CN101171656A

CN101171656A - 电源控制装置

Info

Publication number: CN101171656A
Application number: CNA2006800159628A
Authority: CN
Inventors: 平泽崇彦
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2026-05-02
Also published as: DE602006006172D1; CN100573767C; RU2330344C1; KR100967684B1; EP1880401A1; BRPI0606158B1; KR20070104619A; US7573150B2; WO2006121144A1; BRPI0606158A2; EP1880401B1; US20080002322A1; JP2006320079A; JP4539431B2

Abstract

在车辆系统启动时，在产生H电平的信号(SEB)以便仅开通正极侧的系统继电器(SMRB)后，当预充电电流(Ip)至少为基准值时，控制装置(30)判断为用于预充电的系统继电器(SMRP)熔接。当判断为用于预充电的系统继电器(SMRP)熔接时，控制装置(30)立即关断正极侧系统继电器(SMRB)而不判断正极侧与负极侧的系统继电器(SMRG，SMRB)的熔接，并进行电容器(13)的放电。在这种情况下，基于电容器(13)两端之间的电压(VH)，控制装置(30)判断正极侧系统继电器(SMRB)的熔接。当判断为用于预充电的系统继电器(SMRP)未熔接时，在车辆系统结束时，判断正极侧与负极侧系统继电器(SMRG，SMRB)的熔接。

Description

电源控制装置

技术领域

本发明涉及一种能够判断继电器熔接(welding)的电源控制装置。

背景技术

近些年来，作为支持生态保护的车辆，混合动力车和电气车辆受到人们的关注。除传统的发动机以外，混合动力车将DC电源、变换器和由变换器驱动的电机用作机械动力源。也就是说，通过驱动发动机以及通过用变换器将来自DC电源的DC电压转换为AC电压并用转换得到的AC电压旋转电机，混合动力车获取机械动力。

电气车辆将DC电源、变换器和由变换器驱动的电机用作机械动力源。

因此，混合动力车与电气车辆各自配备有电机驱动装置，该装置包含DC电源和变换器。电容器设置在变换器的输入侧，以便向变换器提供无噪音的DC电压。另外，系统继电器设置在DC电源与变换器之间(参见例如日本特开No.2000-134707以及日本特开No.2004-303691)。

具体而言，日本特开No.2000-134707公开了一种由串联连接到DC电源正极的系统继电器SMR1与电阻R、与电阻R和系统继电器SMR1并联连接到DC电源正极的系统继电器SMR2、连接到DC电源负极的系统继电器SMR3组成的系统继电器。当系统继电器SMR1、SMR3被独立地开通/关断时，基于电容器两端之间的电压，判断系统继电器SMR1-SMR3各自的熔接。

根据日本特开No.2000-134707，当仅有与电阻R串联连接的系统继电器SMR1被开通时，基于电容器两端之间的电压，首先判断负极侧的系统继电器SMR3的熔接。接着，当仅有位于负极侧的系统继电器SMR3被开通时，基于电容器的电压，判断正极侧的系统继电器SMR1或SMR2的熔接。

因此，在位于负极侧的系统继电器SMR3的熔接被判断后，当仅有系统继电器SMR3被开通时，且当与电阻R串联连接的系统继电器SMR1熔接时，大容量电池经由电阻R和系统继电器SMR1以及系统继电器SMR3被连接到负载侧。结果，电流从大容量电池经由电阻R和系统继电器SMR1以及系统继电器SMR3流到负载侧，且电荷被供到电容器。

在这种情况下，由于电荷从电池被供到电容器以补偿对负载的放电，电容器两端之间的电压不会降低，并被保持在基本恒定的水平。因此，用于向电容器提供电荷的大量电流持续地流过电阻R，电阻R原本以考虑足以防止瞬时大电流(突入电流)的电阻值与耐热性在内的规范构成，因此，电阻R可能由于意外发热而损坏。

本发明的目的在于提供一种电源控制装置，该装置能够在保护电阻的同时判断继电器的熔接。

发明内容

根据本发明，电源控制装置包括：串联连接在DC电源负极与负载之间的第一继电器和电阻，与串联连接的第一继电器及电阻并联连接在DC电源负极与负载之间的第二继电器，连接在DC电源正极与负载之间的第三继电器，对流经电阻的DC电流进行检测的电流传感器，一端经由第三继电器连接到DC电源正极侧、另一端经由串联连接的第一继电器与电阻以及第二继电器连接到DC电源负极侧以便将供自DC电源的电力供给负载的电容元件，对电容元件两端之间的电压进行检测的电压传感器，判断第一至第三继电器的熔接的判定部分。判定部分包括：第一判定部分，其基于用电流传感器检测到的DC电流判断第一继电器的熔接；第二判定部分，其在第一判定部分的执行后根据规定的模式在仅第三继电器被引入导通以及仅第一继电器被引入导通的每种情况下，基于用电压传感器检测到的电压，判断第二与第三继电器各自的熔接；判定停止部分，其在第一判定部分判断为第一继电器熔接时停止第二判定部分的执行。

根据本发明，当第一继电器熔接时，判定部分不做不可能的、第二与第三继电器的熔接判断。通过这样，可保护电阻免遭在判断第二继电器熔接过程中流动的过电流。

优选为，当仅第三继电器被引入导通以便从电容元件向负载供电时，基于用电压传感器检测到的电压，第二判定部分判断第二继电器的熔接。判定停止部分包括电源部分，该部分使第二继电器与第三继电器不再导通，以便从电容元件向负载供电。

