(57)【要約】【課題】プリチャージ失敗の原因となる高圧コンポーネントを容易に特定する。【解決手段】ＥＣＵ１６は、プリチャージ時における電池の積算消費電力量の基準値の遷移データを予め保持しておく。ＥＣＵ１６は、プリチャージ中において、電流センサ１４が検出する電流値から電池２の積算消費電力量を求め、この積算消費電力量が基準値を上回ったときプリチャージ不能と判定し、この判定時点における積算消費電力量（実測値）を一時記憶する。そして、いずれか１つの高圧コンポーネント８のゲートを順次許可にしてプリチャージを実施することで、高圧コンポーネント８毎に上記判定時点における積算消費電力量（検査値）を得る。ＥＣＵ１６は、高圧コンポーネント８毎に得た検査値のうち、実測値に最も近い検査値が測定された高圧コンポーネント８を、プリチャージ不能の原因となった高圧コンポーネント８と特定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインバッテリと、
前記メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して走行モータを駆動するインバータと、
前記メインバッテリから電力の供給を受けて動作する複数の電器と、
を搭載する電気自動車において、
前記メインバッテリからの出力電流値を検出する電流センサ手段と、
前記インバータに対して正常にプリチャージが行われるときの充電状態を示す基準情報を記憶する記憶手段と、
前記インバータに対してプリチャージを行うと共に、プリチャージ中に前記電流センサ手段が検出した出力電流値から実際にプリチャージしているときの充電状態を示す実測情報を求め、その実測情報と基準情報との比較処理によりプリチャージの状態を判定し、プリチャージ不能と判定したときには、判定時における実測情報を保持する電力制御手段と、
前記電力制御手段によるプリチャージ不能判定後、前記インバータへのプリチャージと共にいずれか１つの前記電器とを順次作動させ、この作動させたときの充電状態を示す検査情報を保持する検査手段と、
前記検査手段が保持した各検査情報と実測情報とを比較することでプリチャージ不能要因となった前記電器を特定する要因特定手段と、
を有することを特徴とする電気自動車におけるプリチャージ不能要因特定装置。
【請求項２】
請求項１記載の電気自動車におけるプリチャージ不能要因特定装置において、
前記要因特定手段は、前記実測情報の内容に最も近い検査情報が測定された前記電器を、プリチャージ不能要因と特定することを特徴とする電気自動車におけるプリチャージ不能要因特定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して走行モータを駆動するインバータを備えた電気自動車において、プリチャージ不能と判定されたときの要因を特定可能な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車のインバータの入力側の端子間には、電圧の変動を平滑化してインバータの作動を安定させるために大容量の電解コンデンサが設けられている。電気自動車を走行させる際に、メインスイッチの操作によりＳＭＲ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｍａｉｎ  Ｒｅｌａｙ）内のコンタクタを閉じて電解コンデンサを充電するが、電解コンデンサに対して高電圧のメインバッテリから直接充電すると大電流が流れることでコンタクタの接点が損傷する可能性がある。そこで、まずＳＭＲ内のプリチャージコンタクタを閉じて抵抗等で電流を制限しながら電解コンデンサをプリチャージする。そして、プリチャージが終了した後にメインコンタクタを閉じるように制御する。このように、プリチャージを行うことでコンタクタの接点の損傷を防止している。
【０００３】
ところで、電気自動車には、上記構成の他にも、サブバッテリの充電等のためのＤＣ／ＤＣコンバータやエアコンなどの補機類等メインバッテリから電力供給を受ける構成（以下、「高圧コンポーネント」と総称する）が搭載されている。プリチャージの際、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）は、電力の消費を抑止するために高圧コンポーネントに指令を出し、動作しないように制御している。ところが、故障等が原因でいずれかの高圧コンポーネントがＥＣＵからの指令に反して動作してしまうと、この高圧コンポーネントの動作によりプリチャージに必要な電力が消費されてしまい、インバータへのプリチャージが正常に終了できない場合が起こり得る。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３０４５０１号公報
