JP2012225692A

JP2012225692A - 接触異常検知装置

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Publication number: JP2012225692A
Application number: JP2011091544A
Authority: JP
Inventors: Takumi Inoue; 匠井上; Toru Wakimoto; 亨脇本; Ryusuke Baba; 隆介馬場
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2012-11-15

Abstract

【課題】交流電流が供給される経路に配置された接続部の接触抵抗を求め、その接続部の接触状態の異常をより精度良く検知することが可能な接触異常検知装置を提供する。
【解決手段】接続部１１は、交流電流が供給される経路に配置されてインバータ７とモータ８とを接続する。電圧測定部２は、接続部１１の両端に発生する電圧を測定する。電流測定部３は、接続部１１に流れる電流を測定する。演算部４は、電圧又は電流がゼロとなる時間付近以外の時間における接続部１１の接触抵抗を求め、その接触抵抗に基づいて接続部１１における接触異常を検知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、交流電流が供給される経路に配置された接続部における接触状態の異常を検知する接触異常検知装置に関する。

下記の特許文献１には、電気機器の接触状態の異常を検知する異常検知装置が開示されている。特許文献１に記載の異常検知装置は、電気機器への電力供給線に流れる電流を電圧に変換し、電気機器が正常に動作しているときの電圧と比較することにより、断線や接触不良等の接触異常を検知する。

特開２０００−１８２１６３号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載の異常検知装置のように電流のみを検出するだけでは、微小な接触抵抗の増減を検出することが困難であるため、交流電流が供給される経路に配置された接続部における接触状態の異常を精度良く検知することが困難である。また、微小な接触抵抗を測定する方法として、４端子法が知られている。しかしながら、４端子法を交流電圧及び交流電流の測定に適用すると、電流が小さい場合や、電圧及び電流がゼロになる時間付近で接触抵抗を求める場合等には、ノイズの影響によって接続部における接触状態の異常を精度良く検知することが困難になることがある。例えば電流が小さい場合にノイズの影響によって電圧が大きくなると、求められた接触抵抗は本来の値から大幅に大きくなってしまい、その結果、接続部における接触状態の異常を精度良く検知することが困難になってしまう。

本発明の目的は、交流電流が供給される経路に配置された接続部の接触抵抗を求め、その接続部における接触状態の異常をより精度良く検知することが可能な接触異常検知装置を提供することである。

本発明は、モータと前記モータに交流電流を供給するインバータとを接続する接続部における接触状態の異常を検知する接触異常検知装置であって、前記接続部の両端の電圧を測定する電圧測定手段と、前記接続部に流れる電流を測定する電流測定手段と、前記インバータから供給される交流電流によって回転する前記モータの回転角を示す情報を受けて前記電圧又は前記電流の周期を求め、前記電圧測定手段によって測定された電圧と前記電流測定手段によって測定された電流とに基づいて、前記電圧又は前記電流がゼロとなる時間を中心として前記周期に基づいて決定される時間帯以外の時間帯における前記接続部の接触抵抗を求め、前記接触抵抗と所定の抵抗閾値とを比較することにより、前記接続部における接触状態の異常を検知する演算手段と、を有することを特徴とする接触異常検知装置である。

また、本発明に係る接触異常検知装置であって、前記演算手段は、前記電流測定手段によって測定された電流の絶対値が所定の電流閾値以上となる時間帯における前記接続部の接触抵抗を求める、ことを特徴とする。

本発明によると、モータの回転角から電圧又は電流の周期を求め、電圧又は電流がゼロとなる時間を中心として周期に基づいて決定される時間帯以外の時間帯における接続部の接触抵抗を求め、その接触抵抗に基づいて接続部における接触異常を検知することにより、ノイズの影響を受け難くして、接続部における接触状態の異常をより精度良く検知することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る接触異常検知装置を示すブロック図である。電流、電圧、及び接触抵抗の時間変化を示すグラフである。第１実施形態に係る接触異常検知装置による動作を示すフローチャートである。電流及び電圧の時間変化を示すグラフである。本発明の第２実施形態に係る接触異常検知装置を示すブロック図である。電流、電圧、及び接触抵抗の時間変化を示すグラフである。接触抵抗の時間変化を示すグラフである。接触抵抗の時間変化を示すグラフである。本発明の第３実施形態に係る接触異常検知装置を示すブロック図である。電流の時間変化を示すグラフである。第３実施形態に係る接触異常検知装置の変形例を示す図である。

