JP2009290978A - 車両用電源回路の故障検出方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリチャージリレーの故障を検出する。
【解決手段】 本発明は、バッテリに並列に配置されたコンデンサと、コンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間に配置された第１リレーと、コンデンサの他方の極とバッテリの他方の極との間に配置された第２リレーと、直列に接続されたプリチャージ抵抗とプリチャージリレーとで構成され、第１リレーに対して並列に配置されたプリチャージ回路とを有する車両用電源回路の故障検出方法であって、第１および第２リレーが接続通電状態にあって所定条件成立時に、第１リレーを遮断状態とする第１リレー遮断工程と、第１リレー遮断工程の実施後に、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態とするプリチャージリレー接続工程と、プリチャージリレー接続工程開始後に、コンデンサの電圧が低下した場合、プリチャージリレーが接続状態とならないＯＦＦ故障と判定するプリチャージリレーＯＦＦ故障判定工程を有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電気負荷と、該電気負荷を作動させるバッテリとの間を接続する車両用電源回路の故障検出方法およびその装置に関し、自動車の電力系統制御の技術分野に属する。

近年、燃料と電気を利用して、または電気のみを利用して走行する所謂ハイブリッド車や電気自動車が実用化されているが、この種の自動車には、モータと、該モータを作動させる高電圧のバッテリが搭載されている。

モータなどの電気負荷と該負荷を作動させるバッテリとを接続する電源回路には、平滑化用のコンデンサがバッテリに並列に設けられている。このコンデンサは、電荷を一旦蓄積することによりバッテリからの電力を平滑化し、その平滑化された電力を電気負荷に供給する。これにより、安定した電力を電気負荷に供給している。なお、バッテリがモータにより充電される場合、コンデンサはモータからの電力を平滑化し、その平滑化した電力をバッテリに供給する。

また、この種の電源回路には、メインリレーの接点とバッテリ本体の損傷を防止するために、プリチャージ回路が設けられている。これは、バッテリとコンデンサとが接続された瞬間にバッテリからコンデンサへ流れ込む大電流によって、メインリレーの接点が損傷することと、過電流によるバッテリ本体へのダメージを防止するものである。

このプリチャージ回路を有する電源回路の構成を具体的に説明すると、該電源回路は、バッテリと、該バッテリに並列に配置されたコンデンサと、該コンデンサの一方の極とバッテリの陽極との間を接続／遮断する陽極側リレーと、コンデンサの他方の極とバッテリの陰極との間を接続／遮断する陰極側リレーと、直列に接続されたプリチャージ抵抗とプリチャージリレーとで構成され、前記陽極側リレーに対して並列に配置されてコンデンサの一方の極とバッテリの陽極との間を接続／遮断するプリチャージ回路とを有する。

そして、バッテリとコンデンサとが接続されるとき、コンデンサの急激なチャージによるメインリレーとバッテリ本体の損傷を防止するために、まず陰極側リレーが接続状態とされ、その後、プリチャージリレーが接続状態とされる。これにより、コンデンサは、プリチャージ抵抗によって減少した微小電流により、電荷を徐々に蓄電していく。そして、コンデンサが所定電気量の電荷を蓄電した後、陽極側リレーが接続状態とされ、所定期間のオーバーラップを経てプリチャージリレーが遮断状態とされる。これにより、メインリレーの接点とバッテリ本体の損傷が防止される。

さらに、この種の電源回路には、該回路の故障を診断する装置が設けられる。例えば、特許文献１に記載されたものは、プリチャージ(プリチャージリレーを接続状態にした)後の電気負荷（インバータ）の電圧値とバッテリの電圧値とに基づいて電源回路の正常か故障かの判定を実施し、故障と判定する場合、プリチャージ開始直後のバッテリの電流値とプリチャージ終了後の電流値との比較に基づいて、大電流が流れたことによる電源回路の短絡故障か、或いは断線故障かを判定する。故障原因を特定することにより、故障した電源回路を速やかに修理することができる。

特開２００７−８９２４０号公報

ところが、特許文献１に記載された電源回路故障診断装置は、故障原因は特定するものの、電源回路においてどの箇所が故障しているかの特定ができない。特に、電源回路の重要な構成要素であるメインリレーの接点とバッテリ本体を保護するためのプリチャージ回路のプリチャージリレーが故障であるか否かの診断ができない。また、プリチャージリレーが故障している場合、そのプリチャージリレーがどのように故障しているのか、例えば接続状態のまま遮断状態にならない故障（以下、「ＯＮ故障」と称する。）か、遮断状態のまま接続状態にならない故障（以下、「ＯＦＦ故障」と称する。）かの故障の形態の特定ができない。

そこで、本発明は、プリチャージ回路を有する車両用電源回路の故障を診断するにあたり、特にそのプリチャージ回路のプリチャージリレーの故障か否かを判定でき、また故障の場合は、その故障形態をも判定できる車両用電源回路の故障検出方法及びその装置を提供することを課題とする。

