JP5831760B2

JP5831760B2 - 電源制御システムの異常診断装置

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Publication number: JP5831760B2
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Description

本発明は、車両の動力源となるモータに電力を供給するバッテリと車両外部の電源に接続される充電器とを接続する電源ラインにメインリレーと充電リレーを設けた電源制御システムの異常診断装置に関する発明である。

近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の動力源としてモータを搭載したハイブリッド車や電気自動車が注目されている。このような車両の電源制御システムとして、例えば、特許文献１（特開２００７−２９５６９９号公報）に記載されているように、二次電池等からなるバッテリ（主蓄電装置）に、正極側及び負極側のスイッチ（リレー）を有するメインリレーを介して、インバータ、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ、コンデンサ等を接続し、インバータにモータを接続すると共に、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータに補機バッテリ（補機用蓄電装置）を接続するようにしたものがある。

この特許文献１では、メインリレーの正極側及び負極側のスイッチを遮断（オフ）した状態で双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを駆動してコンデンサの両端間の電圧ＶＬが所定値Ｖth1 に到達するまでコンデンサを充電した後、メインリレーの正極側のスイッチのみを接続（オン）して負極側のスイッチを遮断した状態でコンデンサの両端間の電圧ＶＬが判定値Ｖth2 を上回るか否かによってメインリレーの負極側のスイッチの溶着の有無を判定するようにしている。

特開２００７−２９５６９９号公報

ところで、車両外部の電源から充電可能なプラグインハイブリッド車や電気自動車の電源制御システムでは、車両外部の電源に接続される充電器とバッテリとを接続する電源ラインに充電リレーを設けるようにしたものがある。しかし、上記特許文献１の技術は、メインリレーの溶着の有無を判定する技術であり、充電リレーについては全く考慮されていないため、充電リレーの溶着の有無を判定することができない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、充電リレーの溶着の有無を判定することができる電源制御システムの異常診断装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両の動力源となるモータ（１１）に電力を供給するバッテリ（１２）と、車両外部の電源（２３）に接続される充電器（２６）とバッテリ（１２）とを接続する電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）に設けられたメインリレー（１３）と、電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）のうちのメインリレー（１３）と充電器（２６）との間に設けられた充電リレー（２７）と、電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）のうちのメインリレー（１３）と充電リレー（２７）との間に接続された双方向コンバータ（１６）及び該双方向コンバータ（１６）に接続された補機バッテリ（１７）と、電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）のうちのメインリレー（１３）と充電リレー（２７）との間に接続された第１のコンデンサ（３４）及び該第１のコンデンサ（３４）の両端間の電圧を検出する第１の電圧センサ（３５）と、電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）のうちの充電リレー（２７）と充電器（２６）との間に接続された第２のコンデンサ（３６）及び該第２のコンデンサ（３６）の両端間の電圧を検出する第２の電圧センサ（３７）と、メインリレー（１３）を遮断状態にすると共に充電リレー（２７）を遮断状態にして、電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）に電圧を印加するように双方向コンバータ（１６）を制御する電圧印加処理と、該電圧印加処理後に第１のコンデンサ（３４）の両端間の電圧と第２のコンデンサ（３６）の両端間の電圧とを比較して充電リレー（２７）の溶着の有無を判定する判定処理と、該判定処理後に少なくとも第１のコンデンサ（３４）の放電を行うように双方向コンバータ（１６）を制御する放電処理とを実行し、該放電処理の実行後に充電リレー（２７）をそれまでと異なる遮断状態に切り換えて次の電圧印加処理と判定処理と放電処理とを実行する溶着診断手段（３３）とを備えた構成としたものである。

メインリレーを遮断状態にすると共に充電リレーを遮断状態にして、電源ラインに電圧を印加するように双方向コンバータを制御する電圧印加処理を実行した場合、充電リレーが正常であれば（つまり充電リレーが正常に遮断状態になっていれば）、第１のコンデンサだけが充電されて第２のコンデンサが充電されないため、第１のコンデンサの両端間の電圧が第２のコンデンサの両端間の電圧よりも高くなるはずである。しかし、もし、充電リレーの溶着が発生して充電リレーが接続状態になっていると、第１のコンデンサと第２のコンデンサが両方とも充電されるため、第１のコンデンサの両端間の電圧と第２のコンデンサの両端間の電圧とがほぼ等しくなる。従って、電圧印加処理後に第１のコンデンサの両端間の電圧と第２のコンデンサの両端間の電圧とを比較して充電リレーの溶着の有無を判定する判定処理を実行すれば、充電リレーの溶着の有無を精度良く判定することができる。しかも、充電リレーの溶着診断の際に、メインリレーを遮断状態に維持しておけば良く、メインリレーを動作させる必要が無いため、メインリレーの動作回数を減少させることができ、メインリレーの耐久寿命を向上させることができるという利点もある。

