JP6248672B2

JP6248672B2 - リレー制御装置

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Publication number: JP6248672B2
Application number: JP2014023450A
Authority: JP
Inventors: 史彦堀
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2017-12-20
Anticipated expiration: 2034-02-10
Also published as: JP2015153461A

Description

リレースイッチの閉異常及び開異常を判定するリレー制御装置に関する。

リレースイッチの開閉制御を行う制御装置において、そのリレースイッチの閉異常を判定するものが知られている（例えば、特許文献１）

特開２０１０−２３８５７６号公報

電源装置と電気負荷とを接続する経路上に設けられるリレースイッチにおいて、電気負荷を確実に駆動状態にするために、複数のリレースイッチをそれぞれ並列に設け、電気負荷への給電経路を冗長化する構成が考えられる。リレースイッチを並列に設けた場合に、各リレースイッチを同時に開状態又は閉状態に制御するだけでは、各リレースイッチの開異常及び閉異常を個別に検出できない。そこで、電源装置から電気負荷への電力供給を行いながら、各リレースイッチに対し個々のリレースイッチを開状態又は閉状態に制御する異常判定信号を入力する構成が考えられる。

ここで、異常判定信号を用いて各リレースイッチをそれぞれを開閉制御する場合に、リレースイッチを制御する制御装置の誤動作やノイズの混入などによって、全リレースイッチが同時に開状態になるおそれが生じる。全リレースイッチが同時に開状態になると、リレースイッチの入力側と出力側とが遮断状態となり、リレースイッチを経由して電源装置から電気負荷に対して電力供給を実施している場合に、電気負荷が電源失陥となる懸念が生じる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、複数のリレースイッチをそれぞれ並列に接続するリレー装置について、リレー装置の入力側と出力側との導通状態を確保しつつ、各リレースイッチの異常を判定可能なリレー制御装置を提供することを目的とする。

電源装置（２０）と電気負荷（４３）とを導通状態又は遮断状態に切り替えるリレー装置（７０）を制御するリレー制御装置（６０，８０）において、前記リレー装置は、並列接続された複数のリレースイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）を備え、前記リレースイッチは、それぞれ、閉接点（Ａ２）及び開接点（Ａ３）と共通接点（Ａ１）とを備え、前記共通接点と前記閉接点とを接続する閉状態、又は、前記共通接点と前記開接点とを接続する開状態とされ、前記リレー装置は、前記各共通接点及び前記電源装置が接続される入力端子（Ｐｉｎ）と、前記各閉接点及び前記電気負荷が接続される第１出力端子（Ｐｃ）と、前記各開接点が接続される第２出力端子（Ｐｏ）と、を備え、前記電源装置から前記電気負荷への電力供給中において、前記複数のリレースイッチのうち一部のリレースイッチを開状態とする異常判定信号（Ｓ１，Ｓ２）を出力するとともに、その信号出力状態での前記第１出力端子及び前記第２出力端子の電圧の検出値に基づいて、前記複数のリレースイッチの異常を判定する異常判定部（６０）と、前記異常判定部と前記リレー装置との間に設けられ、前記異常判定信号が前記複数のリレースイッチのうち全部のリレースイッチを開状態とする信号である場合に、前記複数のリレースイッチのうち少なくとも１つが閉状態となるように前記異常判定信号を変換する信号変換部（８０，９０）と、を備えることを特徴とする。

電気負荷を駆動状態としたままリレースイッチの異常を判定する場合に、異常判定信号によってリレースイッチのうち一部のリレースイッチを開状態とすると、リレースイッチの冗長性が低下する。この場合に、異常判定部の誤動作やノイズなどによって、複数のリレースイッチのうち全部のリレースイッチを開状態とする信号がリレー装置に入力される懸念がある。全部のリレースイッチが開状態とされると、電気負荷が電源失陥となってしまう。そこで、異常判定部とリレー装置との間に信号変換部を設け、全リレースイッチを開状態とするような異常判定信号が信号変換部に対して入力される場合に、信号変換部において全リレースイッチのうち少なくとも１つが閉状態となるように信号を変換して出力する構成とした。このような構成とすることで、リレー装置の入力端子と第１出力端子との導通状態を確保しつつ、各リレースイッチの異常を判定することができる。

電源システムの回路図。制御部とリレー装置との接続を示す図。異常判定処理を示すフローチャート。独立駆動信号と各スイッチの状態との対応を示す図。変形例における信号変換部、及び、独立駆動信号と各スイッチの状態との対応を示す図。

図１に示すように、本電源システムは、回転機１０、電源装置としての鉛蓄電池２０、リチウムイオン蓄電池３０、スタータ４１、各種の電気負荷４２，４３、ＭＯＳスイッチ５１、ＳＭＲスイッチ５２を備えている。鉛蓄電池２０、リチウムイオン蓄電池３０、スタータ４１、電気負荷４２，４３は、給電線１５により回転機１０に対して並列に電気接続されている。この給電線１５により、上記の各電気要素について相互の給電経路が形成されている。

