JP2007059138A

JP2007059138A - 電源制御装置

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Publication number: JP2007059138A
Application number: JP2005241323A
Authority: JP
Inventors: Masahito Ozaki; 真仁尾崎; Naoki Ishikawa; 直樹石川; Masaya Amano; 正弥天野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-03-08

Abstract

【課題】起動時に迅速かつ個別にリレーの溶着を判定可能な電源制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置３０は、Ｈレベルに信号ＳＥＰを生成してシステムリレーＳＭＲＰのみをオンしたときの抵抗Ｒを流れるプリチャージ電流Ｉｐが基準値Ｉｓｔｄ以上であるとき、システムリレーＳＭＲＢが溶着していると判定する。また、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＥＰ，ＳＥＢを生成してシステムリレーＳＭＲＰ，ＳＭＲＢをオンしたときのプリチャージ電流が基準値Ｉｓｔｄを下回るとき、システムリレーＳＭＲＧが溶着していると判定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、リレーの溶着判定が可能な電源制御装置に関する。

最近、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）および電気自動車（Electric Vehicle）が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。

また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。

すなわち、ハイブリッド自動車および電気自動車は、直流電源とインバータとを備えるモータ駆動装置を搭載している。そして、ノイズを除去した直流電圧をインバータに供給するために、コンデンサがインバータの入力側に設けられる。また、直流電源とインバータとの間には、システムリレーが設けられる（たとえば特許文献１〜４参照）。

詳細には、特許文献１は、直流電源の正極に直列に接続された抵抗ＲおよびシステムリレーＳＭＲ１と、直流電源の正極に、抵抗ＲおよびシステムリレーＳＭＲ１と並列に接続されたシステムリレーＳＭＲ２と、直流電源の負極に接続されたシステムリレーＳＭＲ３とを開示する。そして、システムリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ３を独立にオン／オフしたときのコンデンサの両端の電圧に基づいて、システムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３の個々の溶着が判定される。
特開２０００−１３４７０７号公報特開２００２−１７５７５０号公報特開２０００−２７０５６１号公報ＷＯ０１／０６０６５２

しかしながら、特許文献１に開示された方法は、コンデンサの両端の電圧に基づいてシステムリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３の溶着を判定するため、溶着を迅速に判定することが困難であるという問題がある。そのため、イグニッションキーがオンされてから起動が完了するまでの時間を短縮することが困難である。

また、特許文献１によれば、イグニッション（ＩＧ）がオンされ、車両システムが起動されると、最初に、抵抗Ｒが直列接続されたシステムリレーＳＭＲ１のみをオンしたときのコンデンサの両端の電圧に基づいて、負極側のシステムリレーＳＭＲ３の溶着が判定される。続いて、負極側のシステムリレーＳＭＲ３のみをオンしたときのコンデンサの両端の電圧に基づいて、正極側のシステムリレーＳＭＲ１またはＳＭＲ２の溶着が判定される。

すなわち、特許文献１に係る方法では、正極側のシステムリレーＳＭＲ１およびＳＭＲ２については、いずれか一方が溶着していると判定されるに留まり、個別に溶着を判定することが出来ないという問題が生じていた。

このような問題への方策としては、正極側のシステムリレーＳＭＲ１およびＳＭＲ２のうち、システムリレーＳＭＲ２の溶着判定を、車両システムの終了時に行なう構成とすることが挙げられる。すなわち、車両システムの終了時において、負極側のシステムリレーＳＭＲ３のみをオンしたときにコンデンサの両端の電圧が低下するか否かに基づいて、正極側のシステムリレーＳＭＲ２の溶着を判定する構成とする。これによれば、次回の車両システム起動時には、負極側のシステムリレーＳＭＲ３のみをオンしたときのコンデンサの両端の電圧に基づいて、正極側の他方のシステムリレーＳＭＲ１について溶着を判定することができる。

しかしながら、このような方法では、直流電源の正極に直接的に接続されるシステムリレーＳＭＲ２の溶着判定は、必然的に車両システムの終了時に行なわれることになる。そのため、車両システムの起動時において、判定対象とされないシステムリレーＳＭＲ２に溶着の可能性があれば、負極側のシステムリレーＳＭＲ３のみをオンしたことに応じて、瞬時的な大電流（突入電流）が負荷となるインバータに流れることとなり、これを損傷するという問題が起こり得る。したがって、フェイルセーフの観点からは、正極側のシステムリレーＳＭＲ２についても、車両システムの起動時に溶着を判定できることが望ましい。

さらに、特許文献１に係る方法では、抵抗Ｒに直列接続されるシステムリレーＳＭＲ１において、正常にオンされない、いわゆるオフ故障については、それを検出する手段を有しない。そのため、実際にコンデンサのプリチャージを開始し、正常にプリチャージが行なわれないときに初めてシステムリレーＳＭＲ１のオフ故障の検討がなされることになる。しかしながら、コンデンサのプリチャージが不能となる要因としては、システムリレーＳＭＲ１のオフ故障以外にも、数多く電気部品の故障が関与し得ることから、その特定が困難であり、多くの時間と労力とが費やされるのが現状であった。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、起動時に迅速かつ個別にリレーの溶着を判定可能な電源制御装置を提供することである。

また、この発明の目的は、リレーのオフ故障を診断可能な電源制御装置を提供することである。

この発明によれば、電源制御装置は、直流電源の一方極に接続された第１のリレーと、直流電源の他方極に接続された第２のリレーと、直流電源の他方極に、第２のリレーと並列に接続された第３のリレーおよび抵抗と、抵抗を流れる電流を検出する電流センサと、電流センサによって検出された電流に基づいて第１および第２のリレーの溶着を判定する判定手段とを備える。

上記の電源制御装置によれば、起動時に第１および第２のリレーの溶着を判定することができる。結果として、フェイルセーフ機能が確保され、信頼性の改善を図ることができる。

好ましくは、判定手段は、第３のリレーのみをオンしたときに所定の基準値以上の電流が電流センサによって検出されると、第１のリレーが溶着していると判定する。

好ましくは、判定手段は、第１および第３のリレーをオンしたときに所定の基準値を下回る電流が電流センサによって検出されると、第２のリレーが溶着していると判定する。

上記の電源制御装置によれば、起動時において、第１および第２のリレーの溶着を迅速に判定することができる。

この発明によれば、電源制御装置は、直流電源の一方極に接続された第１のリレーと、直流電源の他方極に接続された第２のリレーと、直流電源の他方極に、第２のリレーと並列に接続された第３のリレーおよび抵抗と、抵抗を流れる電流を検出する電流センサと、一方端子が第１のリレーを介して直流電源の一方極側に接続され、他方端子が第２のリレーと第３のリレーおよび抵抗とを介して直流電源の他方極側に接続された容量素子と、容量素子の両端の電圧を検出する電圧センサと、電流センサによって検出された電流に基づいて第１のリレーの溶着を判定し、電圧センサによって検出された電圧に基づいて第２および第３のリレーの溶着を判定する判定手段とを備える。

