(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024135563
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】劣化判定装置
(51)【国際特許分類】
H01H 47/00 20060101AFI20240927BHJP
H02H 7/00 20060101ALI20240927BHJP
H01H 9/54 20060101ALI20240927BHJP
G01R 31/00 20060101ALI20240927BHJP
【FI】
H01H47/00 C
H02H7/00 L
H01H47/00 E
H01H9/54 C
G01R31/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023046319
(22)【出願日】2023-03-23
(71)【出願人】
【識別番号】395011665
【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所
(71)【出願人】
【識別番号】000183406
【氏名又は名称】住友電装株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000497
【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岡本 昂大
(72)【発明者】
【氏名】下田 洋樹
(72)【発明者】
【氏名】柳田 泰次
(72)【発明者】
【氏名】橋倉 学
【テーマコード(参考)】
2G036
5G034
5G053
【Fターム(参考)】
2G036AA03
2G036AA18
2G036AA24
2G036BA12
2G036BA37
2G036BB07
2G036CA10
2G036CA11
5G034AC09
5G053DA01
5G053EC01
(57)【要約】
【課題】リレーの劣化の状態を適切に判定することによって、より長期間リレーを運用することができる劣化判定装置を提供する。
【解決手段】劣化判定装置1は、電源部10からの電力を負荷35に伝送する経路である電力路11と、電力路11に設けられる第1開閉器33A及び第2開閉器33Bと、を備える車載システム100に用いられる。劣化判定装置1は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに流れる電流を一定に制御する定電流回路16と、定電流回路16を制御する制御部15(制御装置C2)と、を備えている。制御部15は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに流れる電流が一定となるように定電流回路16を制御しつつ、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの両端子間の抵抗値R1,R2を測定する。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電源部からの電力を負荷に伝送する経路である電力路と、前記電力路に設けられるリレーと、を備える車載システムに用いられる劣化判定装置であって、
前記リレーに流れる電流を一定に制御する定電流回路と、
前記定電流回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記リレーに流れる電流が一定となるように前記定電流回路を制御しつつ、前記リレーの両端子間の抵抗値を測定する、劣化判定装置。
【請求項2】
前記制御部は、測定した前記抵抗値に基づく判定値が閾値を超えたときに、異常対応処理を行う、請求項1に記載の劣化判定装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記リレーに電流が流れ始めてから所定時間が経過した後に測定した前記抵抗値に基づいて前記判定値を特定する、請求項2に記載の劣化判定装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記抵抗値を継続して測定する構成であり、
前記所定時間が経過後において、前記制御部は、前回測定した前記抵抗値に対する変動率が変動閾値以下の前記抵抗値に基づいて前記判定値を特定する、請求項3に記載の劣化判定装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記抵抗値を継続して測定する構成であり、
前記制御部は、前回測定した前記抵抗値に対する変動率が変動閾値以下の前記抵抗値に基づいて前記判定値を特定する、請求項2に記載の劣化判定装置。
【請求項6】
更に、前記リレーの温度を検知する温度検知部を備え、
前記制御部は、測定した前記抵抗値と、前記温度検知部が検知した前記リレーの温度値と、に基づいて前記判定値を特定する、請求項2に記載の劣化判定装置。
【請求項7】
前記電源部は、バッテリであり、
前記車載システムは、車両外部に設けられた充電コネクタが接続される充電インレットを備え、
前記リレーは、前記充電インレットと前記バッテリとの間に設けられ、
前記定電流回路は、前記リレーと前記充電インレットとの間に設けられ、
前記制御部は、前記充電インレットを介して前記車両外部から供給される電力に基づき前記リレー及び前記バッテリ側に定電流を流すように前記定電流回路を制御しつつ、前記抵抗値を測定する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の劣化判定装置。
【請求項8】
前記電力路には、前記リレーに対して並列になるようにプリチャージ回路が接続されている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の劣化判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、劣化判定装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、リレーの劣化度を推定する制御装置についての技術が開示されている。この制御装置は、リレーのオンオフの動作回数の履歴に基づいてリレーの劣化を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1のものは、リレー内の接点の摩耗が進んでおらず要求される性能を満たしている状態(すなわち、使用可能な状態)であるにもかかわらず、開閉回数が上限値に到達すると、要求される性能を満たさなくなったと判別される事態が生じ得る。このため、耐久性能をより引き出した上でリレーを運用する手法が望まれている。
