JP5675561B2

JP5675561B2 - Electric car

Info

Publication number: JP5675561B2
Application number: JP2011250033A
Authority: JP
Inventors: 英寛野村; 正弘西宇
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2031-11-15
Also published as: JP2013103660A

Description

本発明は、走行用のモータを備える電気自動車であって外部の電源から充電を受けることができる電気自動車に関する。本明細書における「電気自動車」には、走行用モータとエンジンを共に備えるハイブリッド車も含む。 The present invention relates to an electric vehicle including a motor for traveling, which can be charged from an external power source. The “electric vehicle” in this specification includes a hybrid vehicle that includes both a traveling motor and an engine.

近年、走行用のモータとエンジンを共に備えるハイブリッド車の普及が拡大している。近い将来、エンジンを備えずモータだけで走行する電気自動車（いわゆるピュア電気自動車）の普及も拡大すると予想されている。走行用モータに電力を供給するためのバッテリは高出力大容量である。即ち、ハイブリッド車を含む電気自動車は大電流を扱う。そのため、電気自動車に関して、電気系の不具合を検知する様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、走行用のモータに電力を供給するためのバッテリの充放電の異常を検知する技術が提案されている。特許文献１の技術では、バッテリの充放電電流を計測する２種類の電流センサを備え、その２種類の電流センサのそれぞれでバッテリ充放電電流の積算値を求め、２つの積算値のうち、いずれかの値が設定値よりも大きい場合にバッテリに異常が生じていると判断する。 In recent years, the spread of hybrid vehicles equipped with both a motor and an engine for traveling has increased. In the near future, it is expected that the spread of electric vehicles (so-called pure electric vehicles) that run only on motors without an engine will increase. A battery for supplying power to the traveling motor has a high output and a large capacity. That is, an electric vehicle including a hybrid vehicle handles a large current. For this reason, various techniques have been proposed for detecting electric system defects with respect to electric vehicles. For example, Patent Document 1 proposes a technique for detecting an abnormality in charging / discharging of a battery for supplying electric power to a traveling motor. In the technique of Patent Document 1, two types of current sensors for measuring the charge / discharge current of the battery are provided, and an integrated value of the battery charge / discharge current is obtained by each of the two types of current sensors, and one of the two integrated values. If the value is larger than the set value, it is determined that an abnormality has occurred in the battery.

特開２００５−２６９７５２号公報JP 2005-269552 A

２個のセンサで同一の対象（上記の場合はバッテリ充放電電流）を計測してセンサの信頼性を高める手法は良く採用される手法である。その手法は、外部の電源から充電を受けることができる電気自動車に適用することができる。そのような電気自動車は、バッテリの入出力電流を計測する電流センサ（第１電流センサ）と、外部から供給される電力の電流を計測する電流センサ（第２電流センサ）を備えることが多い。第１電流センサは、走行中にバッテリの入出力電流をチェックするためにも用いられる。第２電流センサは、典型的には、外部の商用交流電力を直流電力に変換する充電器（ＡＣＤＣコンバータ）の出力電流をチェックするのに用いられる。充電する際、外部電源とバッテリの間で第１電流センサと第２電流センサの２個の電流センサで電流を計測することができるので、それら２個の電流センサを使えば、電流計測の信頼性が向上する。 A method of increasing the reliability of a sensor by measuring the same object (battery charge / discharge current in the above case) with two sensors is a method often employed. The method can be applied to an electric vehicle that can be charged from an external power source. Such an electric vehicle often includes a current sensor (first current sensor) that measures the input / output current of the battery and a current sensor (second current sensor) that measures the current of power supplied from the outside. The first current sensor is also used to check the input / output current of the battery during traveling. The second current sensor is typically used to check the output current of a charger (ACDC converter) that converts external commercial AC power into DC power. When charging, the current can be measured between the external power source and the battery with the two current sensors, the first current sensor and the second current sensor. Improves.

他方、電流センサそのものの異常を検知することができれば好ましい。特許文献１の技術の場合、異なる計測値を示す電流センサのいずれが故障しているのかを判断することはできない。本明細書は、外部から充電することのできる電気自動車特有の構成を利用して電流センサに異常が発生していないかチェックする技術を提供する。 On the other hand, it is preferable if an abnormality of the current sensor itself can be detected. In the case of the technique disclosed in Patent Document 1, it cannot be determined which of the current sensors indicating different measurement values has failed. The present specification provides a technique for checking whether an abnormality has occurred in a current sensor by using a configuration unique to an electric vehicle that can be charged from the outside.

外部から充電することのできる電気自動車の場合、充電中にもなんらかの電気デバイスが動作しており、電力を消費する。典型的には、充電を制御するコントローラが電力を消費する。第１電流センサは電流経路上でバッテリの近くに配置され、第２電流センサは電流経路上で充電器の近くに配置されるので、両者の間には電流を消費する他の電気デバイスが接続されている。そのため、第１電流センサと第２電流センサが共に正常に動作しているとしても、両者の計測値は一致しないことがある。さらには、両電流センサの計測値の差は、稼働している他の電気デバイスに依存する。本明細書は、充電時に２個の電流センサを使える電気自動車において、その２個の電流センサの計測値の不一致が他の電気デバイスの消費電力によるものであることを利用して、電流センサに異常が生じているか否かをチェックする。 In the case of an electric vehicle that can be charged from the outside, some electric device is operating during charging and consumes power. Typically, a controller that controls charging consumes power. Since the first current sensor is arranged near the battery on the current path and the second current sensor is arranged near the charger on the current path, another electric device that consumes current is connected between the two. Has been. Therefore, even if both the first current sensor and the second current sensor are operating normally, the measured values of both may not match. Furthermore, the difference between the measured values of both current sensors depends on the other electrical devices in operation. In this specification, in an electric vehicle that can use two current sensors at the time of charging, the mismatch of measured values of the two current sensors is due to the power consumption of other electric devices. Check whether an abnormality has occurred.

