WO2018123036A1 - リレー装置 - Google Patents

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WO2018123036A1
WO2018123036A1 PCT/JP2016/089157 JP2016089157W WO2018123036A1 WO 2018123036 A1 WO2018123036 A1 WO 2018123036A1 JP 2016089157 W JP2016089157 W JP 2016089157W WO 2018123036 A1 WO2018123036 A1 WO 2018123036A1
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WO
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relay
contact
relay switch
turned
abnormality
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PCT/JP2016/089157
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English (en)
French (fr)
Inventor
芳美 藤田
剛 榎田
Original Assignee
日産自動車株式会社
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Publication date
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Priority to EP16925668.2A priority patent/EP3564981B1/en
Priority to US16/474,843 priority patent/US11056303B2/en
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/001—Means for preventing or breaking contact-welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/001—Functional circuits, e.g. logic, sequencing, interlocking circuits
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J2207/50—Charging of capacitors, supercapacitors, ultra-capacitors or double layer capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices

Definitions

  • the present invention relates to a relay device.
  • Patent Document 1 A power supply relay control device that eliminates the problem is disclosed (Patent Document 1).
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a relay device that can operate normally in an environment where freezing is likely to occur.
  • the present invention includes a discharge resistor that discharges a charge charged in a capacitor, and a parallel circuit in which a first relay switch and a second relay switch are connected in parallel, the parallel circuit is connected to the discharge resistor,
  • the present invention can operate the relay device normally under conditions where icing is likely to occur.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a charger and a vehicle including a relay device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the relay device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram of the controller shown in FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a control flow of the controller.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a control flow of foreign matter removal control.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a control flow of the controller in the relay device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a charger and a vehicle including a relay device according to the present embodiment.
  • the charger 100 is a vehicle charging device.
  • the charger 100 is connected to the vehicle 200 via a charging cable.
  • the charger 100 is installed in a place such as a parking lot where a stable power source can be secured.
  • Vehicle 200 is an electric vehicle having a battery, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the charger 100 includes an AC power source 1, an inverter 2, a rectifier circuit 3, a smoothing circuit 4, a voltage sensor 5, and a connector 6.
  • the AC power source 1 outputs, for example, three-phase 200V AC power.
  • the inverter (INV) 2 is a circuit that converts alternating current input from an alternating current power source into direct current.
  • the inverter 2 is connected between the AC power source 1 and the rectifier circuit 3.
  • the rectifier circuit 3 rectifies the output current output from the inverter 2.
  • the rectifier circuit 3 is connected to the output side of the inverter 2.
  • the smoothing circuit 4 smoothes the waveform of the output power rectified by the rectifier circuit.
  • the smoothing circuit 4 has at least a smoothing capacitor.
  • the charger 100 charges the vehicle battery while the smoothing capacitor is charged.
  • the voltage sensor 5 is connected in parallel with the capacitor of the smoothing circuit 4.
  • the voltage sensor 5 detects the output voltage of the charger 100 by detecting the voltage of the capacitor.
  • the connector 6 is an instrument connected to the charging port of the vehicle, and is provided at the tip of the charging cable.
  • the vehicle 200 includes a battery 210 and a vehicle relay 220.
  • the battery 210 is configured by connecting a plurality of secondary batteries such as lithium ion batteries or nickel metal hydride batteries.
  • the battery 210 is a power source for the vehicle.
  • the vehicle relay 220 is a relay switch for switching between electrical connection and disconnection between the battery 210 and a charging port (corresponding to a connection destination of the connector 6). In FIG. 1, some of the components related to external charging among the components of the vehicle 200 are illustrated.
  • the vehicle 200 includes not only the battery 210 and the vehicle relay 220 but also other components such as a motor.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the relay device.
  • the relay device is mounted on the charger 100.
  • the relay device includes a smoothing circuit 4, a voltage sensor 5, and a controller 40 included in the charger 100.
  • the smoothing circuit 4 includes a first relay unit 10, a second relay unit 20, a discharge resistor 31, and a capacitor 32.
  • the capacitor 32 is a smoothing capacitor.
  • the first relay unit 10 includes a relay contact 11, an exciting coil 12, a temperature sensor 13, and a heater 14.
  • the relay contact 11, the exciting coil 12, the temperature sensor 13, and the heater 14 are accommodated in a case.
  • the relay contact 11 is a contact (a contact) that is in a closed state (on state) when the excitation coil 12 is energized.
  • the relay contact 11 is always open and is closed by energizing the exciting coil 12.
  • the relay contact 11 is a normally open contact.
  • the relay contact 11 is connected in series with the discharge resistor 31.
  • the excitation coil 12 generates a magnetic field and mechanically moves the relay contact 11 to switch the relay switch on and off.
  • the exciting coil 12 is provided in the vicinity of the relay contact 11.
  • the relay contact 11 and the exciting coil 12 function as a first relay switch.
  • the temperature sensor 13 is a sensor that detects the temperature of the relay contact 11.
  • the heater 14 is provided in the vicinity of the relay contact 11 and warms the relay contact 11.
  • the second relay unit 20 has a relay contact 21, an exciting coil 22, a temperature sensor 23, and a heater 24.
  • the relay contact 21, the exciting coil 22, the temperature sensor 23, and the heater 24 are accommodated in a case.
  • the relay contact 21 is a contact (b contact) that is in an open state (off state) when the excitation coil 22 is energized.
  • the relay contact 21 is a normally closed contact.
  • the relay contact 21 is in an open state by energizing the exciting coil 22.
  • the relay contact 21 is connected in series with the discharge resistor 31.
  • the relay contact 11 and the relay contact 21 are connected in parallel.
  • the excitation coil 22 generates a magnetic field and mechanically moves the relay contact 21 to switch the relay switch on and off.
  • the exciting coil 22 is provided in the vicinity of the relay contact 21.
  • the relay contact 21 and the exciting coil 22 function as a second relay switch.
  • the temperature sensor 23 is a sensor that detects the temperature of the relay contact 21.
  • the heater 24 is provided in the vicinity of the relay contact 21 and warms the temperature of the relay contact 21.
  • the parallel circuit formed by the relay contact 11 and the relay contact 21 is connected in series to the discharge resistor 31.
  • a connection circuit between the parallel circuit of the relay contacts 11 and 21 and the discharge resistor 31 is connected to the capacitor 32 in parallel.
  • the discharge resistor 31 is a resistor for discharging the electric charge charged in the capacitor 32.
  • the discharge resistor 31 is connected between a pair of power supply lines (corresponding to the output line of the inverter 2).
  • the controller 40 controls the first relay unit 10 and the second relay unit 20.
  • the controller 40 controls the discharge circuit by switching on / off of energization to the excitation coil 12 and on / off of energization to the excitation coil 22.
