CN117060555A - 电源***及电源***中的继电器的状态判定方法 - Google Patents
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Abstract
本公开的电源***包括:蓄电装置;电力控制装置,其包括由来自该蓄电装置以外的电源的电力被预充电的电容器;有接点式的继电器,其将蓄电装置与电力控制装置电连接以及将两者的连接解除;以及控制装置,该控制装置与***启动的请求相应地设定电容器的预充电的目标电压,并且与预充电的完成相应地输出继电器的接通指令,在接通指令的输出前或者输出后将目标电压设定为与蓄电装置的电压不同的值,基于接通指令的输出后的电容器的电压判定继电器的状态,由此正确地判定电源***所包括的有接点式的继电器的状态。
Description
技术领域
本公开涉及包括继电器的电源***及电源***中的继电器的状态判定方法。
背景技术
以往已知一种移动体,其包括:蓄电池;电力供给装置,将来自该蓄电池的直流电力变换为交流电力并向电机供给;两个接点,与输出用于对蓄电池进行充电的直流电力的充电装置连接;以及充电控制装置(例如,参照日本特开2021-112000号公报)。在该移动体中,蓄电池和电力供给装置之间经由各自包括***主继电器的两根电力线而电连接。蓄电池和两个接点分别经由包括充电继电器的两根充电线而电连接。充电控制装置在利用来自充电装置的直流电力对蓄电池进行充电时,控制充电装置,以在该蓄电池的充电之前,使两个***主继电器断开的状态下对电力供给装置的电容器进行预充电。另外,充电控制装置控制充电装置,以在使两个充电继电器的至少其中一者断开而将两根充电线的至少其中一者开路之后,使得上述电容器被预充电。进而,在电容器的电压为阈值以上的情况下,充电控制装置判定为断开的充电继电器存在异常。
发明内容
然而,在上述那样的移动体中,一般采用包括可动接点和固定接点的有接点式(机械式或者混合式)的继电器作为***主继电器等。不过,在该有接点式的继电器的周围环境为潮湿且冰点下时,有时水分会在可动接点与固定接点之间结冰。当在继电器中发生了这样的结冰时,即便开始向该继电器通电,可动接点与固定接点之间也无法导通。另外,在有接点式的继电器中,有时也会由于异物塞入而导致可动接点与固定接点之间无法导通。并且,在由于结冰等而继电器未正常接通的情况下,无法从蓄电池等向电力供给装置供给电力,有可能由故障诊断功能误诊断为发生了电力供给装置的故障。因而,为了抑制由故障诊断功能的误诊断,寻求正确地判定电源***所包括的有接点式的继电器的状态。
因此,本公开的主要目的在于,正确地判定电源***所包括的有接点式的继电器的状态。
本公开的电源***包括:蓄电装置;电力控制装置,其包括由来自所述蓄电装置以外的电源的电力被预充电的电容器;以及有接点式的继电器,其将所述蓄电装置与所述电力控制装置电连接以及将两者的连接解除,其中,所述电源***包括控制装置,该控制装置与***启动的请求相应地设定所述电容器的预充电的目标电压,并且与所述预充电的完成相应地输出所述继电器的接通指令,在所述接通指令的输出前或者输出后将所述目标电压设定为与所述蓄电装置的电压不同的值,基于所述接通指令的输出后的所述电容器的电压判定所述继电器的状态。
另外,本公开的电源***中的继电器的状态判定方法为包括蓄电装置、电力控制装置和有接点式的继电器的电源***中的继电器的状态判定方法,所述电力控制装置包括由来自所述蓄电装置以外的电源的电力被预充电的电容器,所述有接点式的继电器将所述蓄电装置与所述电力控制装置电连接以及将两者的连接解除,其中,所述电源***中的继电器的状态判定方法与***启动的请求相应地设定所述电容器的预充电的目标电压,并且与所述预充电的完成相应地输出所述继电器的接通指令,在所述接通指令的输出前或者输出后将所述目标电压设定为与所述蓄电装置的电压不同的值,基于所述接通指令的输出后的所述电容器的电压判定所述继电器的状态。
附图说明
图1是示出包括本公开的电源***的车辆的概略构成图。
图2是示出由本公开的电源***的控制装置执行的例程的一例的流程图。
图3是例示图2的例程执行的期间的预充电的目标电压、电力控制装置的电容器的电压等的时间变化的时序图。
图4是示出由本公开的电源***的控制装置执行的例程的另一例的流程图。
图5是例示图4的例程执行的期间的预充电的目标电压、电力控制装置的电容器的电压等的时间变化的时序图。
具体实施方式
下面,一边参照附图,一边对用于实施本公开的发明的方式进行说明。
图1是示出作为包括本公开的电源***1的车辆的混合动力车辆V的概略构成图。该图所示的混合动力车辆V,除了电源***1之外,还包括引擎EG、单小齿轮式的行星齿轮PG、与电源***1进行电力存取的电动/发电机MG1和MG2、以及控制车辆整体的混合动力电子控制单元(以下,称为“HVECU”)10。另外,电源***1包括高压电池(蓄电装置)2、与该高压电池2进行电力存取而驱动电动/发电机MG1和MG2的电力控制装置(以下,称为“PCU”)3、正极侧***主继电器SMRB(以下,称为“正极侧继电器SMRB”。)和负极侧***主继电器SMRG(以下,称为“负极侧继电器SMRG”。)、电压比高压电池2低的低压电池(第二蓄电装置)4、以及双向DC/DC转换器(电压变换装置)5。
引擎EG是通过所谓汽油、柴油、LPG的烃类燃料与空气的混合气体的***燃烧来产生动力的内燃机。引擎EG由未图示的引擎电子控制单元控制。行星齿轮PG包括连结于电动/发电机MG1(转子)的太阳轮、连结于输出轴和电动/发电机MG2(转子)这两者的齿圈、以及将多个小齿轮可自由旋转地支撑且连结于引擎EG的曲轴的行星架。输出轴经由差动齿轮DF、驱动轴DS而连结于左右的驱动轮DW。
