JP5226502B2 - Current sensor ground fault judgment device and method - Google Patents
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Description
この発明は、第1電力装置と第2電力装置との間に接続されたDC/DCコンバータの電流センサが地絡したかどうかを判定する電流センサの地絡判定装置及びその方法に関する。 The present invention relates to a ground fault determination device for a current sensor that determines whether or not a current sensor of a DC / DC converter connected between a first power device and a second power device has a ground fault, and a method thereof.
バッテリを第1電力装置とし、燃料電池を第2電力装置として、これら第1電力装置と第2電力装置との間にDC/DCコンバータを接続し、前記バッテリの電圧を前記DC/DCコンバータにより昇圧し、前記バッテリから流れ出す電流と前記燃料電池から流れ出す合成電流によりインバータを通じてモータを駆動するハイブリッド燃料電池システムが提案されている(特許文献1)。 A battery is a first power device, a fuel cell is a second power device, a DC / DC converter is connected between the first power device and the second power device, and the voltage of the battery is converted by the DC / DC converter. A hybrid fuel cell system has been proposed in which a motor is driven through an inverter by using a current that is boosted and flows from the battery and a combined current that flows from the fuel cell (Patent Document 1).
前記特許文献1に係るハイブリッド燃料電池システムでは、前記バッテリから流れ出す電流量を制御するために電流値(制御電流値)を検出するセンサ(電流センサ)が、前記DC/DCコンバータの1次側及び2次側に挿入されている。
In the hybrid fuel cell system according to
前記のようなハイブリッド燃料電池システムにおいて、電流センサが地絡するとセンスしている電流の波形が発振波形になり、電流センサの地絡を検出することができない場合がある。なお、前記特許文献1には、電流センサの地絡に関する開示はない。
In the hybrid fuel cell system as described above, when the current sensor has a ground fault, the current waveform sensed becomes an oscillation waveform, and the ground fault of the current sensor may not be detected. Note that
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、電流センサの地絡による異常を確実に検出することを可能とする電流センサの地絡判定装置及びその方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide a ground fault determination device and method for a current sensor that can reliably detect an abnormality due to a ground fault of the current sensor. And
この発明に係る電流センサの地絡判定装置は、第1電力装置と第2電力装置との間に接続されたDC/DCコンバータの電流センサが地絡したかどうかを判定する電流センサの地絡判定装置において、前記電流センサによる電流検出値が異常であるか否かを第1判定周期で判定し、異常と判定したとき異常検知フラグをオンにする異常判定処理部と、前記異常検知フラグがオンになっているか否かを第2判定周期で判定し、オンになっていると判定したとき、異常確定フラグをオンにする異常確定処理部と、を備え、前記第2判定周期を前記第1判定周期より長周期としたことを特徴とする。 A ground fault determination device for a current sensor according to the present invention is configured to determine whether a current sensor of a DC / DC converter connected between a first power device and a second power device has a ground fault. In the determination device, whether or not the current detection value by the current sensor is abnormal is determined in a first determination cycle, and when it is determined to be abnormal, an abnormality determination processing unit that turns on an abnormality detection flag, and the abnormality detection flag An abnormality confirmation processing unit that turns on an abnormality confirmation flag when it is determined that the signal is on, and determines that the second determination period is on. The period is longer than one determination period.
また、この発明に係る電流センサの地絡判定方法は、第1電力装置と第2電力装置との間に接続されたDC/DCコンバータの電流センサが地絡したかどうかを判定する電流センサの地絡判定方法において、前記電流センサによる電流検出値が異常であるか否かを第1判定周期で判定し、異常と判定したとき異常検知フラグをオンにする異常判定処理過程と、前記異常検知フラグがオンになっているか否かを、前記第1判定周期より長周期の第2判定周期で判定し、オンになっていると判定したとき、異常確定フラグをオンにする異常確定処理過程と、を有することを特徴とする。 Moreover, the ground fault determination method of the current sensor according to the present invention includes a current sensor for determining whether a current sensor of a DC / DC converter connected between the first power device and the second power device has a ground fault. In the ground fault determination method, an abnormality determination process for determining whether or not a current detection value by the current sensor is abnormal in a first determination cycle and turning on an abnormality detection flag when it is determined as abnormal, and the abnormality detection Whether or not the flag is turned on is determined in a second determination cycle that is longer than the first determination cycle, and when it is determined that the flag is turned on, an abnormality confirmation processing step for turning on the abnormality confirmation flag; It is characterized by having.
また、前記異常確定フラグがオンにされたときには、前記電流センサを使用した制御を禁止することが好ましい。 Further, it is preferable to prohibit the control using the current sensor when the abnormality confirmation flag is turned on.
さらに、この発明は、前記第1電力装置を蓄電装置、前記第2電力装置を燃料電池とする燃料電池システムに適用して好適である。 Furthermore, the present invention is preferably applied to a fuel cell system in which the first power device is a power storage device and the second power device is a fuel cell.
