JP4529851B2

JP4529851B2 - 電源回路の異常検知装置

Info

Publication number: JP4529851B2
Application number: JP2005271414A
Authority: JP
Inventors: 真仁尾崎; 尚人西田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2025-09-20
Also published as: JP2007089240A

Description

本発明は、電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車などの走行用モータを搭載した車両に関し、特に、バッテリと負荷とを接続および遮断する電源回路の異常を検知する装置に関する。

従来から、車両走行の推進力として、燃焼エネルギーで作動するエンジンの他に電気エネルギーで作動するモータを備えたハイブリッド車両が知られている。このハイブリッド車両の一種に、モータをエンジンの出力を補助する補助駆動源として使用するパラレルハイブリッド車がある。このパラレルハイブリッド車は、例えば、加速時においてはモータによってエンジンの出力を補助し、減速時においては減速回生によってバッテリ等への充電を行う等、様々な制御を行い、バッテリの残容量を確保しつつ運転者の要求を満足できるようになっている。このようなハイブリッド車両は、モータの駆動あるいは回生を行うために、パワードライブユニットを備える。パワードライブユニットは、複数のスイッチング素子を備え、このスイッチング素子を用いた電流制御によりモータを駆動あるいは回生する。また、ハイブリッド車両は、これらスイッチング素子にスイッチングを行なわせる制御信号を出力するモータ制御装置を備えている。

ところで、パワードライブユニット内で短絡が生じた場合、パワードライブユニット内のスイッチング素子の破損を防止するために、すみやかにスイッチング素子による電流制御を停止する必要がある。このスイッチング素子による電流制御の停止は、モータ制御装置に行なわせることも可能である。しかし、この場合、短絡への対応のために高速な処理が必要となることから、モータ制御装置は、処理の負荷が大きくなる。そのため、モータ制御装置は、モータのトルク制御等の重要な処理を、要求される処理周期で行なえなくなるおそれがある。さらに、短絡発生の検知において誤検知が生じることがある。そのため、短絡の誤検知に対する対策も取る必要がある。

特開２００１−６９６０１号公報（特許文献１）は、パワードライブユニット内で短絡が発生した場合、モータ制御装置への負荷を増やさずに、すみやかにスイッチング素子による電流制御を停止できる、ハイブリッド車両を開示する。この公報に開示されたハイブリッド車両は、エンジンと、電気エネルギーで作動するモータと、スイッチング素子を有しスイッチング素子を用いた電流制御によりモータを駆動するパワードライブユニットと、スイッチング素子にスイッチングを行なわせる制御信号を出力する制御装置とを備えたハイブリッド車両であって、パワードライブユニットは、スイッチング素子の温度が所定温度以上あるいはパワードライブユニットに流れる電流が所定電流以上になると、スイッチング素子への制御信号を所定時間遮断するとともに、その遮断による自己保護状態を示す信号を外部に出力する自己保護回路をさらに備え、制御装置は、自己保護回路からの信号を検知し、自己保護状態が所定回数以上あるいは自己保護状態の累積時間が所定時間以上になると制御信号の出力を停止する。

このハイブリッド車両によると、自己保護回路は、短絡発生の判定条件をスイッチング素子の温度が所定温度以上、あるいは、パワードライブユニットに流れる電流が所定電流以上とする。条件を満たすと、自己保護回路は、スイッチング素子への制御信号を所定時間遮断する。これにより、パワードライブユニット内で短絡が発生した場合、パワードライブユニットを構成する自己保護回路によりスイッチング素子による電流制御を所定時間停止できる。これにより、短絡によるスイッチング素子の破損を防止できる。また、制御装置を介さずに電流制御を所定時間停止できることから、短絡に対する対応を高速かつ短時間で行なうことができる。
特開２００１−６９６０１号公報