リチウムイオン蓄電池３０と、２つのスイッチ５１，５２と、制御部６０（電子制御装置）とは筐体（収容ケース）に収容されることで一体化され、電池ユニットＵとして構成されている。電池ユニットＵは、回転機１０、鉛蓄電池２０、スタータ４１及び電気負荷４２が接続される第１端子Ｐ１と、電気負荷４３が接続される第２端子Ｐ２を備えている。

鉛蓄電池２０は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池３０は、鉛蓄電池２０に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及び、エネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池３０は、複数の単電池を直列に接続してなる組電池により構成されている。

本電源システムは、給電経路に２つのスイッチ５１，５２を備えている。これらスイッチ５１，５２は、いずれも２つのＭＯＳＦＥＴを備え、その２つのＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続されている。この寄生ダイオードによって、各スイッチ５１，５２を開状態とした場合には、そのスイッチが設けられた経路に流れる電流を完全に遮断できる。

ＭＯＳスイッチ５１は、給電線１５において、第２端子Ｐ２及びリチウムイオン蓄電池３０と、第１端子Ｐ１との間に設けられている。ＭＯＳスイッチ５０は、第１端子Ｐ１及び第２端子Ｐ２の接続の導通と遮断を切り替えるスイッチとして機能する。また、ＳＭＲスイッチ５２は、リチウムイオン蓄電池３０、ＭＯＳスイッチ５０及び第２端子が接続されている接続点Ｘと、リチウムイオン蓄電池３０との間に設けられている。ＳＭＲスイッチ５２は、第２端子Ｐ２とリチウムイオン蓄電池３０との接続の導通及び遮断を切り替えるスイッチとして機能する。

蓄電池２０，３０の放電時において、スイッチ５１，５２は、基本的に鉛蓄電池２０及びリチウムイオン蓄電池３０の接続を遮断するように制御されており、鉛蓄電池２０からリチウムイオン蓄電池３０に電流が流れること、及び、リチウムイオン蓄電池３０から鉛蓄電池２０に対して電流が流れることを抑制する。これにより、一方の蓄電池から他方の蓄電池へ電流が流れることに伴う電力損失を抑制することができる。

制御部６０は、スイッチ５１，５２の閉作動（導通作動）と開作動（遮断作動）との切替を行う。また、制御部６０は、電池ユニット外のＥＣＵ１００（電子制御装置）に接続されている。つまり、これら制御部６０及びＥＣＵ１００は、ＣＡＮ等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能となっており、制御部６０及びＥＣＵ１００に記憶される各種データが互いに共有できるものとなっている。

電気負荷４３は、供給電力の電圧が概ね一定であるか、又は、電圧変動が所定範囲内であり安定していることが要求される定電圧要求電気負荷であり、ＭＯＳスイッチ５１に対してリチウムイオン蓄電池３０の側に電気接続されている。これにより、定電圧要求電気負荷である電気負荷４３への電力供給は、主にリチウムイオン蓄電池３０が分担することとなる。

電気負荷４３の具体例としては車載ナビゲーション装置や車載オーディオ装置が挙げられる。例えば、供給電力の電圧が一定ではなく大きく変動している場合、又は、前記所定範囲を超えて大きく変動している場合には、電圧が瞬時的に最低動作電圧よりも低下して、車載ナビゲーション装置等の動作がリセットする不具合が生じる。そこで、電気負荷４３へ供給される電力は、電圧が最低動作電圧よりも低下することのない一定の値に安定していることが要求される。

電気負荷４２は、電気負荷４３（定電圧要求電気負荷）及びスタータ４１以外の一般的な電気負荷である。電気負荷４２の具体例としてはヘッドライト、フロントウインドシールド等のワイパ、空調装置の送風ファン、リヤウインドシールドのデフロスタ用ヒータ等が挙げられる。また、電気負荷４２には、所定の駆動条件が成立すると駆動する駆動負荷が含まれる。駆動負荷は例えば、パワーステアリングや、パワーウィンドウなどである。スタータ４１及び電気負荷４２は、ＭＯＳスイッチ５１に対して鉛蓄電池２０の側に電気接続されている。これにより、スタータ４１及び電気負荷４２への電力供給は主に鉛蓄電池２０が分担することとなる。

回転機１０は、エンジンのクランク軸の回転エネルギにより発電するものである。回転機１０で発電した電力は、電気負荷４２，４３へ供給されるとともに、鉛蓄電池２０及びリチウムイオン蓄電池３０へ供給される。エンジンの駆動が停止して回転機１０で発電が実施されていない場合には、鉛蓄電池２０及びリチウムイオン蓄電池３０から回転機１０、スタータ４１及び電気負荷４２，４３へ電力が供給される。鉛蓄電池２０及びリチウムイオン蓄電池３０から回転機１０、スタータ４１及び電気負荷４２〜４３への放電量、及び、回転機１０から各蓄電池２０，３０への充電量は、各蓄電池２０，３０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ：充電状態、即ち、満充電時の充電量に対する実際の充電量の割合）が過充放電とならない範囲（適正範囲）となるよう制御される。