  • the voltage detected by the voltage sensor and the temperature detected by the temperature sensors 13 and 23 are input to the controller 40.
  • the controller 40 switches the heaters 14 and 24 on and off.
  • FIG. 3 is a block diagram of the configuration controlled by the controller 40 and the controller 40.
  • the first drive circuit 15 is connected to the excitation coil 12.
  • the first drive circuit 15 has a switch, a power supply, and the like.
  • the first drive circuit 15 drives the first relay unit 10 by conducting current to the exciting coil 12.
  • the second drive circuit 25 is connected to the excitation coil 22.
  • the second drive circuit 25 has a switch, a power supply, and the like.
  • the second drive circuit 25 drives the second relay unit 20 by conducting current to the exciting coil 22.
  • the controller 40 includes a memory 41, an abnormality determination unit 42, and a foreign matter removal control unit 43.
  • the controller 40 has a CPU, a RAM and the like in addition to the memory 41.
  • the controller 40 includes an abnormality determination unit 42 and a foreign matter removal control unit 43 as functional blocks of the abnormality determination function and the relay protection function.
  • the abnormality determination unit 42 determines whether or not an abnormality has occurred in the first relay unit 10 and the second relay unit 20, respectively.
  • the foreign matter removal control unit 43 raises the temperature of the heaters 14 and 15 and melts the ice attached to the relay contacts 11 and 21. Further, the foreign matter removal control unit 43 switches the relay switch included in the first relay unit 10 and the second relay unit 20 on and off via the first drive circuit 15 and the second drive circuit 25, so that the relay Remove foreign material adhering to the contacts.
  • the freezing of the relay contacts 11 and 21 will be described.
  • the water in the relay unit may become ice and the relay contacts may freeze.
  • Relay units have different conditions in which icing is likely to occur depending on the internal structure or the nature of the contacts. Freezing is likely to occur when the temperature difference between the ambient temperature of the relay contact and the temperature of the relay contact (temperature of the contact portion) is large.
  • the relay contact 11 is an a contact that is closed when energized.
  • the charger 100 When the charger 100 is not driven, no current flows through the exciting coil 12, and the relay contact 11 is in an open state. Therefore, when the charger 1 is driven, the temperature difference between the ambient temperature of the relay contact 11 and the temperature of the relay contact is small.
  • the relay contact 21 is a b contact that is opened when energized.
  • the state where the current flows through the exciting coil 22 is maintained, and the relay contact 21 is opened. Since the temperature of the exciting coil 22 is increased by energization of the exciting coil 22, the ambient temperature of the relay contact 21 becomes higher than the temperature of the relay contact 21. Due to the temperature difference between the ambient temperature of the relay contact 21 and the temperature of the relay contact 21, the surface temperature of the relay contact is condensed, and the condensed moisture becomes an ice film. Such freezing causes poor contact of the relay.
  • the controller 40 causes a current to flow through the exciting coil 22 and the relay contact 21 is opened. Since the current flows through the exciting coil 22 in the process in which the temperature around the relay contact 21 and the relay contact 21 decreases after the relay contact 21 is opened, the contact temperature of the relay contact 21 is It becomes lower than the ambient temperature, and the temperature difference widens. As a result, icing occurs at the relay contacts, causing poor relay contact.
  • the relay contact 11 is connected in parallel to the relay contact 21.
  • the contact failure of the relay contact 21 occurs due to freezing of the relay contact 21
  • the charge of the capacitor 32 can be discharged using the relay contact 11.
  • a relay apparatus can be normally operate
  • FIG. 4 is a flowchart showing a control flow of the controller 40.
  • the control flow shown in FIG. 4 is executed when the capacitor 32 is discharged after being charged by the charger 100.
  • the controller 40 executes the control flow shown in FIG. 4 at every timing when charging is completed.
  • step 1 the abnormality determination unit 42 increments the number of times of charging N.
  • the incremented number N of times of charging is stored in the memory 41 for use in determining an abnormality after the next charging.
  • step 2 the abnormality determination unit 42 determines whether N is an even number.
  • the abnormality determination unit 42 turns on the relay contact (first relay) 11 and turns off the relay contact (second relay) 21 in step 3. On the other hand, if N is an odd number, the abnormality determination unit 42 turns off the relay contact 11 and turns on the relay contact 21 in step 4.
  • the abnormality determination unit 42 determines whether or not a discharge abnormality has occurred. Specifically, the abnormality determination unit 42 detects the output voltage of the capacitor 32 using the voltage sensor 5 with either one of the relay contact 11 and the relay contact 21 turned on. The abnormality determination unit 42 determines whether or not the output voltage of the capacitor 32 is higher than the threshold voltage.
  • the threshold voltage is a threshold for detecting a discharge abnormality. When the output voltage of the capacitor 32 is higher than the threshold voltage, the abnormality determination unit 42 determines that a discharge abnormality has occurred due to an abnormality of the relay switch in the on state. On the other hand, when the output voltage of the capacitor 32 is equal to or lower than the threshold voltage, the abnormality determination unit 42 determines that the relay in the on state is normal and is normally discharged.
  • the abnormality determination unit 42 determines that there is a discharge abnormality.
  • the controller 40 ends the control flow. If it is determined that the battery is normally discharged, the controller 40 ends the control flow. If it is determined that the discharge is abnormal, the abnormality determination unit 42 increments the number of abnormalities ( N_r1 or N_r2 ) of the relay that is turned on in step 6. The number of abnormalities ( N_r1 or N_r2 ) indicates the number of times that the abnormality determining unit 42 determines that a discharge abnormality has occurred. N_r1 indicates the number of abnormalities of the relay contact 11, and N_r2 indicates the number of abnormalities of the relay contact 21.
  • the abnormality determination unit 42 The number of abnormalities ( N_r2 ) is incremented.
  • step 7 the abnormality determination unit 42 determines whether or not the number of abnormalities ( N_r1 ) or the number of abnormalities ( N_r2 ) is 2 or more.
  • the abnormality determination unit 42 determines whether the number of abnormalities ( N_r1 ) or the number of abnormalities ( N_r2 ) is 2 or more. It is determined that an abnormality has occurred at the contacts 11 and 21. That is, when the abnormality determination unit 42 determines that one of the relay contacts 11 and 21 among the relay contact 11 and the relay contact 21 has a discharge abnormality twice or more in succession, It is determined that 21 abnormality has occurred. Thereby, the determination accuracy can be increased. When it is determined that an abnormality has occurred in the relay contacts 11, 21, the abnormality determination unit 42 notifies the user of the abnormality in the relay contacts 11, 21 using the alarm device 50.
  • the abnormality determining unit 42 sets the relay contacts 11, 21 that have been turned on.