本明細書が開示する技術を具現化した電気自動車の一態様は、走行用モータを駆動する電力を蓄えるためのバッテリと、第１及び第２の電流センサと、それらの電流センサの状態をチェックするコントローラを備える。第１電流センサは、バッテリの入出力電流を計測するために備えられている。従って第１電流センサはバッテリと他のデバイスを結ぶ電流経路上で他の電気デバイスよりもバッテリの近くに配置されている。第２電流センサは、外部から供給される電力の電流を計測する電流センサであり、典型的には充電器の出力電流を計測するために備えられている。外部電源からバッテリまでの電流経路において、第２電流センサは第１電流センサ及び他の少なくとも一つの電気デバイスよりも上流側に配置されている。コントローラは、電流センサチェック処理として、次の処理を実行する。コントローラは、充電中に、第１電流センサの計測値と第２電流センサの計測値の差分を算出する。コントローラは、予め定められた時間閾値よりも長い時間の間、算出された差分が予め定められた差分閾値よりも大きい場合、第１電流センサと第２電流センサの間に接続されている他の電気デバイスを停止する。即ち、電気自動車内での消費電力を削減する。そしてコントローラは、その後に算出した第１電流センサの計測値と第２電流センサの計測値の差分が差分閾値よりも大きい場合、電流センサの異常を示すデータを表示装置とメモリの少なくとも一方へ出力する。なお、第１電流センサの計測値と第２電流センサの計測値の差分が差分閾値よりも小さくなった場合は、電流センサに異常なしと判定する。電流センサに異常なしと判断した場合は、その旨を示すデータを出力してもよいし、しなくともよい。センサが正常であることを示すデータは、記憶しておけばセンサチェック結果の履歴として有用であるし、そのようなデータは無くとも支障はない。 One aspect of an electric vehicle that embodies the technology disclosed in this specification is a battery for storing electric power for driving a motor for traveling, first and second current sensors, and the status of those current sensors. A controller is provided. The first current sensor is provided for measuring the input / output current of the battery. Therefore, the first current sensor is disposed closer to the battery than the other electrical devices on the current path connecting the battery and the other devices. The second current sensor is a current sensor that measures the current of electric power supplied from the outside, and is typically provided for measuring the output current of the charger. In the current path from the external power source to the battery, the second current sensor is disposed upstream of the first current sensor and at least one other electrical device. The controller executes the following process as the current sensor check process. The controller calculates the difference between the measured value of the first current sensor and the measured value of the second current sensor during charging. If the calculated difference is greater than the predetermined difference threshold for a time longer than the predetermined time threshold, the controller may be connected to another one connected between the first current sensor and the second current sensor. Stop the electrical device. That is, power consumption in the electric vehicle is reduced. When the difference between the measured value of the first current sensor and the measured value of the second current sensor calculated after that is larger than the difference threshold, the controller outputs data indicating abnormality of the current sensor to at least one of the display device and the memory. To do. When the difference between the measurement value of the first current sensor and the measurement value of the second current sensor becomes smaller than the difference threshold value, it is determined that there is no abnormality in the current sensor. If it is determined that there is no abnormality in the current sensor, data indicating that may or may not be output. Data indicating that the sensor is normal is useful as a history of sensor check results if stored, and there is no problem even if there is no such data.

上記の電気自動車は、第１電流センサの計測値と第２電流センサの計測値が不一致であるからといって単純にセンサ異常とは判断しない。前述したように、電気自動車には充電中にも他のデバイスが電力を消費している可能性があるからである。そこで、上記の電気自動車は、第１電流センサの計測値と第２電流センサの計測値の差分（以下、計測値差分と称する）が所定値以上でありその状態が所定時間以上継続した場合、他のデバイスを停止し、車両全体の消費電力を小さくする。それでも計測値差分が小さくならず所定値以上であれば、電流センサに異常が発生していると判断し、その旨を示すデータを表示装置あるいはメモリに出力する。なお、ここでいう「表示装置あるいはメモリ」とは、車載の表示装置あるいはメモリであってもよいし、車両外の表示装置あるいはメモリ、例えば、無線にて車両の状態をモニタするリモートサービスのサービスセンタに備えられたコンピュータであってもよい。車載のメモリあるいはサービスセンタのコンピュータに記録されるデータは、車両メンテナンス時にサービススタッフがチェックする診断データ（ダイアグノシスデータ）として用いられる。 The electric vehicle does not simply determine that the sensor is abnormal just because the measurement value of the first current sensor and the measurement value of the second current sensor do not match. This is because, as described above, there is a possibility that another device consumes power during charging of the electric vehicle. Therefore, in the above electric vehicle, when the difference between the measurement value of the first current sensor and the measurement value of the second current sensor (hereinafter referred to as the measurement value difference) is a predetermined value or more and the state continues for a predetermined time or more, Stop other devices to reduce the overall power consumption of the vehicle. If the measured value difference still does not decrease and is equal to or greater than the predetermined value, it is determined that an abnormality has occurred in the current sensor, and data indicating that fact is output to the display device or memory. The “display device or memory” here may be a vehicle-mounted display device or memory, or a remote service service that monitors the state of the vehicle wirelessly, for example, a display device or memory outside the vehicle. It may be a computer provided in the center. Data recorded in a vehicle-mounted memory or a service center computer is used as diagnostic data (diagnosis data) to be checked by a service staff during vehicle maintenance.