図１は本発明の一実施例における車両の電源制御システムの概略構成を示す図である。図２は本実施例の充電リレーの溶着診断を説明する図である。図３は溶着診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。図４は両極溶着診断完了フラグ操作ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。図５は負極溶着診断完了フラグ操作ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。図６は正極溶着診断完了フラグ操作ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。図７は比較例の充電リレーの溶着診断を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいて車両（例えば車両外部の電源から充電可能なプラグインハイブリッド車又は電気自動車）の電源制御システムの概略構成を説明する。

車両の動力源となるモータジェネレータ１１（モータ）と、このモータジェネレータ１１に電力を供給する高電圧バッテリ１２（バッテリ）とが搭載されている。また、車両外部の商用電源２３（電源）に充電ケーブル２４を介して接続される外部電源接続部２５には、充電器２６が接続され、この充電器２６と高圧バッテリ１２とを接続する電源ラインＬ１，Ｌ２に、メインリレー１３が設けられている。

このメインリレー１３は、高電圧バッテリ１２の正極側（プラス側）と負極側（マイナス側）に、それぞれスイッチ１８，１９が設けられ、更に、高電圧バッテリ１２の負極側には、スイッチ１９と並列にプリチャージ用のスイッチ２０と抵抗２１が接続されている。メインリレー１３を接続状態（正極側及び負極側のスイッチ１８，１９を両方とも接続した状態）にする際に、負極側のスイッチ１９，２０は、プリチャージ用のスイッチ２０を接続した後にスイッチ１９を接続してスイッチ２０を遮断する。

電源ラインＬ１，Ｌ２のうちのメインリレー１３と充電器２６との間には、充電リレー２７が設けられている。この充電リレー２７は、高電圧バッテリ１２の正極側と負極側に、それぞれスイッチ２８，２９が設けられている。また、充電ケーブル２４には、スイッチ３０，３１を有するケーブル内蔵リレー３２が設けられている。

また、電源ラインＬ１，Ｌ２のうちのメインリレー１３と充電リレー２７との間には、空調用のインバータ１４や走行用のインバータ１５が接続され、この走行用のインバータ１５に、モータジェネレータ１１が接続されている。更に、電源ラインＬ１，Ｌ２のうちのメインリレー１３と充電リレー２７との間には、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６が接続され、この双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６に、補機バッテリ１７（低電圧バッテリ）が接続されている。この補機バッテリ１７には、補機リレー（図示せず）を介して各種の電装品（図示せず）が接続されている。

また、電源ラインＬ１，Ｌ２のうちのメインリレー１３と充電リレー２７との間には、第１のコンデンサ３４と、この第１のコンデンサ３４の両端間の電圧Ｖ１（以下「両端電圧Ｖ１」という）を検出する第１の電圧センサ３５とが接続されている。更に、電源ラインＬ１，Ｌ２のうちの充電リレー２７と充電器２６との間には、第２のコンデンサ３６と、この第２のコンデンサ３６の両端間の電圧Ｖ２（以下「両端電圧Ｖ２」という）を検出する第２の電圧センサ３７とが接続されている。

上述したメインリレー１３、充電リレー２７、インバータ１４，１５、コンバータ１６等の動作は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）３３によって制御される。このＥＣＵ３３は、マイクロコンピュータを主体として構成され、後述する図３乃至図６の溶着診断用の各ルーチンを実行することで、メインリレー１３を全遮断状態（正極側及び負極側のスイッチ１８〜２０を両方とも遮断した状態）にすると共に、充電リレー２７を全遮断状態（正極側及び負極側のスイッチ２８，２９を両方とも遮断した状態）又は片側遮断状態（正極側及び負極側のスイッチ２８，２９のうちの一方のスイッチを遮断した状態）にして、電源ラインＬ１，Ｌ２に電圧を印加するように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を制御する電圧印加処理と、この電圧印加処理後に両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とを比較して充電リレー２７の溶着の有無を判定する判定処理と、この判定処理後に少なくとも第１のコンデンサ３４の放電を行うように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６（又は走行用のインバータ１５）を制御する放電処理とを実行し、該放電処理の実行後に充電リレー２７をそれまでと異なる遮断状態に切り換えて次の電圧印加処理と判定処理と放電処理とを実行する。