本実施形態では、車両の回生エネルギにより回転機１０を発電させて両蓄電池２０，３０（主にはリチウムイオン蓄電池３０）に充電させる減速回生を行っている。この減速回生は、車両が減速状態であること、エンジンへの燃料噴射をカットしていること等の条件が成立した時にＥＣＵ１００の制御により実施される。

ここで、駐車時つまりＩＧオフ時において、ＭＯＳＦＥＴの駆動に用いられる電力の消費を抑制するためにＭＯＳスイッチ５１及びＳＭＲスイッチ５２はそれぞれ開状態とされる。つまり、ＭＯＳスイッチ５１及びＳＭＲスイッチ５２を介する給電線１５において、電気負荷４３と、鉛蓄電池２０及びリチウムイオン蓄電池３０との接続は遮断される。

そこで、ＩＧオフ時における電気負荷４３への電力供給（いわゆる暗電流供給）を行うために、ＭＯＳスイッチ５１と並列にバイパス経路１６を設け、そのバイパス経路１６上にノーマリークローズ式のリレー装置７０を設ける構成とする。ＩＧオフ時において、リレー装置７０が閉状態とされることでバイパス経路１６が導通状態となり、鉛蓄電池２０から電気負荷４３への暗電流供給が実施される。また、ＩＧオン時においてリレー装置７０は基本的に開状態とされる。

また、ＭＯＳスイッチ５１に開異常（常時オフ異常）が生じることが考えられる。ＭＯＳスイッチ５１に開異常が生じると、リチウムイオン蓄電池３０に対して回転機１０から電力を供給し充電することができなくなる。この場合、リチウムイオン蓄電池３０から電気負荷４３に対して放電が行われ続けることで、リチウムイオン蓄電池３０の残存容量が低下していき、やがて電気負荷４３は電源失陥になる。そこで、ＭＯＳスイッチ５１に開異常が生じた場合に、リレー装置７０を閉状態にすることで、電気負荷４３及びリチウムイオン蓄電池３０に対して鉛蓄電池２０又は回転機１０からバイパス経路１６を介して電力を供給することが可能になる。このため、電気負荷４３の電源失陥を抑制することができる。

本実施形態におけるリレー装置７０とリレー制御装置としての制御部６０との接続形態を図２に示す。リレー装置７０は並列接続された２つのリレースイッチであるスイッチＳＷ１，ＳＷ２から構成されている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２の入力側は、リレー装置７０の入力端子Ｐｉｎを介して電池ユニットＵの第１端子Ｐ１にそれぞれ接続されている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれノーマリークローズ式（常閉式）のリレースイッチである。スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接触片は共通接点Ａ１と閉接点Ａ２又は開接点Ａ３と接触状態になるように設けられており、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を構成するソレノイドに電流が流れることで磁力が生じ、閉接点Ａ２に接触している接触片が開接点Ａ３に接触する。

スイッチＳＷ１，ＳＷ２の各閉接点Ａ２は、リレー装置７０の第１出力端子Ｐｃに接続されている。そして、第１出力端子Ｐｃは電池ユニットＵの第２端子Ｐ２に接続されている。また、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の各開接点Ａ３は、リレー装置７０の第２出力端子Ｐｏに接続されている。第２出力端子Ｐｏはコンデンサ（図示略）を介して接地電位に接続されている。

制御部６０は、リレー装置７０に対して、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を共通に駆動させる共通駆動信号Ｓｃを出力する。リレー装置７０に入力される共通駆動信号Ｓｃがロー状態からハイ状態にされると、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態が閉状態から開状態へと変化する。共通駆動信号Ｓｃは、ＩＧオン時において基本的にハイ状態とされる。共通駆動信号Ｓｃは、ＭＯＳスイッチ５１及びＳＭＲスイッチ５２の両方を開状態にする場合に、ハイ状態からロー状態とされ、リレー装置７０が閉状態とされる。こうしてスイッチＳＷ１，ＳＷ２をまとめて開閉させることで、バイパス経路１６の冗長性が付与されている。

ここで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のいずれか一方において、開異常（常時オフ異常）又は閉異常（常時オン異常）が生じることが懸念される。共通駆動信号Ｓｃを用いて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態を同時に変化させるだけでは、いずれのスイッチに異常が生じたのかを特定することができない。

