JP6140568B2

JP6140568B2 - 溶着検査システム

Info

Publication number: JP6140568B2
Application number: JP2013165392A
Authority: JP
Inventors: 田中　健; 健田中; 雅也伊藤
Original assignee: Denso Corp; Anden Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Denso Electronics Corp
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-08-08
Also published as: JP2015035708A

Description

本発明は、直流電源と電気機器との間に設けられた２つのスイッチについて、溶着の検査を行う溶着検査システムに関する。

直流電源と電気機器とを電気的に接続したり、遮断したりするための部品として、電磁コイルと、該電磁コイルへの通電の有無によりオンオフ動作する２つのスイッチ（接点）とを備えるリレーが知られている。上記スイッチには、直流電源の正電極と電気機器との間に設けられる正側スイッチと、直流電源の負電極と電気機器との間に設けられる負側スイッチとがある。上記リレーは、このように２つのスイッチを備えることにより、いずれか一方のスイッチが溶着した場合でも、他方のスイッチを使って、電流を遮断できるようになっている。

また、上記２つのスイッチをオンして電気機器に電流を流す前に、各々のスイッチについて、溶着の検査を行う溶着検査システムが知られている（下記特許文献１参照）。この溶着検査システムでは、溶着の検査を行う際に、例えば、まず負側スイッチをオンにし、正側スイッチがオフになるよう制御した状態で、直流電源の電流が正側スイッチを流れるか否かを確認する（図１６参照）。正側スイッチがオフになるよう制御していても、溶着していると電流が流れる。そのため、正側スイッチに電流が流れるか否かを確認することにより、正側スイッチが溶着しているか否かを確認することができる。

このように正側スイッチの溶着チェックを行った後、負側スイッチの溶着チェックを行う。すなわち、正側スイッチをオンにし、負側スイッチがオフになるよう制御した状態で、直流電源の電流が負側スイッチを流れるか否かを確認する（図１７参照）。負側スイッチがオフになるよう制御していても、溶着していると電流が流れる。そのため、負側スイッチに電流が流れるか否かを確認することにより、負側スイッチが溶着しているか否かを確認できる。

このように、溶着の検査を行う際には、一方のスイッチのみがオンになるよう制御して、他方のスイッチに電流が流れるか否かを確認し、その後、他方のスイッチのみがオンになるよう制御して、一方のスイッチに電流が流れるか否かを確認する。この方法を使用するのは、以下の理由による。
すなわち、上記溶着検査システムでは、直流電源の電流を利用しており、この電流がスイッチを流れるか否かを確認することによって、溶着の検査を行っている。直流電源の電流は、正側スイッチと負側スイッチとを別々に流れることはできず、２つのスイッチを同時に流れる（図１６、図１７参照）。そのため、直流電源の電流を使って、一方のスイッチが溶着しているか否かを判断するためには、他方のスイッチを必ずオンにしておく必要がある。同様に、他方のスイッチが溶着しているか否かを判断するためには、一方のスイッチを必ずオンにしておく必要がある。このような理由により、スイッチの溶着の検査を行う際には、上記方法を採用している。

特開２０１２−１５２０７１号公報

しかしながら上記溶着検査システムでは、上述したように、溶着の検査時に、一方のスイッチのみがオンになるよう制御し、その後、他方のスイッチのみがオンになるよう制御する必要があるため、スイッチの切り替えが必要となり、溶着の検査に時間がかかるという問題がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、２つのスイッチについて、溶着の検査を短時間で行うことができる溶着検査システムを提供しようとするものである。