上述したハイブリッド車両には、モータに供給する電力を蓄えるバッテリが搭載され、モータはインバータに接続され、インバータはバッテリに接続されている。インバータとバッテリとの間には、インバータとバッテリとの電気的接続を断接するＳＭＲ（System Main Relay）が設けられている。このＳＭＲには、バッテリの正極側に設けられた正側ＳＭＲと、バッテリの負極側に設けられた負側ＳＭＲと、正側ＳＭＲに並列接続され、抵抗が直列接続されたプリチャージ用ＳＭＲが存在する。このインバータの入力側の端子間には、電圧の変動を平滑化してインバータの作動を安定させるべく大容量の電解コンデンサが設けられる。ハイブリッド車両を走行させる際に、イグニッションスイッチの操作によりメインＳＭＲを閉じて（正側ＳＭＲと負側ＳＭＲとを閉じて）コンデンサを充電するが、コンデンサをバッテリで直接充電すると大電流が流れてＳＭＲの接点が損傷する可能性がある。そこで、先ずプリチャージ用ＳＭＲを閉じて制限抵抗等で電流を制限しながらコンデンサをプリチャージし、プリチャージが終了した後にメインＳＭＲを閉じることによりＳＭＲの接点の損傷を防止している。

このような電気回路を有する場合において、プリチャージ中における、電気回路の断線故障に陥る場合と、電気回路が短絡して大電流が流れて制限抵抗等の部品の故障により断線故障に陥る場合とがある。

しかしながら、上述した特許文献１においては、単に短絡異常しか検知していない。このため、同じ断線故障であっても、電気回路の断線故障と、電気回路が短絡したことに起因する断線故障（短絡による断線故障）とを区別していないので、的確な修理を行なえない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、プリチャージ機能を有する車両用の電源回路に発生した断線故障の原因を的確に判別することができる電源回路の異常検知装置を提供することである。

第１の発明に係る異常検知装置は、蓄電機構と複数のリレーとを含む電源回路の異常を検知する。電源回路は、負荷と蓄電機構の一方の極との電気的な通電／非通電を制御する第１のリレーおよび第１のリレーに直列に接続された抵抗を有する回路と、回路に並列に接続された第２のリレーと、負荷と蓄電機構の他方の極との電気的な通電／非通電を制御する第３のリレーとを含む。この異常検知装置は、第２のリレーおよび第３のリレーを通電する前に第１のリレーおよび第３のリレーを通電することにより実行されるプリチャージ処理の初期における蓄電機構の電流値を検知するための手段と、プリチャージ処理の時間が経過したときの蓄電機構の電圧値および負荷の電圧値を検知するための手段と、プリチャージ処理の時間が経過したときの蓄電機構の電圧値と負荷の電圧値とが略等しくないと断線故障であると判定するための手段と、断線故障であると判定された場合において、プリチャージ処理の初期における蓄電機構の電流値に基づいて、電源回路における短絡の発生の有無を判定するための判定手段とを含む。

第１の発明によると、プリチャージ処理の時間が経過すると、電源回路が正常であれば、蓄電機構の電圧値および負荷の電圧値とが略等しくなる。ところが、これらの電圧値が略等しくないということは、電源回路が断線して、蓄電機構から負荷に電力が供給されなかったことを示す。このように、断線故障であると判定された場合において、判定手段は、プリチャージ処理の初期における蓄電機構の電流値に基づいて、電源回路における短絡の発生の有無を判定する。プリチャージ処理の開始時において断線が発生していなかったと仮定すると、その後のプリチャージ処理において短絡が発生して大電流が抵抗等に流れることにより抵抗等の部品が破壊されて断線故障に陥ったと考えられる。プリチャージ処理の時間が経過してしまうと、断線故障も、プリチャージにおける電源回路の短絡による断線故障も、蓄電機構の電圧値と負荷の電圧値とが略等しくならないという事象しか検知できない。このときに、プリチャージ処理の開始時の蓄電機構の電流値がしきい値以上であると、そのときまでは断線が発生していないで電流が流れていたと判定できる。その後に断線故障になったわけであるので、このような場合には、電源回路に短絡が発生して、断線故障に陥ったと判定できる。一方、プリチャージ処理の開始時の蓄電機構の電流値がしきい値以上でないと（きわめて０に近いと）、そのときには既に断線が発生していたので電流が流れておらず短絡は発生していないと判定できる。その結果、プリチャージ機能を有する車両用の電源回路に発生した断線故障の原因を的確に判別することができる電源回路の異常検知装置を提供することができる。