上記の電源制御装置によれば、起動時において、第１〜第３のリレーの全てについて、溶着しているか否かを個別に判定することができる。

好ましくは、判定手段は、第１のリレーのみをオンしたときに、電圧センサによって検出された電圧の昇圧レートが第１の基準値以上であると、第２のリレーが溶着していると判定する。

好ましくは、判定手段は、第１のリレーのみをオンしたときに、電圧センサによって検出された電圧の昇圧レートが第１の基準値よりも低い第２の基準値以上であり、かつ第１の基準値よりも小さいとき、第３のリレーが溶着していると判定する。

上記の電源制御装置によれば、抵抗を流れる電流および容量素子の両端の電圧の昇圧レートに基づいて、第１〜第３のリレーの全てについて、迅速に溶着を判定することができる。

この発明によれば、電源制御装置は、直流電源の一方極に接続された第１のリレーと、直流電源の他方極に接続された第２のリレーと、直流電源の他方極に、第２のリレーと並列に接続された第３のリレーおよび抵抗と、抵抗を流れる電流を検出する第１の電流センサと、直流電源から流れ出る直流電流を検出する第２の電流センサと、第１の電流センサによって検出された電流に基づいて第１のリレーの溶着を判定し、第２の電流センサによって検出された電流に基づいて第２および第３のリレーの溶着を判定する判定手段とを備える。

好ましくは、判定手段は、第３のリレーのみをオンしたときに、所定の基準値以上の電流が電流センサによって検出されると、第１のリレーが溶着していると判定する。

好ましくは、判定手段は、第１のリレーのみをオンしたときに第１の基準値以上の直流電流が第２の電流センサによって検出されると、第２のリレーが溶着していると判定する。

好ましくは、判定手段は、第１のリレーのみをオンしたときに、第２の電流センサで検出された直流電流が第１の基準値よりも低い第２の基準値以上であり、かつ第１の基準値よりも小さいとき、第３のリレーが溶着していると判定する。

上記の電源制御装置によれば、抵抗を流れる電流および直流電源を流れる直流電流に基づいて、第１〜第３のリレーの全てについて、迅速に溶着を判定することができる。

この発明によれば、電源制御装置は、直流電源の一方極に接続された第１のリレーと、前記直流電源の他方極に接続された第２のリレーと、直流電源の他方極に、第２のリレーと並列に接続された第３のリレーおよび抵抗と、直流電源と前記第３のリレーおよび前記抵抗とからなる閉回路を形成するための第４のリレーと、抵抗を流れる電流を検出する電流センサと、第４のリレーをオンしたときに電流センサによって検出された電流に基づいて第３のリレーのオフ故障を診断する故障診断手段とを備える。

上記の電源制御装置によれば、起動時において、第３のリレーのオフ故障を診断することができる。その結果、第１および第３のリレーを介して直流電源に接続されるコンデンサがプリチャージ不能となった場合の要因の特定を容易化させることができる。また、第３のリレーのオフ故障時には、コンデンサのプリチャージが禁止されるため、突入電流の発生を未然に防止することができる。

好ましくは、電源制御装置は、故障診断手段により第３のリレーが正常と診断されたときに、電流センサによって検出された電流に基づいて第１および第２のリレーの溶着を判定する判定手段をさらに備える。

上記の電源制御装置によれば、第３のリレーのオフ故障に起因して、第１および第２のリレーについて誤った溶着判定がなされるのを回避することができる。

好ましくは、故障診断手段は、第３および第４のリレーをオンしたときに所定のしきい値を下回る電流が前記電流センサによって検出されると、前記第３のリレーがオフ故障していると診断する。

上記の電源制御装置によれば、起動時において、第３のリレーのオフ故障を容易に診断することができる。

この発明によれば、起動時において、第１および第２のリレーの溶着を迅速に判定することができる。その結果、フェイルセーフ機能が確保され、信頼性の改善を図ることができる。

さらに、この発明によれば、起動時において、第１〜第３のリレーの全てについて、溶着しているか否かを迅速に判定することができる。

また、この発明によれば、起動時において、第３のリレーのオフ故障を診断できる。その結果、コンデンサがプリチャージ不能となった場合の要因特定が容易化される。また、第３のリレーのオフ故障に起因して生じ得る突入電流を未然に防止することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電源制御装置を備えるモータ駆動装置の概略ブロック図である。

図１を参照して、モータ駆動装置１００は、直流電源１０と、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧと、抵抗Ｒと、電流センサ１２，２４と、コンデンサ１３と、電圧センサ１４と、インバータ２０と、制御装置３０とを備える。

交流モータＭ１は、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。また、交流モータＭ１は、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえばエンジンを始動し得るようなモータである。

システムリレーＳＭＲＢは、直流電源１０の正極とコンデンサ１３の正極との間に直列に接続される。システムリレーＳＭＲＧは、直流電源１０の負極とコンデンサ１３の負極との間に直列に接続される。システムリレーＳＭＲＰおよび抵抗Ｒは、直流電源１０の負極とコンデンサ１３の負極との間に、システムリレーＳＭＲＧに並列に接続される。

コンデンサ１３は、インバータ２０の入力側に設けられる。インバータ２０は、Ｕ相アーム２１と、Ｖ相アーム２２と、Ｗ相アーム２３とからなる。Ｕ相アーム２１、Ｖ相アーム２２およびＷ相アーム２３は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。

Ｕ相アーム２１は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２からなる。Ｖ相アーム２２は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４からなる。Ｗ相アーム２３は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６からなる。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ接続されている。

各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通に接続されて構成される。Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点にそれぞれ接続されている。

直流電源１０は、ニッケル水素またはリチウムイオンなどの二次電池からなる。
システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧは、それぞれ、制御装置３０からの信号ＳＥＢ，ＳＥＰ，ＳＥＧによってオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧは、それぞれ、Ｈ（論理ハイ）の信号ＳＥＢ，ＳＥＰ，ＳＥＧによってオンされ、Ｌ（論理ロー）の信号ＳＥＢ，ＳＥＰ，ＳＥＧによってオフされる。

電流センサ１２は、システムリレーＳＭＲＰと直列接続される抵抗Ｒを流れる直流電流Ｉｐ（以下、「プリチャージ電流Ｉｐ」とも称する）を検出し、その検出したプリチャージ電流Ｉｐを制御装置３０へ出力する。

コンデンサ１３は、直流電源１０から供給された直流電圧を平滑化してインバータ２０に供給する。電圧センサ１４は、コンデンサ１３の両端の電圧Ｖｍを検出し、その検出した電圧Ｖｍを制御装置３０へ出力する。

インバータ２０は、制御装置２０からの信号ＰＷＭに応じて、コンデンサ１３からの直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動するとともに、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ１３を介して直流電源１０に供給する。

電流センサ２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、電流センサ１２からプリチャージ電流Ｉｐを受け、電圧センサ１４から電圧Ｖｍを受け、モータ駆動装置１００の外部に設けられた外部ＥＣＵ（Electrical Control Unit）からトルク指令値ＴＲを受け、イグニッションキー（図示せず）から信号ＩＧを受け、電流センサ２４からモータ電流ＭＣＲＴを受ける。

