用于繼電器電路的診斷裝置和診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文所討論的實(shí)施方式涉及用于繼電器電路的診斷裝置和診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 例如，可用來流出具有200V或更高的電壓的大電流的DC電源可用于電動(dòng)車輛和 混合動(dòng)力車輛。因此，為了安全等目的，可以在供電線路中設(shè)置繼電器接觸，以便在不使用 DC電源時(shí)將DC電源與負(fù)載電路例如逆變器或電動(dòng)機(jī)完全地分開。
[0003] 然而，繼電器接觸可能會(huì)由于在其通斷控制期間出現(xiàn)的放電而被熔焊。作為用于 診斷這樣的熔焊的技術(shù)的示例，已知JP 2000-278802A和WO 2004/088696A中公開的技術(shù)。
[0004] JP 2000-278802A公開了一種確定在使用電動(dòng)機(jī)線圈對(duì)累積在電容器中的電荷進(jìn) 行放電的放電系統(tǒng)中的故障的系統(tǒng)。該確定系統(tǒng)可以基于在放電開始之后逆變器兩端電壓 相對(duì)于時(shí)間的改變（斜率）來確定是否正常地執(zhí)行放電、是否存在電動(dòng)機(jī)線圈的異常和是 否存在放電電阻器的異常。
[0005] 同時(shí)，WO 2004/088696A公開了一種用于檢測(cè)繼電器接觸的恪焊的方法和裝置。該 檢測(cè)方法（或裝置）對(duì)第一主繼電器和第二主繼電器以及預(yù)充電繼電器執(zhí)行序列（接通/ 斷開）控制。第一主繼電器和第二主繼電器被設(shè)置在DC電源的正極供電線路和負(fù)極供電 線路中。預(yù)充電繼電器被設(shè)置成與第一主繼電器的接觸并聯(lián)，并且預(yù)充電繼電器由電阻器 和接觸配置而成。在序列控制中，通過核查負(fù)載電路的兩端電壓是否減小來確定第一主繼 電器和第二主繼電器中的任一個(gè)是否被熔焊。
[0006] 然而，根據(jù)在JP 2000-278802A中公開的技術(shù)，當(dāng)發(fā)生繼電器熔焊時(shí)，逆變器的兩 端電壓沒有變化，并且因此可以識(shí)別繼電器熔焊發(fā)生本身而將會(huì)無法識(shí)別發(fā)生熔焊的繼電 器。
[0007] 相反，根據(jù)在WO 2004/088696A中公開的技術(shù)，可以確定第一和第二主繼電器中 哪一個(gè)被熔焊。然而，在負(fù)載電路的電阻值比預(yù)充電繼電器的電阻器（預(yù)充電電阻器）的 電阻值高得多的情況下，負(fù)載電路的兩端電壓以較低的速度減小，并且因此將無法實(shí)現(xiàn)迅 速或快速的診斷。
[0008] 例如，在負(fù)載電路（放電電阻器）的電阻值為160kQ而預(yù)充電電阻器的電阻值為 300 Ω的情況下，需要時(shí)間來通過負(fù)載電路進(jìn)行放電，并且因此，將會(huì)無法實(shí)現(xiàn)迅速或快速 的診斷。換言之，根據(jù)WO 2004/088696A中公開的技術(shù)，診斷需要的時(shí)間取決于預(yù)充電電阻 器的電阻值與放電電阻器的電阻值之比。
[0009] 此外，根據(jù)WO 2004/088696A中公開的技術(shù)，可以確定哪個(gè)主繼電器被熔焊，然 而，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)電路部件的異常（例如，預(yù)充電電阻器的異常）的檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本實(shí)施方式的一個(gè)方面的目的在于能夠迅速或快速地檢測(cè)繼電器電路的異常。