电动/发电机MG1、MG2均为同步发电电动机(三相交流电动机)。电动/发电机MG1主要作为由负载运转的引擎EG驱动而生成电力的发电机动作。电动/发电机MG2主要作为由来自高压电池2的电力和来自电动/发电机MG1的电力的至少任一者驱动而产生驱动扭矩的电动机动作。而且,电动/发电机MG2在混合动力车辆V的制动时输出再生制动扭矩。电动/发电机MG1和MG2能够经由PCU 3与高压电池2进行电力存取,并且经由该PCU 3而相互进行电力存取。
HVECU 10包括:具有未图示的CPU、ROM、RAM、输入输出接口等的微型计算机;各种驱动电路;各种逻辑IC等。HVECU 10经由CAN等通信线而与引擎电子控制装置等连接。另外,在HVECU 10连接有启动开关SS、加速踏板位置传感器、档位传感器、车速传感器这样的各种传感器等。在混合动力车辆V行驶时,HVECU 10基于加速器开度、车速,设定行驶所请求的请求扭矩。HVECU 10还设定对引擎EG的请求功率和目标转速、对电动/发电机MG1、MG2的扭矩指令值等。
电源***1的高压电池2例如是具有200~400V的额定输出电压的锂离子二次电池或者镍氢二次电池。高压电池2的正极端子经由正极侧继电器SMRB连接有正极侧电力线PL。高压电池2的负极端子经由负极侧继电器SMRG连接有负极侧电力线NL。另外,高压电池2包括检测该高压电池2的端子间电压VB的电压传感器21、和检测流过该高压电池2的电流(充放电电流)IB的电流传感器22。由电压传感器21检测到的高压电池2的端子间电压VB、由电流传感器22检测到的电流IB,经由未图示的信号线直接或者通过管理高压电池2的未图示的电源管理电子控制装置向HVECU 10发送。
正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG均为包括未图示的线圈、可动接点和固定接点的有接点式(机械式)继电器。正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG分别是在线圈被供给励磁电流时接通的常开型继电器。在本实施方式中,正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG由HVECU 10进行通断控制。即,当由驾驶员使启动开关SS为ON而请求混合动力车辆V的***启动时,HVECU 10输出两继电器SMRB、SMRG的接通指令,以向正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的线圈供给励磁电流。当各线圈被励磁而正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG正常接通时(可动接点与固定接点接触时),高压电池2与PCU 3电连接。
另外,当由驾驶员将启动开关SS置为OFF而请求混合动力车辆V的***停止时,HVECU 10输出两继电器SMRB、SMRG的断开指令,以切断向正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的励磁电流的供给。由此,当各线圈的励磁解除而正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG断开时(可动接点与固定接点分离时),高压电池2与PCU 3的电连接被解除。此外,正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG也可以是不具有线圈的有接点式的混合继电器。
电源***1的PCU 3包括第一变换器31、第二变换器32、升降压转换器(电压变换装置)33、以及控制第一变换器31和第二变换器32、升降压转换器33的电机电子控制单元(以下,称为“MGECU”)30。第一变换器31驱动电动/发电机MG1,第二变换器32驱动电动/发电机MG2。升降压转换器33能够将来自高压电池2的电力升压并且将来自电动/发电机MG1、MG2侧的电压降压。
第一变换器31和第二变换器32包括未图示的六个晶体管(例如,绝缘栅型双极晶体管(IGBT))、和与各晶体管反向并联连接的未图示的六个二极管。六个晶体管以相对于高压电力线HPL和负极侧电力线NL成为源极(SOURCE)侧和接收(SINK)侧的方式两两成对。另外,成对的晶体管彼此的连接点分别与电动/发电机MG1、MG2的三相线圈(U相、V相、W相)分别电连接。升降压转换器33包括两个晶体管(例如绝缘栅型双极晶体管)Tra、Trb、相对于各晶体管Tra、Trb反向并联连接的两个二极管Da、Db、以及电抗器L。电抗器L的一端电连接于正极侧电力线PL。电抗器L的另一端电连接于一个晶体管(上臂元件)Tra的发射极和另一个晶体管(下臂元件)Trb的集电极。另外,上述一个晶体管Tra的集电极电连接于上述高压电力线HPL。上述另一个晶体管Trb的发射极电连接于负极侧电力线NL。
PCU 3还包括滤波电容器(第一电容器)34、平滑电容器(第二电容器)35、电压传感器36和37。滤波电容器34的正极端子在正极侧继电器SMRB与升降压转换器33之间电连接于正极侧电力线PL(电抗器L的一端)。滤波电容器34的负极端子在负极侧继电器SMRG与升降压转换器33之间电连接于负极侧电力线NL。由此,滤波电容器34将升降压转换器33的高压电池2侧的电压平滑化。另外,电压传感器36检测滤波电容器34的端子间电压(升压前电压)VL。
平滑电容器35的正极端子在升降压转换器33与第一变换器31、第二变换器32之间电连接于高压电力线HPL(升降压转换器33的晶体管Tra的集电极)。平滑电容器35的负极端子在升降压转换器33与第一变换器31、第二变换器32之间电连接于负极侧电力线NL、升降压转换器33的晶体管Trb的发射极。由此,平滑电容器35将升降压转换器33的电动/发电机MG1、MG2侧的电压平滑化。另外,电压传感器37检测平滑电容器35的端子间电压(升压后电压)VH。由电压传感器36检测到的滤波电容器34的端子间电压VL、由电压传感器37检测到的平滑电容器35的端子间电压VH被向MGECU 30发送,并且经由未图示的信号线而直接或者通过MGECU 30向HVECU 10发送。