【0005】
本開示は上述した事情に基づいてなされたものであり、リレーの劣化の状態を適切に判定することによって、より長期間リレーを運用することができる劣化判定装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の劣化判定装置は、
電源部からの電力を負荷に伝送する経路である電力路と、前記電力路に設けられるリレーと、を備える車載システムに用いられる劣化判定装置であって、
前記リレーに流れる電流を一定に制御する定電流回路と、
前記定電流回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記リレーに流れる電流が一定となるように前記定電流回路を制御しつつ、前記リレーの両端子間の抵抗値を測定する。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、開閉器の劣化の状態を適切に判定することによって、より長期間開閉器を運用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】
図1は、実施形態1の劣化判定装置を備えた車載システムを例示する回路図である。
【
図2】
図2は、実施形態1の劣化判定装置における制御部の制御の一例を示すフローチャートである。
【
図3】
図3は、実施形態2の劣化判定装置を備えた車載システムを例示する回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
[本開示の実施形態の説明]
以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。
【0010】
(1)電源部からの電力を負荷に伝送する経路である電力路と、前記電力路に設けられるリレーと、を備える車載システムに用いられる劣化判定装置であって、
前記リレーに流れる電流を一定に制御する定電流回路と、
前記定電流回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記リレーに流れる電流が一定となるように前記定電流回路を制御しつつ、前記リレーの両端子間の抵抗値を測定する、劣化判定装置。
【0011】
(1)の劣化判定装置は、定電流回路によって電力路に流れる電流が一定になるので、リレーに流れる電流も一定となる。リレーがこのような状態のときにリレーの両端子間の抵抗値を測定するので、電流が流れることによって生じるリレーの発熱が抵抗値に及ぼす影響も一定となる。従って、この構成によれば、電流の大きさの違いによる発熱のばらつきを抑えた形でリレーの抵抗値を測定することができる。ここで、一定とは、リレーに流れる電流値が一の値になる場合に限られず、電流の大きさが所定の大きさの範囲内に維持される状態も含む。
【0012】
(2)前記制御部は、測定した前記抵抗値に基づく判定値が閾値を超えたときに、異常対応処理を行う、(1)の劣化判定装置。
【0013】
(2)の劣化判定装置は、異常対応処理を行うことによって、抵抗値の大きさが閾値を超えた(すなわち、リレーが劣化している)ことに即した対応を取り易い。
【0014】
(3)前記制御部は、前記リレーに電流が流れ始めてから所定時間が経過した後に測定した前記抵抗値に基づいて前記判定値を特定する、(2)の劣化判定装置。
【0015】
リレーに電流が流れ始めるときには突入電流によって電流の大きさが変動し、その後電流の変動が落ち着く。従って、(3)の劣化判定装置は、電流が流れ始めてから所定時間待ってから抵抗値を測定するので、電流の大きさが変動する影響を排除することができる。
【0016】
(4)前記制御部は、前記抵抗値を継続して測定する構成であり、
前記所定時間が経過後において、前記制御部は、前回測定した前記抵抗値に対する変動率が変動閾値以下の前記抵抗値に基づいて前記判定値を特定する、(3)の劣化判定装置。
【0017】
(4)の劣化判定装置は、突入電流が落ち着いた後、さらに抵抗値の変動を排除することができる。ここで、変動率とは、今回測定した抵抗値/前回測定した抵抗値で算出され、1に近くなるほど、変動率は小さくなり、1から離れるほど変動率は大きくなる。
【0018】
(5)前記制御部は、前記抵抗値を継続して測定する構成であり、
前記制御部は、前回測定した前記抵抗値に対する変動率が変動閾値以下の前記抵抗値に基づいて前記判定値を特定する、(2)の劣化判定装置。
【0019】
(5)の劣化判定装置は、変動が排除された抵抗値を採用してリレーの劣化を判定することができる。
【0020】
(6)更に、前記リレーの温度を検知する温度検知部を備え、
前記制御部は、測定した前記抵抗値と、前記温度検知部が検知した前記リレーの温度値と、に基づいて前記判定値を特定する、(2)の劣化判定装置。
【0021】
(6)の劣化判定装置は、測定した抵抗値における温度の影響を排除するような処理が可能となる。
【0022】
(7)前記電源部は、バッテリであり、
前記車載システムは、車両外部に設けられた充電コネクタが接続される充電インレットを備え、
前記リレーは、前記充電インレットと前記バッテリとの間に設けられ、
前記定電流回路は、前記リレーと前記充電インレットとの間に設けられ、
前記制御部は、前記充電インレットを介して前記車両外部から供給される電力に基づき前記リレー及び前記バッテリ側に定電流を流すように前記定電流回路を制御しつつ、前記抵抗値を測定する、(1)から(6)のいずれか1つの劣化判定装置。
【0023】
(7)の劣化判定装置は、車両外部からの充電に用いられる定電流回路を利用してリレーに流れる電流を一定に制御しつつ、リレーの抵抗値を測定することができる。
【0024】
(8)前記電力路には、前記リレーに対して並列になるようにプリチャージ回路が接続されている、(1)から(6)のいずれか1つの劣化判定装置。
【0025】
(8)の劣化判定装置において、プリチャージ回路が並列に接続されたリレーは、突入電流が流れ易いため、劣化が進み易い。このため、プリチャージ回路が並列に接続されたリレーの抵抗値を測定することによって、劣化が進み易いリレーが劣化状態であるか否かを把握することができる。