さらにまた、この発明は、前記第1電力装置を蓄電装置、前記第2電力装置を燃料電池とこの燃料電池に並列的に接続され回生電力を発生するモータとする燃料電池車両に適用して好適である。 Furthermore, the present invention is preferably applied to a fuel cell vehicle in which the first power device is a power storage device, and the second power device is a fuel cell and a motor connected in parallel to the fuel cell and generating regenerative power. It is.
この発明によれば、電流センサによる電流検出値が異常であるか否かを判定し、異常であると判定したときに異常検知フラグをオンにする異常判定処理を行う第1判定周期より長い第2判定周期で前記異常検知フラグがオンになっているか否かを判定しオンになっていると判定したとき異常確定フラグをオンにする異常確定処理を行うようにしたので、地絡時の発振電流の増減により電流検出値が第2判定周期の間に間欠的に正常範囲に入ることがあっても、第2判定周期の間に一度でも第1判定周期での前記異常判定処理により異常であると判定した(異常であると検知した)場合には、地絡を判定することができる。 According to this invention, it is determined whether or not the current detection value by the current sensor is abnormal, and when it is determined to be abnormal, the abnormality determination process for turning on the abnormality detection flag is longer than the first determination cycle. 2 It is determined whether or not the abnormality detection flag is turned on in the determination cycle. When it is determined that the abnormality detection flag is turned on, abnormality confirmation processing for turning on the abnormality confirmation flag is performed. Even if the current detection value intermittently enters the normal range during the second determination cycle due to increase or decrease in current, the current determination value is abnormal due to the abnormality determination process in the first determination cycle even once during the second determination cycle. When it is determined that it is present (detected as abnormal), a ground fault can be determined.
以下、この発明に係る電流センサの地絡判定方法を実施するDC/DCコンバータ装置が適用された車両等の実施形態について図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a vehicle or the like to which a DC / DC converter device that performs a ground fault determination method for a current sensor according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
A.全体的な構成の説明
[全体構成]
図1は、この実施形態に係る電流センサの地絡判定装置が組み込まれた燃料電池車両10の概略全体構成図を示している。
A. Explanation of overall configuration [Overall configuration]
FIG. 1 shows a schematic overall configuration diagram of a
この燃料電池車両10は、基本的には、1次側1Sに1次電圧V1を発生する第1直流電源装置(第1電力装置)としてのバッテリ12と2次側2Sに2次電圧V2を発生する第2直流電源装置(第2電力装置)としての燃料電池(Fuel Cell)14とから構成されるハイブリッド直流電源装置(ハイブリッド電力システム)と、このハイブリッド直流電源装置から電力が供給される負荷である走行用のモータ16とから構成される。
The
[燃料電池とそのシステム]
燃料電池14は、例えば固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成されたセルを積層したスタック構造にされている。燃料電池14には、反応ガス供給部18が配管を通じて接続されている。反応ガス供給部18は、一方の反応ガスである水素(燃料ガス)を貯留する水素タンクと、他方の反応ガスである空気(酸化剤ガス)を圧縮するコンプレッサを備えている。反応ガス供給部18から燃料電池14に供給された水素と空気の燃料電池14内での電気化学反応により生成された発電電流がダイオード13を介してモータ16とバッテリ12に供給される。
[Fuel cell and its system]
The
燃料電池システム11は、燃料電池14及び反応ガス供給部18とこれらを制御する燃料電池制御部(FC制御部)44とから構成される。
The
[DC/DCコンバータ]
DC/DCコンバータ20は、一方側が1次側1Sに接続されたバッテリ12に接続され、他方側が燃料電池14とモータ16との接続点である2次側2Sに接続されたチョッパ型の電圧変換装置である。
[DC / DC converter]
The DC /
DC/DCコンバータ20は、1次電圧V1を2次電圧V2(V1≦V2)に電圧変換(昇圧変換)するとともに、2次電圧V2を1次電圧V1に電圧変換(降圧変換)する昇降圧チョッパ型の電圧変換装置である。
The DC /
[インバータとモータ及びドライブ系]
インバータ22は、3相フルブリッジ型の構成とされて、直流/交流変換を行い、直流を3相の交流に変換してモータ16に供給する一方、回生動作に伴う交流/直流変換後の直流を2次側2SからDC/DCコンバータ20を通じて1次側1Sに供給し、バッテリ12を充電等する。
[Inverter, motor and drive system]
The