そこで、本実施形態の制御部６０は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のどちらに開異常又は閉異常が生じているのかを判定するために、リレー装置７０に対し第１独立駆動信号Ｓ１、及び、第２独立駆動信号Ｓ２を出力する。独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２は、いずれか一方をハイ状態、他方をロー状態として出力される信号であり、その信号に応じてスイッチＳＷ１，ＳＷ２が独立して開閉される。リレー装置７０に入力される第１独立駆動信号Ｓ１がロー状態からハイ状態にされると、第１スイッチＳＷ１が閉状態から開状態へと変化する。同様に、リレー装置７０に入力される第２独立駆動信号Ｓ２がロー状態からハイ状態にされると、第２スイッチＳＷ２が閉状態から開状態へと変化する。

制御部６０は、第１独立駆動信号Ｓ１及び第２独立駆動信号Ｓ２を用いて各スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉状態を変更し、各開閉状態における入力端子Ｐｉｎの電圧の検出値Ｖｉｎ、第１出力端子Ｐｃの電圧の検出値Ｖｃ及び第２出力端子Ｐｏの電圧の検出値Ｖｏを取得する。そして、それらの検出値Ｖｉｎ，Ｖｃ，Ｖｏに基づいて各スイッチＳＷ１，ＳＷ２の異常を判定する。

具体的には、制御部６０は、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２の異常判定を行うために、共通駆動信号Ｓｃをロー状態にした上で、第１独立駆動信号Ｓ１をハイ状態にし、第２独立駆動信号Ｓ２をロー状態にする。この場合、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２に異常が生じていなければ、検出値Ｖｉｎ，Ｖｃ，Ｖｏが全て等しくなる。また、仮に第１スイッチＳＷ１に閉異常が生じていれば、検出値Ｖｉｎと検出値Ｖｃが等しく、検出値Ｖｉｎ及びＶｃと検出値Ｖｏとが異なる値となる。また、仮に第２スイッチＳＷ２に開異常が生じていれば、検出値Ｖｉｎと検出値Ｖｏとが等しく、検出値Ｖｉｎ及び検出値Ｖｏと検出値Ｖｃとが異なる値となる。つまり、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２は組み合わされて用いられ、異常判定信号として制御部６０からリレー装置７０へ出力される。

また、制御部６０は、共通駆動信号Ｓｃをロー状態にした上で、第１独立駆動信号Ｓ１をロー状態とし、第２独立駆動信号Ｓ２をハイ状態とする。この場合、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２に異常が生じていなければ、検出値Ｖｉｎ，Ｖｃ，Ｖｏが全て等しくなる。また、仮に第１スイッチＳＷ１に開異常が生じていれば、検出値Ｖｉｎと検出値Ｖｏとが等しく、検出値Ｖｉｎ及び検出値Ｖｏと検出値Ｖｃとが異なる値となる。また、仮に第２スイッチＳＷ２に閉異常が生じていれば、検出値Ｖｉｎと検出値Ｖｃとが等しく、検出値Ｖｉｎ及び検出値Ｖｃと検出値Ｖｏとが異なる値となる。

このように、各独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２の状態と、各検出値Ｖｉｎ，Ｖｏ，Ｖｃに基づいて、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開異常及び閉異常を判定することが可能になる。

ここで、第１独立駆動信号Ｓ１及び第２独立駆動信号Ｓ２をリレー装置７０に入力する構成とした場合に、第１独立駆動信号Ｓ１及び第２独立駆動信号Ｓ２が同時にハイ状態にされると、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態、つまり、リレー装置７０が開状態となる。暗電流供給中やフェイルセーフ時などバイパス経路１６を介して鉛蓄電池２０から電気負荷４３に電力を供給している際に、リレー装置７０が開状態となり電池ユニットＵの第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２とが遮断状態とされると、電気負荷４３に対して電力が供給できなくなるという問題が生じる。

そこで、本実施形態では、制御部６０とリレー装置７０との間に信号変換部８０を設ける構成とした。

信号変換部８０は、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２のうち一方がハイ状態、他方がロー状態である場合に、そのハイ／ローの状態のまま独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２をリレー装置７０に出力する。また、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２の両方がハイ状態である場合に、その両信号Ｓ１，Ｓ２をいずれもロー状態に変換して７０に出力する。つまり、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２は、鉛蓄電池２０から電気負荷４３への電力供給状態を維持したまま、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の一方を開、他方を閉にすることによる異常判定を実施するものであるが、仮にノイズの混入等により独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２が共にハイ状態となると、それに起因してスイッチＳＷ１，ＳＷ２が共に開状態になり、電気負荷４３への電力供給が意図せず停止されてしまう。この点、ノイズの混入等により独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２が共にハイ状態となっても、信号変換部８０によりスイッチＳＷ１，ＳＷ２が共に開状態になることが抑制される。これにより、異常判定の実施期間における意図しない電力供給停止（電源失陥）を防止できる。

補足すると、異常判定状態では、共通駆動信号Ｓｃに代えて独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２によりリレー装置７０が駆動されることにより、本来付与されているリレー駆動の冗長さが無くされることになるが、その冗長さが無くなった分、信号変換部８０にて電源失陥の抑制が図られている。