本発明の第１の態様は、直流電源の正電極と電気機器との間に設けられた正側スイッチと、上記直流電源の負電極と上記電気機器との間に設けられた負側スイッチとの、２つのスイッチについて、溶着の検査を行う溶着検査システムであって、
交流電流を発生する交流電流発生部と、
上記交流電流を検出する交流電流検出部と、
上記２つのスイッチのうち少なくとも一方が溶着しているか否かを判断する溶着判断部と、
電気伝導性を有し、その一部が上記電気機器に隣り合う位置に配された隣接導電部材とを備え、
該隣接導電部材は、上記電気機器とは直流的に絶縁され、浮遊容量を介して上記電気機器との間に交流電流が流れるよう構成されると共に、上記交流電流検出部と電気接続されており、
上記２つのスイッチは、電流が流れるオン状態と、電流が流れないオフ状態とを切り替え制御可能に構成され、
上記正側スイッチが溶着したときには、上記交流電流が、上記正側スイッチと上記交流電流検出部と上記隣接導電部材と上記電気機器とを含む第１ループを流れ、上記負側スイッチが溶着したときには、上記交流電流が、上記負側スイッチと上記交流電流検出部と上記隣接導電部材と上記電気機器とを含む第２ループを流れるよう構成されており、
上記溶着判断部は、上記２つのスイッチが両方とも上記オフ状態になるよう制御された状態において、上記交流電流発生部から発生した上記交流電流が上記第１ループ又は上記第２ループを流れ、上記交流電流検出部によって所定の振幅以上の上記交流電流が検出されたときには、上記２つのスイッチのうち少なくとも一方が溶着していると判断し、上記交流電流検出部によって上記所定の振幅以上の交流電流が検出されないときには、上記２つのスイッチがいずれも溶着していないと判断し、
上記電気機器は、上記２つのスイッチが両方とも上記オフ状態になるよう制御された状態において、上記直流電源とは別に設けられた補助電源によって稼働するよう構成されており、上記電気機器に内蔵された半導体スイッチング素子のスイッチング動作に伴って上記交流電流が発生し、上記電気機器が上記交流電流発生部を兼ねていることを特徴とする溶着検査システム。
また、本発明の第２の態様は、直流電源の正電極と電気機器との間に設けられた正側スイッチと、上記直流電源の負電極と上記電気機器との間に設けられた負側スイッチとの、２つのスイッチについて、溶着の検査を行う溶着検査システムであって、
交流電流を発生する交流電流発生部と、
上記交流電流を検出する交流電流検出部と、
上記２つのスイッチのうち少なくとも一方が溶着しているか否かを判断する溶着判断部と、
電気伝導性を有し、その一部が上記電気機器に隣り合う位置に配された隣接導電部材とを備え、
該隣接導電部材は、上記電気機器とは直流的に絶縁され、浮遊容量を介して上記電気機器との間に交流電流が流れるよう構成されると共に、上記交流電流検出部と電気接続されており、
上記２つのスイッチは、電流が流れるオン状態と、電流が流れないオフ状態とを切り替え制御可能に構成され、
上記正側スイッチが溶着したときには、上記交流電流が、上記正側スイッチと上記交流電流検出部と上記隣接導電部材と上記電気機器とを含む第１ループを流れ、上記負側スイッチが溶着したときには、上記交流電流が、上記負側スイッチと上記交流電流検出部と上記隣接導電部材と上記電気機器とを含む第２ループを流れるよう構成されており、
上記溶着判断部は、上記２つのスイッチが両方とも上記オフ状態になるよう制御された状態において、上記交流電流発生部から発生した上記交流電流が上記第１ループ又は上記第２ループを流れ、上記交流電流検出部によって所定の振幅以上の上記交流電流が検出されたときには、上記２つのスイッチのうち少なくとも一方が溶着していると判断し、上記交流電流検出部によって上記所定の振幅以上の交流電流が検出されないときには、上記２つのスイッチがいずれも溶着していないと判断し、
上記直流電源と上記電気機器は、ハイブリッド車とプラグインハイブリッド車と電気自動車とのいずれかに搭載されており、上記直流電源は電池セルであり、上記電気機器はＤＣ−ＤＣコンバータと昇圧コンバータとインバータとのいずれかであり、上記電気機器は上記交流電流発生部を兼ねており、上記交流電流検出部は、上記直流電源の直流電流が上記隣接導電部材に漏電しているか否かを、交流信号を使って検知する漏電検知部を兼ねていることを特徴とする溶着検査システム。

上記溶着検査システムにおいては、正側スイッチが溶着したときに、交流電流が、正側スイッチを含む上記第１ループを流れるよう構成されている。また、負側スイッチが溶着したときに、交流電流が、負側スイッチを含む上記第２ループを流れるよう構成されている。つまり、正側スイッチが溶着したときに交流電流が流れるループ（第１ループ）と、負側スイッチが溶着したときに交流電流が流れるループ（第２ループ）とが、別々になっている。
したがって、２つのスイッチのうち一方のスイッチが溶着した場合、他方のスイッチが溶着していても溶着していなくてもループに必ず交流電流が流れ、これを交流電流検出部によって検出することができる。そのため、２つのスイッチが両方ともオフになるよう制御した状態で、交流電流が検出されれば、２つのスイッチのうち少なくとも一方が溶着していると判断でき、交流電流が検出されなければ、２つのスイッチがいずれも溶着していないと判断することが可能になる。したがって、従来のようにスイッチの切り替えを行わなくても（図１６、図１７参照）、２つのスイッチの溶着チェックを一度に行うことができる。そのため、溶着の検査を短時間で行うことが可能になる。

以上のごとく、本発明によれば、２つのスイッチについて、溶着の検査を短時間で行うことができる溶着検査システムを提供することができる。

なお、上記スイッチは、例えば電磁コイルへの通電の有無により、上記オン状態と上記オフ状態とが切り替わるよう構成することができる。また、上記「２つのスイッチが両方とも上記オフ状態になるよう制御された状態」とは、個々のスイッチをいわゆるａ接点とした場合、例えば上記電磁コイルに通電しない状態を意味する。

また、スイッチが溶着していなくても、スイッチの接点間の空気によって一種のコンデンサが形成され、微弱な交流電流が流れることがある。そのため、本発明では、「所定の振幅以上の」交流電流が検知されたか否かを判断基準としている。すなわち、所定の振幅以上の交流電流が検知されたときには、スイッチが溶着していると判断し、所定の振幅以上の交流電流が検出されないときには、スイッチが溶着していないと判断している。