MGECU 30包括:具有未图示的CPU、ROM、RAM、输入输出接口等的微型计算机;各种驱动电路;各种逻辑IC等。MGECU 30经由CAN等通信线而与HVECU 10等连接。另外,MGECU 30获取来自HVECU 10的指令信号、检测电动/发电机MG1的转子的旋转位置的未图示的旋转变压器的检测值、检测电动/发电机MG2的转子的旋转位置的旋转变压器的检测值、来自升降压转换器33的未图示的电流传感器的电流值、来自电压传感器36、37的端子间电压VL、VH、由未图示的电流传感器检测到的施加于电动/发电机MG1、MG2的相电流等。MGECU 30基于这些信号等,生成至第一变换器31和第二变换器32、升降压转换器33的门信号(开关控制信号),对它们进行开关控制。
电源***1的低压电池4是具有例如12V左右的额定输出电压的铅蓄电池。低压电池4经由低压电力线而与多个辅助设备(低压辅助设备)连接。双向DC/DC转换器(DDC)5在正极侧继电器SMRB与PCU 3之间连接于正极侧电力线PL,并且在负极侧继电器SMRG与PCU 3之间连接于负极侧电力线NL。另外,双向DC/DC转换器5经由上述低压电力线而与低压电池4和多个辅助设备连接。此外,在正极侧电力线PL和负极侧电力线NL上,除了双向DC/DC转换器5之外,还连接有空调装置的压缩机(变频压缩机)、变换为AC100V的变换器这样的高压辅助设备。
电源***1的双向DC/DC转换器5能够将来自正极侧电力线PL(高压电池2)和/或PCU 3(升降压转换器33)的电力降压并向低压电力线(各种辅助设备和/或低压电池4)供给。另外,双向DC/DC转换器5能够将来自低压电池4的电力升压并向正极侧电力线PL(高压电池2和/或PCU 3)供给。在本实施方式中,双向DC/DC转换器5包括电压变换电路50、电压传感器51、控制电路55。电压传感器51检测电压变换电路50的高压电池2和PCU 3侧的电压。控制电路55对电压变换电路50进行反馈控制,以使得电压传感器51的检测值成为请求值。双向DC/DC转换器5还包括检测电压变换电路50的低压电池4侧的电压的未图示的电压传感器。
在本实施方式中,当由驾驶员使启动开关SS置为ON而请求混合动力车辆V的***启动时,双向DC/DC转换器5(电压变换电路50)在正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的接通之前,将来自作为电源的低压电池4的电力升压并且将升压后的电力向PCU 3供给。即,HVECU 10与***启动的请求对应地将作为从电压变换电路50输出的电压的请求值的目标电压Vtag向控制电路55发送。而且,控制电路55对电压变换电路50进行反馈控制,以使得电压传感器51的检测值成为目标值。由此,能够在正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG接通之前,对PCU 3的滤波电容器34和平滑电容器35进行预充电(再充电)。其结果,能够抑制在正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG接通时,在正极侧电力线PL等、PCU 3上流过较大的冲击电流。
接下来,一边参照图2和图3,一边对由驾驶员使启动开关SS置为ON而混合动力车辆V***启动时的电源***1的控制次序进行说明。图2是示出在启动开关SS置为ON而请求了混合动力车辆V的***启动时由HVECU 10执行的例程的一例的流程图。另外,图3是例示图2的例程执行的期间的目标电压Vtag、PCU 3的滤波电容器34的端子间电压VL等的时间变化的时序图。
如图2所示,当由驾驶员使启动开关SS置为ON时(图3中的时刻t1),HVECU 10(CPU)获取由电压传感器21检测到的高压电池2的端子间电压VB(步骤S100)。进而,在步骤S100中,HVECU 10将获取到的端子间电压VB设定为PCU 3的滤波电容器34和平滑电容器35(预充电)的目标电压Vtag,并且将设定后的目标电压Vtag向双向DC/DC转换器5的控制电路55发送。控制电路55接收来自HVECU 10的目标电压Vtag,开始电压变换电路50的反馈控制,以在正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG断开的状态下,使得电压传感器51的检测值成为目标电压Vtag。进而,当电压传感器51的检测值成为目标电压Vtag后,控制电路55对电压变换电路50进行反馈控制,以使得该检测值维持为目标电压Vtag。
HVECU 10在将目标电压Vtag向双向DC/DC转换器5的控制电路55发送之后,获取由电压传感器21检测到的高压电池2的端子间电压VB和由电压传感器36检测到的滤波电容器34的端子间电压VL。进而,HVECU 10基于端子间电压VB与端子间电压VL之差的绝对值|VB-VL|判定滤波电容器34等的预充电是否正常完成(步骤S110)。在步骤S110中,HVECU 10例如判定该差的绝对值|VB-VL|为预先确定的阈值ΔV0以下的状态是否持续了预先确定的时间tref0。在步骤S110中使用的阈值ΔV0是较小的正的值(例如30V左右)。
在该差的绝对值|VB-VL|为阈值ΔV0以下的状态未持续预先确定的时间tref0的情况下,或者,在目标电压Vtag的发送后虽然经过了规定时间但绝对值|VB-VL|超过了阈值ΔV0的情况下,HVECU 10判定为由于电压变换电路50、控制电路55的异常、断线等而使用了双向DC/DC转换器5的滤波电容器34等的预充电未正常完成(步骤S120:否)。在该情况下,HVECU 10将预充电的停止指令向控制电路55发送,并且使设置于未图示的仪表板等的规定的警告灯点亮(步骤S125)。进而,在步骤S125中,HVECU 10禁止向允许电源***1动作、混合动力车辆V行驶的READY-ON状态(允许行驶状态)的转变和禁止双向DC/DC转换器5的动作,然后使图2的例程结束。