図１から図４を参照して、本発明の第１実施形態に係る接触異常検知装置について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る接触異常検知装置を示すブロック図である。図２は、電流、電圧、及び接触抵抗の時間変化を示すグラフである。図３は、第１実施形態に係る接触異常検知装置による動作を示すフローチャートである。図４は、電流及び電圧の時間変化を示すグラフである。

第１実施形態に係る接触異常検知装置１は、交流電流を供給する電力供給部と電気負荷とを接続する接続部における接触状態の異常を検知する。一例として、図１に示すように、接触異常検知装置１は、インバータ７とモータ８とを接続する接続部１１における接触状態の異常を検知する。接続部１１は、一例として、インバータ７とモータ８とを接続するコネクタである。

インバータ７は、制御部１０の制御に基づいて、直流電源であるバッテリ６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ８に出力する。モータ８は、接続部１１を介してインバータ７に接続されている。インバータ７から出力された交流電流は、接続部１１を介してモータ８に供給される。モータ８は、インバータ７から供給された交流電流に基づいて回転する。なお、モータ８が電気負荷の一例に相当し、インバータ７が電力供給部の一例に相当する。

接触異常検知装置１は、電圧測定部２と電流測定部３と演算部４とを備えている。接触異常検知装置１は、接続部１１の接触抵抗を測定し、その接触抵抗に基づいて接続部１１における接触状態の異常を検知する。電圧測定部２は、接続部１１の両端に発生する電圧Ｖを測定し、電圧Ｖを示す電圧データを演算部４に出力する。電流測定部３は、接続部１１に流れる電流Ｉを測定し、電流Ｉを示す電流データを演算部４に出力する。回転角検出部９は、モータ８の回転角θを検出し、回転角θを示す回転角データを演算部４に出力する。回転角検出部９は、例えばモータ８に設けられたレゾルバである。

演算部４は、電圧測定部２によって測定された電圧Ｖと電流測定部３によって測定された電流Ｉとに基づいて、接続部１１の接触抵抗Ｒ（＝Ｖ／Ｉ）を求める。図２に、電流Ｉ、電圧Ｖ、及び接触抵抗Ｒの時間変化を示す。図２において、横軸は時間ｔを示しており、縦軸はそれぞれ、電流Ｉ、電圧Ｖ、及び接触抵抗Ｒを示している。演算部４は、電圧Ｖ、電流Ｉ、又は回転角θに基づいて、電圧Ｖ又は電流Ｉの波形の周期Ｔを求める。一例として、演算部４は、モータの回転角θに基づいて周期Ｔを求める。演算部４は、電流測定部３によって測定された電流Ｉに基づいて、電流Ｉの波形の周期Ｔを求めてもよいし、電圧測定部２によって測定された電圧Ｖに基づいて、電圧Ｖの波形の周期Ｔを求めてもよい。そして、演算部４は、電流Ｉ又は電圧Ｖがゼロとなる時間を求める。例えば、演算部４は、電流Ｉの波形に基づいて電流Ｉがゼロとなる時間を求める。または、演算部４は、電圧Ｖの波形に基づいて電圧Ｖがゼロとなる時間を求めてもよい。なお、接触抵抗Ｒは微小な値（例えば、数ｍΩ以下）であるため、接続部１１に電流Ｉが流れるときに接続部１１の両端に発生する電圧Ｖは微小な値となる。従って、電流Ｉを用いた方が電圧Ｖを用いるよりもより精度良くゼロの時間を求めることができるため、電流Ｉの波形に基づいて電流Ｉがゼロとなる時間を求める方が好ましい。ここで、電流Ｉ又は電圧Ｖがゼロとなる時点を、「ゼロクロス点」と称することとする。以下では、一例として、電流Ｉがゼロとなる時点をゼロクロス点として説明する。演算部４は、電流Ｉ又は電圧Ｖがゼロとなる時間（ゼロクロス点）付近以外の時間における接触抵抗Ｒを求める。演算部４は、ゼロクロス点を中心にして、時間帯（±αＴ）以外の時間帯における接触抵抗Ｒを求める。係数αは、例えば０．１等の任意の値が用いられる。係数αを示す情報は演算部４に予め設定されていてもよいし、操作者が図示しない入力装置を用いて係数αを入力するようにしてもよい。図２を参照して説明すると、電流Ｉがゼロ（Ｉ＝０）となる時間を時間ｔ₀（ゼロクロス点）とした場合、演算部４は、「ｔ₀＋αＴ≦時間ｔ≦ｔ₀＋（１／２−α）Ｔ」の条件を満たす時間帯Ｄにおける接触抵抗Ｒを求める。つまり、演算部４は、時間ｔ₀を中心とする時間帯（２αＴ）における接触抵抗Ｒを求めずに、時間帯Ｄにおける接触抵抗Ｒを求める。なお、演算部４は、図２に示すように、電流Ｉの絶対値が予め設定された閾値Ｉ_th1以上となったときに、接触抵抗Ｒを求めるようにしてもよい。

