JP2005080456A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電源装置の起動時にコンデンサの電圧値をもとに行われる接続異常判定を短時間に行う。
【解決手段】電源１と、電源１に接続されたコンデンサと、電気負荷と、電源１とコンデンサとの間に設けられた突入電流を抑制するための突入電流保護回路と、回路内の複数の制御リレーを制御する電源制御装置２と、を備えた電源装置であって、前記電源装置の起動時に前記コンデンサの電圧値をもとに前記制御リレーの接続異常判定をする電源装置において、前記接続異常判定時は、前記コンデンサの電気容量を前記電気負荷の駆動時に比べて小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気負荷駆動用の電源装置に関し、特に電源装置の制御リレーの接続異常検出に関する。

電源と、電気負荷と、双方の間に配設された電力平滑用コンデンサと、電源とコンデンサの間に設けられた制御リレーに平行に設けられた突入電流を緩和させる保護回路とを備えた電源制御装置の例が特開２０００−１３４７０７号公報（特許文献１）に示されている。

この電源制御装置は、起動時に回路内の制御リレーのオン／オフに伴う充放電量をコンデンサの電圧値として電圧センサで検出し、その検出値に基づいて電源装置の制御リレーの接続異常を判定するものである。
特開２０００−１３４７０７号公報

コンデンサの充放電の速さは回路の時定数の大きさで決まる。上述した技術に代表されるような、充放電の変化を電圧値として検知することで電源装置の制御リレー接続異常を判定する場合、特に所望のコンデンサが大容量であった場合、電荷の蓄積に時間がかかるため、制御リレー接続異常判定に時間を要する。また、突入電流保護のために突入電流保護回路内に設けられた電気抵抗も大きいため、さらに電荷の蓄積に時間を要する。このため、電気負荷の速やかなる始動が行われない可能性がある。

本発明では、電源装置起動後に行う電源回路の接続異常判定を速やかに行うために、接続異常判定時は、コンデンサの電気容量を電気負荷駆動時に比べて小さくしたことを特徴とする。

本発明の実施の形態における電源装置は、電源と、前記電源と制御リレーを介して接続される電気負荷と、前記電気負荷に並列に接続されるコンデンサと、コンデンサと電源との間に設けられる突入電流保護回路とを備えた電源装置であって、コンデンサの電圧値から制御リレーの接続異常を電気負荷駆動前に行う電源装置において、前記接続異常判定時は、前記接続以上判定手段によって前記コンデンサの電気容量を前記電気負荷の駆動時に比べて小さくする。これにより大電力を必要としない接続異常判定時は通常の負荷駆動時に比べてコンデンサの容量が小さくなり、接続異常判定時に使用するコンデンサの電圧がすぐ飽和するので、短時間での接続異常判定ができる。

好ましくは、前記制御リレーの接続異常判定時は、前記電気負荷の駆動に対応する所望の電気容量に対して、前記電気容量を複数のコンデンサに並列分散させる回路構成をとるとともに、前記所望の電気容量より小さい電気容量のコンデンサにかかる電圧値をもとに制御リレーの接続異常を判定する。これにより、接続異常判定が速やかに行われるとともに、電力が複数のコンデンサに分散されるため、各コンデンサへの負担も軽減される。また、平滑効果も極めて高く、安定した負荷駆動が可能となる。

好ましくは、前記制御リレーの接続異常判定時は、前記電気負荷の駆動に対応する所望の電気容量に対して、前記電気容量より小さい電気容量を容量可変コンデンサにて蓄えると共に、前記容量可変コンデンサにかかる電圧値をもとに制御リレーの接続異常を判定する。これにより、簡素な構成で接続異常が速やかに行われる。また、容量可変であるため、電気負荷の駆動状況によって容量を変えることができるため、常に最適な電力が供給できる。