【0026】
<実施形態1>
〔劣化判定装置の構成〕
図1に示す車載システム100は、車両に搭載される電源システムであり、電源部10と、電力路11と、システムメインリレー33と、劣化判定装置1と、を有している。劣化判定装置1は、温度検知部37と、電流検知部38と、電位検知部39と、定電流回路16と、制御部15と、を有している。劣化判定装置1は、車載システム100に用いられる。電位検知部39は、第1電位検知部39Aと、第2電位検知部39Bと、を有している。車載システム100は、電源部10と負荷35との間において電力が伝送される経路である電力路11を介して電源部10から負荷35に電力を供給し得る構成をなす。
【0027】
電源部10は、負荷35に電力を供給し得るバッテリである。電源部10は、例えば、鉛バッテリや、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の単電池を複数直列に組み合わせて構成される組電池等が適用される。
【0028】
電力路11は、正極側電力線17と、負極側電力線20と、を備えている。正極側電力線17は、電源部10の高電位側端子に電気的に接続されている。正極側電力線17には、電源部10の出力電圧が印加される。負極側電力線20は、電源部10の低電位側端子に電気的に接続されている。負極側電力線20は、正極側電力線17よりも低電位である。電源部10の低電位側端子は、例えば車両の金属ボディと電気的に接続されており、車両の金属ボディと同電位とされている。電源部10の出力電圧は、高電位側端子と低電位側端子との電位差に相当する。電力路11は、電源部10からの電力を負荷35に伝送する経路である。正極側電力線17には、ヒューズFが設けられている。ヒューズFは、正極側電力線17に過剰な電流が流れた場合に正極側電力線17の通電を遮断する。ヒューズFには、例えばサーマルヒューズ等が用いられる。
【0029】
本開示において、「電気的に接続される」とは、接続対象の両方の電位が等しくなるように互いに導通した状態(電流を流せる状態)で接続される構成であることが望ましい。ただし、この構成に限定されない。例えば、「電気的に接続される」とは、両接続対象の間に電気部品が介在しつつ両接続対象が導通し得る状態で接続された構成であってもよい。
【0030】
正極側電力線17及び負極側電力線20には、負荷35が電気的に接続されている。負荷35は、車載用電子部品であり、例えば、電動部品、ECU、ADAS対象部品等の製品が適用対象となる。実施形態1において負荷35は、コンデンサ35Cを有するインバータ35Aと、モータ35Bと、を含む。コンデンサ35Cは、電源部10に基づく電圧を平滑化してインバータ35Aに供給する。インバータ35Aは、電力路11に電気的に接続される。インバータ35Aは、電源部10から供給される電圧に基づく直流電圧から交流電圧(例えば三相交流)を生成し、モータ35Bに供給する。モータ35Bは、例えば主機系モータである。モータ35Bは、電源部10から供給される電力に基づいて回転し、車両の車輪に対して回転力を与える。電源部10の高電位側端子から出力された電流は、正極側電力線17、負荷35、負極側電力線20、電源部10の低電位側端子の順に流れる。
【0031】
システムメインリレー33は、電源部10と負荷35との間の正極側電力線17、及び負極側電力線20に介在して設けられている。システムメインリレー33は、リレーである第1開閉器33A、リレーである第2開閉器33B、及び並列開閉経路33Cを有している。第1開閉器33A、及び第2開閉器33Bは、例えば、接触した状態と、離間した状態と、に物理的に切り替わる接点を内部に有する機械式のリレースイッチである。並列開閉経路33Cは、抵抗器33Dと、抵抗器33Dに対して直列に接続されたリレーである第3開閉器33Eと、を有している。第3開閉器33Eは、第1開閉器33A、及び第2開閉器33Bと同様の構成を有する機械式のリレースイッチである。第3開閉器33Eは、所謂、プリチャージリレーである。
【0032】
第1開閉器33Aは、ヒューズFを挟み、電源部10と反対側の正極側電力線17に設けられている。第2開閉器33Bは、負極側電力線20に設けられている。並列開閉経路33Cの抵抗器33D及び第3開閉器33Eは、第1開閉器33Aに対して並列になるように正極側電力線17に電気的に接続されている。並列開閉経路33Cは、所謂、プリチャージ回路である。第1開閉器33A、第2開閉器33B、及び第3開閉器33Eは、所定の制御装置C1(以下、単に制御装置C1ともいう)によってオン状態と、オフ状態とに切り替わるように制御される。制御装置C1は、例えば、マイクロコンピュータとして構成されており、CPUや、ROM、RAM、及び不揮発性メモリ等を具備している。制御装置C1は、制御部15の構成に含まれる。第1開閉器33A、第2開閉器33B、及び第3開閉器33Eは、オン状態と、オフ状態とに切り替わることによって、電力路11を導通状態と遮断状態とに切り替える。
【0033】
温度検知部37は、第1開閉器33A、及び第2開閉器33Bに対して個別に設けられ、対応する第1開閉器33A、及び第2開閉器33Bのオン状態のときの第1開閉器33A、及び第2開閉器33B内の各々の接点の温度を検知する。温度検知部37は、第1開閉器33Aに対して設けられる第1温度検知部37Aと、第2開閉器33Bに対して設けられる第2温度検知部37Bと、を有している。第1温度検知部37A及び第2温度検知部37Bは、検知した温度を示す温度値として出力する。
【0034】
電流検知部38は、第2開閉器33Bよりも電源部10側の負極側電力線20に介在して設けられている。電流検知部38は、例えば、抵抗器及び差動増幅器を有し、負極側電力線20を流れる電流を示す値(具体的には、負極側電力線20を流れる電流の値に応じたアナログ電圧)を電流値Aとして出力し得る構成をなす。つまり、電流検知部38は、電力路11を流れる電流の電流状態を電流値Aとして検知する。
【0035】
第1電位検知部39Aは、例えば、電位検知回路として構成されている。第1電位検知部39Aは、第1開閉器33Aにおける一端側の端子である、電源部10側の端子の第1電位、及び他端側の端子である負荷35側の端子の第2電位の各々を検知し、これら第1電位及び第2電位同士の電位差V1を出力し得る構成をなす。言い換えると、第1電位検知部39Aは、第1開閉器33Aの電源部10側及び負荷35側の両端子間(第1開閉器33Aに電力が供給される側及び電力が出力される側の両側の端子)における電位差V1を検知する。