メインリレー１３を遮断状態にすると共に充電リレー２７を遮断状態にして、電源ラインＬ１，Ｌ２に電圧を印加するように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を制御する電圧印加処理を実行した場合、充電リレー２７が正常であれば（つまり充電リレー２７が正常に遮断状態になっていれば）、第１のコンデンサ３４だけが充電されて第２のコンデンサ３６が充電されないため、両端電圧Ｖ１が両端電圧Ｖ２よりも高くなるはずである。しかし、もし、充電リレー２７の溶着が発生して充電リレー２７が接続状態になっていると、第１のコンデンサ３４と第２のコンデンサ３６が両方とも充電されるため、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とがほぼ等しくなる。従って、電圧印加処理後に両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とを比較して充電リレー２７の溶着の有無を判定する判定処理を実行することで、充電リレー２７の溶着の有無を精度良く判定することができる。

本実施例では、図２に示すように、充電リレー２７の溶着診断として、(a) 両極溶着診断と、(b) 負極溶着診断と、(c) 正極溶着診断とを行う。

(a) 両極溶着診断では、メインリレー１３を全遮断状態にすると共に、充電リレー２７を全遮断状態にした後、補機バッテリ１７の出力電圧を昇圧して電源ラインＬ１，Ｌ２に印加するように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を制御する電圧印加処理を実行する。この双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６による電圧印加を停止した後、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とを比較して充電リレー２７の正極側及び負極側のスイッチ２８，２９が両方とも溶着した“両極溶着”の有無を判定する両極溶着判定処理を実行する。この後、少なくとも第１のコンデンサ３４の放電を行うように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６（又は走行用のインバータ１５）を制御する放電処理を実行する。

(b) 負極溶着診断では、メインリレー１３を全遮断状態にすると共に、充電リレー２７を負極側の片側遮断状態（正極側のスイッチ２８を接続して負極側のスイッチ２９を遮断した状態）にした後、補機バッテリ１７の出力電圧を昇圧して電源ラインＬ１，Ｌ２に印加するように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を制御する電圧印加処理を実行する。この双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６による電圧印加を停止した後、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とを比較して充電リレー２７の負極側のスイッチ２９のみが溶着した“負極溶着”の有無を判定する負極溶着判定処理を実行する。この後、少なくとも第１のコンデンサ３４の放電を行うように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６（又は走行用のインバータ１５）を制御する放電処理を実行する。

(c) 正極溶着診断では、メインリレー１３を全遮断状態にすると共に、充電リレー２７を正極側の片側遮断状態（負極側のスイッチ２９を接続して正極側のスイッチ２８を遮断した状態）にした後、補機バッテリ１７の出力電圧を昇圧して電源ラインＬ１，Ｌ２に印加するように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を制御する電圧印加処理を実行する。この双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６による電圧印加を停止した後、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とを比較して充電リレー２７の正極側のスイッチ２８のみが溶着した“正極溶着”の有無を判定する正極溶着判定処理を実行する。この後、少なくとも第１のコンデンサ３４の放電を行うように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６（又は走行用のインバータ１５）を制御する放電処理を実行する。

以上説明した本実施例の充電リレー２７の溶着診断は、ＥＣＵ３３によって図３乃至図６の溶着診断用の各ルーチンに従って実行される。以下、これらの各ルーチンの処理内容を説明する。

［溶着診断ルーチン］
図３に示す溶着診断ルーチンは、ＥＣＵ３３によって所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう溶着診断手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、充電リレー２７の接続要求が有るか否かを、例えば、充電ケーブル２４が接続されているか否か等によって判定する。このステップ１０１で、充電リレー２７の接続要求が無いと判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、充電リレー２７の接続要求が有ると判定された場合には、ステップ１０２に進み、両極溶着診断完了フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。この両極溶着診断完了フラグは、後述する図４の両極溶着診断完了フラグ操作ルーチンで、充電リレー２７の両極溶着診断の完了を意味するＯＮにセットされるか又は充電リレー２７の両極溶着診断の未完了を意味するＯＦＦにリセットされる。