モータ16は、トランスミッション24を通じて車輪26を回転する。なお、実際上、インバータ22とモータ16を併せて負荷23という。
The
[高圧バッテリ]
1次側1Sに接続される高圧(High Voltage)のバッテリ12は、蓄電装置(エネルギストレージ)であり、例えばリチウムイオン2次電池又はキャパシタ等を利用することができる。この実施形態ではリチウムイオン2次電池を利用している。
[High voltage battery]
A
[各種センサ、メインスイッチ及び通信線]
メインスイッチ(電源スイッチ)34と各種センサ36が統括制御部40に接続される。メインスイッチ34は、燃料電池車両10及び燃料電池システム11をオン(起動又は始動)オフ(停止)するイグニッションスイッチとしての機能を有する。各種センサ36は、車両状態及び環境状態等の状態情報を検出する。通信線38としては、車内LANであるCAN(Controller Area Network)等が使用される。
[Various sensors, main switches and communication lines]
A main switch (power switch) 34 and
[制御部]
通信線38に対して、統括制御部40、FC制御部44、モータ制御部46、コンバータ制御部48、及びバッテリ制御部52が相互に接続される。DC/DCコンバータ20と、このDC/DCコンバータ20を制御するコンバータ制御部48とによりDC/DCコンバータ装置50が形成される。
[Control unit]
The
各制御部40、44、46、48、52は、それぞれマイクロコンピュータを含み、メインスイッチ34等の各種スイッチ及び各種センサ36の状態情報を検出するとともに制御部40、44、46、48、52同士で共有し、これらスイッチ及びセンサからの状態情報及び互いに他の制御部からの情報(指令等)を入力とし、各CPUがメモリ(ROM)に格納されたプログラムを実行することにより各種機能を実現する機能実現部(機能実現手段)として動作する。制御部40、44、46、48、52は、CPU、メモリの他、必要に応じて、タイマ、A/D変換器、D/A変換器等の入出力インタフェースを有する。
Each
B.詳細な構成の説明
[DC/DCコンバータ装置]
図2は、DC/DCコンバータ20の詳細な構成を示している。DC/DCコンバータ20は、1次側1Sと2次側2Sとの間に配される3相の相アームUA、VA、WAと、リアクトル90とから構成される。
B. Detailed configuration description [DC / DC converter device]
FIG. 2 shows a detailed configuration of the DC /
U相アームUAは、上アーム素子(上アームスイッチング素子81uとダイオード83u)と下アーム素子(下アームスイッチング素子82uとダイオード84u)とで構成される。
The U-phase arm UA includes an upper arm element (upper
V相アームVAは、上アーム素子(上アームスイッチング素子81vとダイオード83v)と下アーム素子(下アームスイッチング素子82vとダイオード84v)とで構成される。
V-phase arm VA includes an upper arm element (upper
W相アームWAは、上アーム素子(上アームスイッチング素子81wとダイオード83w)と下アーム素子(下アームスイッチング素子82wとダイオード84w)とで構成される。
W-phase arm WA includes an upper arm element (upper
上アームスイッチング素子81u、81v、81wと下アームスイッチング素子82u、82v、82wには、それぞれ例えばMOSFET又はIGBT等が採用される。
As the upper
リアクトル90は、各相アームUA、VA、WAの中点(共通接続点)とバッテリ12の正極との間に挿入され、DC/DCコンバータ20により1次電圧V1と2次電圧V2との間で電圧を変換する際に、エネルギを放出及び蓄積する作用を有する。
上アームスイッチング素子81u、81v、81wは、コンバータ制御部48から出力されるゲート駆動信号(駆動電圧)UH、VH、WHのハイレベルによりオンにされ、下アームスイッチング素子82u、82v、82wは、ゲート駆動信号(駆動電圧)UL、VL、WLのハイレベルによりそれぞれオンにされる。なお、コンバータ制御部48は、1次側平滑コンデンサ94に並列に設けられた電圧センサ91により1次電圧V1を検出し、電流センサ101により1次電流I1を検出し、2次側平滑コンデンサ96に並列に設けられた電圧センサ92により2次電圧V2を検出し、電流センサ102により2次電流I2を検出する。
The upper
[DC/DCコンバータ装置の動作]
図3のタイムチャートは、DC/DCコンバータ装置50の3相アーム交替駆動動作の説明図である。
[Operation of DC / DC converter device]
The time chart of FIG. 3 is an explanatory diagram of the three-phase arm replacement drive operation of the DC /
降圧動作(回生動作)に係る降圧チョッパ制御では、負荷23や燃料電池14から流れ出す2次電流I2がDC/DCコンバータ20を通過して1次電流I1としてバッテリ12を充電等する。昇圧動作(力行動作)に係る昇圧チョッパ制御では、バッテリ12から流れ出す1次電流I1がDC/DCコンバータ20を通過し2次電流I2としてモータ16を含む負荷23を駆動する。
In the step-down chopper control related to the step-down operation (regeneration operation), the secondary current I2 flowing out from the
スイッチング周期を2π=T、上下アームスイッチング素子81、82に対してハイレベルの駆動信号が送信される期間をTonとすると、デッドタイムdtを無視すれば、降圧チョッパ制御での駆動デューティ(ONデューティ)は、(1)式で表され、昇圧チョッパ制御での駆動デューティは、(2)式で表される。
Ton/T=V1/V2 …(1)
Ton/T=(1−V1/V2) …(2)
Assuming that the switching period is 2π = T and the period during which a high-level drive signal is transmitted to the upper and lower arm switching elements 81 and 82 is Ton, the driving duty (ON duty) in the step-down chopper control is ignored if the dead time dt is ignored. ) Is expressed by equation (1), and the drive duty in boost chopper control is expressed by equation (2).