上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
電気負荷を作動させるバッテリと、
バッテリに並列に配置されたコンデンサと、
コンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断する第１リレーと、
コンデンサの他方の極とバッテリの他方の極とを接続／遮断する第２リレーと、
直列に接続されたプリチャージ抵抗とプリチャージリレーとで構成され、第１リレーに対して並列に配置されてコンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断するプリチャージ回路とを有する車両用電源回路の故障検出方法であって、
第１および第２リレーが接続通電状態にあって所定条件成立時に、第１リレーを遮断状態とする第１リレー遮断工程と、
前記第１リレー遮断工程の実施後に、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態とするプリチャージリレー接続工程と、
前記プリチャージリレー接続工程開始後に、コンデンサの電圧が低下した場合、プリチャージリレーが接続状態とならないＯＦＦ故障と判定するプリチャージリレーＯＦＦ故障判定工程を有することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の車両用電源回路の故障検出方法において、
前記プリチャージリレー接続工程を開始して所定時間経過後に、プリチャージリレーを遮断状態とするプリチャージリレー遮断工程と、
前記プリチャージリレー遮断工程開始後に、コンデンサの電圧が低下しない場合、プリチャージリレーが遮断状態とならないＯＮ故障と判定するプリチャージリレーＯＮ故障判定工程とを有することを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、
電気負荷を作動させるバッテリと、
バッテリに並列に配置されたコンデンサと、
コンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断する第１リレーと、
コンデンサの他方の極とバッテリの他方の極とを接続／遮断する第２リレーと、
直列に接続されたプリチャージ抵抗とプリチャージリレーとで構成され、第１リレーに対して並列に配置されてコンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断するプリチャージ回路とを有する車両用電源回路の故障検出方法であって、
第１および第２リレーが接続通電状態にあって所定条件成立時に、第１リレーを遮断状態とする第１リレー遮断工程と、
前記第１リレー遮断工程の実施後に、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態とするプリチャージリレー接続工程と、
前記プリチャージリレー接続工程を開始して所定時間経過後に、プリチャージリレーを遮断状態とするプリチャージリレー遮断工程と、
前記プリチャージリレー遮断工程開始後に、コンデンサの電圧が低下しない場合、プリチャージリレーが遮断状態とならないＯＮ故障と判定するプリチャージリレーＯＮ故障判定工程とを有することを特徴とする。

さらにまた、請求項４に記載の発明は、
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用電源回路の故障検出方法において、
前記所定条件は、イグニッションスイッチがＯＦＦされたときに成立することを特徴とする。

一方、請求項５に記載の発明は、
電気負荷を作動させるバッテリと、
バッテリに並列に配置されたコンデンサと、
コンデンサの電圧を検出するコンデンサ電圧検出手段と、
コンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断する第１リレーと、
コンデンサの他方の極とバッテリの他方の極とを接続／遮断する第２リレーと、
直列に接続されたプリチャージ抵抗とプリチャージリレーとで構成され、第１リレーに対して並列に配置されてコンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断するプリチャージ回路とを有する車両用電源回路の故障検出装置であって、
第１および第２リレーが接続通電状態にあって所定条件成立時に、第１リレーを遮断状態とする第１リレー遮断制御と、
前記第１リレー遮断制御の実行後に、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態とするプリチャージリレー接続制御とを実行するリレー制御手段と、
前記リレー制御手段による前記プリチャージリレー接続制御開始後に、コンデンサ電圧検出手段が検出する電圧が低下した場合、プリチャージリレーが接続状態とならないＯＦＦ故障と判定するプリチャージリレー故障判定手段とを有することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、
請求項５に記載の車両用電源回路の故障検出装置において、
前記リレー制御手段は、前記プリチャージリレー接続制御を開始して所定時間経過後に、プリチャージリレーを遮断状態とするプリチャージリレー遮断制御を実行し、
前記プリチャージリレー故障判定手段は、前記リレー制御手段による前記プリチャージリレー遮断制御開始後に、コンデンサ電圧検出手段が検出する電圧が低下しない場合、プリチャージリレーが遮断状態とならないＯＮ故障と判定することを特徴とする。

さらに、請求項７に記載の発明は、
電気負荷を作動させるバッテリと、
バッテリに並列に配置されたコンデンサと、
コンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断する第１リレーと、
コンデンサの他方の極とバッテリの他方の極とを接続／遮断する第２リレーと、
直列に接続されたプリチャージ抵抗とプリチャージリレーとで構成され、第１リレーに対して並列に配置されてコンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断するプリチャージ回路とを有する車両用電源回路の故障検出装置であって、
第１および第２リレーが接続通電状態にあって所定条件成立時に、第１リレーを遮断状態とする第１リレー遮断制御と、
前記第１リレー遮断制御の実行後に、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態とするプリチャージリレー接続制御と、
前記プリチャージリレー接続制御を開始して所定時間経過後に、プリチャージリレーを遮断状態とするプリチャージリレー遮断制御とを実行するリレー制御手段と、
前記リレー制御手段による前記プリチャージリレー遮断制御開始後に、コンデンサ電圧検出手段が検出する電圧が低下しない場合、プリチャージリレーが遮断状態とならないＯＮ故障と判定するプリチャージリレー故障判定手段とを有することを特徴とする。