第２の発明に係る異常検知装置においては、第１の発明の構成に加えて、判定手段は、電流値が予め定められたしきい値以上であると、電源回路における短絡が発生したと判定するための手段を含む。

第２の発明によると、プリチャージ処理の開始時の蓄電機構の電流値がしきい値以上であると、そのときまでは断線が発生していないで電流が流れていたと判定できる。その後に断線故障になったわけであるので、このような場合には、電源回路に短絡が発生して、断線故障に陥ったと判定できる。

第３の発明に係る異常検知装置においては、第１の発明の構成に加えて、判定手段は、電流値が予め定められたしきい値以上でないと、電源回路における短絡が発生していないと判定するための手段を含む。

第３の発明によると、プリチャージ処理の開始時の蓄電機構の電流値がしきい値以上でないと（きわめて０に近いと）、そのときには既に断線が発生していたので電流が流れておらず、電源回路における短絡は発生していないと判定できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る異常検知装置が搭載された車両について説明する。この車両は、バッテリ１００と、インバータ２００と、走行用モータ３００と、コンデンサ４００と、ＳＭＲ（１）５００と、制限抵抗５０２と、ＳＭＲ（２）５０４と、ＳＭＲ（３）５０６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６００とを含む。本実施の形態に係る異常検知装置は、ＥＣＵ６００が実行するプログラムにより実現される。なお、本実施の形態において、車両は走行用モータ３００からの駆動力のみにより走行する電気自動車として説明するが、本発明に係る電源回路の異常検知装置が搭載される車両は電気自動車に限られず、その他、ハイブリッド車、燃料電池車などに搭載してもよい。

バッテリ１００は、複数のセルを直列に接続したモジュールをさらに複数直列に接続した組電池である。なお、バッテリ１００の代わりにキャパシタを用いてもかまわない。

インバータ２００は、６つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、ＩＧＢＴのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続された６つのダイオードとを含む。インバータ２００は、ＥＣＵ６００からの制御信号に基づいて各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフ（通電／遮断）することにより、バッテリ１００から供給された電流を、直流電流から交流電流に変換し、走行用モータ３００に供給する。なお、インバータ２００およびＩＧＢＴには、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰返さない。

走行用モータ３００は、三相交流モータである。走行用モータ３００の回転軸は、最終的には車両のドライブシャフト（図示せず）に接続される。車両は、走行用モータ３００からの駆動力により走行する。

コンデンサ４００は、インバータ２００と並列に接続されている。コンデンサ４００は、バッテリ１００から供給された電力、またはインバータ２００から供給された電力を平滑化するため、電荷を一旦蓄積する。平滑化された電力は、インバータ２００またはバッテリ１００に供給される。

ＳＭＲ（１）５００およびＳＭＲ（２）５０４は、バッテリ１００の正極側に設けられている。ＳＭＲ（１）５００とＳＭＲ（２）５０４とは、並列に接続されている。ＳＭＲ（１）５００には、制限抵抗５０２が直列に接続されている。ＳＭＲ（１）５００は、ＳＭＲ（２）５０４が接続される前に接続され、インバータ２００に突入電流が流れることを防止するプリチャージ用ＳＭＲである。ＳＭＲ（２）５０４は、ＳＭＲ（１）５００が接続され、プリチャージが終了した後に接続される正側ＳＭＲである。ＳＭＲ（３）５０６は、バッテリ１００の負極側に設けられている負側ＳＭＲである。各ＳＭＲは、ＥＣＵ６００により制御される。