好ましくは、電源と、前記電源の両端子にそれぞれ接続される第１制御リレーおよび第２制御リレーと、前記第２制御リレーに対して並列に接続された第３制御リレーおよび抵抗の直列接続からなる第１保護回路と、前記第１制御リレーおよび前記第２制御リレーそれぞれの前記電源と反対側の端子間に接続された第１コンデンサと、前記第１コンデンサに並列に接続された前記第１コンデンサより電気容量の小さい第２コンデンサと、前記第１コンデンサに対して直列に接続された第４制御リレーおよび抵抗の直列接続からなる第２保護回路と、前記各制御リレーのオン／オフ制御をする電源制御装置と、を含む電源装置において、前記各制御リレーの順次オン／オフ制御による第２コンデンサの電圧値に基づいて前記各制御リレーの接続異常判定をする溶着判定手段を備える。これにより大電力を必要としない接続異常判定時と通常の負荷駆動時とで第１コンデンサと第２コンデンサを適切に使い分けられるため、接続異常判定時に必要以上の電荷を蓄える必要がなくなり、短時間で判定できる。

好ましくは、前記電源装置の接続異常判定がなされた場合に外部に速やかに警告情報を発信する。これにより、接続異常の状態で負荷駆動が続行される可能性が極めて小さくなる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。

図１を参照して、本発明の第１の実施例における電源装置を説明する。ここで、電流の導通を制御する制御リレーはＳＭＲと略記する（例えば第１制御リレーはＳＭＲ１とする）。電源装置１００の構成は、以下に示すとおりである。

電源装置１００は、直流電源１と、電源１の両端子にそれぞれ接続されるＳＭＲ１およびＳＭＲ２と、ＳＭＲ２に対して並列に接続されたＳＭＲ３および抵抗の直列接続からなる第１保護回路８と、ＳＭＲ１およびＳＭＲ２それぞれの電源１と反対側の端子間に接続された第１コンデンサ４と、第１コンデンサ４に並列に接続された第1コンデンサ４より電気容量の小さい第２コンデンサ５と、第１コンデンサ４の電圧を検知する電圧計６と、
第２コンデンサ５の電圧を検知する電圧計７と、第１コンデンサ４に対して直列に接続されたＳＭＲ４および抵抗の直列接続からなる第２保護回路９と、電源制御装置２とからなり、電源制御装置２によって各ＳＭＲのオン／オフを制御することでインバータ・モータ３に電力が供給される。

本発明においては、電源装置１００はハイブリッド自動車に搭載されている。インバータ・モータ３は電源からの直流をインバータによって交流に変換し、変換された交流によって駆動されるモータである。モータおよびインバータは一つの筐体に一体的に組みつけられている。モータの出力軸は、ここでは図示しない内燃機関および車輪の駆動軸に結合されている。直流電源１は、内燃機関および車輪の駆動軸に接続されたモータの力行および回生作用によって充放電可能な２次電池である。

電源制御装置２は、各ＳＭＲのスイッチング制御を行うプログラム等を格納したＲＯＭ、電源制御装置２による制御中に生成された各種情報等を格納するＲＡＭ、およびプログラムに従って各種情報をもとに演算処理を行うＣＰＵからなる。特に本発明における電源制御装置２は、電圧計６、または電圧計７からの電気信号をもとに、制御プログラムに従ってＣＰＵにて演算処理を行い、各ＳＭＲのオン／オフ信号を生成し、各ＳＭＲのオン／オフを制御する。また、電源制御装置２は各ＳＭＲの接続状態を判断し、適宜インバータ・モータ３にも制御信号を送り、インバータ・モータ３の出力を制御する。

ハイブリッド自動車に用いられるコンデンサは大容量のものが多く、一般的には数千μＦ程度となる。本実施例における第１コンデンサ４、第２コンデンサ５の容量も、合わせて数千μＦ程度の容量であるが、第１コンデンサ４に比べて第２コンデンサ５の容量は小さく設定され、本実施例においては数百μＦ程度としている。ただし、あくまでも設計的な事項であり、いかように組み合わせてもよい。