【特許文献２】特開平６−１６５４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来においては、プリチャージが失敗してもその原因となる誤動作をした高圧コンポーネントを特定する手段が設けられていなかった。このため、原因追及に多大な時間やコストを発生させてしまう場合があった。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、プリチャージ失敗の原因となる高圧コンポーネントを容易に特定しうる電気自動車におけるプリチャージ不能要因特定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上のような目的を達成するために、本発明に係る電気自動車におけるプリチャージ不能要因特定装置は、メインバッテリと、前記メインバッテリの直流電力を交流電力に変換して走行モータを駆動するインバータと、前記メインバッテリから電力の供給を受けて動作する複数の電器とを搭載する電気自動車において、前記メインバッテリからの出力電流値を検出する電流センサ手段と、前記インバータに対して正常にプリチャージが行われるときの充電状態を示す基準情報を記憶する記憶手段と、前記インバータに対してプリチャージを行うと共に、プリチャージ中に前記電流センサ手段が検出した出力電流値から実際にプリチャージしているときの充電状態を示す実測情報を求め、その実測情報と基準情報との比較処理によりプリチャージの状態を判定し、プリチャージ不能と判定したときには、判定時における実測情報を保持する電力制御手段と、前記電力制御手段によるプリチャージ不能判定後、前記インバータへのプリチャージと共にいずれか１つの前記電器とを順次作動させ、この作動させたときの充電状態を示す検査情報を保持する検査手段と、前記検査手段が保持した各検査情報と実測情報とを比較することでプリチャージ不能要因となった前記電器を特定する要因特定手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記要因特定手段は、前記実測情報の内容に最も近い検査情報が測定された前記電器を、プリチャージ不能要因と特定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プリチャージの失敗が検出された際、高圧コンポーネントを１台ずつ動作可能としながらメインバッテリからの出力電力値を検査し、その検査値とプリチャージ失敗時において実際に測定した出力電力値とを比較できるような構成としたので、プリチャージ失敗の原因となる高圧コンポーネントを容易に特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る電気自動車におけるプリチャージ不能要因特定装置の一実施の形態を示したブロック構成図である。図１には、メインバッテリに相当する電池２、電池２の直流電力を交流電力に変換して走行モータ１２を駆動するインバータ４、プリチャージの対象となるインバータ４内蔵の電解コンデンサ６、インバータ４と同様に電池２からの電力の供給を受けて動作する高圧コンポーネント８、メインスイッチ（図示せず）の操作に応じて内蔵コンタクタを開閉することで電池２からの出力電流をインバータ４等の接続側へ流すＳＭＲ１０、インバータ４からの電力の供給を受けて駆動する走行モータ１２、電池２からの出力電流値を検出する電流センサ１４及びＥＣＵ１６が示されている。なお、図１では、３台の高圧コンポーネント８−１，８−２，８−３を図示しているが、高圧コンポーネント８の台数は、これに限定されるものではない。また、制御線１８は、ＥＣＵ１６が各高圧コンポーネント８−１〜３のゲートの開閉を制御するために、ＥＣＵ１６と各高圧コンポーネント８−１〜３とを接続する。
【００１２】
ＥＣＵ１６は、高圧コンポーネント８などの電気自動車搭載の各種機器に指令を出しながら電気自動車全体の動作制御を行うが、本実施の形態におけるＥＣＵ１６は、高圧コンポーネント８、ＳＭＲ１０及び電流センサ１４と連携動作しながら後述するプリチャージ不能要因特定装置が持つ機能処理の実行制御をも行う。
【００１３】
本実施の形態におけるインバータ４へのチャージは、従来と同様に電解コンデンサ６へのプリチャージを実行した後に行う。プリチャージ自体も従来と同様に実施する。すなわち、ＥＣＵ１６は、メインスイッチ操作に応じて電力の消費を抑止するために高圧コンポーネント８における動作を抑止し、更にＳＭＲ１０内のプリチャージコンタクタを閉じて抵抗等で電流を制限しながら電解コンデンサ６をプリチャージする。プリチャージが正常に終了すれば、続いて、ＳＭＲ１０内のメインコンタクタを閉じてインバータ４へのチャージを開始するが、ここで、本実施の形態において、プリチャージが失敗したときの原因となる高圧コンポーネントの特定処理について図２に示したフローチャートを用いて説明する。
【００１４】
所定の操作が入力され電解コンデンサへのプリチャージが開始されると（ステップ１０１）、何の異常も検出されなければプリチャージが正常に終了し（ステップ１０２）、インバータ４へのチャージ処理に移行する。プリチャージに異常が検出されれば、後述するプリチャージ不能要因となった高圧コンポーネントの特定処理（ステップ１０３〜１０８）を実施する（ステップ１０２）。ここで、ステップ１０２におけるプリチャージ不能か否かの判定方法について詳述する。
【００１５】
一般に、インバータ４内の電解コンデンサ６の容量と電池２の電圧とＳＭＲ１０内のプリチャージ用の静電抵抗との関係により電池２の消費電流の標準的な時系列的変化（以下、「基準遷移」）が決まる。この電池２の消費電力量の基準遷移線Ａを図３に示す。プリチャージが開始されると、高圧コンポーネント８がＥＣＵ１６からの指令に従って動作していなければ、電池２から出力される電力は、仕様により決められた積算消費電力量Ｐに達するまで充電対象の電解コンデンサ６に全てチャージされていくことになる。換言すると、電解コンデンサ６に正常に充電させるための電池２の消費電力量は、基準遷移線Ａに合致するはずである。
【００１６】