ＥＣＵ６００は、イグニッションスイッチ（図示せず）、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量、ブレーキペダル（図示せず）の踏込み量などに基づいて、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを実行し、インバータ２００および各ＳＭＲを制御して、車両を所望の状態で走行させる。ＥＣＵ６００には、コンデンサ４００の電圧を検知する電圧計６０２が接続されている。ＥＣＵ６００は、コンデンサ４００の電圧を検知することにより、インバータ２００（走行用モータ３００）の電圧値ＶＨを検知する。

さらに、ＥＣＵ６００には、バッテリ１００の電圧値ＶＢを検知する電圧計６０４と、バッテリ１００の電流値ＩＢを検知する電流計６０６とが接続されている。

ＳＭＲ（１）５００、ＳＭＲ（２）５０４、ＳＭＲ（３）５０６は、コイルに対して励磁電流を通電したときに接点を閉じるリレーである。ＳＭＲ（１）５００、ＳＭＲ（２）５０４、ＳＭＲ（３）５０６の作動状態とイグニッションスイッチの位置との関係について説明する。イグニッションスイッチには、ＯＦＦ（オフ）位置と、ＡＣＣ位置、ＯＮ（オン）位置およびＳＴＡ（スタート）位置とがあり、ＥＣＵ６００は、電源遮断時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがＯＦＦ位置にあるときには、全てのＳＭＲ（１）５００、ＳＭＲ（２）５０４、ＳＭＲ（３）５０６をオフする。すなわち、各ＳＭＲ（１）５００、ＳＭＲ（２）５０４、ＳＭＲ（３）５０６のコイルに対する励磁電流をオフする。なお、イグニッションスイッチのポジションは、ＯＦＦ位置→ＡＣＣ位置→ＯＮ位置→ＳＴＡ位置の順に切り換えられ、ＳＴＡ位置からＯＮ位置へは自動的に戻るものとする。なお、このようなスイッチに、本発明の適用が限定されるものではない。

電源接続時、すなわちイグニッションスイッチのポジションがＯＦＦ位置からＡＣＣ位置およびＯＮ位置を経てＳＴＡ位置に切り換えられると、ＥＣＵ６００は、先ず、ＳＭＲ（３）５０６をオンし、次にＳＭＲ（１）５００をオンしてプリチャージを実行する。ＳＭＲ（１）５００には制限抵抗５０２が接続されているので、ＳＭＲ（１）５００をオンしてもインバータ２００の電圧値ＶＨは緩やかに上昇し、突入電流の発生を防止することができる。

なお、イグニッションスイッチのポジションが、このような４つの位置を有しない場合を含めて、本実施の形態に係る異常検知装置（ＥＣＵ６００において実行されるプログラムにより実現される）は、プリチャージが開始されると異常検知を実行する。

ＥＣＵ６００は、インバータ２００の電圧値ＶＨが、たとえば、バッテリ電圧値ＶＢの約８０％程度に達したときに、または、インバータ２００の電圧値ＶＨがほぼバッテリ電圧値ＶＢに等しくなったときに、プリチャージを完了し、ＳＭＲ（１）５００をオフしてＳＭＲ（２）５０４をオンする。このプリチャージに必要な時間を予め設定しておく。設定された時間をプリチャージ時間と記載する。

一方、イグニッションスイッチのポジションがＯＮ位置からＯＦＦ位置に切り換えられると、ＥＣＵ６００は、先ずＳＭＲ（２）５０４をオフし、続いてＳＭＲ（３）５０６をオフする。この結果、バッテリ１００とインバータ２００との間の電気的な接続が遮断され、電源遮断状態となる。このとき、駆動回路側の残存電圧はディスチャージされ、インバータ２００の電圧値ＶＨは徐々に約０Ｖ（遮断時電圧）に収束する。なお、遮断時電圧値は必ずしも０Ｖである必要はなく、たとえば、２〜３Ｖ程度の微弱電圧値であっても良い。

