JP6710786B2 - Control system, moving body and control method - Google Patents
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Description
本発明は、制御システム、移動体及び制御方法に関する。
本願は、2017年2月10日に出願された日本国特許出願2017−023374号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a control system, a moving body, and a control method.
The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-023374 filed on February 10, 2017, the content of which is incorporated herein by reference.
近年、移動体の駆動方式を電動化する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。このような移動体は蓄電部を備えており、蓄電部に蓄えた電力から効率よく動力を得ることが必要とされる。特許文献1には、複数の蓄電部を直列に接続した電気回路が開示されている。蓄電池を複数個直列に接続した電源を形成することで、各蓄電池の電圧の合計値を電源電圧とした、単体の蓄電地より高い電圧を得ることができる。
2. Description of the Related Art In recent years, a technique of electrifying a driving method of a moving body has been known (for example, see Patent Document 1). Such a moving body is provided with a power storage unit, and it is necessary to efficiently obtain power from the electric power stored in the power storage unit.
蓄電池の一例として、蓄電池本体と、蓄電池本体と蓄電池の端子との接続状態を切換える保護スイッチ(スイッチ)とを備えた蓄電池がある。蓄電池の保護スイッチは、その蓄電池本体の電圧に基づいて定格が決定されている。例えば、保護スイッチの開放状態における許容電圧は、蓄電池本体の電圧より大きな電圧に決定されている。 As an example of a storage battery, there is a storage battery including a storage battery main body and a protection switch (switch) that switches a connection state between the storage battery main body and a terminal of the storage battery. The rating of the storage battery protection switch is determined based on the voltage of the storage battery body. For example, the allowable voltage in the open state of the protection switch is determined to be a voltage higher than the voltage of the storage battery main body.
しかしながら、このような保護スイッチを内蔵する蓄電池を、複数個直列に接続して電源を形成すると、その電源の電源電圧が、電源を形成している各蓄電池の保護スイッチの許容電圧を超えてしまう場合がある。
本発明の態様は、電源と、スイッチと、負荷とが直列に接続される閉回路におけるスイッチの信頼性をより高めることができる制御システム、移動体及び制御方法を提供することを目的の一つとする。However, when a plurality of storage batteries having such a protection switch are connected in series to form a power supply, the power supply voltage of the power supply exceeds the allowable voltage of the protection switch of each storage battery forming the power supply. There are cases.
An aspect of the present invention is to provide a control system, a moving body, and a control method capable of further increasing the reliability of a switch in a closed circuit in which a power source, a switch, and a load are connected in series. To do.
本発明の一態様に係る制御システムは、電源と、第1スイッチと、負荷とを直列に電気的に接続する閉回路と;前記負荷に並列に接続される蓄電部と;前記第1スイッチの状態が、前記第1スイッチに印加される電圧が前記第1スイッチの許容電圧を超えた過電圧状態になることを抑制する保護部と;を備え、前記保護部は、前記第1スイッチが開放状態になった場合に、前記負荷の稼働状態を調整することにより、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制する。 A control system according to one aspect of the present invention includes a power supply, a first switch, and a closed circuit that electrically connects a load in series; a power storage unit that is connected in parallel to the load; A protection unit for suppressing a voltage applied to the first switch from being in an overvoltage state in which the voltage applied to the first switch exceeds an allowable voltage of the first switch; and the protection unit is in an open state of the first switch. In this case, the operating state of the load is adjusted to prevent the first switch from entering the overvoltage state.
上記制御システムでは、前記負荷は、電動機を駆動する駆動部を含み、前記保護部は、前記第1スイッチが前記開放状態になった場合に、前記駆動部から前記電動機に対する電力供給を遮断するように制御することにより、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制してもよい。 In the control system, the load includes a drive unit that drives an electric motor, and the protection unit shuts off power supply from the drive unit to the electric motor when the first switch is in the open state. It may be possible to suppress the first switch from entering the overvoltage state by controlling the above.
上記制御システムでは、前記保護部は、前記蓄電部の電圧に基づいて、前記第1スイッチの開放状態を検出し、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制してもよい。 In the control system, the protection unit may detect an open state of the first switch based on a voltage of the power storage unit and suppress the first switch from being in the overvoltage state.
