JP4570859B2 - リレー溶着検出装置及びリレー溶着検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、リレー溶着検出装置及びリレー溶着検出方法に関し、特に、バッテリと負荷回路とを接続するリレーの溶着を検出するためのリレー溶着検出装置及びリレー溶着検出方法に関する。

従来より、高電圧のバッテリ等からモータ等への電力供給を制御するためにリレーが一般に使用されている。例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車等において、高電圧のバッテリから高電圧系回路部品への電力供給を制御するために、バッテリと高電圧系回路部品との間にリレーを設け、高電圧系回路部品とバッテリとの接続及び開放は、車両制御状態に応じてリレーにより行われる。

このような場合、リレーは過電流等の原因により溶着することがあるので、そのリレーの溶着を検出するために、各リレーに直列に接続されたフォトカプラと、リレーの開放時にフォトダイオードが点灯しているか否かを検出するための回路とを有する溶着検出回路をリレーに付加することによって、リレーの溶着検出を行っている。

しかし、リレーの溶着検出専用の溶着検出回路を付加することは、コスト、設置スペース等の問題があるため、このような問題を解決するために、特別な回路等の機器を付加せずに、リレーの故障を診断する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平10-144194号公報（ 段落番号１３から２０、図１から図４）

その提案によれば、特別な回路等の機器を付加せずに、リレーが故障しているか否かは診断できるものの、その提案では、バッテリの＋（プラス）側リレーと−（マイナス）側リレーのどちらが溶着故障しているかということを特定することができなかった。＋（プラス）側リレーと−（マイナス）側リレーのどちらが溶着しているかが判明できれば、修理等の対応を迅速に行うことができる。

そこで、本発明は、溶着検出回路等の専用の回路を付加することなく、バッテリの＋側、−側のどちらのリレーが故障しているかを診断できる溶着検出装置を提供することを目的とする。

本発明のリレー溶着検出装置は、負荷回路とバッテリの間に接続され、該バッテリの＋側に接続される＋側リレーと、前記バッテリの−側に接続される−側リレーの溶着を検出する装置であって、前記＋側リレーと前記−側リレーが共にオン、かつ前記＋側リレーに並列に設けられる、プリチャージリレーとプリチャージ用抵抗器からなる直列回路の前記プリチャージリレーがオフの状態から、前記＋側リレーと前記プリチャージリレーがオフ、かつ前記−側リレーがオンの状態である第１の状態に変更する第１の状態変更手段と、前記第１の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第１の時間経過後において予め決められた第１の値以上変化しない場合に、前記＋側リレーを溶着と判定する第１の溶着判定手段と、前記第１の状態から、前記＋側リレーと前記−側リレーがオフ、かつ前記プリチャージリレーがオンの状態である第２の状態に変更する第２の状態変更手段と、前記第２の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第２の時間経過後において予め決められた第２の値以上変化しない場合に、前記−側リレーを溶着と判定する第２の溶着判定手段とを有する。

本発明によれば、溶着検出回路等の専用の回路を付加することなく、バッテリの＋側、−側のどちらのリレーが故障しているかを診断できる溶着検出装置を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るリレー溶着検出装置を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係わる車両の駆動系の構成を示す構成図である。
本実施の形態に係る車両は、エンジンとモータとを併用するパラレルハイブリッド式の車両であり、図１に示すように、エンジン１と、エンジン１の起動及び発電・動力アシストを担う第１のモータ２（以下、単にモータ２という）と、エンジン１の出力軸１ａにモータ２を介して連結されるプラネタリギヤユニット３と、このプラネタリギヤユニット３の機能を制御し、発進・後進時の駆動力源になるとともに減速エネルギの回収を担う第２のモータ４（以下、単にモータ４という）と、変速及びトルク増幅を行なって走行時の動力変換機能を担う動力変換機構５とを基本構成とする駆動系を備えている。