実施例１における、溶着検査システムの回路図。実施例１における、２つのスイッチがいずれも溶着していない場合の、Ａ点の電圧のグラフ。実施例１における、正側リレー又は負側リレーが溶着している場合の、Ａ点の電圧のグラフ。実施例１における、正側リレーが溶着している場合の、交流電流が流れる経路を表した図。実施例１における、負側リレーが溶着している場合の、交流電流が流れる経路を表した図。実施例１における、漏電検知部の動作原理を説明するための図であって、漏電していない状態における交流信号の流れを表した図。実施例１における、漏電検知部の動作原理を説明するための図であって、漏電している状態における交流信号の流れを表した図。実施例１における、電気機器の回路図。実施例１における、電磁コイルに通電していない状態での、リレーの断面図。実施例１における、電磁コイルに通電した状態での、リレーの断面図。実施例１における、電気機器等の動作のフローチャート。実施例２における、溶着検査システムの回路図。実施例２における、第２電気機器の回路図。参考例１における、溶着検査システムの回路図。実施例３における、溶着検査システムの回路図。比較例における、負側スイッチのみをオンにした状態での、溶着検査システムの回路図。比較例における、正側スイッチのみをオンにした状態での、溶着検査システムの回路図。

上記電気機器は、上記２つのスイッチが両方とも上記オフ状態になるよう制御された状態において、上記直流電源とは別に設けられた補助電源によって稼働するよう構成されており、上記電気機器に内蔵された半導体スイッチング素子のスイッチング動作に伴って上記交流電流が発生し、上記電気機器が上記交流電流発生部を兼ねていることが好ましい。
この場合には、電気機器を交流電流発生部として利用できるため、専用の交流電流発生部を設ける必要がなくなる。そのため、溶着検査システムを安価に構築することが可能になる。

（実施例１）
本発明の溶着検査システムに係る実施例について、図１〜図１１を用いて説明する。図１に示すごとく、本例の溶着検査システム１は、正側スイッチ２ａと負側スイッチ２ｂとの、２つのスイッチ２について、溶着の検査を行う。正側スイッチ２ａは、直流電源１０の正電極１１と電気機器３との間に設けられている。また、負側スイッチ２ｂは、直流電源１０の負電極１２と電気機器３との間に設けられている。

溶着検査システム１は、交流電流Ｉを発生する交流電流発生部４と、交流電流Ｉを検出する交流電流検出部５とを備える。また、溶着検査システム１は、２つのスイッチ２ａ，２ｂのうち少なくとも一方が溶着しているか否かを判断する溶着判断部６と、電気伝導性を有する隣接導電部材７（以下、単に「導電部材７」とも記す）とを備える。

図９、図１０に示すごとく、２つのスイッチ２（２ａ，２ｂ）は、電磁コイル２０への通電の有無により、電流が流れるオン状態と、電流が流れないオフ状態とが切り替わるよう構成されている。
図４に示すごとく、正側スイッチ２ａが溶着したときには、交流電流Ｉが、正側スイッチ２ａと交流電流検出部５と導電部材７とを含む第１ループＬ１を流れる。また、図５に示すごとく、負側スイッチ２ｂが溶着したときには、交流電流Ｉが、負側スイッチ２ｂと交流電流検出部５と導電部材７とを含む第２ループＬ２を流れるよう構成されている。

溶着判断部６は、図４、図５に示すごとく、２つのスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオフ状態になるよう制御された状態、すなわち電磁コイル２０への通電を停止した状態において、交流電流発生部４から発生した交流電流Ｉが第１ループＬ１又は第２ループＬ２を流れ、交流電流検出部５によって所定の振幅以上の交流電流Ｉが検出されたときには、２つのスイッチ２ａ，２ｂのうち少なくとも一方が溶着していると判断する。また、溶着判断部６は、交流電流検出部５によって上記所定の振幅以上の交流電流Ｉが検出されないとき（図１参照）には、２つのスイッチ２ａ，２ｂがいずれも溶着していないと判断する。

２つのスイッチ２ａ，２ｂがいずれも溶着していない場合、交流電流Ｉはスイッチ２ａ，２ｂを流れないため、交流電流検出部５によって交流電流Ｉが検出されない。そのため、交流電流検出部５の検出値は、例えば図２のグラフのようになり、変動値が小さい。

これに対して、２つのスイッチ２ａ，２ｂのうち少なくとも一方が溶着した場合、交流電流Ｉがスイッチ２ａ，２ｂを流れ、これが交流電流検出部５によって検出される。そのため、交流電流検出部５の検出値は、例えば図３のグラフのようになり、所定の周期で変化する。このように、交流電流検出部５の検出値が所定の周期で変化したときに、溶着判断部６は、スイッチ２ａ，２ｂが溶着していると判断する。

なお、本例の交流電流検出部５は、後述する接続点Ａ（図１参照）と導電部材７との間の電位差を検出することにより、交流電流Ｉを検出している。

また、図１に示すごとく、本例では、２個のスイッチ２ａ，２ｂと１個の電磁コイル２０とにより、１つのリレー２１を構成してある。後述するように、１個の電磁コイル２０に通電すると、２個のスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオン状態になり、電磁コイル２０への通電を停止すると、２個のスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオフ状態になるよう構成されている。

本例の電気機器３は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａである。図１に示すごとく、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａには、平滑コンデンサ１３が並列接続されている。双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａは、直流電源１０の直流電圧を降圧して補助電源１６（バッテリー）を充電する動作と、補助電源１６の電力を利用して平滑コンデンサ１３を充電する動作とを行う。