Ton / T = V1 / V2 (1)
Ton / T = (1−V1 / V2) (2)
駆動信号UH、UL、VH、VL、WH、WLの波形中、ハッチングを付けた「ON」と表示している期間Tonは、駆動信号UH、UL、VH、VL、WH、WLが供給されているアームスイッチング素子(例えば、駆動信号UHに対応するアームスイッチング素子は上アームスイッチング素子81u)が通流している(電流が流れている)期間を示している。ハッチングを付けていない「ON」と表示している期間(期間はTonに等しい)は、駆動信号UH、UL、VH、VL、WH、WLが供給されているアームスイッチング素子(例えば、駆動信号ULに対応するアームスイッチング素子は下アームスイッチング素子82u)が通流していない(電流が流れていない)期間を示している。
The drive signals UH, UL, VH, VL, WH, and WL are supplied with the drive signals UH, UL, VH, VL, WH, and WL during the period Ton indicated as “ON” with hatching. This is a period during which the arm switching element (for example, the arm switching element corresponding to the drive signal UH is the upper
DC/DCコンバータ20の降圧チョッパ制御及び昇圧チョッパ制御のいずれの動作の場合にも、1スイッチング周期2π毎に、同じ相の上アームスイッチング素子81(81u〜81w)及び下アームスイッチング素子82(82u〜82w)にハイレベルの駆動信号UH、UL、VH、VL、WH、WLを出力する。また、駆動信号UH、UL、VH、VL、WH、WLは、UVW相を交替(ローテーション)して出力する。降圧チョッパ制御では、駆動信号UH、VH、WHにより上アームスイッチング素子81(81u〜81w)を通流させ、昇圧チョッパ制御では、駆動信号UL、VL、WLにより下アームスイッチング素子82(82u〜82w)を通流させる。
In any operation of the step-down chopper control and step-up chopper control of the DC /
この場合、上下アームスイッチング素子81、82間が同時に通流して2次電圧V2が短絡することを防止するために、各駆動信号UH、UL、VH、VL、WH、WLは、それぞれデッドタイムdtを挟んでハイレベルの「ON」とするようにしている。すなわち、デッドタイムdtを挟んで、いわゆる同期スイッチングを行っている。 In this case, in order to prevent the secondary voltage V2 from being short-circuited simultaneously between the upper and lower arm switching elements 81 and 82, each drive signal UH, UL, VH, VL, WH, WL is set to the dead time dt. A high level “ON” is set across the screen. That is, so-called synchronous switching is performed with the dead time dt interposed therebetween.
降圧チョッパ制御では、まず、駆動信号UHにより上アームスイッチング素子81u(U相)のみが通流している期間には、2次電流I2が上アームスイッチング素子81uを通じてリアクトル90に1次電流I1として流れ、リアクトル90にエネルギが蓄積されるとともに、バッテリ12に充電される。
In the step-down chopper control, first, the secondary current I2 flows as the primary current I1 to the
次に、駆動信号ULのみがハイレベルとなっている期間には、当該下アームスイッチング素子82uは通流せず、ダイオード84u、84v、84wが導通してリアクトル90に蓄積されているエネルギが放出され、バッテリ12に充電される。以下、同様に、V相、W相と繰り返す。
Next, during a period in which only the drive signal UL is at a high level, the lower
昇圧チョッパ制御では、まず、駆動信号UL(U相)のみがハイレベルとされている期間(ハッチングで示す期間)には、バッテリ12からの1次電流I1によりリアクトル90にエネルギが蓄積される。なお、このとき、2次側平滑コンデンサ96から負荷23に電流が供給されている。
In the step-up chopper control, first, energy is accumulated in the
次に、駆動信号VH(V相)のみがハイレベルとされている期間には、当該上アームスイッチング素子81vは通流せず、ダイオード83u、83v、83wが導通してリアクトル90に蓄積されているエネルギが放出され、リアクトル90からの1次電流I1がDC/DCコンバータ20を通過し、2次電流I2として2次側平滑コンデンサ96を充電するとともに、負荷23に供給される。以下、同様にV相、W相と繰り返す。
Next, during a period in which only the drive signal VH (V phase) is at a high level, the upper
このように、3相アーム交替駆動動作では、U相アームUAと、V相アームVAと、W相アームWAとが交替してスイッチングする。 Thus, in the three-phase arm replacement drive operation, the U-phase arm UA, the V-phase arm VA, and the W-phase arm WA are switched and switched.
