本发明涉及为了从地面电源对电动车辆用的车载电池进行充电而设置于车上的充电路径的充电控制装置,特别涉及在从车载的主电池经由主接触器和逆变器对行驶用电动机提供交流电压的电动车辆中,针对从地面的充电用电源装置经由充电插头、车载的充电接触器与所述主接触器的串联电路对主电池进行充电的串联型的充电路径的充电控制装置。
背景技术:
在具有从地面电源进行充电的充电功能的电动车辆中,地面的充电用电源装置有经由充电接触器对车载电池进行充电的类型的装置、及经由电动机驱动用的主接触器进行串联充电的装置,通过对它们分别进行充电接触器、主接触器的异常的检测、特别是熔接异常的检测,使得在充电插头不会产生高压的带电露出部。
例如,根据下述专利文献1所记载的车辆驱动装置,成为主接触器的主继电器和成为充电接触器的充电继电器彼此串联连接并连接在充电端口与驱动电池之间,连接有逆变器电路的中间点电压由电压传感器检测出,接近充电端口的供电点电压由电压传感器检测出。
而且,在不连接地面电源的状态下,在刚将主继电器闭路之后逆变器电路内的滤波电容器的充电电压逐渐增加并达到系统电压v1(例如60v)以上时,或者在将主继电器5a、5b开路经过规定时间后滤波电容器11的充电电压逐渐减少并达到系统电压v1以下时,将充电继电器的开关指令状态和电压传感器的检测电压进行对比,判定充电继电器有无熔接异常。
另外,根据该专利文献1的记载,利用专用通信线路的电压传感器来进行异常判定。由此,异常检查时的电源电压变低,不会受到绝缘电阻的影响,可进行正确的电压检测。
此外,根据下述专利文献2所记载的车辆的充电控制装置,作为车载的主电池的蓄电装置经由成为主接触器的系统主继电器、升压转换器、第1、第2逆变器向第1、第2电动发电机进行供电,并且,成为地面的充电用电源装置的功率转换装置经由充电连接器和成为充电接触器的继电器连接到蓄电装置,成为主接触器和充电接触器不串联连接的类型。
而且,控制部从连接到蓄电装置的电压传感器接收正负的线间电压vbat,从充电接触器的入口侧的电压传感器接收电压v1,从输出侧的电压传感器接收电压v2,并且,在设置于充电连接器的插入口的盖闭合时,基于电压vbat、v1、v2来判定充电电路有无异常,若有异常,则利用锁定装置将盖固定于闭合状态,使得用户无法接触到车辆侧的连接器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2010-041794号公报
专利文献2:日本专利特开2009-136110号公报
技术实现要素:
发明所要解决的技术问题
上述专利文献1的车辆驱动装置利用滤波电容器的充电电压来判定充电继电器有无异常,电压传感器需要检测有无系统电压v1以下的低电压。
因而,电压传感器为进行从高电压区域到低电压区域的电压检测的传感器,而且,若为了检测触点间电压较大的不完全熔接异常而减小系统电压v1,则产生需要进行微小电压的检测,并受到绝缘电阻的影响的问题,并且,为了检测出较宽范围的电压变化,产生用于输入到cpu(centralprocessingunit:中央处理器)的绝缘输出,存在需要高价的电压传感器的问题。
此处,对于在充电端口连接有地面电源的时刻再次进行充电继电器的检查这一情况没有进行探讨,但在此情况下,存在地面的充电用电源装置的输出电压的脉动变动的影响,存在需要变更熔接判定的系统电压v1的设定值的问题。
上述专利文献2的车辆的充电控制装置判定包含从蓄电装置到成为充电接触器的继电器为止的正负电源线有无断线异常、有无继电器的熔接或断线异常在内的充电电路的异常,对于在连接了地面电源的时刻再次进行充电电路的继电器的检查、及系统主继电器的异常判定没有进行探讨。
此外,在来自地面电源的充电完成、将充电电路的继电器开路的时刻,当产生该熔接异常时,存在在进行充电连接器的拔出时产生带电露出部的问题。
此外,电压传感器所产生的检测电压的当前值被输入到控制部,此处由于与规定的判定阈值vth1、vth2等进行数字比较,因此,若将判定阈值vth1、vth2的值设为适合熔接检测的低电压,则存在各电压传感器需要使用高价、高精度的传感器的问题。
本发明提供一种充电控制装置,该充电控制装置设置在从地面电源经由充电插头、充电接触器与主接触器的串联电路对车载的主电池进行充电的充电路径上,利用廉价且高精度的电压监视电路来检测充电接触器或主接触器的熔接异常的产生,在充电插头的插拔时不会产生带电露出部。
解决技术问题的技术方案
本发明的充电控制装置包括充电控制用cpu,该充电控制用cpu构成车辆用功率转换装置,由电压比主电池要低的辅助电池供电,且与对车辆用功率转换装置进行统一控制的上位控制装置串行连接,该车辆用功率转换装置包含:从车载的主电池向行驶用电动机提供三相交流电压的逆变器;连接在主电池与逆变器之间的上游位置和下游位置的一对主接触器;及针对逆变器的电动机控制装置,并且,所述充电控制装置具有一对充电接触器,该一对充电接触器与一对主接触器串联连接,其一端连接到与设置于作为地面设备的充电用电源装置的充电插头相连接的上游供电点和下游供电点,另一端成为上游中间点和下游中间点,该充电控制装置对一对主接触器和所述一对充电接触器中的至少一方进行开关控制,其中,上位控制装置还包括:充电用电源装置;设置于电动机控制装置的电动机控制用cpu;对一对充电接触器进行闭路驱动的充电指令装置;与驱动一对主接触器的所述充电控制用cpu之间经由通信电路彼此进行监视、控制信号的交换的上位控制用cpu,充电控制用cpu与连接在上游供电点与下游供电点或下游中间点的任一方之间的第1电压监视电路及第2电压监视电路连接,该第1电压监视电路产生第1电压检测信号,该第2电压监视电路连接在下游供电点与所述上游供电点或上游中间点的任一方之间,产生第2电压检测信号。
而且,第1电压监视电路和第2电压监视电路产生与有无被监视电压相对应的判定逻辑信号即第1电压检测信号及第2电压检测信号,在将第1电压监视电路和第2电压监视电路连接在上游供电点与下游供电点之间的情况下,成为设置有其中任一方的电压监视电路,或设置有双方的双重系统的电压监视电路,逆变器还包括电压电平检测电路,该电压电平检测电路判定是否从主电池施加有高电压的主电源电压,产生作为判定逻辑信号的主电压检测信号、及/或电压电平检测用信号,并经由电动机控制用cpu产生判定电压检测信号,上位控制用cpu具有控制程序,该控制程序成为:与充电控制用cpu协同执行的主接触器异常检测单元;在充电插头为非连接、且将一对主接触器闭路的状态下执行的第1充电接触器异常检测单元;及在连接有充电插头而从充电用电源装置供电、且将一对主接触器开路的状态下执行的第2充电接触器异常检测单元,主接触器异常检测单元为如下单元:在充电插头为非连接的状态下,对应于针对一对主接触器的驱动指令的组合状态、以及主电压检测信号的检测逻辑、或判定电压检测信号,分别判定主接触器有无熔接异常或接触不良。
此外,第1充电接触器异常检测单元为如下单元:对应于针对一对充电接触器的驱动指令的组合状态、以及第1电压检测信号及第2电压检测信号的检测逻辑,分别判定充电接触器有无熔接异常或接触不良,第2充电接触器异常检测单元为如下单元:包含判定由电压电平检测电路检测出的充电用电源装置的产生电压是否在预先设定的规定阈值范围内的检测电压异常判定单元,或至少对应于针对一对充电接触器的驱动指令的组合状态、以及主电压检测信号或第1电压检测信号及第2电压检测信号的检测逻辑,分别判定充电接触器有无熔接异常或接触不良,在充电插头的插入口设置有插头盖,构成为在插头盖打开、未插入有充电插头时,主接触器及充电接触器中的至少一方不被闭路驱动,并且,若一对充电接触器或一对主接触器中的任意一方有熔接异常,则至少禁止针对另一方的闭路指令。
发明效果
本发明的充电控制装置用于针对经由主接触器和逆变器向车辆的行驶用电动机施加三相交流电压的车载的主电池,构成从作为地面设备的充电用电源装置经由充电插头对主电池进行充电的充电路径,在该充电路径上设置有分别连接在充电插头的正负供电端子与主接触器的正负输出端子之间的一对充电接触器,利用检测正负输出端子间有无中间电压的电压电平检测电路、及检测正负供电端子间有无供电电压的第1或第2电压监视电路,判定主接触器及充电接触器有无熔接异常或接触不良,在设置于充电插头插入口的插头盖打开、未插入有充电插头时,主接触器及充电接触器被禁止闭路驱动,并且,若充电接触器或主接触器中的任意一方有熔接异常,则至少禁止针对另一方的闭路指令。
此外,在连接有充电用电源装置时,利用作为容易进行低电压的检测的逻辑信号的主电压检测信号和第1电压检测信号或第2电压检测信号,判定充电接触器有无熔接异常或接触不良,在一并使用了检测电压异常判定单元的情况下,若由电压电平检测电路检测出的充电用电源装置的当前电压异常,则可将充电接触器和主接触器进行开路。
因而,具有如下效果:能够在插头盖闭合的状态下进行主接触器及充电接触器的异常判定,在用于插拔充电插头的插头盖打开时,避免产生带电露出部,并且,在插入有充电插头时也可再次判定充电接触器有无熔接异常或接触不良,停止异常状态下的充电操作,防止异常产生的情况进行扩大。
此外,具有如下效果:以作为针对有无被监视电压的判定逻辑信号的主电压检测信号或判定电压检测信号、及第1电压检测信号或第2电压检测信号为主体来进行异常判定,能够利用简单的逻辑判定电路来检测出高电压的被监视电压的异常下降状态,检测出不完全的熔接异常。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的包含充电控制装置的车辆用功率转换装置的整体电路框图。
图2是表示本发明实施方式1的充电控制装置中的电压监视电路的基本型的电路图。
图3是表示本发明实施方式1的充电控制装置中的电压监视电路的变形例的电路图。
图4是表示本发明实施方式1的充电控制装置中的电压电平检测电路及其变形例的电路图。
图5是表示本发明实施方式1的充电控制装置中的断线检测电路的电路图。
图6是用于说明本发明实施方式1的充电控制装置中的异常检查动作的整体流程图。
图7是图6所示的整体流程图中的第1部分的详细流程图。
图8是图6所示的整体流程图中的第2部分的详细流程图。
图9是表示本发明实施方式2的包含充电控制装置的车辆用功率转换装置的整体电路框图。
图10是本发明实施方式2的充电控制装置中的充电电路的系统图。
图11是表示本发明实施方式2的充电控制装置中的电压电平检测电路的电路图。
图12是用于说明本发明实施方式2的充电控制装置中的异常检查动作的整体流程图。
图13是图12所示的整体流程图中的第1部分的详细流程图。
图14是图12所示的整体流程图中的第2部分的详细流程图。
具体实施方式
实施方式1