另外,HVECU 10在判定为使用了双向DC/DC转换器5的滤波电容器34等的预充电正常完成了的情况下(步骤S120:是),输出两继电器SMRB、SMRG的接通指令,以向正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的线圈供给励磁电流(步骤S130,图3中的时刻t2)。进而,HVECU10获取对分别施加于正极侧继电器SMRB或负极侧继电器SMRG的线圈的电压进行检测的未图示的两个电压传感器的检测电压,基于获取到的检测电压判定两继电器SMRB、SMRG的线圈是否被励磁(是否被施加电压)(步骤S140)。
HVECU 10在上述两个电压传感器的检测电压的至少任一者小于预先确定的电压阈值的情况下,判定为由于正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的接线的异常等而正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的至少任一个线圈未被正常励磁(步骤S150:否)。在该情况下,HVECU 10将预充电的停止指令向控制电路55发送,并且使设置于未图示的仪表板等的规定的警告灯点亮(步骤S155)。进而,在步骤S155中,HVECU 10禁止向上述READY-ON状态的转变,然后使图2的例程结束。
另一方面,在上述两个电压传感器的检测电压这两者都为预先确定的电压阈值以上的情况下,HVECU 10判定为正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG这两者的线圈都被正常励磁(步骤S150:是)。在该情况下,HVECU 10对预充电的目标电压Vtag设定与在步骤S100中设定的值(端子间电压VB)不同的值,将设定后的目标电压Vtag向双向DC/DC转换器5的控制电路55发送(步骤S160,图3中的时刻t3)。在步骤S160中,HVECU 10获取由电压传感器21检测到的高压电池2的端子间电压VB,将获取到的端子间电压VB与预先确定的值α(例如5V左右)之和设定为预充电的目标电压Vtag。控制电路55接收来自HVECU 10的目标电压Vtag,对电压变换电路50进行反馈控制,以使得电压传感器51的检测值成为所接收的新的目标电压Vtag。
步骤S160的处理之后,HVECU 10获取由电压传感器36检测到的滤波电容器34的端子间电压VL,判定端子间电压VL是否与目标电压Vtag的变更相应地变动(追随)(步骤S170)。在步骤S170中,HVECU 10例如判定在步骤S160中发送的目标电压Vtag与滤波电容器34的端子间电压VL之差的绝对值|Vtag-VL|为预先确定的较小的阈值ΔV1以下的状态是否持续了预先确定的时间tref1。
在此,在预充电的完成后根据来自HVECU 10的接通指令而正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG这两者正常接通了的情况下,即便预充电的目标电压Vtag与高压电池2的端子间电压VB不同,该接通指令的输出后的滤波电容器34的端子间电压VL也会如图3中以虚线所示,与高压电池2的端子间电压VB大体一致。即,在步骤S160中设定的目标电压Vtag相对于高压电池2的端子间电压VB的增加量(值α)不用于滤波电容器34的充电,而是用于高压电池2的充电。
因此,在步骤S160中目标电压Vtag变更了之后,上述差的绝对值|Vtag-VL|为阈值ΔV1以下的状态未持续时间tref1的情况下,HVECU 10判定为:滤波电容器34的端子间电压VL与高压电池2的端子间电压VB大体一致,正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG这两者正常接通(步骤S180:否)。然后,HVECU 10将预充电的停止指令向控制电路55发送,并且允许混合动力车辆V的向上述READY-ON状态的转变(步骤S210,图3中的时刻t4),然后使图2的例程结束。由此,将预先确定的其他READY-ON允许条件成立的情况作为条件,混合动力车辆V的行驶成为可能。
相对于此,在正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的至少任一者发生了结冰、或者在可动接点与固定接点之间存在异物的情况下,即便在预充电的完成后从HVECU 10输出接通指令,正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的至少任一者也不会正常接通。在这样的情况下,高压电池2与PCU 3未电连接,所以接通指令的输出后的滤波电容器34的端子间电压VL会如图3中以双点划线所示,追随与高压电池2的端子间电压VB不同的目标电压Vtag(=VB+α)。
因而,在步骤S160中目标电压Vtag变更了之后,上述差的绝对值|Vtag-VL|为阈值ΔV1以下的状态持续了时间tref1的情况下,HVECU 10判定为:滤波电容器34的端子间电压VL追随变更后的目标电压Vtag而变动,正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG这两者未正常接通(步骤S180:是,图3中的时刻t4)。在该情况下,HVECU 10使表示正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG这两者未正常接通的判定次数的计数C增加(步骤S190),判定计数C是否为预先确定的阈值Cref以上(步骤S200)。在步骤S200中使用的阈值Cref是“2”以上的整数(例如3~5次)。
