JP2013176178A - 電動車両の診断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動用電動機とは独立の付加装置を搭載した電動車両において、コスト増大を抑えながら、付加装置の動作・非動作にかかわらず車両全体の絶縁抵抗を正しく把握すること。
【解決手段】シリーズハイブリッド車両Vは、駆動用電動機5とは独立した作動及び停止を行うことが可能な発電ユニット1を有する。この発電ユニット1を搭載したシリーズハイブリッド車両Vにおいて、発電ユニット1の動作状態を制御する発電コントローラ2と、車両全体の車体〜高電圧部品間の絶縁抵抗値を計測するIRセンサ3と、IRセンサ3からの出力と診断閾値の比較により絶縁抵抗の低下状態を診断する絶縁抵抗診断部4aと、を備える。絶縁抵抗診断部4aは、IRセンサ3からの出力信号に対し、発電ユニット1が動作状態のときと発電ユニット1が非動作状態のときとで診断閾値を変更する。
【選択図】図2
【解決手段】シリーズハイブリッド車両Vは、駆動用電動機5とは独立した作動及び停止を行うことが可能な発電ユニット1を有する。この発電ユニット1を搭載したシリーズハイブリッド車両Vにおいて、発電ユニット1の動作状態を制御する発電コントローラ2と、車両全体の車体〜高電圧部品間の絶縁抵抗値を計測するIRセンサ3と、IRセンサ3からの出力と診断閾値の比較により絶縁抵抗の低下状態を診断する絶縁抵抗診断部4aと、を備える。絶縁抵抗診断部4aは、IRセンサ3からの出力信号に対し、発電ユニット1が動作状態のときと発電ユニット1が非動作状態のときとで診断閾値を変更する。
【選択図】図2
Description
本発明は、駆動用電動機とは独立の付加装置を搭載した電動車両において、車両全体の絶縁抵抗の低下状態を診断する電動車両の診断装置に関する。
従来、燃料電池に純水を供給するシステムにおいて、地絡を精度良く検出することを目的とし、導電率センサによって純水の導電率を検出し、検出した導電率に応じて、異常判定電圧を変更する燃料電池車用地絡検知装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の燃料電池車用地絡検知装置にあっては、導電率センサを用いて異常判定電圧を変更するという燃料電池車に固有の地絡検知手法である。このため、ノイズ放出源である付加装置を搭載した電動車両に適用し、検出した導電率に応じて診断閾値を変更しても、断続的な誤検出要因(ノイズ等)への対策とはならない。
一方、電動車両においては、電気安全の観点から車両全体における絶縁抵抗を維持するために車両全体での絶縁抵抗計測装置を搭載している。この電動車両にノイズ放出源である付加装置を搭載すると、ノイズが絶縁抵抗計測装置へ伝播し、絶縁抵抗計測装置からの出力にノイズが含まれる。そこで、計測装置のシールド性能や、耐ノイズ性能を向上することが考えられる。しかし、この場合には、車両ごとに専用の絶縁抵抗計測装置を新規設計する等、高性能化する必要があるためにコスト増大となる、という問題があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、駆動用電動機とは独立の付加装置を搭載した電動車両において、コスト増大を抑えながら、付加装置の動作・非動作にかかわらず車両全体の絶縁抵抗を正しく把握することができる電動車両の診断装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、駆動用電動機とは独立した作動及び停止を行うことが可能な付加装置を有する電動車両であることを前提とする。
この電動車両の診断装置において、
前記付加装置の動作状態を制御する付加装置制御手段と、
前記車両全体の車体〜高電圧部品間の絶縁抵抗値を計測する絶縁抵抗計測装置と、
前記絶縁抵抗計測装置からの出力と診断閾値の比較により絶縁抵抗の低下状態を診断する絶縁抵抗診断手段と、を備える。
前記絶縁抵抗診断手段は、前記絶縁抵抗計測装置からの出力信号に対し、前記付加装置が動作状態のときと前記付加装置が非動作状態のときとで前記診断閾値を変更する。
この電動車両の診断装置において、
前記付加装置の動作状態を制御する付加装置制御手段と、
前記車両全体の車体〜高電圧部品間の絶縁抵抗値を計測する絶縁抵抗計測装置と、
前記絶縁抵抗計測装置からの出力と診断閾値の比較により絶縁抵抗の低下状態を診断する絶縁抵抗診断手段と、を備える。
前記絶縁抵抗診断手段は、前記絶縁抵抗計測装置からの出力信号に対し、前記付加装置が動作状態のときと前記付加装置が非動作状態のときとで前記診断閾値を変更する。
よって、車両全体の車体〜高電圧部品間の絶縁抵抗を診断する際、付加装置が動作状態のときには、絶縁抵抗計測装置からの出力信号と、付加装置が非動作状態の診断閾値に対して変更された診断閾値と、の比較により絶縁抵抗の低下状態が診断される。
すなわち、付加装置が動作状態であると、付加装置からのノイズ等の誤検出要因が絶縁抵抗計測装置に進入し、絶縁抵抗計測装置により計測される絶縁抵抗値が変化する。しかし、ノイズ等の誤検出要因により絶縁抵抗値が変化するのに応じて診断閾値も変更されることで、車両全体の絶縁抵抗の誤診断が防止される。
そして、車両全体の車体〜高電圧部品間の絶縁抵抗値を計測する絶縁抵抗計測装置は、電動車両において電気安全の観点から搭載される汎用装置である。つまり、車両全体の絶縁抵抗の診断のために特別な装置を追加する必要がないし、また、絶縁抵抗計測装置のシールド性能や耐ノイズ性能を向上させる必要もない。
この結果、駆動用電動機とは独立の付加装置を搭載した電動車両において、コスト増大を抑えながら、付加装置の動作・非動作にかかわらず車両全体の絶縁抵抗を正しく把握することができる。
すなわち、付加装置が動作状態であると、付加装置からのノイズ等の誤検出要因が絶縁抵抗計測装置に進入し、絶縁抵抗計測装置により計測される絶縁抵抗値が変化する。しかし、ノイズ等の誤検出要因により絶縁抵抗値が変化するのに応じて診断閾値も変更されることで、車両全体の絶縁抵抗の誤診断が防止される。
