JP2018095022A - リレー診断装置及びリレー診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載されたリレーの開固着異常及び閉固着異常の有無を容易に診断し得るリレー診断装置及びリレー診断方法を提供する。【解決手段】車両に搭載されるリレーの故障を診断するリレー診断装置において、リレーは、コイル及びスイッチを有し、コイルが通電されると、スイッチが駆動して電流経路を開閉するリレー診断装置であって、スイッチの開閉動作を指示するリレー制御部と、開閉動作の指示に応じてスイッチを駆動するリレー駆動部と、コイルに流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、開閉動作の指示が出力されてから所定時間が経過した後の電流値の推移に特異な変化があるか否かに基づいて、リレーの異常の有無を診断する異常診断部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載された電気部品への電流経路を開閉するリレーの故障の有無を診断するリレー診断装置及びリレー診断方法に関する。

車両には様々な電気部品が搭載されている。これらの電気部品には、例えば１２Ｖの定格電圧のバッテリから電圧が供給される。電気部品への電圧供給は、例えば電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）によって駆動制御されるリレーにより制御される。リレーは、コイルと、コイルへの通電によって駆動されるスイッチとを有し、コイルへの通電制御はＥＣＵの駆動回路により行われる。

リレーのスイッチは、コイルへの通電によって発生する磁力によりコイル側に引き付けられる可動接点を有し、可動接点と固定接点との接続又は遮断を切り替えることでバッテリと電気部品とを接続する電流経路を開閉する。かかるスイッチが電流経路を接続した状態で固着（以下、「閉固着」ともいう。）すると、バッテリと電気部品とが常時電気的に接続された状態になってバッテリの充電量が低下するおそれがある。また、スイッチが電流経路を遮断した状態で固着（以下、「開固着」ともいう。）すると、電気部品に対して電力を供給できないこととなる。特に、電圧を供給する電気部品が車両の安全に関わる部品である場合には、スイッチの固着異常が発生した場合に車両をフェールセーフモードに移行させたり車両を停止させたりする等の処理が必要になる。

これに対し、特許文献１にはリレーのオン固着異常（閉固着異常）の有無を判定する異常判定手段を備えた電子制御装置が開示されている。具体的にはイグニッションスイッチがオフの状態でマイコンが起動した回数を計数し、当該オフ起動回数の計数値に基づいて電源リレーの閉固着異常の有無を判定するように構成された電子制御装置が提案されている。

特開２０１５−２１７９１１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された電子制御装置は、イグニッションスイッチがオンからオフにされた後のマイコンの起動回数を計数して電源リレーの閉固着異常を検出するものであって、電源リレーの開固着異常を検出することはできない。また特許文献１に記載された電子制御装置は、イグニッションスイッチがオフの状態でマイコンが起動されたと判断される場合にマイコンをリセットするとともに再起動させる処理を繰り返すように構成されており、電源リレーの閉固着異常の診断処理が複雑な処理となっている。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、車両に搭載されたリレーの開固着異常及び閉固着異常の有無を容易に診断し得るリレー診断装置及びリレー診断方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、車両に搭載されるリレーの故障を診断するリレー診断装置において、リレーは、コイル及びスイッチを有し、コイルが通電されると、スイッチが駆動して電流経路を開閉するリレー診断装置であって、スイッチの開閉動作を指示するリレー制御部と、開閉動作の指示に応じてスイッチを駆動するリレー駆動部と、コイルに流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、開閉動作の指示が出力されてから所定時間が経過した後の電流値の推移に特異な変化があるか否かに基づいて、リレーの異常の有無を診断する異常診断部とを備えるリレー診断装置が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、車両に搭載されるリレーの故障を診断するリレー診断装置であって、リレーは、コイル及びスイッチを有し、コイルが通電されると、スイッチが駆動して電流経路を開閉するリレー診断装置のリレー診断方法において、スイッチの開閉動作を指示する第１のステップと、開閉動作の指示に応じてスイッチを駆動する第２のステップと、コイルに流れる電流の電流値を検出する第３のステップと、開閉動作の指示が出力されてから所定期間が経過した後の電流値の推移に特異な変化があるか否かに基づいて、リレーの異常の有無を診断する第４のステップとを備えるリレー診断方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、車両に搭載されたリレーの開固着異常及び閉固着異常の有無を容易に診断することができる。