計測値差分が大きい場合に停止するデバイスは、外部から供給される電力の電圧を降圧して小電力デバイスへ供給するＤＣＤＣコンバータであることが好ましい。一般に、電気自動車は、走行用モータのための電力を蓄えるバッテリ（メインバッテリと称する）のほか、通常のガソリン車が有するバッテリに相当するバッテリ（サブバッテリと称する）を備えている。サブバッテリは、カーステレオや車載のコントローラなど、１２［Ｖ］（あるいは２４［Ｖ］）程度で動作するデバイス（小電力デバイス）に電力を供給するために備えられている。ところでメインバッテリの充電中、外部から供給される電力をＤＣＤＣコンバータによって降圧してサブバッテリを充電するとともに小電力デバイスへ電力を供給することが良く行われる。ＤＣＤＣコンバータを停止すると、その分、外部から供給される電力の消費は減る。ただし、小電力デバイスへはサブバッテリから電力が供給されるので、車両のシステムとしての動作に影響はない。計測値差分が所定値よりも大きい場合にＤＣＤＣコンバータを停止してその後の計測値差分をチェックすることは、車両のシステムとしての動作に影響を与えることなく、電流センサのチェックができる点でメリットがある。 The device that stops when the measurement value difference is large is preferably a DCDC converter that steps down the voltage of the power supplied from the outside and supplies the voltage to the low power device. In general, an electric vehicle includes a battery (referred to as a sub-battery) corresponding to a battery included in a normal gasoline vehicle, in addition to a battery (referred to as a main battery) that stores electric power for a traveling motor. The sub-battery is provided to supply power to a device (low power device) that operates at about 12 [V] (or 24 [V]) such as a car stereo or an in-vehicle controller. By the way, during charging of the main battery, it is often performed that the power supplied from the outside is stepped down by the DCDC converter to charge the sub battery and to supply power to the low power device. When the DC / DC converter is stopped, the consumption of power supplied from the outside is reduced accordingly. However, since power is supplied from the sub-battery to the low-power device, the operation of the vehicle system is not affected. When the measured value difference is larger than the predetermined value, stopping the DCDC converter and checking the subsequent measured value difference is advantageous in that the current sensor can be checked without affecting the operation of the vehicle system. There is.

本明細書が開示する技術の詳細およびさらなる改良は発明を実施するための形態の欄において詳細に説明する。 Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in detail in the section of Detailed Description.

実施例の電気自動車の電気系統のブロック図である。It is a block diagram of the electric system of the electric vehicle of an Example. コントローラが実行する電流センサチェック処理のフローチャートである。It is a flowchart of the current sensor check process which a controller performs.

図１に、実施例の自動車の電気系統のブロック図を示す。本実施例の自動車は、走行用のモータとエンジンを備えるハイブリッド車１００である。なお、図１は、ハイブリッド車１００が本来備える全てのユニットを図示しているのではないことに留意されたい。図１は、実施例の技術の説明に関係するユニットを示している。 In FIG. 1, the block diagram of the electric system of the motor vehicle of an Example is shown. The automobile of this embodiment is a hybrid vehicle 100 that includes a motor and an engine for traveling. It should be noted that FIG. 1 does not illustrate all units that the hybrid vehicle 100 originally has. FIG. 1 shows units related to the technical description of the embodiment.

ハイブリッド車１００が搭載しているバッテリ５は、例えば、最大出力電圧３００［Ｖ］、最大出力電流２００［Ａ］、即ち、最大出力電力６０［ｋＷ］の高出力高容量のバッテリである。バッテリ５は、例えばリチウムイオンタイプのバッテリである。バッテリ５に要求される最大出力電力は、搭載モータ１２の最大出力によって決まる。本実施例の場合、モータ１２の最大出力が６０［ｋＷ］であり、これに対応して、最大出力電力が６０［ｋＷ］のバッテリ５が採用されている。なお、ハイブリッド車１００は、高出力高容量のバッテリ５のほか、通常のエンジン車が有するバッテリに相当する１２［Ｖ］のバッテリ２４も備える。両者を区別するため、以下、走行用モータ１２を駆動する電力を蓄える高出力高容量のバッテリ５をメインバッテリ５と称し、相対的に低出力である１２［Ｖ］出力のバッテリ２４をサブバッテリ２４と称する。 The battery 5 mounted on the hybrid vehicle 100 is, for example, a high output and high capacity battery with a maximum output voltage of 300 [V] and a maximum output current of 200 [A], that is, a maximum output power of 60 [kW]. The battery 5 is, for example, a lithium ion type battery. The maximum output power required for the battery 5 is determined by the maximum output of the mounted motor 12. In the case of the present embodiment, the maximum output of the motor 12 is 60 [kW], and the battery 5 having the maximum output power of 60 [kW] is adopted correspondingly. The hybrid vehicle 100 includes a battery 24 of 12 [V] corresponding to a battery included in a normal engine vehicle, in addition to the high-output high-capacity battery 5. In order to distinguish the two, hereinafter, the high-output and high-capacity battery 5 that stores electric power for driving the traveling motor 12 is referred to as a main battery 5, and the battery 24 with a relatively low output of 12 [V] is used as a sub battery. 24.