制御装置３０は、イグニッションキーからＨレベルの信号ＩＧを受けると、後述する方法によって、電流センサ１２から受けたプリチャージ電流Ｉｐに基づいて、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着を判定する。そして、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの少なくとも１つが溶着していると判定したとき、警告ランプ４０を点灯するための信号ＥＭＧを生成して警告ランプ４０へ出力する。警告ランプ４０は、制御装置３０からの信号ＥＭＧに応じて点灯する。

一方、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが溶着してないと判定したとき、コンデンサ１３をプリチャージするように、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧを制御する。

さらに、制御装置３０は、コンデンサ１３のプリチャージ完了後、電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲおよびモータ電流ＭＣＲＴに基づいて信号ＰＷＭを生成し、その生成した信号ＰＷＭをインバータ２０のＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６へ出力する。

より具体的には、制御装置３０は、電圧Ｖｍ、トルク指令値ＴＲおよびモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を演算し、その演算結果に基づいて、ＮＰＮトランジスタＱ１〜Ｑ６を実際にオン／オフする信号ＰＷＭを生成する。

図２は、図１に示すシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着を判定する動作を説明するためのタイミングチャートである。

図２を参照して、外部ＥＣＵからの信号ＩＧがタイミングｔ１でＬレベルからＨレベルに切換えられてイグニッションキーがオンされると、制御装置３０は、タイミングｔ２でＨレベルの信号ＳＥＰのみを生成してシステムリレーＳＭＲＰへ出力する。これにより、システムリレーＳＭＲＰのみがオン（導通状態に相当）される。なお、信号ＳＥＰは、タイミングｔ３でＬレベルに切換えられる。すなわち、制御装置３０は、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの期間Ｔ１の間、システムリレーＳＭＲＰのみをオンする。

ここで、制御装置３０は、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの期間Ｔ１において、電流センサ１２からのプリチャージ電流Ｉｐに基づいて、システムリレーＳＭＲＢが溶着しているか否かを判定する。詳細には、システムリレーＳＭＲＰのみがタイミングｔ２でオンされた後、曲線ｋ１で示すように、基準値Ｉｓｔｄを超えて急峻に上昇し、その後、減少するように変化するプリチャージ電流Ｉｐが電流センサ１２によって検出されたとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＢが溶着していると判定する。また、この期間Ｔ１において、直線ｋ２で示すように略零のプリチャージ電流Ｉｐが電流センサ１２によって検出されたとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＢは溶着していないと判定する。

次に、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＢが溶着していないと判定したとき、タイミングｔ４でＨレベルの信号ＳＥＢを生成してシステムリレーＳＭＲＢへ出力する。さらに、制御装置３０は、続くタイミングｔ５でＨレベルの信号ＳＥＰを生成してシステムリレーＳＭＲＰへ出力する。これにより、直流電源１０は、システムリレーＳＭＲＢと、システムリレーＳＭＲＰおよび抵抗Ｒとを介して、コンデンサ１３に接続される。そして、直流電源１０は、コンデンサ１３のプリチャージを開始する。

ここで、タイミングｔ５でコンデンサ１３のプリチャージが開始されると、制御装置３０は、電流センサ１２からのプリチャージ電流Ｉｐに基づいて、システムリレーＳＭＲＧが溶着しているか否かを判定する。

詳細には、タイミングｔ５でシステムリレーＳＭＲＢと、システムリレーＳＭＲＰおよび抵抗Ｒとを介して、直流電源１０からコンデンサ１３に直流電圧が供給されると、プリチャージ電流Ｉｐは、曲線ｋ４で示すように、急峻に上昇し、その後、徐々に減少する。なお、タイミングｔ５におけるプリチャージ電流Ｉｐの瞬時値は、抵抗Ｒの抵抗値と直流電源１０の電源電圧との関係から一義的に決まる電流値となる。

しかしながら、システムリレーＳＭＲＧが溶着していれば、コンデンサ１３は、システムリレーＳＭＲＢと、システムリレーＳＭＲＰおよび抵抗Ｒと、システムリレーＳＭＲＧとを介して直流電源１０と接続され、直流電源１０から電力の供給を受けて充電されることになる。この場合、直流電流は、直流電源１０〜システムリレーＳＭＲＢ〜コンデンサ１３〜システムリレーＳＭＲＧ〜直流電源１０からなる経路を主経路として流れることから、プリチャージ電流Ｉｐは、波形ｋ５で示すように、波形ｋ４で示す電流レベルよりも著しく低い電流値となる。

そこで、制御装置３０は、車両システムの起動時に行なわれるコンデンサ１３のプリチャージにおいて、抵抗Ｒを流れるプリチャージ電流Ｉｐに基づいて、システムリレーＳＭＲＧの溶着を判定する。詳細には、制御装置３０は、タイミングｔ５以降の期間Ｔ３において、電流センサ１２からのプリチャージ電流Ｉｐに基づいて、システムリレーＳＭＲＧが溶着しているか否かを判定する。

具体的には、タイミングｔ４でシステムリレーＳＭＲＢがオンされたことに続いて、タイミングｔ５でシステムリレーＳＭＲＰがオンされた後、曲線ｋ５で示すように、基準値Ｉｓｔｄを下回るプリチャージ電流Ｉｐが電流センサ１２によって検出されたとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＧが溶着していると判定する。また、この期間Ｔ３において、曲線ｋ４で示すように、基準値Ｉｓｔｄを超えて急峻に上昇し、その後、減少するように変化するプリチャージ電流Ｉｐが電流センサ１２によって検出されたとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＢが溶着していないと判定する。

そして、期間Ｔ３において、システムリレーＳＭＲＧが溶着していないと判定されると、制御装置３０は、さらに、電圧センサ１４からの電圧Ｖｍがコンデンサ１３における所定のプリチャージ電圧に到達したか否かを判定する。このとき、電圧Ｖｍがプリチャージ電圧に達したと判定されると、制御装置３０は、タイミングｔ６でＨレベルの信号ＳＥＧを生成してシステムリレーＳＭＲＧへ出力し、タイミングｔ７でＬレベルの信号ＳＥＰを生成してシステムリレーＳＭＲＰへ出力する。

なお、制御装置３０は、電圧Ｖｍがプリチャージ電圧に到達し得る期間が経過したと判断されたことに応じて、Ｈレベルの信号ＳＥＧを生成しても良い。

Ｈレベルの信号ＳＥＧがタイミングｔ６でシステムリレーＳＭＲＧへ出力されると、直流電源１０は、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを介してコンデンサ１３に直流電圧を供給するので、コンデンサ１３のプリチャージが終了する。

以上のような構成とすることにより、システムリレーＳＭＲＧがオンされた後にシステムリレーＳＭＲＰがオフされ、コンデンサ１３への突入電流を防止して直流電源１０からコンデンサ１３へ直流電圧を供給できる。そして、コンデンサ１３は、直流電源１０からの直流電圧を平滑化してインバータ２０へ供給する。

以上のように、この発明の電源制御装置によれば、車両システムの起動時において、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着を個別に判定することができ、信頼性を確保できる。なお、システムリレーＳＭＲＰについては、たとえ溶着していても突入電流の発生を招くことにはならないため、フェイルセーフの点からは溶着判定の必然性が低いと言える。