本発明の実施の形態に係るリレー診断装置の構成例を示す模式図である。 リレーの正常時のコイル電流値を示す説明図である。 リレーの閉固着時のコイル電流値を示す説明図である。 リレーの開固着時のコイル電流値を示す説明図である。 リレーの使用に伴う開動作切替時間（閉動作切替時間）の変化を示す説明図である。 同実施形態に係るリレー診断方法の一例を示すフローチャートである。 リレーの開固着判定処理の具体例を示すフローチャートである。 リレーの閉固着判定処理の具体例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本明細書において、「電流値の推移の特異な変化」とは、所定周期で検出される電流値が、前回検出された値に対して所定幅以上に大きく変化する状態を言う。

＜１．リレー診断装置の構成＞
図１を参照して、本実施形態に係るリレー診断装置の構成例を説明する。本実施形態に係るリレー診断装置は車両に搭載されるＥＣＵ１０の一機能として構成される。かかるリレー診断装置は、例えば定格電圧が１２Ｖのバッテリ１の電圧を車載の電気部品７に供給するための電流経路５を開閉するリレー５０の故障の有無を診断する。電気部品７としては、例えば車両の駆動系に備えられた電子制御部品、種々のセンサ類、車室内に備えられた表示機器又は音響製品、ランプ類、あるいは他のＥＣＵ等の一つ又は複数の製品が挙げられるが、これらに限定されない。また車両には図１に示される構成のリレー診断装置が複数備えられる場合もある。

リレー５０は電流経路５上に設けられたスイッチ５１と当該スイッチ５１を駆動する電磁コイル５３とを有する。スイッチ５１は、可動接点５１ａと固定接点５１ｂとを有し、電磁コイル５３によって可動接点５１ａの位置を変化させることで可動接点５１ａと固定接点５１ｂとの電気的な接続及び遮断を切り替える。具体的には、電磁コイル５３に通電が行われると、発生する磁力によって可動接点５１ａが電磁コイル５３に引き付けられて可動接点５１ａと固定接点５１ｂとが接続状態（閉状態）になる。また電磁コイル５３への通電が停止されると、可動接点５１ａは固定接点５１ｂから離されて可動接点５１ａと固定接点５１ｂとが遮断状態（開状態）になる。このようにしてリレー５０は電流経路５を開閉する。電磁コイル５３への通電はＥＣＵ１０によって制御される。

ＥＣＵ１０は、電源回路１１と、リレー駆動部１３と、シャント抵抗器１５と、電流検出部１７と、マイクロコンピュータ３０とを備える。

電源回路１１は端子２１を介して供給されるバッテリ１の供給電圧をリレー駆動部１３、電流検出部１７、及びマイクロコンピュータ３０のそれぞれに対して適切な電圧に制御して供給する。リレー駆動部１３はリレー５０の電磁コイル５３への電圧供給を制御することによりリレー５０を駆動する集積回路である。シャント抵抗器１５は電磁コイル５３への電流経路１９の途中に設けられている。電流検出部１７はシャント抵抗器１５の上流側及び下流側に接続されてそれぞれの位置での電圧を測定しシャント抵抗器１５の電圧降下に基づき電流経路１９を流れる電流値Ｉｒを検出する集積回路である。なおシャント抵抗器１５を用いた電流検出部１７は電流検出部の一例であって電流検出部はかかる例に限定されない。

マイクロコンピュータ３０は、リレー制御部３１と、異常診断部３３と、電流値取得部３５と、記憶部３７と、タイマ３９とを備える。このうち、リレー制御部３１、異常診断部３３、及び電流値取得部３５はコンピュータによるソフトウェアプログラムの実行により実現され得る機能である。記憶部３７は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶素子であり、ソフトウェアプログラム、種々の演算パラメータ又は検出データ等を記憶する。タイマ３９は、例えばタイマ回路により構成される。

リレー制御部３１はリレー駆動部１３に対してリレー５０の開動作又は閉動作の指示を出力する。リレー制御部３１は、例えば車両のイグニッションスイッチあるいはスタートスイッチがオンにされたときに、リレー駆動部１３に対してリレー５０の閉動作の指示を出力する。閉動作の指示を受けたリレー駆動部１３はリレー５０の電磁コイル５３に対して電源回路１１から供給される定電圧を供給する。これにより電磁コイル５３に磁界が発生しスイッチ５１の可動接点５１ａが電磁コイル５３に引き付けられて電流経路５が接続状態となる。