以下,关于本发明实施方式1的包含充电控制装置的车辆用功率转换装置的整体电路框图即图1,对其结构进行详细说明。
图1中,车辆用功率转换装置100a连接有例如由产生dc400v的主电源电压vaa的主电池300经由逆变器(简称inv)110进行供电驱动的行驶用电动机200,并且连接有经由绝缘型的降压充电装置(简称chg)410从主电池300充电、例如产生dc12v系统的辅助电源电压vbb的辅助电池400,还连接有包含上位控制用cpu(处理装置)510的上位控制装置(简称ecu)500和作为地面设备的充电用电源装置900。另外,上位控制用cpu510在车辆的电源开关600闭路时,供电有辅助电源电压vbb,例如经由产生dc5v的稳定电压vcc的稳定电源(简称cvr)540进行供电。
充电用电源装置900经由电源线902和信号线903连接有充电插头901,信号线903用于将检测该充电插头901是否连接到车辆侧的充电插头插入口190或检测后述的插头盖是否闭合的信号发送到上位控制用cpu510。
成为车辆用功率转换装置100a的主体要素的逆变器(简称inv)110包括构成三相全波桥式电路的三对上游开关元件110u和下游开关元件110d,其串联连接点连接有作为三相同步电动机的行驶用电动机(简称m)200,串联上游端经由上游侧的主接触器130u连接到主电池300的正极端子,串联下游端经由下游侧的主接触器130d连接到主电池300的负极端子。
另外,逆变器110为了测定正负电源线间的当前电压,包括图4中后述的电压电平检测电路160a,并包含未图示的电动机电流检测电路或各开关元件的闭路驱动电路和元件异常检测电路等。与逆变器110协同动作的电动机控制装置(简称mcu)120包括与上位控制装置(简称ecu)500之间对控制及监视信号进行串行交换的电动机控制用cpu121、以及由辅助电池400供电而产生稳定电压vcc并向电动机控制用cpu121进行供电的稳定电源124。
电动机控制用cpu121根据来自上位控制用cpu510的行驶指令信号来动作,产生控制上游开关元件110u和下游开关元件110d的通电状态的控制信号cnt,并且,利用电压电平检测电路160a所产生的电压电平检测用信号detv,测定施加于逆变器110的正负电源线之间的电压的当前值,或读取电压电平检测电路160a所产生的后述的主电压检测信号det0,并经由上位控制用cpu510将其发送到后述的充电控制用cpu131。
另一方面,上游侧的充电接触器190u连接到作为与上游侧的主接触器130u的串联连接点的上游中间点p2、与经由充电插头901连接到充电用电源装置900的正侧电源线的上游供电点p1之间。
同样,下游侧的充电接触器190d连接到作为与下游侧的主接触器130d的串联连接点的下游中间点n2、与经由充电插头901连接到充电用电源装置900的负侧电源线的下游供电点n1之间。
上游侧的主接触器130u和下游侧的主接触器130d的激励线圈(m1u)135u和激励线圈(m1d)135d可由后述的充电控制用cpu131分别进行闭路驱动,上游侧的充电接触器190u和下游侧的充电接触器190d的激励线圈(m2u)136u和激励线圈(m2d)136d可由从上位控制用cpu510发送开关指令信号的充电指令装置(简称obc)132分别进行闭路驱动。
对上游侧的主接触器130u、下游侧的主接触器130d进行开关控制的充电控制装置(简称bmu)130a包括与上位控制装置(简称ecu)500之间对控制及监视信号进行串行交换的充电控制用cpu131、以及从辅助电池400供电而产生稳定电压vcc并向充电控制用cpu131进行供电的稳定电源(简称cvr)134。
充电控制装置130a还包括连接在上游供电点p1与下游供电点n1之间的第1电压监视电路140a或第2电压监视电路140b中的一方或双方,该电压监视电路产生作为逻辑信号的第1电压检测信号det1或第2电压检测信号det2,该逻辑信号根据正负电源线间的电压是否为预先设定的规定阈值电压以上,来检测有无线间电压。
充电控制装置130a还设置有测定上游供电点p1(或者也可以是下游供电点n1)与车体之间的漏电电阻的漏电检测电路(简称ld)133,根据有无漏电异常来产生漏电检测信号ldet,并发送到上位控制用cpu510。
另外,充电指令装置(简称obc)132成为配置于上游侧的充电接触器190u、下游侧的充电接触器190d的近旁位置的远程终端,但在充电接触器190u、190d配置于充电控制装置130a的近旁位置的情况下,也可将充电指令装置132与充电控制装置130a一体化,由充电控制装置130a直接驱动充电接触器190u、190d。
反之,在主接触器130u、130d配置于充电控制装置130a的远程位置的情况下,也可在主接触器130u、130d的最近位置设置远程终端,由上位控制用cpu510或充电控制用cpu131进行开关驱动。
此外,作为第1电压监视电路140a或第2电压监视电路140b的代替,可使图3所示的电压监视电路150为第1电压监视电路150a或第2电压监视电路150b,或应用图4所示的电压电平检测电路160a,这将在图3、图4中进行叙述。
接着,对表示图1所示的充电控制装置(简称bmu)中的电压监视电路的基本型的电路图即图2、表示图1所示的充电控制装置中的电压监视电路的变形例的电路图即图3、表示图1所示的充电控制装置中的电压电平检测电路和其变形例的电路图即图4、表示图1所示的充电控制装置中的断线检测电路的电路图即图5依次进行详细说明。
图2中,第1电压监视电路140a和第2电压监视电路140b的结构完全相同,此处统称为电压监视电路140。
该电压监视电路140连接在充电插头插入口190的上游供电点p1与下游供电点n1之间。
上游供电点p1经由上游侧的充电接触器190u(简称:充电上触点c1)和上游侧的主接触器130u(简称:主上触点b1)连接到主电池300的正极端子,下游供电点n1经由下游侧的充电接触器190d(简称:充电下触点c2)和下游侧的主接触器130d(简称:主下触点b2)连接到主电池300的负极端子。
因而,电压监视电路140的被监视电压vxx为经由充电插头901而连接的图1所示的充电用电源装置900的充电输出电压,或为从充电上触点c1、充电下触点c2和主上触点b1、主下触点b2闭路时的主电源电压vaa减去各上下触点整体的接触电阻所产生的电压降δv后得到的值。
经由串联连接的多个限流电阻141、防逆流二极管142及恒压二极管143对该电压监视电路140施加被监视电压vxx,接收光耦合器146的发光二极管经由串联电阻144与恒压二极管143并联连接,滤波电容器145与该发光二极管或恒压二极管143并联连接。而且,接收光耦合器146的输出晶体管经由上拉电阻147施加有稳定电压vcc,该输出晶体管的输出作为第1电压检测信号det1或第2电压检测信号det2输入到图1所示的充电控制用cpu131。
另外,图2中虚线所示的电路是将滤波电容器145与恒压二极管143并联连接时的电路。
例如,主电源电压vaa=400v,对充电上触点c1、充电下触点c2及主上触点b1进行闭路驱动,主下触点b2为非驱动并判定其有无熔接,在此情况下,若其正常开路,则被监视电压vxx=0v,若异常完全熔接,则被监视电压vxx=400v。
此处,作为前提条件1,假定因不完全熔接而导致例如被监视电压vxx=40v的情况,若用于检测这一情况的接收光耦合器146的动作电流为10ma,恒压二极管143的动作电压为10v,则限流电阻141的总计电阻为(40v-10v)/10ma=3kω,电压监视电路140的整体所产生的损耗为40v×10ma=0.4w。
而且,在主下触点b2完全熔接、被监视电压vxx=400v、限流电阻141的总计电阻为3kω的情况下,限流电阻141中流过的电流为(400v-10v)/3kω=130ma,电压监视电路140的整体所产生的损耗为400v×130ma=52w。
另一方面,作为前提条件2,假定因不完全熔接而导致例如被监视电压vxx=310v的情况,若用于检测这一情况的接收光耦合器146的动作电流为10ma,恒压二极管143的动作电压为10v,则限流电阻141的总计电阻为(310v-10v)/10ma=30kω,电压监视电路140的整体所产生的损耗为310v×10ma=3.1w。
而且,在主下触点b2完全熔接,被监视电压vxx=400v,限流电阻141的总计电阻为30kω的情况下,限流电阻141中流过的电流为(400v-10v)/30kω=13ma,电压监视电路140的整体所产生的损耗为400v×13ma=5.2w。
因而,在前提条件1下电压监视电路140的整体损耗过大,在前提条件2下可检测的不完全熔接的状态残留未解决。
与此相对,根据图3的变形例,图2的情况下的问题得到改善。
图3中,此处将图2中的140系列的编号置换成150系列,但接收光耦合器146的标号变更为接收光耦合器156a,上拉电阻147的标号变更为上拉电阻157a,虚线所示的电路为将滤波电容器155与恒压二极管153并联连接时的电路。
此外,附加有发送光耦合器156b,将其与接收光耦合器156a的发光二极管、滤波电容器155及恒压二极管153的下游连接点串联连接。而且,发送光耦合器156b的发光二极管经由驱动电阻157b由第1对照信号ref1或第2对照信号ref2驱动,并且,图1所示的充电控制用cpu131在进行充电上触点c1、充电下触点c2或主上触点b1、主下触点b2的异常检查的期间产生第1对照信号ref1或第2对照信号ref2,电压监视电路150始终成为不动作状态。
在表示图1所示的装置的电压电平检测电路和其变形例的电路图即图4中,电压电平检测电路160a包含:接收光耦合器166a,其产生根据上游中间点p2与下游中间点n2之间的线间电压即被监视电压vxx的有无进行变动的主电压检测信号det0;及断续接收光耦合器166b,其产生根据被监视电压vxx的当前值进行变动的频率的脉冲信号即电压电平检测用信号detv。
与此相对的变形例的电压电平检测电路160b删除了接收光耦合器166a,接收到电压电平检测用信号detv的电动机控制用cpu121产生根据被监视电压vxx的有无进行变动的逻辑信号即判定电压检测信号det00,该判定电压检测信号det00成为接收光耦合器166a所产生的主电压检测信号det0的代替信号。
电压电平检测电路160a、160b经由多个限流电阻161、防逆流二极管162对包含恒压二极管163a的恒压电路163施加被监视电压vxx,恒压电路163经由电压控制晶体管163b产生稳定电源电压vd,以对比较电路169a进行供电。