メインバッテリ５は、システムメインリレー７を介して第１コンバータ８に接続している。システムメインリレー７は、メインバッテリ５と車両の電気系統を接続したり切断したりするリレーであり、コントローラ４によって制御される。メインバッテリ５とシステムメインリレー７の間には、メインバッテリ５の入出力電流を計測する電流センサ（第１電流センサ６）が接続されている。第１コンバータ８は、ＤＣＤＣコンバータであり、メインバッテリ５の直流出力電圧（３００［Ｖ］）を、モータ駆動に適した電圧（例えば６００［Ｖ］）に昇圧するデバイスである。第１コンバータ８によって昇圧された直流電力はインバータ９に入力される。インバータ９は、直流電力を、モータ１２を駆動するための交流電力に変換し、モータ１２へ出力する。第１コンバータ８もインバータ９も電力変換にスイッチング回路を備えている。スイッチング回路は、ＩＧＢＴなどのいわゆるパワートランジスタとダイオード（還流ダイオード）の組み合わせである。コントローラ４が第１コンバータ８とインバータ９の各スイッチング回路へ指令を送る。指令は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号であり、そのデューティ比により、出力電圧（コンバータの場合）や、出力電流の周波数（インバータの場合）が制御される。コンバータとインバータの内部構造は良く知られているので詳しい説明は省略する。なお、インバータ９は、車両の減速エネルギによってモータ１２が発電する電力（回生電力であり交流電力）を直流に変換する機能も有する。また、第１コンバータ８は、直流に変換された回生電力の電圧をメインバッテリ５に適した電圧に降圧する機能も有する。回生時は、モータ１２が発電機として機能し、モータ１２が生成する交流電力をインバータ９が直流に変換し、さらにコンバータ８が、その直流電圧を、メインバッテリ５の充電に適した電圧に変換する。 The main battery 5 is connected to the first converter 8 via the system main relay 7. The system main relay 7 is a relay that connects or disconnects the main battery 5 and the electric system of the vehicle, and is controlled by the controller 4. Between the main battery 5 and the system main relay 7, a current sensor (first current sensor 6) for measuring input / output current of the main battery 5 is connected. The first converter 8 is a DCDC converter, and is a device that boosts the DC output voltage (300 [V]) of the main battery 5 to a voltage suitable for motor driving (for example, 600 [V]). The DC power boosted by the first converter 8 is input to the inverter 9. The inverter 9 converts the DC power into AC power for driving the motor 12 and outputs the AC power to the motor 12. Both the first converter 8 and the inverter 9 are provided with a switching circuit for power conversion. The switching circuit is a combination of a so-called power transistor such as an IGBT and a diode (freewheeling diode). The controller 4 sends commands to the switching circuits of the first converter 8 and the inverter 9. The command is a PWM (Pulse Width Modulation) signal, and the output voltage (in the case of a converter) and the frequency of the output current (in the case of an inverter) are controlled by the duty ratio. Since the internal structure of the converter and the inverter is well known, detailed description is omitted. The inverter 9 also has a function of converting electric power (regenerative electric power and alternating current power) generated by the motor 12 using deceleration energy of the vehicle into direct current. The first converter 8 also has a function of stepping down the voltage of the regenerative power converted to direct current to a voltage suitable for the main battery 5. During regeneration, the motor 12 functions as a generator, the inverter 9 converts AC power generated by the motor 12 into DC, and the converter 8 converts the DC voltage into a voltage suitable for charging the main battery 5. To do.

メインバッテリ５は、また、システムメインリレー７を介して、第２コンバータ２２へも送られる。第２コンバータ２２は、メインバッテリ５の出力電圧（例えば３００［Ｖ］）を、他の電子デバイスを駆動するのに適した電圧（例えば１２［Ｖ］）に降圧する降圧ＤＣＤＣコンバータである。第２コンバータ２２は、１２［Ｖ］の低圧で駆動されるデバイス（小電力デバイス）へ電力を供給する。小電力デバイスには、例えば、ルームライト、カーオーディオ、カーナビゲーションなどがある。また、車載の様々なコントローラの回路も、「小電力デバイス」に含まれる。第１コンバータ８、第２コンバータ２２、及び、インバータ９への指令であるＰＷＭ信号を生成するコントローラ４も、１２［Ｖ］駆動のデバイスの一つである。以下では、１２［Ｖ］駆動のデバイス群をまとめて「補機」と総称する。 The main battery 5 is also sent to the second converter 22 via the system main relay 7. The second converter 22 is a step-down DCDC converter that steps down the output voltage (for example, 300 [V]) of the main battery 5 to a voltage (for example, 12 [V]) suitable for driving other electronic devices. The second converter 22 supplies power to a device (low power device) driven at a low voltage of 12 [V]. Examples of the low power device include room light, car audio, and car navigation. Various on-vehicle controller circuits are also included in the “small power device”. The controller 4 that generates a PWM signal that is a command to the first converter 8, the second converter 22, and the inverter 9 is also one of 12 [V] drive devices. Hereinafter, the 12 [V] drive device group is collectively referred to as an “auxiliary machine”.

第２コンバータ２２の出力先には、１２［Ｖ］のサブバッテリ２４もある。即ち、高出力高容量のメインバッテリ５の電力を使って、サブバッテリ２４の充電と、補機への電力供給が行われる。１２［Ｖ］出力のサブバッテリ２４は、メインバッテリ５からの電力供給を受けられないときに補機へ電力を供給する目的で備えられている。即ち、サブバッテリ２４は、システムメインリレー７が開放されている間、補機へ電力を供給する。 There is also a sub-battery 24 of 12 [V] at the output destination of the second converter 22. That is, charging of the sub-battery 24 and power supply to the auxiliary machine are performed using the power of the main battery 5 having a high output and high capacity. The sub-battery 24 having a 12 [V] output is provided for the purpose of supplying power to the auxiliary machine when the power supply from the main battery 5 cannot be received. That is, the sub-battery 24 supplies power to the auxiliary machine while the system main relay 7 is open.

また、モータ１２が回生電力を発生する場合、インバータ９によって直流電力に変換された回生電力は、さらに第２コンバータ２２によって降圧され、サブバッテリ２４の充電に用いられる。 When the motor 12 generates regenerative power, the regenerative power converted into DC power by the inverter 9 is further stepped down by the second converter 22 and used for charging the sub-battery 24.

電気自動車１００は、外部の電力（典型的には商用の１００〜２００［Ｖ］）によってメインバッテリ５とサブバッテリ２４を充電することもできる。そのため、電気自動車１００は、外部の交流電力を直流に変換する充電器３４（ＡＣＤＣコンバータ）を備える。充電器３４の出力は第１コンバータ８の低圧側に接続している。別言すれば、充電器３４の出力は第１コンバータ８とメインバッテリ５の間に並列に接続している。充電器３４の出力端には、充電器３４の出力電流を計測する電流センサ（第２電流センサ３５）が備えられている。また、充電器３２の入力端はソケット３３に繋がっている。ソケット３３は、外部商用電源３１（交流電力）を供給するプラグ３２を繋ぐためのデバイスであり、車両のボディに設けられている。なお、図１では、ソケット３３にプラグ３２が接続している様子が描かれているが、プラグ３２が接続されるのは車両が停止している間だけであり、走行する際にはプラグ３２は外される。 The electric vehicle 100 can also charge the main battery 5 and the sub-battery 24 with external electric power (typically commercial 100 to 200 [V]). Therefore, the electric vehicle 100 includes a charger 34 (ACDC converter) that converts external AC power into DC. The output of the charger 34 is connected to the low voltage side of the first converter 8. In other words, the output of the charger 34 is connected in parallel between the first converter 8 and the main battery 5. A current sensor (second current sensor 35) that measures the output current of the charger 34 is provided at the output end of the charger 34. The input end of the charger 32 is connected to the socket 33. The socket 33 is a device for connecting a plug 32 that supplies an external commercial power supply 31 (AC power), and is provided on the body of the vehicle. In FIG. 1, the plug 32 is connected to the socket 33, but the plug 32 is connected only while the vehicle is stopped. Is removed.

