WO2023152590A1 - 車両用電源装置の動作診断方法及び車両用電源装置 - Google Patents

車両用電源装置の動作診断方法及び車両用電源装置 Download PDF

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WO2023152590A1
WO2023152590A1 PCT/IB2023/050716 IB2023050716W WO2023152590A1 WO 2023152590 A1 WO2023152590 A1 WO 2023152590A1 IB 2023050716 W IB2023050716 W IB 2023050716W WO 2023152590 A1 WO2023152590 A1 WO 2023152590A1
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output relay
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岩 李
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ロベルト·ボッシュ·ゲゼルシャフト·ミト•ベシュレンクテル·ハフツング
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/54—Testing for continuity

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle power supply device, and in particular, to a vehicle power supply device that enables two types of voltage supply using a DC/DC converter, and controls the connection of a battery to a DC/DC converter. Reliability improvement of relay connection diagnosis, simplification of configuration, etc.
  • FIG. 6 shows an example of the basic circuit configuration of such a conventional vehicle power supply device, and the conventional device will be described below with reference to the same figure.
  • This vehicle power supply device comprises a DC/DC converter 510 and a battery management system ("BMSJ ) 520 and a 12V battery 530 as main components.
  • BMSJ battery management system
  • the DC/DC converter 510 is configured to step up the voltage of 12 V and output 48 V, and step down the voltage of 48 V to output 12 V. .
  • a 12 V battery 530 is connected to the step-down side of this DC/DC converter 510.
  • a 48V lithium battery 521 is connected to the boost side to configure a 48V power supply circuit.
  • Loads such as various electronic circuits are connected to the 12 V power circuit side, and a motor drive circuit, for example, is connected to the 48 V power circuit side. (Indicated as "M" in FIG. 6) 540 is connected.
  • the battery management system 520 has the lithium battery 521 as described above, and a battery electronic control unit ( In FIG. 6, 523 is provided, which is indicated as "B-ECU".
  • This lithium battery 521 is connected between the 48V high voltage line 511 and the ground in the order of the output relay 522 and the lithium battery 521 from the 48V high voltage line 511 side. They are connected in series.
  • the output relay 522 is for controlling the power supply from the lithium battery 521 to the motor drive circuit 540, and its opening and closing is controlled by the battery electronic control unit 523. It has become so.
  • the relay as described below relay connection diagnostics may be performed. That is, after driving the output relay 522, the voltage across the output relay 522 is detected, and if the voltage difference across the two ends is below a predetermined value, the relay connection is diagnosed as normal. On the other hand, when the voltage difference exceeds a predetermined value, a relay connection diagnosis is well known, which diagnoses a relay connection failure.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-61209
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-135825
  • pre-charging is performed by charging the capacitor included in the circuit on the 48 V high voltage line 511 side before connecting the output relay 522. This is done from the viewpoint of preventing the occurrence of so-called inrush current when connecting 22. Therefore, after sufficient precharging, the potential difference across the output relay 522 almost disappears, and depending on the presence or absence of a change in the potential difference across the output relay 522 before and after the relay connection, the relay The method of judging whether the connection is good or bad is not suitable for a power supply device that employs precharging. Therefore, there is a demand for a method that enables the judgment of whether the relay connection is good or bad regardless of the presence or absence of precharging.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned actual situation.
  • a device operation diagnosis method and a vehicle power supply device are provided.
  • a method for diagnosing the operation of a vehicle power supply device comprises: a first battery; and outputting a voltage higher than the output voltage of the first battery. and a DC/DC converter capable of step-up operation and step-down operation, wherein the DC/DC converter increases the output voltage of the first battery by the step-up operation.
  • the DC/DC converter increases the output voltage of the first battery by the step-up operation.
  • the step-up output stage is configured to generate the same voltage as the output voltage of the DC/DC converter and is configured to be capable of charging the first battery. From the stage side, the output relay and the second battery are connected in series in this order.
  • An operation diagnosis method capable of judging whether the connection of the output relay is good or bad in a vehicle power supply device configured to be able to control the opening and closing of the output relay, the operation diagnosis method comprising: precharge the circuit connected to the boost output stage side by the DC/DC converter, and the output relay is precharged when the voltage on the boost output stage side of the output relay reaches a target charging voltage. is driven to close the output relay, and when a current flowing through the output relay is detected, it is determined that the connection of the output relay is normal.
  • a vehicle power supply device includes a first battery and a second battery that outputs a voltage higher than the output voltage of the first battery.
  • a DC/DC converter configured to be capable of step-up operation and step-down operation, wherein the voltage step-up operation reduces the output voltage of the first battery to the same level as the output voltage of the second battery. while enabling the second battery to be charged, generating the same voltage as the output voltage of the first battery based on the output voltage of the second battery by the step-down operation,
  • a DC/DC converter configured to charge the first battery is provided, and between the boost output stage from which the boosted voltage of the DC/DC converter is obtained and the ground, from the boost output stage side:
  • An output relay, the second battery, and a current sensor are connected in series in this order, and a battery electronic control unit configured to be able to control opening and closing of the output relay is provided, and the DC/DC converter
  • a vehicle control electronic control unit is provided which is configured to be capable of controlling the operation of the vehicle, and the first battery and the second battery are configured to be capable of supplying power supply voltages to circuits requiring respective voltages.
  • the electronic control unit for vehicle control precharges a circuit connected to the boost output stage side of the DC/DC converter. while causing the battery electronic control unit to set the voltage on the boost output stage side of the output relay to a target Driving the output relay to close the output relay when the charging voltage is reached, and then connecting the output relay when it is determined that the current sensor detects current. is determined to be normal.
  • a minute potential difference is intentionally generated between both ends of the relay contact by precharging, and the minute potential difference generates a minute current when the relay is connected, By detecting this, it is possible to diagnose whether the relay connection is good or not. This has the effect of making it possible to diagnose whether the relay connection is good or bad.
  • Fig. 1 is a configuration diagram showing a configuration example of a vehicle power supply device according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a subroutine flow chart showing a processing procedure in the first half of operation diagnosis processing executed in the vehicle power source device according to the embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 is a subroutine flow chart showing a processing procedure in the second half of the operation diagnosis processing executed in the vehicle power source device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 A timing diagram schematically showing the operating state of the main part when the output relay is normally connected.
  • FIG. 5 A timing diagram schematically showing the operating state of the main part when the connection of the output relay becomes defective.
  • Fig. 6 is a configuration diagram showing a schematic configuration example of a conventional vehicle power supply device.
  • a vehicle power supply device includes a DC/DC converter 101, a battery management system (denoted as "BMSJ" in FIG. 1) 201, and a 12V vehicle battery (see 1 battery) 51 and an electronic control unit for vehicle control (represented as rvcuj in Fig. 1) 102 as main components.
  • BMSJ battery management system
  • 12V vehicle battery see 1 battery
  • rvcuj electronic control unit for vehicle control
  • the DC/DC converter 101 is a bidirectional DC/DC converter. voltage) can be obtained, and 12 V (stepped down voltage) can be obtained by stepping down 48 V. Such a configuration itself is basically the same as the conventional one.
  • a 48V power supply is required between the 48V high voltage line 2 connected to the boost output stage of the DC/DC converter 101 and the ground line 3.
  • Motor 103 is connected.
  • the motor 103 also includes a drive circuit.
  • an output relay 11 between the 48V high voltage line 2 and the ground line 3 are an output relay 11, a 48V vehicle battery (second battery) 52 using a lithium battery, and a current sensor 12 are connected in series in this order from the 48V high voltage line 2 side.
  • the battery management system 201 controls the power supply from the 48V vehicle battery 52, and includes the output relay 11, the 48V vehicle battery 52, and the current Along with the sensor 12, it is equipped with a battery electronic control unit (indicated as "B-ECUJ” in Fig. 1) 210 and an input/output interface circuit (indicated as "I/F” in Fig.1) 211. It is composed of
  • the battery electronic control unit 210 is, for example, a microphone having a well-known configuration It is equipped with storage elements (not shown) such as RAM and ROM around a computer, and is configured to be capable of executing opening/closing control of the output relay 11, which will be described later.