そして、車両全体の車体〜高電圧部品間の絶縁抵抗値を計測する絶縁抵抗計測装置は、電動車両において電気安全の観点から搭載される汎用装置である。つまり、車両全体の絶縁抵抗の診断のために特別な装置を追加する必要がないし、また、絶縁抵抗計測装置のシールド性能や耐ノイズ性能を向上させる必要もない。
この結果、駆動用電動機とは独立の付加装置を搭載した電動車両において、コスト増大を抑えながら、付加装置の動作・非動作にかかわらず車両全体の絶縁抵抗を正しく把握することができる。
以下、本発明の電動車両の診断装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1〜実施例3に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
実施例1における電動車両の診断装置の構成を、「全体システム構成」、「絶縁抵抗診断構成」に分けて説明する。
実施例1における電動車両の診断装置の構成を、「全体システム構成」、「絶縁抵抗診断構成」に分けて説明する。
[全体システム構成]
図1は、実施例1の診断装置が適用されたシリーズハイブリッド車両V(電動車両の一例)の全体システムを示す。以下、図1に基づき、全体システム構成を説明する。
図1は、実施例1の診断装置が適用されたシリーズハイブリッド車両V(電動車両の一例)の全体システムを示す。以下、図1に基づき、全体システム構成を説明する。
実施例1のシリーズハイブリッド車両Vは、図1に示すように、発電ユニット1(付加装置)と、発電コントローラ2(付加装置制御手段)と、IRセンサ3(絶縁抵抗計測装置)と、統合コントローラ4と、を備えている。
前記発電ユニット1は、駆動用電動機5とは独立した作動及び停止を行うことが可能な車載ユニットであり、断続的なノイズ発生源となり得る発電機1a及び発電専用のエンジン1bを有する。駆動用電動機5は、減速機6を介して左右の駆動輪7,7に連結されている。この駆動用電動機5は、主バッテリ8からインバータ9を介して変換された三相交流により回転駆動し(力行)、また、駆動輪7,7からの回転エネルギーを三相交流の電気エネルギーに変換し、インバータ9を介して主バッテリ8へ充電する(回生)。インバータ9は、モータコントローラ10により力行と回生が制御される。なお、11,11は、左右の従動輪である。
前記発電コントローラ2は、発電ユニット1の動作状態を制御する手段である。EV走行中、統合コントローラ4から発電開始指令を入力すると、発電機1aをスタータモータとしてエンジン1bを始動し、エンジン始動後、エンジン1bによる回転駆動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電を開始する。エンジン1bによる発電中、統合コントローラ4から発電停止指令を入力すると、エンジン1bを停止し、発電を終了する。
前記IRセンサ3は、車両全体の車体〜高電圧部品間における絶縁性(電流が漏れない性能)をあらわす絶縁抵抗(Insulation Resistance)の値を計測する汎用の絶縁抵抗計測装置である。このIRセンサ3により計測された絶縁抵抗値は、統合コントローラ4に出力される。
前記統合コントローラ4は、車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、制御部の一つとして、IRセンサ3からの出力と診断閾値の比較により絶縁抵抗の低下状態を診断する絶縁抵抗診断部4a(絶縁抵抗診断手段)を備える。この絶縁抵抗診断部4aは、IRセンサ3からの出力信号に対し、発電ユニット1が動作状態(発電モード)のとき、発電ユニット1が非動作状態(非発電モード)のときに比べ、診断閾値を低い値に変更する。なお、発電モード等のモード情報や発電ユニット1の動作状態情報は、CAN通信線12を経由して発電コントローラ2やモータコントローラ10から入力する。
[絶縁抵抗診断構成]
図2は、実施例1の統合コントローラ4の絶縁抵抗診断部4aにて実行される絶縁抵抗診断処理の流れを示すフローチャートである(絶縁抵抗診断手段)。以下、実施例1の絶縁抵抗診断処理構成をあらわす図2の各ステップについて説明する。なお、図2のフローは、車両の走行及び停止を含む走行可能状態中(イグニッションスイッチがオン中)において実施される。
図2は、実施例1の統合コントローラ4の絶縁抵抗診断部4aにて実行される絶縁抵抗診断処理の流れを示すフローチャートである(絶縁抵抗診断手段)。以下、実施例1の絶縁抵抗診断処理構成をあらわす図2の各ステップについて説明する。なお、図2のフローは、車両の走行及び停止を含む走行可能状態中(イグニッションスイッチがオン中)において実施される。
ステップS001では、シリーズハイブリッド車両Vの起動信号であるイグニッションスイッチがオンになり、走行可能状態にすると、絶縁抵抗診断処理動作(IR動作)を開始し、ステップS002へ進む。
ステップS002では、ステップS001でのIR動作開始に続き、非発電モード(発電ユニット1を停止し、駆動用電動機5にて走行するEV走行モード)が選択されているときのIRセンサ3からの出力値を、絶縁抵抗計測値の初期値IR_1とし、ステップS003へ進む。
ステップS003では、ステップS002での絶縁抵抗計測値の初期値IR_1の設定、あるいは、ステップS006でのIR診断実施に続き、発電ユニット1が動作している発電モード中であるか否かを判断する。YES(発電モード中)の場合はステップS004へ進み、NO(非発電モード中)の場合はステップS008へ進む。
ステップS004では、ステップS003での発電モード中であるとの判断に続き、発電ユニット1の動作中におけるIRセンサ3からの出力値(絶縁抵抗計測値)を、絶縁抵抗値IR_2とし、ステップS005へ進む。
ステップS005では、ステップS004での絶縁抵抗値IR_2の設定に続き、発電ユニット1の動作中における絶縁抵抗値IR_2と、発電ユニット1からの発電出力と、の間に相関が確認されたか否かを判断する。YES(相関確認有り)の場合はステップS006へ進み、NO(相関確認無し)の場合はステップS007へ進む。