このステップ１０２で、両極溶着診断完了フラグがＯＦＦ（充電リレー２７の両極溶着診断が未完了）であると判定された場合には、充電リレー２７の両極溶着診断を次のようにして実行する。

メインリレー１３及び充電リレー２７を全遮断状態に維持したまま、ステップ１０３で、補機バッテリ１７の出力電圧を所定電圧まで昇圧して電源ラインＬ１，Ｌ２に印加するように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を制御する電圧印加処理を実行する。この場合、充電リレー２７が正常に全遮断状態になっていれば、第１のコンデンサ３４だけが充電されて第２のコンデンサ３６が充電されないが、もし、充電リレー２７の両極溶着が発生して充電リレー２７が接続状態になっていると、第１のコンデンサ３４と第２のコンデンサ３６が両方とも充電される。

この双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６による電圧印加を停止した後、ステップ１０４に進み、両極溶着判定処理を実行する。この両極溶着判定処理では、第１の電圧センサ３５で両端電圧Ｖ１を検出すると共に、第２の電圧センサ３７で両端電圧Ｖ２を検出し、これらの両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とを比較して、充電リレー２７の正極側及び負極側のスイッチ２８，２９が両方とも溶着した“両極溶着”の有無を判定する。

具体的には、例えば、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２との差ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）が判定値以下であるか否かを判定する。その結果、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２との差ΔＶが判定値以下であると判定された場合には、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とがほぼ等しいと判断して、充電リレー２７の両極溶着有りと判定する。一方、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２との差ΔＶが判定値よりも大きいと判定された場合には、両端電圧Ｖ１が両端電圧Ｖ２よりも高いと判断して、充電リレー２７の両極溶着無しと判定する。

この後、ステップ１０５に進み、少なくとも第１のコンデンサ３４の放電を行うように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６（又は走行用のインバータ１５）を制御する放電処理を実行する。具体的には、第１のコンデンサ３４に充電されていた電気エネルギを双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を介して補機バッテリ１７に戻して充電する。この際、充電リレー２７の溶着が発生して充電リレー２７が接続状態になっている場合には、第２のコンデンサ３６に充電されていた電気エネルギも双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を介して補機バッテリ１７に戻して充電する。尚、補機バッテリ１７に充電できない場合（例えば補機バッテリ１７が満充電状態の場合）には、電源ラインＬ１，Ｌ２の直流電圧を走行用のインバータ１５で交流電圧に変換してモータジェネレータ１１に供給することで、第１のコンデンサ３４や第２のコンデンサ３６の放電を行う。

この後、ステップ１０６に進み、充電リレー２７の両極溶着診断が完了したと判定して、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０２で、両極溶着診断完了フラグがＯＮ（充電リレー２７の両極溶着診断が完了）であると判定された場合には、ステップ１０７に進み、負極溶着診断完了フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。この負極溶着診断完了フラグは、後述する図５の負極溶着診断完了フラグ操作ルーチンで、充電リレー２７の負極溶着診断の完了を意味するＯＮにセットされるか又は充電リレー２７の負極溶着診断の未完了を意味するＯＦＦにリセットされる。

このステップ１０７で、負極溶着診断完了フラグがＯＦＦ（充電リレー２７の負極溶着診断が未完了）であると判定された場合には、充電リレー２７の負極溶着診断を次のようにして実行する。

まず、ステップ１０８で、充電リレー２７の正極側のスイッチ２８を接続することで、充電リレー２７を負極側の片側遮断状態（正極側のスイッチ２８を接続して負極側のスイッチ２９を遮断した状態）にした後、ステップ１０９に進み、補機バッテリ１７の出力電圧を所定電圧まで昇圧して電源ラインＬ１，Ｌ２に印加するように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を制御する電圧印加処理を実行する。この場合、充電リレー２７が正常に負極側の片側遮断状態になっていれば、第１のコンデンサ３４だけが充電されて第２のコンデンサ３６が充電されないが、もし、充電リレー２７の負極溶着が発生して充電リレー２７が接続状態になっていると、第１のコンデンサ３４と第２のコンデンサ３６が両方とも充電される。