さらにまた、請求項８に記載の発明は、
請求項５から７のいずれか１項に記載の車両用電源回路の故障検出装置において、
前記所定条件は、イグニッションスイッチがＯＦＦされたときに成立することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、第１および第２リレーが接続通電状態であって所定条件成立時に、第１リレーを遮断状態にし、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態にする。プリチャージリレーを接続状態にした後にコンデンサの電圧が低下した場合は、プリチャージリレーが、接続状態になって通電しているはずにもかかわらず、実際には通電していないので、この場合は、プリチャージリレーが接続状態にならないＯＦＦ故障していると判定する。これにより、プリチャージリレーが接続状態にならないＯＦＦ故障が特定される。

また、請求項２に記載の発明によれば、第１および第２リレーが接続通電状態であって所定条件成立時に、第１リレーを遮断状態にし、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態にする。そして、プリチャージリレーを接続状態にして所定時間経過後に、該プリチャージリレーを遮断状態にする。プリチャージリレーを遮断状態にした後にコンデンサの電圧が低下しない場合は、プリチャージリレーが、遮断状態になって通電していないはずにもかかわらず、実際には通電しているので、この場合は、プリチャージリレーが遮断状態にならないＯＮ故障していると判定する。これにより、プリチャージリレーが遮断状態にならないＯＮ故障が特定される。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、第１および第２リレーが接続通電状態であって所定条件成立時に、第１リレーを遮断状態にし、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態にする。そして、プリチャージリレーを接続状態にして所定時間経過後に、該プリチャージリレーを遮断状態にする。プリチャージリレーを遮断状態にした後にコンデンサの電圧が低下しない場合、プリチャージリレーが、遮断状態になって通電していないはずにもかかわらず、実際には通電しているので、この場合は、プリチャージリレーが遮断状態にならないＯＮ故障していると判定する。これにより、プリチャージリレーが遮断状態にならないＯＮ故障が特定される。

さらにまた、請求項４に記載の発明によれば、プリチャージリレーの故障診断は、所定条件成立時である、イグニションスイッチがＯＦＦされたときに行われる。すなわち、プリチャージリレーの故障診断が走行終了毎に確実に行われる。それにより、例えば、故障の判定結果をすぐに報知すれば、次に自動車を使用する前に電源回路を修理することができる。

一方、請求項５に記載の発明によれば、第１および第２リレーが接続通電状態であって所定条件成立時に、リレー制御手段は、第１リレーを遮断状態にし、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態にする。プリチャージリレーを接続状態にした後にコンデンサ電圧検出手段が検出するコンデンサの電圧が低下した場合は、プリチャージリレーが、接続状態になって通電しているはずにもかかわらず、実際には通電していないので、この場合、プリチャージリレー故障判定手段は、プリチャージリレーが接続状態にならないＯＦＦ故障していると判定する。これにより、プリチャージリレーが接続状態にならないＯＦＦ故障が特定される。

また、請求項６に記載の発明によれば、第１および第２リレーが接続通電状態であって所定条件成立時に、リレー制御手段は、第１リレーを遮断状態にし、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態にする。さらに、プリチャージリレーを接続状態にして所定時間経過後に、リレー制御手段は、該プリチャージリレーを遮断状態にする。プリチャージリレーを遮断状態にした後にコンデンサ電圧検出手段が検出するコンデンサの電圧が低下しない場合は、プリチャージリレーが、遮断状態になって通電していないはずにもかかわらず、実際には通電しているので、この場合、プリチャージリレー故障判定手段は、プリチャージリレーが遮断状態にならないＯＮ故障していると判定する。これにより、プリチャージリレーが遮断状態にならないＯＮ故障が特定される。

さらに、請求項７に記載の発明によれば、第１および第２リレーが接続通電状態であって所定条件成立時に、リレー制御手段は、第１リレーを遮断状態にし、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態にする。さらに、プリチャージリレーを接続状態にして所定時間経過後に、リレー制御手段は、該プリチャージリレーを遮断状態にする。プリチャージリレーを遮断状態にした後にコンデンサ電圧検出手段が検出するコンデンサの電圧が低下しない場合は、プリチャージリレーが、遮断状態になって通電していないはずにもかかわらず、実際には通電しているので、この場合、プリチャージリレー故障判定手段は、プリチャージリレーが遮断状態にならないＯＮ故障していると判定する。これにより、プリチャージリレーが遮断状態にならないＯＮ故障が特定される。