プラネタリギヤユニット３は、サンギヤ３ａ、このサンギヤ３ａに噛合するピニオンを回転自在に支持するキャリア３ｂ、ピニオンと噛合するリングギヤ３ｃを有するシングルピニオン式のプラネタリギヤである。また、動力変換機構５としては、歯車列を組み合わせた変速機や流体トルクコンバータを用いた変速機等を用いることが可能であるが、入力軸５ａに軸支されるプライマリプーリ５ｂと出力軸５ｃに軸支されるセカンダリプーリ５ｄとの間に駆動ベルト５ｅを巻装してなるベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を採用することが望ましく、本実施の形態においては、以下、動力変換機構５をＣＶＴ５として説明する。

すなわち、本実施の形態におけるハイブリッド自動車の駆動系では、エンジン１の出力軸１ａとＣＶＴ５の入力軸５ａとの間にプラネタリギヤユニット３が配置されている。このプラネタリギヤユニット３のリングギヤ３ｃがエンジン１の出力軸１ａに一方のモータ２を介して結合されるとともに、キャリア３ｂがＣＶＴ５の入力軸５ａに結合され、サンギヤ３ａに他方のモータ４が連結されている。そして、ＣＶＴ５の出力軸５ｃに減速歯車列６を介してデファレンシャル機構７が連設され、このデファレンシャル機構７に駆動軸８を介して前輪或いは後輪の駆動輪９が連設される。

モータ２、４は、インバータ１０に接続され、インバータ１０にバッテリ１１が接続されている。バッテリ１１の負荷回路であるインバータ１０は、モータ２、４からの交流電力の供給を受け、バッテリ１１の充電を行ったり、バッテリ１１からの直流電力の供給を受け、モータ２，４を駆動させる。

バッテリ１１のプラス側（以下、＋側と略す）は、メインリレーの＋側リレー１２を介して、インバータ１０に接続されている。バッテリ１１のマイナス側（以下、−側と略す）は、メインリレーの−側リレー１３を介して、インバータ１０に接続されている。さらに、＋側リレー１２に並列にプリチャージリレー１４が接続されている。

＋側リレー１２、−側リレー１３及びプリチャージリレー１４のオン・オフの制御は、車両制御ユニット１５によって行われる。インバータ１０の制御は、インバータ制御ユニット１６によって行われる。インバータ制御ユニット１６へは、インバータ１０の端子電圧を測定する電圧計１７の出力信号が入力され、さらに、インバータ制御ユニット１６は、車両制御ユニット１５とデータ通信を行う。従って、インバータ制御ユニット１６は、電圧計１７の出力と車両の制御状態に応じて、直流と交流間の変換の制御、モータの回転数の制御等を行う。なお、電圧計１７は、直接電圧を測定する通常の電圧計でもよいし、電圧を光量等に変換して間接的に電圧を測定する装置でもよい。

車両制御ユニット１５は、中央処理装置（以下、CPUという）と、読み出し専用メモリ（ROM）と、ランダムアクセスメモリ（RAM）と、種々のインターフェースを有する。ROMに記憶された予め決められたプログラムが、CPUによって実行されることによって、後述する溶着検出を含む種々の機能を、車両制御ユニット１５は実現することができる。

なお、プリチャージリレー１４は、バッテリ１１とインバータ１０の接続時に＋側リレー１２に急激に高電圧が印加されるのを防ぐために、＋側リレー１２をオンする前にオンされるリレーである。プリチャージリレー１４と直列にプリチャージ用の抵抗器１８が接続される。そのプリチャージリレー１４と抵抗器１８からなる直列回路が、＋側リレー１２に並列に設けられる。よって、＋側リレー１２をオンするときは、まずプリチャージリレー１４をオンし、その後、＋側リレー１２がオンするので、＋側リレー１２に急激に高電圧が印加されることを防ぐことができる。

また、エンジン１、２つのモータ２，４、ＣＶＴ５は、車両制御ユニット１５によって集中制御される。この車両制御ユニット１５は、エンジン１、２つのモータ２，４、ＣＶＴ５の作動状態やバッテリ１１の状態を監視し、ドライバによるイグニッションキーの操作、アクセルペダルやブレーキペダルの踏み込み操作、ステアリングの操舵等の情報に基づいて、エンジン１の制御、インバータ１０を介してのモータ２，４の駆動及びバッテリ１１の充電制御、ＣＶＴ５の変速比や供給油圧の制御等を行う。