また、制御装置３０は抵抗Ｒを流れるプリチャージ電流Ｉｐに基づいて溶着を判定することから、コンデンサ１２の両端の電圧Ｖｍに基づいて溶着判定を行なう従来の溶着判定方法に対して、より迅速に判定を行なうことができる。

図３は、図１に示すシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着を判定するための動作を説明するためのフローチャートである。

図３を参照して、イグニッションキーがオンされると（ステップＳ０１）、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＥＲＰを生成してシステムリレーＳＭＲＰへ出力し、システムリレーＳＭＲＰのみをオンする（ステップＳ０２）。その後、制御装置３０は、電流センサ１２からプリチャージ電流Ｉｐを受け、その受けたプリチャージ電流Ｉｐが基準値Ｉｓｔｄ以上であるか否かを判定する（ステップＳ０３）。

ステップＳ０３において、プリチャージ電流Ｉｐが基準値Ｉｓｔｄ以上であるとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＢが溶着していると判定する（ステップＳ０４）。

一方、ステップＳ０３において、プリチャージ電流Ｉｐが基準値Ｉｓｔｄよりも小さいとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＢは正常である（溶着していない）と判定し、Ｌレベルの信号ＳＥＰを生成してシステムリレーＳＭＲＰへ出力し、システムリレーＳＭＲＰをオフする（ステップＳ０５）。さらに、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＥＢを生成して、システムリレーＳＭＲＢのみをオンすると（ステップＳ０６）、続いて、Ｈレベルの信号ＳＥＰを生成してシステムリレーＳＭＲＰへ出力し、システムリレーＳＭＲＰをもオンする（ステップＳ０７）。これにより、直流電源Ｂは、システムリレーＳＭＲＢとシステムリレーＳＭＲＰおよび抵抗Ｒとを介して、コンデンサ１３の両端に接続され、コンデンサ１３のプリチャージを開始する。

ここで、制御装置３０は、プリチャージ開始後のプリチャージ電流Ｉｐを電流センサ１２から受けると、その受けたプリチャージ電流Ｉｐが基準値Ｉｓｔｄよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ０８）。そして、プリチャージ電流Ｉｐが基準値Ｉｓｔｄよりも小さいとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＧが溶着していると判定する（ステップＳ０９）。

一方、ステップＳ０９において、プリチャージ電流Ｉｐが基準値Ｉｓｔｄ以上のとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＰは正常である（溶着していない）と判定する（ステップＳ１１）。

そして、制御装置３０は、ステップＳ０４，Ｓ０９の後、信号ＥＭＧを生成して警告ランプ４０へ出力する。警告ランプ４０は、信号ＥＭＧに応じて点灯する（ステップＳ１０）。この場合、モータ駆動装置１００は起動されない。

なお、制御装置３０によるシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着判定は、実際にはＣＰＵにより実行され、ＣＰＵは、図３に示す各ステップを備えるプログラムをＲＯＭから読出し、図３に示す各ステップを実行してシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着を判定する。

したがって、ＲＯＭは、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着を判定する制御をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、モータ駆動装置１００の起動時において、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが個別に溶着判定されることから、フェイルセーフ機能が保証される。

また、抵抗Ｒを流れるプリチャージ電流Ｉｐに基づいてシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着を判定することから、モータ駆動装置１００の起動時において、迅速にシステムリレーの溶着を判定できる。

［実施の形態２］
図４は、図１に示すシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの溶着を判定する動作を説明するための他のタイミングチャートである。

図４を参照して、タイミングｔ４からタイミングｔ５までの期間Ｔ２においては、システムリレーＳＭＲＢのみをオンしてシステムリレーＳＭＲＰおよびＳＭＲＧの溶着が判定される。すなわち、図２に示す溶着判定方法は、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを判定対象としたが、図４に示す溶着判定方法は、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの全てを個別に溶着判定することを特徴とする。

詳細には、イグニッションスイッチがオンされると、上述したように、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの期間Ｔ１において、抵抗Ｒを流れるプリチャージ電流Ｉｐに基づいて、システムリレーＳＭＲＢの溶着が判定される。そして、システムリレーＳＭＲＢが溶着していないと判定されると、タイミングｔ４でＨレベルの信号ＳＥＢを生成してシステムリレーＳＭＲＢへ出力する。

タイミングｔ４においてシステムリレーＳＭＲＢのみがオンされたとき、システムリレーＳＭＲＧが溶着していると、コンデンサ１３の両端の電圧Ｖｍは、曲線ｋ６で示すように変化する。すなわち、電圧Ｖｍは、タイミングｔ４以降、所定の昇圧レート（＝ｄＶｍ／ｄｔ）Ｒｓｔｄ１で急峻に増加し、その後、一定値を保持するように変化する。なお、昇圧レートは、図４に示すように、曲線ｋ６に対する接線の傾きに相当する。システムリレーＳＭＲＧが溶着している場合、直流電源１０は、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを介してコンデンサ１３に直流電圧を供給するので、電圧Ｖｍは、急峻に上昇し、その後、一定値を保持することになる。

一方、システムリレーＳＭＲＰが溶着していた場合、電圧Ｖｍは、曲線ｋ７で示すように所定の昇圧レートＲｓｔｄ１よりも低速の昇圧レートＲｓｔｄ２で徐々に増加し、その後、一定値を保持する。なお、システムリレーＳＭＲＰが溶着時の電圧Ｖｍの昇圧レートが、システムリレーＳＭＲＧが溶着時の電圧Ｖｍの昇圧レートに対して低いことは、システムリレーＳＭＲＰが溶着している場合、直流電源１０は、システムリレーＳＭＲＢとシステムリレーＳＭＲＰおよび抵抗Ｒとを介してコンデンサ１３の直流電圧を供給することから、上記のシステムリレーＳＭＲＧが溶着していた場合に対して、電圧Ｖｍの昇圧レートが相対的に低くなることによる。

また、システムリレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰのいずれもが溶着していない場合は、電圧Ｖｍは、曲線ｋ８で示すように、タイミングｔ５でＨレベルの信号ＳＥＰを受けてシステムリレーＳＭＲＰがオンされたことに応じて、徐々に増加する。

したがって、曲線ｋ６で示される電圧Ｖｍの昇圧レートＲｔｓｄ１と、曲線ｋ７で示される電圧Ｖｍの昇圧レートＲｓｔｄ２とを第１および第２の基準値としてそれぞれ設定し、電圧Ｖｍの昇圧レートが第１の基準値Ｒｓｔｄ１以上であるか否かを判定することによって、システムリレーＳＭＲＧが溶着しているか否かを判定できる。さらに、電圧Ｖｍの昇圧レートが第２の基準値Ｒｓｔｄ２以上であって、かつ第１の基準値Ｒｓｔｄ１よりも小さいか否かを判定することによって、システムリレーＳＭＲＰが溶着しているか否かを判定できる。

そこで、制御装置３０は、タイミングｔ４以降、電圧センサ１４からの電圧Ｖｍの昇圧レートを検出し、その検出した電圧Ｖｍの昇圧レートと第１および第２の基準値Ｒｓｔｄ１，Ｒｓｔｄ２との大小を比較して、システムリレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰが溶着しているか否かを判定する。