図２を参照して、電源装置１００の動作の概略を説明する。本発明における制御プログラムは、電源装置１００が起動していない状態からモータの駆動要求または回生要求があるときに発動するプログラムである。例えば所定条件で内燃機関が停止したエコラン状態にある車両が再発進する再に、運転者のアクセルの踏み込みを感知してプログラムが起動する場合等が考えられる。制御プログラムが起動すると（Ｓ１０）、インバータ・モータ３に電力を供給する前段階の制御として、電源装置１００の回路内に配設された各ＳＭＲの接続状態を判定（Ｓ１１）の制御が行われる。この段階で、電源装置１００を構成する回路内にあるいずれかのＳＭＲの接続状態に異常が認められると、電源制御装置２は運転者に向けて警報を発するとともにインバータ・モータ３の出力に抑制をかける（Ｓ１４）。電源装置１００の起動が正常に行われたことが確認されると、電源制御装置２はインバータ・モータ３の出力を安定化させるために電圧平滑用のコンデンサ４、５にプリチャージを行わせる（Ｓ１２）。その後、インバータ・モータ３により車両の駆動を行う。

上述した電源装置１００の一連の起動手順において、本発明は、特に電源装置１００の起動直後に回路に過大な突入電流が流れないように、各ＳＭＲの接続異常判定を行うものである（Ｓ１１）。電源装置１００のより具体的な作用を図３のフローチャート及び図４のタイミング図を参照して説明する。

まず、時刻ｔ１に電源装置２に電源装置１００を起動させるための起動信号が入ることで電源装置１００の制御プログラムが作動する（Ｓ１００）。この時点ではまだ回路内の各ＳＭＲはいずれもオフ状態である。制御プログラム起動の直後、時刻ｔ２にて電圧計７によ第２コンデンサ５の電圧Ｖ２が測定される（Ｓ１０１）。この段階でも依然として各ＳＭＲはオフ状態であるため必然的にＶ２＝０となるはずである。

しかしながら、この段階でＶ２＝０とならなければコンデンサを挟んで正負の電源ラインが導通状態にあるといえる。つまり、ＳＭＲ１およびＳＭＲ２が同時に、またはＳＭＲ１とＳＭＲ３が同時に導通状態にあると判断される。この場合、運転者に警告を発すべく制御が行われる。例えば本実施例においては車室内のインパネ周りに備えられた警告ランプ点灯やブザー音によって運転者に警告を促す（Ｓ１４）などが考えられる。また、それと同時に電源制御装置２からインバータ・モーター３に対して出力抑制の信号が送信され、インバータ・モータ３の出力が抑制される。これにより、運転者も電源装置１００の異常を早期に認知でき、また、いずれかのＳＭＲが接続異常を起こしている状態での大電流による長時間のモータ・インバータ３の駆動が続行することも回避できる。Ｓ１０１においてＶ２＝０であれば、電源装置１００の回路はこのステップまでは正常な状態であると判断され、次のステップとして時刻ｔ３でＳＭＲ３はオン側に制御される（Ｓ１０２）。

Ｓ１０２の後、ＳＭＲ３のみがオン状態となった段階で、時刻ｔ４にて第２コンデンサ５の電圧Ｖ２が再び測定される（Ｓ１０３）。ここで依然としてＶ２＝０でなければ第２コンデンサ５に電流が流入していることになる。つまりＳＭＲ１が導通状態、すなわち溶着等の接続異常が起きていると判断される。この場合、すみやかに異常を外部に知らせるべくＳ１４に制御される。Ｖ２＝０であれば以前として回路は導通状態になく、この時点までは電源装置１００の正常起動が続行していると判断され、時刻ｔ５で次のステップであるＳＭＲ１のオン制御がおこなわれる（Ｓ１０４）。この段階で初めてＳＭＲ１およびＳＭＲ３を介して正負の電源ラインが導通し、コンデンサ５に電流が流入し始める。このとき、第１保護回路８内のＳＭＲ３直後に配設した抵抗１０によって電源電圧は大きく電圧降下をうけているため、コンデンサ側に大きな突入電流が流れることはない。