ハイブリッド車１００の駆動機構系を説明する。ハイブリッド車１００は、モータ１２とエンジン１９を適宜に使い分ける。モータ１２の出力軸とエンジン１９の出力軸は、動力分配機構１４で合成され、そのトルクは車軸１５へ伝達される。車軸１５はデファレンシャル機構１６を介して駆動輪１７と連動する。大きな駆動力が必要とされる場合にはエンジン１９とともにモータ１２を駆動する。それらの出力トルクは動力分配機構１４にて合成され、車軸１５を介して駆動輪１７に伝達される。さほど大きなトルクが必要とされない場合、例えば一定速度で走行する場合には、エンジン１９を停止し、モータ１２のみで駆動輪１７を駆動する。他方、メインバッテリ５の残容量が少なくなると、エンジン１９を始動し、動力分配機構１４によってエンジン１９のトルクを車軸１５とモータ１２へ振り分ける。エンジン１９の出力トルクによって駆動輪１７を駆動しながら、モータ１２を駆動し発電する。また、運転者がブレーキペダルを踏んだ場合、車軸１５をモータ１２と直結状態とし、車両の運動エネルギによってモータ１２をその出力軸側から逆駆動し、発電する。即ち、ハイブリッド車１００は、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換し、その電力（回生電力）によってメインバッテリ５を充電する。また、サブバッテリ２４も回生電力によって充電され得る。 A drive mechanism system of the hybrid vehicle 100 will be described. The hybrid vehicle 100 uses the motor 12 and the engine 19 appropriately. The output shaft of the motor 12 and the output shaft of the engine 19 are combined by the power distribution mechanism 14, and the torque is transmitted to the axle 15. The axle 15 is interlocked with the drive wheel 17 via a differential mechanism 16. When a large driving force is required, the motor 12 is driven together with the engine 19. These output torques are synthesized by the power distribution mechanism 14 and transmitted to the drive wheels 17 via the axle 15. When a large torque is not required, for example, when traveling at a constant speed, the engine 19 is stopped and the drive wheels 17 are driven only by the motor 12. On the other hand, when the remaining capacity of the main battery 5 decreases, the engine 19 is started and the torque of the engine 19 is distributed to the axle 15 and the motor 12 by the power distribution mechanism 14. While driving the drive wheels 17 with the output torque of the engine 19, the motor 12 is driven to generate electricity. Further, when the driver steps on the brake pedal, the axle 15 is directly connected to the motor 12, and the motor 12 is reversely driven from the output shaft side by the kinetic energy of the vehicle to generate electric power. That is, the hybrid vehicle 100 converts the kinetic energy of the vehicle into electric energy, and charges the main battery 5 with the electric power (regenerative electric power). Further, the sub-battery 24 can also be charged with regenerative power.

なお、動力分配機構１４はプラネタリギアであり、そのサンギアがモータ１２に連結しており、そのプラネタリキャリアがエンジン１９に連結しており、そのリングギアが車軸１５に連結している。モータ１２とエンジン１９は、コントローラ４によって制御される。 The power distribution mechanism 14 is a planetary gear, its sun gear is connected to the motor 12, its planetary carrier is connected to the engine 19, and its ring gear is connected to the axle 15. The motor 12 and the engine 19 are controlled by the controller 4.

ハイブリッド車１００は、実際には、機能ごとに備えられた多数のコントローラを備えており、それら多数のコントローラが協働することによって、一つの車両システムとして機能する。しかし本明細書では説明を簡略化するため、物理的に複数のコントローラに分かれていても、それらを「コントローラ４」で総称する。 The hybrid vehicle 100 actually includes a large number of controllers provided for each function, and the large number of controllers cooperate to function as a single vehicle system. However, in order to simplify the description in this specification, even if the controller is physically divided into a plurality of controllers, they are collectively referred to as “controller 4”.

コントローラ４には様々なセンサデータが入力され、コントローラ４はそれらのセンサデータに基づいて車両を制御する。コントローラ４に入力されるセンサデータには例えば、メインバッテリ５とサブバッテリ２４の充電量（ＳＯＣ）を計測するセンサのデータ、モータ１２の回転数を計測する回転数センサ１３のデータ、メインバッテリ５の入出力電流を計測する第１電流センサ６のデータ、充電器３４の出力電流を計測する第２電流センサ３５のデータなどがある。 Various sensor data is input to the controller 4, and the controller 4 controls the vehicle based on the sensor data. Sensor data input to the controller 4 includes, for example, sensor data for measuring the amount of charge (SOC) of the main battery 5 and the sub-battery 24, data for the rotational speed sensor 13 for measuring the rotational speed of the motor 12, and the main battery 5 Data of the first current sensor 6 that measures the input / output current of the second current sensor 35, data of the second current sensor 35 that measures the output current of the charger 34, and the like.