上記制御システムは、前記閉回路において前記電源と、前記第1スイッチと、前記負荷とに直列に接続された第2スイッチを備え、前記保護部は、前記第1スイッチが前記開放状態になった場合に、前記第2スイッチを開放状態にすることにより、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制してもよい。 The control system includes a second switch connected in series to the power source, the first switch, and the load in the closed circuit, and the protection unit has the first switch in the open state. In this case, the first switch may be prevented from being in the overvoltage state by opening the second switch.
上記制御システムでは、前記保護部は、前記第1スイッチが前記開放状態になった場合に、前記負荷の電力消費を制限した後に、前記第2スイッチを開放状態にすることにより、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制してもよい。 In the above control system, when the first switch is in the open state, the protection unit opens the second switch by limiting the power consumption of the load, thereby opening the first switch. May be prevented from entering the overvoltage state.
上記制御システムでは、前記電源は、直列に接続される複数の電池を含み、前記第2スイッチは、前記複数の電池を含む前記閉回路に設けられてもよい。 In the control system, the power source may include a plurality of batteries connected in series, and the second switch may be provided in the closed circuit including the plurality of batteries.
上記制御システムでは、前記開放状態にある前記第1スイッチの許容電圧が前記電源の電圧値より小さくてもよい。 In the control system, the allowable voltage of the first switch in the open state may be smaller than the voltage value of the power supply.
本発明の別の一態様に係る移動体は、電源と、第1スイッチと、負荷とを直列に電気的に接続する閉回路と;前記負荷に並列に接続される蓄電部と;前記第1スイッチの状態が、前記第1スイッチに印加される電圧が前記第1スイッチの許容電圧を超えた過電圧状態になることを抑制する保護部と;を備え、前記保護部は、前記第1スイッチが開放状態になった場合に、前記負荷の稼働状態を調整することにより、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制する。 A mobile body according to another aspect of the present invention is a closed circuit that electrically connects a power source, a first switch, and a load in series; a power storage unit that is connected in parallel to the load; A switch that prevents the voltage applied to the first switch from becoming an overvoltage state in which the voltage applied to the first switch exceeds the allowable voltage of the first switch; When the open state is achieved, the operating state of the load is adjusted to prevent the first switch from entering the overvoltage state.
本発明のさらに別の一態様に係る制御方法は、電源と第1スイッチと負荷とを直列に電気的に接続する閉回路と;前記負荷に並列に接続される蓄電部と;を備える制御システムの制御方法であって、前記第1スイッチが開放状態になった場合に、前記負荷の稼働状態を調整することにより、前記第1スイッチの状態が、前記第1スイッチに印加される電圧が前記第1スイッチの許容電圧を超えた過電圧状態になることを抑制することを含む。
A control method according to yet another aspect of the present invention includes a closed circuit that electrically connects a power supply, a first switch, and a load in series; and a power storage unit that is connected in parallel to the load. The control method according to
上記構成によれば、制御システムは、電源と、第1スイッチと、負荷とを直列に電気的に接続する閉回路と;前記負荷に並列に接続される蓄電部と;前記第1スイッチの状態が、前記第1スイッチに印加される電圧が前記第1スイッチの許容電圧を超えた過電圧状態になることを抑制する保護部と;を備え、前記保護部は、前記第1スイッチが開放状態になった場合に、前記負荷の稼働状態を調整することにより、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制する。このことにより、保護部が第1スイッチの過電圧状態を抑制することができ、第1スイッチの信頼性をより高めることができる制御システム、移動体及び制御方法を提供することができる。 According to the above configuration, the control system includes a power supply, a first switch, a closed circuit that electrically connects a load in series, a power storage unit that is connected in parallel to the load, and a state of the first switch. A protection unit that suppresses a voltage applied to the first switch from being in an overvoltage state in which the voltage exceeds the allowable voltage of the first switch; and the protection unit opens the first switch. When the load becomes low, the operating state of the load is adjusted to prevent the first switch from entering the overvoltage state. This makes it possible to provide a control system, a moving body, and a control method in which the protection unit can suppress the overvoltage state of the first switch and further improve the reliability of the first switch.
(第1の実施形態)
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、左右および前後の方向は、運転者から見た方向を意味するものとする。(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings are viewed in the direction of the reference numerals, and the left, right, front, and rear directions mean the directions viewed from the driver.