特别地，当第一继电器熔接时，判定部分可使第二与第三继电器不再导通并对电容元件进行放电，以便防止过电流流过电阻。

优选为，判定停止部分还包含第三判定部分，当使第二与第三继电器不再导通以便从电容元件向负载供电时，基于用电压传感器检测到的电压，第三判定部分判断第三继电器的熔接。

更为优选的是，在使第二与第三继电器不再导通时，当电压传感器检测到规定电压范围以外的电压时，第三判定部分判断为第三继电器熔接。

通过这样，在对电容元件进行放电的过程中，通过检测电容元件两端之间的电压，可进一步判断第三继电器的熔接。

判定停止部分优选为还包含第三判定部分，当使第二与第三继电器不再导通以便从电容元件向负载供电时，基于用电流传感器检测到的DC电流，第三判定部分判断第三继电器的熔接。

更为优选的是，在使第二与第三继电器不再导通时，当电流传感器检测到至少为基准值的DC电流时，第三判定部分判断为第三继电器熔接。

通过这样，在对电容元件放电的过程中，通过检测流经电阻的DC电流，可进一步判断第三继电器的熔接。

优选为，在仅第三继电器被引入导通时，当电流传感器检测到至少为基准值的DC电流时，第一判定部分判断为第一继电器熔接。

通过这样，通过检测流经电阻的DC电流，可迅速判断第一继电器的熔接。

优选为，在仅第三继电器被引入导通以便从电容元件向负载供电时，当电压传感器检测到规定电压范围以外的电压时，第二判定部分判断为第二继电器熔接。在仅第一继电器被引入导通以便从电容元件向负载供电时，当电压传感器检测到至少为阈值的电压时，第二判定部分也判断为第三继电器熔接。

通过这样，当判断为第一继电器未熔接时，基于电容元件放电过程中其两端之间电压的变化，能够判断第二与第三继电器的熔接。

根据本发明，由于当第一继电器熔接时不判断第二与第三继电器的熔接，可保护电阻免受在熔接判断过程中流动的过电流。因此，可防止电阻的损毁。

附图说明

图1为电机驱动装置的原理性框图，该装置包括根据本发明一实施例的电源控制装置；

图2为一定时图，其用于描述判断图1所示系统继电器SMRB、SMRP以及SMRG的熔接的操作；

图3为一定时图，其用于描述判断系统继电器SMRP与SMRB的熔接的操作；

图4为一流程图，其用于介绍判断图1所示系统继电器SMRB、SMRP以及SMRG的熔接的操作。

具体实施方式

下面参照附图详细介绍本发明的实施例。注意，附图中相同的标号表示相同或对应的部分。

图1为电机驱动装置的原理性框图，该装置包括根据本发明的实施例的电源控制装置。

参照图1，电机驱动装置100包含：DC电源B，电压传感器10与20，系统继电器SMRB、SMRP与SMRG，电容器11与13，升压转换器12，变换器14与31，电流传感器24、26与28，控制装置30。

电动发电机MG1被安装在例如混合动力车上。电动发电机MG1是连接到混合动力车的发动机(未示出)的电机，其具有由发动机驱动的发电机的功能，也能作为用于发动机的电机——例如，该电机可进行发动机的起动——运行。通过调节对于电动发电机MG1的发电的转矩以进行控制、以便将发动机保持在高效运行状态，可改善混合动力车的燃油经济性以及气体排放。

电动发电机MG2被安装在例如混合动力车上。电动发电机MG2是用于产生对混合动力车的驱动轮进行驱动的转矩的驱动电机。另外，例如，当车辆减速期间电动发电机MG2随着驱动轮的旋转而旋转时，电动发电机MG2可作为发电机运行(所谓再生功能)。

系统继电器SMRB串联连接在DC电源B正极与电容器11的正电极之间。系统继电器SMRG串联连接在DC电源B的负极与电容器11的负电极之间。系统继电器SMRP及电阻Rp与系统继电器SMRG并联连接在DC电源B的负极与电容器11的负电极之间。

升压转换器12包括电抗器L1、NPN晶体管Q1与Q2、二极管D1与D2。电抗器L1一端连接到DC电源B的电源线，另一端连接到NPN晶体管Q1与NPN晶体管Q2之间的中间点，即NPN晶体管Q1的发射极与NPN晶体管Q2的集电极之间的点。NPN晶体管Q1与Q2串联连接在电源线与地线之间。另外，NPN晶体管Q1的集电极连接到电源线，NPN晶体管Q2的发射极连接到地线。用于从发射极侧向集电极侧流过电流的二极管D1与D2分别连接在NPN晶体管Q1与Q2的集电极与发射极之间。

变换器14由U相臂15、V相臂16和W相臂17组成。U相臂15、V相臂16与W相臂17彼此并联地设置在电源线与地线之间。

U相臂15由串联连接的NPN晶体管Q3与Q4组成，V相臂16由串联连接的NPN晶体管Q5与Q6组成，W相臂17由串联连接的NPN晶体管Q7与Q8组成。用于从发射极侧向集电极侧流过电流的二极管D3-D8分别连接在NPN晶体管Q3-Q8的集电极与发射极之间。

各相臂的中间点被连接到电动发电机MG1的各相线圈的各相末端(phase end)。也就是说，电动发电机MG1为三相永磁电机，其由U、V、W相的三个线圈组成，每个线圈的相应的一个末端共同连接在一中间点(median point)上。U相线圈的另一端连接到NPN晶体管Q3与Q4之间的中间点，V相线圈的另一端连接到NPN晶体管Q5与Q6之间的中间点，W相线圈的另一端连接到NPN晶体管Q7与Q8之间的中间点。

变换器31具有与变换器14相同的构造。

DC电源B由例如为镍金属氢化物电池或锂离子电池等的二次电池组成。电压传感器10检测输出自DC电源B的DC电压Vb，并将检测得到的DC电压Vb输出到控制装置30。

系统继电器SMRB、SMRG与SMRP分别由来自控制装置30的信号SEB、SEG与SEP开通/关断。具体而言，系统继电器SMRB、SMRG与SMRP分别用处于H(逻辑高)电平的信号SEB、SEG与SEP开通，并分别用处于L(逻辑低)电平的信号SEB、SEG与SEP关断。