すなわち、スイッチ２ａ，２ｂを暫くオフ状態にしておくと、平滑コンデンサ１３の電荷が徐々に放電するため、この状態で２つのスイッチ２ａ，２ｂを両方ともオンすると、平滑コンデンサ１３に突入電流が流れてしまう。そのため、スイッチ２ａ，２ｂが溶着するおそれが生じる。したがって、スイッチ２ａ，２ｂをオンする前に、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａを使って平滑コンデンサ１３を充電するようにしている。平滑コンデンサ１３を充電しておけば、スイッチ２ａ，２ｂをオンしても突入電流は流れない。
また、本例では、このようにスイッチ２ａ，２ｂをオンした後、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａを使って直流電源１０の電圧を降圧し、補助電源１６を充電する。

また、本例では図１に示すごとく、電気機器３（双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａ）を交流電流発生部４として利用している。すなわち、電気機器３には後述する半導体スイッチング素子３０（図８参照）が含まれており、この半導体スイッチング素子３０のスイッチング動作に伴ってノイズ電流が発生する。このノイズ電流を、上記交流電流Ｉとして利用している。

また、本例では、交流電流検出部５は漏電検知部８を兼ねている。すなわち、スイッチ２ａ，２ｂの溶着チェックを行うときは、電気機器３（交流電流発生部４）から発生した交流電流Ｉを交流電流検出部５において検出し、溶着チェックが完了してスイッチ２ａ，２ｂをオンした後は、電気機器３を稼働しつつ、交流電流検出部５を使って、直流電源１０の電流が導電部材７に漏電していないか検査する。漏電の検査方法については、後述する。

次に、図１１を用いて、電気機器３を稼働するときの全体のフローチャートについて説明する。同図に示すごとく、電気機器３を稼働させるときには、まず、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａを用いて、平滑コンデンサ１３を充電する（ステップＳ１）。

充電中には、上記半導体スイッチング素子３０のスイッチング動作によって、交流電流Ｉ（ノイズ電流）が発生する。ステップＳ２では、この交流電流Ｉを交流電流検出部５が検出したか否かを判断する。ここでは、所定の振幅以上の交流電流Ｉが検出されたか否かを判断基準とする。ステップＳ２においてＹｅｓと判断したとき、すなわちスイッチ２ａ，２ｂが溶着していると判断したときは、ステップＳ３に移動する。ステップＳ３では、スイッチ２ａ，２ｂをオンしないように制御すると共に、車両のＥＣＵに異常発生信号を送信する。また、ステップＳ２においてＮｏと判断したとき、すなわちスイッチ２ａ，２ｂが溶着していないと判断したときは、ステップＳ４に移動し、スイッチ２ａ，２ｂをオンする。

その後、ステップＳ５に移動し、電気機器３（双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａ）を稼働して、補助電源１６を充電する。また、ステップＳ６において、補助電源１６の充電中に、上記漏電検知部８によって漏電が検知されたか否かを判断する。ステップＳ６においてＹｅｓ、すなわち漏電が検知されたと判断した場合は、ステップＳ７に移動し、スイッチ２ａ，２ｂをオフにすると共に、車両のＥＣＵに異常発生信号を送信する。

一方、図１に示すごとく、本例では、上記導電部材７をグランドに接続してある。上記導電部材７は車両のボディである。また、交流電流検出部５は導電部材７に接続している。電気機器３のケース３５と導電部材７との間には浮遊容量Ｃ_ｆ１が存在している。図４、図５に示すごとく、浮遊容量Ｃ_ｆ１は、交流電流Ｉが流れるループＬ１，Ｌ２の一部をなしている。

図４に示すごとく、正側スイッチ２ａが溶着した場合、交流電流Ｉは第１ループＬ１を流れる。第１ループＬ１は、正側スイッチ２ａと、直流電源１０と、カップリングコンデンサ１４と、交流電流検出部５と、導電部材７と、浮遊容量Ｃ_ｆ１と、電気機器３とを含むループである。また、図５に示すごとく、負側スイッチ２ａが溶着した場合、交流電流Ｉは第２ループＬ２を流れる。第２ループＬ２は、負側スイッチ２ｂと、カップリングコンデンサ１４と、交流電流検出部５と、導電部材７と、浮遊容量Ｃ_ｆ１と、電気機器３とを含むループである。

次に、図８を用いて、電気機器３（双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａ）の説明をする。同図に示すごとく、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａは、複数個の半導体スイッチング素子３０と、トランス３１と、フィルタ用のコンデンサ３３とを備える。半導体スイッチン素子３０によって２つのブリッジ回路３０１，３０２を構成してある。個々の半導体スイッチング素子３０には、ダイオード３２が逆並列接続している。一次側ブリッジ回路３０１の接続端子３０５，３０６は、直流電源１０（図１参照）の正電極１１及び負電極１２に電気接続している。また、二次側ブリッジ回路３０２の端子３０７は、上記電源１６に電気接続している。