そして、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰのいずれも溶着していないとき、すなわち、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの全てが溶着していないとき、期間Ｔ３においてコンデンサ１３をプリチャージするようにシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰを制御する。また、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの少なくとも１つが溶着しているとき、信号ＥＭＧを生成して警告ランプ４０へ出力する。この場合、コンデンサ１３のプリチャージは行なわれない。

その他は、図２において説明したとおりである。
図５は、図１に示すシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧの溶着を判定する動作を説明するための他のフローチャートである。図５に示すフローチャートは、図３に示すフローチャートのステップＳ０８〜Ｓ１１を、ステップＳ２０〜Ｓ２５に置換したものであり、その他は、図３に示すフローチャートと同じである。

図５を参照して、ステップＳ０３において、プリチャージ電流Ｉｐが基準値Ｉｓｔｄよりも小さいと判定されたとき、すなわち、システムリレーＳＭＲＢが正常である（溶着していない）と判定されたとき、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＭＲＢを生成してシステムリレーＳＭＲＢのみをオンする（ステップＳ０６）。そして、制御装置３０は、以下の手順により、電圧センサ１４からの電圧Ｖｍの昇圧レートに基づいて、残りのシステムリレーＳＭＲＰ，ＳＭＲＧの溶着を判定する。

詳細には、制御装置３０は、電圧Ｖｍの昇圧レートが第１の基準値Ｒｓｔｄ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。そして、電圧Ｖｍの昇圧レートが第１の基準値Ｒｓｔｄ１以上であるとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＧが溶着していると判定する（ステップＳ２２）。

一方、電圧Ｖｍの昇圧レートが第１の基準値Ｒｓｔｄ１よりも小さいとき、制御装置３０は、さらに、電圧Ｖｍの昇圧レートが第２の基準値Ｒｓｔｄ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。そして、電圧Ｖｍの昇圧レートが第２の基準値Ｒｓｔｄ２以上であるとき、すなわち、昇圧レートが第２の基準値Ｒｓｔｄ２以上であって、かつ第１の基準値Ｒｓｔｄ１よりも小さいとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＰが溶着していると判定する（ステップＳ２３）。また、制御装置３０は、電圧Ｖｍの昇圧レートが第２の基準値Ｒｓｔｄ２よりも小さいとき、システムリレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰが正常である（溶着していない）、すなわち、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの全てが正常であると判定する。

そして、ステップＳ０４，Ｓ２２，Ｓ２３のいずれかの後、制御装置３０は、信号ＥＭＧを生成して警告ランプ４０へ出力し、警告ランプ４０は点灯する（ステップＳ２４）。

以上のように、この発明の実施の形態２によれば、制御装置３０は、抵抗Ｒを流れるプリチャージ電流Ｉｐおよびコンデンサ１３の両端の電圧Ｖｍに基づいて、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの全てについて、溶着しているか否かを判定する。したがって、モータ駆動装置１００の起動時において、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの全てについて、個別に溶着を判定することが可能となる。

また、制御装置３０は、プリチャージ電流Ｉｐに加えて、電圧Ｖｍの昇圧レートに基づいてシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの溶着を判定することから、電圧Ｖｍの大きさに基づいて溶着を判定する従来の溶着判定方法に対して、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの溶着を迅速に判定できる。

［実施の形態３］
図６は、この発明の実施の形態３による電源制御装置を備えるモータ駆動装置の概略ブロック図である。

図６を参照して、モータ駆動装置１００Ａは、直流電源１０と、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧと、抵抗Ｒと、電流センサ１１，１２，２４と、コンデンサ１３と、電圧センサ１４と、インバータ２０と、制御装置３０とを備える。なお、図６のモータ駆動装置１００Ａは、図１のモータ駆動装置１００に対して、直流電源１０を流れる直流電流Ｉｂを検出するための電流センサ１１を追加したものである。よって、図１と重複する部位についての詳細な説明は省略する。

電流センサ１１は、直流電源１０に流れる直流電流Ｉｂを検出し、その検出した直流電流Ｉｂを制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、電流センサ１１から直流電流Ｉｂを受け、電流センサ１２からプリチャージ電流Ｉｐを受け、電圧センサ１４から電圧Ｖｍを受け、モータ駆動装置１００の外部に設けられた外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲを受け、イグニッションキー（図示せず）から信号ＩＧを受け、電流センサ２４からモータ電流ＭＣＲＴを受ける。

制御装置３０は、イグニッションキーからＨレベルの信号ＩＧを受けると、後述する方法によって、電流センサ１１，１２の各々から受けた直流電流Ｉｂおよびプリチャージ電流Ｉｐに基づいて、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの溶着を判定する。そして、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの少なくとも１つが溶着していると判定したとき、信号ＥＭＧを生成して警告ランプ４０へ出力する。警告ランプ４０は、制御装置３０からの信号ＥＭＧに応じて点灯する。

一方、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰが溶着してないと判定したとき、コンデンサ１３をプリチャージするように、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧを制御する。

図７は、図６に示すシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの溶着を判定する動作を説明するためのタイミングチャートである。

図７を参照して、タイミングｔ４からタイミングｔ５までの期間Ｔ２においては、システムリレーＳＭＲＢのみをオンしてシステムリレーＳＭＲＰおよびＳＭＲＧの溶着が判定される。すなわち、図２に示す溶着判定方法は、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを判定対象としたが、図７に示す溶着判定方法は、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの全てを判定対象とし、個々の溶着を判定することを特徴とする。

タイミングｔ４においてシステムリレーＳＭＲＢのみがオンされたとき、システムリレーＳＭＲＧが溶着していると、直流電源１０を流れる直流電流Ｉｂは、曲線ｋ１１で示すように変化する。すなわち、直流電流Ｉｂは、タイミングｔ４以降、第１の基準値Ｉｂｓｔｄ１を超えて急峻に上昇し、その後、減少するように変化する。システムリレーＳＭＲＧが溶着している場合、直流電流Ｉｂは、直流電源１０〜システムリレーＳＭＲＢ〜コンデンサ１３〜システムリレーＳＭＲＧ〜直流電源１０を径路として流れることから、当該径路の抵抗値で決まる電流値まで急峻に上昇することになる。

一方、システムリレーＳＭＲＰが溶着していた場合、直流電流Ｉｂは、曲線ｋ１２で示すように第１の基準値Ｉｂｓｔｄ１よりも低電流である第２の基準値Ｉｂｓｔｄ２を超えて上昇し、その後、減少するように変化する。これは、システムリレーＳＭＲＰが溶着している場合、直流電流Ｉｂは、直流電源１０〜システムリレーＳＭＲＢ〜コンデンサ１３〜システムリレーＳＭＲＰおよび抵抗Ｒ〜直流電源１０を径路として流れることから、上記のシステムリレーＳＭＲＧが溶着していた場合に対して、そのピークが相対的に低くなることに起因する。