电容器11对供自DC电源B的DC电压Vb进行平滑，并将平滑后的DC电压Vb供给升压转换器12。

升压转换器12对供自电容器11的DC电压Vb进行升压，并将结果所得供给电容器13。具体而言，升压转换器12接收来自控制装置30的信号PWMC，采用信号PWMC、按照NPN晶体管Q2的导通周期对DC电压Vb进行升压，并将结果所得供给电容器13。

另外，当升压转换器12接收来自控制装置30的信号PWMC时，升压转换器12降低经由电容器13供自变换器14和/或变换器31的DC电压以便对DC电源B进行充电。

电容器13对来自升压转换器12的DC电压进行平滑，并经由节点N1与N2将平滑后的DC电压供给变换器14与31。电压传感器20对电容器13两端之间的电压VH(对应于升压转换器12的输出电压以及到变换器14与31的输入电压，下面同样适用)进行检测，并将检测得到的电压VH输出到控制装置30。

当DC电压供自电容器13时，基于来自控制装置30的信号PWMI1，变换器14将该DC电压转换为AC电压，以便驱动电动发电机MG1。通过这样，电动发电机MG1被驱动，产生用转矩指令值TR1指定的转矩。

另外，在装有电机驱动装置100的混合动力车的再生制动期间，基于来自控制装置30的信号PWMI1，变换器14将由电动发电机MG1产生的AC电压转换为DC电压，并将转换得到的DC电压经由电容器13供到升压转换器12。注意，这里所用的“再生制动”包括当混合动力车的驾驶者进行足刹操作时涉及再生的制动，或者不是通过足刹操作而是在行驶期间通过关闭加速器踏板进行的伴有再生的车辆减速(或停止加速)。

当DC电压供自电容器13时，基于来自控制装置30的信号PWMI2，变换器31将DC电压转换为AC电压，以便驱动电动发电机MG2。通过这样，电动发电机MG2被驱动，产生由转矩指令值TR2指定的转矩。

另外，在装有电机驱动装置100的混合动力车的再生制动期间，基于来自控制装置30的信号PWMI2，变换器31将由电动发电机MG2产生的AC电压转换为DC电压，并将转换得到的DC电压经由电容器13提供给升压转换器12。

电流传感器24检测流过电动发电机MG1的电机电流MCRT1，并将检测得到的电机电流MCRT1输出到控制装置30。电流传感器26检测流经电阻Rp的电流Ip(下面也称为“预充电电流Ip”)，并将检测得到的预充电电流Ip输出到控制装置30。电流传感器28检测流经电动发电机MG2的电机电流MCRT2，并将检测得到的电机电流MCRT2输出到控制装置30。

控制装置30从电压传感器10接收输出自DC电源B的DC电压Vb，从相应的电流传感器24与28接收电机电流MCRT1与MCRT2，从电压传感器20接收电容器13两端之间的电压VH，从外部ECU(电子控制单元)接收转矩指令值TR1与TR2以及电机旋转数MRN1与MRN2，并接收来自点火开关(未示出)的信号IG。

当控制装置30接收到来自点火开关的处于H电平的信号IG时，通过下面介绍的方法，基于接收自电流传感器26的预充电电流Ip，控制装置30判断系统继电器SMRP的熔接。

在这种情况下，当判断为系统继电器SMRP未熔接时，控制装置30控制系统继电器SMRB、SMRP与SMRG以便对电容器13进行预充电。

另外，在完成电容器13的预充电之后，基于电压VH、电机电流MCRT1与转矩指令值TR1，控制装置30产生信号PWMI1并向变换器14输出所产生的信号PWMI1，信号PWMI1在变换器14对电动发电机MG1进行驱动期间用于切换变换器14的NPN晶体管Q3-Q8的控制。

基于电压VH、电机电流MCRT2和转矩指令值TR2，控制装置30还产生信号PWMI2并将所产生的信号PWMI2输出到变换器31，信号PWMI2在变换器31对电动发电机MG2进行驱动期间用于切换变换器31的NPN晶体管Q3-Q8的控制。

另外，当变换器14(或31)驱动电动发电机MG1(或MG2)时，基于DC电压Vb、电压VH、转矩指令值TR1(或TR2)以及电机旋转数MRN1(MRN2)，通过下面介绍的方法，控制装置30产生用于切换升压转换器12的NPN晶体管Q1与Q2的控制的信号PWMC，并将该信号输出到升压转换器12。

当控制装置30接收到来自点火开关的处于L电平的信号IG时，通过下面介绍的方法，基于接收自电压传感器20的、电容器13两端之间的电压VH，控制装置30判断系统继电器SMRG与SMRB的熔接。也就是说，控制装置30在车辆系统启动时判断系统继电器SMRP的熔接，当判断为系统继电器SMRP未熔接时，在车辆系统终止时判断系统继电器SMRG与SMRB的熔接。

当判断为至少一个系统继电器SMRB、SMRP与SMRG熔接时，控制装置30产生用于点亮警告灯40的信号EMG，并将该信号输出到警告灯40。警告灯40对来自控制装置30的信号EMG做出响应地被点亮。

图2为一定时图，其用于描述判断图1所示系统继电器SMRB、SMRP与SMRG熔接的操作。

参照图2，当来自外部ECU的信号IG在时刻t1从L电平被切换到H电平以开启点火开关时，控制装置30在时刻t2仅产生H电平的信号SEB并将该信号输出到系统继电器SMRB。通过这样，仅系统继电器SMRB被开通(其对应于导通状态)。信号SEB在时刻t8被切换到L电平，时刻t8晚于系统终止时关闭点火开关的时刻t6。也就是说，控制装置30在从时刻t2到时刻t8的时间段中开通系统继电器SMRB。