上述したように、本例では、スイッチ２ａ，２ｂ（図１参照）をオンする前に、平滑コンデンサ１３を充電する。このときには、二次側ブリッジ回路３０２の半導体スイッチング素子３０ｂをスイッチング動作させて、補助電源１６の直流電圧を交流電圧に変換し、これをトランス３１の二次コイル３１２に加える。そして、一次コイル３１１から発生する一次電圧を、一次側のダイオード３２ａを用いて整流する。これによって得られた直流電圧を用いて、平滑コンデンサ１３を充電する。

また、補助電源１６を充電するときには、一次側ブリッジ回路３０１の半導体スイッチング素子３０ａをオンオフ動作し、直流電源１０の直流電圧を交流電圧に変換して、これをトランス３１の一次コイル３１１に加える。そして、二次コイル３１２から出力される二次電圧を、二次側のダイオード３２ｂを用いて整流する。これによって得られた直流電圧を用いて、補助電源１６を充電する。

次に、交流電流検出部５を用いて漏電の検出を行う方法について説明する。図１に示すごとく、本例の交流電流検出部５には漏電検査用交流発生源１５が接続している。漏電検査用交流発生源１５と交流電流検出部５との接続点Ａと、直流電源１０の負電極１２とは、カップリングコンデンサ１４を介して電気的に接続されている。

図６に示すごとく、直流電源１０の電流が導電部材７に漏電していない場合は、漏電検査用交流発生源１５から発生した交流電流ｉは、その殆どが交流電流検出部５および導電部材７を通ってグランドに流れる。また、図７に示すごとく、直流電源１０の電流が導電部材７に漏電する場合は、交流電流ｉの一部は、カップリングコンデンサ１４を介して電流経路１９へ流れ、漏電する部位を通って、導電部材７に流れる。そのため、漏電する場合と漏電しない場合とで、接続点Ａの電圧が変化する。この電圧の変化を検出することにより、漏電しているか否かを判断するようになっている。

次に、上記リレー２１の構造について説明する。図９に示すごとく、本例のリレー２１は、上記２個のスイッチ２ａ，２ｂと、１個の電磁コイル２０と、第１プランジャ２３ａおよび第２プランジャ２３ｂと、ヨーク２２とを備える。個々のスイッチ２は、導体からなる固定接点２９及び可動接点２８と、固定接点２９を支持する固定接点支持部２７と、可動接点２８を支持する可動接点支持部２６とから構成されている。プランジャ２３には、プランジャ側ばね部材２４が取り付けられている。プランジャ側ばね部材２４は、プランジャ２３を軸線方向（Ｚ方向）における可動接点支持部２６側へ押圧している。また、可動接点支持部２６には、接点側ばね部材２５が取り付けられている。接点側ばね部材２５は、可動接点支持部２６をＺ方向におけるプランジャ２３側へ押圧している。

電磁コイル２０に通電すると、図１０に示すごとく、磁束Φが発生する。磁束Φの一部Φ１は、第１プランジャ２３ａ及びヨーク２３を流れ、他の一部Φ２は、第２プランジャ２３ｂ及びヨーク２３を流れる。これにより生じた磁力により、２つのプランジャ２３ａ，２３ｂをそれぞれ吸引する。プランジャ２３ａ，２３ｂが吸引されると、接点側ばね部材２５の押圧力により、可動接点支持部２６が押圧され、スイッチ２ａ，２ｂがオン状態になる。

また、電磁コイル２０への通電を停止すると、プランジャ２３ａ，２３ｂを吸引する磁力が消滅する。そのため図９に示すごとく、プランジャ側ばね部材２４の押圧力により、プランジャ２３ａ，２３ｂはＺ方向に押圧される。そして、プランジャ２３ａ，２３ｂは可動接点支持部２６に当接し、接点側ばね部材２５の押圧力に抗して、可動接点支持部２６をＺ方向に移動させ、固定接点支持部２７から離隔させる。そのため、スイッチ２ａ，２ｂがオフ状態になる。

なお、図１０に示すごとく、リレー２１には、第１磁気回路Ｃ１と第２磁気回路Ｃ２とが形成されている。第１磁気回路Ｃ１には、磁束Φが飽和する磁気飽和部２２０が形成されている。磁束Φの一部Φ１は、第１磁気回路Ｃ１を流れ、磁気飽和部２２０において磁気飽和する。そのため、他の一部Φ２が第２磁気回路Ｃ２を流れるようになっている。