さらに演算部４は、接触抵抗Ｒに基づいて接続部１１における接触状態の異常を検知し、その検知結果を示す情報を制御部１０に出力する。例えば、演算部４は、接触抵抗Ｒが予め設定された閾値Ｒ_th以上となった場合に、接触異常を検知する。

制御部１０は、検知結果を示す情報を演算部４から受けて、その検知結果に応じた制御を行う。接触異常が検知された場合には、制御部１０は、例えばバッテリ６やインバータ７を制御することにより、モータ８への電流供給を遮断したり、モータ８に供給される電流をより小さくしたりする。

次に、図３のフローチャートを参照して、接触異常検知装置１による一連の動作について説明する。まず、電流測定部３が接続部１１に流れる電流Ｉを測定し、電圧測定部２が接続部１１の両端に発生する電圧Ｖを測定し、回転角検出部９がモータ８の回転角θを検出する（ステップＳ０１）。演算部４は、電流Ｉの絶対値と閾値Ｉ_th1とを比較する（ステップＳ０２）。電流Ｉの絶対値が閾値Ｉ_th1以上になった場合に（ステップＳ０２、Ｙｅｓ）、処理はステップＳ０３に進む。ステップＳ０３では、演算部４が、電圧Ｖ、電流Ｉ、又は回転角θに基づいて、電圧Ｖ又は電流Ｉの波形の周期Ｔを求める。そして、演算部４は、時間ｔが「ｔ₀＋αＴ≦時間ｔ≦ｔ₀＋（１／２−α）Ｔ」の条件を満たす場合に（ステップＳ０４、Ｙｅｓ）、接触抵抗Ｒを求める（ステップＳ０５）。すなわち、演算部４は、電流Ｉがゼロになる時間ｔ₀（ゼロクロス点）を中心とする時間帯（２αＴ）以外の時間帯Ｄにおける接触抵抗Ｒを求める。演算部４は、接触抵抗Ｒと閾値Ｒ_thとを比較する（ステップＳ０６）。接触抵抗Ｒが閾値Ｒ_th以上となった場合（ステップＳ０６、Ｙｅｓ）、演算部４は、接触異常を示す情報（検知結果）を制御部１０に出力する（ステップＳ０７）。制御部１０は、接触異常を示す情報を演算部４から受けると、例えば、モータ８への電流供給を遮断したり、モータ８に供給される電流を小さくしたりするための制御を行う。一方、接触抵抗Ｒが閾値Ｒ_th未満の場合には（ステップＳ０６、Ｎｏ）、処理はステップＳ０１に戻って、上述したステップＳ０１からステップＳ０６までの処理を繰り返す。