Ｓ１０４、時刻ｔ５の直後から第２コンデンサ５の電圧値のモニタリングおよび時間のカウントが始まる。ＳＭＲ１、第２コンデンサ５、ＳＭＲ３を介して第２コンデンサ５に電流か流入し始める。次に第２コンデンサ５の電圧の実測値が所定値ＶＰに到達したとに時間のカウントを停止するとともに、所定電圧ＶＰに到達するまでに要した時間Ｔ＝ｔ６−ｔ５を所定時間ＴＰと比較する（Ｓ１０５）。ここでいう所定電圧ＶＰは電源電圧から抵抗８による電圧降下分を引いた値である。また所定時間ＴＰは第2コンデンサ５が前述の所定電圧ＶＰに到達するまでに要する理論的な時間であり、これらＶＰ，ＴＰは電源電圧、回路抵抗、コンデンサ容量から一義的に決まる。

時間Ｔおよび所定時間ＴＰの関係が（Ｔ＞ＴＰ）の場合、第２コンデンサ５の充電が遅れ、想定される電流が供給されていないと分かる。つまり、ＳＭＲ４が導通状態となっているため、本来第２コンデンサにしか流れ込まないはずの電流が第１コンデンサにも流入していると推定される。このとき、オフ状態となっているはずのＳＭＲ４が溶着等の接続異常であると判断され、制御Ｓ１４に移行する。

逆に時間Ｔおよび所定時間ＴＰの関係が（Ｔ＜ＴＰ）の場合、第２コンデンサの充電が想定より早く、電流供給が過多な状態とわかる。つまり、オフ状態となっているはずのＳＭＲ２が導通状態となっているため、第１保護回路８を介さずに大きな電圧で大電流が供給されていると推定される。このとき、制御Ｓ１４に移行する。

より詳細には、ＳＭＲ２およびＳＭＲ４双方が溶着等の接続異常の状態にあった場合も想定される。ＳＭＲ２およびＳＭＲ４双方が溶着している場合、第１保護回路８を介さずに電源電圧が直接印加されるため、大電流が第１コンデンサ４、第２コンデンサ５の双方に流入する。ただし、この場合、電流は第１コンデンサ４および第２コンデンサ５の双方に流入するため、第２コンデンサ５の飽和までの時間はＳＭＲ２のみが溶着等の接続異常を起こしている場合よりは長く、また、ＳＭＲ４のみが溶着等の接続異常を起こしている場合よりは短い。従って、第２コンデンサ５の充電時間によってＳＭＲ２およびＳＭＲ４のいずれか一方が異常であっても検知可能である。

具体的には、所定時間ＴＰに対する時間Ｔのズレの方向および絶対値で決めることができる。ただし、ズレの方向および絶対値は回路構成（抵抗、電気容量等）および各ＳＭＲ導通状態によってパターンは異なるが、いずれのパターンにおいても理論上は一義的に導き出せるため、所定時間ＴＰに対する時間Ｔとのズレから異常個所を特定することが可能である。

これにより、ＳＭＲ２のみの接続異常、ＳＭＲ４のみの接続異常、あるいはＳＭＲ２およびＳＭＲ４の両方のリレーの接続異常において、いずれの場合であっても制御リレーの接続異常を第２コンデンサ５の電圧電圧値または充電時間によって判断できる。異常を検知した場合は制御Ｓ１４に移行するため、電源装置１００の安全性は確保される。また、どのリレーが異常なのかを細かく判定し、異常時のログを詳細に残しておくことが可能であるため、サービスセンター等での補修の際に異常個所を発見しやすく、メンテナンス性にも優れる。

時間Ｔおよび所定時間ＴＰの関係が（Ｔ＝ＴＰ）の場合、ここまでの各ＳＭＲのオンオフが手順から、ＳＭＲ１、ＳＭＲ３は正常に動作しオン状態を保つとともに、ＳＭＲ２およびＳＭＲ４は接続異常による導通状態になく、電源装置１００の正常起動が継続していると判断され、次のステップとして時刻ｔ７にてＳＭＲ４がオン制御される（Ｓ１０６）。