C.動作説明
次に、この実施形態に係る電流センサ、この実施形態では1次側1Sに挿入された電流センサ101の地絡判定方法を実施するDC/DCコンバータ装置50の動作について、図4のコンバータ制御部48の機能ブロック図及び図5〜図7のフローチャート、並びに図8、図9のタイムチャートを参照しながら説明する。
C. Description of Operation Next, the operation of the DC /
なお、図10、図11のタイムチャートは、この実施形態に係る電流センサ101の地絡判定方法が適用されていない比較例のタイムチャートである。
10 and 11 are time charts of comparative examples to which the ground fault determination method of the
図4に示すように、コンバータ制御部48は、電流センサ101により検出された1次電流I1をデジタル信号の1次電流I1adに変換するA/D変換器72と、電圧センサ91により検出された1次電圧V1をデジタル信号の1次電圧V1adに変換するA/D変換器71と、電圧センサ92により検出された2次電圧V2をデジタル信号の2次電圧V2adに変換するA/D変換器70と、1次電流異常判定・制御値算出処理部(1次電流異常判定処理部と1次電流制御値算出処理部とを含み、図4中、I1異常判定・制御値算出処理部と記載している。)74と、1次電流異常タイマ75(1次電流異常計時部とも称し、図4中、I1異常タイマ75と記載している。)を含む1次電流異常確定処理部(図4中、I1異常確定処理部と記載している。)76と、DC/DCコンバータ20の動作制御モードを決定する制御モード決定部78と、駆動デューティ算出部80と、ゲート駆動回路85とを備える。ここで、1次電流異常タイマ75は、減算タイマ(減算カウンタ)である。
As shown in FIG. 4, the
電流センサ101が地絡するとは、高電圧基準グラウンドで動作する電流センサ101の検出線が、燃料電池車両10のシャーシグラウンドに短絡することをいう。
The ground fault of the
この実施の形態において、1次電流異常判定・制御値算出処理部74と1次電流異常タイマ75を含む1次電流異常確定処理部76とにより電流センサ101の地絡判定装置77が構成される。
In this embodiment, the primary current abnormality determination / control value
地絡判定装置77中、一方の1次電流異常判定・制御値算出処理部74は、後述するように、図6のフローチャートに従い、1次電流異常検知フラグFabをオン(ON又はセットともいう。)にする処理及び1次電流制御値I1cの算出処理等を行う。
In the ground
なお、1次電流I1は、バッテリ12への充電電流及びバッテリ12からの放電電流のいずれかであるが、いずれの電流も、ある閾値電流Ith以上流れるとバッテリ12が劣化するので1次電流I1を閾値電流Ith以上流すことは好ましくない。
The primary current I1 is either a charging current to the
実際上、放電電流と充電電流とで、劣化に係わる閾値電流Ithの値は異なるが、この実施形態では、理解の容易化のために、放電電流と充電電流の劣化に係わる閾値電流Ithを同値として説明する。 In practice, the value of the threshold current Ith related to deterioration differs between the discharge current and the charging current. However, in this embodiment, the threshold current Ith related to the deterioration of the discharge current and the charging current is set to the same value for easy understanding. Will be described.
1次電流異常判定・制御値算出処理部74は、また、後述するように、図6のフローチャートに従い、1次電流I1adが、所定のAD値正常範囲In(図8参照)外の値であると判定したとき、すなわち1次電流I1adがAD下限値Ip以下又はAD上限値Iq以上の値であるとき、電流センサ101を異常と判定し、異常検知フラグFabをオンにするが、1次電流I1adが、所定のAD値正常範囲In内の値であるとき(Ip<I1ad<Iq)、いわゆる正常判定を行わず、異常検知フラグFabをそのままにしておく。
As will be described later, the primary current abnormality determination / control value
地絡判定装置77中、他方の1次電流異常確定処理部76は、後述するように、図7のフローチャートに従い、1次電流異常タイマ値(1次電流異常カウント値)Tabの1次電流異常タイマ75へのプリセット処理(この実施形態では、Tab=Tpreset=3)及び減算処理(Tab←Tab−1)、並びに1次電流異常確定フラグFdをオンにする処理及び1次電流異常検知フラグFabをオフ(OFF又はリセットともいう。)にする処理等を行う。
In the ground
制御モード決定部78は、1次電流異常判定・制御値算出処理部74からの1次電流制御値Ic1及び1次電流異常確定処理部76からの1次電流異常確定フラグFd等に基づきDC/DCコンバータ20の動作モードを、2次電圧制御モード(V2制御モード)又は1次電流制限モード(I1制限モード)に決定する。
Based on the primary current control value Ic1 from the primary current abnormality determination / control value
駆動デューティ算出部80は、制御モード決定部78から通知された動作モードの通知に基づき、2次電圧指令値V2com、2次電圧V2ad及び1次電圧V1adに基づき駆動デューティを算出し、或いは1次電流制御値Ithに基づき駆動デューティを算出し、ゲート駆動回路85に設定する。ゲート駆動回路85は、タイマを含み、上下アームスイッチング素子81u、81v、81w、82u、82v、82wに対して設定された駆動デューティに対応する駆動信号UH、VH、WH、UL、UV、UWを上下アームスイッチング素子81u、81v、81w、82u、82v、82wに供給する。
The drive