另外,在作为npn结型晶体管的电压控制晶体管163b的集电极端子与基极端子之间连接有基极供电电阻163c,基极端子经由恒压二极管163a连接到下游中间点n2。对多个限流电阻161和防逆流二极管162还串联连接有断续控制晶体管169b、充电电抗器164及滤波电容器165并施加有被监视电压vxx,对滤波电容器165并联连接有接收光耦合器166a的发光二极管与放电电阻168a的串联电路、负反馈分压电阻168b、168c。而且,接收光耦合器166a的输出晶体管经由上拉电阻167a施加有稳定电压vcc,该输出晶体管的输出作为主电压检测信号det0经由电动机控制用cpu121输入到充电控制用cpu131。但是,主电压检测信号det0也可直接输入到充电控制用cpu131。此外,在电压电平检测电路160b的情况下,无需接收光耦合器166a,在虚线部进行短路连接。
对前述的比较电路169a的比较输入端子施加负反馈分压电阻168b、168c的下游侧产生电压、以及针对稳定电源电压vd的分压电阻168d、168e的下游侧产生电压,利用其比较输出来对断续控制晶体管169b进行断续控制,对滤波电容器165的充电电压vx以与稳定电源电压vd成正比的关系进行负反馈控制。但是,在比较电路169a的输出端子与正侧输入端子之间连接有正反馈电阻168f,因此,构成为滤波电容器165的充电电压vx根据其正反馈电压进行脉动变动。
在断续控制晶体管169b和充电电抗器164的连接点、与成为恒压电路163的负侧的负侧电源线之间连接有断续接收光耦合器166b的发光二极管,断续接收光耦合器166b的发光二极管在断续控制晶体管169b的开路期间,因充电电抗器164的感应电流经由滤波电容器165回流而被点亮驱动。
而且,断续接收光耦合器166b的输出晶体管经由上拉电阻167b而被施加有稳定电压vcc,该输出晶体管的输出作为电压电平检测用信号detv输入到电动机控制用cpu121。
因而,断续接收光耦合器166b的输出晶体管在断续控制晶体管169b的开路导致的充电电抗器164的放电期间,仅瞬间发生闭路,成为逻辑电平“l”,在断续控制晶体管169b闭路而对滤波电容器165进行再充电的期间,成为逻辑电平“h”。
因正反馈电阻168f而脉动变动的滤波电容器165的再充电所需时间与被监视电压vxx的值成反比,因此,断续接收光耦合器166b的输出晶体管的断续频率与被监视电压vxx的值大致成正比。
另外,利用未图示的计时器电路定期对断续控制晶体管169b进行闭路驱动,设置开路期间以使得将闭路期间和开路期间总计得到的断续周期固定,作为其结果,在以使滤波电容器165的充电电压vx达到固定值的方式进行了pwm控制的情况下,闭路期间与断续周期的比率即通电占空比与被监视电压vxx成反比。
因而,电压电平检测用信号detv可设为如图4那样与被监视电压vxx的值成正比的频率的脉冲信号,或可通过变更一部分电路来设为使通电占空比与被监视电压vxx的值成反比的pwm信号。
接着,在表示图1所示的装置的断线检测电路的电路图即图5中,第1电压监视电路140a的正侧输入端子经由第1上游连接线p1a连接到上游供电点p1,并且,负侧输入端子经由第1下游连接线n1a连接到下游供电点n1。此外,第2电压监视电路140b的正侧输入端子经由第2上游连接线p1b连接到上游供电点p1,并且,负侧输入端子经由第2下游连接线n1b连接到下游供电点n1。而且,第1上游连接线p1a的一端和第2上游连接线p1b的一端分别经由正侧连接电容器181a、182a输入到第1比较电路183a,并且,第1下游连接线n1a的一端和第2下游连接线n1b的一端分别经由负侧连接电容器181b、182b输入到第2比较电路183b。对于第1比较电路183a和第2比较电路183b的各正侧输入端子,利用第1振荡电路180a和第2振荡电路180b施加有第1高频信号电压va和第2高频信号电压vb。
第1比较电路183a的正侧端子和负侧端子在正常时经由正侧连接电容器181a、第1上游连接线p1a和第2上游连接线p1b、正侧连接电容器182a而被短路,与此相对,若第1上游连接线p1a或第2上游连接线p1b断线而解除正负端子间的短路状态,则产生第1断线检测信号disa。
第2比较电路183b的正侧端子和负侧端子在正常时经由负侧连接电容器181b、第1下游连接线n1a和第2下游连接线n1b、负侧连接电容器182b而被短路,与此相对,若第1下游连接线n1a或第2下游连接线n1b断线而解除正负端子间的短路状态,则产生第2断线检测信号disb。
以下,对于如图1至图5那样构成的本发明实施方式1的充电控制装置130a,详细说明其作用、动作。
首先,在表示整体电路框图的图1中,若电源开关600闭路,则上位控制用cpu510经由上位控制装置500的稳定电源540而启动,之后即使电源开关600开路,也进行暂时的自保持供电,在进行保存信息的存储处理之前继续进行控制动作,并且,对于电动机控制装置120的稳定电源124和充电控制装置130a的稳定电源134也进行供电,电动机控制用cpu121和充电控制用cpu131开始控制动作。
另外,上述稳定电源540、124、134均由与主电池300进行电绝缘的例如dc12v系统的辅助电池400供电,该辅助电池400从主电池300经由上游侧的主接触器130u及下游侧的主接触器130d、绝缘型的降压充电装置410而被充电,以使得达到规定的辅助电源电压vbb。
逆变器110从主电池300经由上游侧的主接触器130u及下游侧的主接触器130d而被施加有例如dc400v的主电源电压vaa,经由由3对上游开关元件110u和下游开关元件110d所构成的三相全波桥式电路向行驶用电动机200进行供电。
而且,电动机控制装置120控制逆变器110,对行驶用电动机200施加可变频率的三相伪正弦波电压,进行动力运行驾驶,并且,在车辆的惯性行驶、下坡行驶时,以行驶用电动机200为发电机,对主电池300进行再生充电控制。
在逆变器110内,除了未图示的电流控制用的电流检测传感器之外,还设置有电压电平检测电路160a,产生电压电平检测用信号detv和主电压检测信号det0并输入到电动机控制用cpu121,电动机控制用cpu121根据电压电平检测用信号detv来动作,检测再生充电电压,控制成使得再生充电电压不会过大。
另外,在进行行驶用电动机200的驱动控制及发电控制时,主接触器130u、130d闭路,上游开关元件110u和下游开关元件110d被闭路驱动,但上游侧及下游侧的充电接触器190u、190d开路。另一方面,在利用充电用电源装置900进行主电池300的充电时,上游侧及下游侧的主接触器130u、130d和充电接触器190u、190d全部被闭路驱动,上游开关元件110u和下游开关元件110d断电开路,但在实际的充电动作开始之前,进行以主接触器130u、130d和充电接触器190u、190d有无熔接异常为主体的异常检查,在充电用的插头盖904(参照图10)打开时,进行不露出高压带电构件(high-voltageenergizedmember)的对策。
图6是用于说明图1所示的实施方式1中的异常检查动作的整体流程图,参照图1和图2,详细说明其作用动作。
图6中,步骤s600是异常检查动作的开始步骤。
后续的步骤s601是如下判定步骤:判定为了连接充电插头901而设置于车体侧的插头盖904(参照图10)是否闭合,若闭合,则进行“是”的判定并转移到步骤s602,若打开,则进行“否”的判定并转移到步骤s631a。
步骤s602是对图2中的主上触点b1提供闭路指令、对主下触点b2提供开路指令并转移到步骤s603的步骤。
步骤s603a是如下判定步骤:若主电压检测信号det0有优势,上游中间点p2与下游中间点n2间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s603b,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s604。
步骤s603b中,尽管步骤s602中将主下触点b2开路、但因步骤s603a中主电压检测信号det0还是检测出有电压,从而判定主下触点b2发生熔接并进行存储,然后转移到步骤s604。
步骤s604是对图2中的主上触点b1提供开路指令、对主下触点b2提供闭路指令并转移到步骤s605a的步骤。
步骤s605a是如下判定步骤:若主电压检测信号det0有优势,上游中间点p2与下游中间点n2间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s605b,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s606。
步骤s605b中,尽管步骤s604中将主上触点b1开路、但因步骤s605a中主电压检测信号det0还是检测出有电压,从而判定主上触点b1发生熔接并进行存储,然后转移到步骤s606。
步骤s606是对图2中的主上触点b1和主下触点b2均提供闭路指令并转移到步骤s607的步骤。
步骤s607是如下判定步骤:若主电压检测信号det0有优势,上游中间点p2与下游中间点n2间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s620,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s608,步骤模块s620是成为第1充电接触器异常检测单元的模块,在图7中进行详细说明。
步骤s608中,尽管步骤s606中将主上触点b1和主下触点b2均闭路、但因步骤s607中主电压检测信号det0为劣势且检测出无电压,从而判定主上触点b1或主下触点b2中的至少一方变得接触不良并进行存储,然后转移到步骤s640。
以上的从步骤s602到步骤s608的步骤模块s609是成为主接触器异常检测单元的模块,步骤s603a、605a、607中的与有无中间点电压相关的判定也可使用图4中前述的判定电压检测信号det00,以代替主电压检测信号det0。
步骤s631a在作为步骤模块s609的判定结果而判定为主上触点b1和主下触点b2没有异常从而插头盖904被打开、步骤s601进行“否”的判定时执行,在该步骤s631a中,对图2中的主上触点b1和主下触点b2均提供开路指令后转移到步骤s631b。
步骤s631b为如下步骤:充电插头901连接到充电插头插入口190,根据来自上位控制装置500的指令,充电用电源装置900产生输出电压。