しかしながら、ＥＣＵ１６からの指令に反していずれかの高圧コンポーネント８が動作すると、電池２から出力される消費電力量は、高圧コンポーネント８による消費電力量の分、基準遷移線Ａより上回ることになる。実際に測定された積算消費電力量を実測線Ｂとして図３に示す。なお、ＥＣＵ１６は、プリチャージ開始時点から電流センサ１４により検出された電流値を積算することで、電池２から出力された積算消費電力量を求めることができる。上記基準遷移線Ａ上における各時点における積算消費電力量を「基準値」と称し、上記実測線Ｂ上における各時点における積算消費電力量を「実測値」と称することにすると、ＥＣＵ１６は、ある時点における実測値が基準値を上回っていることを検出すると、そのときを高圧コンポーネント８が不正に動作していることが検出されたときと判定して、プリチャージ不能要因となった高圧コンポーネント８の特定処理（ステップ１０３〜１１０）に移行することにした。なお、図３に示した基準遷移線Ａに相当する情報は、ＥＣＵ１６が内部に保持記憶しておいてもよいが、プリチャージ不能と判定する基準情報は、後述する他の情報で対応できるので、別途用意した記憶手段に設定しておき、プリチャージの際にその記憶手段から読み出して利用するように構成するのが汎用的であり、また柔軟性がある。実際には、電流センサ１４の精度等が原因による測定誤差等から基準遷移線Ａから多少のずれ（誤差）が生じうるので、このずれを考慮した上でプリチャージ不能と判定することになる。図３では、この判定時点をＴ、判定時点Ｔにおける積算電力量をＱで表した。
【００１７】
図２のステップ１０３に戻ると、ＥＣＵ１６は、プリチャージ不能と判定すると、その判定時点における積算消費電力量（実測量）を内部に一時記憶し、ＳＭＲ１０をオフし、更に後段の検査のために判定時点前までに電解コンデンサ６に充電された電力をディスチャージする（ステップ１０３）。そして、ＥＣＵ１６からの指令に反して動作したおそれのある各高圧コンポーネント８−１〜３に対して順番に以下の処理を行う（ステップ１０４，１０５）。
【００１８】
ステップ１０６において、ＥＣＵ１６は、まず１番目の高圧コンポーネント８−１のゲートを「許可」と設定することで、電池２からの電力の供給が受けることができるように制御する。そして、ＳＭＲ１０をオンにし、プリチャージを開始する。上記プリチャージ不能と判定した時点に達すると、その時点Ｔにおける積算電流値Ｑを検査値として一時記憶する。このようにして、検査対象の高圧コンポーネント８−１に対する検査を終了させるためにＳＭＲ１０をオフにし、高圧コンポーネント８−１のゲートを「不許可」に設定変更する。この処理によって得られる検査値は、電池２からの電力供給を検査対象の高圧コンポーネント８−１と電解コンデンサ６のみが受けた状態で得られた値である。
【００１９】
以上のステップ１０６における検査を、その他の全ての高圧コンポーネント８−２，３に対して実施するよう繰り返す（ステップ１０７）。この繰り返しの処理の結果、各高圧コンポーネント８−１〜３に対してプリチャージ不能と判定した時点における積算電流値（検査値）を得る。
【００２０】
ＥＣＵ１６は、各高圧コンポーネント８−１〜３に対する検査から検査値を収集すると、ステップ１０３において一時保持しておいた実測値Ｑと、ステップ１０６において収集持した検査値とを比較し、実測値Ｑに最も近い検査値が測定された高圧コンポーネント８を、プリチャージ不能の原因となった高圧コンポーネント８と特定する（ステップ１０８）。すなわち、この比較、特定処理によって特定された高圧コンポーネント８が、実際のプリチャージ時でも電解コンデンサ６と共に電池２から出力された電力供給を受けていたことを証明できるからである。
【００２１】
本実施の形態によれば、以上のようにしてプリチャージ不能要因となった高圧コンポーネント８を特定することができるので、原因追及に多大な時間やコストの増加を防止することができる。
【００２２】
なお、実際には、複数の高圧コンポーネントから同時に故障する可能性が極めて少ないが、理論上はあり得る。この場合は、複数の高圧コンポーネント８に対してゲートを「許可」と設定し、複数の高圧コンポーネント８の組合せも検査対象とすればよい。あるいは、高圧コンポーネント８毎に得られた検査値と基準値を用いて演算により求めるようにしてもよい。
【００２３】
また、本実施の形態では、プリチャージ不能要因なった高圧コンポーネント８を特定するために用いる基準情報として、電池２の積算消費電力量を用いたが、これに限定されることなく、例えば積算電流値等他のデータを用いてもよい。この場合、実測情報及び検査情報も基準情報のデータ種別に応じて変更する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る電気自動車におけるプリチャージ不能要因特定装置の一実施の形態を示したブロック構成図である。
【図２】本実施の形態においてプリチャージが失敗したときの原因となる高圧コンポーネントの特定処理を示したフローチャートである。
【図３】本実施の形態において電池の消費電力量の基準遷移線と実際に測定された積実測線との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００２５】
２  電池、４  インバータ、６  電解コンデンサ、８  高圧コンポーネント、１０  ＳＭＲ、１２  走行モータ、１４  電流センサ、１６  ＥＣＵ、１８  制御線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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