図5のステップS1において、コンバータ制御部48は、統括制御部40から送出された2次電圧指令値V2comを受領する。
In step S <b> 1 of FIG. 5,
ここで、統括制御部40は、燃料電池14の状態、バッテリ12の状態、モータ16の状態、及び図示しない補機の状態の他、各種センサ36からの入力(負荷要求)に基づき決定した燃料電池車両10の総負荷要求量から、燃料電池14が負担すべき燃料電池分担負荷量(要求出力)と、バッテリ12が負担すべきバッテリ分担負荷量(要求出力)と、回生電源が負担すべき回生電源分担負荷量の配分(分担)を調停しながら決定し、FC制御部44、モータ制御部46及びコンバータ制御部48に指令を送出する。
Here, the
次いで、ステップS2において、電流センサ101により1次電流I1が検出され、A/D変換器72により1次電流I1adとされて1次電流異常判定・制御値算出処理部74に供給される。
Next, in step S <b> 2, the primary current I <b> 1 is detected by the
次に、1次電流異常判定・制御値算出処理部74は、ステップS3の1次電流異常判定・制御値算出処理を第1判定周期T1(図8参照)毎に行う。このステップS3の1次電流異常判定・1次電流制御値算出処理では、図6に示すように、ステップS3aにおいて、異常確定フラグFdがオフになっているかどうかを判定する(Fd=OFF?)。
Next, the primary current abnormality determination / control value
異常確定フラグFdがオフになっていない場合には、異常確定フラグFdはオン(Fd=ON)になっているので、その場合には、ステップS3eにおいて、電流センサ101が地絡していると確定し、1次電流制御値I1cをゼロ値(I1c=0)にする。
If the abnormality confirmation flag Fd is not turned off, the abnormality confirmation flag Fd is on (Fd = ON). In this case, in step S3e, the
一方、異常確定フラグFdがオフになっている場合は、さらに、ステップS3bにおいて、1次電流I1adが、所定のAD値正常範囲In(図8参照)外の値であると判定したとき、すなわち1次電流I1adがAD下限値Ip以下又はAD上限値Iq以上の値であるとき、ステップS3cにおいて、電流センサ101を異常と判定し(推定し)、異常検知フラグFabをオンにする(Fab=ON)。
On the other hand, when the abnormality confirmation flag Fd is off, when it is determined in step S3b that the primary current I1ad is outside the predetermined AD value normal range In (see FIG. 8), that is, When the primary current I1ad is not more than the AD lower limit value Ip or not less than the AD upper limit value Iq, in step S3c, the
なお、ステップS3bの判定が否定的である場合、ステップS3dにおいて、1次電流制御値I1cを算出する。 If the determination in step S3b is negative, a primary current control value I1c is calculated in step S3d.
次に、ステップS4の1次電流異常確定処理を第2判定周期T2(図8参照)毎に行う。 Next, the primary current abnormality confirmation process of step S4 is performed for every 2nd determination period T2 (refer FIG. 8).
このステップS4の1次電流異常確定処理では、図7に示すように、ステップS4aにおいて、異常確定フラグFdがオンになってないかどうかを判定し(Fd≠ON?)、オンになっていない場合には、ステップS4bにおいて、異常検知フラグFabがオンになっているかどうかを判定する(Fab=ON?)。 In the primary current abnormality confirmation process in step S4, as shown in FIG. 7, it is determined whether or not the abnormality confirmation flag Fd is turned on in step S4a (Fd ≠ ON?) And is not turned on. In this case, in step S4b, it is determined whether or not the abnormality detection flag Fab is turned on (Fab = ON?).
ステップS4bにおいて、異常検知フラグFabがオンになっていなかった場合には(Fab=OFF)、ステップS4cにおいて、1次電流異常タイマ75に1次電流異常タイマ値Tabをプリセット処理する(Tab=Tpreset=3)。
If the abnormality detection flag Fab is not turned on in step S4b (Fab = OFF), the primary current abnormality timer value Tab is preset in the primary
ステップS4bにおいて、異常検知フラグFabがオンになっていた場合には(Fab=ON)、ステップS4eにおいて、1次電流異常タイマ値Tabを1だけ減算処理する(Tab←Tab−1)。 If the abnormality detection flag Fab is turned on in step S4b (Fab = ON), the primary current abnormality timer value Tab is subtracted by 1 in step S4e (Tab ← Tab-1).
ステップS4fにおいて、オンになっている異常検知フラグFabをオフにする(Fab=OFF)。 In step S4f, the abnormality detection flag Fab that is turned on is turned off (Fab = OFF).