この双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６による電圧印加を停止した後、ステップ１１０に進み、負極溶着判定処理を実行する。この負極溶着判定処理では、第１の電圧センサ３５で両端電圧Ｖ１を検出すると共に、第２の電圧センサ３７で両端電圧Ｖ２を検出し、これらの両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とを比較して、充電リレー２７の負極側のスイッチ２９のみが溶着した“負極溶着”の有無を判定する。

具体的には、例えば、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２との差ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）が判定値以下であるか否かを判定する。その結果、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２との差ΔＶが判定値以下であると判定された場合には、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とがほぼ等しいと判断して、充電リレー２７の負極溶着有りと判定する。一方、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２との差ΔＶが判定値よりも大きいと判定された場合には、両端電圧Ｖ１が両端電圧Ｖ２よりも高いと判断して、充電リレー２７の負極溶着無しと判定する。

この後、ステップ１１１に進み、少なくとも第１のコンデンサ３４の放電を行うように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６（又は走行用のインバータ１５）を制御する放電処理を実行する。この後、ステップ１１２に進み、充電リレー２７の負極溶着診断が完了したと判定して、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０７で、負極溶着診断完了フラグがＯＮ（充電リレー２７の負極溶着診断が完了）であると判定された場合には、ステップ１１３に進み、正極溶着診断完了フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。この正極溶着診断完了フラグは、後述する図６の正極溶着診断完了フラグ操作ルーチンで、充電リレー２７の正極溶着診断の完了を意味するＯＮにセットされるか又は充電リレー２７の正極溶着診断の未完了を意味するＯＦＦにリセットされる。

このステップ１１３で、正極溶着診断完了フラグがＯＦＦ（充電リレー２７の正極溶着診断が未完了）であると判定された場合には、充電リレー２７の正極溶着診断を次のようにして実行する。

まず、ステップ１１４で、充電リレー２７の正極側のスイッチ２８を遮断すると共に充電リレー２７の負極側のスイッチ２９を接続することで、充電リレー２７を正極側の片側遮断状態（負極側のスイッチ２９を接続して正極側のスイッチ２８を遮断した状態）にした後、ステップ１１５に進み、補機バッテリ１７の出力電圧を所定電圧まで昇圧して電源ラインＬ１，Ｌ２に印加するように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を制御する電圧印加処理を実行する。この場合、充電リレー２７が正常に正極側の片側遮断状態になっていれば、第１のコンデンサ３４だけが充電されて第２のコンデンサ３６が充電されないが、もし、充電リレー２７の正極溶着が発生して充電リレー２７が接続状態になっていると、第１のコンデンサ３４と第２のコンデンサ３６が両方とも充電される。

この双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６による電圧印加を停止した後、ステップ１１６に進み、正極溶着判定処理を実行する。この正極溶着判定処理では、第１の電圧センサ３５で両端電圧Ｖ１を検出すると共に、第２の電圧センサ３７で両端電圧Ｖ２を検出し、これらの両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とを比較して、充電リレー２７の正極側のスイッチ２９のみが溶着した“正極溶着”の有無を判定する。

具体的には、例えば、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２との差ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）が判定値以下であるか否かを判定する。その結果、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２との差ΔＶが判定値以下であると判定された場合には、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とがほぼ等しいと判断して、充電リレー２７の正極溶着有りと判定する。一方、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２との差ΔＶが判定値よりも大きいと判定された場合には、両端電圧Ｖ１が両端電圧Ｖ２よりも高いと判断して、充電リレー２７の正極溶着無しと判定する。

この後、ステップ１１７に進み、少なくとも第１のコンデンサ３４の放電を行うように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６（又は走行用のインバータ１５）を制御する放電処理を実行する。この後、ステップ１１８に進み、充電リレー２７の正極溶着診断が完了したと判定して、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１１３で、正極溶着診断完了フラグがＯＮ（充電リレー２７の正極溶着診断が完了）であると判定された場合には、ステップ１１９に進み、充電リレー２７の正極側のスイッチ２８を接続すると共に充電リレー２７の負極側のスイッチ２９を接続することで、充電リレー２７を接続状態にして、本ルーチンを終了する。

［両極溶着診断完了フラグ操作ルーチン］
図４に示す両極溶着診断完了フラグ操作ルーチンは、ＥＣＵ３３によって所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、充電リレー２７の接続要求が有りで且つ両極溶着診断完了フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。このステップ２０１で、充電リレー２７の接続要求が無いと判定された場合、又は、両極溶着診断完了フラグがＯＮであると判定された場合には、ステップ２０４に進む。