ここで、相関とは、発電ユニット1が動作すると、IRセンサ3に対し発電ユニット1からノイズが入ることで、発電ユニット1の動作中における絶縁抵抗値IR_2は、非発電状態に比べて低くなる関係をいう。そこで、例えば、発電動作状態の絶縁抵抗値IR_2が、発電非動作状態での初期値IR_1より小さな値となっていることによって、相関有りとの確認を行う。
ここで、相関とは、発電ユニット1が動作すると、IRセンサ3に対し発電ユニット1からノイズが入ることで、発電ユニット1の動作中における絶縁抵抗値IR_2は、非発電状態に比べて低くなる関係をいう。そこで、例えば、発電動作状態の絶縁抵抗値IR_2が、発電非動作状態での初期値IR_1より小さな値となっていることによって、相関有りとの確認を行う。
ステップS006では、ステップS005での発電ユニット1からの発電出力と発電動作中の絶縁抵抗値との間に相関確認有りとの判断、あるいは、ステップS009でのIGN-ONであるとの判断に続き、IRセンサ3から最新に読み込まれた絶縁抵抗計測値をIR_1に設定する。そして、発電ユニット1が非動作状態のときには第1診断閾値を選択し、発電ユニット1が動作状態のときには第2診断閾値(<第1診断閾値)を選択する。このIRセンサ3からの最新の絶縁抵抗計測値IR_1と、選択した診断閾値と、を比較することによりIR診断を実施し、ステップS003へ戻る。
すなわち、発電ユニット1が非動作状態のときには、最新の絶縁抵抗計測値IR_1≧第1診断閾値であると、車両全体の絶縁抵抗が正常であると診断し、最新の絶縁抵抗計測値IR_1<第1診断閾値になると、車両全体の絶縁抵抗が低下していると診断する。発電ユニット1が動作状態のときには、最新の絶縁抵抗計測値IR_1≧第2診断閾値であると、車両全体の絶縁抵抗が正常であると診断し、最新の絶縁抵抗計測値IR_1<第2診断閾値になると、車両全体の絶縁抵抗が低下していると診断する。
すなわち、発電ユニット1が非動作状態のときには、最新の絶縁抵抗計測値IR_1≧第1診断閾値であると、車両全体の絶縁抵抗が正常であると診断し、最新の絶縁抵抗計測値IR_1<第1診断閾値になると、車両全体の絶縁抵抗が低下していると診断する。発電ユニット1が動作状態のときには、最新の絶縁抵抗計測値IR_1≧第2診断閾値であると、車両全体の絶縁抵抗が正常であると診断し、最新の絶縁抵抗計測値IR_1<第2診断閾値になると、車両全体の絶縁抵抗が低下していると診断する。
ステップS007では、ステップS005での発電ユニット1からの発電出力と発電動作中の絶縁抵抗値の間に相関確認無しとの判断に続き、IRセンサ3からの絶縁抵抗計測値(IR値)が異常であると判断する。なお、このステップS007でIR値の異常判断がなされると、シリーズハイブリッド車両Vとしての適切な所定の動作(例えば、再起動の禁止処理等)が行われる。
ステップS008では、ステップS003での非発電モード中であるとの判断に続き、発電ユニット1が非動作中におけるIRセンサ3からの出力値(絶縁抵抗計測値)を、最新の絶縁抵抗計測値IR_1に更新し、ステップS009へ進む。
ステップS009では、ステップS008での絶縁抵抗計測値IR_1の更新に続き、イグニッションスイッチのオフであるか否かを判断する。YES(IGN-OFF)の場合はステップS010へ進み、NO(IGN-ON)の場合はステップS006へ進む。
ステップS010では、ステップS009でのIGN-OFFであるとの判断に続き、IR診断を終了する。
次に、作用を説明する。
まず、「背景技術」の説明を行う。続いて、実施例1の電動車両の診断装置における作用を、「IR値の異常判断作用」、「絶縁抵抗診断作用」に分けて説明する。
まず、「背景技術」の説明を行う。続いて、実施例1の電動車両の診断装置における作用を、「IR値の異常判断作用」、「絶縁抵抗診断作用」に分けて説明する。
[背景技術]
例えば、駆動用電動機を持つ電動車両においては、電気安全の観点から車両全体における絶縁抵抗を維持する構成となっており、その補助的な手段として車両全体での絶縁抵抗計測装置を搭載している。
例えば、駆動用電動機を持つ電動車両においては、電気安全の観点から車両全体における絶縁抵抗を維持する構成となっており、その補助的な手段として車両全体での絶縁抵抗計測装置を搭載している。
これらの電動車両のうち燃料電池車両等では、その特殊性(車両の高電圧システム内に純水を循環させているためその導電性)により地絡と誤検出するおそれがあるため、前記純水の通電度合いにより異常判定しきい値を変更している。これは燃料電池車固有の課題解決方法であるとともに、断続的な誤検出要因(ノイズ等)に対しての効果は見られないという問題があった。(例えば、特開2005−348483号公報)
電動車両の普及に伴いこれら計測装置を汎用化する場合に、電動車両の派生車種等で、発電機及び専用エンジンなど、駆動用電動機とは独立した作動・停止を行うことが可能な車両付加装置を搭載することがある。付加装置を搭載したときには、これら付加装置の動作状態により、前記車両全体での絶縁抵抗計測装置への断続的なノイズの影響が無視できなくなる場合がある。
電動車両の普及に伴いこれら計測装置を汎用化する場合に、電動車両の派生車種等で、発電機及び専用エンジンなど、駆動用電動機とは独立した作動・停止を行うことが可能な車両付加装置を搭載することがある。付加装置を搭載したときには、これら付加装置の動作状態により、前記車両全体での絶縁抵抗計測装置への断続的なノイズの影響が無視できなくなる場合がある。
例えば、付加装置として、発電機及び発電専用エンジンを搭載した場合には、発電機は環境状態や車両における主電池の残量状態(SOC)等により運転及び停止が行われる。発電機動作時には、発電専用エンジンの点火系動作等による断続的な矩形波ノイズが発電機出力に従い、周波数・出力を変化させながら発生する可能性がある。このノイズが前記車両全体での絶縁抵抗計測装置へ伝播した場合、絶縁抵抗計測装置からの出力が正しくなされない。
これに対し、絶縁抵抗計測装置の筐体・信号処理系や、信号線等ノイズ進入源に対してシールド性能や、耐ノイズ性能を向上することが考えられる。しかし、この場合には、部品の共通化のメリットがなくなり、車両ごとの専用の絶縁抵抗計測装置の新規設計や、高性能化でコスト増大となる。