図1は、実施形態の電気回路が適用される鞍乗り型電動車両の一例を示す図である。図1には、低床フロアを有するスクータ型の鞍乗り型電動車両(以下、「電動二輪車」という)の一例を示している。図1に示した電動二輪車1は、移動体の一例である。電動二輪車1の車体フレームFは、フロントフォーク11を操向可能に支承する。フロントフォーク11の下端には前輪WFが軸支される。フロントフォーク11の上部には操向ハンドル16が連結される。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a saddle-ride type electric vehicle to which the electric circuit of the embodiment is applied. FIG. 1 shows an example of a scooter-type saddle-ride type electric vehicle having a low floor (hereinafter referred to as “electric motorcycle”). The
車体フレームFの後部に、スイングアーム17の前端部が揺動可能に支承されている。
スイングアーム17の後端部には、電動モータ135(電動機)が設けられている。電動モータ135が出力する動力で後輪WRが回転駆動される。The front end of the
An electric motor 135 (electric motor) is provided at the rear end of the
車体フレームFの後部に連結するように、左右一対のシートフレーム15が設けられている。シートフレーム15には、乗車用シート21が支持される。また車体フレームFには、車体フレームFを覆う合成樹脂製の車体カバー22が取付けられる。
A pair of left and
図1に一部の電装品の配置例を示す。例えば、乗車用シート21の下部であって、左右一対のシートフレーム15の間に、合成樹脂製のバッテリ収納部120Cが設けられている。バッテリ収納部120C内には、バッテリ120が着脱可能に収納される。
FIG. 1 shows an arrangement example of some electric components. For example, a
電動二輪車1は、バッテリ120から電気回路110を介して供給される電力によって、スイングアーム17に設けられた電動モータ135がPDU(Power Driver Unit)130により駆動され、この電動モータ135が駆動されたときの回転動力を、後輪WRに伝達させることによって走行する。例えば、実施形態のバッテリ120は、バッテリ121、122などの複数のバッテリユニットに分割されている。電動二輪車1の走行は、例えば、車体カバー22内側などの適所に配置されたECU(Electric Control Unit)140等によって制御される。充電器150は、外部から供給される電力を変換し、電気回路110を介してバッテリ120を充電する。充電器150は、電動二輪車1から着脱可能であってもよい。
In the
図2は、本実施形態の電動二輪車1の走行を制御するための制御系の概略構成を示したブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system for controlling traveling of the
制御システム10は、電気回路110(閉回路)と、バッテリ120と、PDU130(負荷)と、ECU140(保護部)と、充電器150とを含む。
電気回路110は、バッテリ120(電源と第1スイッチ)と、コンタクタ115(第1のコンタクタ)と、PDU130とを直列に電気的に接続する。The
The
PDU130は、インバータ131と、コンデンサ133(蓄電部)と、電圧検出部134とを備える。インバータ131は、ECU140の制御に基づいて、バッテリ120から供給される直流電力を、例えば3相の交流電力に変換する。コンデンサ133は、電動モータ135の機械的な負荷変動による電圧変動を低減し、電圧を平滑する。電圧検出部134は、PDU130の電源側の電圧を検出する。電動モータ135は、例えば、3相交流モータである。
The
バッテリ120は、例えば、バッテリ121、122を含む。バッテリ121、122は、複数の蓄電部の一例である。バッテリ120は、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリ、鉛バッテリなどの単バッテリを直列に複数接続することによって、所定の電圧(例えば、その公称電圧を48Vとする。)を発生させる。
The
バッテリ121、122からの電力は、電気回路110を介して、電動モータ135を駆動させるPDU130に供給され、例えば、PDU130のインバータ131によって直流から3相交流に変換されて、電動モータ135に供給される。
Electric power from the
例えば、バッテリ121、122の出力電圧は、DC−DCコンバータ(不図示)によって、低電圧(例えば、12V)に降圧され、ECU140などの制御系部品に供給される。例えば、バッテリ121の出力電圧は、バッテリ121の公称電圧の125%である上限電圧から、バッテリ121の公称電圧の90%である下限電圧までを、平常時に変動することを許容されてもよい。例えば、バッテリ122の出力電圧は、バッテリ122の公称電圧の125%である上限電圧から、バッテリ122の公称電圧の90%である下限電圧までを、平常時に変動することを許容されてもよい。
For example, the output voltage of the
また、DC−DCコンバータによって降圧された低電圧の電力の一部は、制御用のバッテリ125(不図示)や、灯火器(不図示)などの一般電装部品に供給される。 In addition, a part of the low-voltage power stepped down by the DC-DC converter is supplied to the control battery 125 (not shown) and general electric components such as a lighting device (not shown).