以上の構成による駆動系では、前述したように、エンジン１及びモータ２をプラネタリギヤユニット３のリングギヤ３ｃへ結合するとともにサンギヤ３ａにモータ４を結合してキャリア３ｂから出力を得るようにし、さらに、キャリア３ｂからの出力をＣＶＴ５によって変速及びトルク増幅して駆動輪９に伝達するようにしているため、２つのモータ２，４は発電と駆動力供給との両方に使用することができ、比較的小出力のモータを使用することができる
次に、本実施の形態に関わるリレー溶着検出方法について、説明する。

リレーの溶着検出は、車両の停止時、言い換えれば、イグニッションキーをオフにしたときに、車両制御ユニット１５によって行われる。より具体的には、リレーの溶着検出は、バッテリ１１と高電圧系回路であるインバータ１０との接続を切るとき（バッテリ１１とインバータ１０が接続されている状態から切断するとき）に行われる。そして、インバータ１０の端子電圧が落ちきってしまう前に、リレーを所定の制御シーケンスでオン及びオフの制御を行いながら、リレーの溶着検出を行う。リレーの溶着検出は、車両制御ユニット１５のCPUが、ROMに記憶されたリレー溶着検出プログラムを実行することによって行われる。
ちなみに、車両のエンジン始動時、言い換えれば、イグニッションキーをオンにしたときは、−側リレー１３、プリチャージリレー１４、そして＋側リレー１２の順でオンし、その後プリチャージリレー１４がオフする。これによって、バッテリ１１からの電力供給が開始される。

図２及び図３を用いて、溶着検出のための処理について説明する。
図２は、溶着検出時の、＋側リレー１２、−側リレー１３及びプリチャージリレー１４のリレー制御シーケンスを説明するための図である。図３は、溶着検出処理の流れの例を示すフローチャートである。
車両が運転状態であるとき、高電圧系回路であるインバータ１０とバッテリ１１は接続状態にあるので、図２の高電圧系回路接続状態に示すように、各リレーは、＋側リレー１２と−側リレー１３はオンで、プリチャージリレー１４はオフの状態である。

ドライバーがイグニッションキーを回して車両制御を停止したとき（以下、車両制御停止時という）に、図３の処理が実行される。
車両制御停止時、まず、車両制御ユニット１５から＋側リレー１２にオフの制御信号を出力することによって、メインリレーの＋側リレー１２をオフする（ステップ（以下、Sと略す）1）ことによって、リレーの接続状態を変更する。このとき、図２の溶着判定状態（１）に示すように、各リレーは、＋側リレー１２はオフで、−側リレー１３はオンのままであり、プリチャージリレー１４はオフの状態（以下、第１の状態ともいう）のままである。

次に、第１の状態において、電圧計１７が出力する電圧値が、予め設定された閾値TH1ａ以下になったか否かを判定する（S2）。＋側リレー１２が溶着していると、電圧制御ユニット１５からの制御信号によって、＋側リレー１２はオフしようとしても、電圧計１７が出力する電圧値は、時間の経過と共に低下しない。従って、電圧計１７が出力する電圧値が、予め決められた時間経過後において、電圧低下による予め決められた値以上の変化がなければ、＋側リレー１２は溶着していると判定され、S2でNOとなり、異常処理を行い（S3）、処理は終了する。なお、S3の処理の後は、図３において点線の矢印で示すように、S4の処理へ移行してもよい。
＋側リレー１２が溶着していなければ、電圧制御ユニット１５からの制御信号によって、＋側リレー１２はオフすなわち開放するので、電圧計１７が出力する電圧値は、時間の経過と共に低下する。従って、電圧計１７が出力する電圧値が、予め決められた時間経過後において、電圧低下により予め決められた値以上の変化があれば、＋側リレー１２は溶着していないと判定され、S2でYESとなり、S4の処理へ移行する。