[IR値の異常判断作用]
上記のように、IRセンサ3からのセンサ値に基づき、車両全体としての絶縁抵抗値が正常であるか否かの診断を行うには、まず、IRセンサ3から正常なセンサ値が出力されているか否かを確認することが必要である。以下、図2に基づき、これを反映するIR値の異常判断作用を説明する。
上記のように、IRセンサ3からのセンサ値に基づき、車両全体としての絶縁抵抗値が正常であるか否かの診断を行うには、まず、IRセンサ3から正常なセンサ値が出力されているか否かを確認することが必要である。以下、図2に基づき、これを反映するIR値の異常判断作用を説明する。
発電モード中、IRセンサ3から正常なセンサ値が出力されているときは、図2のフローチャートにおいて、ステップS003→ステップS004→ステップS005→ステップS006へと進む流れが繰り返される。
すなわち、発電ユニット1が動作すると、IRセンサ3に発電ユニット1からノイズが入ることで、発電ユニット1の動作中における絶縁抵抗値IR_2が、非発電状態に比べて低くなるという相関関係がある。ステップS005では、この相関関係を用いて相関確認を行い、例えば、発電動作状態の絶縁抵抗値IR_2が、発電非動作状態での初期値IR_1より小さな値となっている限り、IRセンサ3から正常なセンサ値が出力されていると判断される。この場合には、ステップS005からステップS006へ進み、車両全体としてのIR診断が実施される。
すなわち、発電ユニット1が動作すると、IRセンサ3に発電ユニット1からノイズが入ることで、発電ユニット1の動作中における絶縁抵抗値IR_2が、非発電状態に比べて低くなるという相関関係がある。ステップS005では、この相関関係を用いて相関確認を行い、例えば、発電動作状態の絶縁抵抗値IR_2が、発電非動作状態での初期値IR_1より小さな値となっている限り、IRセンサ3から正常なセンサ値が出力されていると判断される。この場合には、ステップS005からステップS006へ進み、車両全体としてのIR診断が実施される。
一方、発電モード中、IRセンサ3から異常なセンサ値が出力されると、図2のフローチャートにおいて、ステップS003→ステップS004→ステップS005→ステップS007へと進み、ステップS007では、IR値の異常判断に基づき、シリーズハイブリッド車両Vとしての適切な所定の動作(例えば、再起動の禁止処理等)が行われる。
上記のように、発電ユニット1の動作中における絶縁抵抗値IR_2が、非発電状態の絶縁抵抗値IR_1に比べて低くなるという相関関係を利用することで、以下の診断に用いるIRセンサ3から正常なセンサ値が出力されているか否かを確認することができる。
[絶縁抵抗診断作用]
上記のように、IRセンサ3からのセンサ値に基づき、車両全体としての絶縁抵抗値が正常であるか否かの診断を行うには、発電ユニット1が動作中のときのノイズ影響を見逃せない。つまり、発電ユニット1の動作・非動作により診断内容を変える工夫が必要である。以下、図2及び図3に基づき、これを反映する絶縁抵抗診断作用を説明する。
上記のように、IRセンサ3からのセンサ値に基づき、車両全体としての絶縁抵抗値が正常であるか否かの診断を行うには、発電ユニット1が動作中のときのノイズ影響を見逃せない。つまり、発電ユニット1の動作・非動作により診断内容を変える工夫が必要である。以下、図2及び図3に基づき、これを反映する絶縁抵抗診断作用を説明する。
イグニッションスイッチがオンになると、図2のフローチャートにおいて、ステップS001→ステップS002へと進む。そして、ステップS002では、非発電EV走行モードが選択されているときのIRセンサ3からの出力値が、絶縁抵抗値の初期値IR_1として設定される。
次に、イグニッションスイッチがオンであり、かつ、非発電モード中である間は、図2のフローチャートにおいて、ステップS003→ステップS008→ステップS009→ステップS006へと進む流れが繰り返される。つまり、ステップS006では、IRセンサ3からの最新の絶縁抵抗計測値IR_1と、選択された第1診断閾値と、を比較することによりIR診断が実施される。
具体的には、図3に示すように、発電ユニット1が停止しているEV走行領域a,b,cでは、絶縁抵抗出力(最新の絶縁抵抗計測値IR_1)が第1診断閾値以上の値である判断されたら、車両全体の絶縁抵抗が正常であると診断される。しかし、EV走行領域a,b,cでの絶縁抵抗出力(最新の絶縁抵抗計測値IR_1)が第1診断閾値未満の値であると判断されたら、車両全体の絶縁抵抗が低下していると診断される。
一方、非発電モードから発電モードに変更されると、図2のフローチャートにおいて、ステップS003→ステップS004→ステップS005→ステップS006へと進む流れが繰り返される。つまり、ステップS006では、IRセンサ3からの最新の絶縁抵抗計測値IR_1と、選択された第2診断閾値(<第1診断閾値)と、を比較することによりIR診断が実施される。
具体的には、図3に示すように、発電ユニット1が動作している発電時領域d,e,fでは、絶縁抵抗出力(最新の絶縁抵抗計測値IR_1)が第2診断閾値以上の値であると判断されたら、車両全体の絶縁抵抗が正常であると診断される。しかし、発電時領域d,e,fでの絶縁抵抗出力(最新の絶縁抵抗計測値IR_1)が第2診断閾値未満の値であると判断されたら、車両全体の絶縁抵抗が低下していると診断される。
上記のように、実施例1では、絶縁抵抗診断において、IRセンサ3からの出力信号に対し、発電ユニット1が動作状態のときの第2診断閾値を、発電ユニット1が非動作状態のときの第1診断閾値に比べて低い値に変更設定する構成を採用した。
すなわち、発電ユニット1が動作状態であると、発電ユニット1からのノイズがIRセンサ3に進入し、IRセンサ3により計測される絶縁抵抗値が低下する。しかし、ノイズにより絶縁抵抗値が低下するのに応じて診断閾値も低い値に変更されることで、発電ユニット1が動作状態であるか非動作状態であるかにかかわらず、車両全体の絶縁抵抗の誤診断が防止される。