次いで、図5のステップS5において、制御モード決定部78は、異常確定フラグFdがオンになっているかどうかを判定する(Fd=ON?)。
Next, in step S5 of FIG. 5, the control
異常確定フラグFdがオンになっている場合には、電流センサ101が異常であることが確定されたので電流センサ101を使用した電流制限制御を行うことなく、ステップS7において、制御モード決定部78は、2次電圧制御モード(V2制御モード)での処理を行うように決定し、駆動デューティ算出部80に通知する。
If the abnormality confirmation flag Fd is on, it is determined that the
その一方、ステップS5において、制御モード決定部78は、異常確定フラグFdがオンになっていなかった場合には、電流センサI1が正常であると推定する。
On the other hand, in step S5, the control
ステップS6において、1次電流異常判定・制御値算出処理部74は、1次電流I1adの絶対値が閾値電流Ith以上であるかどうかを判定し(|I1ad|>Ith?)、|I1ad|>Ithであった場合には、制御モード決定部78は、ステップS8において、電流センサ101を使用した1次電流制限モード(I1制限モード)での処理を行うよう駆動デューティ算出部80に通知する。
In step S6, the primary current abnormality determination / control value
なお、ステップS6の判定において、|I1ad|≦Ithであった場合には、電流センサ101を使用した1次電流制限モードでの処理を行うことなく、ステップS7において、2次電圧制御モードでの処理を行うように決定し、駆動デューティ算出部80に通知する。
If it is determined in step S6 that | I1ad | ≦ Ith, processing in the primary voltage limiting mode using the
以上説明したように、上述した実施形態に係る電流センサ101の地絡判定装置77は、第1電力装置である燃料電池14と第2電力装置であるバッテリ12(又はバッテリ12とインバータ22により駆動されるモータ24からの回生電力)との間に接続されたDC/DCコンバータ20の電流センサ101が地絡したかどうかを判定する際、電流センサ101による電流検出値I1adが異常であるか否かを第1判定周期T1で判定し、異常であると判定したとき異常検知フラグFabをオンにする異常判定処理部としての1次電流異常判定・制御値算出処理部74と、異常検知フラグFabがオンになっているか否かを第2判定周期T2で判定し、オンになっていると判定したとき、異常確定フラグFdをオンにする異常確定処理部としての1次電流異常確定処理部76と、を備え、第2判定周期T2を第1判定周期T1より長周期にしている。
As described above, the ground
このように、電流センサ101による電流検出値I1adが異常であるか否かを判定し、異常であると判定したときに異常検知フラグFabをオンにする異常判定処理(ステップS3)を行う第1判定周期T1の他、この第1判定周期T1より長い所定周期の第2判定周期T2で異常検知フラグFabがオンになっているか否かを判定しオンになっていると判定したとき異常確定フラグFdをオンにする異常確定処理(ステップS4)を行うようにしたので、地絡時の発振電流の増減により電流検出値I1adが第2判定周期T2の間に間欠的に正常範囲に入ることがあっても、第2判定周期T2の間に一度でも第1判定周期T1の異常判定処理により異常であると判定した(異常であると検知した)場合には、地絡を判定することができる。
In this way, it is determined whether or not the current detection value I1ad by the
すなわち、1次電流異常判定・制御値算出処理(ステップS3)では正常を判定せず異常のみを判定し、1次電流異常確定処理(ステップS4)では異常検知フラグFabをオフにする正常判定処理も包含している。 That is, in the primary current abnormality determination / control value calculation process (step S3), normality is determined without determining normality, and in the primary current abnormality confirmation process (step S4), normality determination process for turning off the abnormality detection flag Fab. Is also included.
また、異常確定フラグFdがオンにされたときには、電流センサ101を使用した制御を禁止しているので、不安定制御の発生を未然に抑制することができる。
Further, when the abnormality confirmation flag Fd is turned on, the control using the
実施例に係る図8のタイムチャートについて確認的に説明すると、時点ta〜時点tb間では1次電流I1adは、AD値正常範囲In外にあり、時点tbに略一致する1次電流異常確定処理(ステップS4b、S4d:YES、S4d:YES、S4e、S4f)を行う時点t1で異常検知フラグFabがオフ(S4f)にされるとともに、1次電流異常タイマ75の1次電流異常タイマ値Tabが値3から値2にされる(S4e)。時点td〜teの間で1次電流I1adは、AD値正常範囲In内にあるが、異常検知フラグFabはオフにされない。時点tg(略時点t2)において、再び、ステップS4の1次電流異常確定処理が実行され、1次電流異常タイマ75の1次電流異常タイマ値Tabが値2から値1にされる(S4e)。そして、時点t4において、ステップS4dの判定(Tab>0)が否定的となり、異常確定フラグFdがオンにされる(図9の時間縮小タイムチャートも参照)。
When the time chart of FIG. 8 according to the embodiment is described in a confirming manner, the primary current I1ad is outside the AD value normal range In between the time point ta and the time point tb, and the primary current abnormality confirmation process substantially coincides with the time point tb. The abnormality detection flag Fab is turned off (S4f) at time t1 when (steps S4b, S4d: YES, S4d: YES, S4e, S4f) is performed, and the primary current abnormality timer value Tab of the primary
これに対して比較例に係る図10のタイムチャートについて確認的に説明すると、第1判定周期T1毎に、異常・正常判定処理を行う。したがって、例えば、判定期間時点ta〜tbにおいて、1次電流I1adがAD値正常範囲In外にある場合には、異常検知フラグFabがオンにされ、判定期間td〜teにおいて、1次電流IadがAD値正常範囲In内にある場合には、異常検知フラグFabがオフにされる。このように処理すると、第2判定周期T2で行われる異常確定処理によっても電流センサ101の異常を確定することができない(図11の時間縮小タイムチャートも参照)。
In contrast, when the time chart of FIG. 10 according to the comparative example is described in a confirming manner, an abnormality / normality determination process is performed for each first determination period T1. Therefore, for example, when the primary current I1ad is outside the AD value normal range In in the determination period from ta to tb, the abnormality detection flag Fab is turned on, and in the determination period td to te, the primary current Iad is If it is within the AD value normal range In, the abnormality detection flag Fab is turned off. When processing is performed in this manner, the abnormality of the
なお、電流センサ101が地絡した場合には、1次電流I1の波形が異常発振波形になり、そのAD値である1次電流I1adは、AD値正常範囲In内外の値を採る(図8、図10の同一波形の1次電流I1ad参照)。
When the
この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted based on the description of this specification.