この段階ではＳＭＲ１、ＳＭＲ３、ＳＭＲ４がオン状態であり、第１保護回路８を介しての第１コンデンサ４に電流が流入し始める。第1のコンデンサ４の充電が完了すると第１コンデンサ４の電圧Ｖ１が電圧Ｖ１ＰとしてＲＡＭに格納される。次に時刻ｔ８にてＳＭＲ２がオン制御される（Ｓ１０７）。ここで、第１コンデンサ４の電圧Ｖ１は第１保護回路８内の抵抗１０による電圧降下分が取り除かれるため、第１コンデンサ４の電圧値Ｖ１はＶ１＞Ｖ１Ｐとなる（Ｓ１０８）。これによりメインの電源ラインが制御通りに閉成したことが確認される。逆に電圧値Ｖ１の値が変化しない場合はＳＭＲ２が固着等の接続異常の状態にあると判断され制御Ｓ１４に速やかに移行される。

Ｓ１０８にて第1コンデンサ４の電圧値の上昇が確認されると、その直後の時刻ｔ９にてＳＭＲ３をオフ制御する（Ｓ１０９）。この段階で電源電圧が第１コンデンサに印加される状態となる。その後、第１コンデンサのプリチャージが完了し、電源装置の始動段階が完了するとともにインバータ・モータ３に電力が供給され始め（Ｓ１１0）、本制御は終了する（Ｓ１１１）。

上述の第１実施例より、各ＳＭＲの接続異常判定を行う際、電圧を測定するコンデンサの電気容量は負荷駆動に必要な電気容量と比較して小さいため、電荷を蓄えるのに要する時間が短くてすむ。従って、各ＳＭＲの接続異常判定が速やかにおこなわれる。また、第１実施例における電源装置１００ではコンデンサが並列に２つで構成されているが、２つ以上に分散させて保護回路を複数設けてもよい。ただし、回路の簡素化、各ＳＭＲのオンオフ制御を平易化するといった観点から第１実施例ではコンデンサを２つとしてある。

以上の構成および作用により、各ＳＭＲの接続異常判定が速やかに行われる。また、複数のコンデンサを並列に配しているため、各コンデンサの要求耐圧性能等を相対的に抑えることができる。従って、高電圧耐性を備えた装置を生産するためのコストを抑えられる。その他、複数コンデンサを並列に配設することで電力平滑効果が高く、安定した電力供給が可能となる。さらに、既存の回路に第２コンデンサ５を付け足すだけなのでコストを抑えつつ回路の安全性の向上がはかれる。

図５を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。第２実施例では、前述の第１実施例において、第２保護回路９内の抵抗１１を除いた回路構成を備えた電源装置１１０である。電源制御装置による各ＳＭＲの動作は、図３にある第１実施例の制御フローチャートとほぼ同じである。以下、第１実施例と異なる部分だけ説明する。

図３における制御フローチャート中の制御Ｓ１０４において、ＳＭＲ１がオン制御となった直後に、仮にオフ状態であるはずのＳＭＲ２が溶着等を起こしており、かつＳＭＲ４も溶着等の接続異常を起こしていた場合、第１コンデンサ４、第２コンデンサ５に電流が流入する。第１実施例における第２保護回路９内の抵抗１１に相当するものがないため、双方のコンデンサに突入電流が流入することとなり、第１実施例より過大な突入電流が生じる可能性がある。しかし、ＳＭＲ２及びＳＭＲ４の双方が同時に溶着等の接続異常を起こす可能性は極めて低いという点、また、正常時に想定される電圧値およびその電圧値に達するまでの時間が早ければ、その時点で異常を検出し、速やかに制御Ｓ１４に移行し警告ランプ点灯やインバータ・モータ３の出力を抑制するようプログラムされている点、第２コンデンサ５は容量も小さく、また、所定電圧値に達するまでの時間が短いという点を加味すると、たとえ過大な突入電流が発生した場合でも、接続異常判定から異常時の対応が極短時間で終了するため、回路内に過大電流が長時間流れつづけることはない。

従って、より簡単な構成で突入電流を回避できる。また、第１実施例と比べて、抵抗１１を持たないためインバータ・モータ３の駆動時に抵抗１１を介したまま駆動するといった無駄な電力を消費することなく、必要最小限の回路構成で速やかな接続異常判定可能かつ電力効率のよい電源装置１１０となる。