后续的步骤s631c在对图1中的第1电压监视电路140a或第2电压监视电路140b中的至少一方使用图4所示的电压电平检测电路160a时有效,此处,根据步骤s631b中产生的充电用电源装置900的输出电压来动作,对由电压电平检测电路160a所产生的电压电平检测用信号detv进行监视,进行与充电用电源装置900的产生电压是否是适合的电压范围的电压相对应的判定处理,转移到步骤模块s630。
另外,步骤模块s630是作为第2充电接触器异常检测单元的模块,在图8中进行详细说明。
接在步骤模块s620、s630及步骤s608之后执行的步骤模块s640是成为检测电路异常判定单元的模块,该检测电路异常判定单元640中,在未插入充电插头901且将一对主接触器130u、130d闭路的第1供电状态、或者将一对主接触器130u、130d开路并插入充电插头901而从充电用电源装置900供电的第2供电状态下,将随着对一对充电接触器190u、190d一起进行开关而利用主电压检测信号det0、第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2得到的与有无3点的检测电压相关的判定结果进行对比,在第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2均为检测出电压、且主电压检测信号det0为未检测出电压、或者第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2均为未检测出电压、且主电压检测信号det0为检测出电压的情况下,判定为电压电平检测电路160a的异常。
在接着步骤模块s640之后的动作结束步骤s610中,执行其他的控制程序,在异常检测期间持续时,在规定的限制时间内再次恢复到动作开始的步骤s600。
图7示出用于说明图6的整体流程图中的步骤模块s620的动作的流程图。
图7中,步骤s620a是子例程程序的动作开始步骤。
后续的步骤s622是对图2中的充电上触点c1提供闭路指令、对充电下触点c2提供开路指令并转移到步骤s623a的步骤。
步骤s623a是如下判定步骤:若第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2有优势,上游供电点p1与下游供电点n1间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s623b,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s624。
步骤s623b中,尽管步骤s622中将充电下触点c2开路、但因步骤s623中第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2还是检测出有电压,从而判定充电下触点c2发生熔接并进行存储,然后转移到步骤s624。
步骤s624是对图2中的充电上触点c1提供开路指令、对充电下触点c2提供闭路指令并转移到步骤s625a的步骤。
步骤s625a是如下判定步骤:若第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2有优势,上游供电点p1与下游供电点n1间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s625b,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s626a。
步骤s625b中,尽管步骤s624中将充电上触点c1开路、但因步骤s625a中第1电压检测信号det1、第2电压检测信号det2有优势且还是检测出有电压,从而判定充电上触点c1发生熔接并进行存储,然后转移到步骤s626a。
步骤s626a是对图2中的充电上触点c1和充电下触点c2均提供闭路指令并转移到步骤s627a的步骤。
步骤s627a是如下判定步骤:若第1电压检测信号det1、第2电压检测信号det2有优势,上游供电点p1与下游供电点n1间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s628a,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s627b。
步骤s627b中,尽管步骤s626a中将充电上触点c1和充电下触点c2均闭路、但因步骤s627a中第1电压检测信号det1、第2电压检测信号det2为劣势且还是检测出无电压,从而判定充电上触点c1或充电下触点c2中的至少一方变得接触不良并进行存储,然后转移到步骤s628b。
步骤s628a是如下判定步骤:设置在充电控制装置130a内的漏电检测电路133测定以主电池300及逆变器110为主体的高电压电路系统与车体间的漏电电阻,若没有规定值以上的绝缘电阻,则进行“是”的判定并转移到步骤s628b,若有足够的绝缘电阻,则进行“否”的判定并转移到步骤s626b。
步骤s628b中,存储漏电异常状态的产生,并转移到步骤s626b。
步骤s626b中,将在步骤s626a中被闭路驱动的充电上触点c1和充电下触点c2断电开路,之后转移到步骤s629c。
步骤s629c中,存储上游侧及下游侧的充电接触器190u、190d有无发生异常、其类别及有无漏电异常,转移到子例程程序的结束步骤s620b,接着转移到图6的步骤模块s640。
图8示出用于说明图6的整体流程图中的步骤模块s630的动作的流程图。
图8中,步骤s630a是子例程程序的动作开始步骤。
后续的步骤s632是对图2中的充电上触点c1提供闭路指令、对充电下触点c2提供开路指令并转移到步骤s633a的步骤。
步骤s633a是如下判定步骤:若主电压检测信号det0有优势,上游中间点p2与下游中间点n2间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s633b,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s634。
步骤s633b中,尽管步骤s632中将充电下触点c2开路、但因步骤s633a中主电压检测信号det0还是检测出有电压,从而判定充电下触点c2发生熔接并进行存储,然后转移到步骤s634。
步骤s634是对图2中的充电上触点c1提供开路指令、对充电下触点c2提供闭路指令并转移到步骤s635a的步骤。
步骤s635a是如下判定步骤:若主电压检测信号det0有优势,上游中间点p2与下游中间点n2间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s635b,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s636a。
步骤s635b中,尽管步骤s634a中将充电上触点c1开路、但因步骤s635a中主电压检测信号det0有优势且还是检测出有电压,从而判定充电上触点c1发生熔接并进行存储,然后转移到步骤s636a。
步骤s636a是对图2中的充电上触点c1和充电下触点c2均提供闭路指令并转移到步骤s637a的步骤。
步骤s637a是如下判定步骤:若主电压检测信号det0有优势,上游供电点p1与下游供电点n1间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s638a,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s637b。
步骤s637b中,尽管步骤s636a中将充电上触点c1和充电下触点c2均闭路、但因步骤s637a中主电压检测信号det0为劣势且还是检测出无电压,从而判定充电上触点c1或充电下触点c2中的至少一方变得接触不良并进行存储,然后转移到步骤s638b。
步骤s638a是如下判定步骤:设置在充电控制装置130a内的漏电检测电路133测定以逆变器110为主体的高电压电路系统与车体间的漏电电阻,若没有规定值以上的绝缘电阻,则进行“是”的判定并转移到步骤s638b,若有足够的绝缘电阻,则进行“否”的判定并转移到步骤s639a。
步骤s638b中,存储漏电异常的产生,并转移到后述的步骤s639b。
步骤s639a是如下判定步骤:在主接触器130u、130d开路的状态下利用设置于逆变器110内的电压电平检测电路160a来测定充电用电源装置900的产生电压,判定其是否为适当范围的电压,若为异常,则进行“是”的判定并转移到步骤s639b,若没有异常,则进行“否”的判定并转移到步骤s636b。
另外,步骤s639a是成为检测电压异常判定单元的步骤,在第1电压监视电路或第2电压监视电路没有电压检测功能的情况下,起到对于图6的步骤s631c的代替功能。
步骤s639b中,存储充电电压异常的产生,并转移到步骤s636b。
步骤s636b中,将步骤s636a中被闭路驱动的充电上触点c1和充电下触点c2均断电开路,之后转移到步骤s639c。
步骤s639c中,存储上游侧及下游侧的充电接触器190u、190d有无发生异常、其类别及有无漏电异常,转移到子例程程序的结束步骤s630b,接着转移到图6的步骤模块s640。
如以上说明中所明确的那样,本发明实施方式1的充电控制装置130a包括充电控制用cpu131,该充电控制用cpu131构成车辆用功率转换装置100a的一部分,由电压比主电池300要低、且在其高低压间彼此电绝缘的辅助电池400供电,且与对车辆用功率转换装置100a进行统一控制的上位控制装置500串行连接,所述车辆用功率转换装置100a包含:从车载的主电池300向行驶用电动机200提供三相交流电压的逆变器110;连接在主电池300与逆变器110之间的上游位置和下游位置上的一对主接触器130u、130d;及针对逆变器110的电动机控制装置120,并且,充电控制装置130a附加有一对充电接触器190u、190d,该一对充电接触器190u、190d与一对主接触器130u、130d串联连接,其一端连接到与设置于作为地面设备的充电用电源装置900的充电插头901连接的上游供电点p1和下游供电点n1,另一端成为上游中间点p2和下游中间点n2,该充电控制装置130a对一对主接触器130u、130d和一对充电接触器190u、190d中的至少一方进行开关控制,其中,上位控制装置500还包括:充电用电源装置900;设置于电动机控制装置120的电动机控制用cpu121;对一对充电接触器190u、190d进行闭路驱动的充电指令装置132;与驱动一对主接触器130u、130d的充电控制用cpu131之间经由串行通信电路彼此进行监视、控制信号的交换的上位控制用cpu510。