  • the input/output interface circuit 211 converts the voltage across the output relay 11 into a signal/voltage suitable for voltage measurement by the battery electronic control unit 210 and outputs it. It is for Such a circuit configuration itself is conventionally well known. Furthermore, the input/output interface circuit 211 inputs the detection signal of the current sensor 12, converts it into a signal and voltage suitable for measuring the current value in the battery electronic control unit 210, and outputs it. It's becoming
  • the voltage across the output relay 11 that is, the voltage on the 48V high voltage line 2 side and the voltage on the 48V vehicle battery 52 side are , are input to the input/output interface circuit 211 respectively, subjected to processing such as signal conversion as described above, and input to the battery electronic control unit 210 .
  • the electronic control unit for vehicle control 102 like the battery electronic control unit 210 described above, has a microcomputer and the like as main components, and controls the engine (not shown). It is configured to be capable of executing various vehicle motion controls such as motion control, and basically has the same configuration as the conventional one.
  • the vehicle control electronic control unit 102 and the battery electronic control unit 210 are provided to be capable of CAN communication via a CAN (Controller Area Network) cable 4, and the battery electronic control unit 2 1 In addition to the communication between the two that is required for the operation similar to the conventional one of ⁇ , the communication that is required when executing the operation diagnosis method of the vehicle power supply device in the embodiment of the present invention described later is performed. It is supposed to be done.
  • FIG. 1 the operation diagnosis processing procedure of the vehicle power supply device in the embodiment of the present invention shown in FIGS. 2 1 ⁇
  • the processing executed in the electronic control unit 102 for vehicle control is indicated by "VCU” in parentheses, and by the battery electronic control unit.
  • the processing executed in the unit 210 is marked with the notation "BMS" in parentheses.
  • the operation diagnosis processing of the vehicle power supply device shown in Figs. 2 and 3 is started when an ignition switch (not shown) is turned on. .
  • the BMS startup diagnosis is executed in the battery electronic control unit 210 (step S1 in FIG. 2). 10). That is, in the battery electronic control unit 210, a predetermined start-up diagnosis is executed at start-up.
  • the BMS start-up diagnosis in this battery electronic control unit 210 is not limited to a specific diagnosis content because the specific diagnosis content differs depending on the configuration of the battery management system 201. Concrete examples of diagnosis contents include, for example, whether the 48V onboard battery 52 is good or bad, or whether the current sensor 12 is good or bad.
  • step S120 if it is determined that the start-up diagnosis is completed (if YES), the battery electronic control unit 210 notifies the vehicle control electronic control unit 102 that the diagnosis has been completed.
  • a notification is sent (see step S130 in FIG. 2). That is, in order to inform the electronic control unit 102 for vehicle control that the above-described start-up diagnosis is completed, a notice of completion of start-up in a predetermined signal format is sent to the electronic control unit 102 for vehicle control via CAN communication. be believed.
  • step S120 if it is determined in step S120 that the start-up diagnosis has not yet been completed (if NO), the start-up diagnosis will continue to be continued until it is determined that the start-up diagnosis has been completed.
  • a voltage notification transmission is performed from the battery electronic control unit 210 to the vehicle control electronic control unit 102 (see step S140 in FIG. 2). That is, the voltage of the 48V vehicle battery 52 at this point, that is, the voltage at the contact of the output relay 11 on the 48V vehicle battery 52 side (hereinafter referred to as "pack voltage" for convenience of explanation) is , is measured in the battery electronic control unit 210, and the measured value is transmitted as a voltage notification in a predetermined signal format to the vehicle control electronic control unit 102 by CAN communication. .
  • step S150 in FIG. 2 target charge voltage calculation and charge command are performed (see step S150 in FIG. 2). That is, in the precharging performed before power is supplied to the motor 103 by the 48V onboard battery 52, the calculation of the target charging voltage, which is the target voltage at which precharging ends, is performed by the electronic control unit 1 for vehicle control. Performed at 0.2.
  • the predetermined value a is IV in the embodiment of the present invention, for example. and should not be limited to this example.
  • This predetermined value a is the potential difference between the nodes between the 48V high voltage line 2 and the 48V vehicle battery 52 when the output relay 11 is normally connected, as will be described later. be.
  • a current flows through the output relay 11 according to the predetermined value a, which is the potential difference between the nodes.
  • a voltage that is slightly different from the pack voltage is sufficient for the predetermined value a.
  • the electronic control unit 102 for vehicle control supplies the DC/DC converter 101 with the target charging voltage calculated above, and the 48V high voltage line 2 by precharging.
  • a charge command is output to command the start of the precharge operation with the target voltage of the target voltage (see step S150 in FIG. 2).
  • the DC/DC converter 101 the voltage of the 12V vehicle battery 51 is is started to generate a 48V voltage, and the 48V high voltage line 2 side is precharged.
  • precharging as described above is performed when the circuit on the side of the 48V high voltage line 2, that is, when the electronic circuit represented by the motor 103 includes a capacitor, This is to prevent a so-called inrush current to the capacitor, which is generated when the output relay 11, which will be described later, is connected without performing this precharging. That is, when the inrush current is large, there is a risk of melting the contact portion of the output relay 11 or damaging other electronic components. Inrush current generation can be prevented.
  • the battery electronic control unit 210 it is determined whether or not the voltage difference between the nodes exceeds a predetermined value a (see step S160 in FIG. 2).
  • the node voltage difference is the difference between the voltage of the 48V high voltage line 2 and the pack voltage. It should be noted that the output relay 11 is open while this precharging is being performed.
  • the process of determining whether or not the voltage difference between nodes exceeds the predetermined value ⁇ ! may be executed in the electronic control unit 102 for vehicle control.
  • the electronic control unit b102 for vehicle control the voltage on the side of the 48V high-voltage line 2 and the voltage on the positive side of the 48V vehicle battery 52 are obtained by voltage sensors of other circuits, respectively. It is preferable to divert these voltages [ 0 0 3 1 ]
  • the battery electronic control unit 2 1 ⁇ when it is determined that the voltage difference between the nodes exceeds the predetermined value a (if YES), the vehicle control electronic control unit 1 A charging completion notification is sent to 02 (see step S170 in FIG.
  • a charge completion notification in a predetermined signal format is transmitted to the electronic control unit for vehicle control 102 via CAN communication. It will be done.
  • the predetermined value a is preferably the same predetermined value as that used to calculate the set value of the target charging voltage in the previous step S15. 1 V setting.
  • the vehicle control electronic control unit 102 which has received the charging completion notification, transmits a relay connection command to the battery electronic control unit 210 (step in FIG. 3). See S18 ⁇ ). That is, a relay connection command in a predetermined signal format is transmitted from the vehicle control electronic control unit 102 to the battery electronic control unit b210 through CAN communication.
  • the battery electronic control unit 210 determines whether the relay connection command is received (see step S190 in FIG. 3). That is, the battery electronic control unit 210 determines whether or not the above-described relay connection command from the vehicle control electronic control unit 102 is received.
  • the battery electronic control unit 21 ⁇ determines that the relay connection command from the vehicle control electronic control unit 1 ⁇ 2 has been received (if YES)
  • the battery electronic control unit 21 ⁇ A relay connection is made (see step S200 in FIG. 3). That is, the battery electronic control unit 210 drives the output relay 11 to the closed state.
  • the battery electronic control unit 210 determines whether the connection state is good or bad (see step S210 in FIG. 3). That is, in the battery electronic control unit 210, it is determined whether or not the connection of the output relay 11 is normal. Specifically, it is determined whether or not the current sensor 12 detects a current exceeding the reference current value for a period exceeding the reference time Ts. More specifically, for example, in an embodiment of the present invention, it is determined whether or not a current exceeding 300 mA has been detected for at least 200 msec.
  • the target charging voltage is set to a voltage exceeding the pack voltage.
  • the current flows from the 48V high voltage line 2 side to the 48V vehicle battery 52 .
  • Such an inflow of current into the battery is within the normal allowable range of operation, is conventional practice, and does not cause any inconvenience to the circuit.
  • step S240 the detection limit elapsed time, which is the preset elapsed time, has elapsed since the output relay 11 was brought into the connected state (see step S200 in FIG. 3). It is determined whether or not
  • the detection limit elapsed time is set to 500 msec. Since the appropriate value differs for each individual depending on various specifications, etc., it is preferable to determine it based on test results and simulation results in consideration of the circuit configuration, etc.