バッテリ121、122は、例えば、AC100Vの電源に接続した充電器150によって充電することができる。
The
実施形態のバッテリ121は、バッテリ本体1211と、BMU(Battery Managing Unit)1212と、スイッチ1213と、高電位側端子121P(第1極端子)と、低電位側端子121N(第2極端子)とを備える。同様に、バッテリ122は、バッテリ本体1221と、BMU1222と、スイッチ1223とを備える。以下の説明において、BMU1212とBMU1222を纏めて単にBMUと呼ぶことが有る。バッテリ121、122の充放電の状況、蓄電量、温度などは、各バッテリのBMUによって監視される。監視されたバッテリ121、122の情報は、ECU140と共有される。BMUは、後述のECU140からの制御指令、又は、上記の監視結果によりスイッチ1213等を制御することにより、バッテリ本体1211等の充放電を制限する。スイッチ1213の詳細については後述する。なお、BMU1212は、コネクタ(不図示)を介してECU140と通信する。BMU1212は、そのコネクタを介して制御用の電力の供給を受ける。
バッテリ122についても、バッテリ121と同様である。なお、スイッチ1213とスイッチ1223は、FETなどの半導体素子であってもよい。The
The
ECU140には、スロットル(アクセル)センサ180からの出力要求の情報が入力される。ECU140は、入力された出力要求の情報に基づいて、コンタクタ115、バッテリ120、PDU130などを制御する。例えば、ECU140は、バッテリ120を制御することにより、バッテリ120の充放電を規制することができる。ECU140は、コンタクタ115を制御することにより、バッテリ120に対する電力の供給とバッテリ120からの放電を切換える。ECU140は、PDU130が電動モータ135に供給する電力を制御することによって、電動モータ135の駆動を制御する。なお、図2に示したブロック図においては、充電器150も電動二輪車1の走行を制御する制御システム10に含めているが、充電器150を、電動二輪車1に着脱可能なように構成してもよい。この場合、充電器150は、電動二輪車1の外部に設けられていてもよい。なお、充電器150による充電の方法は、一般的な方法を選択してもよい。
Information about an output request from the throttle (accelerator)
コンタクタ115(第2スイッチ)は、バッテリ121の低電位側端子121Nとバッテリ122の高電位側端子122Pとの間に設けられている。コンタクタ115は、バッテリ121の低電位側端子121Nとバッテリ122の高電位側端子122Pとの間を接続し、及び接続を断つ。コンタクタ115は、導通状態でバッテリ120を直列に接続する。コンタクタ115は、遮断状態でバッテリ120の直列の接続を解除する。コンタクタ115が遮断状態にある期間には、少なくとも充電器150がバッテリ120に電力を供給する期間が含まれる。
The contactor 115 (second switch) is provided between the low
なお、コンタクタ115が開放状態にある場合のコンタクタ115の許容電圧は、バッテリ120の電圧に対して十分大きく設定されており、少なくともバッテリ120の電圧の変動範囲の上限値(最大電圧値)よりも大きいものとする。
The allowable voltage of the
[電気回路の駆動系の接続構成の例]
電気回路110の駆動系のバッテリ120と、コンタクタ115と、PDU130は、電気回路110により直列に電気的に接続されている。上記の通りバッテリ120は、バッテリ121とバッテリ122とを含み、バッテリ121とバッテリ122とを直列接続可能である。バッテリ121には、バッテリ本体1211とスイッチ1213が内蔵されている。バッテリ122には、バッテリ本体1221とスイッチ1223が内蔵されている。[Example of connection configuration of drive system of electric circuit]
The
バッテリ本体1211とバッテリ本体1221の組は、電源の一例である。スイッチ1213又はスイッチ1223は、第1スイッチの一例である。PDU130は、負荷の一例である。電気回路110は、バッテリ120と、コンタクタ115と、PDU130とを直列に電気的に接続する。つまり、電気回路110は、バッテリ本体1211及びバッテリ本体1221と、スイッチ1213又はスイッチ1223と、コンタクタ115と、PDU130とを直列に電気的に接続する。このPDU130の電源線に、コンデンサ133と電圧検出部134が並列に接続されている。
The set of the
[電気回路の作用]
ECU140は、バッテリ120のBMUからバッテリ120の状態を取得する。ECU140は、PDU130の電圧検出部134からPDU130の電源側の電圧を取得する。ECU140は、スロットルセンサ180等から利用者の操作を検出する。例えば、ECU140は、収集した情報に基づいて、コンタクタ115と、PDU130とを制御する。[Operation of electric circuit]