信号変換部８０は図２に示すように、第１独立駆動信号Ｓ１及び第２独立駆動信号Ｓ２の論理積を出力するＡＮＤ回路８１と、そのＡＮＤ回路８１の出力を反転するＮＯＴ回路８２と、第１独立駆動信号Ｓ１とＮＯＴ回路８２の出力との論理積を出力するＡＮＤ回路８３と、第２独立駆動信号Ｓ２とＮＯＴ回路８２の出力との論理積を出力するＡＮＤ回路８４とを備える。これらの論理演算素子８１〜８４により、第１独立駆動信号Ｓ１及び第２独立駆動信号Ｓ２のいずれか一方のみがハイ状態とされた場合に、そのハイ状態とされた信号をリレー装置７０に対して出力し、第１独立駆動信号Ｓ１及び第２独立駆動信号Ｓ２の両方がハイ状態とされた場合に、リレー装置７０に対して入力される信号をロー状態とすることができる。

また、信号変換部８０は、ＡＮＤ回路８３の出力及び共通駆動信号Ｓｃが入力されるＯＲ回路８５と、ＡＮＤ回路８４の出力及び共通駆動信号Ｓｃが入力されるＯＲ回路８６とを備える。異常判定時には、ＯＲ回路８５，８６に入力される共通駆動信号Ｓｃをロー状態にすることで、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２に応じたスイッチＳＷ１，ＳＷ２が開状態とされる。つまり、異常判定時には、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２が共通駆動信号Ｓｃに優先されて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉状態が変更される。また、異常判定を行わない通常動作時には、ＯＲ回路８５，８６に入力される独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２をともにロー状態にすることで、共通駆動信号Ｓｃに応じてスイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉状態が変更される。つまり、通常動作時には、共通駆動信号Ｓｃが独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２に優先されて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉状態が変更される。また、共通駆動信号Ｓｃがハイ状態とされた場合に、第１独立駆動信号Ｓ１及び第２独立駆動信号Ｓ２の状態に関わらず、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の両方が開状態とされる。

図３に異常判定処理に係るフローチャートを示す。この異常判定処理は、制御部６０によって所定周期ごとに実施される。

ステップＳ１１において、異常判定実施条件が成立しているか否かを判定する。異常判定実施条件は、例えば、鉛蓄電池２０から電気負荷４３に対する暗電流供給中やフェイルセーフ時などにおいて、前回異常判定を実施してから所定の時間が経過したことである。暗電流供給中及びフェイルセーフ時において、ＭＯＳスイッチ５１及びＳＭＲスイッチ５２は開状態とされ、共通駆動信号Ｓｃはロー状態にされている。異常判定実施条件が成立していない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理を終了する。

異常判定実施条件が成立していると判定されると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、ステップＳ１３〜Ｓ１８における第１判定が終了しているか否かを判定する。第１判定が終了していないと判定されると（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３において、第１独立駆動信号Ｓ１をハイ状態、第２独立駆動信号Ｓ２をロー状態にする。そして、ステップＳ１４において、電圧の検出値ＶｏとＶｃとを比較する。検出値ＶｏとＶｃとが等しいと判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ステップＳ１８において第１判定が終了している旨を示すフラグをオンとし、ステップＳ１９において両独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２をロー状態として処理を終了する。

検出値ＶｏとＶｃとが異なると判定されると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１５において、検出値ＶｏとＶｉｎとの比較を行う。検出値ＶｏとＶｉｎとが異なると判定されると（Ｓ１５：ＮＯ）、ステップＳ１６において、第１スイッチＳＷ１に閉異常が生じていると判定する。また、検出値ＶｏとＶｉｎとが等しいと判定されると（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１７において、第２スイッチＳＷ２に開異常が生じていると判定する。ステップＳ１６，Ｓ１７の後、ステップＳ１９において両独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２をロー状態として処理を終了する。

ステップＳ１２において、第１判定が終了していると判定されると（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ２０において、第１独立駆動信号Ｓ１をロー状態、第２独立駆動信号Ｓ２をハイ状態に設定する。そして、ステップＳ２１において、検出値ＶｏとＶｃとの比較を行う。検出値ＶｏとＶｃとが等しいと判定されると（Ｓ２１：ＮＯ）、ステップＳ２２において、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２が正常であると判定する。検出値ＶｏとＶｃとが異なると判定されると（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２３において、検出値ＶｏとＶｉｎとの比較を行う。検出値ＶｏとＶｉｎとが等しいと判定されると（Ｓ２３：ＹＥＳ）、ステップＳ２４において、第１スイッチＳＷ１に開異常が生じていると判定する。また、検出値ＶｏとＶｉｎとが異なると判定されると（Ｓ２３：ＮＯ）、ステップＳ２５において、第２スイッチＳＷ２に閉異常が生じていると判定する。ステップＳ２２，Ｓ２４，Ｓ２５の後、ステップＳ１９において、両独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２をロー状態として処理を終了する。