以上説明したように、本例では、１個の電磁コイル２０への通電の有無により、２つのスイッチ２ａ，２ｂを両方とも、オン状態またはオフ状態にするよう構成されている。

次に、本例の作用効果について説明する。図４に示すごとく、本例では、正側スイッチ２ａが溶着したときに、交流電流Ｉが、正側スイッチ２ａを含む第１ループＬ１を流れるよう構成されている。また、本例では図５に示すごとく、負側スイッチ２ｂが溶着したときに、交流電流Ｉが、負側スイッチ２ｂを含む第２ループＬ２を流れるよう構成されている。つまり、正側スイッチ２ａが溶着したときに交流電流Ｉが流れるループ（第１ループＬ１）と、負側スイッチ２ｂが溶着したときに交流電流Ｉが流れるループ（第２ループＬ２）とが、別々になっている。
したがって、２つのスイッチ２（２ａ，２ｂ）のうち一方のスイッチ２が溶着した場合、他方のスイッチ２が溶着していても溶着していなくてもループに必ず交流電流Ｉが流れ、これを交流電流検出部５によって検出することができる。そのため、２つのスイッチ２が両方ともオフになるよう制御した状態（電磁コイル２０への通電を停止した状態）で、交流電流Ｉが検出されれば、２つのスイッチ２ａ，２ｂのうち少なくとも一方が溶着していると判断でき、交流電流Ｉが検出されなければ、２つのスイッチ２ａ，２ｂがいずれも溶着していないと判断することが可能になる。したがって、従来のようにスイッチ２ａ，２ｂの切り替えを行わなくても（図１６、図１７参照）、２つのスイッチ２ａ，２ｂの溶着チェックを一度に行うことができる。そのため、溶着の検査を短時間で行うことが可能になる。

すなわち、仮に図１６に示すごとく、交流電流Ｉを用いず、直流電源９１０の電流を用いてスイッチ９２ａ，９２ｂの溶着チェックを行おうとすると、例えば、まず負側スイッチ９２ｂのみをオンし、正側スイッチ９２ａがオフになるよう制御した状態で、正側スイッチ９２ａに電流が流れるか否かを確認する必要がある。正側スイッチ９２ａが溶着している場合、平滑コンデンサ９１３が瞬間的に充電されるため、直流電源１０から突入電流が、正側スイッチ９２ａと、平滑コンデンサ９１３と、負側スイッチ９２ｂとを流れる。この突入電流が電流センサ９９によって検出される。

正側スイッチ９２ａの溶着チェックを行った後、負側スイッチ９２ｂの溶着チェックを行う。すなわち、図１７に示すごとく、正側スイッチ９２ａをオンし、負側スイッチ９２ｂがオフになるよう制御した状態で、負側スイッチ９２ｂに電流が流れるか否かを確認する。負側スイッチ９２ｂが溶着している場合、直流電源９１０から突入電流が流れるため、これが電流センサ９９によって検出される。

このように、直流電源９１０の電流を用いてスイッチ９２ａ，９２ｂの溶着チェックを行おうとすると、正側スイッチ９２ａのみがオンになるよう制御し（図１６参照）、その後、負側スイッチ９２ｂのみがオンになるよう制御する（図１７参照）必要がある。そのため、スイッチ９２の切り替えを行う必要が生じ、溶着チェックに時間がかかりやすくなる。

これに対して本発明では、図４、図５に示すごとく、２つのスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオフになるよう制御した状態で、これら２つのスイッチ２ａ，２ｂについて、溶着しているか否かを一度に検査することができる。そのため、スイッチ２ａ，２ｂの切り替えを行う必要がなく、溶着の検査を短時間で行うことができる。

また、本例では図９、図１０に示すごとく、電磁コイル２０を１個しか設けていない。そして、この１個の電磁コイル２０を用いて、２個のスイッチ２ａ，２ｂをオンオフ動作するよう構成されている。
そのため、電磁コイル２０の数を低減することができ、リレー２１の製造コストを低減することが可能になる。また、上記リレー２１は、２個のスイッチ２ａ，２ｂのうち、いずれか一方のみをオン状態にすることができず、両方ともオン状態にするか、又は両方ともオフ状態にせざるを得ないが、本例では、２個のスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオフ状態になっていても溶着チェックを行うことができるため、このようなリレー２１を採用することができる。

また、本例では図１に示すごとく、電気機器３が交流電流発生部４を兼ねている。そのため、専用の交流電流発生部４を設ける必要がなくなり、溶着検査システム１を安価に構築することが可能になる。

また、本例では図１に示すごとく、漏電検知部８が交流電流検出部５を兼ねている。そのため、専用の交流電流検出部５を設ける必要がなくなり、溶着検査システム１を安価に構築することが可能になる。

以上のごとく、本例によれば、２つのスイッチについて、溶着の検査を短時間で行うことができる溶着検査システムを提供することができる。

なお、本例では、１個の電磁コイル２０を用いて、２つのスイッチ２ａ，２ｂを両方ともオン状態またはオフ状態にするよう構成したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、２個の電磁コイル２０を設けておき、個々のスイッチ２ａ，２ｂをそれぞれ別の電磁コイル２０によってオンオフ動作させるよう構成してもよい。

また、本例の交流電流検出部５は、上記接続点Ａと導電部材７との間の電圧を検出することにより、交流電流Ｉを検出しているが、本発明はこれに限るものではなく、交流電流Ｉを電流のまま検出してもよい。つまり、本発明では、交流電流Ｉを、交流電圧に変換して検出してもよく、交流電流Ｉのまま検出してもよい。

（実施例２）
本例は、電気機器３の構成を変更した例である。図１２に示すごとく、本例では、直流電源１０に２つの電気機器３（３ａ，３ｂ）を接続してある。一方の電気機器３ａは双方向ＤＣ−ＤＣコンバータである。また、他方の電気機器３ｂには、図１３に示すごとく、昇圧コンバータ３８とインバータ３９とが内蔵されている。