【0036】
第2電位検知部39Bは、例えば、第1電位検知部39Aと同様の電位検知回路として構成されている。第2電位検知部39Bは、第2開閉器33Bにおける一端側の端子ある電源部10側の端子の第1電圧、及び他端側の端子である負荷35側の端子の第2電位の各々を検知し、これら第1電位及び第2電位同士の電位差V2を出力し得る構成をなす。言い換えると、第2電位検知部39Bは、第2開閉器33Bの電源部10側及び負荷35側の両端子間(第2開閉器33Bに電力が供給される側及び電力が出力される側の両側の端子)における電位差V2を検知する。
【0037】
第1電位と第2電位との電位差V1,V2は、アナログ回路(例えば差動増幅回路)で演算した値であってもよいし、第1電位と第2電位とをそれぞれAD変換した後にデジタル回路で演算した値であってもよい。
【0038】
定電流回路16には、例えば、公知のオンボードチャージャー等が用いられる。定電流回路16は、正極側電力線17と負極側電力線20とに電気的に接続されている。定電流回路16は、負荷35に対して電気的に並列に接続されている。定電流回路16には、充電インレット18が電気的に接続されている。定電流回路16は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bと、充電インレット18と、の間に設けられている。また、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bは、充電インレット18と、電源部10(バッテリ)との間に設けられている。充電インレット18は、車載システム100に設けられている。
【0039】
例えば、始動スイッチがオフの状態の車両の充電インレット18には、車両外部に設置された充電装置(図示せず)の充電コネクタ19が接続される。充電装置は、例えば交流の商用電源で構成されている。このとき、充電インレット18に充電コネクタ19が接続されると、定電流回路16には、充電装置から交流の電力が供給される。定電流回路16は、充電装置からの交流の電力に基づいて電力路11(第1開閉器33A及び第2開閉器33B)に大きさが一定の直流の電流を流す。こうして、定電流回路16は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに流れる電流を一定に制御する。
【0040】
定電流回路16は、所定の制御装置C2(以下、単に制御装置C2ともいう)によって動作を制御され得る構成とされている。これにより、定電流回路16は、制御装置C2によって車両外部から供給される電力に基づいて正極側電力線17に設けられた第1開閉器33A、及び負極側電力線20に設けられた第2開閉器33Bの各々に流れる電流が一定となるように制御される。制御装置C2は、例えば、マイクロコンピュータとして構成されており、CPUや、ROM、RAM、及び不揮発性メモリ等を具備している。制御装置C2は、制御部15の構成に含まれる。また、制御装置C2は、充電インレット18に充電コネクタ19が接続されたことを検知し得る構成とされている。制御装置C2は、制御装置C1、後述する制御部15に対して、充電インレット18に充電コネクタ19が接続されたことを通知し得る構成とされている。
【0041】
制御部15は、例えば、マイクロコンピュータとして構成されており、CPUや、ROM、RAM、及び不揮発性メモリ等によって構成される記憶部15Dを具備している。制御部15は、抵抗値算出部15A、劣化検知部15B、及び通知機能部15Cを備えている。
【0042】
抵抗値算出部15Aは、電流検知部38、第1電位検知部39A、及び第2電位検知部39Bの各々から電流値A、電位差V1、及び電位差V2が入力される構成とされている。抵抗値算出部15Aは、これら値(電流値A、電位差V1,V2)に基づいて第1開閉器33Aの抵抗値R1、及び第2開閉器33Bの抵抗値R2を演算する。抵抗値算出部15Aにおいて、抵抗値R1,R2を演算して求めることは、抵抗値R1,R2を測定することと同じ意味である。例えば、第1開閉器33Aの抵抗値R1は、電位差V1を電流値Aで除して求める。第2開閉器33Bの抵抗値R2は、電位差V2を電流値Aで除して求める。つまり、制御部15は、第1電位と第2電位との電位差V1,V2に基づいて第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの各々の抵抗値R1,R2を演算する。例えば、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bは、通電と通電停止とを繰り返すと、抵抗値R1,R2が徐々に大きくなる特性を有している。制御部15は、抵抗値R1,R2を演算することによって、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの各々の劣化度合いを把握する。
【0043】
制御部15は、抵抗値算出部15Aにおいて演算した抵抗値R1,R2を記憶部15Dに記憶する機能を有している。詳しくは、制御部15は、抵抗値算出部15Aにおいて演算した抵抗値R1,R2を記憶部15Dに記憶する際に、すでに記憶部15Dに記憶した抵抗値R1,R2を消去する。抵抗値算出部15Aは、今回測定した抵抗値R1を記憶部15Dに記憶した抵抗値R1(前回測定した抵抗値R1)で除することによって、抵抗値R1の変動率Rv1を演算し、今回測定した抵抗値R2を記憶部15Dに記憶した抵抗値R2(前回測定した抵抗値R2)で除することによって、抵抗値R2の変動率Rv2を演算し得る構成とされている。例えば、変動率Rv1,Rv2が1の場合には、抵抗値R1,R2は、前回測定したときから変動していない。また、変動率Rv1,Rv2が1よりも大きい場合、又は1よりも小さい場合、抵抗値R1,R2は、前回測定したときから変動していることを示し、その値が1から遠ざかるほど変動率Rv1,Rv2が大きいことを示す。例えば、制御部15は、変動率Rv1,Rv2と比較するための上限変動閾値Th13、及び下限変動閾値Th14を記憶部15Dに記憶した構成とされている。例えば、上限変動閾値Th13には、1よりも大きい所定の値が採用され、下限変動閾値Th14には、1よりも小さく0よりも大きい所定の値が採用される。
【0044】