図６を参照して本発明の第３の実施の形態の電源装置１２０を説明する。図６に記載の電源装置１２０は前述の第１実施例において、第２保護回路９に並列にＳＭＲ５を設けた回路構成を備えている。具体的な制御手順は第１実施例の制御Ｓ１０９まで同じである。図７を参照して制御Ｓ１０９以降の制御フローチャートを説明する。制御Ｓ１０９にてＳＭＲ１、ＳＭＲ２、ＳＭＲ４がオンとなった後、ＳＭＲ５をオンする（Ｓ１１１）。このとき電源１の電圧は、保護回路８，９内の抵抗１０、１１による電圧降下を受けることなくＳＭＲ２、ＳＭＲ５、ＳＭＲ１を介して第１コンデンサにかかることになる。その後、第１コンデンサ４の電圧が略飽和したところでＳＭＲ４をオフする（Ｓ１１２）。そして通常のインバータ・モータ３の駆動状態となり（Ｓ１１３）本制御は終了する（Ｓ１１４）。

これにより、電源１から第１コンデンサ４に至るまでに複数の保護回路が介在するために、突入電流から回路を保護する効果はきわめて高い。また、インバータ・モータ３駆動時は保護回路内の抵抗による電圧降下分がなく、実施例１に比べてより高電圧をインバータ・モータ３に印加できる。高電圧ゆえに電力ロスが少なく、電源装置の効率の点でより効果のある回路構成となっている。

図８を参照して本発明の第４の実施の形態を説明する。第４実施例は請求項１および３を説明するための一つの実施例である。図８は電源１と、電源１の両端子にそれぞれ接続されるＳＭＲ１およびＳＭＲ２と、ＳＭＲ２に対して並列に接続されたＳＭＲ３および抵抗の直列接続からなる第１保護回路８と、ＳＭＲ１およびＳＭＲ２の前記電源と反対側の端子間に接続された電気容量を変化可能な容量可変コンデンサＣＶＡと、各ＳＭＲのオン／オフ制御をする電源制御装置２と、からなる電源装置１３０である。

電源装置１３０は、本発明においてはハイブリッド自動車に搭載されている点は前述の第１実施例から第３実施例に記載の電源装置と同じである。また、インバータ・モータ３の駆動に至る制御フローチャートの概要も第１実施例から第３実施例に記載のものと同じく、電源装置起動、各ＳＭＲの接続異常判定、コンデンサへのプリチャージ、インバータ・モータの駆動といった手順となる。以下、第４実施例における各ＳＭＲの接続異常判定について詳しく述べる。

電源装置１３０の起動時には、容量可変コンデンサＣＶＡの電気容量は小さく制御され、
電源制御装置２により電源装置１３０の起動手順に従って各ＳＭＲが順次オン／オフ制御され、回路の通電状態を容量可変コンデンサＶＣＡの電圧によって検知し、各ＳＭＲの接続異常判定がなされる。

上記構成における具体的な動作を図９のフローチャートおよび図１０のタイミングチャートを用いて説明する。
まず、時刻ｔ２０に電源装置１３０の起動信号が入ることで一連の起動手順のプログラムが作動する（Ｓ２００）。この時点では、いずれのＳＭＲもオフ状態に制御してある。電源装置１００の回路の接続異常判定を行うため、容量可変コンデンサＣＶＡの容量は通常の負荷駆動時に必要な値よりも小さくしておく。

電源装置１３０の起動直後、時刻ｔ２１にて容量可変コンデンサＣＶＡの電圧ＶＶＡが測定される（Ｓ２０１）。この段階ではまだ各ＳＭＲはオフ状態であるためＶＣＶＡ＝０となるはずである。しかしながら、ＶＣＶＡ＝０とならなければ、ＳＭＲ１およびＳＭＲ２、またはＳＭＲ１とＳＭＲ３の何れかがともに導通状態と判断される。この場合、Ｓ１４へ制御が移行する。ここで制御Ｓ１４は先述の実施例１から３に記載のものと同様である。Ｓ２０１においてＶＶＡ＝０であれば、電源装置の回路は導通状態にないと判断し時刻ｔ２２でＳＭＲ３はオン制御される（Ｓ２０２）。