HVECU 10在判定为计数C小于阈值Cref的情况下(步骤S200:否),将预充电的停止指令向控制电路55发送,并且禁止向上述READY-ON状态的转变(电源***1的动作)(步骤S215,图3中的时刻t4),然后使图2的例程结束。由此,在步骤S215的处理执行之后,混合动力车辆V成为***关闭状态,称为由该混合动力车辆V的驾驶员再次使启动开关SS置为ON而执行图2的例程的情况。在图2的例程执行了多次之后,在判定为计数C为阈值Cref以上的情况下(步骤S200:是),HVECU 10将预充电的停止指令向控制电路55发送,并且允许混合动力车辆V向上述READY-ON状态的转变(步骤S210),然后使图2的例程结束。此外,在步骤S215中,也可以在设置于未图示的仪表板等的显示部显示促使启动开关SS的再操作的消息。
如上述那样,作为电源***1的控制装置的HVECU 10,根据经由启动开关SS的***启动的请求设定PCU 3所包括的滤波电容器34等的预充电的目标电压Vtag(步骤S100)。另外,HVECU 10与预充电的完成相应地,为了使高压电池2与PCU 3电连接而输出正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的接通指令(图2的步骤S110-S130)。而且,HVECU 10在该接通指令的输出后将与高压电池2的端子间电压VB不同的值(VB+α)设定为目标电压Vtag(步骤S160),基于接通指令的输出后的滤波电容器34的端子间电压VL判定正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG是否正常接通(两继电器SMRB、SMRG的状态)(步骤S170、S180)。
即,在预充电的完成后与来自HVECU 10的接通指令相应地正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG正常接通了的情况下,即便预充电的目标电压Vtag与高压电池2的端子间电压VB不同,接通指令的输出后的滤波电容器34等的端子间电压VL等也会与高压电池2的端子间电压VB大体一致。相对于此,在预充电的完成后虽然由HVECU 10输出了接通指令但由于结冰等而正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG未正常接通的情况下,接通指令的输出后的滤波电容器34等的端子间电压VL等追随与高压电池2的端子间电压VB不同的目标电压Vtag(=VB+α)。因此,在电源***1中,根据正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的接通指令的输出后的滤波电容器34的电压的变动状态,能够高精度地判定正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG是否正常接通。其结果,能够正确地判定电源***1所包括的有接点式的正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的状态。
另外,在接通指令的输出后滤波电容器34的端子间电压VL追随目标电压Vtag而变动的情况下(步骤S180:是),HVECU 10判定为正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG未正常接通,禁止向READY-ON状态的转变即禁止混合动力车辆V的主要功能、电源***1的动作(步骤S190、S200、S215)。相对于此,在接通指令的输出后滤波电容器34的电压不追随目标电压Vtag的情况下(步骤S180:否),HVECU 10判定为正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG正常接通,允许向READY-ON状态的转变(步骤S210)。即,通过在由于结冰等而正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG未正常接通的情况下禁止向READY-ON状态的转变,能够抑制由混合动力车辆V的故障诊断功能误诊断为包括PCU 3等的电源***1发生了故障。
而且,HVECU 10在判定为在接通指令的输出后正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG未正常接通(步骤S180:是)、且表示正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG未正常接通的判定次数的计数C小于2以上的阈值Cref(规定次数)的情况下(步骤S200:否),禁止混合动力车辆V向READY-ON状态(允许行驶状态)的转变(步骤S215)。另外,HVECU 10在判定为正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG正常接通了的情况下(步骤S180:否)、以及在判定为在接通指令的输出后正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG未正常接通(步骤S180:是)且计数C为阈值Cref以上的情况下(步骤S200:是),允许混合动力车辆V向READY-ON状态的转变(步骤S210)。
即,在正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的至少任一者发生了结冰的情况下,通过对两继电器SMRB、SMRG的线圈多次励磁,可动接点与固定接点之间的冰破碎而被去除的可能性高。因此,将计数C为阈值Cref以上作为条件,允许混合动力车辆V向READY-ON状态的转变。由此,即便在正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的至少任一者发生了结冰,也能够在执行多次两继电器SMRB、SMRG的接通而将冰去除之后,使混合动力车辆V向READY-ON状态转变。除此之外,在计数C为阈值Cref以上的情况下,使混合动力车辆V向READY-ON状态转变而允许故障诊断的执行。由此,也能够诊断正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG未正常接通的原因。