于是，控制装置30在时刻t3产生H电平的信号SEP并将该信号输出到系统继电器SMRP。通过这样，系统继电器SMRP被开通。

在从时刻t2到时刻t3的时间段TP中，基于来自电流传感器26的预充电电流Ip，控制装置30判断系统继电器SMRP是否熔接。具体而言，当在仅系统继电器SMRB被开通的时刻t2之后电流传感器26检测到如曲线k1所示的、急剧升高超过基准值Istd并接着下降的预充电电流Ip时，控制装置30判断为系统继电器SMRP熔接。另一方面，当电流传感器26在时间段TP期间检测到如直线k2所示为零的预充电电流Ip时，控制装置30判断为系统继电器SMRP不熔接。

当判断为系统继电器SMRP不熔接时，控制装置30在时刻t3产生H电平的信号SEP，并将该信号输出到系统继电器SMRP。通过这样，DC电源B经由系统继电器SMRB、系统继电器SMRP与电阻Rp被连接到升压转换器12。于是，DC电源B开始经由升压转换器12的二极管D1与电抗器L1对电容器13进行预充电。

当电容器13的预充电在时刻t3开始时，预充电电流Ip急剧上升并接着逐渐下降，如曲线k3所示。如曲线k9所示，电压VH在时刻t3之后逐渐上升，并在时刻t4到达规定的预充电电压Vchg。

在时刻t3之后，控制装置30判断来自电压传感器20的电压VH是否达到预充电电压Vchg，当电压VH达到预充电电压Vchg时，在时刻t4产生H电平的信号SEG并将该信号输出到系统继电器SMRG，在时刻t5产生L电平的信号SEP并将该信号输出到系统继电器SMRP。当判断为允许电压VH达到预充电电压Vchg的时间段结束时，可产生H电平的信号SEG。

当H电平的信号SEG在时刻t4被输出到系统继电器SMRG时，DC电源B经由系统继电器SMRB、SMRG向电容器13提供DC电流，因此，电容器13的预充电结束。也就是说，电容器13在从时刻t3到时刻t4的时间段期间被预充电。采用如上所述的结构，系统继电器SMRP在系统继电器SMRG被开通之后被关断，这防止了进入电容器13的突入电流，且DC电压可从DC电源B被供到电容器13。

于是，DC电源B经由系统继电器SMRB、SMRG以及升压转换器12向电容器13提供DC电压Vb，且电容器13对来自DC电源B的DC电压Vb进行平滑，并将结果所得供给变换器14、31。

此后，基于转矩指令值TR1(或TR2)、电压VH以及电机电流MCRT1(或MCRT2)，控制装置30产生信号PWMI1(或PWMI2)，并将该信号输出到NPN晶体管Q3-Q8。

于是，变换器14(或31)对信号PWMI1(或PWMI2)做出响应地将来自电容器13的DC电压转换为AC电压，以便驱动电动发电机MG1(或MG2)。当电机驱动装置100驱动电动发电机MG1(或MG2)时，变换器14(或31)也对信号PWMI1(或PWMI2)做出响应地将由电动发电机MG1(或MG2)产生的AC电压转换为DC电压，以便对DC电源B进行充电。

此后，在车辆系统终止时，当控制装置30在时刻t6接收到来自点火开关的L电平的信号IG时，控制装置30在时刻t7产生L电平的信号SEG并将该信号输出到系统继电器SMRG。通过这样，系统继电器SMRG被关断。另一方面，直到时刻t8，系统继电器SMRB一直被保持在导通状态，在时刻t8时，信号SEB被切换到L电平。

另外，在时刻t7，控制装置30产生用于开通所有NPN晶体管Q3-Q8的信号PWMI1、PWMI2，并将该信号输出到变换器14与31的NPN晶体管Q3-Q8。对变换器14(或31)的NPN晶体管Q3-Q8的开通做出响应，存储在电容器13中的电力被电动发电机MG1、MG2消耗，电容器13的放电开始。电容器13的这种放电是通过用所谓的零转矩控制驱动电动发电机MG1、MG2进行的，也就是说在不产生转矩的情况下消耗电力。

在电容器13的放电开始时，如果系统继电器SMRG没有熔接，由于电容器13通过处于OFF状态的系统继电器SMRG与DC电源B电气隔离，电容器13不能从DC电源B接收供电，其两端之间的电压VH逐渐下降。

另一方面，如果系统继电器SMRG熔接，电容器13经由系统继电器SMRB和系统继电器SMRG电气耦合到DC电源B，并通过接收来自DC电源B的供电被充电。因此，电容器13两端之间的电压VH不随放电而降低，而是保持在预充电电压Vchg的等级(基本对应于DC电压Vb的等级)。

因此，在当车辆系统终止时进行的电容器13放电的期间，基于电容器13两端之间的电压VH，控制装置30判断系统继电器SMRG的熔接。具体而言，基于时刻t7之后的时间段TG中来自电压传感器20的电压VH，控制装置30判断系统继电器SMRG是否熔接。

在系统继电器SMRG在时刻t7的关断之后，当电压传感器20检测到如曲线k10所示、暂时降低但仅在规定的电压范围内变化的电压VH时，控制装置30判断为系统继电器SMRG熔接。另一方面，在时间段TG中，当电压传感器20检测到如曲线k11所示的、逐渐减小到低于规定电压范围的电压VH时，控制装置30判断为系统继电器SMRG不熔接。规定的电压范围被设置为以预充电电压Vchg(≈DC电压Vb)作为中位值并包括电压传感器20的检测误差A，如图中的点划线所示。

当在时间段TG中判断为系统继电器SMRG不熔接时，控制装置30在时刻t8产生L电平的信号SEB，并将该信号输出到系统继电器SMRB。通过这样，系统继电器SMRB被关断。电容器13两端之间的电压VH对放电完成做出响应地下降到基本为零的等级。