以上のように、第１実施形態に係る接触異常検知装置１によると、ゼロクロス点付近以外の時間帯Ｄにおける接触抵抗Ｒを求めることにより、ノイズの影響を受け難くして、接続部１１における接触状態の異常をより精度良く検知することが可能となる。すなわち、接触抵抗Ｒは微小な値（例えば、数ｍΩ以下）であるため、接続部１１に電流Ｉが流れるときに接続部１１の両端に発生する電圧Ｖは微小な値となる。このため、電圧Ｖ及び電流Ｉのゼロクロス点付近の時間帯で求められた接触抵抗Ｒは、ノイズの影響を特に受けやすく、本来の値とは大幅に異なった値となる場合がある。例えば、図２及び図４に示すように、電流Ｉが十分に小さいときにノイズの影響を受けて電圧Ｖが大きくなると、接触抵抗Ｒは本来の値よりも大幅に大きくなる。その結果、接続部１１における接触状態の異常を正確に検知することが困難となる。図２に示すように、時間帯（２αＴ）においては、ノイズの影響によって接触抵抗Ｒが本来の値から大幅に大きくなっていることが分かる。一方、時間帯Ｄにおいてはノイズの影響を受け難いため、接触異常が発生しない限り、接触抵抗Ｒが大幅に大きくなることはない。第１実施形態に係る接触異常検知装置１は、ゼロクロス点付近以外の時間帯Ｄにおける接触抵抗Ｒを求めているため、ノイズの影響を受け難くして、接続部１１における接触状態の異常をより精度良く検知することが可能となる。

なお、ステップＳ０２による処理を行わなくてもよい。すなわち、演算部４は、電流Ｉと閾値_th1とを比較せずに、時間帯Ｄにおける接触抵抗Ｒを求めるようにしてもよい。

また、演算部４は、周期Ｔを用いずに、時間ｔ₀を基準にして、時間ｔ₀の前後の時間帯以外の時間帯における接触抵抗Ｒを求めるようにしてもよい。なお、モータ８の動作によって周期Ｔは刻々と変化する。従って、上述したように周期Ｔを求め、その周期Ｔを用いて時間帯Ｄを決定して接触抵抗Ｒを求める方が、実際のモータ８の動作に即した処理を行うことができるため、より好ましい。

また、演算部４は、すべての時間における接触抵抗Ｒを求め、時間帯Ｄにおける接触抵抗Ｒに基づいて接続部１１における接触状態の異常を検知してもよい。すなわち、第１実施形態に係る接触異常検知装置１は、時間帯Ｄにおける接触抵抗Ｒを求めて接続部１１における接触状態の異常を検知してもよいし、すべての時間における接触抵抗Ｒを求め、すべての時間のうち時間帯Ｄにおける接触抵抗Ｒに基づいて接続部１１における接触状態の異常を検知してもよい。

なお、演算部４は、例えば、ハードウェア資源とソフトウェアとの協働により実現される。具体的には、演算部４の機能は、記録媒体に記録された演算プログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）により実行されることによって実現される。また、制御部１０は、例えば、ハードウェア資源とソフトウェアとの協働により実現され、例えば電子制御ユニット（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）である。具体的には、制御部１０の機能は、記録媒体に記録された制御プログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現される。演算プログラム及び制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されることも可能であるし、データ信号として通信により提供されることも可能である。ただし、演算部４及び制御部１０は、ハードウェアにより実現されてもよい。また、演算部４及び制御部１０は、物理的に１つの装置により実現されてもよいし、複数の装置により実現されてもよい。また、演算部４は、制御部１０に含まれていてもよい。