另外,HVECU 10根据经由启动开关SS的***启动的请求获取高压电池2的端子间电压VB并设定为目标电压Vtag(步骤S100)。进而,HVECU 10确认在接通指令的输出后正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的线圈是否被励磁,将目标电压Vtag变更为与再次获取到的高压电池2的端子间电压VB不同的值(VB+α)(步骤S130-S160)。然后,HVECU 10判定滤波电容器34的端子间电压VL是否追随变更后的目标电压Vtag而变动(步骤S170、S180)。由此,能够在对PCU 3的滤波电容器34等正确地进行预充电的同时,正确地判定正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的状态。
不过,在图2的步骤S160中,也可以在发生了***启动的请求之后短暂的期间视为高压电池2的端子间电压VB实质上未变化,将在步骤S100中设定的目标电压Vtag与值α之和设定为新的目标电压Vtag。另外,在步骤S160中,也可以将从高压电池2的端子间电压VB或者在步骤S100中设定的目标电压Vtag减去值α而得到的值设定为目标电压Vtag。另外,步骤S170的处理也可以是:在高压电池2的端子间电压VB与滤波电容器34的端子间电压VL之差的绝对值|VB-VL|为预先确定的阈值以下的状态持续了预先确定的时间的情况下,判定为正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG这两者正常接通。另外,步骤S170的处理也可以是:判定滤波电容器34的端子间电压VL和平滑电容器35的端子间电压VH这两者是否追随目标电压Vtag而变动,还可以是判定平滑电容器35的端子间电压VH是否追随目标电压Vtag而变动。
进而,在电源***1中,与***启动的请求对应地,利用来自将来自低压电池4的电力以成为目标电压Vtag的方式进行升压的双向DC/DC转换器5的电力,对滤波电容器34等进行预充电,但滤波电容器34等也可以利用来自低压电池4和双向DC/DC转换器5以外的电源的电力进行预充电。即,也可以在电源***1的高压电池2能够利用来自与家庭用电源连接的充电器或者设置于充电桩的急速充电器这样的外部充电装置的电力进行充电的情况下,利用以成为目标电压Vtag的方式调整后的来自该外部充电装置的电力,对滤波电容器34等进行预充电。在该情况下,电源***1也可以包括与外部充电装置连接的电接收连接器,该电接收连接器也可以经由未图示的正极侧充电继电器而在正极侧继电器SMRB与PCU 3之间连接于正极侧电力线PL,并且经由未图示的负极侧充电继电器而在负极侧继电器SMRG与PCU 3之间连接于负极侧电力线NL。
另外,包括上述的电源***1的车辆不限于具有动力分配用的行星齿轮PG的双电机式(串并联方式)的混合动力车辆V。即,搭载电源***1的车辆可以是单电机式的混合动力车辆,也可以是串联式的混合动力车辆,也可以是并联式的混合动力车辆,也可以是插电式的混合动力车辆(PHV),也可以是电动汽车(BEV)。进而,PCU 3也可以包括两个以上的升降压转换器。
图4是示出在启动开关SS置为ON而请求了混合动力车辆V的***启动时由HVECU10执行的例程的另一例的流程图。另外,图5是例示图4的例程执行的期间的目标电压Vtag、PCU 3的滤波电容器34的端子间电压VL等的时间变化的时序图。此外,对于图4所示的例程的处理中与图2所示的例程相同的处理,标注相同标号,省略重复的说明。
如图4所示,当由驾驶员使启动开关SS置为ON时(图5中的时刻t10),HVECU 10(CPU)获取由电压传感器21检测到的高压电池2的端子间电压VB(步骤S100B)。进而,在步骤S100B中,HVECU 10将获取到的端子间电压VB与预先确定的值α(例如5V左右)之和设定为预充电的目标电压Vtag,并且将设定后的目标电压Vtag向双向DC/DC转换器5的控制电路55发送。控制电路55接收来自HVECU 10的目标电压Vtag,控制电压变换电路50,以在正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG断开的状态下,使得电压传感器51的检测值成为来自HVECU 10的目标电压Vtag。另外,HVECU 10在执行了步骤S110-S140的处理之后判定为正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG这两者的线圈被正常励磁的情况下(步骤S150:是),不变更目标电压Vtag,而是获取由电压传感器36检测到的滤波电容器34的端子间电压VL,判定端子间电压VL是否与目标电压Vtag大体一致(有无变动)(步骤S170B、S180B)。
即,在与经由启动开关SS的***启动的请求相应地将预充电的目标电压Vtag设定为与高压电池2的端子间电压VB不同的值(VB+α)、且在预充电的完成后与来自HVECU 10的接通指令相应地正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG正常接通的情况下(图5中的时刻t20),接通指令的输出后的滤波电容器34的端子间电压VL如图5中以虚线所示,不再追随目标电压Vtag,收敛为高压电池2的端子间电压VB。相对于此,在与***启动的请求对应地将目标电压Vtag设定为与高压电池2的端子间电压VB不同的值(VB+α)、且在预充电的完成后虽然由HVECU 10输出了接通指令但正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的至少任一者由于结冰等未正常接通的情况下,接通指令的输出后的滤波电容器34的端子间电压VL如图5中以双点划线所示,追随与高压电池2的端子间电压VB不同的目标电压Vtag(=VB+α),实质上不变动。