そして、車両全体の車体〜高電圧部品間の絶縁抵抗値を計測するIRセンサ3は、電動車両において電気安全の観点から搭載される汎用装置である。つまり、車両全体の絶縁抵抗の診断のために特別な装置を追加する必要がないし、また、IRセンサ3のシールド性能や耐ノイズ性能を向上させる必要もない。
したがって、ノイズ放出源である発電ユニット1を搭載したシリーズハイブリッド車両Vにおいて、特別な装置の追加や性能アップによるコストの増大を抑えながら、車両全体の絶縁抵抗が低下しているか否かが正しく把握される。
すなわち、発電ユニット1が動作状態であると、発電ユニット1からのノイズがIRセンサ3に進入し、IRセンサ3により計測される絶縁抵抗値が低下する。しかし、ノイズにより絶縁抵抗値が低下するのに応じて診断閾値も低い値に変更されることで、発電ユニット1が動作状態であるか非動作状態であるかにかかわらず、車両全体の絶縁抵抗の誤診断が防止される。
そして、車両全体の車体〜高電圧部品間の絶縁抵抗値を計測するIRセンサ3は、電動車両において電気安全の観点から搭載される汎用装置である。つまり、車両全体の絶縁抵抗の診断のために特別な装置を追加する必要がないし、また、IRセンサ3のシールド性能や耐ノイズ性能を向上させる必要もない。
したがって、ノイズ放出源である発電ユニット1を搭載したシリーズハイブリッド車両Vにおいて、特別な装置の追加や性能アップによるコストの増大を抑えながら、車両全体の絶縁抵抗が低下しているか否かが正しく把握される。
また、実施例1では、付加装置として、断続的なノイズ発生源となり得る発電機1a及び発電専用のエンジン1bを有する発電ユニット1による構成を採用した。
すなわち、発電ユニット1のエンジン点火系からの断続的に発生するノイズによりIRセンサ3からの絶縁抵抗出力が変化する。この発電ユニット1からの断続的なノイズ発生に対し、発電ユニット1が動作中(ノイズ発生有り)であるか非動作中(ノイズ発生無し)であるかに応じて診断閾値を変更するようにしている。
したがって、断続的なノイズが発生する発電ユニット1を搭載したシリーズハイブリッド車両Vであるにもかかわらず、断続的なノイズ発生に応答する診断閾値の変更により、車両全体の絶縁抵抗が低下しているか否かが精度良く診断される。
すなわち、発電ユニット1のエンジン点火系からの断続的に発生するノイズによりIRセンサ3からの絶縁抵抗出力が変化する。この発電ユニット1からの断続的なノイズ発生に対し、発電ユニット1が動作中(ノイズ発生有り)であるか非動作中(ノイズ発生無し)であるかに応じて診断閾値を変更するようにしている。
したがって、断続的なノイズが発生する発電ユニット1を搭載したシリーズハイブリッド車両Vであるにもかかわらず、断続的なノイズ発生に応答する診断閾値の変更により、車両全体の絶縁抵抗が低下しているか否かが精度良く診断される。
次に、効果を説明する。
実施例1のシリーズハイブリッド車両Vの診断装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
実施例1のシリーズハイブリッド車両Vの診断装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1) 駆動用電動機5とは独立した作動及び停止を行うことが可能な付加装置(発電ユニット1)を有する電動車両において、
前記付加装置(発電ユニット1)の動作状態を制御する付加装置制御手段(発電コントローラ2)と、
前記車両全体の車体〜高電圧部品間の絶縁抵抗値を計測する絶縁抵抗計測装置(IRセンサ3)と、
前記絶縁抵抗計測装置(IRセンサ3)からの出力と診断閾値の比較により絶縁抵抗の低下状態を診断する絶縁抵抗診断手段(絶縁抵抗診断部4a、図2)と、を備え、
前記絶縁抵抗診断手段(絶縁抵抗診断部4a、図2)は、前記絶縁抵抗計測装置(IRセンサ3)からの出力信号に対し、前記付加装置(発電ユニット1)が動作状態のときと前記付加装置(発電ユニット1)が非動作状態のときとで前記診断閾値を変更する(第1診断閾値≠第2診断閾値)。
このため、駆動用電動機5とは独立の付加装置(発電ユニット1)を搭載した電動車両において、コスト増大を抑えながら、付加装置(発電ユニット1)の動作・非動作にかかわらず車両全体の絶縁抵抗を正しく把握することができる。
前記付加装置(発電ユニット1)の動作状態を制御する付加装置制御手段(発電コントローラ2)と、
前記車両全体の車体〜高電圧部品間の絶縁抵抗値を計測する絶縁抵抗計測装置(IRセンサ3)と、
前記絶縁抵抗計測装置(IRセンサ3)からの出力と診断閾値の比較により絶縁抵抗の低下状態を診断する絶縁抵抗診断手段(絶縁抵抗診断部4a、図2)と、を備え、
前記絶縁抵抗診断手段(絶縁抵抗診断部4a、図2)は、前記絶縁抵抗計測装置(IRセンサ3)からの出力信号に対し、前記付加装置(発電ユニット1)が動作状態のときと前記付加装置(発電ユニット1)が非動作状態のときとで前記診断閾値を変更する(第1診断閾値≠第2診断閾値)。
このため、駆動用電動機5とは独立の付加装置(発電ユニット1)を搭載した電動車両において、コスト増大を抑えながら、付加装置(発電ユニット1)の動作・非動作にかかわらず車両全体の絶縁抵抗を正しく把握することができる。
(2) 前記付加装置(発電ユニット1)は、動作状態のときノイズ発生により車両全体における絶縁抵抗を低下させる装置であり、
前記絶縁抵抗診断手段(絶縁抵抗診断部4a、図2)は、前記絶縁抵抗計測装置(IRセンサ3)からの出力信号に対し、前記付加装置(発電ユニット1)が動作状態のとき、前記付加装置(発電ユニット1)が非動作状態のときに比べ、前記診断閾値を低い値に変更する(非動作状態の第1診断閾値>動作状態の第2診断閾値)。
このため、付加装置(発電ユニット1)として、動作状態のときノイズ発生により車両全体における絶縁抵抗を低下させる装置を搭載した電動車両において、付加装置(発電ユニット1)の動作・非動作にかかわらず車両全体の絶縁抵抗を正しく把握することができる。
前記絶縁抵抗診断手段(絶縁抵抗診断部4a、図2)は、前記絶縁抵抗計測装置(IRセンサ3)からの出力信号に対し、前記付加装置(発電ユニット1)が動作状態のとき、前記付加装置(発電ユニット1)が非動作状態のときに比べ、前記診断閾値を低い値に変更する(非動作状態の第1診断閾値>動作状態の第2診断閾値)。