  • step S240 if the battery electronic control unit 210 determines that the detection limit elapsed time has passed (if YES), connect the output relay 11 is determined to be defective (see step S250 in FIG. 3), and a notification of relay connection failure is transmitted to the electronic control unit 102 for vehicle control (see FIG. 3). 3, step S26 ⁇ ). That is, a relay connection failure notification in a predetermined signal format for informing vehicle control electronic control unit 102 that the connection of output relay 11 has failed is sent to the battery electronic control unit via CAN communication. It will be sent from 2 1 ⁇ to the electronic control unit 1 ⁇ 2 for vehicle control. On the other hand, in step S240, if it is determined by the battery electronic control unit 21 that the detection limit elapsed time has not elapsed (if NO), the previous step S21 Return to ⁇ , and the process after the same step will be repeated.
  • FIG. 4(A) shows changes in the operating state (VCU operation) in the electronic control unit 102 for vehicle control
  • FIG. 4(D) shows the operation in the battery electronic control unit 210.
  • FIG. 4 is a timing diagram schematically showing changes in state (BMS operation) as stepwise changes.
  • the notation "VCU” on the vertical axis of FIG. 4(A) means that the vertical axis indicates the operating state of the electronic control unit 102 for vehicle control
  • the notation of "BMS” respectively means that the vertical axis indicates the operating state of the battery management system 201.
  • FIGS. 4(A) and 4(D) a certain operation state is denoted as "ST", and numbers are assigned in ascending order of change in the operation state, and each operation
  • FIG. 4(B) is a timing diagram schematically showing voltage changes during precharging on the 48V high voltage line 2 side
  • FIG. 4(E) is a current sensor 1 2 is a timing diagram schematically showing changes in the detection current (B AT current) according to 2.
  • FIG. 4(C) is a timing diagram schematically showing the ON/OFF (RL connection) of the output relay 11, and FIG. • Off ( I
  • G-SW ⁇ N/OFF is a timing diagram that schematically shows the notation of “CH” on the vertical axis of FIG.
  • the notation of “RL” on the vertical axis in Fig. 4(C) is
  • the notation "BAT" on the vertical axis of FIG. 4(E) means that the vertical axis indicates the connection state of the relay 11, and that the vertical axis indicates the current detected by the current sensor 12.
  • the DC/DC converter 101 switches from the step-up mode to the step-down mode immediately even if the voltage on the 48V high voltage line 2 side reaches the target charging voltage. It is assumed that the basic switching mode for maintaining the target charging voltage is maintained until the step-up mode is stopped as will be described later.
  • the structure itself is similar to the conventional one. Therefore, by adopting the configuration described above, the voltage on the side of the 48 V high voltage line 2 remains at the target value for a while until the output relay 11 is closed even after precharging is completed.
  • a state in which the charging voltage is substantially maintained in other words, a voltage difference between the nodes, which is the difference between the target charging voltage and the pack voltage, is maintained, so when the output relay 11 is closed, no A current corresponding to the voltage difference between the terminals can flow.
  • Output relay 11 is closed, and current begins to flow through output relay 11 due to the potential difference between the nodes (see time t3 in Figure 4 (E). ).
  • the current flowing through the output relay 11 exceeded the reference current value (the two-dot chain line in FIG. 4(E)) (see time t4 in FIG. 4) and continued for the period exceeding the reference time Ts. is detected by the battery electronic control unit 210 (see time t5 in FIG. 4(E)), it is determined that the connection of the output relay 11 is successful (see time t5 in FIG. 4(D)). .
  • the battery electronic control unit 2 1 ⁇ transmits a relay connection success notification to the vehicle control electronic control unit 1 ⁇ 2, and the vehicle control electronic control unit 1 ⁇ 2 connects DC/DC converter 1. ⁇
  • the step-up operation of 1 is stopped (see ST3 in Fig. 4 (A)).
  • FIG. 5(A) shows changes in the operating state (VCU operation) in the electronic control unit 102 for vehicle control
  • FIG. 5(D) shows the operation in the battery electronic control unit 210.
  • FIG. 10 is a timing diagram schematically showing changes in state (BMS operation) as stepwise changes.
  • FIGS. 5(A) and 5(D) a certain operation state is indicated as "ST", and numbers are assigned in ascending order of change in the operation state, and each operation separates the states.
  • FIG. 5(B) is a timing diagram schematically showing voltage changes during precharging on the 48V high-voltage line 2 side