因此,在电源***1中,即便代替图2的例程而执行图4的例程,也能够根据正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的接通指令的输出后的滤波电容器34的电压的变动状态,高精度地判定正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG是否正常接通。即,根据图4的例程,也能够在对PCU 3的滤波电容器34等正确地进行预充电的同时,正确地判定正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG的状态。此外,图4的步骤S170B的处理也可以是:判定在步骤S100B中发送的目标电压Vtag与滤波电容器34的端子间电压VL之差的绝对值|Vtag-VL|为预先确定的阈值以下的状态是否持续了预先确定的时间。另外,图4的步骤S170B的处理也可以是,在高压电池2的端子间电压VB与滤波电容器34的端子间电压VL之差的绝对值|VB-VL|为预先确定的阈值以下的状态持续了预先确定的时间的情况下,判定为正极侧继电器SMRB和负极侧继电器SMRG这两者正常接通。
如以上说明那样,本公开的电源***包括:蓄电装置(2);电力控制装置(3),其包括利用来自所述蓄电装置(2)以外的电源(4)的电力进行预充电的电容器(34、35);以及有接点式的继电器(SMRB、SMRG),其将所述蓄电装置(2)与所述电力控制装置(3)电连接以及将两者的连接解除,其中,所述电源***(1)包括控制装置(10),该控制装置(10)与***启动的请求对应地设定所述电容器的预充电的目标电压(Vtag)(S100、S100B),并且与所述预充电的完成相应地输出所述继电器(SMRB、SMRG)的接通指令(S130),在所述接通指令的输出前或者输出后将所述目标电压(Vtag)设定为与所述蓄电装置(2)的电压(VB)不同的值(S160、S100B),基于所述接通指令的输出后的所述电容器(34)的电压(VL)判定所述继电器(SMRB、SMRG)的状态(S170、S180、S170B、S180B)。
本公开的电源***的控制装置,与***启动的请求对应地设定电力控制装置所包括的电容器的预充电的目标电压,并且与预充电的完成相应地为了使蓄电装置与电力控制装置电连接而输出继电器的接通指令。进而,该控制装置在该接通指令的输出前或者输出后将上述目标电压设定为与蓄电装置的电压不同的值,基于接通指令的输出后的电容器的电压判定继电器的状态。即,在预充电的完成后与接通指令相应地继电器正常接通的情况下,即便预充电的目标电压与蓄电装置的电压不同,接通指令的输出后的电容器的电压也与蓄电装置的电压大体一致。相对于此,在预充电的完成后虽然输出了接通指令但由于结冰等而继电器未正常接通的情况下,接通指令的输出后的电容器的电压追随与蓄电装置的电压不同的目标电压。因此,在本公开的电源***中,能够根据继电器的接通指令的输出后的电容器的电压的变动状态,高精度地判定继电器是否正常接通。其结果,能够正确地判定电源***所包括的有接点式的继电器的状态。
另外,也可以是所述控制装置(10)在所述接通指令的输出后所述电容器(34)的电压(VL)追随所述目标电压(Vtag)的情况下(S180:是、S180B:是),判定为所述继电器(SMRB、SMRG)未正常接通而禁止所述电源***(1)的动作,在所述接通指令的输出后所述电容器(34)的电压(VL)不追随所述目标电压(Vtag)的情况下(S180:否、S180B:否),判定为所述继电器(SMRB、SMRG)正常接通而允许所述电源***(1)的动作。
像这样,在由于结冰等而继电器未正常接通的情况下,禁止电源***的动作。由此,能够抑制由故障诊断功能误诊断为电源***发生了故障的情况。
进而,也可以是所述电力控制装置(3)驱动搭载于车辆(V)的电动机(MG1、MG2),也可以是所述控制装置(10)在判定为所述接通指令的输出后所述继电器(SMRB、SMRG)未正常接通(S180:是、S180B:是)、且所述继电器(SMRB、SMRG)未正常接通的判定次数(C)小于2以上的规定次数(Cref)的情况下(S200:否),禁止所述车辆(V)向允许行驶状态的转变,在判定为所述继电器(SMRB、SMRG)正常接通的情况下(S180:否、S180B:否)、以及在判定为在所述接通指令的输出后所述继电器(SMRB、SMRG)未正常接通(S180:是、S180B:是)、且所述判定次数(C)为所述规定次数(Cref)以上的情况下(S200:是),使所述车辆(V)向允许行驶状态转变。
由此,即便继电器中发生了结冰,也能够在执行多次该继电器的接通而将继电器中产生的冰破碎而去除之后,使车辆向允许行驶状态转变。除此之外,在继电器未正常接通的判定次数为规定次数以上的情况下,使车辆向允许行驶状态转变而允许故障诊断的执行,由此,也能够诊断继电器未正常接通的原因。
另外,也可以是所述控制装置(10)与所述***启动的请求相应地获取所述蓄电装置(2)的电压(VB)而设定为所述目标电压(Vtag)(S100),并且在所述接通指令的输出后将所述目标电压(Vtag)变更为与所述蓄电装置(2)的电压(VB)不同的值(VB+α)(S160),判定所述电容器(34)的电压(VL)是否追随变更后的所述目标电压(Vtag)而变动(S170、S180)。
由此,能够在对电力控制装置的电容器正确地进行预充电的同时,正确地判定继电器的状态。