Ｓ２０２の後、時刻ｔ２３にて容量可変コンデンサＣＶＡの電圧ＶＶＡが測定される（Ｓ２０３）。この時点で回路は制御上閉成していないため、ＶＶＡ＝０となるはずである。ここでＶＶＡ＝０でなければＳＭＲ１が導通状態、すなわち溶着等の接続異常があると判断される。この場合、速やかに制御Ｓ１４に移行される。ＶＶＡ＝０であれば以前として回路は導通状態になく、正常と判断され、時刻ｔ２４でＳＭＲ１がオン（Ｓ２０４）となる。この段階で電源装置１３０が正常に起動していれば、ＳＭＲ１およびＳＭＲ３がオン制御となっているため、容量可変コンデンサＣＶＡに電流が流入し始める。

Ｓ２０４、時刻ｔ２４の直後から、可変容量コンデンサの電圧値のモニタリングおよび時間のカウントを始める。ＳＭＲ３を介して可変容量コンデンサが充電され始める。次に可変容量コンデンサの実測電圧値が所定値ＶＶＡＰに到達したとき、時間のカウントを停止するとともに時刻ｔ２５を電源制御装置２内のＲＡＭに格納する。ここで可変容量コンデンサの実測電圧値が所定電圧ＶＶＡＰに到達するのに要した時間ＴＶＡ＝ｔ２５−ｔ２４を所定時間ＴＶＡＰと比較する。

ここでいう所定電圧ＶＶＡＰは、電源電圧から抵抗１０により電圧降下を引いた値である。
また、所定時間ＴＶＡＰは、容量可変コンデンサＣＶＡが前述の所定電圧値ＶＶＡＰまで充電されるのに要する理論時間であり、これらＶＶＡＰ、ＴＶＡＰは電源電圧、回路抵抗、コンデンサ容量から一義的に決まる。

ここで、時間ＴＶＡおよび所定時間ＴＶＡＰの関係が（ＴＶＡ≦ＴＶＡＰ）の場合、容量可変コンデンサＣＶＡの充電が想定より早いことがわかる。つまり電流供給が過多な状態である。このとき、オフ状態となっているはずのＳＭＲ２が導通状態となっているため、第１保護回路８を介さずに大きな電圧で大電流が供給されたと判定され、制御Ｓ１４に移行する。逆に、時間ＴＶＡおよび所定時間ＴＶＡＰの関係が（ＴＶＡ≦ＴＶＡ）でなければ、これまでの手順においてＳＭＲ１、ＳＭＲ３、およびＳＭＲ２は正常に機能していると判断される。

電源装置１３０の正常起動が確認されると、時刻ｔ２６において容量可変コンデンサＣＶＡの容量は車両駆動に必要な程度にまで増やされる（Ｓ２０６）。そして、時刻ｔ２７にてＳＭＲ２がオンされ（Ｓ２０７）容量可変コンデンサＣＶＡのプリチャージが開始される。ここで容量可変コンデンサの電気容量に応じて電圧値ＶＶＡの上昇が確認できれば（Ｓ２０８）ＳＭＲ２が確実にオンしたことになり、電源装置１３０の正常な起動が確定する。電圧値ＶＶＡが上昇しなければＳＭＲ２の固着等による接続異常と判断され、速やかにＳ１４に移行される。

Ｓ２０８にて電源装置１３０の正常起動が確認され、十分な量の電荷が蓄積できた後、時刻ｔ２８にてＳＭＲ３のオフ制御（Ｓ２０９）が行われ、電源装置１３０の起動準備が整う。その後、インバータ・モータ３の駆動が開始され（Ｓ２１０）となり、本制御は終了する（Ｓ２１１）。