またリレー制御部３１は、例えば車両のイグニッションスイッチあるいはスタートスイッチがオフにされたときにリレー駆動部１３に対してリレー５０の開動作の指示を出力する。開動作の指示を受けたリレー駆動部１３はリレー５０の電磁コイル５３への定電圧の供給を停止する。これによりスイッチ５１の可動接点５１ａが固定接点５１ｂから離されて電流経路５が遮断状態となる。なおリレー５０の閉動作あるいは開動作の指示が出力される時期は上記の例に限られない。

電流値取得部３５は電流検出部１７により検出される電流値Ｉｒの信号を取得し記憶部３７に記憶する。電流値取得部３５はあらかじめ設定された周期で電流値Ｉｒの信号を取得する。当該周期はマイクロコンピュータ３０の仕様に応じて適宜設定されるが、例えば、１０μミリ秒に設定され得る。取得される電流値Ｉｒはリレー５０の故障の有無の診断に用いられるものであり、電流値取得部３５は電流値Ｉｒの信号を常時取得してもよいが、リレー５０の故障の有無の診断に必要な期間のみ電流値Ｉｒの信号を取得してもよい。例えば電流値取得部３５は異常診断部３３から指示される期間にのみ電流値Ｉｒの信号を取得してもよい。

異常診断部３３は電流検出部１７により検出される電磁コイル５３への電流経路１９の電流値Ｉｒに基づいてリレー５０の異常の有無を診断する。本実施形態に係るＥＣＵ１０では、異常診断部３３は、リレー制御部３１からリレー駆動部１３に対してリレー５０の開閉動作の指示が出力されてから所定時間が経過した後の電流値Ｉｒの推移に誘導電流による特異な変化が現れているか否かによってリレー５０のスイッチ５１の開固着異常又は閉固着異常の有無を診断する。

例えばリレー５０を開状態から閉状態に切り替える際に電磁コイル５３への電圧供給が開始されると、電磁コイル５３に流れる電流値Ｉｒは徐々に上昇した後、供給される定電圧の値に応じた一定の値で安定する。このときリレー５０のスイッチ５１が正常な場合には、スイッチ５１が開状態から閉状態に切り替わる際の電磁コイル５３のインダクタンスの変化によって電流値Ｉｒの推移に特異な変化が現れる。一方、スイッチ５１が開固着異常となっている場合には、スイッチ５１の開閉が切り替わることがないために電流値Ｉｒの推移に特異な変化は現れない。

同様に、リレー５０を閉状態から開状態に切り替える際に電磁コイル５３への電圧供給が停止されると、電磁コイル５３に流れる電流値Ｉｒは徐々に低下した後にゼロになる。このときリレー５０のスイッチ５１が正常な場合には、スイッチ５１が閉状態から開状態に切り替わる際の電磁コイル５３のインダクタンスの変化によって電流値Ｉｒの推移に特異な変化が現れる。一方スイッチ５１が閉固着異常となっている場合には、スイッチ５１の開閉が切り替わることがないために電流値Ｉｒの推移に特異な変化は現れない。

図２は、リレー５０が正常な場合においてスイッチ５１が開状態から閉状態に切り替えられたとき及び閉状態から開状態に切り替えられたときに電磁コイル５３に流れる電流値Ｉｒの推移の例を示している。図２に示す例では、時刻ｔ１で電磁コイル５３への電圧供給が開始されると、電磁コイル５３に流れる電流値Ｉｒは徐々に上昇した後に安定し、時刻ｔ１から閉動作切替時間Ｔｏｃの経過後の時刻ｔ３において急激に低下した後に再び上昇して安定している。また、時刻ｔ５で電磁コイル５３への電圧供給が停止されると、電磁コイル５３に流れる電流値Ｉｒは徐々に低下した後にゼロになり、時刻ｔ５から開動作切替時間Ｔｃｏの経過後の時刻ｔ７において急激に増加した後に再びゼロになっている。

閉動作切替時間Ｔｏｃは、リレー制御部３１がリレー駆動部１３に対してリレー５０の閉動作の指示を出力してから実際にリレー５０が閉状態に切り替わるまでの想定時間である。また開動作切替時間Ｔｃｏは、リレー制御部３１がリレー駆動部１３に対してリレー５０の開動作の指示を出力してから実際にリレー５０が開状態に切り替わるまでの想定時間である。電磁コイル５３には定電圧が供給されることから閉動作切替時間Ｔｏｃ及び開動作切替時間Ｔｃｏはあらかじめ把握することができる。つまりリレー５０が正常な場合には、閉動作の指示の出力から閉動作切替時間Ｔｏｃの経過後及び開動作の指示の出力から開動作切替時間Ｔｃｏの経過後に電磁コイル５３のインダクタンスの変化に起因して電流値Ｉｒの推移に特異な変化が現れる。