次に、図５から図８を参照して、本発明の第２実施形態に係る接触異常検知装置について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る接触異常検知装置を示すブロック図である。図６は、電流、電圧、及び接触抵抗の時間変化を示すグラフである。図７及び図８は、接触抵抗の時間変化を示すグラフである。

上述した第１実施形態では、モータ８の回転角θを求めて接続部１１の接触異常を検知する時間帯を決定したが、第２実施形態では、回転角θを用いずに、閾値処理を行って接触異常を検知する。

第２実施形態に係る接触異常検知装置２０は、電圧測定部２と電流測定部３と演算部２１とを備えている。電圧測定部２、電流測定部３、及び制御部１０の機能はそれぞれ、第１実施形態と同じであるため説明を省略する。

演算部２１は、電圧測定部２によって測定された電圧Ｖと電流測定部３によって測定された電流Ｉとに基づいて、接続部１１の接触抵抗Ｒ（＝Ｖ／Ｉ）を求める。図６に、電流Ｉ、電圧Ｖ、及び接触抵抗Ｒの時間変化を示す。図６において、横軸は時間ｔを示しており、縦軸はそれぞれ、電流Ｉ、電圧Ｖ、及び接触抵抗Ｒを示している。演算部２１は、図６に示すように、電流Ｉの絶対値が予め設定された閾値_th2以上となったときに、接触抵抗Ｒを求める。このように演算部２１は、閾値処理を行うことにより、ゼロクロス点付近以外の時間帯Ｄにおける接触抵抗Ｒを求める。そして、演算部２１は、接触抵抗Ｒと閾値Ｒ_thとを比較することにより、接続部１１の接触異常を検知する。

以上のように、第２実施形態に係る接触異常検知装置２０によると、閾値処理を行ってゼロクロス点付近以外の時間帯Ｄにおける接触抵抗Ｒを求めることにより、ノイズの影響を受け難くして、接続部１１における接触状態の異常を検知することが可能となる。

図７に、閾値処理が施されていない接触抵抗Ｒのグラフと、閾値処理が施された接触抵抗Ｒのグラフとを示す。グラフ１００は、閾値_th2を用いた閾値処理が施されていない接触抵抗Ｒを示すグラフである。グラフ１１０は、閾値_th2を用いた閾値処理が施された接触抵抗Ｒを示すグラフである。閾値処理が施されていない場合には、グラフ１００に示すように接触抵抗Ｒはノイズの影響を受けて、本来の値とは大幅に異なった値となってしまう。一方、閾値処理が施されている場合には、グラフ１１０に示すように、ノイズの影響が除去されていることが分かる。

なお、演算部２１は、すべての時間における接触抵抗Ｒを求め、電流Ｉが閾値_th2以上となる時間帯Ｄにおける接触抵抗Ｒに基づいて、接続部１１における接触状態の異常を検知してもよい。

また、演算部２１は、接触抵抗Ｒの移動平均値を求めてもよい。例えば、演算部２１は、すべての時間帯における接触抵抗Ｒを求め、その接触抵抗Ｒの移動平均値を求める。この場合、演算部４は、接触抵抗Ｒの移動平均値に基づいて、接続部１１における接触状態の異常を検知する。図８に、移動平均処理が施されていない接触抵抗Ｒのグラフと、移動平均処理が施された接触抵抗Ｒのグラフとを示す。グラフ２００は、移動平均処理が施されていない接触抵抗Ｒを示すグラフである。グラフ２１０は、移動平均処理が施された接触抵抗Ｒを示すグラフである。移動平均処理が施されていない場合には、グラフ２００に示すように接触抵抗Ｒはノイズの影響を受けて、本来の値とは大幅に異なった値となってしまう。一方、移動平均処理が施されている場合には、グラフ２１０に示すように、ノイズの影響が除去されていることが分かる。

次に、図９から図１１を参照して、本発明の第３実施形態に係る接触異常検知装置について説明する。図９は、本発明の第３実施形態に係る接触異常検知装置を示すブロック図である。図１０は、電流の時間変化を示すグラフである。図１１は、第３実施形態に係る接触異常検知装置の変形例を示す図である。