一方、上記ステップ２０１で、充電リレー２７の接続要求が有りで且つ両極溶着診断完了フラグがＯＦＦであると判定された場合には、ステップ２０２に進み、充電リレー２７の両極溶着診断が開始され且つ両極溶着診断が開始されてから所定時間が経過したか否かを判定する。この所定時間は、例えば、充電リレー２７の両極溶着診断を完了するのに必要な時間よりも少し長い時間に設定されている。

このステップ２０２で、充電リレー２７の両極溶着診断がまだ開始されていないと判定された場合、又は、両極溶着診断が開始されてからまだ所定時間が経過していないと判定された場合には、ステップ２０４に進む。

その後、上記ステップ２０２で、充電リレー２７の両極溶着診断が開始され且つ両極溶着診断が開始されてから所定時間が経過したと判定された時点で、ステップ２０３に進み、両極溶着診断完了フラグをＯＮにセットする。

この後、ステップ２０４に進み、充電リレー２７の接続要求が無しで且つ充電リレー２７が全遮断状態（正極側及び負極側のスイッチ２８，２９を両方とも遮断した状態）であるか否かを判定する。このステップ２０４で、充電リレー２７の接続要求が有ると判定された場合、又は、充電リレー２７が全遮断状態ではないと判定された場合には、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ２０４で、充電リレー２７の接続要求が無しで且つ充電リレー２７が全遮断状態であると判定された場合には、ステップ２０５に進み、両極溶着診断完了フラグをＯＦＦにリセットして、本ルーチンを終了する。

尚、両極溶着診断完了フラグをＯＮにセットするタイミングやＯＦＦにリセットするタイミングは、適宜変更しても良く、例えば、前記図３のステップ１０６で充電リレー２７の両極溶着診断が完了したと判定された時点で、両極溶着診断完了フラグをＯＮにセットするようにしても良い。

［負極溶着診断完了フラグ操作ルーチン］
図５に示す負極溶着診断完了フラグ操作ルーチンは、ＥＣＵ３３によって所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、充電リレー２７の接続要求が有りで且つ負極溶着診断完了フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。このステップ３０１で、充電リレー２７の接続要求が無いと判定された場合、又は、負極溶着診断完了フラグがＯＮであると判定された場合には、ステップ３０４に進む。

一方、上記ステップ３０１で、充電リレー２７の接続要求が有りで且つ負極溶着診断完了フラグがＯＦＦであると判定された場合には、ステップ３０２に進み、充電リレー２７の負極溶着診断が開始され且つ負極溶着診断が開始されてから所定時間が経過したか否かを判定する。この所定時間は、例えば、充電リレー２７の負極溶着診断を完了するのに必要な時間よりも少し長い時間に設定されている。

このステップ３０２で、充電リレー２７の負極溶着診断がまだ開始されていないと判定された場合、又は、負極溶着診断が開始されてからまだ所定時間が経過していないと判定された場合には、ステップ３０４に進む。

その後、上記ステップ３０２で、充電リレー２７の負極溶着診断が開始され且つ負極溶着診断が開始されてから所定時間が経過したと判定された時点で、ステップ３０３に進み、負極溶着診断完了フラグをＯＮにセットする。

この後、ステップ３０４に進み、充電リレー２７の接続要求が無しで且つ充電リレー２７が負極側の片側遮断状態（正極側のスイッチ２８を接続して負極側のスイッチ２９を遮断した状態）であるか否かを判定する。このステップ３０４で、充電リレー２７の接続要求が有ると判定された場合、又は、充電リレー２７が負極側の片側遮断状態ではないと判定された場合には、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ３０４で、充電リレー２７の接続要求が無しで且つ充電リレー２７が負極側の片側遮断状態であると判定された場合には、ステップ３０５に進み、負極溶着診断完了フラグをＯＦＦにリセットして、本ルーチンを終了する。

尚、負極溶着診断完了フラグをＯＮにセットするタイミングやＯＦＦにリセットするタイミングは、適宜変更しても良く、例えば、前記図３のステップ１１２で充電リレー２７の負極溶着診断が完了したと判定された時点で、負極溶着診断完了フラグをＯＮにセットするようにしても良い。