此后，控制装置30在时刻t9仅产生H电平的信号SEP，并将该信号输出到系统继电器SMRP，并在时刻t10仅产生L电平的信号SEP，并将该信号输出到系统继电器SMRP。也就是说，控制装置30在从时刻t9到时刻t10的时间段TB中仅开通系统继电器SMRP。

于是，在从时刻t9到时刻t10的时间段TB中，基于来自电压传感器20的电压VH，控制装置30判断系统继电器SMRB是否熔接。

具体而言，在仅系统继电器SMRP被开通的时刻t9之后，当电压传感器20检测到如曲线k12所示的、逐渐升高到超过规定阈值Vstd的电压VH时，控制装置30判断为系统继电器SMRB熔接。另一方面，当电压传感器20在时间段TB期间检测到如曲线k13所示的、至多为阈值Vstd的电压VH时，控制装置30判断为系统继电器SMRB不熔接。规定阈值Vstd被设置为以零电压作为基准并包括电压传感器20的检测误差。

如上所述，根据本发明的电源控制装置，系统继电器SMRP的熔接在车辆系统启动时被判断，当判断为系统继电器SMRP未熔接时，在车辆系统终止时判断系统继电器SMRG与SMRB的熔接。出于以下的原因，电源控制装置被构成为具有这样的构造。

首先，参照图2，由于系统继电器SMRP在车辆系统启动时被开通以便对电容器13进行预充电，其熔接早于此开通操作被判断。

接着，如上所述，在仅系统继电器SMRP被开通的时间段中，基于用电压传感器20检测到的电容器13两端之间的电压VH，可判断系统继电器SMRB是否熔接。具体而言，当电压传感器20在该时间段中检测到逐渐增大到阈值Vstd的电压VH时，控制装置30判断为系统继电器SMRB熔接。因此，除车辆系统的终止以外，系统继电器SMRB的熔接也能在车辆系统启动时判断。然而，基于电容器13两端间电压VH的熔接判断需要一段长的时间，因为对于电压VH的升高，需要由电容器13的电容值C与电阻Rp的电阻值R的乘积决定的过渡时间。因此，由于完成车辆系统启动所需的时间变得较长，在车辆系统启动时判断系统继电器SMRB的熔接是不利的。因此，采用在车辆系统终止时判断系统继电器SMRB熔接的构造，车辆系统启动所需的时间可变得较短。

最后，由于系统继电器SMRG与系统继电器SMRP一样在DC电源B的负极侧，可基于仅开通系统继电器SMRB的时刻之后电容器13两端间电压VH中的变化来判断其熔接。然而，由于在从DC电源B的正极通过系统继电器SMRB、电容器13和系统继电器SMRG到DC电源B的负极的电流路径中没有电阻元件，不能观察到电压VH的过渡特性。因此，在车辆系统终止时，基于电容器13放电期间电压VH的变化判断系统继电器SMRG的熔接。

出于以上原因，本发明的电源控制装置在车辆系统启动时判断系统继电器SMRP的熔接，且如果系统继电器SMRP未熔接，在车辆系统终止时判断系统继电器SMRG与SMRB的熔接。

另一方面，根据本发明的电源控制装置，在车辆系统启动时，当在时间段TP中判断为系统继电器SMRP熔接时，在该时间点上停止车辆系统的启动，并立即进行如图2所示在时刻t7后对电容器13的放电。在这种情况下，根据图2，从时刻t2时对H电平的信号SEP做出响应地被开通开始，系统继电器SMRB持续处于ON状态。系统继电器SMRG不在时刻t4被开通并保持在OFF状态。

现在考虑这样一种情况：当系统继电器SMRP熔接时，根据图2的时序图，在系统继电器SMRB开通的同时，开始电容器13的放电。

由于系统继电器SMRP熔接，系统继电器SMRB与SMRP均开通。因此，电容器13经由系统继电器SMRB与系统继电器SMRG被电气耦合到DC电源B，并从DC电源B接收电力供给。相应地，电容器13两端之间的电压VH不随着放电下降，并被保持在预充电电压Vchg的等级(基本对应于DC电压Vb的等级)。

在这种情况下，大的电流持续流过串联连接到系统继电器SMRP的电阻Rp，因为电力在时间段TG中从DC电源B被供向电容器13。然而，电阻Rp原本被形成为用于电容器13的预充电的电阻，并具有将在电容器13两端之间的电压VH从零变到预充电电压Vchg的时间段中相对较小的预充电电流Ip考虑在内的规格，而不是用于大电流的。因此，在系统继电器SMRP熔接时，如果电容器13的放电在系统继电器SMRB如图2所示开通的情况下进行，电阻Rp可能由于大电流所产生的热而被损坏。

注意，当系统继电器SMRP熔接时，由于电压VH在时间段TG期间被保持为基本处于DC电压Vb的等级，基于电压VH对系统继电器SMRG的熔接判断变得不可行。另外，由于在时间段TB期间不对电容器13放电，电压VH变得高于阈值Vstd，系统继电器SMRB的熔接判断变得困难。

也就是说，在系统继电器SMRP熔接时，当与通常一样在车辆系统终止时判断系统继电器SMRG与SMRB的熔接时，过大的负载被施加到电阻Rp，不能做出准确的熔接判断。

因此，根据本发明的电源控制装置具有这样的构造，该构造使得当在车辆系统启动时判断为系统继电器SMRP熔接时，系统继电器SMRB被立即关断而不判断系统继电器SMRG与SMRB的熔接，且在系统继电器SMRB关断的同时对电容器13进行放电。

通过这样，当开始电容器13的放电时，系统继电器SMRB已被关断，且从DC电源B到电容器13的供电被停止。因此，防止了大电流流进电阻Rp，并能够避免电阻Rp的损坏。