このため、付加装置(発電ユニット1)として、動作状態のときノイズ発生により車両全体における絶縁抵抗を低下させる装置を搭載した電動車両において、付加装置(発電ユニット1)の動作・非動作にかかわらず車両全体の絶縁抵抗を正しく把握することができる。
(3) 前記付加装置は、断続的なノイズ発生源となり得る発電機1a及び発電専用のエンジン1bを有する発電ユニット1である。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、断続的なノイズが発生する発電ユニット1を搭載したシリーズハイブリッド車両Vであるにもかかわらず、断続的なノイズ発生に追従する診断閾値の変更により、車両全体の絶縁抵抗が低下しているか否かを精度良く診断することができる。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、断続的なノイズが発生する発電ユニット1を搭載したシリーズハイブリッド車両Vであるにもかかわらず、断続的なノイズ発生に追従する診断閾値の変更により、車両全体の絶縁抵抗が低下しているか否かを精度良く診断することができる。
実施例2は、車両の停止シーケンス中において、発電ユニット1を停止した後、IR診断を実施するようにした例である。
まず、構成を説明する。
実施例2のシステム構成は、実施例1の図1と同様であるので、図示を省略する。
図4は、実施例2の統合コントローラ4の絶縁抵抗診断部4aにて実行される絶縁抵抗診断処理の流れを示すフローチャートである(絶縁抵抗診断手段)。以下、実施例2の絶縁抵抗診断処理構成をあらわす図4の各ステップについて説明する。なお、ステップS201〜ステップS208は、図2のステップS001〜ステップS008の各ステップと同じであるため、説明を省略する。
実施例2のシステム構成は、実施例1の図1と同様であるので、図示を省略する。
図4は、実施例2の統合コントローラ4の絶縁抵抗診断部4aにて実行される絶縁抵抗診断処理の流れを示すフローチャートである(絶縁抵抗診断手段)。以下、実施例2の絶縁抵抗診断処理構成をあらわす図4の各ステップについて説明する。なお、ステップS201〜ステップS208は、図2のステップS001〜ステップS008の各ステップと同じであるため、説明を省略する。
ステップS209では、ステップS208での絶縁抵抗計測値IR_1の更新に続き、イグニッションスイッチのオフによる停止(シャットダウン)シーケンス中であるか否かを判断する。YES(停止シーケンス中)の場合はステップS210へ進み、NO(IGN-ON)の場合はステップS206へ進む。
ステップS210では、ステップS209での停止シーケンス中であるとの判断に続き、発電ユニット1の停止を確認した後、最新の絶縁抵抗計測値IR_1と第1診断閾値を用いてIR診断を実施し、ステップS211へ進む。
ステップS211では、ステップS210でのIR診断の実施に続き、車両が停止しているか否かを判断する。YES(車両停止後)の場合はステップS212へ進み、NO(車両停止前)の場合はステップS208へ戻る。
ステップS212では、ステップS211での車両停止後であるとの判断に続き、IR診断を終了する。
次に、作用を説明する。
イグニッションスイッチがオフによる停止シーケンス中の間は、図2のフローチャートにおいて、ステップS203→ステップS208→ステップS209→ステップS210→ステップS211へと進む流れが繰り返される。つまり、ステップS210では、発電ユニット1の停止を確認した後、最新の絶縁抵抗計測値IR_1と第1診断閾値を用いてIR診断が実施される。
イグニッションスイッチがオフによる停止シーケンス中の間は、図2のフローチャートにおいて、ステップS203→ステップS208→ステップS209→ステップS210→ステップS211へと進む流れが繰り返される。つまり、ステップS210では、発電ユニット1の停止を確認した後、最新の絶縁抵抗計測値IR_1と第1診断閾値を用いてIR診断が実施される。
このとき、車両全体の最終値として、シリーズハイブリッド車両Vの車両停止前のノイズの影響を受けない最終絶縁抵抗値を用いることで、確実に車両全体の絶縁抵抗が維持されているか否かを診断することが可能になる。したがって、停止シーケンス中の絶縁抵抗出力(最新の絶縁抵抗計測値IR_1)が第1診断閾値以上の値であると、車両全体の絶縁抵抗が正常であると診断され、次回の車両起動が許可される。しかし、停止シーケンス中の絶縁抵抗出力(最新の絶縁抵抗計測値IR_1)が第1診断閾値未満であると、IR値が異常であると判断し、次回の車両再起動の禁止処理等を行うことができる。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
次に、効果を説明する。
実施例2のシリーズハイブリッド車両Vの診断装置にあっては、実施例1の(1)〜(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
実施例2のシリーズハイブリッド車両Vの診断装置にあっては、実施例1の(1)〜(3)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
(4) 前記絶縁抵抗診断手段(絶縁抵抗診断部4a、図4)は、前記電動車両(シリーズハイブリッド車両V)の停止シーケンス中、前記付加装置(発電ユニット1)を停止した後に前記絶縁抵抗計測手段(IRセンサ3)からの出力信号を用いて絶縁抵抗診断を行う(ステップS209→ステップS210)。
このため、車両の停止シーケンス中において、付加装置(発電ユニット1)を停止した後に絶縁抵抗診断を行うことで、付加装置(発電ユニット1)の動作による影響のない状態での付加装置(発電ユニット1)を含めた車両全体における絶縁抵抗維持を確認することが可能となり、次回車両起動を許可することができる。
このため、車両の停止シーケンス中において、付加装置(発電ユニット1)を停止した後に絶縁抵抗診断を行うことで、付加装置(発電ユニット1)の動作による影響のない状態での付加装置(発電ユニット1)を含めた車両全体における絶縁抵抗維持を確認することが可能となり、次回車両起動を許可することができる。