なお、システムリレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰのいずれもが溶着していない場合は、直流電流Ｉｂは、曲線ｋ１３で示すように、タイミングｔ５でＨレベルの信号ＳＥＰを受けてシステムリレーＳＭＲＰがオンされたことに応じて、急峻に増加し、その後、減少する波形となる。

したがって、曲線ｋ１１で示される直流電流Ｉｂおよび曲線ｋ１２で示される直流電流Ｉｂの値から第１および第２の基準値Ｉｂｓｔｄ１，Ｉｂｓｔｄ２をそれぞれ設定し、直流電流Ｉｂが第１の基準値Ｉｂｓｔｄ１以上であるか否かを判定することによって、システムリレーＳＭＲＧが溶着しているか否かを判定できる。さらに、直流電流Ｉｂが第２の基準値Ｉｂｓｔｄ２以上であって、かつ第１の基準値Ｉｂｓｔｄ１よりも小さいか否かを判定することによって、システムリレーＳＭＲＰが溶着しているか否かを判定できる。

そこで、制御装置３０は、タイミングｔ４以降、電流センサ１１からの直流電流Ｉｂを検出し、その検出した直流電流Ｉｂと第１および第２の基準値Ｉｂｓｔｄ１，Ｉｂｓｔｄ２との大小を比較して、システムリレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰが溶着しているか否かを判定する。

その他は、図２において説明したとおりである。
図８は、図６に示すシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧの溶着を判定する動作を説明するためのフローチャートである。図８に示すフローチャートは、図３に示すフローチャートのステップＳ０８〜Ｓ１１を、ステップＳ３０〜Ｓ３５に置換したものであり、その他は、図３に示すフローチャートと同じである。

図８を参照して、ステップＳ０３において、プリチャージ電流Ｉｐが基準値Ｉｓｔｄよりも小さいと判定されたとき、すなわち、システムリレーＳＭＲＢが正常である（溶着していない）と判定されたとき、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＭＲＢを生成してシステムリレーＳＭＲＢのみをオンする（ステップＳ０６）。そして、制御装置３０は、以下の手順により、電流センサ１１からの直流電流Ｉｂに基づいて、残りのシステムリレーＳＭＲＰ，ＳＭＲＧの溶着を判定する。

詳細には、制御装置３０は、直流電流Ｉｂが第１の基準値Ｉｂｓｔｄ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。そして、直流電流Ｉｂが第１の基準値Ｉｂｓｔｄ１以上であるとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＧが溶着していると判定する（ステップＳ３２）。

一方、直流電流Ｉｂが第１の基準値Ｉｂｓｔｄ１よりも小さいとき、制御装置３０は、さらに、直流電流Ｉｂが第２の基準値Ｉｂｓｔｄ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。そして、直流電流Ｉｂが第２の基準値Ｉｂｓｔｄ２以上であるとき、すなわち、直流電流Ｉｂが第２の基準値Ｉｂｓｔｄ２以上であって、かつ第１の基準値Ｉｂｓｔｄ１よりも小さいとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＰが溶着していると判定する（ステップＳ３３）。また、制御装置３０は、直流電流Ｉｂが第２の基準値Ｉｂｓｔｄ２よりも小さいとき、システムリレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰが正常である（溶着していない）、すなわち、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの全てが正常であると判定する（ステップＳ３５）。

そして、ステップＳ０４，Ｓ３２，Ｓ３３のいずれかの後、制御装置３０は、信号ＥＭＧを生成して警告ランプ４０へ出力し、警告ランプ４０は点灯する（ステップＳ３４）。

以上のように、この発明の実施の形態３によれば、制御装置３０は、抵抗Ｒを流れるプリチャージ電流Ｉｐおよび直流電源Ｂを流れる直流電流Ｉｂに基づいて、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの全てについて、溶着しているか否かを判定する。したがって、モータ駆動装置１００の起動時において、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの全てについて、個別に溶着を判定することが可能となる。

また、制御装置３０は、プリチャージ電流Ｉｐに加えて、直流電流Ｉｂに基づいてシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの溶着を判定することから、コンデンサ１３の両端の電圧Ｖｍの大きさに基づいて溶着を判定する従来の溶着判定方法に対して、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの溶着を迅速に判定できる。

［実施の形態４］
図９は、この発明の実施の形態４による電源制御装置を備えるモータ駆動装置の概略ブロック図である。

図９を参照して、モータ駆動装置１００Ｂは、直流電源１０と、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧと、抵抗Ｒと、自己診断リレーＳＤＲと、電流センサ１２，２４と、コンデンサ１３と、電圧センサ１４と、インバータ２０と、制御装置３０とを備える。なお、図９のモータ駆動装置１００Ｂは、図１のモータ駆動装置１００に対して、自己診断リレーＳＤＲを追加したものである。よって、図１と重複する部位についての詳細な説明は省略する。

自己診断リレーＳＤＲは、半導体リレーからなり、コレクタ電極が直流電源１０の正極に接続され、エミッタ電極が抵抗ＲおよびシステムリレーＳＭＲＰとを介して直流電源１０の負極に接続される。

なお、自己診断リレーＳＤＲのコレクタ電極は、図９に示すように、直流電源１０を構成する複数個の二次電池のうちの１個の二次電池の正極に接続される。これにより、後述するシステムリレーＳＭＲＰの故障診断において、自己診断リレーＳＤＲに流れる電流を低電流に抑えられるため、自己診断リレーＳＤＲを小型の半導体リレーで構成することができる。その結果、自己診断リレーＳＤＲを付加したことによって装置の規模およびコストが増加するのを抑えることができる。なお、自己診断リレーＳＤＲとして機械式リレーを用いた場合においても、小型化させることができる。

自己診断リレーＳＤＲは、制御装置３０からの信号ＳＤをゲートに受けると、その信号ＳＤによってオン／オフされる。より具体的には、自己診断リレーＳＤＲは、Ｈレベルの信号ＳＤによってオンされ、Ｌレベルの信号ＳＤによってオフされる。

そして、自己診断リレーＳＤＲがオンされると、１個の二次電池、抵抗Ｒ、システムリレーＳＭＲＰおよび自己診断リレーＳＤＲからなる閉回路が形成される。本実施の形態による電源制御装置は、この閉回路において、システムリレーＳＭＲＰをオンしたときに電流センサ１２から受けたプリチャージ電流Ｉｐに基づいて、システムリレーＳＭＲＰのオフ故障を自己診断する故障診断手段をさらに備えることを特徴とする。

なお、システムリレーＳＭＲＰのオフ故障とは、システムリレーＳＭＲＰが断線等によってオンされない（すなわち、導通状態とならない）故障を意味する。なお、これに対して、上述したようなシステムリレーが溶着によってオフされない（すなわち、非導通状態とならない）故障は、オン故障とも称される。

制御装置３０は、イグニッションキーからＨレベルの信号ＩＧを受けると、最初に、後述する方法によって、電流センサ１２から受けたプリチャージ電流Ｉｐに基づいて、システムリレーＳＭＲＰの故障診断を行なう。そして、システムリレーＳＭＲＰがオフ故障していないと診断されると、プリチャージ電流Ｉｐに基づいて、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着を判定する。そして、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＰがオフ故障していない、かつ、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧのいずれもが溶着してないと判定したとき、期間Ｔ３においてコンデンサ１３をプリチャージするように、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧを制御する。

