する手段と、
互いに直列に接続された前記第一および第二の電池回路からなる電源回路の端子電圧を測定する手段と
を備え、
前記開閉制御する手段を制御して第一または第二のいずれか一方の前記電池回路内の前記リレー接点を開放する第一のステップと、
前記開閉制御する手段を制御して他方の前記電池回路内の前記リレー接点を閉接する第二のステップと、
この第一および第二のステップ実行後の状態で、前記測定する手段の測定結果を記憶する第三のステップと、
前記開閉制御する手段を制御して前記第二のステップにより前記リレー接点を閉接した前記電池回路の前記リレー接点を開放する第四のステップと、
前記開閉制御する手段を制御して前記第一のステップにより前記リレー接点を開放した前記電池回路の前記リレー接点を閉接する第五のステップと、
この第四および第五のステップ実行後の状態で、前記測定する手段の測定結果を記憶する第六のステップと、
前記第三または第六のステップにより記憶した前記測定結果が閾値を越えるときには警報を発出する第七のステップと
を実行する試験実行手段を備えた
ことを特徴とする電源装置。
前記試験実行手段は、前記第七のステップを実行する際に、前記第三または第六のステップのいずれにおける前記測定結果が閾値を越えたかを表示するステップを実行する手段を備えた請求項１記載の電源装置。
前記試験実行手段は、車両のキースイッチの開放を契機として前記ステップを実行する手段を備えた請求項１または２記載の電源装置。
前記試験実行手段は、車両のキースイッチの開放を契機として前記第一、第二、第三のステップと前記第四、第五、第六、第七のステップとを交互に繰り返し実行する手段を備えた請求項１または２記載の電源装置。