図３は、リレー５０に閉固着異常が生じた場合に電磁コイル５３に流れる電流値Ｉｒの推移の例を示している。図３に示す例では、リレー５０が開状態から閉状態に切り替えられるときの電流値Ｉｒは図２に示したリレー５０が正常な場合と同様に推移している。一方時刻ｔ５で電磁コイル５３への電圧供給が停止されると、電磁コイル５３に流れる電流値Ｉｒは徐々に低下した後にゼロになる。そしてリレー５０が閉固着状態になっているとリレー５０が閉状態から開状態に切り替わることがないために電流値Ｉｒの推移に特異な変化は現れない。

図４は、リレー５０に開固着異常が生じた場合に電磁コイル５３に流れる電流値Ｉｒの推移の例を示している。図４に示す例では、時刻ｔ１で電磁コイル５３への電圧供給が開始されると電磁コイル５３に流れる電流値Ｉｒは徐々に上昇した後に安定する。そしてリレー５０が開固着状態になっているとリレー５０が開状態から閉状態に切り替わることがないために電流値Ｉｒの推移に特異な変化は現れない。またリレー５０が開固着状態になっている場合には、時刻ｔ５で電磁コイル５３への電圧供給が停止された場合においてもその後の電流値Ｉｒの推移に特異な変化は現れない。

したがって異常診断部３３はリレー制御部３１からリレー駆動部１３に対してリレー５０の閉動作の指示が出力されてから閉動作切替時間Ｔｏｃの経過後における電流値Ｉｒの推移の特異な変化の有無に基づきリレー５０の閉固着異常の有無を診断する。また異常診断部３３はリレー制御部３１からリレー駆動部１３に対してリレー５０の開動作の指示が出力されてから開動作切替時間Ｔｃｏの経過後における電流値Ｉｒの推移の特異な変化の有無に基づきリレー５０の開固着異常の有無を診断する。それぞれの診断時において、異常診断部３３は電流値Ｉｒの推移に特異な変化が見られない場合にリレー５０の異常有りと判定する。

電流値Ｉｒの推移に特異な変化が現れるか否かは、例えばある周期で検出された電流値Ｉｒ_(n)と前回の周期で検出された電流値Ｉｒ_(n-1)との差分の絶対値があらかじめ設定された閾値を超えているか否かにより判定することができる。この場合リレー５０の開閉動作時の電流値Ｉｒの変化はあらかじめ測定することで把握可能であり、閾値は測定された電流値Ｉｒの変化よりも大きい適切な値に設定され得る。ただし電流値Ｉｒの推移の特異な変化の有無の判定方法はかかる例に限られない。

本実施形態に係るＥＣＵ１０の異常診断部３３は開閉動作の指示が出力された時刻からあらかじめ把握される閉動作切替時間Ｔｏｃ又は開動作切替時間Ｔｃｏが経過する時刻の前後の所定期間Ｔａ，Ｔｂの電流値Ｉｒを電流値取得部３５に取得させる。例えば異常診断部３３は開閉動作の指示の出力時にタイマ３９の計数を開始させ、電流値取得開始時間Ｔａ＿ｓｔ，Ｔｂ＿ｓｔの到達時から電流値取得終了時間Ｔａ＿ｅｎ，Ｔｂ＿ｅｎの到達時までの期間の電流値Ｉｒを電流値取得部３５に取得させる。そして異常診断部３３は当該所定期間Ｔａ，Ｔｂに取得される電流値Ｉｒの推移に特異な変化が現れるか否かを判別することによってリレー５０の開固着異常又は閉固着異常の有無を判定する。電流値Ｉｒを取得させる所定期間Ｔａ，Ｔｂは、例えば電流値取得部３５によって所定周期での電流値Ｉｒを３〜５回取得可能な期間であってもよい。

つまり、本実施形態に係るＥＣＵ１０では、リレー５０の開閉が切り替わると想定される時期の前後の僅かな期間にのみ電磁コイル５３を流れる電流値Ｉｒが検出されてリレー５０の異常診断が行われる。したがってリレー５０の故障診断のためのＥＣＵ１０の負荷を軽減することができる。また本実施形態に係るＥＣＵ１０では、所定期間Ｔａ，Ｔｂに取得される電流値Ｉｒの推移に特異な変化が現れるか否かを判別することによってリレー５０の固着異常の有無が判定されるため複雑な制御を伴うことなく容易にリレー５０の故障診断を行うことができる。