The
例えば、ECU140は、外部の充電器150等を利用して、充電器150の電力でバッテリ120を充電するための処理を実施する。また、ECU140は、ユーザの操作を検知して、ユーザの要求に応じて、電機二輪車1を駆動させるために、PDU130に電力を供給することで、コンデンサ133を予め充電する処理を実施する。また、ECU140は、ユーザの操作に応じて、PDU130を駆動して電機二輪車1を駆動するための処理を実施する。これらの処理は、一般的な手順に従って実施してよい。
For example, the
実施形態のECU140は、更に「電機二輪車1を稼働させている間に発生した突発事象に対する処理」を実行する。
本実施形態における突発事象とは、駆動部130により電動モータ135を駆動させている状態で、構成を保護するために実施した動作、安全な状態を維持するために実施した動作等を電気回路10の各機能部が実施したことにより、利用者が要求した処理の結果とは異なる結果を生じた事象のことである。The
The sudden event in the present embodiment refers to an operation performed to protect the configuration, an operation performed to maintain a safe state, and the like while the
より具体的な一例をあげて説明する。
例えば、バッテリ120のスイッチ1213又はスイッチ1223は、上記の制御中にECU140の処理によって遮断状態に制御されることはなく、バッテリ120内のBMUの処理などにより制御される。つまり、上記の制御中にスイッチ1213又はスイッチ1223が遮断状態になる事象は、突発事象に含まれる。A more specific example will be described.
For example, the
[突発事象の影響]
PDU130に電力を供給している最中に、上記の突発事象が発生し、スイッチ1213又はスイッチ1223の何れかが遮断状態となった場合、PDU130に対するバッテリ120からの電力の供給が停止する。[Effect of unexpected event]
While the power is being supplied to the
一方で、ECU140は、この突発事象の発生を検知できていない状態が継続している間は、PDU130に電動モータ135を駆動するための制御信号を供給し続ける。バッテリ120から電力が供給されないため、PDU130は、コンデンサに蓄えられている電力を消費して電動モータ135の駆動を継続するが、コンデンサの蓄電量が枯渇すると電動モータ135を駆動することができなくなる(第1の影響)。
On the other hand, the
実施形態の場合、バッテリ120のスイッチ1213又はスイッチ1223の許容電圧は、バッテリ120の電源電圧より小さい。上記の突発事象が発生すると、スイッチ1213スイッチ1223に印加される電圧が、スイッチ1213の許容電圧を超える、又は、スイッチ1223に印加される電圧が、スイッチ1223の許容電圧を超えることが生じ得る(第2の影響)。この第2の影響は、電機二輪車1の走行ができない状況を招くことがある。第2の影響については、このような状況が生じないように回避することが必要である。
In the case of the embodiment, the allowable voltage of the
[突発事象の影響の回避について]
実施形態の電気回路10は、下記の処理を行うことで、上記の影響が生じることを回避する。以下、その詳細について説明する。[Avoiding the effects of unexpected events]
The
図3は、実施形態の突発事象の影響を回避するための処理が実施された場合の動作を説明するための図である。この図には、突発事象が発生してからのコンデンサ133の電圧Vin(V)の変化を示す。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation when the processing for avoiding the influence of the unexpected event of the embodiment is performed. This figure shows the change in the voltage Vin(V) of the
図4は、実施形態の突発事象の影響を回避するための処理のフローチャートである。
まず、時刻t1において、バッテリ120のスイッチ1213又はスイッチ1223が遮断状態になる突発事象が発生する(SA0)。これにより、コンデンサ133の電圧が低下し始めるが、電動モータ135の駆動は継続する(SA1)。FIG. 4 is a flowchart of a process for avoiding the influence of the unexpected event according to the embodiment.