なお、上記ステップＳ１５及びＳ２３において、検出値Ｖｏとの比較に検出値Ｖｉｎを用いなくてもよく、検出値Ｖｏと鉛蓄電池２０の出力電圧として想定される電圧値とを比較する構成としてもよい。

上記のごとくリレー装置７０の異常判定が実施される場合における信号出力の状態について、図４に示す表を用いて説明する。異常判定時には共通駆動信号Ｓｃがロー状態となっており、この状態で独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２の一方がハイ、他方がローとなると、その独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２によりスイッチＳＷ１，ＳＷ２の一方が開、他方が閉の状態となる。この状態下では、電気負荷４３への給電状態が維持されつつ、個別の開異常及び閉異常の判定が可能となっている。また、ノイズの混入等により独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２が共にハイ状態となる場合には、信号変換部８０によって独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２が共にロー状態に変換され、これにより両スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉状態となる。この状態下では、異常判定よりも電気負荷４３への給電が優先され、その給電状態が維持される。

以下、本実施形態における効果を述べる。

電気負荷４３を駆動状態としたままスイッチＳＷ１，ＳＷ２の異常を判定する場合に、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２によってスイッチＳＷ１，ＳＷ２のうちの一方を開状態とすると、リレー装置７０の冗長性が低下する。この場合に、制御部６０の誤動作やノイズなどによって、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開状態とする信号がリレー装置７０に入力される懸念がある。スイッチＳＷ１，ＳＷ２の両方が開状態とされると、電気負荷４３が電源失陥となってしまう。そこで、制御部６０とリレー装置７０との間に信号変換部８０を設け、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の両方を開状態とするような独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２が信号変換部８０に対して入力される場合に、信号変換部８０においてスイッチＳＷ１，ＳＷ２のうち少なくとも１つが閉状態となるように信号を変換して出力する構成とした。このような構成とすることで、リレー装置７０の入力端子Ｐｉｎと第１出力端子Ｐｃとの導通状態を確保しつつ、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２の異常を判定することができる。

上記構成では、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２が正常信号である場合には、電気負荷４３への電力供給とスイッチＳＷ１，ＳＷ２の異常判定とを両立して実施できる。また、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２が異常信号（共にハイ）である場合には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の異常判定よりも電気負荷４３への電力供給を優先的に実施できる。

信号変換部８０は、論理演算素子８１〜８４を備え、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２を変換する論理演算回路により構成されている。独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２はハイアクティブ信号であり、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２の論理積（ＡＮＤ）の否定（ＮＯＴ）を演算することで、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２がともにハイ状態とされた場合においてロー状態となる信号に変換する。そして、その変換された信号と、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２の信号それぞれとの論理積を演算して出力する。

リレー装置７０には、鉛蓄電池２０から電気負荷４３に対して暗電流を供給するに際し、スイッチＳＷ１及びＳＷ２をともに閉状態とする共通駆動信号Ｓｃが入力される。ここで、信号変換部８０は、スイッチＳＷ１及びＳＷ２をともに閉状態にするような共通駆動信号Ｓｃが出力され、スイッチＳＷ１を開状態にするような第１独立駆動信号Ｓ１が入力される場合に、第１独立駆動信号Ｓ１を優先し、スイッチＳＷ１を開状態にするように信号を出力する。また、スイッチＳＷ１及びＳＷ２をともに閉状態にするような共通駆動信号Ｓｃが出力され、スイッチＳＷ２を開状態にするような第２独立駆動信号Ｓ２が入力される場合に、第２独立駆動信号Ｓ２を優先し、スイッチＳＷ２を開状態にするように信号を出力する。これにより、鉛蓄電池２０から電気負荷４３に対して電力を供給しながら、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２の異常を判定することが可能となる。

具体的には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２として、入力信号がハイとされると開状態になるノーマリークローズ型のリレースイッチを用いる。ノーマリークローズ型のリレースイッチを用いると、制御部６０からリレー装置７０に対する出力がない場合、つまり、共通駆動信号Ｓｃ、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２が全てロー状態の場合に、リレー装置７０は閉状態とされる。これにより、制御部６０が動作しない場合であっても、鉛蓄電池２０から電気負荷４３に対する電力供給が可能になるため、電気負荷４３の電源失陥を好適に抑制できる。そして、ＯＲ回路８５，８６に対して、共通駆動信号Ｓｃと独立駆動信号Ｓ１及びＳ２とを入力し、その出力をスイッチＳＷ１，ＳＷ２に出力する構成とする。この構成にすることで、電気負荷４３への電力供給中に独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２が入力された場合に、スイッチＳＷ１及びＳＷ２の異常判定を実施することが可能になる。