更に、抵抗値算出部15Aは、第2温度検知部37Bからの温度値と、第1温度検知部37Aからの温度値と、に基づいて、抵抗値R1,R2に対して温度補正を実行して判定値Jv1,Jv2を演算し得る構成とされている。第1開閉器33A、及び第2開閉器33Bは、自身に電流が流れることによって温度上昇し、温度上昇に応じて抵抗値R1,R2が変化する特性を有している。このため、抵抗値算出部15Aは、演算した抵抗値R1,R2に対して温度補正を行うことによって、抵抗値R1,R2から温度上昇の影響を排除した判定値Jv1,Jv2を演算する。温度補正は、例えば、温度検知部37で検知した温度値を変数とした所定の計算式や、抵抗値R1,R2と判定値Jv1,Jv2とを対応付けたテーブルデータ等によって判定値Jv1,Jv2が決定される手法が考えられる。
【0045】
劣化検知部15Bは、劣化判定処理を実行し得る構成とされている。劣化判定処理は、抵抗値算出部15Aにおいて算出した判定値Jv1と、記憶部15Dに記憶された抵抗閾値Th11と、を比較し、抵抗値算出部15Aにおいて算出した判定値Jv2と、記憶部15Dに記憶された抵抗閾値Th12と、を比較する処理である。
【0046】
例えば、劣化検知部15Bは、判定値Jv1が抵抗閾値Th11を超えた、又は判定値Jv2が抵抗閾値Th12を超えたと判定すると、劣化信号Sdを出力し得る構成とされている。劣化信号Sdは、第1開閉器33A、又は第2開閉器33Bが劣化状態である場合に出力される。つまり、制御部15は、判定値Jv1が抵抗閾値Th11を超えたときに、第1開閉器33Aが劣化状態であると判定し、判定値Jv2が抵抗閾値Th12を超えたときに、第2開閉器33Bが劣化状態であると判定する。劣化検知部15Bは、劣化判定処理において、判定値Jv1の大きさが抵抗閾値Th11以下、且つ判定値Jv2の大きさが抵抗閾値Th12以下と判定すると、劣化信号Sdを出力しない。この場合、制御部15は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bが劣化状態でないと判定する。こうして、制御部15は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの各々に対して劣化状態であるか否かを判定する。
【0047】
通知機能部15Cは、例えば通信装置によって構成され、劣化検知部15Bから劣化信号Sdが入力されることに基づいて、BMS(バッテリ管理システム)等の図示しない外部機器への情報送信によって報知を行う異常対応処理を行う構成とされている。つまり、制御部15は、判定値Jv1が抵抗閾値Th11を超えた、及び判定値Jv2が抵抗閾値Th12を超えたいずれかのときに、異常対応処理を行う。
【0048】
〔制御部における制御について〕
次に、制御部15によって実行される制御の一例について、
図2等を参照しつつ説明する。例えば、車載システム100が搭載された車両において、始動スイッチがオフの場合には、システムメインリレー33の第1開閉器33A、第2開閉器33B、及び並列開閉経路33Cの第3開閉器33Eは、オフ状態が維持される。このとき、電力路11は、電源部10から負荷35への電力の供給を遮断する遮断状態である。
【0049】
この状態から、先ず、ステップS1を実行し、制御部15の構成に含まれる制御装置C2は、充電インレット18に充電コネクタ19が接続されたか否かを判定する。ステップS1において、充電インレット18に充電コネクタ19が接続されていないと制御装置C2が判定する(ステップS1におけるNo)と、ステップS1の処理を繰り返す。ステップS1において、充電インレット18に充電コネクタ19が接続されていると制御装置C2が判定する(ステップS1におけるYes)と、ステップS2に移行する。このとき制御装置C2から制御装置C1、及び制御部15に充電インレット18に充電コネクタ19が接続されていることが伝達される。
【0050】
次に、ステップS2に移行すると、制御装置C1は、第1開閉器33A、第2開閉器33B、及び第3開閉器33Eにオン信号Son(
図1参照)を出力し、システムメインリレー33をオフ状態からオン状態に切り替える切替制御を実行する。切替制御は、制御装置C2から充電インレット18に充電コネクタ19が接続されていることが伝達されたことに基づいて実行される。切替制御では、第1開閉器33Aをオフ状態にしつつ第2開閉器33B及び第3開閉器33Eをオン状態にして電力路11を通電開始させた後、第2開閉器33B及び第3開閉器33Eをオン状態で維持しつつ第1開閉器33Aをオン状態に切り替える制御である。つまり、第1開閉器33Aは、第2開閉器33Bよりも後にオフ状態からオン状態に切り替わる。
【0051】
なお、第2開閉器33B及び第3開閉器33Eがオン状態にされたところで、電力路11は、通電開始する。抵抗器33Dが第3開閉器33Eに直列に接続されているので、電力路11には、電流が徐々に大きくなるように緩やかに流れ始める。更に、第1開閉器33Aがオン状態にされると、電力路11は、定電流回路16から電源部10への電力の供給を許容する導通状態になる。なお、切替制御に先立ち、定電流回路16から負荷35に充電電流が流れ込まないように、負荷35に通じる導電路に設けられたスイッチ(図示せず)をオフに切り替えておく。
【0052】
第1開閉器33Aがオン状態に切り替わると、直ちに第1開閉器33Aに突入電流が流れる。このとき、電力路11において流れる電流値Aが急激に上昇する電流上昇が生じる。こうして、切替制御が実行されることにより電力路11の通電開始又は電流上昇が生じる。
【0053】
突入電流は、第1開閉器33Aがオン状態に切り替わった後、所定の短時間流れ続け、所定の短時間が経過した後、第1開閉器33Aに流れる電流は、突入電流の大きさよりも小さい所定の範囲に留まるように落ち着く。こうして、第1開閉器33Aがオン状態になり、且つ電力路11に電流が流れる。
【0054】
ステップS3に移行すると、制御部15は、電力路11に定電流回路16からの充電電流が流れ始めたかどうかを判定する。制御部15には、制御装置C2から充電インレット18に充電コネクタ19が接続されていることが伝達されている。制御部15は、充電インレット18に充電コネクタ19が接続されていることが伝達された上で、電流値Aが0から所定の大きさに変化したことを検知すると、電力路11に定電流回路16からの充電電流が流れ始めた(ステップS3におけるYes)と判定する。例えばステップS3では、制御部15は、突入電流が流れ始めたことを検知することによって電力路11に充電電流が流れ始めたと判定する。ステップS3において、電力路11に定電流回路16からの充電電流が流れ始めていない(ステップS3におけるNo)と判定すると、制御部15は、ステップS3の処理を繰り返す。