また異常診断部３３はリレー５０の使用期間に応じて閉動作切替時間Ｔｏｃ又は開動作切替時間Ｔｃｏを変化させてもよい。図５はリレー５０の使用に伴う閉動作切替時間Ｔｏｃあるいは開動作切替時間Ｔｃｏの変化の一例を示す。図５に示す例では、リレー５０の使用期間が長くなるとＥＣＵ１０やリレー５０の経時劣化等に起因してリレー５０の閉動作切替時間Ｔｏｃあるいは開動作切替時間Ｔｃｏは徐々に長くなっている。したがって異常診断部３３はリレー５０の使用期間に応じて閉動作切替時間Ｔｏｃ又は開動作切替時間Ｔｃｏを変化させ電流値Ｉｒの推移の特異な変化の有無の判定時期を補正してもよい。これにより異常診断部３３は適切な期間に検出される電流値Ｉｒに基づいてリレー５０の固着異常の有無を診断することができる。なお、図５に示した閉動作切替時間Ｔｏｃあるいは開動作切替時間Ｔｃｏの変化はあくまでも一例であって、閉動作切替時間Ｔｏｃあるいは開動作切替時間Ｔｃｏは実際のリレー５０の状態に応じて種々の変化を示し得る。

異常診断部３３はリレー５０の異常有りと判定した場合、例えば異常検知フラグを“＋１”に遷移させる。異常検知フラグは、例えばマイクロコンピュータ３０の記憶部３７に設けられた２ビットのフラグである。これによりリレー５０の開固着又は閉固着が生じている可能性があることが記録され車両の利用者等に対して対処を促す等の処理が可能になる。例えば異常診断部３３は車両のインストルメントパネル等に警告ランプを点灯させたり、車室内の表示機器に警告表示をさせたりしてもよい。あるいは異常診断部３３は当該リレー５０によって電圧供給が制御される電気部品７が安全性に関わる構成要素である場合には車両の走行モードをフェールセーフモードに切り替えたり車両を停止させたりしてもよい。

＜２．リレー故障診断処理のフローチャート＞
図６〜図８に示すフローチャートを参照して本実施形態に係るリレー診断装置としてのＥＣＵ１０によって実行されるリレー故障診断方法について説明する。図６はリレー故障診断方法の処理の流れを示すフローチャートである。また図７はリレー５０の開固着異常の判定処理の一例を示すフローチャートであり、図８はリレー５０の閉固着異常の判定処理の一例を示すフローチャートである。また以下の説明においては図２〜図４のタイムチャートも適宜参照する。

ＥＣＵ１０のリレー制御部３１がリレー駆動部１３に対してリレー５０の閉動作の指示を出力すると（ステップＳ１１）、異常診断部３３はタイマ３９の計数をスタートさせる（ステップＳ１３）。リレー制御部３１による当該閉動作の指示に応じてリレー駆動部１３はスイッチ５１を駆動する。次いで異常診断部３３は電流値取得部３５によりあらかじめ設定された所定期間Ｔａに電流検出部１７を用いて検出される電流値Ｉｒを取得し記憶部３７に記憶させる（ステップＳ１５）。

所定期間Ｔａは開動作の指示が出力された時刻ｔ１からリレー５０が開状態から閉状態に切り替わると想定される閉動作切替時間Ｔｏｃが経過する時刻ｔ３の前後の期間として設定され得る。例えば異常診断部３３はタイマ３９の値が電流値取得開始時間Ｔａ＿ｓｔに到達した時刻ｔ２に電流値取得部３５に電流値Ｉｒの取得を開始させ、タイマ３９の値が電流値取得終了時間Ｔａ＿ｅｎに到達した時刻ｔ４に電流値取得部３５に電流値Ｉｒの取得を終了させてもよい。

次いで異常診断部３３は記憶部３７に記憶された電流値Ｉｒを参照し所定期間Ｔａに取得された電流値Ｉｒの推移に特異な変化が有るか否かを判別する（ステップＳ１７）。例えば異常診断部３３は各周期に検出された電流値Ｉｒ_(n)と前回の周期に検出された電流値Ｉｒ_(n-1)との差分の絶対値があらかじめ設定された閾値を超えているか否かを判別することによって電流値Ｉｒの推移の特異な変化の有無を判定してもよい。

電流値の推移に特異な変化が無い場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、異常診断部３３はリレー５０の開固着異常を有りと判定するとともにタイマ３９をリセットし（ステップＳ２１）、異常検知フラグを“＋１”に遷移させる（ステップＳ３５）。一方ステップＳ１７において電流値の推移に特異な変化が有る場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、異常診断部３３はリレー５０の開固着異常を無しと判定するとともにタイマ３９をリセットする（ステップＳ１９）。