  • FIG. 5(E) is the detected current (B 2 is a timing diagram schematically showing changes in AT current).
  • FIG. 5 (C) is a timing diagram schematically showing the on/off (RL connection) of the output relay 11, • It is a timing diagram schematically showing turning off (IG-SW ⁇ N/OFF).
  • the electronic control unit for vehicle control 102 issues a command to connect output relay 11 (see ST2 in Figure 5 (A)) to battery electronic control unit 210, and at the same time terminates precharge (see Figure 5 (A)). D), see S T 2). Even if the output relay 11 is driven to the closed state by the battery electronic control unit 21 based on the command from the vehicle control electronic control unit 102, the output relay 11 For example, if the output relay 111 remains open due to a failure, etc. (see FIG.
  • the voltage across the output relay 11 that is, the voltage of the 48V high voltage line 2 and the 12V vehicle battery 51
  • Each voltage is subjected to processing such as signal conversion (analog/digital conversion) and read into the battery electronic control unit 210, thereby realizing each voltage measurement. you don't have to.
  • a voltage sensor is provided at each end of the output relay 11, and the detection A configuration may be adopted in which the voltage is read into the battery electronic control unit 210 .
  • the present invention can be applied to automobiles in which it is desired to diagnose whether the connection of an output relay is good or bad, with a simple configuration and without interfering with the existing circuit operation.

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Abstract

新たな部品等の追加を要することなく、既存の回路動作に支障を来すことなく出力リレーの接続の良否診断を可能とする。バッテリ電子制御ユニット201は、48V高圧ライン2側の電圧が、DC/DCコンバータ101によるプリチャージによって目標充電電圧に達した際に、出力リレー11を閉成状態とすべく出力リレー11を駆動し、次いで、電流センサ12により、基準電流値を超え、基準時間を超える期間流れる電流が検出されたと判定された場合に、出カリレー11の接続が正常であると判定されるよう構成されてなるものである。

Description

[書類名] 明細書
[発明の名称] 車両用電源装置の動作診断方法及び車両用電源装置
[技術分野]
[。 0 0 1 ] 本発明は、 車両用電源装置に係り、 特に、 D C/D Cコンバータを用いて 2種類の電 圧供給を可能と した車両用電源装置において D C/D Cコンバータへ対するバッテリの 接続を制御する リ レーの接続診断の信頼性向上、 構成の簡素化等を図ったものに関する
【背景技術】
[ 0 0 0 2 ] 近年、 自動車両におけるモータやアクチュエータ、 さらに、 種々の電子機器等の搭載 要求の増加などに伴い、 従来の 1 2 V鉛電池を用いた低圧電源システムだけでは不足す る電流供給力を補うべく、 4 8 Vの高圧電源システムを設けた 1 2 / 4 8 Vのいわゆる デュアル電源回路からなる車両用電源装置が種々提案、 実用化されている (例えば、 特 許文献 1、 2等参照) 。
[ 0 0 0 3 ] 図 6には、 このような従来の車両用電源装置の基本回路構成例が示されており、 以下 、 同図を参照しつつ従来装置について概説する。 この車両用電源装置は、 D C/D Cコンバータ 5 1 0 と、 4 8 Vリチウム電池 (図 6 においては 「 L i J と表記) 5 2 1 を有するバッテリマネジメントシステム (図 6にお いては 「 B M S J と表記) 5 2 0 と、 1 2 Vバッテリ 5 3 0 とを主たる構成要素と して 構成されたものとなっている。
[ 0 0 0 4 ]
D C/D Cコンバータ 5 1 〇は、 1 2 V電圧を昇圧して 4 8 Vを出力可能とする一方 、 4 8 Vを降圧して 1 2 Vの出力が可能に構成されたものとなっている。 この D C/D Cコンバータ 5 1 〇の降圧側には、 1 2 Vバッテリ 5 3 0が接続され、
1 2 Vの電源回路が構成される一方、 昇圧側には、 4 8 Vのリチウム電池 5 2 1が接続 されて 4 8 Vの電源回路が構成されるものとなっている。 1 2 Vの電源回路側には、 種 々の電子回路等の負荷 L〇 A Dが、 4 8 Vの電源回路側には、 例えば、 モータ駆動回路 (図 6においては 「M」 と表記) 5 4 0が接続されるものとなっている。
[ 0 0 0 5 ] バッテリマネジメン トシステム 5 2 〇は、 上述のようにリチウム電池 5 2 1 を有する と共に、 このリチウム電池 5 2 1 による電源供給動作を制御するためのバッテリ電子制 御ユニッ ト (図 6においては 「B — E C U」 と表記) 5 2 3が設けられている。 このリチウム電池 5 2 1は、 4 8 V高圧ライン 5 1 1 とグランドとの間に、 4 8 V高 圧ライン 5 1 1側から、 出力リ レー 5 2 2、 リチウム電池 5 2 1の順で直列接続されて 設けられている。 出力リ レー 5 2 2は、 モータ駆動回路 5 4 0へのリチウム電池 5 2 1 による電源供給 を制御するためのものでり、 その開閉成は、 バッテリ電子制御ユニッ ト 5 2 3により制 御されるようになっている。
[ 0 0 0 6 ] かかる従来装置において、 出力リ レー 5 2 2を接続状態と してリチウム電池 5 2 1 に よるモータ駆動回路 5 4 0への電源供給を行う場合、 次述するようなリ レー接続診断が 行われることがある。 すなわち、 出力リ レー 5 2 2の駆動後に、 出力リ レー 5 2 2の両端の電圧を検出して 、 その両端の電圧差が所定値を下回っている場合には、 リ レー接続正常と診断する一方 、 その電圧差が所定値を上回っている場合には、 リ レー接続不良と診断する リ レー接続 診断が良く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
[ 0 0 0 7 ]
【特許文献 1】 特開 2 0 0 3 - 6 1 2 0 9号公報
【特許文献 2 ] 特開 2 0 1 4 - 1 3 5 8 2 5号公報
【発明の概要】
【発明が解決しよう とする課題】
【。 0 0 8 ] ところが、 リチウム電池 5 2 1 によるモータ駆動回路 5 4 0への電源供給の前に、 D
C/D C コンバータ 5 1 〇の昇圧動作を用いて 4 8 Vの電源回路側のいわゆるプリチャ ージが行われる場合があるが、 上述の 4 8 Vの電源供給前のリ レー接続診断は、 次述す るようにプリチャージ後には適さないため、 プリチャージの有無にかかわらず出力リ レ ーの接続の良否を確実に診断可能とする方策が求められている。
[ 0 0 0 9 ] すなわち、 プリチャージは、 出力リ レー 5 2 2の接続前に、 4 8 V高圧ライン 5 1 1 側の回路に含まれるキャパシタへ対する充電を行う ことで、 出力リ レー 5 2 2の接続時 のいわゆる突入電流の発生を防止する観点から行われるものである。 したがって、 十分 なプリチャージがなされた後においては、 出力リ レー 5 2 2の両端の電位差は殆どなく なり、 リ レー接続前後における出力リ レー 5 2 2の両端の電位差の変化の有無によって リ レー接続の良否判定を行う方法は、 プリチャージを採用する電源装置には適さず、 こ のため、 プリチャージの有無に関わらずリ レー接続の良否診断を可能とする方策が求め られている。
[ 0 0 1 0 ] 本発明は、 上記実状に鑑みてなされたもので、 簡易な構成で、 既存の回路動作に支障 を来すことなく 出力リ レーの接続の良否診断を可能とする車両電源装置の動作診断方法 及び車両用電源装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