さらにまた、請求項８に記載の発明によれば、プリチャージリレーの故障診断は、所定条件成立時である、イグニションスイッチがＯＦＦされたときに行われる。すなわち、プリチャージリレーの故障診断が走行終了毎に確実に行われる。それにより、例えば、故障の判定結果をすぐに報知すれば、次に自動車を使用する前に電源回路を修理することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用電源回路の故障検出方法が実施される、所謂ハイブリッド自動車の電源回路を概略的に示している。図において、実線は電線を示し、点線は制御信号やセンサの検出信号を示している。

図１に示すように、バッテリＢは、高電圧のバッテリであって、複数の電池セルＥを組み合わせて構成されており、この複数の電池セルＥは直列に接続されている。

このバッテリＢは、自動車の運転中に、駆動源としてモータＭが機能するときに、インバータＩＶを介して該モータＭに電力を供給する。また、バッテリＢは、自動車の減速中、発電機としてモータＭが機能するときに、インバータＩＶを介して該モータＭにより充電される。このモータＭを駆動源または発電機として切り替える制御は、エンジンコントロールユニット（図示せず）により行われる。

バッテリＢと並列にコンデンサＣが配置されている。このコンデンサＣは、電荷を一旦蓄積することによりバッテリＢからの電力を平滑化し、その平滑化された電力をインバータＩＶを介してモータＭに供給する。また、バッテリＢがモータＭにより充電される場合、コンデンサＣはモータＭからの電力を平滑化し、その平滑化した電力をバッテリＢに供給する。

コンデンサＣとバッテリＢとの間には、２つのリレーが配置されている。バッテリＢの陽極とコンデンサＣの一方の極とを接続または遮断するプラスリレー（請求の範囲に記載の第１リレーであって、以下、「プラスＲＬＹ」と称する。）と、バッテリＢの陰極とコンデンサＣの他方の極とを通電または非通電するマイナスリレー（請求の範囲に記載の第２リレーであって、以下、「マイナスＲＬＹ」と称する。）とが配置されている。これらのリレーは、後述するバッテリコントローラによって制御され、コントローラからのＯＮ信号を受信するとコンデンサＣとバッテリＢとを接続する接続状態になり、ＯＦＦ信号を受信するとコンデンサＣとバッテリＢとを遮断する遮断状態になるように構成されている。また、異なる信号が送信されるまでは前の信号に対応する状態を維持するように、例えばＯＦＦ信号が送信されるまでＯＮ信号に従う接続状態を維持するように構成されている。

また、プラスＲＬＹと並列に、コンデンサＣをプリチャージするための、プリチャージ回路が配置されている。プリチャージ回路は、抵抗Ｒと、該抵抗Ｒと直列に接続されたプリチャージ用リレー（以下、「プリチャージＲＬＹ」と称する。）
とで構成されている。このプリチャージＲＬＹも、プラスＲＬＹやマイナスＲＬＹと同様に、バッテリコントローラによって制御され、コントローラからのＯＮ信号を受信すると接続状態になり、ＯＦＦ信号を受信すると遮断状態になるように構成されている。また、異なる信号が送信されるまでは前の信号に対応する状態を維持するように構成されている。

さらに、バッテリＢの電圧Ｖ_Ｂを検出する電圧センサＶＢＳと、コンデンサＣの電圧Ｖ_Ｃを検出する電圧センサＶＣＳとが配置されている。これらのセンサは、検出した電圧値に対応する信号を、バッテリコントローラに送信するように構成されている。

バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、プラスＲＬＹ、マイナスＲＬＹ、およびプリチャージＲＬＹを制御するものであって、２つの電圧センサＶＢＳ、ＶＣＳからの信号に基づいて、３つのＲＬＹを制御するように構成されている。また、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、エンジンコントロールユニットから送信される、運転者のイグニッションスイッチのＯＮ操作またはＯＦＦ操作に対応するＩＧ信号を受信し、そのＩＧ信号に基づいて３つのＲＬＹを制御するように構成されている。

ここからは、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮが行う、図１に示す電源回路の故障検出について説明する。

図２および４は、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮが実行する、電源回路における故障箇所を特定する制御の流れを示すフロー図である。また、図３は、図２のフローに従う電源回路の故障検出制御によって変化する電源回路の電圧印加状態を示し、図５は、図４のフローに対応する電源回路の電圧印加状態を示している。図３および５において、太字線は電圧が印加された状態を示している。

まず、図２に示すフローは、イグニッションスイッチのＯＮ信号を受信して開始される電源回路の故障検出のフローである（ステップＳ１００）。このとき、図３（Ａ）に示すように、プラスＲＬＹ、マイナスＲＬＹ、およびプリチャージＲＬＹは遮断状態である。

イグニッションスイッチのＯＮ信号を受信して電源回路の故障検出を開始すると、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、ステップＳ１１０において、バッテリ電圧センサＶＢＳの検出結果に基づいて（バッテリ電圧センサＶＢＳからの信号に基づいて）、バッテリ電圧Ｖ_Ｂがゼロであるか否かを判定する。ゼロである場合、ステップＳ１２０に進む。そうでない場合、ステップＳ１３０に進み、バッテリＢが異常であると決定する。そして、故障検出を終了する。なお、バッテリＢの異常として、例えば、図１に示す電池セルＥ間に配置されているフューズＦが断線している、またはバッテリＢが完全放電しているなどがある。