次に、S4において、−側リレー１３をオフし、プリチャージリレー１４をオンにする（S4）ことによって、リレーの接続状態を変更する。このとき、図２の溶着判定状態（２）に示すように、各リレーは、＋側リレー１２はオフのままで、−側リレー１３はオフで、プリチャージリレー１４はオンの状態（以下、第２の状態ともいう）のままである。

次に、第２の状態において、電圧計１３が出力する電圧値が、予め決められた時間内に予め設定された閾値TH1b以下になったか否かを判定する（S5）。−側リレー１３が溶着していると、電圧制御ユニット１５からの制御信号によって、−側リレー１３はオフしようとしても、電圧計１７が出力する電圧値は、時間の経過と共に低下しない。従って、電圧計１７が出力する電圧値が、予め決められた時間経過後において、電圧低下により予め決められた値（この値は、上述したS3における予め決められた値と同じでもよいし、異なってもよい）以上の変化がなければ、−側リレー１３は溶着していると判定され、S5でNOとなり、異常処理を行い（S6）、処理は終了する。

なお、S3及びS6の異常処理においては、溶着状態を車両に搭載された警告表示部に警告表示を行う、異常の内容（溶着故障）を示す故障コードを車両制御ユニット１５内の不揮発性メモリの所定の記憶領域に記録する等の処理が行われる。車両のメンテナンスマンが、車両のチェック、メンテナンス等を行うとき、どのリレーが溶着しているかを、警告表示部における表示、あるいは不揮発性メモリのデータに基づく故障診断装置等における表示によって、知ることができれば、感電等の事故の未然防止に繋がる。さらに、異常処理において、次にイグニッションキーがオンになっても、メインリレーへのオン信号が出力されないように、リレーの制御が制限されるようにしてもよい。

−側リレー１３が溶着していなければ、電圧制御ユニット１５からの制御信号によって、−側リレー１３はオフすなわち開放するので、電圧計１７が出力する電圧値は、時間の経過と共に低下する。従って、予め決められた時間経過後において、電圧計１７が出力する電圧値に、電圧低下による予め決められた値以上の変化があれば、−側リレー１３は溶着していないと判定され、S5でYESとなり、S7の処理へ移行する。

S7では、＋側リレー１２と−側リレー１３が共に、溶着していないので、正常処理を行う。この正常処理は、何も実行しなくてもよいが、正常であった旨のデータ、例えば時刻データと共に正常であることを示すコードを、車両制御ユニット１５の不揮発性メモリ等に記録するようにしてもよい。

そして、処理は終了し、その結果、全リレー、すなわち＋側リレー１２、−側リレー１３及びプリチャージリレー１４を接続状態にする制御信号は出力されないので、溶着しているリレーを除き、全リレーは開放状態になる。
従って、メインリレーの＋側リレー１２と−側リレー１３のいずれが溶着故障しているかを検出することができる。特に、＋側リレーは溶着し易いため、＋側リレーが−側リレーよりも先にチェックされる。

なお、上述した閾値TH1aとTH1bは、溶着判定時間を短くするように調整して設定される。
さらになお、インバータによっては、電圧低下に応じて、強制的に放電する機能を有するものがあるが、そのような機能を有するインバータの場合は、溶着判定中は、放電を停止させるように制御してもよい。