另外，根据本发明的电源控制装置具有这样的构造，该构造使得当判断为系统继电器SMRP熔按时，在系统继电器SMRB关断后进行的电容器13放电期间，基于来自电压传感器20的电压VH，判断系统继电器SMRB的熔接。

通过这样，能够在保护电阻Rp免遭大电流的同时判断系统继电器SMRP与SMRB的熔接。

图3为一定时图，其用于描述判断系统继电器SMRP与SMRB的熔接的操作。

参照图3，当来自外部ECU的信号IG在时刻t11从L电平被切换到H电平以开启点火开关时，控制装置30在时刻t12仅产生H电平的信号SEB，并将该信号输出到系统继电器SMRB。

于是，在从时刻t12到时刻t3的时间段TP中，基于来自电流传感器26的预充电电流Ip，控制装置30判断系统继电器SMRP是否熔接。如图2所示，在仅系统继电器SMRB被开通的时刻t12之后，当电流传感器26检测到如曲线k21所示的、急剧上升到超过基准值Istd并接着下降的预充电电流Ip时，控制装置30判断为系统继电器SMRP熔接。另一方面，当电流传感器26在时间段TP期间检测到如直线k22所示的、为零的预充电电流Ip时，控制装置30判断为系统继电器SMRP不熔接。

当判断为系统继电器SMRP熔接时，控制装置30停止车辆系统的启动，并根据下面介绍的过程进行电容器13的放电。当判断为系统继电器SMRP不熔接时，控制装置30进行电容器13的预充电，此后，运行车辆系统，并根据图2所示的过程在车辆系统终止时判断系统继电器SMRG与SMRB的熔接。

参照图3，首先，控制装置30在时刻t15产生L电平的信号SEB，并将该信号输出到系统继电器SMRB。通过这样，系统继电器SMRB被关断。也就是说，通过系统继电器SMRB的关断，DC电源B与电容器13彼此电气隔离，且从DC电源B向电容器13的供电被停止。

另外，在时刻t15，控制装置30产生用于开通所有NPN晶体管Q3-Q8的信号PWMI1与PWMI2，并将该信号输出到变换器14与31的NPN晶体管Q3-Q8。响应于变换器14(或31)的NPN晶体管Q3-Q8的开通，电容器13中存储的电力被电动发电机MG1、MG2消耗，并开始电容器13的放电。如上所述，电容器13的放电通过用零转矩控制驱动电动发电机MG1与MG2进行。

在电容器13的放电开始时，如果系统继电器SMRB不熔接，由于电容器13被处于OFF状态的系统继电器SMRB从DC电源B电气隔离，电容器13不能接收来自DC电源B的供电，电压VH逐渐下降。

另一方面，如果系统继电器SMRB熔接，电容器13经由系统继电器SMRB与系统继电器SMRP被电气耦合到DC电源B，并通过接收来自DC电源B的供电被充电。因此，电容器13两端之间的电压VH不随着放电降低，并被保持为基本处于预充电电压Vchg的等级(对应于DC电压Vb的等级)。

因此，在车辆系统终止时进行的电容器13的放电期间，基于电容器13两端之间的电压VH，控制装置30判断系统继电器SMRB的熔接。具体而言，在从时刻t16到时刻t17的时间段TB中，基于来自电压传感器20的电压VH，控制装置30判断系统继电器SMRB是否熔接。

在系统继电器SMRB在时刻t15的关断之后，当电压传感器20检测到如曲线k25所示的、暂时降低但仅在规定电压范围内变化的电压VH时，控制装置30判断为系统继电器SMRB熔接。另一方面，当电压传感器20在时间段TB中检测到如曲线26所示的、逐渐下降到低于规定电压范围的电压VH时，控制装置30判断为系统继电器SMRB不熔接。规定电压范围被设置为以预充电电压Vchg(≈DC电压Vb)作为中位值并包括电压传感器20的检测误差A，如图中的点划线所示。

通过这样，当系统继电器SMRP熔接时，系统继电器SMRB首先被关断，并在电容器13与DC电源B彼此被电气隔离的同时进行电容器13的放电。因此，可保护串联连接到系统继电器SMRP的电阻Rp免遭大电流，并可增大电源控制装置的可靠性。另外，可基于被放电的电容器13两端之间的电压VH检测系统继电器SMRB的熔接。

注意，还可在时间段TB中基于来自电流传感器26的预充电电流Ip判断系统继电器SMRB的熔接。具体而言，在系统继电器SMRB被关断的时刻t15之后的时间段TB中，当电流传感器26检测到如曲线k27所示的、至少为基准值的预充电电流Ip时，控制装置30判断为系统继电器SMRB熔接。另一方面，当电流传感器26在时间段TB中检测到如曲线k28所示的、低于基准值的预充电电流Ip时，控制装置30判断为系统继电器SMRB不熔接。

图4为一流程图，其用于描述判断图1所示系统继电器SMRB、SMRP与SMRG的熔接的操作。

参照图4，当开始一系列的操作时，点火开关IG被开启(步骤S01)。于是，控制装置30产生H电平的信号SEB，并将该信号输出到系统继电器SMRB以便仅开通系统继电器SMRB(步骤S02)。此后，控制装置30接收来自电流传感器26的预充电电流Ip，并判断接收的预充电电流Ip是否至少为基准值Istd(步骤S03)。

在步骤S03中，如果预充电电流Ip低于基准值Istd，控制装置30判断系统继电器SMRP正常(未熔接)，产生H电平的信号SEP并将该信号输出到系统继电器SMRP，以便开通系统继电器SMRP(步骤S08)。通过这样，DC电源B经由系统继电器SMRB、系统继电器SMRP与电阻Rp被连接到电容器13的两端，并开始电容器13的预充电。