  • the relay contacts 11 and 21 that have been turned off are turned on.
  • the abnormality determination unit 42 11 is incremented ( N_r1 ).
  • the number of abnormalities ( N_r1 ) is changed from 0 to 1, and the number of abnormalities ( N_r2 ) is set to 0. Since the number of abnormalities ( N_r1 , N_r2 ) is less than 2, the control flow proceeds from step 7 to step 8.
  • the abnormality determination unit 42 switches the relay contact 11 from on to off, and relay contact 21 Switch from off to on.
  • step 9 the abnormality determination unit 42 determines whether or not a discharge abnormality has occurred.
  • the determination method for the discharge abnormality is the same as the determination method in Step 5. If it is determined that a discharge abnormality has occurred, the abnormality determination unit 42 determines in step 11 that an abnormality has occurred in the relay contacts 11, 21. If the abnormality determination unit 42 determines that there is a discharge abnormality in the control flow in step 9, it determines that there is a discharge abnormality in the control flow in step 5. That is, since it is determined that the relay contact 11 and the relay contact 21 are abnormal once each time, the abnormality determination unit 42 finally determines that the relay contact 11 or 21 is abnormal. . Thereby, safety can be improved.
  • step 10 the abnormality determination unit determines whether or not the number of abnormalities ( N_r1 ) or the number of abnormalities ( N_r2 ) is 1. When the number of abnormalities ( N_r1 ) and the number of abnormalities ( N_r2 ) are not 1, the controller 40 ends the control flow. If it is determined that the discharge is abnormal, the controller 40 performs foreign matter removal control in step 20.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a control flow of foreign matter removal control.
  • the foreign matter removal control unit 43 detects the temperature of the relay contacts 11 and 21 using the temperature sensors 13 and 23. In step 22, the foreign matter removal control unit 43 determines whether or not the detected temperature is lower than the temperature threshold.
  • the temperature threshold is a threshold indicating a low temperature environment.
  • the temperature of the low temperature environment is a temperature at which freezing is likely to occur.
  • the foreign matter removal control unit 43 turns on the heaters 14 and 24 in step 22 respectively.
  • the foreign matter removal control unit 43 executes the control flow of step S23.
  • step 23 the foreign matter removal control unit 43 turns on the relay contact (first relay) 11 by flowing current through the exciting coil 12, and does not flow current through the exciting coil 22, but relay contact (second relay) 21. Turn off.
  • step 24 the foreign matter removal control unit 43 turns on the switch included in the first drive circuit 15, measures the elapsed time from the time when the current is passed through the exciting coil 12, and the elapsed time reaches 300 ms. It is determined whether or not. Actually, since there is a delay time until the current flows through the exciting coil 12, a standby time (300 ms) is provided. If 300 ms has elapsed, the control flow proceeds to step 25. Note that the standby time is not necessarily set to 300 ms.
  • step 25 the foreign matter removal control unit 43 stops energizing the exciting coil 12 and turns off the relay contact 11. Further, the foreign matter removal control unit 43 turns on the relay contact 21 by causing a current to flow through the exciting coil 22.
  • step 26 the foreign matter removal control unit 43 turns on the switch included in the second drive circuit 25, measures the elapsed time from the time when the current is passed through the exciting coil 22, and the elapsed time reaches 300 ms. It is determined whether or not. If 300 ms has elapsed, the control flow proceeds to step 27.
  • step 27 the foreign matter removal control unit 43 determines whether or not the number of wiping operations is equal to or greater than a predetermined threshold value.
  • the number of wiping times indicates the number of times the relay contacts 11 and 21 are switched on and off, and the cycle from step 23 to step 25 is one.
  • the threshold value represents the end timing of wiping by the number of times.
  • the threshold is set, for example, twice. Wiping is an operation in which the relay contacts 11 and 21 are repeatedly mechanically switched on and off.
  • the foreign matter removal control unit 43 increments the number of wiping and then executes the control flow of step 23. If the number of wiping times is equal to or greater than the predetermined threshold, the foreign matter removal control unit 43 ends the foreign matter removal control flow. The controller 40 ends the control flow.
  • the present embodiment includes the capacitor 32 included in the charger 100 and the discharge circuit that discharges the electric charge charged in the capacitor 32.
  • the discharge circuit is connected to the discharge resistor 31, the first relay switch having the relay contact 11 that is closed when energized, and connected in parallel to the first relay switch, and is opened when energized.
  • a second relay switch having a relay contact 21.
  • the relay switch provided in the charger 100 employs a b-contact to electrically connect the discharge resistor 31 and the capacitor 32 when a power failure occurs during charging. Since the b contact is turned on when no current flows to the exciting coil, the discharge resistor 31 and the capacitor 32 can be conducted even when a power failure occurs during charging.
  • the relay switch having the b contact when the charger 100 is not driven, it is necessary to pass a current through the exciting coil in order to disconnect the discharge resistor 31 and the capacitor 32.
  • a current must be passed through the exciting coil in order to keep the discharge resistor 31 and the capacitor 32 disconnected during battery charging.
  • the contact temperature of the b contact becomes lower than the ambient temperature of the contact, and the temperature difference is widened. Therefore, freezing occurs at the b contact.
  • the relay contact 11 that is the a contact is connected in parallel to the relay contact 21 that is the b contact.
  • the a contact is a switch that is less likely to freeze than the b contact. Therefore, even when icing occurs at the b contact, the a contact can be used for discharging. As a result, the relay device can be operated normally even under conditions where icing is likely to occur while ensuring safety when a power failure occurs during charging.
  • the first relay switch is turned on and the second relay switch is turned off, and the first relay switch is turned off and the second relay switch is turned on.
  • the abnormality of the switch and the second relay switch is determined.
  • two types of relay switches are mutually used during the discharge operation to determine an abnormality of the two types of relay switches.
  • the abnormality determination unit 42 when the number of times of charging is an even number, the relay contact 11 is turned on and the relay contact 21 is turned off to determine the abnormality of the relay switch.
  • the relay contact 11 When the number of times of charging is an odd number, the relay contact 11 is turned off and the relay contact 21 is turned on to determine whether the relay switch is abnormal. Therefore, when an abnormality occurs in one of the relay contacts 11 and 21, the relay contact where the abnormality has occurred can be specified. Therefore, the relay device according to the present embodiment can improve the safety of the relay.
  • the number of times of abnormality determination is calculated, and when the number of times of abnormality determination is two or more, the relay switch abnormality is notified. Thereby, abnormality determination accuracy can be improved.
  • the charge of the capacitor 32 cannot be discharged. With the switch on and one relay switch off, the charge is discharged. Thereby, when one of the relay switches is not closed due to freezing or the like, the charge of the capacitor 32 can be discharged using the other relay switch.