次に、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、ステップＳ１２０において、プリチャージＲＬＹにＯＮ信号を送信する。

続く、ステップＳ１４０において、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、コンデンサ電圧センサＶＣＳの検出結果に基づいて、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃがゼロであるか否かを判定する。ゼロである場合は、ステップＳ１５０に進む。そうでない場合は、ステップＳ１６０に進み、マイナスＲＬＹがＯＮ故障していると決定する。

説明すると、マイナスＲＬＹがＯＮ故障していない場合、すなわち遮断状態である場合、図３（Ｂ）に示すように、コンデンサＣはプリチャージＲＬＹ側の極のみに電圧が印加されてるので、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃはゼロである。したがって、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃがゼロではないことは、マイナスＲＬＹが遮断状態で通電していないはずにもかかわらず、実際には通電していることになる。すなわちマイナスＲＬＹがＯＮ故障していることを意味する。

バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、ステップＳ１５０において、マイナスＲＬＹにＯＮ信号を送信する。そしてステップＳ１７０に進み、所定時間（例えば５００ｍｓ）経過するまで待機する。

所定時間経過後、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、ステップ１８０において、コンデンサ電圧センサＶＣＳの検出結果に基づいて、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃが上昇しているか否かを判定する。上昇している場合は、ステップＳ１９０に進む。そうでない場合は、ステップＳ２００に進み、マイナスＲＬＹまたはプリチャージＲＬＹがＯＦＦ故障していると決定する。

説明すると、マイナスＲＬＹとプリチャージＲＬＹがともにＯＦＦ故障していない場合、すなわち両方が接続状態である場合、図３（Ｃ）に示すように、コンデンサＣの両極に電圧が印加されているので、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃはゼロではない。またマイナスＲＬＹが接続状態になって所定時間経過しただけなので(すなわちプリチャージ中なので)、コンデンサ電圧Ｖｃは上昇中である。したがって、コンデンサ電圧Ｖｃが上昇中でないことは、マイナスＲＬＹがステップＳ１５０でＯＮ信号を受信して接続状態になって通電しているはずにもかかわらず、実際には通電していないことになる、または、プリチャージＲＬＹがステップＳ１２０でＯＮ信号を受信して接続状態になって通電しているはずにもかかわらず、実際には通電していないことになる。すなわち、マイナスＲＬＹまたはプリチャージＲＬＹがＯＦＦ故障していることを意味する。

プリチャージ完了後（コンデンサＣが最大蓄電量に達すると）、ステップＳ１９０において、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、プラスＲＬＹにＯＮ信号を送信する。

続いて、ステップＳ２１０において、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、プリチャージＲＬＹにＯＦＦ信号を送信する。

ステップ２２０において、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、コンデンサ電圧センサＶＣＳの検出結果に基づいて、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃが低下していないか否かを判定する。低下していない場合は、フローの制御を終了する。そうでない場合は、ステップＳ２３０に進み、プラスＲＬＹがＯＦＦ故障していると決定する。

説明すると、プラスＲＬＹがＯＦＦ故障していない場合、すなわち接続状態である場合、図３（Ｄ）に示すように、コンデンサＣの両極に電圧に電圧が印加され、またプリチャージが完了しているので、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃはバッテリ電圧Ｖ_Ｂとほぼ同一であってまた低下しない。したがって、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃが低下していることは、プラスＲＬＹがステップＳ１９０でＯＮ信号を受信して接続状態になって通電しているはずにもかかわらず、実際には通電していないことになる。すなわちプラスＲＬＹがＯＦＦ故障していることを意味する。

一方、図４に示すフローは、イグニッションスイッチのＯＦＦ信号を受信して開始される電源回路の故障検出のフローである（ステップＳ３００）。このとき、プラスＲＬＹおよびマイナスＲＬＹは接続状態であって、プリチャージＲＬＹは遮断状態である（図３（Ｄ）の状態である。）。

イグニッションスイッチのＯＦＦ信号を受信して電源回路の故障検出を開始すると、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、ステップＳ３１０において、プラスＲＬＹにＯＦＦ信号を送信する。

次に、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、ステップＳ３２０において、コンデンサ電圧センサＶＣＳの検出結果に基づいて、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃが低下しているか否かを判定する。低下している場合、ステップＳ３３０に進む。そうでない場合、ステップＳ３４０に進み、プラスＲＬＹがＯＮ故障していると決定する。

説明すると、プラスＲＬＹがＯＮ故障していない場合、すなわち遮断状態である場合、図５（Ｅ）に示すように、コンデンサＣはマイナスＲＬＹ側の極のみに電圧が印加されているので、イグニッションスイッチがＯＦＦ操作される前にほぼフルチャージされていたコンデンサＣの電圧Ｖ_Ｃは低下する。したがって、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃが低下しないことは、プラスＲＬＹがステップＳ３１０でＯＦＦ信号を受信して遮断状態になって通電していないはずにもかかわらず、実際には通電していることになる。すなわちプラスＲＬＹはＯＮ故障していることを意味する。