次に、外部電源からメインバッテリ５を充電する際にコントローラ４が行う電流センサのチェック処理について説明する。メインバッテリ５の入出力電流や充電器３４の出力電流は１００［Ａ］を超える大電流であるので、第１と第２の電流センサ６、３５が正常に動作しているか否かをチェックすることは重要である。このチェック処理は、充電器３４からメインバッテリ５までの電流経路に２個の電流センサ６、３５が接続されているという構造、及び、その２個の電流センサ６、３５の間に、他のデバイス（補機）が接続されているという構造を利用して電流センサの異常を検知するものである。なお、当然にコントローラ４は、チェック処理とともに充電処理も実行する。充電処理は、具体的には、メインバッテリ５の充電量（ＳＯＣ：ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）が所定の割合（理想的には１００％）となるように、充電器３４を制御することである。コントローラ４は、初期には充電器３４の出力を最大とし、ＳＯＣが高まったら（例えば８０％を超えたら）、充電器３４の出力を低下させる。過充電を避けるためである。 Next, a current sensor check process performed by the controller 4 when the main battery 5 is charged from an external power source will be described. Since the input / output current of the main battery 5 and the output current of the charger 34 are large currents exceeding 100 [A], it is checked whether or not the first and second current sensors 6 and 35 are operating normally. That is important. This check process includes a structure in which two current sensors 6 and 35 are connected to the current path from the charger 34 to the main battery 5, and another structure between the two current sensors 6 and 35. An abnormality of a current sensor is detected using a structure in which a device (auxiliary machine) is connected. Naturally, the controller 4 also executes the charging process together with the check process. Specifically, the charging process is to control the charger 34 so that the amount of charge (SOC: State Of Charge) of the main battery 5 becomes a predetermined ratio (ideally 100%). The controller 4 initially maximizes the output of the charger 34, and reduces the output of the charger 34 when the SOC increases (for example, exceeds 80%). This is to avoid overcharging.

なお、コントローラ４は、充電開始に先立ち、車両のメインスイッチがＯＦＦになっているか否かをチェックする。車両のメインスイッチとは、運転席に備えられているスイッチであり、いわゆるイグニッションスイッチである。このスイッチがＯＦＦであると、少数の常時稼働のデバイス（セキュリティ関係のデバイス、リモコンキー電波の受信デバイスなど）を除き、電源の供給がカットされる。充電中は、他のデバイス、特に駆動に関係するデバイスが動作することは不適切であるので、コントローラ４は、充電開始前に車両のメインスイッチがＯＦＦであることを確認する。なお、充電のための回路は、例外であり、車両のメインスイッチに関わらず稼働することができる。 The controller 4 checks whether or not the main switch of the vehicle is turned off before starting charging. The main switch of the vehicle is a switch provided in the driver's seat, and is a so-called ignition switch. When this switch is OFF, the supply of power is cut off except for a small number of normally operating devices (security-related devices, remote control key radio wave receiving devices, etc.). During charging, since it is inappropriate for other devices, particularly devices related to driving, to operate, the controller 4 confirms that the main switch of the vehicle is OFF before charging starts. Note that the circuit for charging is an exception and can be operated regardless of the main switch of the vehicle.

また、モータ１２が回転していると、回生電力によってインバータ９から第１コンバータ８、さらには第２コンバータ２２へ電流が流れる。電流センサのチェック処理には、回生電流が流れることは不都合であるが、コントローラ４は、メインスイッチがＯＦＦされていることを確認した後に充電を開始するから、電流チェック処理中にモータ１２から回生電力が供給されることはない。なお、モータ１２が回転していないことは、回転数センサ１３のセンサデータで確認することもできる。 Further, when the motor 12 is rotating, a current flows from the inverter 9 to the first converter 8 and further to the second converter 22 by regenerative power. Although it is inconvenient for the regenerative current to flow in the current sensor check process, the controller 4 starts charging after confirming that the main switch is turned off. No power is supplied. In addition, it can also confirm with the sensor data of the rotation speed sensor 13 that the motor 12 is not rotating.

以下の説明では、第１電流センサ６の計測値を第１電流計測値ＩＢと称し、第２電流センサ３５の計測値を第２電流計測値ＩＣＨＧと称し、メインバッテリ５の充電量を充電量ＳＯＣと称する。コントローラ４は、第１電流計測値ＩＢと第２電流計測値ＩＣＨＧに基づいて電流センサをチェックする。なお、第１電流計測値ＩＢと第２電流計測値ＩＣＨＧは、いずれも、電流が充電器３４からメインバッテリ５へ向かう向きを計測値の正値とする。 In the following description, the measurement value of the first current sensor 6 is referred to as a first current measurement value IB, the measurement value of the second current sensor 35 is referred to as a second current measurement value ICHG, and the charge amount of the main battery 5 is the charge amount. It is called SOC. The controller 4 checks the current sensor based on the first current measurement value IB and the second current measurement value ICHG. Note that, in each of the first current measurement value IB and the second current measurement value ICHG, the direction in which the current flows from the charger 34 to the main battery 5 is a positive value of the measurement value.

図２に、電流センサのチェック処理のフローチャートを示す。充電を開始すると、コントローラ４は、第２電流計測値ＩＣＨＧと第１電流計測値ＩＢとの計測値差分ｄＩ（ｄＩは差分の絶対値を表す）を算出し、計測値差分ｄＩが予め定められた差分閾値ｄＩｔｈよりも大きいか否かをチェックする（Ｓ２）。計測値差分ｄＩが差分閾値ｄＩｔｈよりも小さい場合は、電流センサの計測値に異常はないものとして、充電量ＳＯＣが所定の充電量閾値ＳＯＣｔｈになるまで充電を継続する（Ｓ２：ＮＯ、Ｓ４）。 FIG. 2 shows a flowchart of the current sensor check process. When charging is started, the controller 4 calculates a measurement value difference dI (dI represents an absolute value of the difference) between the second current measurement value ICHG and the first current measurement value IB, and the measurement value difference dI is determined in advance. It is checked whether or not the difference threshold value dIth is greater (S2). When the measurement value difference dI is smaller than the difference threshold dIth, it is assumed that there is no abnormality in the measurement value of the current sensor, and charging is continued until the charge amount SOC reaches a predetermined charge amount threshold SOCth (S2: NO, S4). .