第３実施形態では、接続部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗは、車両に搭載されたインバータ７とモータ８との間の三相交流電流が流れる経路に配置されている。第３実施形態に係る接触異常検知装置３０は、接続部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗの接触抵抗を測定して、接続部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗにおける接触状態の異常を検知する。以下では、接続部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗを代表して接続部１１と称する場合がある。

図９に示すモータ８は、三相交流同期型モータであり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つのコイルを備えた固定子と回転子とを含む。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相３つのコイルの一端は中点で互いに接続され、他端は接続部１１を介してインバータ７に接続されている。

接続部１１ｕは、モータ８のＵ相のコイルとインバータ７との間に配置されている。接続部１１ｖは、モータ８のＶ相のコイルとインバータ７との間に配置されている。接続部１１ｗは、モータ８のＷ相のコイルとインバータ７との間に配置されている。

接触異常検知装置３０は、電圧測定部２ｕ、２ｖ、２ｗと演算部３１とを備えている。電圧測定部２ｕは、接続部１１ｕの両端に発生する電圧Ｖ_uを測定し、電圧Ｖ_uを示す電圧データを演算部３１に出力する。電圧測定部２ｖは、接続部１１ｖの両端に発生する電圧Ｖ_vを測定し、電圧Ｖ_vを示す電圧データを演算部３１に出力する。電圧測定部２ｗは、接続部１１ｗの両端に発生する電圧Ｖ_wを測定し、電圧Ｖ_wを示す電圧データを演算部３１に出力する。以下では、電圧測定部２ｕ、２ｖ、２ｗを、代表して電圧測定部２と称する場合がある。また、電圧Ｖ_u、Ｖ_v、Ｖ_wを代表して電圧Ｖと称する場合がある。

制御部１０は、運転操作指令や車速等に基づいてインバータ７の動作を制御することにより、モータ８の動作を制御する。例えば、制御部１０は、インバータ７からモータ８に供給される電流を制御することによりモータ８の出力トルクを制御する。ここで、モータ８のＵ相のコイルに供給される電流を電流Ｉ_uとし、Ｖ相のコイルに供給される電流を電流Ｉ_vとし、Ｗ相のコイルに供給される電流を電流Ｉ_wとする。制御部１０は、各相に電流を供給するための電流指令値Ｉ^*をインバータ７に出力して、インバータ７の動作を制御する。制御部１０は、各相に対する電流指令値をインバータ７に出力する。具体的には、制御部１０は、Ｕ相のコイルに対する電流指令値Ｉ_u ^*、Ｖ相のコイルに対する電流指令値Ｉ_v ^*、及びＷ相のコイルに対する電流指令値Ｉ_w ^*をインバータ７に出力して、インバータ７の動作を制御する。三相交流電流においては、電流Ｉ_u、Ｉ_v、Ｉ_wは互いに１２０°位相がずれている。以下では、電流Ｉ_u、Ｉ_v、Ｉ_wを代表して電流Ｉと称する場合がある。また、電流指令値Ｉ_u ^*、Ｉ_v ^*、Ｉ_w ^*を代表して電流指令値Ｉ^*と称する場合がある。制御部１０は、電流指令値Ｉ^*を演算部３１に出力する。