実施例3は、発電モード中のとき、発電ユニット1の動作状態と発生ノイズとの相関に基づいて、診断閾値の補正を行うようにした例である。
まず、構成を説明する。
実施例3のシステム構成は、実施例1の図1と同様であるので、図示を省略する。
実施例3の統合コントローラ4の絶縁抵抗診断部4aにて実行される絶縁抵抗診断処理の流れは、実施例1の図2、または、実施例2の図4と同様であるので、図示を省略する。
但し、図2のステップS006(または図4のステップS206)については、実施例1,2と相違するので、以下に説明する。
実施例3のシステム構成は、実施例1の図1と同様であるので、図示を省略する。
実施例3の統合コントローラ4の絶縁抵抗診断部4aにて実行される絶縁抵抗診断処理の流れは、実施例1の図2、または、実施例2の図4と同様であるので、図示を省略する。
但し、図2のステップS006(または図4のステップS206)については、実施例1,2と相違するので、以下に説明する。
ステップS006(またはステップS206)では、IRセンサ3から最新に読み込まれた絶縁抵抗計測値をIR_1に設定する。そして、発電ユニット1が非動作状態のときには第1診断閾値を選択し、発電ユニット1が動作状態のときには補正診断閾値(=第1診断閾値−閾値補正量)を算出する。発電ユニット1が非動作状態のときは、IRセンサ3からの最新の絶縁抵抗計測値IR_1と、選択した第1診断閾値と、を比較することによりIR診断を実施する。また。発電ユニット1が動作状態のときは、IRセンサ3からの最新の絶縁抵抗計測値IR_1と、算出した補正診断閾値と、を比較することによりIR診断を実施し、ステップS003(またはステップS203)へ戻る。
ここで、補正診断閾値の算出は、発電モード中のとき、発電ユニット1の動作出力と発生ノイズとの相関により閾値補正量を決める。そして、第1診断閾値から決めた閾値補正量を差し引くことで求める。例えば、図5に示すように、発電ユニット1が小出力領域gでは、絶縁抵抗出力の変化(ノイズ)の幅である偏差幅(1)が小さいことで、ノイズなし状態からの偏差幅(1)を閾値補正量とする。同様に、図5に示すように、発電ユニット1が中出力領域hでは、偏差幅(2)が偏差幅(1)より大きくなることで、ノイズなし状態からの偏差幅(2)を閾値補正量とする。同様に、図5に示すように、発電ユニット1が大出力領域iでは、偏差(3)が最も大きくなることで、ノイズなし状態からの偏差幅(3)を閾値補正量とする。
具体的には、図6に示すように、発電ユニット1が動作している発電時領域d,e,fで、それぞれ異なる補正診断閾値(第1補正診断閾値>第2補正診断閾値>第3補正診断閾値)が用いられる。すなわち、発電時領域dでは、絶縁抵抗出力(最新の絶縁抵抗計測値IR_1)が第2補正診断閾値以上の値であると判断されたら、車両全体の絶縁抵抗が正常であると診断される。また、発電時領域eでは、絶縁抵抗出力(最新の絶縁抵抗計測値IR_1)が第3補正診断閾値以上の値であると判断されたら、車両全体の絶縁抵抗が正常であると診断される。さらに、発電時領域fでは、絶縁抵抗出力(最新の絶縁抵抗計測値IR_1)が第1補正診断閾値以上の値であると判断されたら、車両全体の絶縁抵抗が正常であると診断される。
上記のように、実施例1では、絶縁抵抗診断において、発電ユニット1の動作出力と発生ノイズ幅の相関に基づき、発電ユニット1が動作状態のとき、発電ユニット1が非動作状態での第1診断閾値を補正する構成を採用した。
すなわち、発電ユニット1の動作中には、発電ユニット1の動作出力の大きさに応じて発生するノイズ幅が変化する。
したがって、発電ユニット1の動作出力の大きさに応じて第1診断閾値を補正することにより、絶縁抵抗診断をより細かく、かつ、精度良く実施できる。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
すなわち、発電ユニット1の動作中には、発電ユニット1の動作出力の大きさに応じて発生するノイズ幅が変化する。
したがって、発電ユニット1の動作出力の大きさに応じて第1診断閾値を補正することにより、絶縁抵抗診断をより細かく、かつ、精度良く実施できる。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
次に、効果を説明する。
実施例3のシリーズハイブリッド車両Vの診断装置にあっては、実施例1の(1)〜(3)の効果、及び、実施例2の(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
実施例3のシリーズハイブリッド車両Vの診断装置にあっては、実施例1の(1)〜(3)の効果、及び、実施例2の(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
(5) 前記絶縁抵抗診断手段(絶縁抵抗診断部4a、図2、図4)は、前記付加装置(発電ユニット1)の動作出力と発生ノイズ幅の相関に基づき、前記付加装置(発電ユニット1)が動作状態のとき、前記付加装置(発電ユニット1)が非動作状態での前記診断閾値(第1診断閾値)を補正する。
このため、付加装置(発電ユニット1)が動作状態のとき、絶縁抵抗診断での誤診断を防止し、より細かく、かつ、精度良く絶縁抵抗診断を実施することができる。
このため、付加装置(発電ユニット1)が動作状態のとき、絶縁抵抗診断での誤診断を防止し、より細かく、かつ、精度良く絶縁抵抗診断を実施することができる。
以上、本発明の電動車両の診断装置を実施例1〜実施例3に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
実施例1〜3では、付加装置として、動作状態のときノイズ発生により車両全体における絶縁抵抗を低下させる発電ユニット1の例を示した。しかし、付加装置としては、動作状態のとき車両全体における絶縁抵抗を上昇させる装置の例としても良く、この場合は、非動作状態のときに比べ、診断閾値が高い値に変更される。さらに、付加装置としては、動作状態のとき動作モードが異なることによって、車両全体における絶縁抵抗を低下させたり上昇させたりする装置の例としても良い。