  • the foreign matter removal control for removing the foreign matter at the contact point is performed. Execute for relay switch. Thereby, the foreign material adhering to the contact of one relay switch can be removed.
  • the abnormality determination by the abnormality determination unit 42 may be performed after the charger 100 is driven and before the start of charging.
  • the foreign matter removal control by the foreign matter removal control unit 43 may be executed after the vehicle battery is charged and before the next charging.
  • the first relay switch and the second relay switch are switched to each other to determine whether the first relay switch and the second relay switch are abnormal.
  • the abnormality of the first relay switch is determined during the first half of the predetermined discharge time after the end of charging, and the abnormality of the second relay switch is determined during the second half of the time.
  • the abnormality determination unit 42 determines the abnormality of the first relay switch, the abnormality determination unit 42 turns on the first relay switch and turns off the second relay switch, and the first relay switch based on the detection voltage of the voltage sensor 5. Judge abnormalities.
  • the abnormality determination unit 42 turns on the first relay switch based on the detection voltage of the voltage sensor 5 with the first relay switch turned on and the second relay switch turned on. Determine whether the relay switch is abnormal.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a control flow of the controller in the relay device.
  • the timing for executing the foreign substance removal control is different from that in the first embodiment.
  • the contents and configuration of the control flow other than this are the same as those in the first embodiment described above, and the description thereof is incorporated.
  • the abnormality determination unit 42 executes the control flow shown in FIG.
  • the control flow of steps 31 to 35 is the same as that of steps 1 to 5 executed by the abnormality determination unit 42 according to the first embodiment.
  • step 36 the foreign matter removal control unit 43 executes foreign matter removal control.
  • the foreign matter removal control is the same as the foreign matter removal control in the first embodiment.
  • step 37 the abnormality determination unit 42 turns on the relay contacts 11 and 21 that have been turned on immediately before the foreign matter removal control, and again turns on the relay contacts 11 and 21 that have been turned off immediately before the foreign matter removal control. Turn off.
  • the abnormality determination unit 42 detects the output voltage of the capacitor 32 using the voltage sensor 5 and compares the detected voltage with the threshold voltage.
  • the abnormality determination unit 42 determines whether or not a discharge abnormality has occurred based on the comparison result.
  • the foreign matter determination method is the same as in step 35.
  • step 36 when the relay contact 11 is turned off and the relay contact 21 is turned on in the control flow of step 34 and it is determined in the control flow of step 35 that there is a discharge abnormality, foreign matter removal control is executed in step 36. Later, the abnormality determination unit 42 turns off the relay contact 11 and turns on the relay contact 21 to determine whether or not the discharge is normally performed.