演算部３１は、三相の電流のうち各時間で値が最大となる相の電流と、その相の電圧とに基づいて、接触抵抗Ｒを求める。図１０を参照して、演算部３１による処理について説明する。図１０において、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示している。演算部３１は、電流指令値Ｉ_u ^*、Ｉ_v ^*、Ｉ_w ^*を各時間で比べて、各時間で値が最大となる相の電流指令値Ｉ^*と、電圧測定部２によって測定されたその相の電圧Ｖとに基づいて、接触抵抗Ｒ（＝Ｖ／Ｉ^*）を求める。例えば、Ｕ相の電流指令値Ｉ_u ^*の値がＶ相の電流指令値Ｉ_v ^*及びＷ相の電流指令値Ｉ_w ^*よりも大きい場合には、演算部３１は、Ｕ相の電流指令値Ｉ_u ^*と、電圧測定部２ｕによって測定されたＵ相の電圧Ｖ_uとに基づいて、接続部１１ｕの接触抵抗Ｒ_uを求める。同様に、Ｖ相の電流指令値Ｉ_v ^*の値がＵ相の電流指令値Ｉ_u ^*及びＷ相の電流指令値Ｉ_w ^*よりも大きい場合には、演算部３１は、Ｖ相の電流指令値Ｉ_v ^*と、電圧測定部２ｖによって測定されたＶ相の電圧Ｖ_vとに基づいて、接続部１１ｖの接触抵抗Ｒ_vを求める。同様に、Ｗ相の電流指令値Ｉ_w ^*の値がＵ相の電流指令値Ｉ_u ^*及びＶ相の電流指令値Ｉ_v ^*よりも大きい場合には、演算部３１は、Ｗ相の電流指令値Ｉ_w ^*と、電圧測定部２ｗによって測定された電圧Ｖ_wとに基づいて、接続部１１ｗの接触抵抗Ｒ_wを求める。図１０に示すように、三相交流電流においては電流Ｉ_u、Ｉ_v、Ｉ_wは互いに１２０°位相がずれているため、２４０°ごとに同じ相の接触抵抗Ｒを求めることになる。以下では、接触抵抗Ｒ_u、Ｒ_v、Ｒ_wを代表して接触抵抗Ｒと称する場合がある。

演算部３１は、上述した第１実施形態と同様に、接触抵抗Ｒと閾値Ｒ_thとを比較して、接触抵抗Ｒが閾値Ｒ_th以上となった場合に、接続部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗのいずれかにて発生した接触異常を検知する。

以上のように、第３実施形態に係る接触異常検知装置３０によると、三相の電流のうち各時間で値が最大となる相の電流と、その相の電圧とに基づいて接触抵抗Ｒを求めることにより、ゼロクロス点付近以外の時間帯における接触抵抗Ｒを求めることができる。その結果、ノイズの影響を受け難くして、接続部１１における接触状態の異常をより精度良く検知することが可能となる。

変形例として、接触異常検知装置３０は、接続部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗの接触異常を個別に検知してもよい。例えば、第１実施形態を第３実施形態に適用し、又は第２実施形態を第３実施形態に適用して、接続部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗの接触異常を個別に検知してもよい。

第１実施形態を第３実施形態に適用した場合について説明する。この場合、図９に示す回転角検出部９によってモータ８の回転角θを検出する。演算部３１は、電圧Ｖ、電流Ｉ、又は回転角θに基づいて、電圧Ｖ又は電流Ｉの波形の周期Ｔを求める。一例として、演算部３１は、電流指令値Ｉ_u ^*に基づいて電流Ｉ_uの波形の周期Ｔを求め、電流指令値Ｉ_v ^*に基づいて電流Ｉ_vの波形の周期Ｔを求め、電流指令値Ｉ_w ^*に基づいて電流Ｉ_wの波形の周期Ｔを求める。演算部３１は、電流指令値Ｉ_u ^*がゼロとなる時間（ゼロクロス点）を求める。そして、演算部３１は、電流指令値Ｉ_u ^*がゼロとなる時間（ゼロクロス点）付近以外の時間における接触抵抗Ｒ_uを求める。第１実施形態と同様に、演算部３１は、ゼロクロス点を中心として、時間帯（±αＴ）以外の時間帯における接触抵抗Ｒ_uを求める。なお、演算部３１は、第１実施形態と同様に、電流指令値Ｉ_u ^*が閾値Ｉ_th1以上となったときに、接触抵抗Ｒ_uを求めてもよい。演算部３１は、接触抵抗Ｒ_uに基づいて、接続部１１ｕにおける接触状態の異常を検知し、その検知結果を示す情報を制御部１０に出力する。Ｖ相及びＷ相についてもＵ相と同様に、演算部３１は接触抵抗Ｒ_v、Ｒ_wをそれぞれ求める。演算部３１は接触抵抗Ｒ_v、Ｒ_wそれぞれに基づいて、接続部１１ｖ、１１ｗのそれぞれの接触異常を検知し、各相の検知結果を示す情報を制御部１０に出力する。