First, at time t1, an unexpected event occurs in which the
次に、コンデンサ133の電圧が、予め定められた閾値THより低下したか否かを判定する(SA2)。コンデンサ133の電圧が閾値THより低下していない場合には、ECU140は、処理をSA1に戻す。
Next, it is determined whether or not the voltage of the
次に、コンデンサ133の電圧が閾値THより低下した場合には、ECU140は、PDU130を制御して、電動モータ135に電流を供給することを停止させる(SA3)。つまり、時刻t3において、PDU130が備える半導体スイッチとしてのFETを全てOFF状態にする。これにより、電気回路110上を、電動モータ135に対して電力を供給する方向に流れる電流が、2箇所で遮断される。
Next, when the voltage of the
次に、時刻t3から所定時間経過した後、ECU140は、コンタクタ115を遮断状態にする(SA4)。これにより、時刻t5において、電気回路110が少なくとも2箇所で遮断され、スイッチ1213又はスイッチ1223に印加される電圧が無くなることにより、上記の第2の影響の発生を回避する。
Next, after a lapse of a predetermined time from the time t3, the
上記の処理についての説明を補足する。
コンデンサ133の電圧が負荷(電動モータ135)により消費されると、バッテリ120の電圧がそのまま維持されて、コンデンサ133の電圧のみが低下する。そのため、バッテリ120の電圧とコンデンサ133の電圧の電位差が、突発事象により遮断されたスイッチ(スイッチ1213又はスイッチ1223)に印加される。この電圧が、スイッチの許容電圧を超えると、そのスイッチが破壊される可能性がある。The description of the above processing will be supplemented.
When the voltage of the
これに対して、電気回路10の閉回路内に、上記のスイッチに加えて、他の開閉器(スイッチ)を配置し、突発事象発生時に迅速にこのスイッチを切断する実施例が考えられる(実施例1)。なお、実施例1の方法を、機械的な開閉器(スイッチ)で実現する場合、回路の切断に要する時間は100ミリ秒程度かかることが見込まれる。
On the other hand, an embodiment is conceivable in which, in addition to the above-mentioned switch, another switch (switch) is arranged in the closed circuit of the
上記の実施例1の機械的な開閉器(スイッチ)に代えて、電気式スイッチで実現する対策が考えられる(実施例2)。この場合、機械的要素に依存する時間遅れが無く、回路の切断に要する時間を短縮できるので、応答時間短縮の観点で好適である。電気式スイッチを利用することで、例えば、コンデンサ133の電荷が10ミリ秒程で消費されるような場合でも、その過程で消費を抑制するための処理を行うことができる。
Instead of the mechanical switch (switch) of the first embodiment described above, a countermeasure realized by an electric switch can be considered (second embodiment). In this case, there is no time delay depending on the mechanical element and the time required for disconnecting the circuit can be shortened, which is preferable from the viewpoint of shortening the response time. By using the electric switch, for example, even when the charge of the
ただし、電気回路110内に、メインスイッチとしての機械的な開閉器を設ける場合、更に電気式スイッチを併せて設けることが必要になる。そこで、更に電気式スイッチを追加することなく、応答性を確保するために、本実施形態では、PDU130の制御を組み合わせている。
However, when a mechanical switch as a main switch is provided in the
PDU130は、電動モータ135を駆動するためのインバータ131、つまり半導体スイッチを備えている。PDU130は、この半導体スイッチを、予め定められた条件が充足される場合に、電気回路110の電流を遮断することに利用する。
The
実施形態によれば、制御システムは、バッテリ120の本体と、バッテリ120内のスイッチ(第1スイッチ)と、PDU130とを直列に電気的に接続する閉回路と、PDU130に並列に接続されるコンデンサ133と、上記の第1スイッチの状態が、第1スイッチに印加される電圧が第1スイッチの許容電圧を超えた過電圧状態になることを抑制するECU140(保護部)と、を備える。EUC140は、第1スイッチが開放状態になった場合に、PDU130の稼働状態を調整して、電力消費を制限することにより、第1スイッチが過電圧状態になることを抑制して、上記の第1スイッチの信頼性をより高めることができる。
According to the embodiment, the control system includes a closed circuit that electrically connects the main body of the
なお、第1スイッチの過電圧状態とは、第1スイッチに印加される電圧が、第1スイッチの許容電圧を超えた状態のことである。第1スイッチの許容電圧とは、開放状態における許容最大端子間電圧のことである。第1スイッチの開放状態には、電気回路10に通電させている導通状態から開放状態に遷移した後の状態が含まれる。