而且,也可以是所述控制装置(10)与所述***启动的请求相应地获取所述蓄电装置(2)的电压(VB)并且将与获取到的电压(VB)不同的值(VB+α)设定为所述目标电压(Vtag)(S100B),判定在所述接通指令的输出后所述电容器(34)的电压(VL)是否变动(S170B、S180B)。
在该电源***中,也能够在对电力控制装置的电容器正确地进行预充电的同时,正确地判定继电器的状态。
另外,也可以是所述电源包括:第二蓄电装置(4),其电压比所述蓄电装置(2)低;以及电压变换装置(5),其将来自所述蓄电装置(2)和所述电力控制装置(3)侧的电力降压而向所述第二蓄电装置(4)侧供给,并且与所述***启动的请求相应地将来自所述第二蓄电装置(4)的电力以成为所述目标电压(Vtag)的方式升压而对所述电容器(34、35)进行预充电。不过,用于对电力控制装置的电容器进行预充电的电源不限于该第二蓄电装置和电压变换装置,可以是所谓的外部充电装置等。
本公开的电源***中的继电器的状态判定方法为包括蓄电装置(2)、电力控制装置(3)和有接点式的继电器(SMRB、SMRG)的电源***(1)中的继电器的状态判定方法,所述电力控制装置(3)包括由来自所述蓄电装置(2)以外的电源(4)的电力被预充电的电容器(34、35),所述有接点式的继电器(SMRB、SMRG)将所述蓄电装置(2)与所述电力控制装置(3)电连接以及将两者的连接解除,其中,所述电源***中的继电器的状态判定方法与***启动的请求相应地设定所述电容器的预充电的目标电压(Vtag)(S100、S100B),并且与所述预充电的完成相应地输出所述继电器(SMRB、SMRG)的接通指令(S130),在所述接通指令的输出前或者输出后将所述目标电压(Vtag)设定为与所述蓄电装置(2)的电压(VB)不同的值(S160、S100B),基于所述接通指令的输出后的所述电容器(34)的电压(VL)判定所述继电器(SMRB、SMRG)的状态(S170、S180、S170B、S180B)。
根据该方法,能够正确地判定电源***所包括的有接点式的继电器的状态。
并且,本公开的发明并不由上述实施方式进行任何限定,当然能够在本公开的外延的范围内进行各种变更。进而,上述实施方式仅不过是发明内容栏中记载的发明的一个具体方式,并非对发明内容栏所记载的发明的要素进行限定。
工业实用性
本公开的发明能够在电源***的制造产业等中利用。
Claims (7)
1.一种电源***,其包括:蓄电装置;电力控制装置,其包括利用来自所述蓄电装置以外的电源的电力进行预充电的电容器;以及有接点式的继电器,其将所述蓄电装置与所述电力控制装置电连接以及将两者的连接解除,
其中,所述电源***具备控制装置,该控制装置与***启动的请求对应地设定所述电容器的预充电的目标电压,并且与所述预充电的完成相应地输出所述继电器的接通指令,在所述接通指令的输出前或者输出后将所述目标电压设定为与所述蓄电装置的电压不同的值,基于所述接通指令的输出后的所述电容器的电压判定所述继电器的状态。
2.根据权利要求1所述的电源***,
在所述接通指令的输出后所述电容器的电压追随所述目标电压的情况下,所述控制装置判定为所述继电器未正常接通而禁止所述电源***的动作,在所述接通指令的输出后所述电容器的电压不追随所述目标电压的情况下,所述控制装置判定为所述继电器正常接通而允许所述电源***的动作。
3.根据权利要求2所述的电源***,
所述电力控制装置驱动搭载于车辆的电动机,
所述控制装置在判定为所述接通指令的输出后所述继电器未正常接通、且所述继电器未正常接通的判定次数小于2以上的规定次数的情况下,禁止所述车辆向允许行驶状态的转变,
所述控制装置在判定为所述继电器正常接通的情况下、以及在判定为在所述接通指令的输出后所述继电器未正常接通且所述判定次数为所述规定次数以上的情况下,使所述车辆向允许行驶状态转变。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电源***,
所述控制装置与所述***启动的请求相应地获取所述蓄电装置的电压而设定为所述目标电压,并且在所述接通指令的输出后将所述目标电压变更为与所述蓄电装置的电压不同的值,判定所述电容器的电压是否追随变更后的所述目标电压而变动。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的电源***,
所述控制装置与所述***启动的请求相应地获取所述蓄电装置的电压,并且将与获取到的电压不同的值设定为所述目标电压,判定在所述接通指令的输出后所述电容器的电压是否变动。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电源***,
所述电源包括:第二蓄电装置,其电压比所述蓄电装置低;以及电压变换装置,其将来自所述蓄电装置和所述电力控制装置侧的电力降压而向所述第二蓄电装置侧供给,并且与所述***启动的请求相应地将来自所述第二蓄电装置的电力以成为所述目标电压的方式升压而对所述电容器进行预充电。
7.一种电源***中的继电器的状态判定方法,其为包括蓄电装置、电力控制装置和有接点式的继电器的电源***中的继电器的状态判定方法,所述电力控制装置包括由来自所述蓄电装置以外的电源的电力被预充电的电容器,所述有接点式的继电器将所述蓄电装置与所述电力控制装置电连接以及将两者的连接解除,
其中,所述电源***中的继电器的状态判定方法与***启动的请求相应地设定所述电容器的预充电的目标电压,并且与所述预充电的完成相应地输出所述继电器的接通指令,在所述接通指令的输出前或者输出后将所述目标电设定为与所述蓄电装置的电压不同的值,基于所述接通指令的输出后的所述电容的电压判定所述继电器的状态。
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