（他の実施形態）
・スイッチＳＷ１，ＳＷ２としてノーマリークローズ型のリレースイッチを用いたが、これを変更し、ノーマリーオープン型のリレースイッチを用いる構成としてもよい。この場合、図２に示す信号変換部８０に代えて、図５（ａ）に示す信号変換部９０を用いるとよい。ノーマリーオープン型のリレースイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａを備えるリレー装置７０ａは、制御部６０（図示略）から入力される共通駆動信号Ｓｃａがハイ状態からロー状態にされると、各スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａの状態が閉状態から開状態へと変化する。共通駆動信号Ｓｃａは、ＩＧオン時において基本的にロー状態とされる。

また、各スイッチＳＷ１ａ,ＳＷ２ａの異常判定を目的として、各スイッチＳＷ１ａ,ＳＷ２ａの開閉状態を変更するために独立駆動信号Ｓ１ａ,Ｓ２ａがリレー装置７０ａに入力されている。各スイッチＳＷ１ａ,ＳＷ２ａの異常判定は、共通駆動信号Ｓｃａがハイ状態とされている場合に制御部６０によって行われる。共通駆動信号Ｓｃａがハイ状態とされている場合に、各独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａがロー状態とされることで、各独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａに応じたスイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２がそれぞれ開状態にされる。

ここで、信号変換部９０は、共通駆動信号Ｓｃａがハイ状態、独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａがともにロー状態とされた場合に、スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａが閉状態となるように信号を変換する。

具体的には、信号変換部９０は、第１独立駆動信号Ｓ１ａ，第２独立駆動信号Ｓ２ａをそれぞれ反転するＮＯＴ回路９１，９２を備える。また、信号変換部９０は、ＮＯＴ回路９１及びＮＯＴ回路９２の出力の論理積を出力するＡＮＤ回路９３を備える。ＡＮＤ回路９３の出力は、両独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａがともにロー状態とされた場合にハイ状態となる。また、信号変換部９０は、第１独立駆動信号Ｓ１ａ，第２独立駆動信号Ｓ２ａのそれぞれと、ＡＮＤ回路９３の出力との論理和を出力するＯＲ回路９４，９５を備える。ＯＲ回路９４，９５は、基本的には、両独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａをそのまま出力するが、両独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａがともにロー状態とされた場合に、それぞれの出力がハイ状態となる。また、信号変換部９０は、ＯＲ回路９４，９５のそれぞれの出力と、共通駆動信号Ｓｃａとの論理積を出力するＡＮＤ回路９６，９７を備える。

共通駆動信号Ｓｃａがハイ状態とされている場合に、独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａのいずれか一方がロー状態とされると、各スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａに入力されるＡＮＤ回路９６，９７の出力は、独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａに応じたものとなる。このため、ロー状態とされた独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａに応じたスイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａが開状態とされる。つまり、異常判定時では、各独立駆動信号Ｓ１ａ,Ｓ２ａが共通駆動信号Ｓｃａより優先されて各スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａの開閉状態が変更される。

また、異常判定を行わない通常動作時において、各独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａはともにハイ状態とされている。この場合、各スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａに入力されるＡＮＤ回路９６，９７の出力は、共通駆動信号Ｓｃａに応じたものとなる。このため、共通駆動信号Ｓｃａがハイ状態とされるとスイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａがともに閉状態、共通駆動信号Ｓｃａがロー状態とされるとスイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａがともに開状態とされるようになっている。つまり、通常動作時では、共通駆動信号Ｓｃａが独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａより優先されて各スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａの開閉状態が変更される。

リレー装置７０ａの異常判定が実施される場合における信号出力の状態について、図５（ｂ）に示す表を用いて説明する。異常判定時には共通駆動信号Ｓｃａがハイ状態となっており、この状態で独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａの一方がロー、他方がハイとなると、その独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａによりスイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａの一方が開、他方が閉の状態となる。この状態下では、電気負荷４３への給電状態が維持されつつ、個別の開異常及び閉異常の判定が可能となっている。また、ノイズの混入等により独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａが共にロー状態となる場合には、信号変換部９０によって独立駆動信号Ｓ１ａ，Ｓ２ａが共にハイ状態に変換され、これにより両スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａが閉状態となる。この状態下では、異常判定よりも電気負荷４３への給電が優先され、その給電状態が維持される。

・信号変換部８０とリレー装置７０とを一体として設ける構成としてもよい。また、信号変換部８０と制御部６０とを一体として設ける構成としてもよい。

・独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２の両方がハイとされた場合に、信号変換部８０において、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２に入力される信号がローなるように信号を変換し、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の両方が閉状態となるような構成とした。これを変更し、独立駆動信号Ｓ１，Ｓ２の両方がハイとされた場合に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２に入力される信号のいずれか一方がローになるように信号を変換し、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のいずれか一方のみが閉状態となるような構成としてもよい。