電気機器３ｂは、複数の半導体スイッチング素子３０と、リアクトル３４と、コンデンサ３６，３７とを備える。昇圧コンバータ３８を構成する２つの半導体スイッチング素子３０ｃ，３０ｄのうち、下アーム半導体スイッチング素子３０ｄをスイッチング動作することにより、直流電源１０の直流電圧を昇圧するよう構成されている。また、インバータ３９を構成する複数の半導体スイッチング素子３０をスイッチング動作することにより、昇圧した直流電圧を交流電圧に変換している。そして、得られた交流電圧を使って、三相交流モータ３９０を駆動するよう構成されている。

上記半導体スイッチング素子３０のスイッチング動作に伴って、実施例１同様に、電気機器３ｂからノイズ電流が発生する。本例では、このノイズ電流を上記交流電流Ｉとして利用し、スイッチ２ａ，２ｂの溶着チェックを行っている。

また、本例の直流電源１０と電気機器３は、ハイブリッド車と、プラグインハイブリッド車と、電気自動車とのいずれかに搭載されている。すなわち、本例の溶着検査システム１は、車載用溶着検査システムである。直流電源１０は電池セルである。また、電気機器３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３ａと、昇圧コンバータ３８と、インバータ３９とのいずれかである。電気機器３は、交流電流発生部４を兼ねている。また、交流電流検出部５は、上述した漏電検知部８を兼ねている。
このようにすると、電気機器３が交流電流発生部４を兼ねており、かつ、交流電流検出部５が漏電検知部８を兼ねているため、専用の交流電流発生部４及び専用の交流電流検出部５を設ける必要がなくなる。そのため、溶着検知システム１を特に安価に構築することができる。

その他は、実施例１と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

（参考例１）
本例は、交流電流発生部４の構成を変更した例である。図１４に示すごとく、本例では、電気機器３が交流電流発生部４を兼ねておらず、電気機器３とは別の、専用の交流電流発生部４を設けてある。また、交流電流発生部４から発生する交流電流Ｉの周波数は、交流電流検出部５が漏電の検査をするときの周波数と等しい。

このようにすると、交流電流検出部５が漏電の検査をするときと、スイッチ２ａ，２ｂの溶着の検査を行うときとで、交流電流の周波数を等しくすることができる。そのため、漏電検査時と溶着検査時とで、交流電流検出部５が周波数の切り替えを行う必要がなくなる。
すなわち、漏電の検査を行うときには、漏電の検査に最適な周波数ｆの交流電流を、漏電検査用交流発生源１５から発生する必要がある。この周波数ｆは、電気機器３から発生する交流電流Ｉ（ノイズ電流）の周波数ｆ’とは異なる。そのため、仮に、電気機器３の交流電流Ｉを用いてスイッチ２ａ，２ｂの溶着チェックを行おうとすると、交流電流検出部５は、漏電検査時の周波数ｆと、溶着検査時の周波数ｆ’とを切り替える必要が生じる。そのため、交流電流検出部５の回路構成が複雑になりやすい。しかしながら、本例のように専用の交流電流発生部４を用いれば、この交流電流発生部４の周波数を、漏電検査用の周波数ｆと等しくすることができる。そのため、交流電流検出部５は、漏電検査時と溶着検査時とで、周波数の切り替えを行う必要がなくなる。したがって、交流電流検出部５の回路構成を簡素にすることができる。

なお、本例の交流電流発生部４から発生する交流電流Ｉの波形は、正弦波であってもよく、矩形波や三角波であってもよい。また、交流電流Ｉは、連続波である必要はなく、単パルス波であってもよい。

（実施例３）
本例は、溶着検査システム１の回路構成を変更した例である。図１５に示すごとく、本例では、交流電流検出部５と、カップリングコンデンサ１４と、溶着判断部６と、漏電検査用交流電源１５とを、金属製の収容ケース８０に収容してある。交流電流検出部５は、グランドに接続されている。また、収容ケース８０と導電部材７との間には、浮遊容量Ｃ_ｆ３が介在している。

１溶着検査システム
１０直流電源
２スイッチ
２ａ正側スイッチ
２ｂ負側スイッチ
３電気機器
４交流電流発生部
５交流電流検出部
６溶着判断部
７導電部材
Ｌ１第１ループ
Ｌ２第２ループ