【0055】
そして、ステップS4に移行する。制御部15は、タイマ機能を具備しており、電流値Aが0から所定の大きさに変化したときから所定の短時間の計測を開始する。所定の短時間は、第1開閉器33Aに流れる電流が突入電流の大きさよりも小さい所定の範囲に落ち着く時間である。
【0056】
ステップS5に移行すると、制御部15は、電力路11に定電流回路16からの充電電流が流れ始めたとき(電流値Aが0から所定の大きさに変化したとき)から所定の短時間経過したか否かを判定する。ステップS5は、所定の短時間が経過することを待つことによって、第1開閉器33Aに流れる電流が突入電流の大きさよりも小さい所定の範囲に落ち着つくことを待つための処理である。例えば、制御部15は、ステップS5において、電流値Aが0から所定の大きさに変化したときから所定の短時間経過していないと制御部15が判定する(ステップS5におけるNo)と、ステップS4に再び移行する。ステップS4に再び移行すると、制御部15が具備するタイマのカウントを進め、その後、ステップS5の処理を再び繰り返す。
【0057】
ステップS5において、電力路11に定電流回路16からの充電電流が流れ始めたときから所定の短時間経過したと制御部15が判定する(ステップS5におけるYes)と、ステップS6に移行する。ステップS6に移行すると、制御部15は、抵抗値算出部15Aにおいて、電流検知部38、第1電位検知部39A、及び第2電位検知部39Bの各々から入力された電流値A、及び電位差V1,V2に基づいて抵抗値R1,R2を演算する。こうして、制御部15は、充電インレット18を介して車両外部から供給される電力に基づき第1開閉器33A及び第2開閉器33B(各リレー)及び電源部10(バッテリ)側に定電流を流すように定電流回路16を制御する。そして、電力路11に電流が流れ始めてから所定時間が経過した後に抵抗値R1,R2を測定する。そして、ステップS7に移行する。
【0058】
ステップS7に移行すると、制御部15は、抵抗値算出部15Aにおいて、抵抗値R1,R2の変動率Rv1,Rv2が所定の上限変動閾値Th13以下、且つ下限変動閾値Th14以上であるか否かを判定する。
【0059】
ステップS7において、変動率Rv1,Rv2が上限変動閾値Th13よりも大きい、又は下限変動閾値Th14よりも小さい(ステップS7におけるNo)と制御部15が判定すると、ステップS8に移行して、制御部15が具備するタイマのカウントをリセットする。このとき、制御部15は、記憶部15Dにすでに記憶されていた抵抗値R1,R2を消去しつつ、今回演算した抵抗値R1,R2を記憶部15Dに記憶する。その後、制御部15は、ステップS6の処理を再び実行し抵抗値R1,R2を演算した後、ステップS7を再び実行し、新たに変動率Rv1,Rv2を演算する。そして、この変動率Rv1,Rv2が上限変動閾値Th13以下、且つ下限変動閾値Th14以上であるか否かを判定することを繰り返す。つまり、制御部15は、抵抗値R1,R2を継続して測定する構成である。
【0060】
ステップS7において、変動率Rv1,Rv2が上限変動閾値Th13以下、且つ下限変動閾値Th14以上である(ステップS7におけるYes)と制御部15が判定すると、ステップS9に移行する。すると制御部15は、自身が具備するタイマのカウントを進めて、所定時間の計測を継続する。このとき、制御部15は、記憶部15Dにすでに記憶されていた抵抗値R1,R2を消去しつつ、今回演算した抵抗値R1,R2を記憶部15Dに記憶する。
【0061】
そして、ステップS10に移行すると、制御部15は、所定時間が経過したか否かを判定する。具体的には、制御部15は、自身が具備するタイマによってカウントを継続した結果が所定時間を超えたか否かを判定する。ステップS10において所定時間が経過していない(ステップS10におけるNo)と制御部15が判定すると、ステップS6に再び移行する。
【0062】
ステップS10において、所定時間が経過している(ステップS10におけるYes)と制御部15が判定すると、ステップS11に移行する。ステップS10におけるYesは、抵抗値R1,R2の各々の変動率Rv1,Rv2が、所定時間の間、上限変動閾値Th13以下、且つ下限変動閾値Th14以上の状態が継続し、変動率Rv1,Rv2の変動が落ち着いたことを意味する。
【0063】
ステップS11に移行すると、制御部15は、抵抗値算出部15Aにおいて、第2温度検知部37Bからの温度値と、第1温度検知部37Aからの温度値と、に基づいて、抵抗値R1,R2に対して温度補正を実行して判定値Jv1,Jv2を演算する。
【0064】
こうして制御部15は、電力路11に充電電流が流れ始めてから所定時間が経過した後に、前回測定した抵抗値R1,R2に対する変動率Rv1,Rv2が上限変動閾値Th13以下、且つ下限変動閾値Th14以上の今回の抵抗値R1,R2と、温度検知部37が検知した第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの温度値と、に基づいて判定値Jv1,Jv2を特定する。言い換えると、制御部15は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに流れる電流が一定となるように定電流回路16を制御しつつ、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに電流が流れ始めてから所定時間が経過した後に抵抗値R1,R2を測定し、測定した抵抗値R1,R2に基づいて判定値Jv1,Jv2を特定する。
【0065】
ステップS12に移行すると、制御部15は、劣化検知部15Bにおいて、温度補正によって演算された判定値Jv1と抵抗閾値Th11とを比較し、温度補正によって演算された判定値Jv2と抵抗閾値Th12とを比較する劣化判定処理を実行する。例えば、劣化判定処理では、判定値Jv1の大きさが抵抗閾値Th11以上、又は判定値Jv2の大きさが抵抗閾値Th12以上である(ステップS12におけるYes)と判定すると、ステップS13に移行して、劣化検知部15Bから劣化信号Sdを出力する。