以上のように各相の接続部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗの接触抵抗を個別に求めることにより、各接続部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗの接触異常を個別に検知することが可能となる。

また、第２実施形態と同様に、演算部３１は、閾値Ｉ_th2を用いた閾値処理を行うことにより、各相の接続部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗの接触抵抗を個別に求めてもよい。そのことにより、各接続部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗの接触異常を個別に検知することが可能となる。

また、第３実施形態において、各相の電流として電流指令値Ｉ^*を用いずに、実際に測定された電流Ｉ_u、Ｉ_v、Ｉ_wを用いて各相の接続部１１ｕ、１１ｖ、１１ｗの接触抵抗を求めてもよい。この場合、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、電流測定部３を接触異常検知装置３０に設けて、電流測定部３によって、各相の接続部１１に流れる電流Ｉ_u、Ｉ_v、Ｉ_wを測定する。

図１１に、電流測定部３を接触異常検知装置３０に実装した態様の一例を示す。インバータ７とモータ８とは、インバータ側のコネクタ４０とモータ側のコネクタ５０とが嵌合することにより接続される。インバータ７側のコネクタ４０には電圧用コネクタ４１が設けられており、モータ８側のコネクタ５０には電圧用コネクタ５１が設けられている。そして、コネクタ４０とコネクタ５０とが嵌合することにより、電圧用コネクタ４１と電圧用コネクタ５１とが接続され、コネクタ４０及びコネクタ５０を介して、インバータ７からモータ８に電流が供給される。

電流測定部３ｕは、モータ８のＵ相のコイルに流れる電流Ｉ_uを測定し、電流測定部３ｖは、モータ８のＶ相に流れる電流Ｉ_vを測定し、電流測定部３ｗは、モータ８のＷ相に流れる電流Ｉ_wを測定する。電圧測定部２は、上述したように、各相の電圧Ｖ_u、Ｖ_v、Ｖ_wを測定する。図１１には図示されていないが、演算部によって、コネクタ４０、５０における接触異常を検知することができる。また、制御部１０は、上述したように一例としてのＥＣＵである。

１，２０，３０接触異常検知装置、２,２ｕ，２ｖ，２ｗ電圧測定部、３，３ｕ，３ｖ，３ｗ電流測定部、４，２１,３１演算部、６バッテリ、７インバータ、８モータ、９回転角検出部、１０制御部、１１，１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ接続部、４０,５０コネクタ、４１,５１電圧用コネクタ。

Claims

モータと前記モータに交流電流を供給するインバータとを接続する接続部における接触状態の異常を検知する接触異常検知装置であって、
前記接続部の両端の電圧を測定する電圧測定手段と、
前記接続部に流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記インバータから供給される交流電流によって回転する前記モータの回転角を示す情報を受けて前記電圧又は前記電流の周期を求め、前記電圧測定手段によって測定された電圧と前記電流測定手段によって測定された電流とに基づいて、前記電圧又は前記電流がゼロとなる時間を中心として前記周期に基づいて決定される時間帯以外の時間帯における前記接続部の接触抵抗を求め、前記接触抵抗と所定の抵抗閾値とを比較することにより、前記接続部における接触状態の異常を検知する演算手段と、
を有することを特徴とする接触異常検知装置。
請求項１に記載の接触異常検知装置であって、
前記演算手段は、前記電流測定手段によって測定された電流の絶対値が所定の電流閾値以上となる時間帯における前記接続部の接触抵抗を求める、
ことを特徴とする接触異常検知装置。