図２を参照して、本実施の形態に係る電源回路の異常検知装置を実現するために、ＥＣＵ６００が実行するプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ６００は、運転者により、イグニッションスイッチがスタート位置にあるか否かを判別する。イグニッションスイッチがオフ位置からＡＣＣ位置およびオン位置を経由してスタート位置にされた場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻され、イグニッションスイッチがスタート位置にされるまで待つ。すなわち、以下に示す異常判定処理は、イグニッションスイッチがスタート位置に移行されてプリチャージが開始されたときに行なわれる。なお、上述したように、本発明においては、イグニッションスイッチに限定されない。このため、異常検知処理を開始するタイミングは、プリチャージ処理が開始されるタイミングであれば、特に、イグニッションスイッチがスタート位置であるタイミングに限定されない。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ６００は、ＳＭＲ（２）５０４をオフの状態を維持して、ＳＭＲ（１）５００およびＳＭＲ（３）５０６をオフからオンの状態に移行する。これにより、プリチャージが開始される。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ６００は、バッテリ１００の電流値ＩＢを検知する。このとき、電流計６０６からＥＣＵ６００に入力された信号に基づいてバッテリ１００の電流値ＩＢが検知される。Ｓ１３０にて、ＥＣＵ６００は、プリチャージ開始直後に検知したバッテリ１００の電流値ＩＢを、ＩＢ（ｉｎｉ）として記憶する。

Ｓ１４０にて、ＥＣＵ６００は、プリチャージ時間が経過したか否かを判断する。プリチャージ時間が経過すると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、処理はＳ１４０へ戻され、プリチャージ時間が経過するまで待つ。

Ｓ１５０にて、ＥＣＵ６００は、インバータ２００の電圧値ＶＨおよびバッテリ１００の電圧値ＶＢを検知する。このとき、電圧計６０２からＥＣＵ６００に入力された信号に基づいてインバータ２００の電圧値ＶＨが、電圧計６０４からＥＣＵ６００に入力された信号に基づいてバッテリ１００の電圧値ＶＢが、それぞれ検知される。

Ｓ１６０にて、ＥＣＵ６００は、インバータ２００の電圧値ＶＨとバッテリ電圧値ＶＢとを比較して、ほぼ同じであるか否かを判断する。インバータ２００の電圧値ＶＨとバッテリ電圧値ＶＢとを比較して、ほぼ同じであると（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、処理はＳ１８０に移される。すなわち、バッテリ１００からインバータ２００に正常に電力が供給されていることになる。もしそうでないと（Ｓ１６０にてＮＯ）、処理はＳ１７０へ移される。

Ｓ１７０にて、ＥＣＵ６００は、Ｓ１３０にて記憶したプリチャージ開始直後のバッテリ１００の電流値ＩＢ（ｉｎｉ）がＩＢしきい値以上であるか否かを判断する。バッテリ１００の電流値ＩＢ（ｉｎｉ）がＩＢしきい値以上であると（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、処理はＳ１９０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１７０にてＮＯ）、処理はＳ２００へ移される。なお、このＩＢしきい値は、電流センサ６０６の検知精度や分解能等に基づいて、検知結果とノイズとを切り分けることができるように設定される。

Ｓ１８０にて、ＥＣＵ６００は、電源回路は正常であると判定する。Ｓ１９０にて、ＥＣＵ６００は、電源回路は短絡電流による断線故障であると判定する。Ｓ２００にて、ＥＣＵ６００は、電源回路は断線故障であると判定する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態にかかる電源回路の異常検知装置であるＥＣＵ６００の動作について、図３を参照して説明する。なお、図３（Ａ）は、バッテリ１００の電流値ＩＢの時間変化を、図３（Ｂ）は、インバータ２００の電圧値ＶＨの時間変化を、それぞれ示す。また、図３（Ａ）においては、実線が正常時、点線が断線故障時、一点鎖線が短絡電流による断線故障時を、それぞれ示す。図３（Ｂ）においては、実線が正常時、点線が断線故障時および短絡電流による断線故障時を、それぞれ示す。すなわち、図３（Ｂ）に示すように、インバータ２００の電圧値ＶＨの時間変化だけでは、断線故障と短絡電流による断線故障とを区別できない。