図１に示されているように、第１電流センサ６と第２電流センサ３５は共に充電器３４からメインバッテリ５までの電流経路上に設置されているので、本来は、第１電流計測値ＩＢと第２電流計測値ＩＣＨＧは同じであってよい。しかし、第２電流センサ３５と第１電流センサ６の間には、第２コンバータ２２を介して様々な補機が接続されている。補機の中にはコントローラ４も含まれ、充電中も電力を消費している。より具体的には、第２電流センサ３５から第１電流センサ６へ向かう充電時の送電経路が第２電流センサ３５と第１電流センサ６の間で分岐し、さらに第２コンバータ２２を介して補機へと電力を分流させる。そのため、電流経路の下流側に位置する第１電流センサ６の計測値ＩＢは、上流側に位置する第２電流センサ３５の計測値ＩＣＨＧよりも小さくなることがある。補機の電力消費による見込みの電流減少分が、差分閾値ｄＩｔｈに相当する。即ち、計測値差分ｄＩが差分閾値ｄＩｔｈよりも小さい場合は、コントローラ４は、電流センサは正常であると判断する。 As shown in FIG. 1, both the first current sensor 6 and the second current sensor 35 are installed on the current path from the charger 34 to the main battery 5. IB and the second measured current value ICHG may be the same. However, various auxiliary devices are connected between the second current sensor 35 and the first current sensor 6 via the second converter 22. The auxiliary machine also includes the controller 4 and consumes power during charging. More specifically, the power transmission path during charging from the second current sensor 35 to the first current sensor 6 branches between the second current sensor 35 and the first current sensor 6, and further via the second converter 22. Power is diverted to the auxiliary machine. Therefore, the measured value IB of the first current sensor 6 located on the downstream side of the current path may be smaller than the measured value ICHG of the second current sensor 35 located on the upstream side. The expected current decrease due to the power consumption of the auxiliary machine corresponds to the difference threshold dIth. That is, if the measured value difference dI is smaller than the difference threshold dIth, the controller 4 determines that the current sensor is normal.

なお、ここで、「電流センサは正常であると判断する」とは、より厳密には、「図２のチェック処理では異常が検知されなかった」ことを意味するのであり、電流センサが正常であることを保証するものではないことに留意されたい。図２の処理の他にも様々な観点による電流センサのチェックが行われる。図２の処理はコントローラ４が実行する複数のチェック処理のうちの一つである。 Here, “determining that the current sensor is normal” more strictly means that “no abnormality was detected in the check process of FIG. 2”, and the current sensor is normal. Note that there is no guarantee that there is. In addition to the processing of FIG. 2, the current sensor is checked from various viewpoints. The process in FIG. 2 is one of a plurality of check processes executed by the controller 4.

計測値差分ｄＩが差分閾値ｄＩｔｈよりも大きい場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、電流センサに異常が発生している可能性がある。その場合、ステップＳ３以降へ処理が移る。コントローラ４は、まずタイマをスタートする（Ｓ３）。このタイマは、計測値差分ｄＩが差分閾値ｄＩｔｈよりも大きかった時間（異常検知継続時間ｄＴ）を計測するためのものである。コントローラ４は、異常検知継続時間ｄＴが予め定められた時間閾値ｄＴｔｈに達するまでに計測値差分ｄＩが差分閾値ｄＩｔｈを下回るか否かをチェックする（Ｓ５、Ｓ６）。計測値差分ｄＩが差分閾値ｄＩｔｈを下回った場合（Ｓ６：ＮＯ）、計測値差分ｄＩが差分閾値ｄＩｔｈよりも大きかったことは、一時的なセンサ異常、あるいはノイズによる誤検知であるとして、ステップＳ３で開始したタイマをストップ／リセットし（Ｓ１３）、処理の先頭（Ｓ２）へ戻る。 When the measured value difference dI is larger than the difference threshold dIth (S2: YES), there is a possibility that an abnormality has occurred in the current sensor. In that case, the process proceeds to step S3 and subsequent steps. The controller 4 first starts a timer (S3). This timer is for measuring the time (abnormality detection duration dT) when the measured value difference dI is larger than the difference threshold dIth. The controller 4 checks whether or not the measurement value difference dI falls below the difference threshold dIth until the abnormality detection duration dT reaches a predetermined time threshold dTth (S5, S6). When the measured value difference dI is smaller than the difference threshold dIth (S6: NO), it is assumed that the measured value difference dI is larger than the difference threshold dIth is a temporary sensor abnormality or a false detection due to noise, step S3. Stop / reset the timer started in (S13), and return to the beginning of the process (S2).

他方、異常検知継続時間ｄＴが予め定められた時間閾値ｄＴｔｈに達した場合（Ｓ５：ＹＥＳ、Ｓ６：ＹＥＳ）、コントローラ４は、第２コンバータ２２を停止し（Ｓ７）、それでも計測値差分ｄＩが差分閾値ｄＩｔｈよりも大きいか否かをチェックする（Ｓ８）。第２コンバータ２２を停止すると、充電器３４の出力電流を消費するデバイスが減るので、電流センサが正常であれば、計測値差分ｄＩは差分閾値ｄＩｔｈより小さくなるはずである。なお、このときは、第２コンバータ２２を停止する前に計測値差分ｄＩが差分閾値ｄＩｔｈより大きかったことは、何らかの電気デバイスが動作しておりその消費電力が大きかったことが原因であると特定できる。従って、ステップＳ８にて計測値差分ｄＩが差分閾値ｄＩｔｈより小さくなったのであれば（Ｓ８：ＮＯ）、電流センサを含め、充電に関するシステムは正常であると判断し、ステップＳ３で開始したタイマをストップ／リセットし（Ｓ１３）、処理の先頭（Ｓ２）へ戻る。 On the other hand, when the abnormality detection continuation time dT has reached a predetermined time threshold value dTth (S5: YES, S6: YES), the controller 4 stops the second converter 22 (S7), and the measured value difference dI is still It is checked whether it is larger than the difference threshold dIth (S8). When the second converter 22 is stopped, the number of devices that consume the output current of the charger 34 is reduced. Therefore, if the current sensor is normal, the measured value difference dI should be smaller than the difference threshold dIth. At this time, the fact that the measured value difference dI is larger than the difference threshold dIth before stopping the second converter 22 is specified as being caused by some electric device operating and its power consumption being large. it can. Therefore, if the measured value difference dI becomes smaller than the difference threshold dIth in step S8 (S8: NO), it is determined that the system related to charging including the current sensor is normal, and the timer started in step S3 is set. Stop / reset (S13) and return to the top of the process (S2).