而且,充电控制用cpu131与连接在上游供电点p1与下游供电点n1之间的第1电压监视电路140a及第2电压监视电路140b连接,该第1电压监视电路140a产生在高低压间绝缘的第1电压检测信号det1,该第2电压监视电路140b产生第2电压检测信号det2,第1电压监视电路140a和第2电压监视电路140b设为产生与有无被监视电压相对应的判定逻辑信号即第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2的双重系统的电压监视电路,逆变器110还包括电压电平检测电路160a,该电压电平检测电路160a判定是否从主电池300施加有高电压的主电源电压vaa,产生在高低压间绝缘的判定逻辑信号即主电压检测信号det0、或电压电平检测用信号detv,并经由电动机控制用cpu121产生判定电压检测信号det00,上位控制用cpu510具有控制程序,该控制程序成为:与充电控制用cpu131协同执行的主接触器异常检测单元609;在充电插头901为非连接、且将一对主接触器130u、130d闭路的状态下执行的第1充电接触器异常检测单元;及在连接有充电插头901而从充电用电源装置900供电、且将一对主接触器130u、130d开路的状态下执行的第2充电接触器异常检测单元。
此外,主接触器异常检测单元609为如下单元:在充电插头901为非连接的状态下,对应于针对一对主接触器130u、130d的驱动指令的组合状态、主电压检测信号det0的检测逻辑、或判定电压检测信号det00,分别判定该主接触器有无熔接异常或接触不良,第1充电接触器异常检测单元为如下单元:对应于针对一对充电接触器190u、190d的驱动指令的组合状态、第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2的检测逻辑,分别判定该充电接触器有无熔接异常或接触不良,第2充电接触器异常检测单元为如下单元:包含判定由电压电平检测电路160a检测出的充电用电源装置900的产生电压是否在预先设定的规定阈值范围内的检测电压异常判定单元639a,或至少对应于针对一对充电接触器190u、190d的驱动指令的组合状态、主电压检测信号det0的检测逻辑,分别判定该充电接触器有无熔接异常或接触不良,在充电插头901的充电插头插入口190设置有插头盖904,构成为在该插头盖打开、未插入有充电插头901时,主接触器130u、130d及充电接触器190u、190d中的至少一方不被闭路驱动,并且,若一对充电接触器190u、190d或一对主接触器130u、130d中的任意一方有熔接异常,则至少禁止针对另一方的闭路指令。
电压监视电路重复包括:连接在上游供电点p1与下游供电点n1之间的第1电压监视电路140a和第2电压监视电路140b,该第1电压监视电路140a产生第1电压检测信号det1,该第2电压监视电路140b产生第2电压检测信号det2,上位控制用cpu510还包括成为与充电控制用cpu131协同执行的检测电路异常判定单元640的控制程序,检测电路异常判定单元640在未插入充电插头901且将一对主接触器130u、130d闭路的第1供电状态、或者将一对主接触器130u、130d开路并插入充电插头901而从充电用电源装置900供电的第2供电状态下,将随着对一对充电接触器190u、190d一起进行开关而利用主电压检测信号det0、第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2得到的与有无3点的检测电压相关的判定结果进行对比,在第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2均为检测出电压、且主电压检测信号det0为未检测出电压、或者第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2均为未检测出电压、且主电压检测信号det0为检测出电压的情况下,判定为电压电平检测电路160a的异常,在利用主接触器异常检测单元609检测出主接触器130u、130d的熔接异常时,禁止插头盖904的打开的闭合锁定机构起作用,或至少设置有打开注意通知单元。
如以上那样,包括检测电路异常判定单元,该检测电路异常判定单元在未插入充电插头而利用主电池的第1供电状态、或者插入充电插头而利用充电用电源装置的第2供电状态下,根据使用了主电压检测信号和第1及第2电压检测信号的多数决定逻辑,判定电压电平检测电路本身有无异常。
因而,具有如下特征:根据电压电平检测电路本身有无异常,至少能生成异常通知信号。此外,具有如下特征:在利用第1及第2电压检测信号得到的有无检测电压的判定不一致时,可容易判定是第1或第2电压监视电路本身的异常。
第1电压监视电路140a的正侧输入端子经由第1上游连接线p1a连接到上游供电点p1,并且,负侧输入端子经由第1下游连接线n1a连接到下游供电点n1,第2电压监视电路140b的正侧输入端子经由第2上游连接线p1b连接到上游供电点p1,并且,负侧输入端子经由第2下游连接线n1b连接到下游供电点n1,第1上游连接线p1a的一端和第2上游连接线p1b的一端分别经由正侧连接电容器181a、182a输入到第1比较电路183a,第1下游连接线n1a的一端和第2下游连接线n1b的一端分别经由负侧连接电容器181b、182b输入到第2比较电路183b,对于第1比较电路183a和第2比较电路183b的各正侧输入端子,利用第1振荡电路180a和第2振荡电路180b施加有第1高频信号电压va和第2高频信号电压vb。
而且,第1比较电路183a的正侧端子和负侧端子在正常时经由正侧连接电容器181a、第1上游连接线p1a和第2上游连接线p1b、正侧连接电容器182a而被短路,与此相对,若第1上游连接线p1a或第2上游连接线p1b断线而解除正负端子间的短路状态,则产生第1断线检测信号disa,第2比较电路183b的正侧端子和负侧端子在正常时经由负侧连接电容器181b、第1下游连接线n1a和第2下游连接线n1b、负侧连接电容器182b而被短路,与此相对,若第1下游连接线n1a或第2下游连接线n1b断线而解除正负端子间的短路状态,则产生第2断线检测信号disb。
如以上那样,对于针对第1及第2电压监视电路的正负输入端子的第1及第2上游连接线和第1及第2下游连接线,经由利用第1及第2振荡电路进行高频连接的正侧连接电容器和负侧连接电容器,利用第1及第2比较电路来判定有无断线异常。
因而,具有如下特征:利用正负连接电容器来分离高电压电路系统和低电压电路系统,可轻易地检测出高电压系统布线的断线异常,并输出到低电压电路系统,并且,可提高第1及第2电压监视电路的判定可靠度。
第1电压监视电路140a和第2电压监视电路140b中的至少一方使用电压电平检测电路160a,在插入有充电插头901时,充电用电源装置900的产生电压由电压电平检测电路160a检测出,包括电压异常判定处理单元631c,该电压异常判定处理单元631c中,上位控制用cpu510和充电控制用cpu131协同动作,判定充电用电源装置900的产生电压是否在预先设定的规定设定阈值电压的范围内,当充电用电源装置900的产生电压异常时,禁止一对充电接触器190u、190d的闭路驱动。
如以上那样,第1及第2电压监视电路中的至少一方使用电压电平检测电路,由此判定充电用电源装置的产生电压有无异常,在异常时禁止一对充电接触器的闭路驱动。
因而,具有如下特征:可防止充电用电源装置的异常、或对于充电用电源装置的目标设定电压的设定不良等导致异常产生的情况进行扩大。
第1及第2电压监视电路140a、140b包括串联连接在被监视的正负电源线间的多个限流电阻141和恒压二极管143,对于恒压二极管143,经由串联电阻144并联连接有接收光耦合器146的发光二极管,该发光二极管或恒压二极管143与滤波电容器145并联连接,第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2由接收光耦合器146的晶体管输出来产生。
如以上那样,第1及第2电压监视电路利用在由限流电阻和恒压二极管从被监视电压得到的减压电压下进行动作的接收光耦合器,得到在高低压间电路绝缘的第1及第2电压检测信号。
因而,主电源电压vaa=400v,因任意接触器的不完全熔接而导致被监视电压vxx下降,例如下降到dc40v,为了检测这一情况,决定限流电阻的值以得到此时接收光耦合器的动作电流(例如id=10ma)即可。
然而,为了检测这种低电压状态,限流电阻为较小值,存在在各接触器的正常状态下施加有dc400v时的功耗变大的问题,但为了检测触点的接触状态,最好流过尽可能大的测试电流以进行精确的异常检测。
另外,成为基本型的该类型的电压监视电路可适用于实施方式1及实施方式2中的任一方。
电压电平检测电路160a产生主电压检测信号det0、所述第1电压检测信号det1、或第2电压检测信号det2中的任一个、及电压电平检测用信号detv,电压电平检测用信号detv为在高低压间绝缘且与被检测电压成正比的模拟信号电压、或者为脉冲占空比或脉冲周期根据被检测电压而变化的脉冲信号电压。
如以上那样,电压电平检测电路产生作为模拟信号电压、或者作为脉冲信号电压的电压电平检测用信号detv,并输入到电动机控制用cpu或充电控制用cpu,主电压检测信号det0或第1电压检测信号det1或第2电压检测信号det2由电压电平检测电路本身产生。
因而,具有如下特征:连接在上游中间点p2与下游中间点n2间的电压电平检测电路在主电池或充电用电源装置的输出电压的监视中共用,在上游供电点p1与下游供电点n1之间设置有电压电平检测电路的情况下,可监视在一对充电接触器和一对主接触器闭路之前充电用电源装置的输出电压是否正常。
另外,利用微处理器所产生的判定电压检测信号det00适用于将产生稳定的主电源电压vaa的主电池作为电源的熔接判定,在此情况下具有无需接收光耦合器的特征。
但是,在主接触器开路的状态下,在利用地面的充电用电源装置来进行充电接触器的异常检测时,优选利用不易受到电源电压的脉动变动的影响的主电压检测信号det0。