車両の運転者がイグニッションスイッチをＯＦＦ位置からＡＣＣ位置およびＯＮ位置を経由してスタート位置にすると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、プリチャージが開始される（Ｓ１１０）。すなわち、ＳＭＲ（１）５００およびＳＭＲ（３）５０６がオンで、ＳＭＲ（２）５０４がオフでプリチャージされる。このプリチャージが開始されたのが、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す時刻ｔ（０）である。

このプリチャージの開始直後に検知されたバッテリ１００の電流値ＩＢがＩＢ（ｉｎｉ）として記憶される（Ｓ１３０）。このとき、図３（Ａ）に示す時刻ｔ（１）までにＩＢ（ｉｎｉ）が記憶される。

プリチャージ時間が経過すると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、インバータ２００の電圧値ＶＨおよびバッテリ１００の電圧値ＶＢを検知されて（Ｓ１５０）、インバータ２００の電圧値ＶＨとバッテリ電圧値ＶＢとが、ほぼ同じであるか否かが判断される（Ｓ１６０）。このプリチャージ時間が経過したのが、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す時刻ｔ（２）である。

プリチャージ時間が経過したときに、インバータ２００の電圧値ＶＨとバッテリ電圧値ＶＢとがほぼ同じであると（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、この電源回路は正常であると判定される（Ｓ１８０）。

プリチャージ時間が経過したときに、インバータ２００の電圧値ＶＨとバッテリ電圧値ＶＢとがほぼ同じでなくて（Ｓ１６０にてＮＯ）、プリチャージの開始直後におけるバッテリ１００の電流値ＩＢ（ｉｎｉ）がＩＢしきい値以上であると（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、この電源回路は短絡電流による断線故障であると判定される（Ｓ１９０）。

プリチャージ時間が経過したときに、インバータ２００の電圧値ＶＨとバッテリ電圧値ＶＢとがほぼ同じでなくて（Ｓ１６０にてＮＯ）、プリチャージの開始直後におけるバッテリ１００の電流値ＩＢ（ｉｎｉ）がＩＢしきい値以上でないと（Ｓ１７０にてＮＯ）、この電源回路は断線故障であると判定される（Ｓ１９０）。

すなわち、プリチャージが開始された直後において、バッテリ１００の電流値ＩＢ（ｉｎｉ）がＩＢしきい値以上であることは、プリチャージ開始直後においては、バッテリ１００からインバータ２００へプリチャージ用の電力が供給されていたことを示す。ところが、プリチャージ時間を経過したときに、インバータ２００の電圧値ＶＨがほぼバッテリ電圧値ＶＢまで上昇していないことから、プリチャージ中において、電気回路の一部で短絡が発生して、たとえば制限抵抗５０２を電気的に破壊してしまい、その部分で断線したことが考えられる。そのため、このような場合（プリチャージ時間経過時にインバータ２００の電圧値ＶＨとバッテリ電圧値ＶＢとがほぼ同じでなくて、プリチャージの開始直後におけるバッテリ１００の電流値ＩＢ（ｉｎｉ）がＩＢしきい値以上である場合）には、短絡電流が発生したことによる断線故障であると判定する（Ｓ１９０）。

一方、プリチャージが開始された直後において、バッテリ１００の電流値ＩＢ（ｉｎｉ）がＩＢしきい値以上でないことは、プリチャージ開始直後においても、バッテリ１００からインバータ２００へプリチャージ用の電力が供給されていなかったことを示す。そのため、プリチャージ時間を経過したときに、インバータ２００の電圧値ＶＨがほぼバッテリ電圧値ＶＢまで上昇していない。そのため、このような場合（プリチャージ時間経過時にインバータ２００の電圧値ＶＨとバッテリ電圧値ＶＢとがほぼ同じでなくて、プリチャージの開始直後におけるバッテリ１００の電流値ＩＢ（ｉｎｉ）がＩＢしきい値以上でない場合）には、断線故障であると判定する（Ｓ１９０）。