以上のように、本実施の形態に係るハイブリッド車両には、メインのバッテリを高電圧系回路に接続するためのリレーである、＋側リレー１２、−側リレー１３、プリチャージリレー１４と、これらのリレーを制御する制御手段である車両制御ユニット１５と、インバータ１０の端子電圧（高電圧系回路側の電圧）を検出する手段である電圧計１７とが含まれる。車両制御ユニット１５には、リレー溶着を検出する手段であるプログラムが含まれる。そして、車両制御ユニット１５は、各リレーを所定のシーケンスで制御することによって、バッテリを高電圧系回路に接続した状態（＋側リレー１２と−側リレー１３が共にオンの状態）から、第１の状態、第２の状態、そして全てのリレーがオフの状態まで、状態を変更し、その間、インバータ１０の端子電圧値を検出しながら、リレーの溶着検出を行う。具体的には、図２に示すリレー制御シーケンスに従って、＋側リレー、−側リレー及びプリチャージリレーの接続及び開放をシーケンス制御し、かつインバータの端子電圧が、予め決められた時間経過後、予め設定された閾値以下になっているか否かを判定することによって、メインリレーの＋側リレーと−側リレーのどちらが故障しているかを診断する。

よって、本実施の形態によれば、溶着検出回路等の検出専用部品を追加することなく、メインリレーの＋側リレーと−側リレーのいずれが溶着故障しているかを検出することができる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、状態変更後、負荷回路側の電圧値が、予め決められた時間経過後において予め決められた値以上変化したか否かの判断を、第１の実施の形態におけるリレー制御シーケンスを用いながら、高電圧系回路側の電圧値の変化量を検出し、その変化量が予め決められた閾値以上であったか否かによって行うことによって、リレーの溶着が検出される。具体的には、図３のS2及びS5の判断ブロックにおいて、第１の実施の形態における判断内容に代えて、予め決められた時間内における溶着判定直前の電圧計１７の検出電圧値からの変化量を算出し、その変化量が、予め決められた閾値以上であったか否かを判定することによって、リレーの溶着判定を行う。
なお、以下に説明する第２から第５の実施の形態における車両駆動系の構成は、第１の実施の形態の図１の構成と同じであり、リレー溶着判定のリレー制御のシーケンスは、図２に示すシーケンスと同じであり、さらに、溶着判定の処理の流れも図３の処理と同じであるので、これらの説明は省略し、異なる事項のみを説明する。

図４を用いて、第２の実施の形態に係る溶着検出方法について詳細に説明する。
図４は、電圧計の検出電圧すなわち高電圧系回路側の電圧が時間の経過と共に変化する様子の例を示す図である。図４に示すように、車両制御ユニット１５が、図２のリレー制御シーケンスに従って、＋側リレー１２をオフする時（以下、t1時という）までは、図２における高電圧系回路接続状態であり、溶着判定直前の電圧計１７によって検出された電圧（インバータ１０の端子電圧）vの値は、V1である。バッテリ１１の出力電圧は、定格値VTと完全に一致しておらず、かつ予め決められた許容範囲RV内で変動する。＋側リレー１２が溶着していない場合に、第１の状態に変更すると、すなわち＋側リレー１２をオフすると、t1時後検出電圧vは徐々に低下する。

上述した第１の実施の形態では、予め決められた時間T1が経過した時（以下、t2時という）において、電圧計１７の検出電圧vが、予め決められた閾値TH1a以下になったか否かが判断される。
本第２の実施の形態では、t1時から予め決められた時間T1が経過したt2時における、溶着判定直前の電圧計１７の検出電圧値V1からの変化量dV1が、予め決められた閾値TH2a以上であるか否かを判定する。そして、溶着判定状態（１）直前の電圧計１７の検出電圧値V1からの変化量dV1が、予め決められた閾値TH2a以上のときは、＋側リレー１２は、溶着していないと判定し、予め決められた閾値TH2a以上でないときは、＋側リレー１２は、溶着していると判定される。

同様に、−側リレー１３についても、溶着判定状態（２）直前の時（以下、t3時という）の電圧計１７の検出電圧値V2からの変化量dV2が、t3時から予め決められた時間T2が経過した時（以下、t4時という）において、予め決められた閾値TH2b以上であるか否かに基づいて、−側リレー１３が、溶着しているか否かを判定する。
これらの判定のために、上述した図２のフローチャートにおけるS2とS5において、変化量を演算して求め、予め決められた閾値との比較が行われ、予め決められた閾値以上でなければ、S2又はS5においてNOとなって、異常処理が実行される。S2とS5の両方において、変化量が予め決められた閾値以上であれば、YESとなって、正常処理が実行される。異常処理においては、溶着状態を警告すると共に、リレーの接続を禁止し車両を停止する等の処理が行われる。