［正極溶着診断完了フラグ操作ルーチン］
図６に示す正極溶着診断完了フラグ操作ルーチンは、ＥＣＵ３３によって所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ４０１で、充電リレー２７の接続要求が有りで且つ正極溶着診断完了フラグがＯＦＦであるか否かを判定する。このステップ４０１で、充電リレー２７の接続要求が無いと判定された場合、又は、正極溶着診断完了フラグがＯＮであると判定された場合には、ステップ４０４に進む。

一方、上記ステップ４０１で、充電リレー２７の接続要求が有りで且つ正極溶着診断完了フラグがＯＦＦであると判定された場合には、ステップ４０２に進み、充電リレー２７の正極溶着診断が開始され且つ正極溶着診断が開始されてから所定時間が経過したか否かを判定する。この所定時間は、例えば、充電リレー２７の正極溶着診断を完了するのに必要な時間よりも少し長い時間に設定されている。

このステップ４０２で、充電リレー２７の正極溶着診断がまだ開始されていないと判定された場合、又は、正極溶着診断が開始されてからまだ所定時間が経過していないと判定された場合には、ステップ４０４に進む。

その後、上記ステップ４０２で、充電リレー２７の正極溶着診断が開始され且つ正極溶着診断が開始されてから所定時間が経過したと判定された時点で、ステップ４０３に進み、正極溶着診断完了フラグをＯＮにセットする。

この後、ステップ４０４に進み、充電リレー２７の接続要求が無しで且つ充電リレー２７が正極側の片側遮断状態（負極側のスイッチ２９を接続して正極側のスイッチ２８を遮断した状態）であるか否かを判定する。このステップ４０４で、充電リレー２７の接続要求が有ると判定された場合、又は、充電リレー２７が正極側の片側遮断状態ではないと判定された場合には、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ４０４で、充電リレー２７の接続要求が無しで且つ充電リレー２７が正極側の片側遮断状態であると判定された場合には、ステップ４０５に進み、正極溶着診断完了フラグをＯＦＦにリセットして、本ルーチンを終了する。

尚、正極溶着診断完了フラグをＯＮにセットするタイミングやＯＦＦにリセットするタイミングは、適宜変更しても良く、例えば、前記図３のステップ１１８で充電リレー２７の正極溶着診断が完了したと判定された時点で、正極溶着診断完了フラグをＯＮにセットするようにしても良い。

以上説明した本実施例では、メインリレー１３を全遮断状態にすると共に、充電リレー２７を全遮断状態又は片側遮断状態にした後、補機バッテリ１７の出力電圧を昇圧して電源ラインＬ１，Ｌ２に電圧を印加するように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を制御する電圧印加処理を実行し、この双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６による電圧印加を停止した後、両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とを比較して充電リレー２７の溶着の有無を判定する判定処理を実行するようにしたので、充電リレー２７の溶着の有無を精度良く判定することができる。

また、図７に示す比較例のように、充電リレー２７を全遮断状態又は片側遮断状態にした後、メインリレー１３を接続状態に切り換えて電源ラインＬ１，Ｌ２に高電圧バッテリ１２の電圧を印加する電圧印加処理を実行し、この電圧印加処理後にメインリレー１３を遮断状態に切り換えて両端電圧Ｖ１と両端電圧Ｖ２とを比較して充電リレー２７の溶着の有無を判定する判定処理を実行するシステムでは、充電リレー２７の溶着診断の際に、メインリレー１３を接続状態に切り換えたり、遮断状態に切り換えたりする必要が有るため、メインリレー１３の動作回数（接続動作回数や遮断動作回数）が増加して、メインリレー１３の耐久寿命が短くなる可能性がある。

これに対して、本実施例では、充電リレー２７の溶着診断の際に、メインリレー１３を遮断状態に維持しておけば良く、メインリレー１３を動作させる必要が無いため、メインリレー１３の動作回数を減少させることができ、メインリレー１３の耐久寿命を向上させることができる。

また、本実施例では、充電リレー２７の溶着の有無を判定する判定処理後に少なくとも第１のコンデンサ３４の放電を行うように双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を制御する放電処理を実行するようにしたので、第１のコンデンサ３４に充電されていた電気エネルギを双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を介して補機バッテリ１７に戻すことができる共に、充電リレー２７の溶着が発生して充電リレー２７が接続状態になっている場合には第２のコンデンサ３６に充電されていた電気エネルギも双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ１６を介して補機バッテリ１７に戻すことができ、エネルギ損失を低減することができる。