【0066】
これに対して、劣化判定処理において、判定値Jv1の大きさが抵抗閾値Th11よりも小さく、且つ判定値Jv2の大きさが抵抗閾値Th12よりも小さい(ステップS12におけるNo)と判定すると、
図2に示す処理を終了する。
【0067】
劣化信号Sdが通知機能部15Cに入力されると、通知機能部15Cは、外部機器(図示せず)へ情報送信を行う。つまり、制御部15の通知機能部15Cは、抵抗値R1,R2に基づく判定値Jv1,Jv2が抵抗閾値Th11,Th12を超えたときに劣化状態であることを外部に通知する異常対応処理を行う。こうして、
図2に示す処理が終了する。
【0068】
次に、本構成の効果を例示する。
劣化判定装置1は、電源部10からの電力を負荷35に伝送する経路である電力路11と、電力路11に設けられる第1開閉器33A及び第2開閉器33Bと、を備える車載システム100に用いられる。劣化判定装置1は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに流れる電流を一定に制御する定電流回路16と、定電流回路16を制御する制御部15(制御装置C2)と、を備えている。制御部15は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに流れる電流が一定となるように定電流回路16を制御しつつ、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの両端子間の抵抗値R1,R2を測定する。
【0069】
劣化判定装置1は、定電流回路16によって電力路11に流れる電流が一定になるので、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに流れる電流も一定となる。第1開閉器33A及び第2開閉器33Bがこのような状態のときに抵抗値R1,R2を測定するので、電流が流れることによって生じる第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの発熱が抵抗値R1,R2に及ぼす影響も一定となる。従って、この構成によれば、電流の大きさの違いによる発熱のばらつきを抑えた形で第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの抵抗値R1,R2を測定することができる。ここで、一定とは、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに流れる電流値が一の値になる場合に限られず、電流の大きさが所定の大きさの範囲内に維持される状態も含む。
【0070】
制御部15は、測定した抵抗値R1に基づく判定値Jv1が抵抗閾値Th11を超えたとき、又は測定した抵抗値R2に基づく判定値Jv2が抵抗閾値Th12を超えたときに異常対応処理を行う。このため、劣化判定装置1は、異常対応処理を行うことによって、抵抗値R1,R2が抵抗閾値Th11,Th12を超えた(すなわち、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bが劣化している)ことに即した対応を取り易い。
【0071】
制御部15は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに電流が流れ始めてから所定時間が経過した後に測定した抵抗値R1,R2に基づいて判定値Jv1,Jv2を特定する。第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに電流が流れ始めるときには突入電流によって電流の大きさが変動し、その後電流の変動が落ち着く。従って、劣化判定装置1は、電流が流れ始めてから所定時間待ってから抵抗値R1,R2を測定するので、電流の大きさが変動する影響を排除することができる。
【0072】
制御部15は、抵抗値R1,R2を継続して測定する構成である。第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに電流が流れ始めてから所定時間が経過後において、制御部15は、前回測定した抵抗値R1,R2に対する変動率Rv1,Rv2が上限変動閾値Th13以下、且つ下限変動閾値Th14以上の抵抗値R1,R2に基づいて判定値Jv1,Jv2を特定する。この構成によれば、突入電流が落ち着いた後、さらに抵抗値R1,R2の変動を排除することができる。ここで、変動率Rv1,Rv2は、今回測定した抵抗値R1/前回測定した抵抗値R1、及び今回測定した抵抗値R2/前回測定した抵抗値R2で算出される。変動率Rv1,Rv2は、1に近くなるほど抵抗値R1,R2の経時的な変動が小さくなり、1から離れるほど抵抗値R1,R2の経時的な変動が大きくなる。
【0073】
制御部15は、抵抗値R1,R2を継続して測定する構成である。制御部15は、前回測定した抵抗値R1,R2に対する変動率Rv1,Rv2が上限変動閾値Th13以下、且つ下限変動閾値Th14以上の抵抗値R1,R2に基づいて判定値Jv1,Jv2を特定する。この構成によれば、変動が排除された抵抗値R1,R2を採用して第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの劣化を判定することができる。
【0074】
更に、劣化判定装置1は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの温度を検知する第1温度検知部37A、及び第2温度検知部37Bを備える。制御部15は、測定した抵抗値R1,R2と、第1温度検知部37A及び第2温度検知部37Bが検知した第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの各々の温度値と、に基づいて判定値Jv1,Jv2を特定する。この構成によれば、測定した抵抗値R1,R2における温度の影響を排除するような処理が可能となる。
【0075】