  • step 37 If it is determined that the battery is normally discharged, the controller 40 ends the control flow. If it is determined that the discharge is abnormal, the control flow proceeds from step 37 to step 38.
  • Step 38 to Step 43 The control flow from Step 38 to Step 43 is the same as that from Step 6 to Step 11 executed by the abnormality determination unit 42 according to the first embodiment.

Abstract

リレー装置において、充電器１００に含まれるコンデンサ３２と、コンデンサ３２に充電された電荷を放電する放電回路とを備え、放電回路は、放電抵抗３１と、放電抵抗３１に接続され、励磁コイルへの通電によりクローズ状態となる接点をもつ第１リレースイッチと、第１リレースイッチに並列に接続され、励磁コイルへの通電によりオープン状態となる接点をもつ第２リレースイッチとを有する。

Description

リレー装置
　本発明は、リレー装置に関するものである。
　従来より、リレー接点間に導通異常が発生している場合には、当該リレー接点間に所定の電位差を持たせた状態で電源リレー回路を開閉することで、リレー接点間に存在する氷の皮膜を除去する電源リレー制御装置が開示されている（特許文献１）。
特開２０１４－１２０３８０号公報 特開２００７－２７６５５２号公報
　しかしながら、氷の皮膜を除去できない場合には、リレー装置が正常に動作できないという問題があった。
　本発明が解決しようとする課題は、氷結が発生しやすい環境下で、正常に動作可能なリレー装置を提供することである。
　本発明は、コンデンサに充電された電荷を放電する放電抵抗と、第１リレースイッチと第２リレースイッチとを並列に接続した並列回路とを備え、当該並列回路を当該放電抵抗に接続し、第１リレースイッチの接点を、通電により通常開になる接点とし、第２リレースイッチの接点を、通電により通常閉になる接点とすることによって上記課題を解決する。
　本発明は、氷結が発生しやすい条件下で、リレー装置を正常に動作させることができる。
図１は、本実施形態に係るリレー装置を含む充電器及び車両の概略図である。 図２は、図１に示すリレー装置の概略図である。 図３は、図２に示すコントローラのブロック図である。 図４は、コントローラの制御フローを示すフローチャートである。 図５は、異物除去制御の制御フローを示すフローチャートである。 図６は、本発明の他の実施形態に係るリレー装置において、コントローラの制御フローを示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
　図１は、本実施形態に係るリレー装置を含む充電器及び車両の概略図である。充電器１００は、車両用の充電装置である。充電器１００は充電ケーブルを介して車両２００に接続される。充電器１００は、駐車場等、安定した電源を確保できる場所に設置されている。
　車両２００は、電気自動車又はハイブリッド自動車など、バッテリを有する電動車両である。
　図１に示すように、充電器１００は、交流電源１、インバータ２、整流回路３、平滑回路４、電圧センサ５、及びコネクタ６を有している。交流電源１は、例えば三相２００Ｖの交流電力を出力する。インバータ（ＩＮＶ）２は、交流電源から入力される交流を直流に変換する回路である。インバータ２は、交流電源１と整流回路３の間に接続されている。
　整流回路３は、インバータ２から出力される出力電流を整流する。整流回路３はインバータ２の出力側に接続されている。平滑回路４は、整流回路で整流された出力電力の波形を平滑する。平滑回路４は、少なくとも平滑用のコンデンサを有している。充電器１００は、平滑用のコンデンサが充電された状態で、車両用のバッテリを充電する。
　電圧センサ５は、平滑回路４のコンデンサに対して並列に接続されている。電圧センサ５は、コンデンサの電圧を検出することで、充電器１００の出力電圧を検出する。
　コネクタ６は、車両の充電口に接続される器具であり、充電ケーブルの先端部分に設けられている。
　車両２００は、バッテリ２１０及び車両用リレー２２０を備えている。バッテリ２１０は、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の二次電池を複数接続することで構成されている。バッテリ２１０は、車両の電力源となる。車両用リレー２２０は、バッテリ２１０と充電口（コネクタ６の接続先に相当）との間の電気的な導通及び遮断を切り換えるためのリレースイッチである。なお、図１では、車両２００の構成要素のうち、外部充電に関する構成要素の一部を図示している。車両２００は、バッテリ２１０及び車両用リレー２２０に限らず、モータ等の他の構成要素を備えている。
　次に、図２を用いて、本実施形態に係るリレー装置を説明する。図２は、リレー装置の概略図である。リレー装置は、充電器１００に搭載されている。リレー装置は、充電器１００に含まれる平滑回路４、電圧センサ５、及びコントローラ４０を備えている。
　平滑回路４は、第１リレーユニット１０、第２リレーユニット２０、放電抵抗３１、及びコンデンサ３２を有している。コンデンサ３２が平滑用のコンデンサである。
　第１リレーユニット１０は、リレー接点１１、励磁コイル１２、温度センサ１３、及びヒータ１４を有している。リレー接点１１、励磁コイル１２、温度センサ１３、及びヒータ１４はケースに収容されている。
　リレー接点１１は、励磁コイル１２への通電によりクローズ状態（オン状態）となる接点（ａ接点）である。リレー接点１１は、常時開いており、励磁コイル１２への通電により閉じた状態になる。リレー接点１１はノーマリオープンの接点である。リレー接点１１は、放電抵抗３１に対して直列に接続されている。
　励磁コイル１２は、磁場を発生させて、リレー接点１１を機械的に動かすことで、リレースイッチのオン、オフを切り換える。励磁コイル１２はリレー接点１１の付近に設けられている。リレー接点１１及び励磁コイル１２が、第１リレースイッチとして機能する。温度センサ１３は、リレー接点１１の温度を検出センサである。ヒータ１４は、リレー接点１１の付近に設けられており、リレー接点１１を暖める。
　第２リレーユニット２０は、リレー接点２１、励磁コイル２２、温度センサ２３、及びヒータ２４を有している。リレー接点２１、励磁コイル２２、温度センサ２３、及びヒータ２４はケースに収容されている。
　リレー接点２１は、励磁コイル２２への通電によりオープン状態（オフ状態）となる接点（ｂ接点）である。リレー接点２１は、ノーマリクローズの接点である。充電装置１が駆動していない場合、及び、充電装置１が車両用のバッテリ２１０を充電している場合には、リレー接点２１は、励磁コイル２２への通電により開いた状態になっている。リレー接点２１は、放電抵抗３１に対して直列に接続されている。またリレー接点１１及びリレー接点２１は並列に接続されている。
　励磁コイル２２は、磁場を発生させて、リレー接点２１を機械的に動かすことで、リレースイッチのオン、オフを切り換える。励磁コイル２２はリレー接点２１の付近に設けられている。リレー接点２１及び励磁コイル２２が、第２リレースイッチとして機能する。温度センサ２３は、リレー接点２１の温度を検出センサである。ヒータ２４は、リレー接点２１の付近に設けられており、リレー接点２１の温度を暖める。