一方、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＰがオフ故障している、あるいは、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの少なくとも１つが溶着していると判定したとき、信号ＥＭＧを生成して警告ランプ４０へ出力する。警告ランプ４０は、制御装置３０からの信号ＥＭＧに応じて点灯する。この場合、コンデンサ１３のプリチャージは行なわれない。

図１０は、図９に示すシステムリレーＳＭＲＰの故障診断と、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着判定とを説明するためのタイミングチャートである。

図１０を参照して、本実施の形態による溶着判定方法は、図２に示す溶着判定方法に対して、タイミングｔ２以前のタイミングｔ１０からタイミングｔ１１の期間Ｔｄにおいて、システムリレーＳＭＲＰのオフ故障が診断される点が相違する。すなわち、図１０に示す溶着判定方法では、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着判定が行なわれるのに先立って、システムリレーＳＭＲＰのオフ故障が診断される。

詳細には、外部ＥＣＵからの信号ＩＧがタイミングｔ１でＬレベルからＨレベルに切換えられてイグニッションキーがオンされると、制御装置３０は、タイミングｔ１０でＨレベルの信号ＳＤ，ＳＥＰを生成し、その生成した信号ＳＤ，ＳＥＰを自己診断リレーＳＤＲおよびシステムリレーＳＭＲＰへそれぞれ出力する。これにより、自己診断リレーＳＤＲとシステムリレーＳＭＲＰとがオンされる。そして、１個の二次電池〜自己診断リレーＳＤ〜システムリレーＳＭＲＰ〜抵抗Ｒを電流経路とする閉回路が形成される。

なお、信号ＳＤ，ＳＥＰは、タイミングｔ１１でＬレベルに切換えられる。すなわち、制御装置３０は、タイミングｔ１０からタイミングｔ１１までの期間Ｔｄの間、自己診断リレーＳＤとシステムリレーＳＭＲＰとをオンする。

ここで、制御装置３０は、タイミングｔ１０からタイミングｔ１１までの期間Ｔｄにおいて、電流センサ１２からのプリチャージ電流Ｉｐに基づいて、システムリレーＳＭＲＰがオフ故障しているか否かを診断する。詳細には、自己診断リレーＳＤＲとシステムリレーＳＭＲＰとがタイミングｔ１０でオンされた後、直線ｋ１６で示すように、しきい値Ｉｓｔｄ０を下回るプリチャージ電流Ｉｐが電流センサ１２によって検出されたとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＰがオフ故障していると診断する。これは、システムリレーＳＭＲＰが断線等によってオフ故障していれば、上述した閉回路において電流経路が遮断され、抵抗Ｒを流れるプリチャージ電流Ｉｐが略零レベルとなることに基づくものである。

また、この期間Ｔｄにおいて、曲線ｋ１６で示すように、しきい値Ｉｓｔｄ０以上となるプリチャージ電流Ｉｐが電流センサ１２によって検出されたとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＰがオフ故障していないと診断する。

以上のように、本実施の形態による電源制御装置にシステムリレーＳＭＲＰの故障診断手段を設けた理由としては、コンデンサ１３がプリチャージ不能となる異常が生じたときに、その要因の特定を容易化することが挙げられる。

詳細には、コンデンサ１３がシステムリレーＳＭＲＢとシステムリレーＳＭＲＰおよび抵抗Ｒとを介して直流電源１０に電気的に接続されることにより、コンデンサ１３のプリチャージが開始される。ここで、システムリレーＳＭＲＰがオフ故障していた場合には、コンデンサ１３と直流電源１０とが電気的に非接続となるため、コンデンサ１３のプリチャージを行なうことが出来なくなる。

しかしながら、現状の電源制御装置では、プリチャージを行なう前にシステムリレーＳＭＲＰのオフ故障を検出することができない。そのため、実際にコンデンサのプリチャージを開始し、正常にプリチャージが行なわれないときに初めてシステムリレーＳＭＲ１のオフ故障が検討されることになる。ところが、コンデンサのプリチャージが不能となる要因としては、システムリレーＳＭＲ１のオフ故障以外にも、数多く電気部品の故障が関与し得ることから、その特定が困難であり、多くの時間と労力とが費やされることとなる。

これに対して、この発明は、システムリレーＳＭＲＰのオフ故障を診断し、オフ故障していないことに応じて、コンデンサ１３のプリチャージを行なう構成とする。そのため、万一コンデンサ１３がプリチャージ不能となった場合においても、その要因の特定が容易化される。また、オフ故障が診断されたときにはプリチャージを禁止することにより、突入電流の発生を未然に防止することができる。

そして、タイミングｔ１０からタイミングｔ１１までの期間Ｔｄにおいて、システムリレーＳＭＲＰがオフ故障していないと診断されると、制御装置３０は、タイミングｔ２以降において、電流センサ１２からのプリチャージ電流Ｉｐに基づいて、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着判定を行なう。この溶着判定の詳細については、図２において説明したとおりである。そして、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧのいずれもが溶着していないと判定されると、制御装置３０は、期間Ｔ３において、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧを制御してコンデンサ１３のプリチャージを開始する。

なお、図１０の溶着判定方法において、システムリレーＳＭＲＰの故障診断を、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰの溶着判定に先立って行なうこととしたのは、システムリレーＳＭＲＰがオフ故障したときに、プリチャージ電流Ｉｐに基づくシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着判定に誤判定が生じるのを回避するためである。

図１１は、図９に示すシステムリレーＳＭＲＰの故障診断およびシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着判定を説明するためのフローチャートである。図１１に示すフローチャートは、図３に示すフローチャートのステップＳ０１とステップＳ０２との間に、ステップＳ１００〜Ｓ１０２を付加したものであり、その他は、図３に示すフローチャートと同じである。

図１１を参照して、イグニッションキーがオンされると（ステップＳ０１）、制御装置３０は、Ｈレベルの信号ＳＤ，ＳＥＰを生成して自己診断リレーＳＤＲおよびシステムリレーＳＭＲＰへそれぞれ出力し、自己診断リレーＳＤＲとシステムリレーＳＭＲＰとをオンする（ステップＳ１００）。その後、制御装置３０は、電流センサ１２からプリチャージ電流Ｉｐを受け、その受けたプリチャージ電流Ｉｐがしきい値Ｉｓｔｄ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

ステップＳ１０１において、プリチャージ電流Ｉｐがしきい値Ｉｓｔｄ０よりも小さいとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＰがオフ故障していると判定する（ステップＳ１０２）。

一方、ステップＳ１０１において、プリチャージ電流Ｉｐがしきい値Ｉｓｔｄ０以上であるとき、制御装置３０は、システムリレーＳＭＲＰはオフ故障していないと判定されると、ステップＳ０２〜Ｓ１１に示す一連の動作を実行してシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着を判定する。