他方、第２コンバータ２２を停止しても計測値差分ｄＩが差分閾値ｄＩｔｈよりも大きい場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、いずれかの電流センサに異常が発生していると判断できる。その場合、コントローラ４は、電流センサに異常が発生している旨を示すエラーメッセージを車載のモニタ２５に表示するとともに、車両が備える不揮発性メモリ２に、電流センサの異常を示すエラーコードをセットする（Ｓ１２）。なお、この場合、電流センサに異常が生じているために、そのようなセンサを用いて充電を継続するのは好ましくないので、その場合は充電を停止し（Ｓ１４）、処理を終了する。また、不揮発性メモリ２に記憶されたエラーコードは、後の車両メンテナンス時に、サービススタッフが確認する診断データとなる。 On the other hand, even if the second converter 22 is stopped, if the measured value difference dI is larger than the difference threshold dIth (S8: YES), it can be determined that an abnormality has occurred in any of the current sensors. In that case, the controller 4 displays an error message indicating that an abnormality has occurred in the current sensor on the in-vehicle monitor 25, and sets an error code indicating the abnormality of the current sensor in the nonvolatile memory 2 provided in the vehicle. (S12). In this case, since an abnormality has occurred in the current sensor, it is not preferable to continue charging using such a sensor. In this case, charging is stopped (S14), and the process is terminated. Further, the error code stored in the nonvolatile memory 2 becomes diagnostic data to be confirmed by the service staff during subsequent vehicle maintenance.

以上説明したように、ハイブリッド車１００（電気自動車）は、充電中にメインバッテリ５の入出力電流を計測する電流センサ（第１電流センサ６）が正常であるか否かをチェックする。このチェックは、第１電流センサの計測値と、充電器３４の出力電流を計測する電流センサ（第２電流センサ３５）の計測値の差分（計測値差分）に基づく。コントローラ４は、計測値差分が所定の差分閾値よりも大きい場合、システムに何らかの異常が生じると判断する。 As described above, hybrid vehicle 100 (electric vehicle) checks whether the current sensor (first current sensor 6) that measures the input / output current of main battery 5 is normal during charging. This check is based on the difference (measurement value difference) between the measurement value of the first current sensor and the measurement value of the current sensor (second current sensor 35) that measures the output current of the charger 34. The controller 4 determines that some abnormality occurs in the system when the measured value difference is larger than a predetermined difference threshold value.

実施例の技術に関する留意点を述べる。計測値差分ｄＩが所定の差分閾値ｄＩｔｈよりも大きい場合に停止する電気デバイスは第２コンバータ２２に限られない。ハイブリッド車１００の全体で消費電力が削減できればよいから、他の補機（電気デバイス）を停止してもよい。ただし、消費電力の削減量は大きいほど良いので、第２コンバータ２２を停止することが好ましい。 Points to be noted regarding the technology of the embodiment will be described. The electrical device that stops when the measured value difference dI is larger than the predetermined difference threshold dIth is not limited to the second converter 22. Since it is only necessary to reduce the power consumption of the entire hybrid vehicle 100, other auxiliary machines (electric devices) may be stopped. However, it is preferable to stop the second converter 22 because the amount of power consumption reduction is as large as possible.

図２のフローチャートにおいて、ステップＳ５における差分閾値と、ステップＳ８における差分閾値は、異なる値であってもよい。即ち、第１電流センサ６と第２電流センサ３５の間に接続された補機を停止する前の差分閾値と、補機を停止した後の差分閾値は異なる値であってもよい。なお、差分閾値や時間閾値などは、ハイブリッド車１００の特性に基づいて予め定められ、コントローラ４に記憶される。 In the flowchart of FIG. 2, the difference threshold value in step S5 and the difference threshold value in step S8 may be different values. That is, the difference threshold value before stopping the auxiliary machine connected between the first current sensor 6 and the second current sensor 35 and the difference threshold value after stopping the auxiliary machine may be different values. The difference threshold, the time threshold, and the like are determined in advance based on the characteristics of the hybrid vehicle 100 and stored in the controller 4.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

２：メモリ
４：コントローラ
５：メインバッテリ
６：第１電流センサ
７：システムメインリレー
８：第１コンバータ
９：インバータ
１２：モータ
１３：回転数センサ
１９：エンジン
２２：第２コンバータ（ＤＣＤＣコンバータ）
２４：サブバッテリ
２５：モニタ
３１：外部商用電源
３２：充電器
３２：プラグ
３３：ソケット
３４：充電器
３５：電流センサ
１００：ハイブリッド車（電気自動車） 2: Memory 4: Controller 5: Main battery 6: First current sensor 7: System main relay 8: First converter 9: Inverter 12: Motor 13: Speed sensor 19: Engine 22: Second converter (DCDC converter)
24: Sub battery 25: Monitor 31: External commercial power supply 32: Charger 32: Plug 33: Socket 34: Charger 35: Current sensor 100: Hybrid vehicle (electric vehicle)

Claims

An electric vehicle that can be charged from a power source outside the vehicle,
A battery for storing electric power to be supplied to the traveling motor;
A first current sensor for measuring the input / output current of the battery;
A current sensor that measures a current of electric power supplied from the outside, and is a second current disposed upstream of a current path of electric power supplied from outside the first current sensor and at least one other electrical device. A sensor,
A controller for checking the state of the first and second current sensors;
With
The controller
Calculate the difference between the measured value of the first current sensor and the measured value of the second current sensor,
If the difference is greater than a predetermined difference threshold for a time longer than a predetermined time threshold, stop other electrical devices connected between the first current sensor and the second current sensor,
When the difference between the measured values after that is larger than the difference threshold, output data indicating abnormality of the current sensor to at least one of the display device and the memory.
An electric vehicle characterized by that.

The electric vehicle according to claim 1, wherein the electric device is a DCDC converter that steps down a voltage of electric power supplied from the outside and supplies the electric power to a low-power device.