ここで図７のフローチャート及び図２及び図３のタイムチャートに基づきリレー５０の開固着異常の判定処理の具体例を説明する。図７のフローチャート中、図６に示すフローチャートと同じ処理を表すステップには同じステップの符号が付されている。時刻ｔ１においてＥＣＵ１０のリレー制御部３１がリレー駆動部１３に対してリレー５０の閉動作の指示を出力すると（ステップＳ１１）、異常診断部３３はタイマ３９の計数をスタートさせる（ステップＳ１３）。リレー制御部３１による当該閉動作の指示に応じてリレー駆動部１３はスイッチ５１を駆動する。次いで異常診断部３３はタイマ３９の値があらかじめ設定された電流値取得開始時間Ｔａ＿ｓｔに到達したか否かを判別する（ステップＳ４１）。

タイマ３９の値が電流値取得開始時間Ｔａ＿ｓｔに到達していない場合（Ｓ４１：Ｎｏ）、つまり時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間、異常診断部３３はタイマ３９の値の判別処理を繰り返す。時刻ｔ２においてタイマ３９の値が電流値取得開始時間Ｔａ＿ｓｔに到達した場合（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、電流値取得部３５は電流検出部１７を用いて電磁コイル５３に流れる電流値Ｉｒの検出を開始する（ステップＳ４３）。電流値取得部３５は取得した電流値Ｉｒを記憶部３７に記憶する。

次いで異常診断部３３はタイマ３９の値があらかじめ設定された電流値取得終了時間Ｔａ＿ｅｎに到達したか否かを判別する（ステップＳ４５）。タイマ３９の値が電流値取得終了時間Ｔａ＿ｅｎに到達していない場合（Ｓ４５：Ｎｏ）、つまり時刻ｔ２〜時刻ｔ４の期間、異常診断部３３は電流値Ｉｒの推移に特異な変化が有るか否かを判別する（ステップＳ１７）。電流値の推移に特異な変化が無い場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、異常診断部３３はステップＳ４５に戻りタイマ３９の値の判別を繰り返す。一方図２に示すように閉動作切替時間Ｔｏｃが経過する時刻ｔ３において電流値Ｉｒの推移に特異な変化が現れた場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、異常診断部３３はリレー５０の開固着異常を無しと判定するとともにタイマ３９をリセットする（ステップＳ１９）。

一方図３に示すように、時刻ｔ４において電流値Ｉｒの推移に特異な変化が見られないままでタイマ３９の値が電流値取得終了時間Ｔａ＿ｅｎに到達した場合（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、異常診断部３３はリレー５０の開固着異常を有りと判定するとともにタイマ３９をリセットする（ステップＳ２１）。このようにして異常診断部３３はリレー５０の開固着異常の有無を診断する。

図６に戻り、ステップＳ１９で異常診断部３３がリレー５０の開固着異常を無しと判定した場合、リレー制御部３１がリレー駆動部１３に対してリレー５０の開動作の指示を出力したときに（ステップＳ２３）、異常診断部３３はタイマ３９の計数をスタートさせる（ステップＳ２５）。リレー制御部３１による当該開動作の指示に応じてリレー駆動部１３はスイッチ５１を駆動する。次いで異常診断部３３はあらかじめ設定された所定期間Ｔｂに電流検出部１７を用いて検出される電流値Ｉｒを電流値取得部３５により取得し記憶部３７に記憶させる（ステップＳ２７）。

所定期間Ｔｂは開動作の指示が出力された時刻ｔ５からリレー５０が閉状態から開状態に切り替わると想定される開動作切替時間Ｔｃｏが経過する時刻ｔ７の前後の期間として設定され得る。例えば異常診断部３３はタイマ３９の値が電流値取得開始時間Ｔｂ＿ｓｔに到達した時刻ｔ６に電流値取得部３５に電流値Ｉｒの取得を開始させ、タイマ３９の値が電流値取得終了時間Ｔｂ＿ｅｎに到達した時刻ｔ８に電流値取得部３５に電流値Ｉｒの取得を終了させてもよい。

次いで異常診断部３３は記憶部３７に記憶された電流値Ｉｒを参照し所定期間Ｔｂに取得された電流値Ｉｒの推移に特異な変化が有るか否かを判別する（ステップＳ２９）。例えば異常診断部３３は各周期に検出された電流値Ｉｒ_(n)と前回の周期に検出された電流値Ｉｒ_(n-1)との差分の絶対値があらかじめ設定された閾値を超えているか否かを判別することによって電流値Ｉｒの推移の特異な変化の有無を判定してもよい。