・リレー装置７０が２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２を備える構成としたが、これを変更し、３つ以上のリレースイッチを備える構成としてもよい。この場合、信号変換部は、リレー装置に対し全てのリレースイッチが開状態となるように独立駆動信号が入力された場合に、１又は複数のリレースイッチが閉状態となるように信号を出力するものであればよい。なお、この構成の場合、異常判定対象のスイッチのみが開状態又は閉状態になるように独立駆動信号を入力すれば、その異常判定対象のリレースイッチにおいて開異常又は閉異常が生じていることを判定することができる。

・上記実施形態では、異常判定実施条件は、鉛蓄電池２０から電気負荷４３に対する暗電流供給中及びフェイルセーフ時において、前回異常判定を実施してから所定の時間が経過したことであるとしたが、これを変更して、異常判定を暗電流供給中にのみ実施する構成としてもよい。暗電流供給時においてリレー装置７０に流れる電流は、通常動作時に比べて小さく、個々のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の電流容量を超えないと考えられるため、暗電流供給時は異常判定を実施するのに好適である。

２０…鉛蓄電池、４３…電気負荷、６０…制御部、７０…リレー装置、８０，９０…信号変換部、Ａ１…共通接点、Ａ２…閉接点、Ａ３…開接点、Ｐｉｎ…入力端子、Ｐｃ…第１出力端子、Ｐｏ…第２出力端子、ＳＷ１…第１スイッチ、ＳＷ２…第２スイッチ。

Claims

電源装置（２０）と電気負荷（４３）とを導通状態又は遮断状態に切り替えるリレー装置（７０）を制御するリレー制御装置（６０，８０）において、
前記リレー装置は、並列接続された複数のリレースイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）を備え、
前記リレースイッチは、それぞれ、閉接点（Ａ２）及び開接点（Ａ３）と共通接点（Ａ１）とを備え、前記共通接点と前記閉接点とを接続する閉状態、又は、前記共通接点と前記開接点とを接続する開状態とされ、
前記リレー装置は、前記各共通接点及び前記電源装置が接続される入力端子（Ｐｉｎ）と、前記各閉接点及び前記電気負荷が接続される第１出力端子（Ｐｃ）と、前記各開接点が接続される第２出力端子（Ｐｏ）と、を備え、
前記電源装置から前記電気負荷への電力供給中において、前記複数のリレースイッチのうち一部のリレースイッチを開状態とする異常判定信号（Ｓ１，Ｓ２）を出力するとともに、その信号出力状態での前記第１出力端子及び前記第２出力端子の電圧の検出値に基づいて、前記複数のリレースイッチの異常を判定する異常判定部（６０）と、
前記異常判定部と前記リレー装置との間に設けられ、前記異常判定信号が前記複数のリレースイッチのうち全部のリレースイッチを開状態とする信号である場合に、前記複数のリレースイッチのうち少なくとも１つが閉状態となるように前記異常判定信号を変換する信号変換部（８０，９０）と、
を備えることを特徴とするリレー制御装置。
前記信号変換部は、前記異常判定信号が前記複数のリレースイッチの少なくとも１つを閉状態とする信号である場合に、前記異常判定信号の変換を実施せず、前記異常判定信号が前記複数のリレースイッチの全てを開状態とする信号である場合に、前記異常判定信号の変換を実施することを特徴とする請求項１に記載のリレー制御装置。
前記異常判定信号は、前記リレースイッチに対してそれぞれ入力され、ロー状態及びハイ状態のいずれか一方の状態にされる二値信号であり、
前記信号変換部は、入力される前記異常判定信号としての二値信号を論理演算することで、前記異常判定部から出力される前記異常判定信号が前記複数のリレースイッチのうち全部のリレースイッチを開状態とする信号である場合に、前記複数のリレースイッチのうち少なくとも１つが閉状態となるように前記異常判定信号を変換する論理演算回路により構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリレー制御装置。
前記電源装置から前記電気負荷への電力供給中において、前記複数のリレースイッチの全てをまとめて開閉させる共通駆動信号（Ｓｃ）を出力するリレー制御部（６０）を備え、
前記信号変換部は、前記異常判定部及び前記リレー制御部と前記リレー装置との間に設けられ、前記共通駆動信号として前記複数のリレースイッチの全てをまとめて閉状態とさせる信号と、前記異常判定信号として前記複数のリレースイッチのうち一部のリレースイッチを開状態とする信号とがともに入力された場合に、前記異常判定信号を優先し、前記複数のリレースイッチのうち一部のリレースイッチが開状態となるように信号を出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリレー制御装置。
前記各リレースイッチは、通常時において閉状態とされ前記共通駆動信号又は前記異常判定信号が入力されることで開状態とされる常閉式のリレースイッチであって、
前記信号変換部は、前記共通駆動信号及び前記異常判定信号の論理和を出力することで、前記異常判定信号を優先して前記リレー装置に出力することを特徴とする請求項４に記載のリレー制御装置。