従って、本第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、溶着検出回路等の検出専用部品を追加することなく、メインリレーの＋側リレーと−側リレーのいずれが溶着故障しているかを検出することができる。加えて、溶着判定直前の電圧計の検出電圧値を基準に、変化量を求めて、溶着判定しているので、溶着検出の精度の向上、及び判定時間の短縮化を図ることができる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、状態変更後、負荷回路側の電圧値が、予め決められた時間経過後において予め決められた値以上変化したか否かの判断を、第１の実施の形態におけるリレー制御シーケンスを用いながら、予め決められた値からの高電圧系回路側の電圧値の変化量を検出し、その変化量が予め決められた閾値以上であったか否かを判定することによって、リレーの溶着を検出する。具体的には、図３のS2及びS5の判断ブロックにおいて、第１の実施の形態における判断内容に代えて、予め決められた時間内における予め決められた値からの変化量を算出し、その変化量が、予め決められら閾値以上であった否かを判定することによって、リレーの溶着判定を行う。
図４を用いて、第３の実施の形態に係る溶着判定方法について詳細に説明する。
図４において、VTは、予め決められた値、例えば、バッテリ１１の定格出力値である。第２の実施の形態では、溶着判定直前の電圧計１７の検出電圧値V1からの変化量ｄV1を用いていたが、第３の実施の形態では、バッテリ１１の定格出力値等の予め決められた値VTからの変化量dVTを用いる。図４に示すように、t2時において、変化量dVTが、予め決められた閾値TH3a以上になったか否かが判断される。変化量dVTが、予め決められた閾値TH3a以上のときは、＋側リレー１２は、溶着していないと判定し、予め決められた閾値TH3a以上でないときは、＋側リレー１２は、溶着していると判定される。

同様に、−側リレー１３についても、変化量dVTが、t4時において、予め決められた閾値TH3b以上であるか否かに基づいて、−側リレー１３が、溶着しているか否かを判定する。
従って、本第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、溶着検出回路等の検出専用部品を追加することなく、メインリレーの＋側リレーと−側リレーのいずれが溶着故障しているかを検出することができる。加えて、予め決められた値を基準に、変化量を求めて、溶着判定しているので、溶着検出の精度の向上、及び判定時間の短縮化を図ることができる。

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態では、状態変更後、負荷回路側の電圧値が、予め決められた時間経過後において予め決められた値以上変化したか否かの判断を、第１の実施の形態におけるリレー制御シーケンスを用いながら、高電圧系回路側の電圧値の変化量を検出し、溶着判定直前の高電圧系回路側の電圧値に対する変化量の割合が予め決められた閾値以上であったか否かを判定することによって、リレーの溶着を検出する。具体的には、図３のS2及びS5の判断ブロックにおいて、第１の実施の形態における判断内容に代えて、溶着判定直前の高電圧系回路側の電圧値に対する、予め決められた時間内における高電圧系回路側の電圧値の変化量の割合を算出し、その割合が、予め決められた閾値以上であったか否かを判定することによって、リレーの溶着判定を行う。
図４を用いて、第４の実施の形態に係る溶着判定方法について詳細に説明する。
第２及び第３の実施の形態では、溶着判定直前の電圧計１７の検出電圧値V1からの変化量dV1あるいは予め決められた値VTからの変化量dVTを用いていたが、第４の実施の形態では、溶着判定直前の高電圧計回路側の電圧値V1と、変化量との比率を用いる。すなわち、t2時において、溶着判定直前の高電圧計回路側の電圧値V1と、変化量dV1との比率dV1／V1が、予め決められた閾値TH4a以上になったか否かが判断される。比率dV1／V1が、予め決められた閾値TH4a以上のときは、＋側リレー１２は、溶着していないと判定し、予め決められた閾値TH3a以上でないときは、＋側リレー１２は、溶着していると判定される。