また、本実施例では、充電リレー２７の正極側及び負極側のスイッチ２８，２９が両方とも溶着した“両極溶着”の有無を判定する両極溶着判定処理と、充電リレー２７の負極側のスイッチ２９のみが溶着した“負極溶着”の有無を判定する負極溶着判定処理と、充電リレー２７の正極側のスイッチ２８のみが溶着した“正極溶着”の有無を判定する正極溶着判定処理とを実行するようにしたので、充電リレー２７の両極溶着と負極溶着と正極溶着とを区別して検出することができ、充電リレー２７の溶着箇所を容易に特定することができる。

１１…モータジェネレータ（モータ）、１２…高電圧バッテリ（バッテリ）、１３…メインリレー、１６…双方向コンバータ、１７…補機バッテリ、２３…商用電源（電源）、２６…充電器、２７…充電リレー、２８，２９…スイッチ、３３…ＥＣＵ（溶着診断手段）、３４…第１のコンデンサ、３５…第１の電圧センサ、３６…第２のコンデンサ、３７…第２の電圧センサ

Claims

車両の動力源となるモータ（１１）に電力を供給するバッテリ（１２）と、
車両外部の電源（２３）に接続される充電器（２６）と前記バッテリ（１２）とを接続する電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）に設けられたメインリレー（１３）と、
前記電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）のうちの前記メインリレー（１３）と前記充電器（２６）との間に設けられた充電リレー（２７）と、
前記電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）のうちの前記メインリレー（１３）と前記充電リレー（２７）との間に接続された双方向コンバータ（１６）及び該双方向コンバータ（１６）に接続された補機バッテリ（１７）と、
前記電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）のうちの前記メインリレー（１３）と前記充電リレー（２７）との間に接続された第１のコンデンサ（３４）及び該第１のコンデンサ（３４）の両端間の電圧を検出する第１の電圧センサ（３５）と、
前記電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）のうちの前記充電リレー（２７）と前記充電器（２６）との間に接続された第２のコンデンサ（３６）及び該第２のコンデンサ（３６）の両端間の電圧を検出する第２の電圧センサ（３７）と、
前記メインリレー（１３）を遮断状態にすると共に前記充電リレー（２７）を遮断状態にして、前記電源ライン（Ｌ１，Ｌ２）に電圧を印加するように前記双方向コンバータ（１６）を制御する電圧印加処理と、該電圧印加処理後に前記第１のコンデンサ（３４）の両端間の電圧と前記第２のコンデンサ（３６）の両端間の電圧とを比較して前記充電リレー（２７）の溶着の有無を判定する判定処理と、該判定処理後に少なくとも前記第１のコンデンサ（３４）の放電を行うように前記双方向コンバータ（１６）を制御する放電処理とを実行し、該放電処理の実行後に前記充電リレー（２７）をそれまでと異なる遮断状態に切り換えて次の前記電圧印加処理と前記判定処理と前記放電処理とを実行する溶着診断手段（３３）と
を備えていることを特徴とする電源制御システムの異常診断装置。
前記充電リレー（２７）は、正極側及び負極側のスイッチ（２８，２９）を有し、
前記溶着診断手段（３３）は、前記充電リレー（２７）の正極側及び負極側のスイッチ（２８，２９）を遮断した状態で前記電圧印加処理を実行した後に前記判定処理として前記充電リレー（２７）の正極側及び負極側のスイッチ（２８，２９）が両方とも溶着した両極溶着の有無を判定する両極溶着判定処理を実行し、前記充電リレー（２７）の正極側のスイッチ（２８）を接続して負極側のスイッチ（２９）を遮断した状態で前記電圧印加処理を実行した後に前記判定処理として前記充電リレー（２７）の負極側のスイッチ（２９）のみが溶着した負極溶着の有無を判定する負極溶着判定処理を実行し、前記充電リレー（２７）の負極側のスイッチ（２９）を接続して正極側のスイッチ（２８）を遮断した状態で前記電圧印加処理を実行した後に前記判定処理として前記充電リレー（２７）の正極側のスイッチ（２８）のみが溶着した正極溶着の有無を判定する正極溶着判定処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の電源制御システムの異常診断装置。