電源部10は、バッテリであり、車載システム100は、車両外部に設けられた充電コネクタ19が接続される充電インレット18を備え、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bは、充電インレット18とバッテリとの間に設けられている。定電流回路16は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bと充電インレット18との間に設けられている。制御部15(制御装置C2)は、充電インレット18を介して車両外部から供給される電力に基づき第1開閉器33A及び第2開閉器33B及びバッテリ側に定電流を流すように定電流回路16を制御する。これとともに、制御部15(制御装置C2)は、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの各々の両端子間の抵抗値R1,R2を測定する。この構成によれば、車両外部からの充電に用いられる定電流回路16を利用して第1開閉器33A及び第2開閉器33Bに流れる電流を一定に制御しつつ、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの抵抗値R1,R2を測定することができる。
【0076】
電力路11には、第1開閉器33Aに対して並列になるように並列開閉経路33C(プリチャージ回路)が接続されている、この構成によれば、並列開閉経路33Cが並列に接続された第1開閉器33Aは、突入電流が流れ易いため、劣化が進み易い。このため、並列開閉経路33Cが並列に接続された第1開閉器33Aの抵抗値R1を測定することによって、劣化が進み易い第1開閉器33Aが劣化状態であるか否かを把握することができる。
【0077】
<実施形態2>
実施形態2の劣化判定装置2は、負荷36が定電流回路116を介して電力路11に接続されている点が実施形態1とは異なり、その他の点で共通する。実施形態2では、実施形態1と同じ構成については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
【0078】
図3に示す車載システム200に設けられた劣化判定装置2は、負荷35とは別に、負荷36が設けられている。負荷36には、例えば、ヒーターやエアコンといった、低電流で駆動可能な機器等が適用される。負荷36は、定電流回路116を介して正極側電力線17及び負極側電力線20に電気的に接続する。定電流回路116には、公知の定電流回路が用いられる。定電流回路116は、負荷35に対して並列に接続されている。劣化判定装置2は、車両の始動スイッチがオンにされた状態であって、車両が停車中に第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの抵抗値R1,R2を測定する。車両が停車中の際には、電力路11に流れる電流の大きさを所定の大きさに安定させ易い。例えば、車両が停車中の一部期間において、定電流回路116は、制御装置C2によって電源部10から供給される電力に基づいて正極側電力線17及び負極側電力線20に一定の大きさの電流を流すように制御される。これによって、第1開閉器33A及び第2開閉器33Bの抵抗値R1,R2を測定することができる。
【0079】
<他の実施形態>
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【0080】
実施形態1とは異なり、電圧検知部を接続する位置は、第1開閉器の両側の端子と同電位とみなせる場所であればよい。
【0081】
実施形態1とは異なり、通知機能部は、ランプや表示装置などの表示部として構成され、表示によって報知を行う構成であってもよい。通知機能部は、スピーカなどの音声装置によって構成され、音声によって報知を行う構成であってもよい。
【0082】
実施形態1とは異なり、抵抗値算出部、劣化検知部、及び通知機能部を、それぞれ個別の情報処理装置(個別のマイクロコンピュータ等)として構成してもよい。
【0083】
実施形態1とは異なり、第1開閉器を負極側電力線に設け、第2開閉器を正極側電力線に設けてもよい。この場合、並列開閉経路も負極側電力線に設けることが好ましい。
【0084】
実施形態1とは異なり、制御部と、制御装置と、を1つのマイクロコンピュータとして構成してもよい。
【0085】
実施形態1とは異なり、第3開閉器を有さない構成としてもよい。この場合、切替制御が実行されることにより電力路を流れる電流値が急激に上昇する電流上昇が生じる。
【0086】
実施形態1とは異なり、電流値及び電圧値に対応した抵抗値が定められるテーブルデータを予め記憶部に記憶しておき、テーブルデータから電流値及び電圧値に対応した抵抗値を採用する構成でもよい。
【0087】
実施形態1とは異なり、温度補正をせず、抵抗値を判定値そのものとしてもよい。
【0088】
実施形態1とは異なり、第1開閉器又は第2開閉器のいずれか一方のみの抵抗値を測定する構成としてもよい。
【0089】
実施形態1とは異なり、充電が行われる毎(充電インレットに充電コネクタが接続される毎)における抵抗値同士を用いて変動率を演算する構成としてもよい。
【0090】
実施形態1とは異なり、車両に搭載される前(すなわち、使用前)の第1開閉器、及び第2開閉器の初期抵抗値を記憶部に記憶しておき、車両に搭載後の第1開閉器及び第2開閉器の抵抗値を測定して、(測定した抵抗値/初期抵抗値)を演算して変動率を求める構成でもよい。この場合、測定した抵抗値は初期抵抗値よりも大きくなるので、変動率は、1以上となる。このため、制御部は、変動率が1よりも大きい上限変動閾値以下のときの抵抗値に基づいて判定値を特定する構成となる。
【符号の説明】
【0091】
1,2…劣化判定装置
10…電源部(バッテリ)
11…電力路
15…制御部
15A…抵抗値算出部
15B…劣化検知部
15C…通知機能部
15D…記憶部
16,116…定電流回路
17…正極側電力線(電力路)
18…充電インレット
19…充電コネクタ
20…負極側電力線(電力路)
33…システムメインリレー
33A…第1開閉器(リレー)
33B…第2開閉器(リレー)
33C…並列開閉経路(プリチャージ回路)
33D…抵抗器
33E…第3開閉器
35,36…負荷
35A…インバータ
35B…モータ
35C…コンデンサ
37…温度検知部
37A…第1温度検知部
37B…第2温度検知部
38…電流検知部
39…電位検知部
39A…第1電位検知部
39B…第2電位検知部
100,200…車載システム
A…電流値
C1,C2…制御装置(制御部)
F…ヒューズ
Jv1,Jv2…判定値
R1,R2…抵抗値
Rv1,Rv2…変動率
Sd…劣化信号
Son…オン信号
Th11,Th12…抵抗閾値
Th13…上限変動閾値
Th14…下限変動閾値
V1,V2…電位差