JP5534518B2 - 充電器の異常検出装置 - Google Patents
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Description
力率を改善するためのPFC部から出力された直流のPFC出力電圧を検知するPFC出力電圧検知部と、PFC出力電圧に対する第1閾値を設定する閾値設定部と、PFC部の起動により始まったPFC出力電圧の上昇が終了して該PFC出力電圧が安定した後に、PFC出力電圧と第1閾値とを比較した結果に基づいてPFC出力電圧が正常範囲内にあるか否かを判定する第1判定を行う異常判定部と、交流電圧を検知する入力電圧検知部とを備え、第1閾値は、正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧を含み、下限閾値電圧は、検知された交流電圧の波高値に相当する値に基づいて設定されていることを特徴としている。
また、この構成によれば、PFC出力電圧が安定する前に異常判定部による判定が行われて機能異常が誤検出されるのを防ぐことができる。
さらに、この構成によれば、入力された交流電圧に基づいて下限閾値電圧が設定されるので、交流電圧の低下に伴うPFC出力電圧の低下により機能異常が誤検出されるのを防ぐことができる。
なお、従来の異常検出装置は、PFC部に異常があれば充電器の出力(DC−DC変換部の出力)が必ず異常になるという発想に立っており、充電器の出力が異常となった場合にフェイルセーフ動作するため、PFC部に着目した異常の検出をしておらず、機能異常を検出することはできなかった。
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る異常検出装置12Aは、車両外部にある商用交流電源等の外部電源1から出力された交流電圧を所望の直流電圧に変換し、該直流電圧により車載バッテリー3を充電する車載充電器2に備えられている。
外部電源1と車両は、コネクタ5により通電可能に接続されている。また、車両内部には、車載充電器2による充電の他、車両の各種制御を司る車両制御ユニット4が備えられている。
本実施形態では、正常範囲の上限を規定する上限閾値電圧VPFCMAXと正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧VPFCMINとが設定される。したがって、異常判定部22は、PFC出力電圧が上限閾値電圧VPFCMAXを超える場合、およびPFC出力電圧が下限閾値電圧VPFCMINを下回る場合に、PFC出力電圧が正常範囲内にないと判定し、それ以外の場合はPFC出力電圧が正常範囲内にあると判定する。
より詳しくは、上限閾値電圧VPFCMAXは、PFC正常出力電圧VPFCTYPに上記バラツキを足した電圧V1と許容入力電圧範囲の最大値との間に設定される。また、下限閾値電圧VPFCMINは、PFC正常出力電圧VPFCTYPから上記バラツキを引いた電圧V2と許容入力電圧範囲の最小値との間に設定される。
これは、PFC出力電圧が高いまま使用を続けると、PFC出力電圧が低い場合よりも車載バッテリー3が劣化等する可能性が高いからである。
すなわち、検出は、PFC出力電圧が安定した後に開始される。なお、PFC起動信号および検出許可信号は、マイコン内で生成される内部信号である。
一定時間経過後に判定するのは、ノイズ等の影響でPFC出力電圧が一時的に変動した場合に機能異常が誤検出されるのを防ぐためである。
続いて、図6および図7を参照して、本発明の第2実施形態に係る異常検出装置12Bについて説明する。
図6に示すように、異常検出装置12Bは、入力電圧検知部23をさらに備えている点と、閾値設定部21において設定される閾値電圧とが、第1実施形態に係る異常検出装置12Aと相違している。
下限閾値電圧VPFCMIN=√2×入力電圧の実効値+調整項α [V]
=入力電圧の波高値に相当する電圧 [V]
ここで、下限閾値電圧VPFCMINを入力電圧の波高値に相当する電圧としたのは、正常なPFC部10(図2参照)から入力電圧の波高値よりも低いPFC出力電圧が出力されることは、PFC部10の構成上、あり得ないからである。
続いて、図8および図9を参照して、本発明の第3実施形態に係る異常検出装置12Cについて説明する。図8に示すように、異常検出装置12Cは、傾き算出部24をさらに備えている点と、閾値設定部21において設定される閾値と、PFC出力電圧の電圧値ではなく傾き(応答特性)に基づいて機能異常を検出する点とが、第1実施形態に係る異常検出装置12Aと相違している。
その後、予め定められた時間(t2−t1)が経過して検出許可信号が“許可”レベルから“禁止”レベルに変化すると、検出は終了する。すなわち、本実施形態では、PFC出力電圧が上昇し始めてから安定するまでの間(t2−t1)に、新たに算出された傾きに基づいて機能異常の検出が繰り返し行われる。
2 車載充電器
3 車載バッテリー
4 車両制御ユニット
5 コネクタ
10 PFC部
11 DC−DC変換部
12A、12B、12C 異常検出装置
13 通信部
20 PFC出力電圧検知部
21 閾値設定部
22 異常判定部
23 入力電圧検知部
24 傾き算出部
Claims (3)
- 力率を改善しながら外部から入力された交流電圧を直流電圧に変換し、該直流電圧によりバッテリーを充電する充電器の異常検出装置において、
前記力率を改善するためのPFC部から出力された直流のPFC出力電圧を検知するPFC出力電圧検知部と、
前記PFC出力電圧に対する第1閾値を設定する閾値設定部と、
前記PFC部の起動により始まった前記PFC出力電圧の上昇が終了して該PFC出力電圧が安定した後に、前記PFC出力電圧と前記第1閾値とを比較した結果に基づいて前記PFC出力電圧が正常範囲内にあるか否かを判定する第1判定を行う異常判定部と、
前記交流電圧を検知する入力電圧検知部と、
を備え、
前記第1閾値は、前記正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧を含み、前記下限閾値電圧は、検知された前記交流電圧の波高値に相当する値に基づいて設定されていることを特徴とする異常検出装置。 - 前記異常判定部は、さらに、前記PFC部の起動により前記PFC出力電圧が上昇し始めてから該PFC出力電圧が安定するまでの間に、前記PFC出力電圧の傾きが正常範囲内にあるか否かを判定する第2判定を行うことを特徴とする請求項1に記載の異常検出装置。
- 前記PFC出力電圧検知部は、前記PFC出力電圧を一定時間おきに検知し、
新たに検知された前記PFC出力電圧と過去の前記PFC出力電圧との差に基づいて前記PFC出力電圧の傾きを求める傾き算出部をさらに備え、
前記閾値設定部は、前記PFC出力電圧の傾きに対する第2閾値を設定し、
前記異常判定部は、前記PFC出力電圧の傾きと前記第2閾値とを比較した結果に基づいて前記第2判定を行うことを特徴とする請求項2に記載の異常検出装置。
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