電流値の推移に特異な変化が無い場合（Ｓ２９：Ｎｏ）、異常診断部３３はリレー５０の閉固着異常を有りと判定するとともにタイマ３９をリセットし（ステップＳ３３）、異常検知フラグを“＋１”に遷移させる（ステップＳ３５）。一方ステップＳ２９において電流値の推移に特異な変化が有る場合（Ｓ２９：Ｙｅｓ）、異常診断部３３はリレー５０の閉固着異常を無しと判定するとともにタイマ３９をリセットする（ステップＳ３１）。

ここで図８のフローチャート及び図２及び図４のタイムチャートに基づきリレー５０の閉固着異常の判定処理の具体例を説明する。図８のフローチャート中、図６に示すフローチャートと同じ処理を表すステップには同じステップの符号が付されている。時刻ｔ５においてＥＣＵ１０のリレー制御部３１がリレー駆動部１３に対してリレー５０の開動作の指示を出力すると（ステップＳ２３）、異常診断部３３はタイマ３９の計数をスタートさせる（ステップＳ２５）。リレー制御部３１による当該開動作の指示に応じてリレー駆動部１３はスイッチ５１を駆動する。次いで異常診断部３３はタイマ３９の値があらかじめ設定された電流値取得開始時間Ｔｂ＿ｓｔに到達したか否かを判別する（ステップＳ５１）。

タイマ３９の値が電流値取得開始時間Ｔｂ＿ｓｔに到達していない場合（Ｓ５１：Ｎｏ）、つまり時刻ｔ５〜時刻ｔ６の期間、異常診断部３３はタイマ３９の値の判別処理を繰り返す。時刻ｔ６においてタイマ３９の値が電流値取得開始時間Ｔｂ＿ｓｔに到達した場合（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、電流値取得部３５は電流検出部１７を用いて電磁コイル５３に流れる電流値Ｉｒの検出を開始する（ステップＳ５３）。電流値取得部３５は取得した電流値Ｉｒを記憶部３７に記憶する。

次いで異常診断部３３はタイマ３９の値があらかじめ設定された電流値取得終了時間Ｔｂ＿ｅｎに到達したか否かを判別する（ステップＳ５５）。タイマ３９の値が電流値取得終了時間Ｔｂ＿ｅｎに到達していない場合（Ｓ５５：Ｎｏ）、つまり時刻ｔ６〜時刻ｔ８の期間、異常診断部３３は電流値Ｉｒの推移に特異な変化が有るか否かを判別する（ステップＳ２９）。電流値の推移に特異な変化が無い場合（Ｓ２９：Ｎｏ）、異常診断部３３はステップＳ５５に戻りタイマ３９の値の判別を繰り返す。一方図２に示すように開動作切替時間Ｔｃｏが経過する時刻ｔ８において電流値Ｉｒの推移に特異な変化が現れた場合（Ｓ２９：Ｙｅｓ）、異常診断部３３はリレー５０の閉固着異常を無しと判定するとともにタイマ３９をリセットする（ステップＳ３１）。

一方図４に示すように時刻ｔ８において電流値Ｉｒの推移に特異な変化が見られないままでタイマ３９の値が電流値取得終了時間Ｔｂ＿ｅｎに到達した場合（Ｓ５５：Ｙｅｓ）、異常診断部３３はリレー５０の閉固着異常を有りと判定するとともにタイマ３９をリセットする（ステップＳ３３）。このようにして異常診断部３３はリレー５０の閉固着異常の有無を診断する。

このように異常診断部３３は図６に示したフローチャートにしたがってリレー５０の開固着異常又は閉固着異常の有無を診断し、リレー５０の開固着異常又は閉固着異常が生じている可能性がある場合には異常検知フラグを“＋１”に遷移させる。したがって車両の利用者等がリレー５０の固着異常の有無を確認することができ必要な処置を取ることができる。異常診断部３３はリレー５０の固着異常が検知された場合にインストルメントパネル上のランプ表示や表示機器による警告表示等を行わせて運転者等にリレー５０の固着異常を知らせるようにしてもよい。また異常診断部３３はリレー５０の固着異常が検知された場合に車両をフェールセーフモードに移行させたり停止させたりする指示を出力してもよい。