　リレー接点１１とリレー接点２１で形成される並列回路は、放電抵抗３１に直列に接続されている。そして、リレー接点１１、２１の並列回路と放電抵抗３１との接続回路がコンデンサ３２に対して、並列に接続されている。リレー接点１１とリレー接点２１の少なくともいずれか一方のリレーがクローズ状態になると、放電抵抗３１とコンデンサ３２の間が導通し、コンデンサ３２に充電された電荷が放電される。すなわち、第１リレーユニット１０、第２リレーユニット２０及び放電抵抗３１で形成される回路が、コンデンサ３２の電荷を放電する放電回路に相当する。
　放電抵抗３１は、コンデンサ３２に充電された電荷を放電するための抵抗である。放電抵抗３１は、一対の電源線（インバータ２の出力線に相当）の間に接続されている。
　コントローラ４０は、第１リレーユニット１０及び第２リレーユニット２０を制御する。コントローラ４０は、励磁コイル１２への通電のオン、オフ及び励磁コイル２２への通電のオン、オフを切り換えることで、放電回路を制御する。電圧センサの検出電圧、及び温度センサ１３、２３の検出温度は、コントローラ４０に入力される。また、コントローラ４０は、ヒータ１４，２４のオン、オフを切り換える。
　次に、図３を用いて、コントローラ４０の構成を説明する。図３は、コントローラ４０により制御される構成とコントローラ４０のブロック図である。
　第１駆動回路１５は、励磁コイル１２に接続されている。第１駆動回路１５はスイッチ、電源等を有している。第１駆動回路１５は、励磁コイル１２に対して電流を導通させることで、第１リレーユニット１０を駆動させる。
　第２駆動回路２５は、励磁コイル２２に接続されている。第２駆動回路２５はスイッチ、電源等を有している。第２駆動回路２５は、励磁コイル２２に対して電流を導通させることで、第２リレーユニット２０を駆動させる。
　コントローラ４０は、メモリ４１、異常判定部４２及び異物除去制御部４３を有している。コントローラ４０は、メモリ４１の他に、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を有している。また、コントローラ４０は、異常判定機能及びリレー保護機能の機能ブロックとして、異常判定部４２及び異物除去制御部４３を有している。異常判定部４２は、第１リレーユニット１０及び第２リレーユニット２０に異常が発生しているか否か、それぞれ判定する。異物除去制御部４３は、ヒータ１４、１５の温度を上げて、リレー接点１１、２１に付着した氷を溶解する。また、異物除去制御部４３は、第１駆動回路１５及び第２駆動回路２５を介して、第１リレーユニット１０及び第２リレーユニット２０に含まれるリレースイッチのオン、オフを切り替えることで、リレー接点に付着した異物を除去する。
　ここで、リレー接点１１、２１の氷結について説明する。充電器１００が低温環境下にある場合には、リレーユニットの水分が氷になって、リレー接点が凍結するおそれがある。リレーユニットは、内部構造又は接点の性質等により、氷結の発生し易い状況が異なる。リレー接点の周囲温度とリレー接点の温度（接点部分の温度）との温度差が大きい場合に、氷結が発生し易い。
　本実施形態に係るリレー装置において、リレー接点１１は、通電によりクローズ状態になるａ接点である。充電器１００が駆動しない場合には、電流は励磁コイル１２に流れておらず、リレー接点１１はオープン状態となる。そのため、充電器１の駆動時に、リレー接点１１の周囲温度とリレー接点の温度の温度差は小さい。
　一方、リレー接点２１は、通電によりオープン状態になるｂ接点である。充電器１００が駆動しない場合には、電流が励磁コイル２２に流れている状態が維持されて、リレー接点２１はオープン状態となる。励磁コイル２２の通電により励磁コイル２２の温度が高くなるため、リレー接点２１の周囲温度がリレー接点２１の温度より高くなる。リレー接点２１の周囲温度とリレー接点２１の温度の温度差によって、リレー接点の表面温度が結露し、結露した水分が氷の膜となる。そして、このような氷結はリレーの接触不良を引き起こす。
　また、充電器１００の充電が終了し、コンデンサ３２の電荷の放電が終了したときに、コントローラ４０は、励磁コイル２２に電流を流して、リレー接点２１がオープン状態になる。リレー接点２１がオープン状態になった後、リレー接点２１及びリレー接点２１の周囲の温度が低下する過程において、電流が励磁コイル２２に流れているため、リレー接点２１の接点温度がリレー接点２１の周囲温度よりも低くなり、温度差が広がる。そのため、氷結がリレー接点で発生し、リレーの接触不良を引き起こす。
　本実施形態では、リレー接点２１で氷結が発生し易いため、リレー接点２１に対して並列にリレー接点１１を接続する。本実施形態では、リレー接点２１の氷結によりリレー接点２１の接触不良が発生した場合に、リレー接点１１を用いて、コンデンサ３２の電荷を放電できる。これにより、本実施形態では、氷結が発生し易い条件下で、リレー装置を正常に動作できる。
　次に、図４を用いて、異常判定部４２による異常判定制御の制御フローを説明する。図４は、コントローラ４０の制御フローを示すフローチャートである。図４に示す制御フローは、充電器１００による充電の後、コンデンサ３２の電荷を放電する際に実行される。コントローラ４０は、充電終了するタイミング毎に、図４に示す制御フローを実行する。
　ステップ１にて、異常判定部４２は、充電回数Ｎをインクリメントする。インクリメントされた充電回数Ｎは、次回の充電後の異常判定の際に用いるため、メモリ４１に記憶される。ステップ２にて、異常判定部４２は、Ｎが偶数であるか否かを判定する。
　Ｎが偶数である場合には、ステップ３にて異常判定部４２はリレー接点（第１リレー）１１をオンにし、リレー接点（第２リレー）２１をオフにする。一方、Ｎが奇数である場合には、ステップ４にて異常判定部４２はリレー接点１１をオフにし、リレー接点２１をオンにする。
　ステップ５にて、異常判定部４２は放電異常が発生しているか否かを判定する。具体的には、異常判定部４２は、リレー接点１１及びリレー接点２１のいずれか一方をオンにしている状態で、電圧センサ５を用いて、コンデンサ３２の出力電圧を検出する。異常判定部４２は、コンデンサ３２の出力電圧が閾値電圧より高いか否かを判定する。閾値電圧は、放電異常を検出するための閾値である。コンデンサ３２の出力電圧が閾値電圧より高い場合には、異常判定部４２は、オン状態のリレースイッチの異常により、放電異常が発生していると判定する。一方、コンデンサ３２の出力電圧が閾値電圧以下である場合には、異常判定部４２は、オン状態のリレーが正常であり、正常に放電されていると判定する。
　例えばステップ３の制御フローの後、コンデンサ３２のコンデンサの出力電圧が閾値電圧より高い場合には、コンデンサ３２は、リレー接点１１を介して放電抵抗３１と電気的に導通していないため、コンデンサ３２の電荷は放電されない。そのため、異常判定部４２は、放電異常であると判定する。
　正常に放電されていると判定した場合には、コントローラ４０は制御フローを終了する。放電異常であると判定した場合には、ステップ６にて異常判定部４２は、オンにしたリレーの異常回数（Ｎ＿ｒ１又はＮ＿ｒ２）をインクリメントする。異常回数（Ｎ＿ｒ１又はＮ＿ｒ２）は、異常判定部４２により放電異常が発生していると判定された回数を示す。Ｎ＿ｒ１はリレー接点１１の異常回数を示し、Ｎ＿ｒ２はリレー接点２１の異常回数を示す。
　例えばステップ４の制御フローで、リレー接点１１をオフにしてリレー接点２１をオンにして、ステップ５の制御フローで放電異常であると判定した場合には、異常判定部４２は、リレー接点２１の異常回数（Ｎ＿ｒ２）をインクリメントする。
　ステップ７にて、異常判定部４２は、異常回数（Ｎ＿ｒ１）又は異常回数（Ｎ＿ｒ２）が２以上であるか否かを判定する。