[0011] 根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)方面，提供了一種用于繼電器電路的診斷裝置。繼電器電路 包括：負(fù)載電路，其被提供有來自直流（DC)電源的直流（DC)電壓；電容器，其連接至負(fù)載 電路的兩端；第一主繼電器，其被設(shè)置用于在DC電源的正極端子與負(fù)載電路的一端之間的 供電線路；第二主繼電器，其被設(shè)置用于在DC電源的負(fù)極端子與負(fù)載電路的另一端之間的 供電線路；與第二主繼電器并聯(lián)設(shè)置的第一電阻器和預(yù)充電繼電器的串聯(lián)電路；以及第二 電阻器，其連接至負(fù)載電路的兩端。診斷裝置包括：電壓傳感器，其被配置成檢測(cè)電容器的 兩端電壓；繼電器控制器，其被配置成按照預(yù)定序列對(duì)繼電器中的每一個(gè)執(zhí)行通斷控制； 以及確定器，其被配置成在包括放電過程的序列中基于由電壓傳感器檢測(cè)的電壓和表示放 電過程的等效電阻值來檢測(cè)第一電阻器的異常，該放電過程由繼電器控制器執(zhí)行以接通第 一主繼電器和預(yù)充電繼電器二者并且斷開第二主繼電器來將具有由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的值 表示的量的無功電流施加至負(fù)載電路。
[0012] 根據(jù)上述技術(shù)，能夠快速或迅速地檢測(cè)繼電器電路的電阻器的異常。
【附圖說明】
[0013] 圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的車輛的重點(diǎn)在于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的配置的示例 的框圖；
[0014] 圖2是示出在圖1所示的配置中序列#1的狀態(tài)的示例的圖示；
[0015] 圖3是示出在圖1所示的配置中序列#2的狀態(tài)的示例的圖示；
[0016] 圖4是示出在圖1所示的配置中序列#3的狀態(tài)的示例的圖示；
[0017] 圖5是示出放電電阻值相對(duì)于放電電流值的改變的示例的曲線圖；
[0018] 圖6是示出在圖1所示的配置中序列#4的狀態(tài)的示例的圖示；
[0019] 圖7是示出在圖1所示的配置中序列#5的狀態(tài)的示例的圖示；
[0020] 圖8是示出在圖1所示的配置中序列#6的狀態(tài)的示例的圖示；
[0021] 圖9是示出在序列#1至序列#6中電容器C的兩端電壓（C電壓）相對(duì)于時(shí)間的 改變、每個(gè)繼電器的通斷狀態(tài)的改變和放電電流量的改變的示例的圖示；
[0022] 圖10是示出在序列#1至序列#6中電容器C的兩端電壓（C電壓）相對(duì)于時(shí)間的 改變、每個(gè)繼電器的通斷狀態(tài)的改變和放電電流量的改變的示例的圖示；
[0023] 圖11是示出在序列#1至序列#6開始之前預(yù)充電繼電器被熔焊的情況下電容器 C的兩端電壓（C電壓）相對(duì)于時(shí)間的改變、每個(gè)繼電器的通斷狀態(tài)的改變和放電電流量的 改變的示例的圖示；
[0024] 圖12是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的序列#1至序列#5的流程圖；
[0025] 圖13是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的序列#5和序列#6的流程圖；
[0026] 圖14是示出根據(jù)第二實(shí)施方式的序列#1至序列#5的流程圖；
[0027] 圖15是示出根據(jù)第二實(shí)施方式的序列#5和序列#6的流程圖；
[0028] 圖16是示出在根據(jù)第二實(shí)施方式的序列#1至序列#6中電容器C的兩端電壓（C 電壓）相對(duì)于時(shí)間的改變、每個(gè)繼電器的通斷狀態(tài)的改變和放電電流量的改變的示例的圖 示；
[0029] 圖17是示出在第二實(shí)施方式中正極側(cè)主繼電器被熔焊的情況下電容器C的兩端 電壓（C電壓）相對(duì)于時(shí)間的改變、每個(gè)繼電器的通斷狀態(tài)的改變和放電電流量的改變的示 例的圖示；
[0030] 圖18是示出第三實(shí)施方式的流程圖；
[0031] 圖19是示出根據(jù)第四實(shí)施方式的序列#1至序列#5的流程圖；
[0032] 圖20是示出根據(jù)第四實(shí)施方式的序列#5和序列#6的流程圖；
[0033] 圖21是示出根據(jù)第四實(shí)施方式在序列#1至序列#6中電容器C的兩端電壓（C 電壓）相對(duì)于時(shí)間的改變、每個(gè)繼電器的通斷狀態(tài)的改變和放電電流量的改變的示例的圖 示；