电压电平检测电路160a包括经由串联连接在被检测的正负电源线间的多个限流电阻161、及包含恒压二极管163a的恒压电路163来施加稳定电源电压vd的比较电路169a,并且,多个限流电阻161还与断续控制晶体管169b、充电电抗器164及滤波电容器165串联连接,并连接在正负电源线间,滤波电容器165并联连接有接收光耦合器166a的发光二极管和放电电阻168a的串联电路及负反馈分压电阻168b、168c,对比较电路169a的比较输入端子施加负反馈分压电阻168b、168c的下游侧产生电压、以及针对稳定电源电压vd的分压电阻168d、168e的下游侧产生电压,利用其比较输出来对断续控制晶体管169b进行断续控制,对滤波电容器165的充电电压vx以与稳定电源电压vd成正比的关系进行负反馈控制,在断续控制晶体管169b和充电电抗器164的连接点、与成为恒压电路163的负侧的负侧电源线之间连接有断续接收光耦合器166b的发光二极管。
而且,断续接收光耦合器166b的发光二极管中,在断续控制晶体管169b的开路期间内,充电电抗器164的感应电流经由滤波电容器165回流,从而产生作为脉冲信号电压的电压电平检测用信号detv,电压电平检测用信号detv的闭路期间与开关周期的比率即通电占空比、或通电周期根据正负电源线间的当前电压而变化,主电压检测信号det0由接收光耦合器166a的晶体管输出来产生。
如以上那样,电压电平检测电路包括根据正负电源线间的电压即被检测电压的有无来产生主电压检测信号的接收光耦合器、及利用根据被检测电压的大小而变动的通电占空比或通电周期来进行断续动作的断续接收光耦合器。
因而,具有如下特征:无需为了获得电压检测信号而进行电路绝缘的恒压电源电路,能以廉价的结构来生成电压电平检测用信号。
此外,具有如下特征:生成主电压检测信号det0的接收光耦合器始终由断续控制晶体管进行供电,在被监视电压vxx较小时增大断续控制晶体管的通电占空比,在被监视电压vxx较大时减小断续控制晶体管的通电占空比,从而可抑制限流电阻的功耗。
实施方式2
以下,对于表示本发明实施方式2的充电控制装置的整体电路框图的图9,以与图1的不同点为中心,详细说明其结构。
另外,在各图中,相同标号表示相同或相当部分,车辆用功率转换装置100a变成车辆用功率转换装置100b,充电控制装置130a变成充电控制装置130b,利用标号末尾的大写英文字母来表示实施方式的区分。
图9中,图9的结构与图1的结构的第1不同点在于:在图9的充电控制装置130b中,与图1的结构相比,使用节电型的第1电压监视电路150a、第2电压监视电路150b,第1电压监视电路150a、第2电压监视电路150b的详细情况在图3中已说明过。
作为第2不同点,第1电压监视电路150a、第2电压监视电路150b在上游侧和下游侧的充电接触器190u、190d的输入输出端子间交叉连接,对此将在图10中进行后述。
第3不同点在于:设置于逆变器110的电压电平检测电路160b(或170)使用仅产生电压电平检测用信号detv、而不产生主电压检测信号det0的简易型电路,对于电压电平检测电路160b在图4中已说明过,但对于电压电平检测电路170将在图11中进行后述。
以下,基于这些不同点,对于图9的整体框图说明整体概要。
车辆用功率转换装置100b连接有从主电池300经由逆变器110进行供电驱动的行驶用电动机200,并且连接有经由降压充电装置410从主电池300进行充电的辅助电池400,还连接有包含上位控制用cpu510的上位控制装置500和作为地面设备的充电用电源装置900。
充电用电源装置900经由电源线902和信号线903连接有充电插头901,信号线903用于将检测该充电插头901是否连接到车辆侧的充电插头插入口190或检测后述的插头盖是否闭合的信号发送到上位控制用cpu510。
成为车辆用功率转换装置100b的主体要素的逆变器110包括上游开关元件110u和下游开关元件110d,串联上游端经由上游侧的主接触器130u连接到主电池300的正极端子,串联下游端经由下游侧的主接触器130d连接到主电池300的负极端子。
与逆变器110协同动作的电动机控制装置(mcu)120包括与上位控制装置500之间对控制及监视信号进行串行交换的电动机控制用cpu121、以及由辅助电池400供电而产生稳定电压vcc并向电动机控制用cpu121进行供电的稳定电源124。
上游侧的充电接触器190u连接到作为与上游侧的主接触器130u的串联连接点的上游中间点p2、与经由充电插头901连接到充电用电源装置900的正侧电源线的上游供电点p1之间。
同样,下游侧的充电接触器190d连接到作为与下游侧的主接触器130d的串联连接点的下游中间点n2、与经由充电插头901连接到充电用电源装置900的负侧电源线的下游供电点n1之间。
上游侧和下游侧的主接触器130u、130d的激励线圈m1u、m1d可由充电控制用cpu131分别进行闭路驱动,上游侧和下游侧的充电接触器190u、190d可由从上位控制用cpu510发送开关指令信号的充电指令装置132分别进行闭路驱动。
对主接触器130u、130d进行开关控制的充电控制装置130b包括与上位控制装置500之间对控制及监视信号进行串行交换的充电控制用cpu131、以及由辅助电池400供电而产生稳定电压vcc并向充电控制用cpu131进行供电的稳定电源134。
充电控制装置130b还包括连接在上游供电点p1与下游中间点n2之间的第1电压监视电路150a、及连接在上游中间点p2与下游供电点n1之间的第2电压监视电路150b,该电压监视电路产生作为逻辑信号的第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2,该逻辑信号根据正负电源线间的电压是否为预先设定的规定阈值电压以上,来检测有无线间电压。
充电控制装置130b还设置有测定上游供电点p1(或者也可以是下游供电点n1)与车体之间的漏电电阻的漏电检测电路133,根据有无漏电异常来产生漏电检测信号ldet,并发送到上位控制用cpu510。
另外,充电指令装置132成为配置于充电接触器190u、190d的近旁位置的远程终端,但在充电接触器190u、190d配置于充电控制装置130b的近旁位置的情况下,也可将充电指令装置132与充电控制装置130b一体化,从充电控制装置130b直接驱动充电接触器190u、190d。
反之,在主接触器130u、130d配置于充电控制装置130b的远程位置的情况下,也可在主接触器130u、130d的最近位置设置远程终端,从上位控制用cpu510或充电控制用cpu131进行开关驱动。
此外,作为第1或第2电压监视电路150a、150b的代替,可为图2中前述的第1或第2电压监视电路140a、140b,或应用图4中前述的电压电平检测电路160a。
接着,说明图9的结构的充电电路的系统图即图10。
图10中,连接到地面电源的充电用电源装置900以产生针对车载的主电池300的充电输出电压vch的充电控制电路910为主体来构成。
该充电控制电路910与上位控制装置500之间利用串行信号线路来进行连接,产生达到伴随着充电指令的产生而进行指令的最大输出电压和最大充电电流以下的控制输出,在经过达到所指令的最小充电电流以下的规定充电时间之后,停止输出电压的产生,完成充电。
另外,在充电控制电路910的输出部经由上游侧的设备侧接触器(简称设备上触点a1)和下游侧的设备侧接触器(简称设备下触点a2)而连接有充电插头901。
在车辆侧的充电插头插入口190设置有插头盖904,闭合检测开关905在插头盖904闭合时产生闭路信号。
对插头盖904附加有未图示的限制机构,在处于打开禁止状态时,插头盖904无法打开。
将第1电压监视电路(简称v1)150a和第2电压监视电路(简称v2)150b交叉连接,使得第1电压监视电路(简称v1)150a监视上游供电点p1与下游中间点n2之间的线间电压,第2电压监视电路(简称v2)150b监视上游中间点p2与下游供电点n1之间的线间电压。
因而,与图2的情况进行比较时,在图2的情况下,即使充电上触点c1和主上触点b1中的某一方有熔接异常,且充电下触点c2和主下触点b2中的某一方有熔接异常,若对所有触点提供开路指令,则主电池300的高电压也不会在充电插头插入口190中产生。
然而,在图10的情况下,上游中间点p2和下游供电点n1通过第2电压监视电路150b进行连接,下游中间点n2和上游供电点p1通过第1电压监视电路150a进行连接,因此,若在主上触点b1或主下触点b2中的任一方发生熔接异常,则主电池300的高电压在充电插头插入口190中产生,因此,在此情况下需要禁止插头盖904的打开。
另一方面,在图10的情况下,如在图13和图14中后述的那样,具有充电上触点c1和充电下触点c2的异常检查动作得到简化、检查时间缩短的特征。
接着,对表示图9的电压电平检测电路170的电路图即图11进行说明。
图11中,电压电平检测电路170包括连接在上游中间点p2与下游中间点n2之间的多个上游分压电阻171、171和下游分压电阻172,为了方便,下游中间点n2由假想的高压接地gndh来示出。
光绝缘型放大器174的正侧输入端子经由输入电阻173连接到下游分压电阻172的上游端,负侧输入端子与下游分压电阻172的下游端一起连接到高压接地gndh。
光绝缘型放大器174将接收到的模拟输入电压转换成例如10比特的第1数字值,该第1数字信号由10个光耦合器进行绝缘,在其输出部转换成同样10比特的第2数字信号,利用da转换电路将该第2数字信号恢复成模拟值后得到的模拟信号作为电压电平检测用信号detv输入到电动机控制用cpu121。
因而,获得的模拟信号为0.1%电平的高精度信号,并且,在进行接触器的异常检查时逆变器110不进行动作,因此,在未产生成为噪声误动作的主要原因的脉动电压的良好环境下,电动机控制用cpu121将其与成为预先设定的规定判定阈值的初始设定数值进行对比,产生表示有无被监视电压的逻辑信号即判定电压检测信号det00。
另外,用于驱动光绝缘型放大器174的绝缘电源电压vdd由绝缘电源电路176进行绝缘,该绝缘电源电路176成为从稳定电源124所产生的稳定电压vcc通过断续开关元件175进行断续通电的绝缘变压器。
这样,高价、高精度的电压电平检测电路170用于进行高精度的电动机控制,可有效利用该电路获得用于进行接触器的异常检查的判定电压检测信号det00。
以下,对于如图9、图10及图11那样构成的本发明实施方式2的充电控制装置130b,详细说明其作用、动作。
首先,在表示整体电路框图的图9中,充电控制装置130b作为车辆用功率转换装置100b的一部分而一体构成,车辆用功率转换装置100b包含逆变器110和电动机控制装置120,逆变器110利用连接在上游侧的主接触器130u和充电接触器190u的连接点即上游中间点p2、与下游侧的主接触器130d和充电接触器190d的连接点即下游中间点n2之间的电压电平检测电路160b(或170)来测定中间电压,产生作为脉冲信号或模拟信号的电压电平检测用信号detv并输入到电动机控制用cpu121,电动机控制用cpu121产生判定电压检测信号det00。