ステップＳ３３０において、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、プリチャージＲＬＹにＯＮ信号を送信する。そして、Ｓ３５０に進み、所定時間待機する（コンデンサＣがある程度チャージされるまで待機する。）。

所定時間経過すると、ステップＳ３６０において、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、コンデンサ電圧センサＶＣＳの検出結果に基づいて、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃが低下していないか否かを判定する。低下していない場合、ステップＳ３７０に進む。そうでない場合、ステップＳ３８０に進み、プリチャージＲＬＹがＯＦＦ故障していると決定する。

説明すると、プリチャージＲＬＹがＯＦＦ故障していない場合、すなわち接続状態である場合、図５（Ｆ）に示すように、コンデンサＣの両極に電圧が印加されているので、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃは低下しない。したがって、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃが低下することは、プリチャージＲＬＹがステップＳ３３０でＯＮ信号を受信して接続状態になって通電しているはずにもかかわらず、実際には通電していないことになる。すなわち、プリチャージＲＬＹがＯＦＦ故障していることを意味する。

ステップＳ３７０において、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、プリチャージＲＬＹにＯＦＦ信号を送信する。

続いて、ステップＳ３９０において、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、コンデンサ電圧センサＶＣＳの検出結果に基づいて、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃが低下しているか否かを判定する。低下している場合、ステップＳ４００に進む。そうでない場合、ステップＳ４１０に進み、プリチャージＲＬＹがＯＮ故障していると決定する。

説明すると、プリチャージＲＬＹがＯＮ故障していない場合、すなわち遮断状態である場合、図５（Ｇ）に示すように、コンデンサＣのマイナスＲＬＹ側の極のみに電圧が印加されるので、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃは低下する。したがって、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃが低下しないことは、プリチャージＲＬＹがステップＳ３７０でＯＦＦ信号を受信して遮断状態になって通電していないはずにもかかわらず、実際には通電していることになる。すなわち、プリチャージＲＬＹがＯＮ故障していることを意味する。

ステップＳ４００において、バッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、マイナスＲＬＹにＯＦＦ信号を送信する。そして、図５（Ｈ）に示すように、コンデンサＣは、両極に電圧が印加されていない状態になる。

図２、４に示すフローの制御により、プラスＲＬＹ、マイナスＲＬＹ、およびプリチャージＲＬＹのいずれが故障し、その故障がＯＮ故障またはＯＦＦ故障のいずれであるかを決定（特定した）したバッテリコントローラＢ−ＣＯＮは、図２に示すイグニッションスイッチがＯＮ操作されて始まるフローの制御により特定された故障は、例えばエンジンの始動前に運転者にアラームやランプなどで報知する。一方、図４に示すイグニッションスイッチがＯＦＦ操作されて始まるフローの制御により特定された故障は、例えばイグニッションスイッチがＯＦＦされてすぐに、運転者に報知する。

以上、本実施形態によれば、プラスＲＬＹおよびマイナスＲＬＹが接続通電状態であってイグニッションスイッチがＯＦＦ操作された時に、プラスＲＬＹを遮断状態にし、プリチャージＲＬＹを遮断状態から接続状態にする。そして、プリチャージＲＬＹを接続状態にした後にコンデンサＣの電圧Ｖ_Ｃが低下した場合は、プリチャージＲＬＹが、接続状態になって通電しているはずにもかかわらず、実際には通電していないことになるので、この場合は、プリチャージＲＬＹが接続状態にならないＯＦＦ故障していると判定する。これにより、プリチャージＲＬＹが接続状態にならないＯＦＦ故障が特定される。

また、プラスＲＬＹおよびマイナスＲＬＹが接続通電状態であってイグニッションスイッチがＯＦＦされた時に、プラスＲＬＹを遮断状態にし、プリチャージＲＬＹを遮断状態から接続状態にする。続いて、プリチャージＲＬＹを接続状態にして所定時間経過後に、該プリチャージＲＬＹを遮断状態にする。そして、プリチャージＲＬＹを遮断状態にした後にコンデンサＣの電圧Ｖ_Ｃが低下しない場合は、プリチャージＲＬＹが、遮断状態になって通電していないはずにもかかわらず、実際には通電していることになるので、この場合は、プリチャージＲＬＹが遮断状態にならないＯＮ故障していると判定する。これにより、プリチャージＲＬＹが遮断状態にならないＯＮ故障が特定される。

さらに、プリチャージＲＬＹの故障診断が、イグニションスイッチがＯＦＦされたときに行われるので、すなわちプリチャージＲＬＹの故障診断が走行終了毎に確実に行われることになる。それにより、例えば、故障の判定結果をすぐに報知すれば、次に自動車を使用する前に電源回路を修理することができる。