The overvoltage state of the first switch is a state in which the voltage applied to the first switch exceeds the allowable voltage of the first switch. The allowable voltage of the first switch is the maximum allowable terminal voltage in the open state. The open state of the first switch includes the state after the transition from the conductive state in which the
なお、上記の過電圧状態は、コンデンサ133の電圧が所望の電圧(電源電圧)以下に低下した状態に含まれる。より具体的には、上記の過電圧状態は、コンデンサ133の電圧が、バッテリ121又はバッテリ122の単独の電圧以下に低下した状態に含まれる。
The overvoltage state described above is included in a state in which the voltage of the
また、上記のコンデンサ133の負荷には、電動モータ135と、電動モータ135を駆動するPDU130(駆動部)とが含まれる。ECU140は、第1スイッチが開放状態になった場合に、PDU130から電動モータ135に対する電力供給を遮断するように制御することにより、第1スイッチが過電圧状態になることを抑制してもよい。
The load of the
また、ECU140は、コンデンサ133の電圧に基づいて、第1スイッチの開放状態を検出することで、第1スイッチが過電圧状態になることを抑制してもよい。
Further, the
また、制御システム10は、電気回路110において、バッテリ120の本体と、バッテリ120内のスイッチ(第1スイッチ)と、PDU130とに直列に接続されたコンタクタ115(第2のスイッチ)を備える。ECU140は、第1スイッチが開放状態になった場合に、コンタクタ115を開放状態にすることにより、第1スイッチが過電圧状態になることを抑制してもよい。
Further, the
また、ECU140は、第1スイッチが開放状態になった場合に、PDU130の電力消費を制限した後に、コンタクタ115を開放状態にすることにより、第1スイッチが過電圧状態になることを抑制してもよい。
Further, when the first switch is in the open state, the
また、バッテリ120は、電源として、直列に接続される複数のバッテリ本体を含む。
コンタクタ115は、複数のバッテリ本体を含む電気回路110に設けられており、ECU140の制御により電気回路110を開くことにより、第1スイッチが過電圧状態になることを抑制してもよい。Further, the
The
また、開放状態にある第1スイッチの許容電圧が電源の電圧値より小さくてもよい。 Further, the allowable voltage of the first switch in the open state may be smaller than the voltage value of the power supply.
なお、実施形態によるECU140は、コンピュータシステムを含む。ECU140は、上記の処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、その記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
The
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 Further, the "computer-readable recording medium" means a volatile memory (for example, a DRAM (Dynamic) in a computer system serving as a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)) which holds the program for a certain period of time. Further, the program may be transmitted from a computer system that stores the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the "transmission medium" for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. Further, the program may be a program for realizing a part of the functions described above. Further, it may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.
以上、本発明の実施形態について図面を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to these embodiments and various modifications and substitutions may be made without departing from the scope of the present invention. it can.
1・・・電動二輪車(移動体)
10・・・制御システム
110・・・電気回路(閉回路)
115・・・コンタクタ(第2スイッチ)
120、121、122・・・バッテリ
120C・・・バッテリ収納部
130・・・PDU(負荷)
133・・・コンデンサ(蓄電部)
135・・・電動モータ
140・・・ECU(保護部)
150・・・充電器
1211、1221・・・バッテリ本体(電源)
1212、1222・・・BMU
1213、1223・・・スイッチ(第1スイッチ)。1... Electric motorcycle (moving body)
10...
115... Contactor (second switch)
120, 121, 122...
133... Capacitor (power storage unit)
135...
150...
1212, 1222...BMU
1213, 1223... Switch (first switch).