当电容器13两端之间的电压VH达到预充电电压Vchg时，控制装置30产生H电平的信号SEG并将该信号输出到系统继电器SMRG。通过这样，系统继电器SMRG被开通，且电容器13的预充电被结束(步骤S09)。于是，控制装置30产生L电平的信号SEP并将该信号输出到系统继电器SMRP，以便仅开通系统继电器SMRP(步骤S10)。

于是，在车辆系统结束时，当点火开关IG被关闭时(步骤S11)，控制装置30开通变换器14、31的NPN晶体管Q3-Q8，以便驱动电动发电机MG1、MG2并进行电容器13的放电。在这种情况下，控制装置30连续地将系统继电器SMRB设置在从步骤S02起的ON状态下。

于是，控制装置30判断电容器13两端之间的电压VH是否处于规定的电压范围内(步骤S12)。具体而言，控制装置30判断电压VH与DC电压Vb之间电压差的绝对值(|VH-Vb|)是否小于电压传感器20的检测误差A。

当电压差的绝对值|VH-Vb|小于电压传感器20的检测误差A时，也就是说，当电压VH基本处于DC电压Vb的等级时，控制装置30判断为系统继电器SMRG熔接(步骤S13)。

另一方面，在步骤S12中，当电压差的绝对值|VH-Vb|不小于电压传感器20的检测误差A时，也就是说，当电压VH不处于DC电压Vb的等级时，判断为系统继电器SMRG正常(未熔接)。于是，控制装置30产生L电平的信号SEB并将该信号输出到系统继电器SMRB，以便关断系统继电器SMRB(步骤S14)。控制装置30进一步产生H电平的信号SEP并将该信号输出到系统继电器SMRP，以便开通系统继电器SMRP(步骤S15)。于是，控制装置30接收来自电压传感器20的电压VH，并判断所接收的电压VH是否至少为阈值Vstd(步骤S16)。

当电压VH至少为阈值Vstd时，控制装置30判断为系统继电器SMRB熔接(步骤S17)。另一方面，在步骤S16中，当电压VH低于阈值Vstd时，控制装置30判断为系统继电器SMRB正常(未熔接)。也就是说，控制装置30判断为所有的系统继电器SMRP、SMRG、SMRB正常(未熔接)(步骤S18)，并结束这一系列操作。

回到步骤S03，当预充电电流Ip至少为基准值Istd时，控制装置30判断为系统继电器SMRP熔接(步骤S04)。当判断为系统继电器SMRP熔接时，控制装置30产生L电平的信号SEB并将该信号输出到系统继电器SMRB，以便关断系统继电器SMRB(步骤S05)。

接着，控制装置30开通变换器14、31的NPN晶体管Q3-Q8以驱动电动发电机MG1与MG2并进行电容器13的放电。在这种情况下，控制装置30判断电容器13两端之间的电压VH是否在规定电压范围内(步骤S06)。具体而言，控制装置30判断电压VH与DC电压Vb之间电压差的绝对值(|VH-Vb|)是否小于电压传感器20的检测误差A。

当电压差的绝对值|VH-Vb|小于电压传感器20的检测误差A时，也就是说，当电压VH基本处于DC电压Vb的等级时，控制装置30判断为系统继电器SMRB熔接(步骤S07)。在这种情况下，控制装置30判断为系统继电器SMRP和SMRB熔接。

另一方面，在步骤S06中，当电压差的绝对值|VH-Vb|不小于电压传感器20的检测误差A时，也就是说，当电压VH不处于DC电压Vb的等级时，控制装置30判断为系统继电器SMRB正常(未熔接)。在这种情况下，控制装置30判断为仅系统继电器SMRP熔接。

在各步骤S07、S13与S17之后，控制装置30产生信号EMG并将该信号输出到警告灯40。警告灯40对信号EMG做出响应地被点亮(步骤S19)。在这种情况下，电机驱动装置100不被启动。

如上所述，在车辆系统启动时，当判断为系统继电器SMRP熔接时，停止车辆系统的启动，不判断系统继电器SMRG、SMRB的熔接，系统继电器SMRB立即被关断，并接着进行电容器13的放电，通过这样，可保护电阻Rp免受大电流。另外，在放电期间，基于预充电电流Ip或电容器13两端之间的电压VH可判断系统继电器SMRB的熔接。

注意，由控制装置30进行的系统继电器SMRB、SMRP、SMRG的熔接判断操作实际上由CPU(中央处理单元)进行。CPU从ROM(只读存储器)读取包括图中所示各步骤在内的程序，并执行图4所示的各步骤，判断系统继电器SMRB、SMRP、SMRG的熔接。

因此，ROM对应于计算机(CPU)可读的记录介质，该介质记录了使得计算机(CPU)能够执行用于判断系统继电器SMRB、SMRP、SMRG熔接的控制的程序。

另外，在本发明中，系统继电器SMRB、SMRP、SMRG、电阻Rp、电流传感器26、电容器13、电压传感器20以及控制装置30组成根据本发明的“电源控制装置”。判断系统继电器SMRB、SMRP、SMRG熔接的控制装置30组成“判定部分”。在本发明中，变换器14、31与电动发电机MG1、MG2组成“负载”。

工业应用性

本发明适用于能够在保护电阻的同时判断继电器熔接的电源控制装置。

Claims

1.一种电源控制装置，该装置包括：

串联连接在DC电源的负极与负载之间的第一继电器与电阻；

与串联连接的所述第一继电器及所述电阻并联连接在所述DC电源负极与所述负载之间的第二继电器；

被连接在所述DC电源的正极与所述负载之间的第三继电器；

电流传感器，其检测流经所述电阻的DC电流；

电容元件，其一端经由所述第三继电器被连接到所述DC电源的正极侧，另一端经由串联连接的所述第一继电器与所述电阻以及所述第二继电器被连接到所述DC电源的负极侧，以便将供自所述DC电源的电力供到所述负载；