上述の手順に従うことで、小容量のコンデンサにより電源装置の回路の接続異常判定を速やかに行い、かつ、通常の負荷駆動においても十分な容量をもって電力を負荷に供給できる。また、容量可変であるため、電気負荷の使用状況によって容量を変えることも可能である。例えばコンデンサ容量を、大電力を必要とする時は容量を最大に設定し、小電力しか必要としない時は必要に合わせて調整する。従って、常に適切な電力が供給でき、電力ロスの少ない電源装置となる。

また、図８中には図示しないが、第３の実施例と同様の構成を設ける、つまり、容量可変コンデンサＣＶＡと直列に突入電流防止のための抵抗１１およびＳＭＲ４からなる保護回路を設けるとともに保護回路に並列にＳＭＲ５を設けてもよい。これにより、各ＳＭＲの接続異常判定が速やかに終了するとともにＳＭＲ５をオン制御することで、突入電流抑制効果を損なうことなく電力ロス抑制効果を兼ね備えた機能を、複数のコンデンサを用いずに得られるという利点もある。

以上に説明した本発明の実施の形態、および、その他の実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではない。また、本発明の範囲は、上記の実施の形態の説明ではなくて、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

本発明における第１の実施例である。 本発明における制御フローチャートの概要である。 第１実施例におけるＳＭＲ接続異常判定のフローチャートである。 第１実施例におけるＳＭＲ接続異常判定のタイミングチャートである。 本発明における第２の実施例である。 本発明における第３の実施例である。 第３実施例におけるＳＭＲ接続異常判定のフローチャートである。 本発明における第４実施例である。 第４実施例におけるＳＭＲ接続異常判定のフローチャートである。 第４実施例におけるＳＭＲ接続異常判定のタイミングチャートである。

符号の説明

１…電源
２…電源制御装置
３…インバータ・モータ
ＳＭＲ１〜５…制御リレー
４，５…コンデンサ
ＣＶＡ…容量可変コンデンサ
６，２…電圧計
Ｐ１，２…電流保護回路
Ｒ，ｒ…抵抗

Claims (5)

1. 電源と、前記電源に接続されたコンデンサと、
   電気負荷と、前記電源と前記コンデンサとの間に設けられた突入電流を抑制するための突入電流保護回路と、回路内の複数の制御リレーを制御する電源制御装置とを備えた電源装置であって、前記電源装置の起動時に前記コンデンサの電圧値をもとに前記制御リレーの接続異常判定をする電源装置において、前記接続異常判定時は、前記コンデンサの電気容量を前記電気負荷の駆動時に比べて小さくしたことを特徴とする電源装置。
2. 前記制御リレーの接続異常判定時は、前記電気負荷の駆動に対応する所望の電気容量に対して、前記電気容量を複数のコンデンサに並列分散させる回路構成をとるとともに、前記所望の電気容量より小さい電気容量のコンデンサにかかる電圧値をもとに制御リレーの接続異常を判定することを特徴とする、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記制御リレーの接続異常判定時は、前記電気負荷の駆動に対応する所望の電気容量に対して、前記電気容量より小さい電気容量を容量可変コンデンサにて蓄えると共に、前記容量可変コンデンサにかかる電圧値をもとに制御リレーの接続異常を判定することを特徴とする、請求項１に記載の電源装置。
4. 電源と、前記電源の両端子にそれぞれ接続される第１制御リレーおよび第２制御リレーと、
   前記第２制御リレーに対して並列に接続された第３制御リレーおよび抵抗の直列接続からなる第１保護回路と、前記第１制御リレーおよび前記第２制御リレーそれぞれの前記電源と反対側の端子間に接続された第１コンデンサと、前記第１コンデンサに並列に接続された前記第１コンデンサより電気容量の小さい第２コンデンサと、前記第１コンデンサに対して直列に接続された第４制御リレーおよび抵抗の直列接続からなる第２保護回路と、前記各制御リレーのオン／オフ制御をする電源制御装置と、を含む電源装置において、前記各制御リレーの順次オン／オフ制御による第２コンデンサの電圧値に基づいて前記各制御リレーの接続異常判定をする溶着判定手段を備えたことを特徴とする電源装置。
5. 前記各制御リレーの接続異常判定がなされた場合に外部に速やかに警告情報を発信することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の電源装置
   

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