充电控制装置130b中的第1电压监视电路150a连接在上游供电点p1与下游中间点n2之间,根据有无被监视电压来动作从而产生第1电压检测信号det1,第2电压监视电路150b连接在上游中间点p2与下游供电点n1之间,根据有无被监视电压来动作从而产生第2电压检测信号det2。
图12是用于说明图9的结构的异常检查动作的整体流程图,参照图9、图10及图11,详细说明其作用动作。
图12中,该图中的步骤编号将上述图6的600系列的步骤编号置换为900系列,除下述不同点以外与图6的情况相同,对同一部分省略说明。
第1不同点在于删除了图6中的步骤s631c,这是因为图9中的第1电压监视电路150a、第2电压监视电路150b不具备产生电压电平检测用信号detv的功能。
第2不同点在于:作为图6的步骤模块s620和步骤模块s630的代替,所使用的步骤模块s920和步骤模块s930如图13、图14所示那样。
接在步骤模块s920、930及步骤s908之后执行的步骤模块s940是成为检测电路异常判定单元的模块,该检测电路异常判定单元940中,在未插入充电插头901且将一对主接触器130u、130d闭路的第1供电状态、或者将一对主接触器130u、130d开路并插入充电插头901而从充电用电源装置900供电的第2供电状态下,将随着对一对充电接触器190u、190d一起进行开关而利用判定电压检测信号det00、第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2得到的与有无3点的检测电压相关的判定结果进行对比,在第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2均为检测出电压、且判定电压检测信号det00为未检测出电压、或者第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2均为未检测出电压、且判定电压检测信号det00为检测出电压的情况下,判定为电压电平检测电路160b(或170)的异常。
在接着步骤模块s940之后的动作结束步骤s910中,执行其他的控制程序,在异常检测期间持续时,在规定的限制时间内再次恢复到动作开始的步骤s900。
图13示出用于说明图12的整体流程图中的步骤模块s920的动作的流程图。
图13中,步骤s920a是子例程程序的动作开始步骤。
后续的步骤s922是对图10中的充电上触点c1和充电下触点c2均提供开路指令并转移到步骤s923a的步骤。
步骤s923a是如下判定步骤:若第1电压检测信号det1有优势,上游供电点p1与下游中间点n2间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s923b,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s924a。
步骤s923b中,存储充电上触点c1熔接这一情况,并转移到步骤s924a。
步骤s924a是如下判定步骤:若第2电压检测信号det2有优势,上游中间点p2与下游供电点n1间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s924b,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s925a。
步骤s924b中,存储充电下触点c2熔接这一情况,并转移到步骤s925a。
步骤s925a是对图10中的充电上触点c1和充电下触点c2均提供闭路指令并转移到步骤s926a的步骤。
步骤s926a是如下判定步骤:若第1电压检测信号det1有优势,上游供电点p1与下游中间点n2间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s927a,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s926b。
步骤s926b中,存储充电上触点c1接触不良这一情况,并转移到步骤s927a。
步骤s927a是如下判定步骤:若第2电压检测信号det2有优势,上游中间点p2与下游供电点n1间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s928a,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s927b。
步骤s927b中,存储充电下触点c2接触不良这一情况,并转移到步骤s928a。
步骤s928a是如下判定步骤:设置在充电控制装置130b内的漏电检测电路133测定以主电池300及逆变器110为主体的高电压电路系统与车体间的漏电电阻,若没有规定值以上的绝缘电阻,则进行“是”的判定并转移到步骤s928b,若有足够的绝缘电阻,则进行“否”的判定并转移到步骤s925b。
步骤s928b中,存储漏电异常状态的产生,并转移到步骤s926b。
步骤s925b中,将步骤s925a中闭路驱动的充电上触点c1和充电下触点c2断电开路,之后转移到步骤s929c。
步骤s929c中,存储上游侧及下游侧的充电接触器190u、190d有无发生异常、其类别及有无漏电异常,转移到子例程程序的结束步骤s920b,接着转移到图12的步骤模块s940。
图14示出用于说明图12的整体流程图中的步骤模块s930的动作的流程图。
图14中,步骤s930a是子例程程序的动作开始步骤。
后续的步骤s932是对图10中的充电上触点c1和充电下触点c2均提供开路指令并转移到步骤s933a的步骤。
步骤s933a是如下判定步骤:若第1电压检测信号det1有优势,上游供电点p1与下游中间点n2间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s933b,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s934a。
步骤s933b中,存储充电下触点c2熔接这一情况,并转移到步骤s934a。
步骤s934a是如下判定步骤:若第2电压检测信号det2有优势,上游中间点p2与下游供电点n1间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s934b,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s935a。
步骤s934b中,存储充电上触点c1熔接这一情况,并转移到步骤s935。
步骤s935a是对图10中的充电上触点c1和充电下触点c2均提供闭路指令并转移到步骤s936a的步骤。
步骤s936a是如下判定步骤:若第1电压检测信号det1有优势,上游供电点p1与下游中间点n2间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s937a,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s936b。
步骤s936b中,存储充电下触点c2接触不良这一情况,并转移到步骤s937a。
步骤s937a是如下判定步骤:若第2电压检测信号det2有优势,上游中间点p2与下游供电点n1间的被监视电压为规定值以上,则作为有受电,进行“是”的判定并转移到步骤s938a,若为没有受电的劣势,则进行“否”的判定并转移到步骤s937b。
步骤s937b中,存储充电上触点c1接触不良这一情况,并转移到步骤s938a。
步骤s938a是如下判定步骤:设置在充电控制装置130b内的漏电检测电路133测定以逆变器110为主体的高电压电路系统与车体间的漏电电阻,若没有规定值以上的绝缘电阻,则进行“是”的判定并转移到步骤s938b,若有足够的绝缘电阻,则进行“否”的判定并转移到步骤s939a。
步骤s938b中,存储漏电异常状态的产生,并转移到后述的步骤s939b。
步骤s939a是如下判定步骤:在主接触器130u、130d开路的状态下利用设置于逆变器110内的电压电平检测电路160b(或170)来测定充电用电源装置900的产生电压,判定其是否为适当范围的电压,若为异常,则进行“是”的判定并转移到步骤s939b,若没有异常,则进行“否”的判定并转移到步骤s935b。
另外,步骤s939a是作为检测电压异常判定单元的步骤。
步骤s939b中,存储充电电压异常的产生,并转移到步骤s935b。
步骤s935b中,将步骤s935a中进行了闭路驱动的充电上触点c1和充电下触点c2断电开路,之后转移到步骤s939c。
步骤s939c中,存储上游侧及下游侧的充电接触器190u、190d有无发生异常、其类别及有无漏电异常,转移到子例程程序的结束步骤s930b,接着转移到图12的步骤模块s940。
如以上说明中所明确的那样,作为产生被监视电压是否为规定值以上的判定逻辑输出的电压监视电路,可使用第1电压监视电路140a、150a或第2电压监视电路140b、150b,或使用具有主电压检测信号det0的电压电平检测电路160a,即使是仅产生电压电平检测用信号detv的电压电平检测电路160b、170,也可在电动机控制用cpu121或充电控制用cpu131中进行与规定数值的比较,产生判定电压检测信号det00。
此外,图4的电压电平检测电路160a中,在删除断续接收光耦合器166b并取消产生电压电平检测用信号detv的情况下,具有下述特征,即:利用接收光耦合器166a,使得为获取主电压检测信号det0而产生的功耗得到大幅抑制,并且也可将其作为第1电压监视电路、第2电压监视电路来使用。
如以上说明中所明确的那样,本发明实施方式2的充电控制装置130b包括充电控制用cpu131,该充电控制用cpu131构成车辆用功率转换装置100b的一部分,由电压比主电池300要低、且在其高低压间彼此电绝缘的辅助电池400供电,且与对车辆用功率转换装置100b进行统一控制的上位控制装置500串行连接,所述车辆用功率转换装置100b包含:从车载的主电池300向行驶用电动机200提供三相交流电压的逆变器110;连接在主电池300与逆变器110之间的上游位置和下游位置上的一对主接触器130u、130d;及针对逆变器110的电动机控制装置120,并且,充电控制装置130b附加有一对充电接触器190u、190d,该一对充电接触器190u、190d与一对主接触器130u、130d串联连接,其一端连接到与设置于作为地面设备的充电用电源装置900的充电插头901连接的上游供电点p1和下游供电点n1,另一端成为上游中间点p2和下游中间点n2,该充电控制装置130b对一对主接触器130u、130d和一对充电接触器190u、190d中的至少一方进行开关控制,其中,上位控制装置500还包括:充电用电源装置900;设置于电动机控制装置120的电动机控制用cpu121;对一对充电接触器190u、190d进行闭路驱动的充电指令装置132;以及与驱动一对主接触器130u、130d的充电控制用cpu131之间经由串行通信电路彼此进行监视、控制信号的交换的上位控制用cpu510。