そして、ステップＳ１０２，Ｓ０４，Ｓ０９のいずれかの後、制御装置３０は、信号ＥＭＧを生成して警告ランプ４０へ出力し、警告ランプ４０は点灯する（ステップＳ１０）。

以上のように、この発明の実施の形態４によれば、制御装置３０は、起動時において、抵抗Ｒを流れるプリチャージ電流Ｉｐに基づいてシステムリレーＳＭＲＰがオフ故障しているか否かを診断する。したがって、モータ駆動装置１００Ｂにおいてコンデンサ１３がプリチャージ不能となった場合に、その要因特定を容易化することができる。また、システムリレーＳＭＲＰのオフ故障に起因して発生し得る突入電流を未然に防止することができる。

なお、この発明において、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰ、自己診断リレーＳＤＲ、電流センサ１１，１２、コンデンサ１３、電圧センサ１４および制御装置３０は、この発明による「電源制御装置」を構成する。

また、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの溶着を判定する制御装置３０は、「判定手段」を構成する。

今回開示された実施の形態はすべ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。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、起動時に迅速にリレーの溶着を判定可能な電源制御装置に適用される。

この発明の実施の形態１による電源制御装置を備えるモータ駆動装置の概略ブロック図である。図１に示すシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着を判定する動作を説明するためのタイミングチャートである。図１に示すシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着を判定するための動作を説明するためのフローチャートである。図１に示すシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの溶着を判定する動作を説明するための他のタイミングチャートである。図１に示すシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧの溶着を判定する動作を説明するための他のフローチャートである。この発明の実施の形態３による電源制御装置を備えるモータ駆動装置の概略ブロック図である。図６に示すシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの溶着を判定する動作を説明するためのタイミングチャートである。図６に示すシステムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧの溶着を判定する動作を説明するためのフローチャートである。この発明の実施の形態４による電源制御装置を備えるモータ駆動装置の概略ブロック図である。図９に示すシステムリレーＳＭＲＰの故障診断と、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着判定とを説明するためのタイミングチャートである。図９に示すシステムリレーＳＭＲＰの故障診断と、システムリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの溶着判定とを説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０直流電源、１２，２４電流センサ、１４電圧センサ、２０インバータ、２１Ｕ相アーム、２２Ｖ相アーム、２３Ｗ相アーム、３０制御装置、４０警告ランプ、１００，１００Ａ，１００Ｂモータ駆動装置、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＰ，ＳＭＲＧシステムリレー、ＳＤＲ自己診断リレー、Ｒ抵抗、Ｑ１〜Ｑ６ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ６ダイオード、Ｍ１交流モータ。

Claims

直流電源の一方極に接続された第１のリレーと、
前記直流電源の他方極に接続された第２のリレーと、
前記直流電源の他方極に、前記第２のリレーと並列に接続された第３のリレーおよび抵抗と、
前記抵抗を流れる電流を検出する電流センサと、
前記電流センサによって検出された電流に基づいて前記第１および第２のリレーの溶着を判定する判定手段とを備える、電源制御装置。
前記判定手段は、前記第３のリレーのみをオンしたときに所定の基準値以上の電流が前記電流センサによって検出されると、前記第１のリレーが溶着していると判定する、請求項１に記載の電源制御装置。
前記判定手段は、前記第１および第３のリレーをオンしたときに前記所定の基準値を下回る電流が前記電流センサによって検出されると、前記第２のリレーが溶着していると判定する、請求項２に記載の電源制御装置。
直流電源の一方極に接続された第１のリレーと、
前記直流電源の他方極に接続された第２のリレーと、
前記直流電源の他方極に、前記第２のリレーと並列に接続された第３のリレーおよび抵抗と、
前記抵抗を流れる電流を検出する電流センサと、
一方端子が前記第１のリレーを介して前記直流電源の一方極側に接続され、他方端子が前記第２のリレーと前記第３のリレーおよび抵抗とを介して前記直流電源の他方極側に接続された容量素子と、
前記容量素子の両端の電圧を検出する電圧センサと、
前記電流センサによって検出された電流に基づいて前記第１のリレーの溶着を判定し、前記電圧センサによって検出された電圧に基づいて前記第２および第３のリレーの溶着を判定する判定手段とを備える、電源制御装置。
前記判定手段は、前記第３のリレーのみをオンしたときに所定の基準値以上の電流が前記電流センサによって検出されると、前記第１のリレーが溶着していると判定する、請求項４に記載の電源制御装置。
前記判定手段は、前記第１のリレーのみをオンしたときに、前記電圧センサによって検出された電圧の昇圧レートが第１の基準値以上であると、前記第２のリレーが溶着していると判定する、請求項５に記載の電源制御装置。
前記判定手段は、前記第１のリレーのみをオンしたときに、前記電圧センサによって検出された電圧の昇圧レートが前記第１の基準値よりも低い第２の基準値以上であり、かつ前記第１の基準値よりも小さいとき、前記第３のリレーが溶着していると判定する、請求項６に記載の電源制御装置。
直流電源の一方極に接続された第１のリレーと、
前記直流電源の他方極に接続された第２のリレーと、
前記直流電源の他方極に、前記第２のリレーと並列に接続された第３のリレーおよび抵抗と、
前記抵抗を流れる電流を検出する第１の電流センサと、
前記直流電源から流れ出る直流電流を検出する第２の電流センサと、
前記第１の電流センサによって検出された電流に基づいて前記第１のリレーの溶着を判定し、前記第２の電流センサによって検出された電流に基づいて前記第２および第３のリレーの溶着を判定する判定手段とを備える、電源制御装置。
前記判定手段は、前記第３のリレーのみをオンしたときに、所定の基準値以上の電流が前記電流センサによって検出されると、前記第１のリレーが溶着していると判定する、請求項８に記載の電源制御装置。
前記判定手段は、前記第１のリレーのみをオンしたときに、第１の基準値以上の直流電流が前記第２の電流センサによって検出されると、前記第２のリレーが溶着していると判定する、請求項９に記載の電源制御装置。
前記判定手段は、前記第１のリレーのみをオンしたときに、前記第２の電流センサによって検出された前記直流電流が前記第１の基準値よりも低い第２の基準値以上であり、かつ前記第１の基準値よりも小さいとき、前記第３のリレーが溶着していると判定する、請求項９に記載の電源制御装置。
直流電源の一方極に接続された第１のリレーと、
前記直流電源の他方極に接続された第２のリレーと、
前記直流電源の他方極に、前記第２のリレーと並列に接続された第３のリレーおよび抵抗と、
前記直流電源と前記第３のリレーおよび前記抵抗とからなる閉回路を形成するための第４のリレーと、
前記抵抗を流れる電流を検出する電流センサと、
前記第４のリレーをオンしたときに前記電流センサによって検出された電流に基づいて前記第３のリレーのオフ故障を診断する故障診断手段とを備える、電源制御装置。
前記故障診断手段により前記第３のリレーが正常と診断されたときに、前記電流センサによって検出された電流に基づいて前記第１および第２のリレーの溶着を判定する判定手段をさらに備える、請求項１２に記載の電源制御装置。
前記故障診断手段は、前記第３および第４のリレーをオンしたときに所定のしきい値を下回る電流が前記電流センサによって検出されると、前記第３のリレーがオフ故障していると診断する、請求項１２または請求項１３に記載の電源制御装置。