ここまで、一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されない。

例えば、上述の実施形態の場合、電源回路のプリチャージＲＬＹの故障検出は、図４に示すように、イグニッションスイッチがＯＦＦ操作されたときを所定開始条件が成立したとして開始されているが、所定開始条件はこれ限らない。

例えば、バッテリによって作動されるモータが駆動源および発電機として機能していない場合、すなわちバッテリが満充電状態であってエンジンで自動車が走行しているときに、プリチャージＲＬＹの故障検出をしても問題がなければ、これを所定開始条件としてプリチャージＲＬＹの故障検出を実施してもよい。

また、上述の実施形態の場合、図４に示すように、プリチャージＲＬＹのＯＮ故障とＯＦＦ故障の両方を特定することができるが、ＯＮ故障のみを特定するようにしてもよい。これは、ほとんどＯＦＦ故障しないプリチャージＲＬＹの場合にのみ適用する（例えば、スイッチ端子同士が溶着してＯＮ故障しやすいリレーなどに適用する。）。

プリチャージＲＬＹのＯＮ故障のみを特定する、イグニッションスイッチがＯＦＦ操作されて始まる、バッテリコントローラの制御フローを図６に示す。

まず、ステップＳ５００でイグニッションスイッチのＯＦＦ信号を受信して電源回路の故障検出を開始すると、バッテリコントローラは、ステップＳ５１０において、プラスＲＬＹにＯＦＦ信号を送信する。

次に、バッテリコントローラは、ステップＳ５２０において、コンデンサ電圧センサの検出結果に基づいて、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃが低下しているか否かを判定する。低下している場合、ステップＳ５３０に進む。そうでない場合、ステップＳ５４０に進み、プラスＲＬＹがＯＮ故障していると決定する。

続いて、ステップＳ５３０において、バッテリコントローラは、プリチャージＲＬＹにＯＮ信号を送信する。そして、Ｓ５５０に進み、所定時間待機する（コンデンサＣがある程度チャージされるまで待機する。）。

所定時間経過すると、ステップＳ５６０において、バッテリコントローラは、プリチャージＲＬＹにＯＦＦ信号を送信する。

ステップＳ５７０において、バッテリコントローラは、コンデンサ電圧センサの検出結果に基づいて、コンデンサ電圧Ｖ_Ｃが低下しているか否かを判定する。低下している場合、ステップＳ５８０に進む。そうでない場合、ステップＳ５９０に進み、プリチャージＲＬＹがＯＮ故障していると決定する。

ステップＳ５８０において、バッテリコントローラは、マイナスＲＬＹにＯＦＦ信号を送信する。そして終了する。

この場合、上述の実施形態のようにプリチャージＲＬＹのＯＦＦ故障を検出しないので、その分、上述の実施形態に比べて、故障検出のための制御が単純化される。

以上のように、本発明に係る車両用電源回路の故障検出方法及びその装置は、プリチャージ回路を有する車両用電源回路の故障を診断するにあたり、特にそのプリチャージ回路のプリチャージリレーの故障か否かを判定でき、また故障の場合は、その故障形態をも判定できる。したがって、プリチャージ回路を備える電源回路を有する自動車の製造産業の分野において好適に利用される可能性がある。

本発明の実施形態に係る車両用電源回路の故障検出装置を含む自動車の電源回路を概略的に示す図である。 イグニッションスイッチがＯＮ操作されて開始する電源回路の故障検出の流れを示すフロー図である。 図２に対応する、電源回路の電圧印加状態の変化を示す図である。 イグニッションスイッチがＯＦＦ操作されて開始する電源回路の故障検出の流れを示すフロー図である。 図４に対応する、電源回路の電圧印加状態の変化を示す図である。 別の形態の、イグニッションスイッチがＯＦＦ操作されて開始する電源回路の故障検出の流れを示すフロー図である。

符号の説明

Ｂ バッテリ
Ｃ コンデンサ
ＶＢＳ バッテリ電圧センサ
ＶＣＳ コンデンサ電圧センサ
Ｍ モータ
ＩＶ インバータ
Ｂ−ＣＯＮ バッテリコントローラ

Claims (8)