[ 0 0 1 1 ] 上記本発明の目的を達成するため、 本発明に係る車両用電源装置の動作診断方法は、 第 1のバッテリ と、 前記第 1のバッテリの出力電圧より も高い電圧を出力する第 2の バッテリ と、 昇圧動作と降圧動作を可能に構成されてなる D C / D Cコンバータとを有 し、 前記 D C / D Cコンバータは、 前記昇圧動作によ り前記第 1のバッテリの出力電圧を 基に前記第 2のバッテリの出力電圧と同一の電圧を生成し、 前記第 2のバッテリ を充電 可能とする一方、 前記降圧動作により前記第 2のバッテリの出力電圧を基に前記第 1の バッテリの出力電圧と同一の電圧を生成し、 前記第 1のバッテリを充電可能に構成され てなり、 前記 D C / D Cコンバータの昇圧電圧が得られる昇圧出力段とグランドとの間には、 前記昇圧出力段側から、 出力リ レー、 前記第 2のバッテリの順に直列接続されて設けら れ、 前記出力リ レーの開閉成が制御可能に構成されてなる車両用電源装置において、 前 記出力リ レーの接続の良否を判定可能とする動作診断方法であって、 前記出力リ レーの接続前に、 前記 D C /D Cコンバータにより前記昇圧出力段側に接続 された回路に対するプリチャージを行い、 前記出力リ レーの前記昇圧出力段側の電圧が 目標充電電圧に達した際に前記出力リ レーを閉成状態とすべく駆動し、 前記出力リ レー を流れる電流が検出された場合に、 前記出力リ レーの接続が正常であると判定するよう 構成されてなるものである。 また、 上記本発明の目的を達成するため、 本発明に係る車両用電源装置は、 第 1のバッテリ と、 前記第 1のバッテリの出力電圧より も高い電圧を出力する第 2のバ ッテリ とを有し、 昇圧動作と降圧動作を可能に構成されてなる D C / D Cコンバータであって、 前記昇 圧動作により前記第 1のバッテリの出力電圧を基に前記第 2のバッテリの出力電圧と同 ーの電圧を生成し、 前記第 2のバッテリを充電可能とする一方、 前記降圧動作により前 記第 2のバッテリの出力電圧を基に前記第 1のバッテリの出力電圧と同一の電圧を生成 し、 前記第 1のバッテリを充電可能に構成されてなる D C / D Cコンバータが設けられ ヽ 前記 D C / D Cコンバータの昇圧電圧が得られる昇圧出力段とグランドとの間には、 前記昇圧出力段側から、 出力リ レー、 前記第 2のバッテリ、 電流センサの順に直列接続 されて設けられ、 前記出力リ レーの開閉成を制御可能に構成されたバッテリ電子制御ユニッ トが設けら れ、 前記 D C / D Cコンバータの動作制御を可能に構成された車両制御用電子制御ユニッ 卜が設けられ、 前記第 1のバッテリ と第 2のバッテリ とで、 それぞれの電圧を要する回路への電源電 圧の供給を可能に構成されてなる車両用電源装置であって、 前記出力 リ レーの接続前に、 前記車両制御用電子制御ユニッ トは、 前記 D C /D Cコ ンバータに前記昇圧出力段側に接続された回路に対するプリチャージを実行せしめる一 方、 前記バッテリ電子制御ユニッ トは、 前記出力リ レーの前記昇圧出力段側の電圧が目標 充電電圧に達した際に前記出力リ レーを閉成状態とすべく前記出力リ レーを駆動し、 次 いで、 前記電流センサにより電流が検出されたと判定した場合に、 前記出力リ レーの接 続が正常であると判定するよう構成されてなるものである。
【発明の効果】
［ 0 0 1 2］ 本発明によれば、 プリチャージによってリ レー接点の両端部の間に意図的に微少電位 差を生じさせ、 その微少電位差によってリ レーの接続時に微少電流を発生させて、 これ を検出することで、 リ レー接続の良否診断を可能と したので、 従来と異なり、 プリチャ ージを行う電源装置においても、 本来の動作に影響を与えることなく、 簡易な構成で確 実なリ レー接続の良否診断が実現できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
［ 0 0 1 3］
【図 1】 本発明の実施の形態における車両用電源装置の構成例を示す構成図である
〇
［図 2］ 本発明の実施の形態における車両用電源装置において実行される動作診断 処理の前半部分における処理手順を示すサブルーチンフローチャートである。
［図 3］ 本発明の実施の形態における車両用電源装置において実行される動作診断 処理の後半部分における処理手順を示すサブルーチンフローチャートである。
［図 4］ 出力リ レーの接続が正常に行われた場合の主要部における動作状態を説明 する模式的に示されたタイミング図である。
［図 5］ 出力リ レーの接続が不良となった場合の主要部における動作状態を説明す る模式的に示されたタイ ミング図である。
［図 6］ 従来の車両用電源装置の概略構成例を示す構成図である。
［発明を実施するための形態］
［ 0 0 1 4］ 以下、 本発明の実施の形態について、 図 1乃至図 5を参照しつつ説明する。 なお、 以下に説明する部材、 配置等は本発明を限定するものではなく、 本発明の趣旨 の範囲内で種々改変することができるものである。 最初に、 本発明の実施の形態における動作診断方法が適用される車両用電源装置の構 成例について、 図 1 を参照しつつ説明する。 本発明の実施の形態における車両用電源装置は、 D C/D Cコンバータ 1 0 1 と、 バ ツテリマネジメン トシステム (図 1 においては 「 B M S J と表記) 2 0 1 と、 1 2 V車 載バッテリ (第 1のバッテリ ) 5 1 と、 車両制御用電子制御ユニッ ト (図 1 においては r v c u j と表記) 1 0 2 とを、 主たる構成要素として構成されたものとなっている。
[ 0 0 1 5 ] 本発明の実施の形態における D C/D Cコンバータ 1 0 1は、 双方向 D C/D Cコン バータであり、 具体的には、 1 2 Vを昇圧することで 4 8 V (昇圧電圧) を得ることが できる一方、 4 8 Vを降圧することで 1 2 V (降圧電圧) を得ることが可能に構成され ている。 かかる構成自体は、 基本的に従来と同様のものである。
D C/D Cコンバータ 1 〇 !の降圧出力段に接続された 1 2 V高圧ライン 1 と、 グラ ン ドライン 3 との間には、 鉛電池を用いた 1 2 V車載バッテリ 5 1が接続されると共に 、 1 2 Vの電源供給を必要とする負荷 5 0が接続されている。
[ 0 0 1 6 ] また、 D C/D Cコンバータ 1 〇 1の昇圧出力段に接続された 4 8 V高圧ライン 2 と 、 グランドライン 3 との間には、 4 8 Vの電源供給を必要とするモータ 1 0 3が接続さ れている。 なお、 本発明の実施の形態において、 モータ 1 0 3は、 駆動回路をも含めた ものであるとする。 さらに、 4 8 V高圧ライン 2 とグランドライン 3 との間には、 出力リ レー 1 1 と、 リ チウム電池を用いた 4 8 V車載バッテリ (第 2のバッテリ ) 5 2 と、 電流センサ 1 2が 、 4 8 V高圧ライン 2側からこの順で直列接続されて設けられている。
[ 0 0 1 7 ] バッテリマネジメン トシステム 2 〇 1は、 4 8 V車載バッテリ 5 2による電源供給を 制御するもので、 上述した出力リ レー 1 1、 4 8 V車載バッテリ 5 2、 及び、 電流セン サ 1 2 と共に、 バッテリ電子制御ユニッ ト (図 1 においては 「 B - E C UJ と表記) 2 1 〇及び入出力インターフェイス回路 (図 1 においては 「 I / F」 と表記) 2 1 1 を備 えて構成されたものとなっている。
[ 0 0 1 8 ] バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0は、 例えば、 公知 ・ 周知の構成を有してなるマイク ロコンピュータを中心に R A Mや R O M等の記憶素子 (図示せず) を備え、 後述する出 カリ レー 1 1の開閉成制御等が実行可能に構成されたものとなっている。 本発明の実施の形態における入出力インターフェイス回路 2 1 1は、 出力リ レー 1 1 の両端の電圧を、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0による電圧計測に適した信号、 電圧 に変換して出力するためのものである。 かかる回路構成自体は、 従来から良く知られて いるものである。 さらに、 入出力インターフェイス回路 2 1 1は、 電流センサ 1 2の検 出信号を入力し、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇における電流値の計測に適した信号 、 電圧に変換して出力するものとなっている。
[ 0 0 1 9 ] 本発明の実施の形態においては、 出力リ レー 1 1 の両端の電圧、 すなわち、 4 8 V高 圧ライン 2側の電圧と、 4 8 V車載バッテリ 5 2側の電圧が、 それぞれ入出力インター フェイス回路 2 1 1 に入力され、 上述のように信号変換等の処理が施されてバッテリ電 子制御ユニッ ト 2 1 0に入力されるようになっている。
[ 0 0 2 0 ] 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2は、 上述したバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇同 様、 マイクロコンピュータなどを主要な構成要素と して、 エンジン (図示せず) の動作 制御等の種々の車両動作制御を実行可能に構成されてなるもので、 基本的に従来と同様 の構成を有してなるものである。 この車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2 とバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇は、 C A N ( Control l er Area Network)ケーブル 4を介して C A N通信が可能に設けられており 、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇の従来同様の動作等に関して必要とされる両者間の 通信が行われる他、 後述する本発明の実施の形態における車両用電源装置の動作診断方 法の実行の際に必要な通信が行われるようになっている。
[ 0 0 2 1 ] 次に、 上述した構成における車両用電源装置において実行される動作診断処理手順に ついて、 図 2及び図 3に示されたサブルーチンフローチャートを参照しつつ説明する。 まず、 図 2及び図 3に示された本発明の実施の形態における車両用電源装置の動作診 断処理手順は、 以下説明するように車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2 とバッテリ電子 制御ユニッ ト 2 1 〇 との協動動作により実行されるものとなっている なお、 図 2及び図 3に示されたサブルーチンフローチャートにおいて、 車両制御用電 子制御ユニッ ト 1 〇 2において実行される処理については、 括弧書きで” V C U ” の表 記を、 また、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において実行される処理については、 括 弧書きで” B M S ” の表記を、 それぞれ付している。
[ 0 0 2 2 ] 次に、 この図 2及び図 3に示された車両用電源装置の動作診断処理は、 図示されない イグニッションスイ ッチがオンとされたことにより開始されるものとなっている。 しかして、 かかる前提の下、 車両用電源装置の動作診断処理が開始されると、 最初に 、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において、 B M S起動診断が実行される (図 2のス テップ S 1 1 0参照) 。 すなわち、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 起動す るに際して予め定めた起動のための診断が実行される。 このバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇における B M S起動診断は、 バッテリマネジメントシステム 2 0 1 の構成等によ って、 その具体的な診断内容は異なり、 特定の診断内容に限定されるものではない。 診 断内容の具体例と しては、 例えば、 4 8 V車載バッテリ 5 2の良否判定や電流センサ 1 2 の良否等などである。