10…燃料電池車両 11…燃料電池システム
12…バッテリ 14…燃料電池
16…モータ 20…DC/DCコンバータ
48…コンバータ制御部 50…DC/DCコンバータ装置
74…1次電流異常判定・制御値算出処理部
75…1次電流異常タイマ 76…1次電流異常確定処理部
77…地絡判定装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記電流センサによる前記電流検出値が、異常であるか否かを、前記発振波形の発振周期より長周期の第1判定周期で判定し、異常と判定したとき異常検知フラグをオンにするとともに、異常ではないと判定したとき前記異常検知フラグをオフにしない異常判定処理部と、
前記異常検知フラグがオンになっているか否かを、前記第1判定周期より長周期の第2判定周期で判定し、前記異常検知フラグがオンになっていると判定したとき、異常確定フラグをオンにする異常確定処理部と、
を備えることを特徴とする電流センサの地絡判定装置。 In a ground fault determination device for a current sensor that determines whether or not a current sensor of a DC / DC converter connected between a first power device and a second power device has a ground fault based on a current detection value of an oscillation waveform .
Together with the current detection value by the current sensor, whether the abnormal, judged by the first judging period of the long period than the oscillation period of the oscillating waveform to turn on the abnormality detection flag when it is determined that abnormality, An abnormality determination processing unit that does not turn off the abnormality detection flag when it is determined that there is no abnormality ;
Whether or not the abnormality detection flag is turned on is determined in a second determination cycle longer than the first determination cycle, and when it is determined that the abnormality detection flag is turned on, an abnormality confirmation flag is set. An abnormality confirmation processing section to be turned on;
Ground fault determination apparatus of the current sensor, characterized in that Ru comprising a.
前記異常確定フラグがオンにされたときには、前記電流センサを使用した制御を禁止する
ことを特徴とする電流センサの地絡判定装置。 In the ground fault judgment apparatus of the current sensor according to claim 1,
When the abnormality confirmation flag is turned on, control using the current sensor is prohibited.
前記異常確定処理部は、
前記異常確定フラグをオンにする際、
前記異常検知フラグがオンになっているか否かを前記第1判定周期より長周期の第2判定周期で判定し、前記異常検知フラグがオンになっていると判定したとき前記異常検知フラグをオフにし、前記第2判定周期毎の判定で前記異常検知フラグが連続して複数回オンになっていると判定したとき、前記異常確定フラグをオンにする
ことを特徴とする電流センサの地絡判定装置。 In the ground fault determination apparatus of the current sensor according to claim 1 or 2 ,
The abnormality confirmation processing unit
When turning on the abnormality confirmation flag,
Whether or not the abnormality detection flag is turned on is determined in a second determination cycle longer than the first determination cycle, and when it is determined that the abnormality detection flag is turned on, the abnormality detection flag is turned off. And when determining that the abnormality detection flag is continuously turned on a plurality of times in the determination at each second determination cycle, the abnormality confirmation flag is turned on.
A ground fault determination device for a current sensor.
前記電流センサによる前記電流検出値が異常であるか否かを、前記発振波形の発振周期より長周期の第1判定周期で判定し、異常と判定したとき異常検知フラグをオンにするとともに、異常ではないと判定したとき前記異常検知フラグをオフにしない異常判定処理過程と、
前記異常検知フラグがオンになっているか否かを、前記第1判定周期より長周期の第2判定周期で判定し、前記異常検知フラグがオンになっていると判定したとき、異常確定フラグをオンにする異常確定処理過程と、
を有することを特徴とする電流センサの地絡判定方法。 In the ground fault determination method of the current sensor for determining whether the current sensor of the DC / DC converter connected between the first power device and the second power device has a ground fault, based on the current detection value of the oscillation waveform ,
Whether the current detection value by the current sensor is abnormal, together with the than the oscillation period of the oscillation waveform is determined by the first determination period of the long period, to turn on the abnormality detection flag when it is determined that abnormality, abnormality An abnormality determination process that does not turn off the abnormality detection flag when it is determined that
Whether or not the abnormality detection flag is turned on is determined in a second determination cycle longer than the first determination cycle, and when it is determined that the abnormality detection flag is turned on, an abnormality confirmation flag is set. Anomaly confirmation process to turn on,
A ground fault determination method for a current sensor, comprising:
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