而且,充电控制用cpu131与第1电压监视电路150a及第2电压监视电路150b连接,该第1电压监视电路150a连接在上游供电点p1与下游中间点n2之间,产生在高低压间绝缘的第1电压检测信号det1,该第2电压监视电路150b连接在下游供电点n1与上游中间点p2之间,产生在高低压间绝缘的第2电压检测信号det2,第1电压监视电路150a和第2电压监视电路150b产生与有无被监视电压相对应的判定逻辑信号即第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2,逆变器110还包括电压电平检测电路160b(或170),该电压电平检测电路160b(或170)判定是否从主电池300施加有高电压的主电源电压vaa,产生在高低压间绝缘的电压电平检测用信号detv,并经由电动机控制用cpu121产生判定电压检测信号det00,上位控制用cpu510具有控制程序,该控制程序成为:与充电控制用cpu131协同执行的主接触器异常检测单元909;在充电插头901为非连接、且将一对主接触器130u、130d闭路的状态下执行的第1充电接触器异常检测单元920;及在连接有充电插头901而从充电用电源装置900供电、且将一对主接触器130u、130d开路的状态下执行的第2充电接触器异常检测单元930。
此外,主接触器异常检测单元909为如下单元:在充电插头901为非连接的状态下,对应于针对一对主接触器130u、130d的驱动指令的组合状态、判定电压检测信号det00,分别判定该主接触器有无熔接异常或接触不良,第1充电接触器异常检测单元920为如下单元:对应于针对一对充电接触器190u、190d的驱动指令的组合状态、第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2的检测逻辑,分别判定该充电接触器有无熔接异常或接触不良,第2充电接触器异常检测单元930为如下单元:包含判定由电压电平检测电路160b(或170)检测出的充电用电源装置900的产生电压是否在预先设定的规定阈值范围内的检测电压异常判定单元939a,或至少对应于针对一对充电接触器190u、190d的驱动指令的组合状态、第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2的检测逻辑,分别判定该充电接触器有无熔接异常或接触不良,在充电插头901的充电插头插入口190设置有插头盖904,构成为在该插头盖打开、未插入有充电插头901时,主接触器130u、130d及充电接触器190u、190d中的至少一方不被闭路驱动,并且,若一对充电接触器190u、190d或一对主接触器130u、130d中的任意一方有熔接异常,则至少禁止针对另一方的闭路指令。
电压监视电路包括:第1电压监视电路150a,该第1电压监视电路150a交叉连接在上游供电点p1与下游中间点n2之间,产生第1电压检测信号det1;及第2电压监视电路150b,该第2电压监视电路150b交叉连接在下游供电点n1与上游中间点p2之间,产生第2电压检测信号det2,上位控制用cpu510还包括成为与充电控制用cpu131协同执行的检测电路异常判定单元940的控制程序,检测电路异常判定单元940中,在未插入充电插头901且将一对主接触器130u、130d闭路的第1供电状态、或者将一对主接触器130u、130d开路并插入充电插头901而从充电用电源装置900供电的第2供电状态下,将随着对一对充电接触器190u、190d一起进行开关而利用判定电压检测信号det00、第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2得到的与有无3点的检测电压相关的判定结果进行对比。
而且,在第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2均为检测出电压、且判定电压检测信号det00为未检测出电压、或者第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2均为未检测出电压、且判定电压检测信号det00为检测出电压的情况下,判定为电压电平检测电路160b(或170)的异常,在利用主接触器异常检测单元909或第1充电接触器异常检测单元920检测出主接触器130u、130d或充电接触器190u、190d的熔接异常时,禁止插头盖904的打开的闭合锁定机构起作用,或至少设置有打开注意通知单元。
如以上那样,包括检测电路异常判定单元,该检测电路异常判定单元中,在未插入充电插头而利用主电池的第1供电状态、或者插入充电插头而利用充电用电源装置的第2供电状态下,根据使用了判定电压检测信号和第1及第2电压检测信号的多数决定逻辑,判定电压电平检测电路本身有无异常。
因而,具有如下特征:根据电压电平检测电路本身有无异常,至少能生成异常通知信号。
此外,具有如下特征:通过将第1及第2电压监视电路交叉连接在一对充电接触器的上游侧与下游侧,可简化充电接触器的异常判定步骤。
第1及第2电压监视电路150a、150b包括串联连接在被监视的正负电源线间的多个限流电阻151、恒压二极管153及发送光耦合器156b,对于恒压二极管153,经由串联电阻154并联连接有接收光耦合器156a的发光二极管,该发光二极管或恒压二极管153与滤波电容器155并联连接,发送光耦合器156b在进行电压监视时,由充电控制用cpu131所产生的第1对照信号ref1、第2对照信号ref2进行闭路驱动,第1电压检测信号det1及第2电压检测信号det2由接收光耦合器156a的晶体管输出来产生。
如以上那样,第1及第2电压监视电路利用在由限流电阻和恒压二极管从被监视电压得到的减压电压下进行动作的接收光耦合器,得到在高低压间电路绝缘的第1及第2电压检测信号,该减压电压根据在进行电压监视时发送光耦合器所产生的对照信号来产生。
因而,无需为了获得电压检测信号而进行电路绝缘的恒压电源电路、绝缘型的比较放大电路,与图2的情况同样,可利用廉价的结构来获得因被检测电压为规定的低电压以上而产生判定逻辑信号的第1及第2电压检测信号,并且,作为进一步的特征,可抑制限流电阻、恒压二极管中产生的功耗。
另外,成为节电型的该类型的电压监视电路可适用于实施方式1及实施方式2中的任一方。
电压电平检测电路160b、170仅产生电压电平检测用信号detv并输入到电动机控制用cpu121,电动机控制用cpu121生成被检测电压的当前值的数字数据,与判定有无被检测电压的预先设定的规定阈值进行比较,得到判定电压检测信号det00,电压电平检测用信号detv为在高低压间绝缘且与被检测电压成正比的模拟信号电压、或者脉冲占空比或脉冲周期根据被检测电压而变化的脉冲信号电压。
如以上那样,电压电平检测电路产生作为模拟信号电压、或者作为脉冲信号电压的电压电平检测用信号detv,并输入到电动机控制用cpu或充电控制用cpu,电动机控制用cpu产生根据有无被检测电压而变动的判定电压检测信号det00。
因而,具有下述特征,即:上游中间点p2与下游中间点n2间所连接的电压电平检测电路可在主电池或充电用电源装置的输出电压的监视中共用。
另外,利用微处理器所产生的判定电压检测信号det00适用于将产生稳定的主电源电压vaa的主电池作为电源的熔接判定,在此情况下具有无需接收光耦合器的特征。
但是,在主接触器开路的状态下,在利用地面的充电用电源装置来进行充电接触器的异常检测时,优选利用不易受到电源电压的脉动变动的影响的主电压检测信号det0。
电压电平检测电路160b包括经由串联连接在被检测的正负电源线间的多个限流电阻161、及包含恒压二极管163a的恒压电路163施加稳定电源电压vd的比较电路169a,并且,多个限流电阻161还与断续控制晶体管169b、充电电抗器164及滤波电容器165串联连接,并连接在正负电源线间,滤波电容器165并联连接有放电电阻168a和负反馈分压电阻168b、168c,对比较电路169a的比较输入端子施加负反馈分压电阻168b、168c的下游侧产生电压、以及针对稳定电源电压vd的分压电阻168d、168e的下游侧产生电压,利用其比较输出来对断续控制晶体管169b进行断续控制,对滤波电容器165的充电电压vx以与稳定电源电压vd成正比的关系进行负反馈控制,在断续控制晶体管169b和充电电抗器164的连接点、与成为恒压电路163的负侧的负侧电源线之间连接有断续接收光耦合器166b的发光二极管。
而且,断续接收光耦合器166b的发光二极管中,在断续控制晶体管169b的开路期间内,充电电抗器164的感应电流经由滤波电容器165而进行回流,从而产生作为脉冲信号电压的电压电平检测用信号detv,电压电平检测用信号detv的闭路期间与开关周期的比率即通电占空比、或通电周期根据所述正负电源线间的当前电压而变化。
如以上那样,电压电平检测电路包括利用根据被检测电压的大小而变动的通电占空比或通电周期来进行断续动作的断续接收光耦合器。
因而,具有如下特征:无需为了获得电压检测信号而进行电路绝缘的恒压电源电路,能以廉价的结构来生成电压电平检测用信号。
本发明可以在其发明范围内对各实施方式进行自由组合,或者对各实施方式适当地进行变更、省略。
标号说明
100a车辆用功率转换装置、110逆变器、120电动机控制装置、121电动机控制用cpu、130a充电控制装置、130d主接触器(下游侧)、130u主接触器(上游侧)、131充电控制用cpu、132充电指令装置、140a第1电压监视电路、140b第2电压监视电路、146接收光耦合器、156b发送光耦合器、160a电压电平检测电路、170电压电平检测电路、190充电插头插入口、190d充电接触器(下游侧)、190u充电接触器(上游侧)、200行驶用电动机、300主电池、400辅助电池、410降压充电装置、500上位控制装置、510上位控制用cpu、609主接触器异常检测单元、639a检测电压异常判定单元、900充电用电源装置、901充电插头、904插头盖。