1. 電気負荷を作動させるバッテリと、
   バッテリに並列に配置されたコンデンサと、
   コンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断する第１リレーと、
   コンデンサの他方の極とバッテリの他方の極とを接続／遮断する第２リレーと、
   直列に接続されたプリチャージ抵抗とプリチャージリレーとで構成され、第１リレーに対して並列に配置されてコンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断するプリチャージ回路とを有する車両用電源回路の故障検出方法であって、
   第１および第２リレーが接続通電状態にあって所定条件成立時に、第１リレーを遮断状態とする第１リレー遮断工程と、
   前記第１リレー遮断工程の実施後に、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態とするプリチャージリレー接続工程と、
   前記プリチャージリレー接続工程開始後に、コンデンサの電圧が低下した場合、プリチャージリレーが接続状態とならないＯＦＦ故障と判定するプリチャージリレーＯＦＦ故障判定工程を有することを特徴とする車両用電源回路の故障検出方法。
2. 請求項１に記載の車両用電源回路の故障検出方法において、
   前記プリチャージリレー接続工程を開始して所定時間経過後に、プリチャージリレーを遮断状態とするプリチャージリレー遮断工程と、
   前記プリチャージリレー遮断工程開始後に、コンデンサの電圧が低下しない場合、プリチャージリレーが遮断状態とならないＯＮ故障と判定するプリチャージリレーＯＮ故障判定工程とを有することを特徴とする車両用電源回路の故障検出方法。
3. 電気負荷を作動させるバッテリと、
   バッテリに並列に配置されたコンデンサと、
   コンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断する第１リレーと、
   コンデンサの他方の極とバッテリの他方の極とを接続／遮断する第２リレーと、
   直列に接続されたプリチャージ抵抗とプリチャージリレーとで構成され、第１リレーに対して並列に配置されてコンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断するプリチャージ回路とを有する車両用電源回路の故障検出方法であって、
   第１および第２リレーが接続通電状態にあって所定条件成立時に、第１リレーを遮断状態とする第１リレー遮断工程と、
   前記第１リレー遮断工程の実施後に、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態とするプリチャージリレー接続工程と、
   前記プリチャージリレー接続工程を開始して所定時間経過後に、プリチャージリレーを遮断状態とするプリチャージリレー遮断工程と、
   前記プリチャージリレー遮断工程開始後に、コンデンサの電圧が低下しない場合、プリチャージリレーが遮断状態とならないＯＮ故障と判定するプリチャージリレーＯＮ故障判定工程とを有することを特徴とする車両用電源回路の故障検出方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用電源回路の故障検出方法において、
   前記所定条件は、イグニッションスイッチがＯＦＦされたときに成立することを特徴とする車両用電源回路の故障検出方法。
5. 電気負荷を作動させるバッテリと、
   バッテリに並列に配置されたコンデンサと、
   コンデンサの電圧を検出するコンデンサ電圧検出手段と、
   コンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断する第１リレーと、
   コンデンサの他方の極とバッテリの他方の極とを接続／遮断する第２リレーと、
   直列に接続されたプリチャージ抵抗とプリチャージリレーとで構成され、第１リレーに対して並列に配置されてコンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断するプリチャージ回路とを有する車両用電源回路の故障検出装置であって、
   第１および第２リレーが接続通電状態にあって所定条件成立時に、第１リレーを遮断状態とする第１リレー遮断制御と、
   前記第１リレー遮断制御の実行後に、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態とするプリチャージリレー接続制御とを実行するリレー制御手段と、
   前記リレー制御手段による前記プリチャージリレー接続制御開始後に、コンデンサ電圧検出手段が検出する電圧が低下した場合、プリチャージリレーが接続状態とならないＯＦＦ故障と判定するプリチャージリレー故障判定手段とを有することを特徴とする車両用電源回路の故障検出装置。
6. 請求項５に記載の車両用電源回路の故障検出装置において、
   前記リレー制御手段は、前記プリチャージリレー接続制御を開始して所定時間経過後に、プリチャージリレーを遮断状態とするプリチャージリレー遮断制御を実行し、
   前記プリチャージリレー故障判定手段は、前記リレー制御手段による前記プリチャージリレー遮断制御開始後に、コンデンサ電圧検出手段が検出する電圧が低下しない場合、プリチャージリレーが遮断状態とならないＯＮ故障と判定することを特徴とする車両用電源回路の故障検出装置。
7. 電気負荷を作動させるバッテリと、
   バッテリに並列に配置されたコンデンサと、
   コンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断する第１リレーと、
   コンデンサの他方の極とバッテリの他方の極とを接続／遮断する第２リレーと、
   直列に接続されたプリチャージ抵抗とプリチャージリレーとで構成され、第１リレーに対して並列に配置されてコンデンサの一方の極とバッテリの一方の極との間を接続／遮断するプリチャージ回路とを有する車両用電源回路の故障検出装置であって、
   第１および第２リレーが接続通電状態にあって所定条件成立時に、第１リレーを遮断状態とする第１リレー遮断制御と、
   前記第１リレー遮断制御の実行後に、プリチャージリレーを遮断状態から接続状態とするプリチャージリレー接続制御と、
   前記プリチャージリレー接続制御を開始して所定時間経過後に、プリチャージリレーを遮断状態とするプリチャージリレー遮断制御とを実行するリレー制御手段と、
   前記リレー制御手段による前記プリチャージリレー遮断制御開始後に、コンデンサ電圧検出手段が検出する電圧が低下しない場合、プリチャージリレーが遮断状態とならないＯＮ故障と判定するプリチャージリレー故障判定手段とを有することを特徴とする車両用電源回路の故障検出装置。
8. 請求項５から７のいずれか１項に記載の車両用電源回路の故障検出装置において、
   前記所定条件は、イグニッションスイッチがＯＦＦされたときに成立することを特徴とする車両用電源回路の故障検出装置。

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