実施例1〜3では、付加装置として、断続的なノイズ発生源となり得る発電機1a及び発電専用のエンジン1bを有する発電ユニット1の例を示した。しかし、付加装置としては、駆動用電動機とは独立した作動及び停止を行うことが可能でノイズ源となるものであれば、発電ユニット1以外の付加装置であっても良い。
実施例1〜3では、本発明の診断装置を、シリーズハイブリッド車両Vに適用する例を示した。しかし、本発明の診断装置は、付加装置を有する電気自動車や付加装置を有する燃料電池車等のような、他の電動車両に対しても適用することができる。
V シリーズハイブリッド車両(電動車両の一例)
1 発電ユニット(付加装置)
1a 発電機
1b エンジン
2 発電コントローラ(付加装置制御手段)
3 IRセンサ(絶縁抵抗計測装置)
4 統合コントローラ
4a 絶縁抵抗診断部(絶縁抵抗診断手段)
5 駆動用電動機
6 減速機
7,7 左右の駆動輪
8 主バッテリ
9 インバータ
10 モータコントローラ
11,11 左右の従動輪
12 CAN通信線
1 発電ユニット(付加装置)
1a 発電機
1b エンジン
2 発電コントローラ(付加装置制御手段)
3 IRセンサ(絶縁抵抗計測装置)
4 統合コントローラ
4a 絶縁抵抗診断部(絶縁抵抗診断手段)
5 駆動用電動機
6 減速機
7,7 左右の駆動輪
8 主バッテリ
9 インバータ
10 モータコントローラ
11,11 左右の従動輪
12 CAN通信線
Claims (5)
- 駆動用電動機とは独立した作動及び停止を行うことが可能な付加装置を有する電動車両において、
前記付加装置の動作状態を制御する付加装置制御手段と、
前記車両全体の車体〜高電圧部品間の絶縁抵抗値を計測する絶縁抵抗計測装置と、
前記絶縁抵抗計測装置からの出力と診断閾値の比較により絶縁抵抗の低下状態を診断する絶縁抵抗診断手段と、を備え、
前記絶縁抵抗診断手段は、前記絶縁抵抗計測装置からの出力信号に対し、前記付加装置が動作状態のときと前記付加装置が非動作状態のときとで前記診断閾値を変更する
ことを特徴とする電動車両の診断装置。 - 請求項1に記載された電動車両の診断装置において、
前記付加装置は、動作状態のときノイズ発生により車両全体における絶縁抵抗を低下させる装置であり、
前記絶縁抵抗診断手段は、前記絶縁抵抗計測装置からの出力信号に対し、前記付加装置が動作状態のとき、前記付加装置が非動作状態のときに比べ、前記診断閾値を低い値に変更する
ことを特徴とする電動車両の診断装置。 - 請求項1又は2に記載された電動車両の診断装置において、
前記絶縁抵抗診断手段は、前記電動車両の停止シーケンス中、前記付加装置を停止した後に前記絶縁抵抗計測手段からの出力信号を用いて絶縁抵抗診断を行う
ことを特徴とする電動車両の診断装置。 - 請求項1から3の何れか1項に電動車両の診断装置において、
前記絶縁抵抗診断手段は、前記付加装置の動作出力と発生ノイズ幅の相関に基づき、前記付加装置が動作状態のとき、前記付加装置が非動作状態での前記診断閾値を補正する
ことを特徴とする電動車両の診断装置。 - 請求項1から4の何れか1項に記載された電動車両の診断装置において、
前記付加装置は、断続的なノイズ発生源となり得る発電機及び発電専用のエンジンを有する発電ユニットである
ことを特徴とする電動車両の診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012037648A JP2013176178A (ja) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | 電動車両の診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012037648A JP2013176178A (ja) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | 電動車両の診断装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2013176178A true JP2013176178A (ja) | 2013-09-05 |
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---|---|---|---|
JP2012037648A Pending JP2013176178A (ja) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | 電動車両の診断装置 |
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JP (1) | JP2013176178A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015162977A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両 |
US11056701B2 (en) | 2019-04-11 | 2021-07-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
-
2012
- 2012-02-23 JP JP2012037648A patent/JP2013176178A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015162977A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両 |
US11056701B2 (en) | 2019-04-11 | 2021-07-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
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