[0034] 圖22是示出根據(jù)第五實(shí)施方式的序列#1至序列#5的流程圖；以及
[0035] 圖23是示出根據(jù)第五實(shí)施方式的序列#5和序列#6的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 在下文中，將參照附圖來描述示例性實(shí)施方式。此處，以下實(shí)施方式僅僅是示例性 的，而非旨在排除以下未描述的各種修改或技術(shù)的應(yīng)用。在用于以下實(shí)施方式的附圖中，除 非另有規(guī)定，否則相同的部件用相同的附圖標(biāo)記來表示。
[0037] (第一實(shí)施方式）
[0038] 圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的車輛的、重點(diǎn)在于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的配置的示例 的框圖。例如，圖1所示的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1被用于下一代車輛例如電動(dòng)車輛（EV)或混合 動(dòng)力車輛（HEV)中。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1例如包括車輛控制單元（VCU) 10、電動(dòng)機(jī)控制單元 (MCU) 20、逆變器30、三相電動(dòng)機(jī)40和鋰離子電池（LiB) 50。
[0039] V⑶10通過基于由在圖中未示出的加速器傳感器和制動(dòng)傳感器獲得的加速器傳感 器信號(hào)和制動(dòng)傳感器信號(hào)向MCU20發(fā)送驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)例如轉(zhuǎn)矩指令值來控制車輛的行駛。 例如，VCUlO執(zhí)行用于基于加速器傳感器信號(hào)計(jì)算或再生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的指令、用于基于制動(dòng)傳 感器信號(hào)計(jì)算再生能量的量的指令、對(duì)駕駛性能的控制等。
[0040] MCU20通過串行外設(shè)接口（SPI)等可通信地連接至V⑶10。MCU20基于通過SPI通 信從VCUlO給出的行駛控制信號(hào)來控制逆變器30,從而給予三相電動(dòng)機(jī)40的驅(qū)動(dòng)電力被控 制。
[0041] 例如，MCU20基于轉(zhuǎn)矩指令值和設(shè)置在三相電動(dòng)機(jī)40中的角度傳感器（旋轉(zhuǎn)變壓 器（resolver))和電流傳感器60的傳感器信號(hào)來執(zhí)行對(duì)三相電動(dòng)機(jī)40的反饋控制，使得 三相電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩與從VCUlO給出的轉(zhuǎn)矩指令值相一致。
[0042] 逆變器30接收來自LiB 50的電源電壓（電池電壓：VI)，按照由MCU20執(zhí)行的驅(qū) 動(dòng)電力控制來生成三相電動(dòng)機(jī)40的驅(qū)動(dòng)電壓，并且將驅(qū)動(dòng)電力作為三相AC提供給三相電 動(dòng)機(jī)40。例如，逆變器30是使用開關(guān)元件例如絕緣柵雙極晶體管（IGBT)和續(xù)流二極管形 成反并聯(lián)連接的IGBT模塊配置而成的。
[0043] 如圖1所示，逆變器30包括例如形成U相、V相和W相的上臂的三個(gè)IGBT元件UH、 VH和WH，以及形成U相、V相和W相的下臂的三個(gè)IGBT元件UL、VL和WL。六個(gè)IGBT元件 UH、VH、WH、UL、VL、WL的柵極電壓分別由MCU20控制，從而給予三相電動(dòng)機(jī)40的三相AC的 驅(qū)動(dòng)電力被控制。
[0044] 此外，逆變器30使用隔離放大器來檢測(cè)從LiB50接收的電池電壓VDC，并且將所