　異常回数（Ｎ＿ｒ１）又は異常回数（Ｎ＿ｒ２）が２以上である場合には、ステップ１１にて、異常判定部４２は、異常回数（Ｎ＿ｒ１又はＮ＿ｒ２）が２以上である方のリレー接点１１、２１で異常が発生していると判定する。すなわち、異常判定部４２は、リレー接点１１及びリレー接点２１のうち一方のリレー接点１１、２１で、連続して２回以上、放電異常が発生していると判定した場合に、リレー接点１１、２１の異常が発生していると判定する。これにより、判定精度を高めることができる。リレー接点１１、２１の異常が発生していると判定された場合には、異常判定部４２は警報機５０を用いて、ユーザに対してリレー接点１１、２１の異常を通知する。
　ステップ７の判定制御で、異常回数（Ｎ＿ｒ１）及び異常回数（Ｎ＿ｒ２）が２未満である場合には、ステップ８にて、異常判定部４２は、オンにしていたリレー接点１１、２１をオフにして、オフにしていたリレー接点１１、２１をオンに入れ替える。
　例えば、ステップ３の制御フローで、リレー接点１１をオンにして、リレー接点２１をオフにして、ステップ５の制御フローで放電異常であると判定した場合には、異常判定部４２は、リレー接点１１の異常回数（Ｎ＿ｒ１）をインクリメントする。ここでは、異常回数（Ｎ＿ｒ１）が０から１になり、異常回数（Ｎ＿ｒ２）は０とする。異常回数（Ｎ＿ｒ１、Ｎ＿ｒ２）が２未満であるため、制御フローはステップ７からステップ８に進む。ステップ３の制御フローで、リレー接点１１はオンになり、リレー接点２１はオフになっているため、ステップ８にて、異常判定部４２は、リレー接点１１をオンからオフに切り換え、リレー接点２１をオフからオンに切り換える。
　ステップ９にて、異常判定部４２は、放電異常が発生しているか否かを判定する。放電異常の判定方法は、ステップ５の判定方法と同様である。放電異常が発生していると判定された場合には、ステップ１１にて異常判定部４２は、リレー接点１１、２１で異常が発生していると判定する。異常判定部４２は、ステップ９の制御フローで放電異常であると判定した場合には、ステップ５の制御フローでも放電異常であると判定している。すなわち、リレー接点１１及びリレー接点２１がそれぞれ１回ずつ異常であると判定されたことになるため、異常判定部４２は、リレー接点１１、２１の異常で発生していると最終的に判定する。これにより、安全性を高めることができる。
　ステップ９の制御フローで、正常に放電されていると判定した場合には、制御フローはステップ１０に進む。ステップ１０にて、異常判定部は、異常回数（Ｎ＿ｒ１）又は異常回数（Ｎ＿ｒ２）が１であるか否かを判定する。異常回数（Ｎ＿ｒ１）及び異常回数（Ｎ＿ｒ２）が１でない場合には、コントローラ４０は制御フローを終了させる。放電異常であると判定した場合には、ステップ２０にて、コントローラ４０は異物除去制御を行う。
　図５を用いて、異物除去制御の制御フローを説明する。図５は、異物除去制御の制御フローを示すフローチャートである。
　ステップ２１にて、異物除去制御部４３は、温度センサ１３、２３を用いてリレー接点１１、２１の温度を検出する。ステップ２２にて、異物除去制御部４３は、検出温度が温度閾値未満であるか否かを判定する。温度閾値は低温環境を示す閾値である。低温環境の温度は、氷結の発生し易い温度である。
　低温環境であると判定した場合には、ステップ２２にて異物除去制御部４３は、ヒータ１４、２４をそれぞれオンにする。リレー接点１１、２１の温度が温度閾値以上になると、異物除去制御部４３はステップＳ２３の制御フローを実行する。
　ステップ２３にて、異物除去制御部４３は、励磁コイル１２に電流を流すことでリレー接点（第１リレー）１１をオンにし、励磁コイル２２に電流を流さず、リレー接点（第２リレー）２１をオフにする。ステップ２４にて、異物除去制御部４３は、第１駆動回路１５に含まれるスイッチをオンにして、励磁コイル１２に電流を流した時点からの経過時間を計測し、経過時間が３００ｍｓに達したか否かを判定する。実際に、励磁コイル１２に電流が流れるまでには遅延時間があるため、待機時間（３００ｍｓ）を設けている。３００ｍｓが経過した場合には、制御フローはステップ２５に進む。なお、待機時間は、必ずしも３００ｍｓにする必要はない。
　ステップ２５にて、異物除去制御部４３は、励磁コイル１２への通電を停止してリレー接点１１をオフにする。また、異物除去制御部４３は、励磁コイル２２に電流を流すことで、リレー接点２１をオンにする。ステップ２６にて、異物除去制御部４３は、第２駆動回路２５に含まれるスイッチをオンにして、励磁コイル２２に電流を流した時点からの経過時間を計測し、経過時間が３００ｍｓに達したか否かを判定する。３００ｍｓが経過した場合には、制御フローはステップ２７に進む。
　ステップ２７にて、異物除去制御部４３は、ワイピング回数が所定の閾値以上であるか否かを判定する。ワイピング回数は、リレー接点１１、２１のオン、オフの切り換える回数を示しており、ステップ２３からステップ２５までのサイクルを１回としている。閾値は、ワイピングの終了タイミングを回数で表したものである。閾値は、例えば２回に設定されている。ワイピングは、リレー接点１１、２１のオン、オフの機械的な切り換えを繰り返す動作である。
　ワイピング回数が所定の閾値未満である場合には、異物除去制御部４３は、ワイピング回数をインクリメントした上で、ステップ２３の制御フローを実行する。ワイピング回数が所定の閾値以上である場合には、異物除去制御部４３は、異物除去制御フローを終了する。コントローラ４０は制御フローを終了する。
　本実施形態では、ワイピングを行うことで、リレー接点１１、２１に付着した塵や酸化被膜等の不純物を取り除くことができる。また、リレー接点１１、２１が低温環境下にあり、氷結が発生し易い状態である場合には、ヒータ１４、２４を用いて、氷結が発生し難い接点温度まで上昇させる。これにより、リレー接点１１、２１に氷が付着していた場合には、氷を除去し易くなる。また、ヒータ動作とワイピング動作を組み合わせることで、異物を除去し易くなる。
　上記のように、本実施形態では、充電器１００に含まれるコンデンサ３２と、コンデンサ３２に充電された電荷を放電する放電回路とを備える。放電回路は、放電抵抗３１と、放電抵抗３１に接続され、通電によりクローズ状態となるリレー接点１１をもつ第１リレースイッチと、当該第１リレースイッチに並列に接続され、通電によりオープン状態となるリレー接点２１をもつ第２リレースイッチとを有する。これにより、氷結が発生しやすい条件下で、リレースイッチを正常に動作させることができる。
　ところで、充電器１００に設けられるリレースイッチは、充電中に停電が発生した場合に、放電抵抗３１とコンデンサ３２とを電気的に導通させるために、ｂ接点が採用される。ｂ接点は、励磁コイルへ電流を流さない状態でオン状態になるため、充電中に停電が発生した場合でも、放電抵抗３１とコンデンサ３２とを導通できる。
　しかしながら、ｂ接点をもつリレースイッチは、充電器１００が駆動しない場合には、放電抵抗３１とコンデンサ３２とを切り離すために、励磁コイルに電流を流す必要がある。そして、低温環境下で、充電器１００を開始した場合には、バッテリの充電中、放電抵抗３１とコンデンサ３２を切り離した状態を維持するために、励磁コイルに電流を流さなければならない。そして、励磁コイルへの通電によって、ｂ接点の接点温度が接点の周囲温度よりも低くなり、温度差が広がる。そのため、氷結がｂ接点で発生する。
　そして、氷結がｂ接点で発生すると、コンデンサ３２の電荷を放電するために、ｂ接点をオンにしても、放電抵抗３１とコンデンサ３２が接続されず、放電できない状態となる。
　本実施形態では、ｂ接点であるリレー接点２１に対して、ａ接点であるリレー接点１１を並列に接続している。ａ接点は、ｂ接点よりも、氷結が発生し難いスイッチである。そのため、氷結がｂ接点で発生した場合でも、ａ接点を用いて、放電を行うことができる。これにより、充電中に停電が発生した時の安全性を確保した上で、氷結が発生し易い条件下でも、リレー装置を正常に動作させることができる。