以上説明したように本実施形態に係るリレー診断装置（ＥＣＵ１０）及びリレー診断方法によればリレー５０に対する開閉動作の指示の出力から所定時間後における電流値Ｉｒの推移の特異な変化の有無に基づいてリレー５０の固着異常の有無を診断することができる。したがって比較的簡易な構成及び処理によってリレー５０の固着異常の有無を容易に診断することができる。

また本実施形態に係るリレー診断装置及びリレー診断方法ではリレー５０の開閉動作の指示が出力されてからスイッチ５１の開動作又は閉動作が終了すると想定される開動作切替時間Ｔｃｏ又は閉動作切替時間Ｔｏｃが経過する時刻の前後の所定期間Ｔａ，Ｔｂに検出される電流値Ｉｒに基づいて電流値Ｉｒの推移の特異な変化の有無が判定される。したがって電流値Ｉｒを検出する期間を極く短時間とすることができＥＣＵ１０への負荷を軽減することができる。

また本実施形態に係るリレー診断装置はバッテリ１から所定の電気部品７に電圧を供給するための電流経路５の開閉を制御するリレー５０の固着異常の有無を診断する装置として構成されている。したがってリレー５０の開閉に伴って電気部品７への電力到達が切り替えられているか否かを直接判定することを目的としてリレー診断装置（ＥＣＵ１０）と電気部品７とをハーネス等によって接続することなくリレー５０の固着異常の有無を診断することができる。これによりＥＣＵ１０や電気部品７の端子数やハーネスの数を減らすことができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ バッテリ
５ 電流経路
７ 電気部品
１０ ＥＣＵ（リレー診断装置）
１３ リレー駆動部
１５ シャント抵抗器
１７ 電流検出部
１９ 電流経路
３０ マイクロコンピュータ
３１ リレー制御部
３３ 異常診断部
３５ 電流値取得部
３７ 記憶部
３９ タイマ
５０ リレー
５１ スイッチ
５３ 電磁コイル

Claims (6)

1. 車両に搭載されるリレー（５０）の故障を診断するリレー診断装置において、
   前記リレー（５０）は、コイル（５３）及びスイッチ（５１）を有し、前記コイル（５３）が通電されると、前記スイッチ（５１）が駆動して電流経路を開閉するリレー診断装置であって、
   前記スイッチ（５１）の開閉動作を指示するリレー制御部（３１）と、
   前記開閉動作の指示に応じて前記スイッチ（５１）を駆動するリレー駆動部（１３）と、
   前記コイル（５３）に流れる電流の電流値を検出する電流検出部（１７）と、
   前記開閉動作の指示が出力されてから所定時間が経過した後の前記電流値の推移に特異な変化があるか否かに基づいて、前記リレー（５０）の異常の有無を診断する異常診断部（３３）と
   を備えるリレー診断装置。
2. 前記異常診断部（３３）は、
   前記特異な変化がない場合、前記リレー（５０）に異常があるものと診断する
   請求項１に記載のリレー診断装置。
3. 前記異常診断部（３３）は、
   前記開閉動作の指示が出力されてから前記スイッチ（５１）の開動作又は閉動作が終了すると想定される時間の前後の期間の前記電流値に基づいて、前記特異な変化の有無を判定する
   請求項１又は２に記載のリレー診断装置。
4. 前記異常診断部（３３）は、
   前記リレー（５０）の使用期間に応じて前記所定時間を変化させる
   請求項１〜３の何れか１項に記載のリレー診断装置。
5. 前記リレー診断装置は一つの制御装置に備えられ、
   前記リレー（５０）は、
   前記一つの制御装置以外の他の構成要素とバッテリとを接続する電流経路に設けられる
   請求項１〜４の何れか１項に記載のリレー診断装置。
6. 車両に搭載されるリレー（５０）の故障を診断するリレー診断装置であって、前記リレー（５０）は、コイル（５３）及びスイッチ（５１）を有し、前記コイル（５３）が通電されると、前記スイッチ（５１）が駆動して電流経路を開閉するリレー診断装置のリレー診断方法において、
   前記スイッチ（５１）の開閉動作を指示する第１のステップと、
   前記開閉動作の指示に応じて前記スイッチ（５１）を駆動する第２のステップと、
   前記コイル（５３）に流れる電流の電流値を検出する第３のステップと、
   前記開閉動作の指示が出力されてから所定期間が経過した後の前記電流値の推移に特異な変化があるか否かに基づいて、前記リレー（５０）の異常の有無を診断する第４のステップと、
   を備えるリレー診断方法。
   

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