电压传感器，其检测所述电容元件两端之间的电压；以及

判定部分，其判定所述第一至第三继电器的熔接；其中，

所述判定部分包括：

第一判定部分，其基于用所述电流传感器检测到的DC电流判定所述第一继电器的熔接，

第二判定部分，在所述第一判定部分的运行之后，根据规定的模式，基于在仅所述第三继电器被引入导通以及仅所述第一继电器被引入导通的各种情况下用所述电压传感器检测到的电压，所述第二判定部分判定所述第二与第三继电器各自的熔接，以及

判定停止部分，在所述第一判定部分判定为所述第一继电器熔接时，所述判定停止部分停止所述第二判定部分的运行。

2.根据权利要求1的电源控制装置，其中：

在仅所述第三继电器被引入导通以便从所述电容元件向所述负载供电时，基于用所述电压传感器检测到的电压，所述第二判定部分判定所述第二继电器的熔接，且

所述判定停止部分包括供电部分，所述供电部分使得所述第二与第三继电器不导通以便从所述电容元件向所述负载供电。

3.根据权利要求2的电源控制装置，其中：

所述判定停止部分还包括第三判定部分，在所述第二与第三继电器被使得不导通以便从所述电容元件向所述负载供电时，基于用所述电压传感器检测到的电压，所述第三判定部分判定所述第三继电器的熔接。

4.根据权利要求3的电源控制装置，其中：

在所述第二与第三继电器被使得不导通时，当所述电压传感器检测到规定电压范围以外的电压时，所述第三判定部分判定为所述第三继电器熔接。

5.根据权利要求2的电源控制装置，其中：

所述判定停止部分还包括第三判定部分，在所述第二与第三继电器被使得不导通以便从所述电容元件向所述负载供电时，基于用所述电流传感器检测到的DC电流，所述第三判定部分判定所述第三继电器的熔接。

6.根据权利要求5的电源控制装置，其中：

在所述第二与第三继电器被使得不导通时，当所述电流传感器检测到至少为基准值的DC电流时，所述第三判定部分判定为所述第三继电器熔接。

7.根据权利要求1的电源控制装置，其中：

在仅所述第三继电器被引入导通时，当所述电流传感器检测到至少为基准值的DC电流时，所述第一判定部分判定为所述第一继电器熔接。

8.根据权利要求1的电源控制装置，其中：

在仅所述第三继电器被引入导通以便从所述电容元件向所述负载供电时，当所述电压传感器检测到规定电压范围以外的电压时，所述第二判定部分判定为所述第二继电器熔接，在仅所述第一继电器被引入导通以便从所述电容元件向所述负载供电时，当所述电压传感器检测到至少为阈值的电压时，判定为所述第三继电器熔接。

9.一种电源控制装置，该装置包括：

串联连接在DC电源的负极与负载之间的第一继电器与电阻；

被连接在所述DC电源的正极与所述负载之间的第三继电器；

电流传感器，其检测流经所述电阻的DC电流；

电压传感器，其检测所述电容元件两端之间的电压；以及

判定部分，其判定所述第一至第三继电器的熔接；其中，

所述判定部分包括：

第一判定装置，其基于用所述电流传感器检测到的DC电流判定所述第一继电器的熔接，

第二判定装置，在所述第一判定装置的运行之后，根据规定的模式，基于在仅所述第三继电器被引入导通以及仅所述第一继电器被引入导通的各种情况下用所述电压传感器检测到的电压，所述第二判定装置判定所述第二与第三继电器各自的熔接，以及

判定停止装置，在所述第一判定装置判定为所述第一继电器熔接时，所述判定停止装置停止所述第二判定装置的运行。

10.根据权利要求9的电源控制装置，其中：

所述第二判定装置包括：在仅所述第三继电器被引入导通以便从所述电容元件向所述负载供电时，基于用所述电压传感器检测到的电压，判定所述第二继电器的熔接的装置，且

所述判定停止装置包括：使得所述第二与第三继电器不导通以便从所述电容元件向所述负载供电的装置。

11.根据权利要求10的电源控制装置，其中：

所述判定停止装置还包括第三判定装置，在所述第二与第三继电器被使得不导通以便从所述电容元件向所述负载供电时，基于用所述电压传感器检测到的电压，所述第三判定装置判定所述第三继电器的熔接。

12.根据权利要求11的电源控制装置，其中：

在所述第二与第三继电器被使得不导通时，当所述电压传感器检测到规定电压范围以外的电压时，所述第三判定装置判定为所述第三继电器熔接。

13.根据权利要求10的电源控制装置，其中：

所述判定停止装置还包括第三判定装置，在所述第二与第三继电器被使得不导通以便从所述电容元件向所述负载供电时，基于用所述电流传感器检测到的DC电流，所述第三判定装置判定所述第三继电器的熔接。

14.根据权利要求13的电源控制装置，其中：

在所述第二与第三继电器被使得不导通时，当所述电流传感器检测到至少为基准值的DC电流时，所述第三判定装置判定为所述第三继电器熔接。

15.根据权利要求9的电源控制装置，其中：

在仅所述第三继电器被引入导通时，当所述电流传感器检测到至少为基准值的DC电流时，所述第一判定装置判定为所述第一继电器熔接。

16.根据权利要求9的电源控制装置，其中：

所述第二判定装置包括：

在仅所述第三继电器被引入导通以便从所述电容元件向所述负载供电时，当所述电压传感器检测到规定电压范围以外的电压时，判定为所述第二继电器熔接的装置，以及

在仅所述第一继电器被引入导通以便从所述电容元件向所述负载供电时，当所述电压传感器检测到至少为阈值的电压时，判定为所述第三继电器熔接的装置。