これを図３（Ａ）を参照して説明すると、短絡電流による断線故障の場合には、図３（Ａ）の一点鎖線に示すように、時刻ｔ（０）から少なくとも時刻ｔ（１）において、バッテリ１００からインバータ２００へ、制限抵抗５０２を介して電力が供給されている。その後のプリチャージ中に短絡による断線故障が発生して、プリチャージ時間が経過しても、インバータ２００の電圧値ＶＨがほぼバッテリ１００の電圧値ＶＢにまで上昇しなかった。より具体的には、図３（Ａ）の時刻ｔ（１）よりも少し後で、短絡により制限抵抗５０２等の電気的破壊が発生して、断線故障に陥って、バッテリ１００の電流値ＩＢが急激にほぼ０まで低下している。

一方、プリチャージ前から断線している場合には、図３（Ａ）の点線に示すように、プリチャージ直後からバッテリ１００の電流値ＩＢはほぼ０である。

以上のようにして、本実施の形態に係る電源回路の異常検知装置であるＥＣＵにおいては、プリチャージ直後のバッテリの電流値を記憶しておいて、プリチャージ時間が経過したときに、インバータ電圧値がほぼバッテリ電圧値まで上昇していなかった場合の断線故障を区別して判定する。プリチャージ直後のバッテリの電流値がＩＢしきい値以上であると、プリチャージ中の短絡による断線故障であると、そうではないとプリチャージ中の短絡によらない断線故障であると（プリチャージ前から断線）、区別して判定できる。

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て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。

本発明の実施の形態に係る電源回路の異常検知装置を搭載した車両の全体構成を示す図である。図１のＥＣＵで実行される異常判定プログラムの制御構造を示すフローチャートである。図１のＥＣＵで異常判定プログラムが実行されたときのタイミングチャートを示すフローチャートである。

符号の説明

１００バッテリ、２００インバータ、３００走行用モータ、４００コンデンサ、５００，５０４，５０６ＳＭＲ、５０２制限抵抗、６００ＥＣＵ、６０２，６０４電圧計、６０６電流計。

Claims

蓄電機構と複数のリレーとを含む電源回路の異常検知装置であって、前記電源回路は、負荷と蓄電機構の一方の極との電気的な通電／非通電を制御する第１のリレーおよび前記第１のリレーに直列に接続された抵抗を有する回路と、前記回路に並列に接続された第２のリレーと、負荷と蓄電機構の他方の極との電気的な通電／非通電を制御する第３のリレーとを含み、
前記異常検知装置は、
前記第２のリレーおよび前記第３のリレーを通電する前に前記第１のリレーおよび前記第３のリレーを通電することにより実行されるプリチャージ処理の初期における前記蓄電機構の電流値を検知するための手段と、
前記プリチャージ処理の時間が経過したときの前記蓄電機構の電圧値および前記負荷の電圧値を検知するための手段と、
前記プリチャージ処理の時間が経過したときの前記蓄電機構の電圧値と前記負荷の電圧値とが略等しくないと断線故障であると判定するための手段と、
前記断線故障であると判定された場合において、前記プリチャージ処理の初期における前記蓄電機構の電流値に基づいて、前記電源回路における短絡の発生の有無を判定するための判定手段とを含む、電源回路の異常検知装置。
前記判定手段は、前記電流値が予め定められたしきい値以上であると、前記電源回路における短絡が発生したと判定するための手段を含む、請求項１に記載の電源回路の異常検知装置。
前記判定手段は、前記電流値が予め定められたしきい値以上でないと、前記電源回路における短絡が発生していないと判定するための手段を含む、請求項１に記載の電源回路の異常検知装置。