[ 0 0 2 3 ] 次いで、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 起動診断完了判定が行われる。 すなわち、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 所要の起動診断が完了したか否 かが判定される (図 2のステップ S 1 2 0参照) 。 ステップ S 1 2 〇において、 起動診断が完了したと判定された場合 ( Y E Sの場合) には、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇から車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2に対し て、 診断完了通知送信が行われる (図 2のステップ S 1 3 0参照) 。 すなわち、 上述の 起動診断が完了したことを車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2に知らしめるため、 所定 の信号形式の起動完了通知が C A N通信により車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2へ送 信されることとなる。 一方、 ステップ S 1 2 〇において、 起動診断が未だ完了していないと判定された場合 ( N Oの場合) 、 起動診断完了と判定されるまで起動診断の継続が維持されること とな る
[ 0 0 2 4 ] 次いで、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇から車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2に 対して、 電圧通知送信が行われる (図 2のステップ S 1 4 0参照) 。 すなわち、 この時点における 4 8 V車載バッテリ 5 2の電圧、 すなわち、 出力リ レー 1 1の 4 8 V車載バッテリ 5 2側の接点における電圧 (以下、 説明の便宜上 「パック電 圧」 と称する) が、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において計測され、 その計測値が 所定の信号形式で電圧通知と して C AN通信によ り車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2 へ送信されることとなる。
[ 0 0 2 5 ] 次いで、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2において、 目標充電電圧算出 • 充電指令 が行われる (図 2のステップ S 1 5 0参照) 。 すなわち、 4 8 V車載バッテリ 5 2によるモータ 1 〇 3への電源供給前に行われるプ リチャージにおいて、 プリチャージ終了とする目標電圧である目標充電電圧の算出が車 両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2において行われる。
[ 0 0 2 6 ] 本発明の実施の形態において、 目標充電電圧は、 目標充電電圧 =パック電圧 +所定値 a と して算出される。 ここで、 所定値 aは、 本発明の実施の形態においては、 例えば、 I Vとされるが、 4 8 V車載バッテリ 5 2や D C/D Cコンバータ 1 〇 1等の具体的な 仕様等を考慮して定められるべきものであり、 この例に限定されるものではない。 この所定値 aは、 後述するように出力リ レー 1 1が正常に接続された際に、 4 8 V高 圧ライン 2 と 4 8 V車載バッテリ 5 2 との間のノード間電位差となるものである。 そし て、 このノード間電位差となる所定値 aによって出力リ レー 1 1 に電流が流れるが、 そ の電流は大電流である必要はなく、 電流センサ 1 2により検出できる微少な電流で良い ため、 所定値 aは、 パック電圧に対して微少差の電圧で十分である。
[ 0 0 2 7 ] 次いで、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2により、 D C/D Cコンバータ 1 0 1 に 対して、 上述の算出された目標充電電圧が、 プリチャージによる 4 8 V高圧ライン 2の 到達電圧の目標とされて、 プリチャージ動作の開始を指令するための充電指令が出力さ れる (図 2のステップ S 1 5 0参照) 。 その結果、 D C/D Cコンバータ 1 0 1 においては、 1 2 V車載バッテリ 5 1の電圧 を昇圧し 4 8 V電圧を生成する昇圧動作が開始され、 4 8 V高圧ライン 2側に対するプ リチャージが行われること となる。
[ 0 0 2 8 ] なお、 上述のようなプリチャージを行うのは、 4 8 V高圧ライン 2側の回路、 すなわ ち、 モータ 1 0 3に代表される電子回路にキャパシタが含まれる場合、 このプリチャー ジを行う ことなく後述する出力リ レー 1 1の接続を行った場合に発生するキャパシタへ のいわゆる突入電流を防止するためである。 すなわち、 突入電流が大きい場合には、 出 カリ レー 1 1の接点部分の溶融や他の電子部品の損傷を発生させる虞があるため、 プリ チャージを行う ことで予めキャパシタ充電を行い、 上述のような突入電流の発生を防止 することができる。
[ 0 0 2 9 ] 次いで、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 ノード間電圧差が所定値 aを超 えているか否かが判定される (図 2のステップ S 1 6 〇参照) 。 ここで、 ノード間電圧差は、 4 8 V高圧ライン 2の電圧とパック電圧との差である。 なお、 このプリチャージが実行されている状態において、 出力リ レー 1 1は開成状態で ある。 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇におけるノード間電圧差が所定値〇!を超えているか 否かの判定は、 先に説明したように 4 8 V高圧ライン 2側の電圧と、 4 8 V車載バッテ リ 5 2の正極側の電圧が、 それぞれバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において読み込み 可能となっている (図 1参照) ため、 ( 4 8 V高圧ライン 2側の電圧) 一 ( 4 8 V車載 バッテリ 5 2の正極側の電圧) の減算結果をノー ド間電圧差と して上述の判定が行われ る。
[ 0 0 3 0 ] なお、 ノード間電圧差が所定値〇!を超えているか否かの判定処理は、 バッテリ電子制 御ユニッ ト 2 1 0での実行に限定される必要はなく、 例えば、 車両制御用電子制御ユニ ッ ト 1 0 2において実行するようにしても良い。 この場合、 車両制御用電子制御ユニッ b 1 0 2において、 4 8 V高圧ライン 2側の電圧と、 4 8 V車載バッテリ 5 2の正極側 の電圧は、 それぞれ他の回路の電圧センサ等で取得されたこれらの電圧を流用するのが 好適である [ 0 0 3 1 ] しかして、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 ノード間電圧差が所定値 aを 超えていると判定されると ( Y E Sの場合) 、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2に対 して、 充電完了通知送信が行われる (図 3のステップ S 1 7 0参照) 。 すなわち、 上述のプリチャージが完了したことを車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2 に知らしめるため、 所定の信号形式の充電完了通知が C A N通信により車両制御用電子 制御ユニッ ト 1 〇 2へ送信されること となる。 なお、 所定値 aは、 先のステップ S 1 5 〇における目標充電電圧の設定値算出に用い られたと同様の所定値を用いるのが好適で、 本発明の実施の形態においては、 例えば、 a = 1 Vの設定である。
[ 0 0 3 2 ] 次いで、 充電完了通知を受信した車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2からバッテリ電 子制御ユニッ ト 2 1 0に対してリ レー接続指令送信が行われる (図 3のステップ S 1 8 〇参照) 。 すなわち、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2からバッテリ電子制御ユニッ b 2 1 〇に対して、 所定の信号形式のリ レー接続指令が C A N通信により送信されるこ ととなる。
[ 0 0 3 3 ] そして、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇においては、 リ レー接続指令受信判定が行 われる (図 3のステップ S 1 9 0参照) 。 すなわち、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇 において、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2からの上述のリ レー接続指令が受信され たか否かが判定される。 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2から のリ レー接続指令が受信されたと判定されると ( Y E Sの場合) 、 バッテリ電子制御ユ ニッ ト 2 1 〇により リ レー接続が行われる (図 3のステップ S 2 0 0参照) 。 すなわち 、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0により、 出力リ レー 1 1が駆動され閉成状態とされ る。
[ 0 0 3 4 ] 一方、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2 からのリ レー接続指令が未だ受信されていないと判定された場合 ( N Oの場合) は、 先のステップ S 1 7 0の処理へ戻り、 同ステップ以降の一連の処理が、 リ レー接続指令 が受信されたと判定されるまで繰り返されること となる。