　また本実施形態では、第１リレースイッチをオンに第２リレースイッチをオフにした状態と、第１リレースイッチをオフに第２リレースイッチをオンにした状態とを相互に切り換えて、第１リレースイッチ及び第２リレースイッチの異常を判定する。
　すなわち、本実施形態では、放電動作時に２種類のリレースイッチを相互に使用して、２種類のリレースイッチの異常を判定する。異常判定部４２の制御フローでは、充電回数が偶数回のときに、リレー接点１１をオンにリレー接点２１をオフにして、リレースイッチの異常を判定する。また、充電回数が奇数回のときに、リレー接点１１をオフにリレー接点２１をオンにして、リレースイッチの異常を判定する。これにより、リレー接点１１及びリレー接点２１のうち、どちらか一方のリレー接点に異常が生じた場合には、異常が発生したリレー接点を特定できる。ゆえに、本実施形態に係るリレー装置は、リレーの安全性を向上できる。
　また本実施形態では、異常判定回数を算出し異常判定回数が２回以上である場合に、リレースイッチの異常を通知する。これにより、異常の判定精度を高めることができる。
　また本実施形態では、第１リレースイッチ及び第２リレースイッチのうち何れか一方のリレースイッチをオンに他方のリレースイッチをオフにした状態でコンデンサ３２の電荷を放電できない場合には、他方のリレースイッチをオンに一方のリレースイッチをオフにした状態で、電荷を放電させる。これにより、一方のリレースイッチが氷結等でクローズ状態にならない場合に、他方のリレースイッチを用いて、コンデンサ３２の電荷を放電できる。
　また本実施形態では、第１リレースイッチ及び第２リレースイッチのうち何れか一方のリレースイッチをオンにした状態で電荷を放電できない場合には、接点の異物を除去する異物除去制御を、一方のリレースイッチに対して実行する。これにより、一方のリレースイッチの接点に付着した異物を除去できる。
　なお、本実施形態において、異常判定部４２による異常判定は、充電器１００の駆動後、充電開始前に実行されてもよい。また異物除去制御部４３による異物除去制御は、車両用バッテリの充電後、次回の充電時までに実行してもよい。
　なお、本実施形態では、１回の充電の後に、第１リレースイッチと第２リレースイッチとを相互に切り換えて、第１リレースイッチ及び第２リレースイッチの異常を判定する。例えば、充電の終了後の所定の放電時間のうち、前半の時間に第１リレースイッチの異常を判定し、後半の時間に第２リレースイッチの異常を判定する。第１リレースイッチの異常判定の際には、異常判定部４２は、第１リレースイッチをオンにし、第２リレースイッチをオフにした状態で、電圧センサ５の検出電圧に基づいて第１リレースイッチの異常を判定する。また、第２リレースイッチの異常判定の際には、異常判定部４２は、第１リレースイッチをオンにし、第２リレースイッチをオンにした状態で、電圧センサ５の検出電圧に基づいて第２リレースイッチの異常を判定する。
《第２実施形態》
　本発明の他の実施形態に係るリレー装置を説明する。図６は、リレー装置において、コントローラの制御フローを示すフローチャートである。本実施形態では、第１実施形態に対して、異物除去制御を実行するタイミングが異なる。これ以外の制御フローの内容及び構成は上述した第１実施形態と同じであり、その記載を援用する。
　充電器１００による充電の後、異常判定部４２は、図６に示す制御フローを実行する。ステップ３１～３５の制御フローは、第１実施形態に係る異常判定部４２で実行されるステップ１～５と同様である。
　ステップ３５の制御フローで、放電異常が発生していると判定された場合には、ステップ３６にて、異物除去制御部４３は、異物除去制御を実行する。異物除去制御は、第１実施形態における異物除去制御と同様である。
　ステップ３７にて、異常判定部４２は、異物除去制御の直前にオンになっていたリレー接点１１、２１を再びオンにし、異物除去制御の直前にオフになっていたリレー接点１１、２１を再びオフにする。異常判定部４２は、電圧センサ５を用いて、コンデンサ３２の出力電圧を検出し、検出電圧と閾値電圧とを比較する。異常判定部４２は、比較結果に基づき、放電異常が発生しているか否かを判定する。異物の判定方法は、ステップ３５と同様である。
　例えばステップ３４の制御フローで、リレー接点１１をオフにしてリレー接点２１をオンにして、ステップ３５の制御フローで放電異常であると判定した場合には、ステップ３６にて異物除去制御を実行した後に、異常判定部４２は、リレー接点１１をオフにしてリレー接点２１をオンにして、放電が正常に行われているか否かを判定する。
　正常に放電されていると判定した場合には、コントローラ４０は制御フローを終了する。放電異常であると判定した場合には、制御フローはステップ３７からステップ３８に進む。
　ステップ３８～ステップ４３の制御フローは、第１実施形態に係る異常判定部４２で実行されるステップ６～ステップ１１と同様である。
１…交流電源
２…インバータ
３…整流回路
４…平滑回路
５…電圧センサ
６…コネクタ
１０…ステップ
１１…リレー接点
１２…励磁コイル
１３…温度センサ
１４…ヒータ
１５…第１駆動回路
２０…第２リレーユニット
２１…リレー接点
２２…励磁コイル
２３…温度センサ
２４…ヒータ
２５…第２駆動回路
３１…放電抵抗
３２…コンデンサ
４０…コントローラ
４１…メモリ
４２…異常判定部
４３…異物除去制御部
５０…警報機
１００…充電器
２００…車両
２１０…バッテリ
２２０…車両用リレー

Claims (5)

  1. 　充電器に含まれるコンデンサと、
    　前記コンデンサに充電された電荷を放電する放電回路とを備え、
    前記放電回路は、
    　放電抵抗と、
    　前記放電抵抗に接続され、励磁コイルへの通電によりクローズ状態となる接点をもつ第１リレースイッチと、
    　前記第１リレースイッチに並列に接続され、励磁コイルへの通電によりオープン状態となる接点をもつ第２リレースイッチとを有するリレー装置。
  2. 　前記放電回路を制御するコントローラを備え、
    前記コントローラは、
    　前記第１リレースイッチをオンに前記第２リレースイッチをオフにした状態と、前記第１リレースイッチをオフに前記第２リレースイッチをオンにした状態とを相互に切り換えて、前記第１リレースイッチ及び前記第２リレースイッチの異常を判定する
    請求項１記載のリレー装置。
  3. 　前記コントローラは、
    　前記第１リレースイッチ又は前記第２リレースイッチの異常を判定する回数を異常判定回数として算出し、
    　前記異常判定回数が２回以上である場合に、リレースイッチの異常を通知する
    請求項２記載のリレー装置。
  4. 　前記放電回路を制御するコントローラを備え、
    前記コントローラは、
    　前記第１リレースイッチ及び前記第２リレースイッチのうち何れか一方のリレースイッチをオンに他方のリレースイッチをオフにした状態で前記電荷を放電できない場合には、前記他方のリレースイッチをオンに前記一方のリレースイッチをオフにした状態で前記電荷を放電させる
    請求項１～３のいずれか一項に記載のリレー装置。
  5. 　前記放電回路を制御するコントローラを備え、
    前記コントローラは、
    　前記第１リレースイッチ及び前記第２リレースイッチのうち何れか一方のリレースイッチをオンにした状態で前記電荷を放電できない場合には、接点の異物を除去する異物除去制御を前記一方のリレースイッチに対して実行する
    請求項１～４のいずれか一項に記載のリレー装置。
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