Claims

直流電源（１０）の正電極と電気機器（３）との間に設けられた正側スイッチ（２ａ）と、上記直流電源（１０）の負電極と上記電気機器（３）との間に設けられた負側スイッチ（２ｂ）との、２つのスイッチ（２）について、溶着の検査を行う溶着検査システム（１）であって、
交流電流を発生する交流電流発生部（４）と、
上記交流電流を検出する交流電流検出部（５）と、
上記２つのスイッチ（２）のうち少なくとも一方が溶着しているか否かを判断する溶着判断部（６）と、
電気伝導性を有し、その一部が上記電気機器（３）に隣り合う位置に配された隣接導電部材（７）とを備え、
該隣接導電部材（７）は、上記電気機器（３）とは直流的に絶縁され、浮遊容量（Ｃ _ｆ１）を介して上記電気機器（３）との間に交流電流が流れるよう構成されると共に、上記交流電流検出部（５）と電気接続されており、
上記２つのスイッチ（２）は、電流が流れるオン状態と、電流が流れないオフ状態とを切り替え制御可能に構成され、
上記正側スイッチ（２ａ）が溶着したときには、上記交流電流が、上記正側スイッチ（２ａ）と上記交流電流検出部（５）と上記隣接導電部材（７）と上記電気機器（３）とを含む第１ループ（Ｌ１）を流れ、上記負側スイッチ（２ｂ）が溶着したときには、上記交流電流が、上記負側スイッチ（２ｂ）と上記交流電流検出部（５）と上記隣接導電部材（７）と上記電気機器（３）とを含む第２ループ（Ｌ２）を流れるよう構成されており、
上記溶着判断部（６）は、上記２つのスイッチ（２）が両方とも上記オフ状態になるよう制御された状態において、上記交流電流発生部（４）から発生した上記交流電流が上記第１ループ（Ｌ１）又は上記第２ループ（Ｌ２）を流れ、上記交流電流検出部（５）によって所定の振幅以上の上記交流電流が検出されたときには、上記２つのスイッチ（２）のうち少なくとも一方が溶着していると判断し、上記交流電流検出部（５）によって上記所定の振幅以上の交流電流が検出されないときには、上記２つのスイッチ（２）がいずれも溶着していないと判断し、
上記電気機器（３）は、上記２つのスイッチ（２）が両方とも上記オフ状態になるよう制御された状態において、上記直流電源（１０）とは別に設けられた補助電源（１６）によって稼働するよう構成されており、上記電気機器（３）に内蔵された半導体スイッチング素子（３０）のスイッチング動作に伴って上記交流電流が発生し、上記電気機器（３）が上記交流電流発生部（４）を兼ねていることを特徴とする溶着検査システム（１）。
直流電源（１０）の正電極と電気機器（３）との間に設けられた正側スイッチ（２ａ）と、上記直流電源（１０）の負電極と上記電気機器（３）との間に設けられた負側スイッチ（２ｂ）との、２つのスイッチ（２）について、溶着の検査を行う溶着検査システム（１）であって、
交流電流を発生する交流電流発生部（４）と、
上記交流電流を検出する交流電流検出部（５）と、
上記２つのスイッチ（２）のうち少なくとも一方が溶着しているか否かを判断する溶着判断部（６）と、
電気伝導性を有し、その一部が上記電気機器（３）に隣り合う位置に配された隣接導電部材（７）とを備え、
該隣接導電部材（７）は、上記電気機器（３）とは直流的に絶縁され、浮遊容量（Ｃ _ｆ１）を介して上記電気機器（３）との間に交流電流が流れるよう構成されると共に、上記交流電流検出部（５）と電気接続されており、
上記２つのスイッチ（２）は、電流が流れるオン状態と、電流が流れないオフ状態とを切り替え制御可能に構成され、
上記正側スイッチ（２ａ）が溶着したときには、上記交流電流が、上記正側スイッチ（２ａ）と上記交流電流検出部（５）と上記隣接導電部材（７）と上記電気機器（３）とを含む第１ループ（Ｌ１）を流れ、上記負側スイッチ（２ｂ）が溶着したときには、上記交流電流が、上記負側スイッチ（２ｂ）と上記交流電流検出部（５）と上記隣接導電部材（７）と上記電気機器（３）とを含む第２ループ（Ｌ２）を流れるよう構成されており、
上記溶着判断部（６）は、上記２つのスイッチ（２）が両方とも上記オフ状態になるよう制御された状態において、上記交流電流発生部（４）から発生した上記交流電流が上記第１ループ（Ｌ１）又は上記第２ループ（Ｌ２）を流れ、上記交流電流検出部（５）によって所定の振幅以上の上記交流電流が検出されたときには、上記２つのスイッチ（２）のうち少なくとも一方が溶着していると判断し、上記交流電流検出部（５）によって上記所定の振幅以上の交流電流が検出されないときには、上記２つのスイッチ（２）がいずれも溶着していないと判断し、
上記直流電源（１０）と上記電気機器（３）は、ハイブリッド車とプラグインハイブリッド車と電気自動車とのいずれかに搭載されており、上記直流電源（１０）は電池セルであり、上記電気機器（３）はＤＣ−ＤＣコンバータと昇圧コンバータとインバータとのいずれかであり、上記電気機器（３）は上記交流電流発生部（４）を兼ねており、上記交流電流検出部（５）は、上記直流電源（１０）の直流電流が上記隣接導電部材（７）に漏電しているか否かを、交流信号を使って検知する漏電検知部（８）を兼ねていることを特徴とする溶着検査システム（１）。
上記直流電源（１０）の直流電流が上記隣接導電部材（７）に漏電しているか否かを、交流信号を使って検知する漏電検知部（８）を備え、該漏電検知部（８）が上記交流電流検出部（５）を兼ねていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶着検査システム（１）。
１個の電磁コイル（２０）を備え、該１個の電磁コイル（２０）に通電すると上記２個のスイッチ（２）が両方とも上記オン状態になり、上記１個の電磁コイル（２０）への通電を停止すると上記２個のスイッチ（２）が両方とも上記オフ状態になるよう構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の溶着検査システム（１）。
上記隣接導電部材（７）は、車両のボディであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の溶着検査システム（１）。