[ 0 0 3 5 ] 次いで、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において、 接続状態良否判定が行われる ( 図 3のステップ S 2 1 0参照) 。 すなわち、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において、 出力リ レー 1 1の接続が正常 であるか否かが判定される。 具体的には、 電流センサ 1 2により基準電流値を超える電 流が、 基準時間 T s を超える期間、 検出されたか否かが判定される。 より具体的には、 例えば、 本発明の実施の形態においては、 3 0 0 m Aを超える電流 が、 少なく とも 2 0 0 m se cの間、 検出されたか否かが判定される。
[ 0 0 3 6 ] なお、 本発明の実施の形態においては、 目標充電電圧が先に説明したように、 パック 電圧を超える電圧に設定されているため、 上述の接続状態良否判定において検出される 電流は、 4 8 V高圧ライン 2側から 4 8 V車載バッテリ 5 2へ流れ込む電流となる。 こ のようなバッテリへの電流の流入は、 通常許容される動作の範囲であり、 従来から行わ れていることであり、 回路に何らかの不都合を招く ことはない。
[ 0 0 3 7 ] 上述の基準電流値や基準時間は、 4 8 V高圧ライン 2に接続されるモータ 1 0 3等の 回路の具体的な仕様等によって、 その適切な値は個々に異なるものであるので、 回路の 構成等を考慮して試験結果やシミュレーション結果に基づいて定めるのが好適である。 しかして、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において、 基準電流値を超える電流が、 基準時間を超える期間、 検出されたと判定された場合 ( Y E Sの場合) には、 出力リ レ 一 1 1の接続は正常であるとする リ レー接続正常判定がなされ (図 3のステップ S 2 2 〇参照) 、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2に対して、 リ レー接続成功通知送信が行 われる (図 3のステップ S 2 3 0参照) 。
[ 0 0 3 8 ] すなわち、 出力リ レー 1 1の接続が正常に行われたことを車両制御用電子制御ユニッ b 1 0 2へ知らしめるための所定の信号形式のリ レー接続成功通知が、 C A N通信にょ りバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇から車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2へ送信され ることとなる
[ 0 0 3 9 ] 一方、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において、 基準電流値を超える電流が、 基準 時間を超える期間、 検出されないと判定された場合 ( N Oの場合) には、 検出限界時間 経過判定が行われる (図 3のステップ S 2 4 0参照) 。 すなわち、 ステップ S 2 4 0においては、 出力リ レー 1 1が接続状態 (図 3のステッ プ S 2 0 0参照) と されてから、 予め設定された経過時間である検出限界経過時間が経 過したか否かが判定される。
[ 0 0 4 0 ] このような検出限界経過時間を設けるのは、 本発明の実施の形態において、 接続状態 良否判定の際に出力リ レー 1 1 を流れる電流は、 先に述べたノード間電位差によって流 れるものであるが、 このノード間電位差は、 出力リ レー 1 1が正常に接続された状態に あっては、 時間の経過と共に零となるものであり、 電流も当然に零となるためである。 なお、 本発明の実施の形態においては、 検出限界経過時間を 5 0 0 m sec に設定して いるが、 検出限界経過時間の具体的な値は、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0の具体的 な仕様等によって、 その適切な値は個々に異なるものであるので、 回路の構成等を考慮 して試験結果やシミュレーション結果に基づいて定めるのが好適である。
[ 0 0 4 1 ] ステップ S 2 4 0において、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇により検出限界経過時 間を経過したと判定された場合 ( Y E Sの場合) には、 出力リ レー 1 1の接続は不良で あるとする リ レー接続不良判定がなされ (図 3のステップ S 2 5 0参照) 、 車両制御用 電子制御ユニッ ト 1 0 2に対して、 リ レー接続失敗通知送信が行われる (図 3のステッ プ S 2 6 〇参照) 。 すなわち、 出力リ レー 1 1の接続が失敗したことを車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2 へ知らしめるための所定の信号形式のリ レー接続失敗通知が、 C A N通信によりバッ テリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇から車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2へ送信されること となる。 一方、 ステップ S 2 4 0において、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇により検出限界 経過時間を経過していないと判定された場合 ( N Oの場合) には、 先のステップ S 2 1 〇へ戻り、 同ステップ以降の処理が繰り返されることとなる。
[ 0 0 4 2 ] 次に、 出力リ レー 1 1の接続が正常の場合と、 出力リ レー 1 1の接続が不良の場合の
、 それぞれの場合における本装置の主要部の動作、 信号波形等について、 図 及び図
5 に示されたタイ ミ ング図を参照しつつ説明する。 なお、 必要に応じて先の図 2及び図
3 に示されたサブルーチンフローチャートも適宜参照することとする。
Figure imgf000016_0001
を参照しつつ説明する 最初に、 図 4 ( A) 乃至図 4 (D) のいずれにおいても、 横軸は時間を示しており、 図においては” T” と表記している 次に、 図 4において、 図 4 ( A) は、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2における動 作状態 (V C U動作) の変化を、 図 4 (D) は、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0にお ける動作状態 (BM S動作) の変化を、 それぞれ階段状の変化と して模式的に表したタ イミング図である。 また、 図 4 ( A) の縦軸における” V C U” の表記は、 縦軸が車両制御用電子制御ユ ニッ ト 1 0 2における動作状態を示すことを、 図 4 (D) の縦軸における” BM S ” の 表記は、 縦軸がバッテリマネジメントシステム 2 〇 1の動作状態を示すことを、 それぞ れ意味する
[ 0 0 4 3 ] なお、 図 4 ( A) 、 図 4 (D) のそれぞれにおいて、 ある動作状態を” S T” と表記 すると共に、 動作状態の変化順に昇順に数字を付して、 各動作状態を区分している また、 図 4 ( B ) は、 4 8 V高圧ライン 2側におけるプリチャージの際の電圧変化を 模式的に表したタイ ミング図、 図 4 ( E ) は、 電流センサ 1 2による検出電流 ( B AT 電流) の変化を模式的に表したタイミング図である。 さらに、 図 4 ( C ) は、 出力リ レー 1 1のオン ・ オフ (R L接続) を模式的に表した タイ ミング図、 図 4 ( F ) は、 イグニッションスイ ッチ (図示せず) のオン • オフ ( I
G - S W 〇 N/O F F ) を模式的に表したタイ ミング図である またさらに、 図 4 ( B ) の縦軸における” C H” の表記は、 縦軸がプリチャージの際 の充電電圧を示すことを、 図 4 ( C ) の縦軸における” R L” の表記は、 縦軸が出力リ レー 1 1の接続状態を示すことを、 図 4 ( E ) の縦軸における” B AT” の表記は、 縦 軸が電流センサ 1 2による検出電流を示すことを、 それぞれ意味する。
[ 0 0 4 4 ] 最初に、 出力リ レー 1 1の接続が正常に行われた場合の本装置の主要部の動作等につ いて図 4を参照しつつ概括的に説明する。 イグニッションスイ ッチ (図示せず) がオン (図 4 ( F ) 参照) とされると、 バッテ リ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において起動診断が行われる (図 2のステップ S 1 1 〇参照 ) 。 そして、 起動診断が完了した時刻 t l (図 2のステップ S 1 3 0及び図 4 (D) 参 照) において、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2から D C/D Cコンバータ 1 0 1 に 対して充電指令が出力され (図 4 (A) S T 1参照) 、 プリチャージが開始される (図 4 ( B ) S T 1参照) 。
[ 0 0 4 5 ] 次いで、 4 8 V高圧ライン 2の電圧が、 目標充電電圧 (図 4 ( B ) のニ点鎖線の電圧 ) を超えると (図 4 ( B ) の時刻 t 2参照) 、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2にょ り、 出力リ レー 1 1 の接続指令がバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0に対して行われ (図 4 ( A) の S T 2参照) 、 同時にプリチャージの終了とされる (図 4 (D) の S T 2参 昭) 出力リ レー 1 1は、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2による接続指令後、 回路動作 に生ずる遅延時間経過後に閉成状態となる (図 4 (〇 の時刻 t 3参照) 。
[ 0 0 4 6 ] なお、 本発明の実施の形態における D C/D Cコンバータ 1 〇 1は、 4 8 V高圧ライ ン 2側の電圧が目標充電電圧に達しても、 昇圧モードから降圧モードにすぐに移行せず 、 後述するように昇圧モードが停止されるまでは、 目標充電電圧を維持するための基本 的なスイ ッチングモードを維持するよう構成されたものであることを前提と し、 このよ うな構成自体は従来同様のものである。 したがって、 上述のような構成を採ることで、 プリチャージが終了されても、 4 8 V 高圧ライン 2側の電圧は、 出力リ レー 1 1が閉成状態となるまでは、 暫くの間、 目標充 電電圧がほぼ維持された状態、 すなわち、 換言すれば、 目標充電電圧とパック電圧との 差であるノー ド間電圧差が維持されるため、 出力リ レー 1 1が閉成状態となると、 ノー ド間電圧差に応じた電流を流すことができる