Claims (8)
前記負荷に並列に接続される蓄電部と;
前記第1スイッチの状態が、前記第1スイッチに印加される電圧が前記第1スイッチの許容電圧を超えた過電圧状態になることを抑制する保護部と;
前記閉回路において前記電源と、前記第1スイッチと、前記負荷とに直列に接続された第2スイッチと;
を備え、
前記保護部は、前記第1スイッチが開放状態になった場合に、前記負荷の稼働状態を調整することにより、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制し、
前記保護部は、前記第1スイッチが前記開放状態になった場合に、前記第2スイッチを開放状態にすることにより、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制する、
制御システム。A closed circuit that electrically connects the power supply, the first switch, and the load in series;
A power storage unit connected in parallel to the load;
A protection unit that prevents the state of the first switch from becoming an overvoltage state in which the voltage applied to the first switch exceeds the allowable voltage of the first switch;
A second switch connected in series with the power source, the first switch, and the load in the closed circuit;
Equipped with
The protection unit prevents the first switch from being in the overvoltage state by adjusting an operating state of the load when the first switch is in an open state,
The protection unit prevents the first switch from being in the overvoltage state by opening the second switch when the first switch is in the opening state,
Control system.
前記保護部は、前記第1スイッチが前記開放状態になった場合に、前記駆動部から前記電動機に対する電力供給を遮断するように制御することにより、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制する、
請求項1に記載の制御システムThe load includes a drive unit that drives an electric motor,
When the first switch is in the open state, the protection unit controls the drive unit to cut off power supply to the electric motor, thereby preventing the first switch from being in the overvoltage state. Suppress,
The control system according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の制御システム。The protection unit detects an open state of the first switch based on a voltage of the power storage unit and suppresses the first switch from being in the overvoltage state;
The control system according to claim 1 or 2.
請求項1に記載の制御システム。When the first switch is in the open state, the protection unit opens the second switch after limiting the power consumption of the load, so that the first switch is brought into the overvoltage state. To suppress
The control system according to claim 1.
前記第2スイッチは、前記複数の電池を含む前記閉回路に設けられている、
請求項1又は請求項5に記載の制御システム。The power source includes a plurality of batteries connected in series,
The second switch is provided in the closed circuit including the plurality of batteries,
The control system according to claim 1 or claim 5.
請求項1から請求項3、請求項5、及び請求項6の何れか1項に記載の制御システム。The allowable voltage of the first switch in the open state is smaller than the voltage value of the power supply,
The control system according to any one of claims 1 to 3, claim 5, and claim 6.
前記負荷に並列に接続される蓄電部と;
前記第1スイッチの状態が、前記第1スイッチに印加される電圧が前記第1スイッチの許容電圧を超えた過電圧状態になることを抑制する保護部と;
前記閉回路において前記電源と、前記第1スイッチと、前記負荷とに直列に接続された第2スイッチと;
を備え、
前記保護部は、前記第1スイッチが開放状態になった場合に、前記負荷の稼働状態を調整することにより、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制し、
前記保護部は、前記第1スイッチが前記開放状態になった場合に、前記第2スイッチを開放状態にすることにより、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制する、
移動体。A closed circuit that electrically connects the power supply, the first switch, and the load in series;
A power storage unit connected in parallel to the load;
A protection unit that prevents the state of the first switch from becoming an overvoltage state in which the voltage applied to the first switch exceeds the allowable voltage of the first switch;
A second switch connected in series with the power source, the first switch, and the load in the closed circuit;
Equipped with
The protection unit prevents the first switch from being in the overvoltage state by adjusting an operating state of the load when the first switch is in an open state,
The protection unit prevents the first switch from being in the overvoltage state by opening the second switch when the first switch is in the opening state,
Moving body.
前記第1スイッチが開放状態になった場合に、前記負荷の稼働状態を調整することにより、前記第1スイッチの状態が、前記第1スイッチに印加される電圧が前記第1スイッチの許容電圧を超えた過電圧状態になることを抑制することと、
前記第1スイッチが前記開放状態になった場合に、前記第2スイッチを開放状態にすることにより、前記第1スイッチが前記過電圧状態になることを抑制することと、を含む、
制御方法。A closed circuit that electrically connects a power supply, a first switch, and a load in series; a power storage unit that is connected in parallel to the load; and a power supply, the first switch, and the load in the closed circuit. A second switch connected in series;
When the first switch is in the open state, the operating state of the load is adjusted so that the state of the first switch is such that the voltage applied to the first switch is the allowable voltage of the first switch. To suppress exceeding overvoltage condition,
Suppressing the first switch from entering the overvoltage state by opening the second switch when the first switch is in the open state.
Control method.
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