[ 0 0 4 7 ] 出力リ レー 1 1が閉成状態となることによって、 出力リ レー 1 1 には、 ノー ド間電位 差に起因する電流が流れ始める (図 4 (E) 時刻 t 3参照) 。 この出力リ レー 1 1 を流 れる電流が、 基準電流値 (図 4 (E) のニ点鎖線) を超え (図 4時刻 t 4参照) 、 かつ 、 基準時間 T s を超える期間、 継続したことがバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0により 検出されると (図 4 ( E ) 時刻 t 5参照) 、 出力リ レー 1 1の接続成功と判定される ( 図 4 (D) の時刻 t 5参照) 。 そして、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇から車両制御 用電子制御ユニッ ト 1 〇 2に対してリ レー接続成功通知が送信され、 車両制御用電子制 御ユニッ ト 1 〇 2により D C/D Cコンバータ 1 〇 1の昇圧動作は停止状態とされる ( 図 4 ( A) の S T 3参照) 。
[ 0 0 4 8 ] 次に、 出力リ レー 1 1の接続が不良の場合の本装置の主要部の動作等について、 図 5 を参照しつつ概括的に説明する。 最初に、 図 5における各図の横軸、 縦軸が示すものは、 先の図 4における各図の横軸 、 縦軸と同一であるので、 ここでの再度の説明は省略することとする。 図 5において、 図 5 ( A) は、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2における動作状態 ( V C U動作) の変化を、 図 5 (D) は、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇における動 作状態 (BM S動作) の変化を、 それぞれ階段状の変化と して模式的に表したタイ ミン グ図である。
[ 0 0 4 9 ] なお、 図 5 ( A) 、 図 5 (D) のそれぞれにおいて、 ある動作状態を” S T” と表記 すると共に、 動作状態の変化順に昇順に数字を付して、 各動作状態を区分している。 また、 図 5 ( B ) は、 4 8 V高圧ライン 2側におけるプリチャージの際の電圧変化を 模式的に表したタイ ミング図、 図 5 ( E ) は、 電流センサ 1 2による検出電流 ( B AT 電流) の変化を模式的に表したタイミング図である。 さらに、 図 5 ( C ) は、 出力リ レー 1 1のオン • オフ (R L接続) を模式的に表した タイ ミング図、 図 5 ( F ) は、 イグニッションスイ ッチ (図示せず) のオン • オフ ( I G- S W 〇 N/O F F ) を模式的に表したタイ ミング図である。 [ 0 0 5 0 ] イグニッションスイ ッチ (図示せず) がオン (図 4 ( F ) 参照) とされた後、 起動診 断、 プリチャージが行われ、 4 8 V高圧ライン 2の電圧が、 目標充電電圧 (図 5 ( B ) のニ点鎖線の電圧) を超えるまで (図 5 ( B ) の時刻 t 2参照) の動作は、 先に、 図 4 を参照しつつ説明した出力リ レー 1 1の接続が正常の場合と同様であるので、 ここでの 再度の詳細な説明は省略する。
[ 0 0 5 1 ]
4 8 V高圧ライン 2の電圧が、 目標充電電圧 (図 5 ( B ) のニ点鎖線の電圧) を超え ると (図 5 ( B ) の時刻 t 2参照) 、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2により 出力リ レー 1 1の接続指令 (図 5 ( A) の S T 2参照) がバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0に 対して行われ、 同時にプリチャージの終了とされる (図 5 (D) の S T 2参照) 。 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2からの指令に基づいてバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇により出力リ レー 1 1 を閉成状態とするべく駆動が行われても出力リ レー 1 1が 、 例えば、 故障等により開成状態のままである場合 (図 5 (〇 参照) には、 出力リ レ 一 1 1 には電流は流れない (図 5 (E) 参照) 。 なお、 この場合、 出力リ レー 1 1が閉成状態となっていないため、 4 8 V高圧ライン 2 の電圧は、 昇圧動作の終了時 (図 5 ( A) の時刻 t 3 ) まで目標充電電圧近傍に維持 された状態となる (図 5 (B) 参照) 。
[ 0 0 5 2 ] したがって、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 出力リ レー 1 1の接続不良 と判定され (図 5 (D) の時刻 t 3参照) 、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2に対し てリ レー接続失敗通知が送信され、 D C/D Cコンバータ 1 0 1の昇圧動作は、 車両制 御用電子制御ユニッ ト 1 0 2により停止状態とされる (図 5 ( A) の S T 3参照) 。
[ 0 0 5 3 ] なお、 上述の本発明の実施の形態においては、 出力リ レー 1 1の両端の電圧、 すなわ ち、 4 8 V高圧ライン 2の電圧と、 1 2 V車載バッテリ 5 1の電圧を、 それぞれ信号変 換 (アナログ ・ ディジタル変換) 等の処理を施して、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0 に読み込むことで、 それぞれの電圧計測を実現したが、 このような構成に限定される必 要はない。 例えば、 電圧センサを、 出力リ レー 1 1の両端に、 それぞれ設け、 その検出 電圧をバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0に読み込むような構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
[ 0 0 5 4 ] 簡易な構成で、 既存の回路動作に支障を来すことのない出力リ レーの接続の良否診断 が所望される自動車両に適用できる。
【符号の説明】
[ 0 0 5 5 ]
1 1 …出力リ レー
1 2 …電流センサ
5 1 1 2 V車載バッテリ
5 2 4 8 V車載バッテリ
1 〇 1 … D C / D Cコンバータ
! 〇 2 …車両制御用電子制御ユニッ ト
2 1 〇 …バッテリ電子制御ユニッ ト

Claims

【書類名】 請求の範囲
【請求項 1】 第 1のバッテリ と、 前記第 1のバッテリの出力電圧より も高い電圧を出力する第 2の バッテリ と、 昇圧動作と降圧動作を可能に構成されてなる D C / D Cコンバータとを有 し、 前記 D C / D Cコンバータは、 前記昇圧動作によ り前記第 1のバッテリの出力電圧を 基に前記第 2のバッテリの出力電圧と同一の電圧を生成し、 前記第 2のバッテリ を充電 可能とする一方、 前記降圧動作により前記第 2のバッテリの出力電圧を基に前記第 1の バッテリの出力電圧と同一の電圧を生成し、 前記第 1のバッテリを充電可能に構成され てなり、 前記 D C / D Cコンバータの昇圧電圧が得られる昇圧出力段とグランドとの間には、 前記昇圧出力段側から、 出力リ レー、 前記第 2のバッテリの順に直列接続されて設けら れ、 前記出力リ レーの開閉成が制御可能に構成されてなる車両用電源装置において、 前 記出力リ レーの接続の良否を判定可能とする動作診断方法であって、 前記出力リ レーの接続前に、 前記 D C /D Cコンバータにより前記昇圧出力段側に接続 された回路に対するプリチャージを行い、 前記出力リ レーの前記昇圧出力段側の電圧が 目標充電電圧に達した際に前記出力リ レーを閉成状態とすべく駆動し、 前記出力リ レー を流れる電流が検出された場合に、 前記出力リ レーの接続が正常であると判定すること を特徴とする車両用電源装置の動作診断方法。
【請求項 2】 前記目標充電電圧は、 前記出力リ レーの接続前における前記第 2のバッテリの電圧に 微少電圧を加算した値であることを特徴とする請求項 1記載の車両用電源装置の動作診 断方法。
【請求項 3 ] 前記出力リ レーを流れる電流の検出は、 基準電流値を超える電流が、 基準時間を超え る期間検出されたことを以て、 前記出力リ レーを流れる電流が検出されたとすることを 特徴とする請求項 2記載の車両用電源装置の動作診断方法。
【請求項 4】 第 1のバッテリ と、 前記第 1のバッテリの出力電圧より も高い電圧を出力する第 2の バッテリ とを有し、 昇圧動作と降圧動作を可能に構成されてなる D C / D Cコンバータであって、 前記昇 圧動作により前記第 1のバッテリの出力電圧を基に前記第 2のバッテリの出力電圧と同 ーの電圧を生成し、 前記第 2のバッテリを充電可能とする一方、 前記降圧動作により前 記第 2のバッテリの出力電圧を基に前記第 1のバッテリの出力電圧と同一の電圧を生成 し、 前記第 1のバッテリを充電可能に構成されてなる D C / D Cコンバータが設けられ ヽ 前記 D C / D Cコンバータの昇圧電圧が得られる昇圧出力段とグランドとの間には、 前記昇圧出力段側から、 出力リ レー、 前記第 2のバッテリ、 電流センサの順に直列接続 されて設けられ、 前記出力リ レーの開閉成を制御可能に構成されたバッテリ電子制御ユニッ トが設けら れ、 前記 D C / D Cコンバータの動作制御を可能に構成された車両制御用電子制御ユニッ 卜が設けられ、 前記第 1のバッテリ と第 2のバッテリ とで、 それぞれの電圧を要する回路への電源電 圧の供給を可能に構成されてなる車両用電源装置であって、 前記出力 リ レーの接続前に、 前記車両制御用電子制御ユニッ トは、 前記 D C /D Cコ ンバータに前記昇圧出力段側に接続された回路に対するプリチャージを実行せしめる一 方、 前記バッテリ電子制御ユニッ トは、 前記出力リ レーの前記昇圧出力段側の電圧が目標 充電電圧に達した際に前記出力リ レーを閉成状態とすべく前記出力リ レーを駆動し、 次 いで、 前記電流センサにより電流が検出されたと判定した場合に、 前記出力リ レーの接 続が正常であると判定するよう構成されてなることを特徴とする車両用電源装置。
【請求項 5 ] 前記目標充電電圧は、 前記出力リ レーの接続前における前記第 2のバッテリの電圧に 微少電圧を加算した値であることを特徴とする請求項 4記載の車両用電源装置。
【請求項 6 ] 前記バッテリ電子制御ユニッ トは、 前記電流センサにより、 基準電流値を超える電流 が、 基準時間を超える期間検出されたと判定した場合に、 前記電流センサにより電流が 麒 蝶 W 此海騒4刀软 « 1心編楣泌I L.隹匿蠅 6〇
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