同様に、−側リレー１３についても、溶着判定直前の高電圧計回路側の電圧値V2と、変化量dV2との比率dV2／V2が、t4時において、予め決められた閾値TH4b以上であるか否かに基づいて、−側リレー１３が、溶着しているか否かを判定する。
従って、本第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、溶着検出回路等の検出専用部品を追加することなく、メインリレーの＋側リレーと−側リレーのいずれが溶着故障しているかを検出することができる。加えて、溶着判定直前の電圧計の検出電圧値に対する変化量の比率を求めて、溶着判定しているので、溶着検出の精度の向上、及び判定時間の短縮化を図ることができる。

（第５の実施の形態）
第５の実施の形態では、状態変更後、負荷回路側の電圧値が、予め決められた時間経過後において予め決められた値以上変化したか否かの判断を、第１の実施の形態におけるリレー制御シーケンスを用いながら、高電圧系回路側の電圧値の変化量を検出し、予め決められた値に対するその変化量の割合が予め決められた閾値以上であったか否かを判定することによって、リレーの溶着を検出する。具体的には、図３のS2及びS5の判断ブロックにおいて、第１の実施の形態における判断内容に代えて、予め決められた時間内における予め決められた値に対する高電圧系回路側の電圧値の変化量の割合を算出し、その割合が、予め決められた閾値以上であったか否かを判定することによって、リレーの溶着判定を行う。
図４を用いて、第５の実施の形態に係る溶着判定方法について詳細に説明する。
第４の実施の形態では、溶着判定直前の電圧計１７の検出電圧値V1に対する変化量dV1の割合を用いているが、第５の実施の形態では、予め決められた値に対する変化量の割合を用いる。すなわち、t2時において、バッテリの定格出力等の予め決められた値VTと、変化量dVTとの比率dVT／VTが、予め決められた閾値TH5a以上になったか否かが判断される。比率dVT／VTが、予め決められた閾値TH5a以上のときは、＋側リレー１２は、溶着していないと判定し、予め決められた閾値TH5a以上でないときは、＋側リレー１２は、溶着していると判定される。

同様に、−側リレー１３についても、予め決められた値に対する変化量の割合が、予め決められた閾値以上であるか否かに基づいて、−側リレー１３が、溶着しているか否かを判定する。なお、割合としては、予め決められた値VTに対する、t1時からt4時間における変化量dVT1の比率dVT1／VT、あるいは予め決められた値VTに対する、t3時からt4時間における変化量dVT2の比率dVT2／VTを用いてもよい。
従って、本第５の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、溶着検出回路等の検出専用部品を追加することなく、メインリレーの＋側リレーと−側リレーのいずれが溶着故障しているかを検出することができる。加えて、予め決められた値を基準に対する変化量の比率を求めて、溶着判定しているので、溶着検出の精度の向上、及び判定時間の短縮化を図ることができる。

（第６の実施の形態）
第６の実施の形態では、状態変更後、負荷回路側の電圧値が、予め決められた時間経過後において予め決められた値以上変化したか否かの判断を、第１の実施の形態におけるリレー制御シーケンスを用いながら、バッテリの電圧を検出する手段を設け、そのバッテリ電圧値と、高電圧系回路側の電圧値とを用いて、溶着判定を行う。具体的には、図３の判定処理中のS2及びS5において、第１の実施の形態における判断内容に代えて、バッテリ１１の電圧値と、高電圧系回路側の電圧値との差が演算して求められ、その差あるいはその差のバッテリ電圧値に対する割合が、予め決められた値以上か否かによって、溶着判定を行う。
図５は、第６の実施の形態に係わる車両の駆動系の構成を示す構成図であり、図１の構成と同じ構成要素については、同一の符号を付し説明は省略する。図５において、１９は、電圧計であり、バッテリ１１の出力電圧を測定する。２０は、バッテリ電圧測定ユニットであり、電圧計１９が測定したバッテリ電圧値のデータを、データ通信により車両制御ユニット１５に送信する。

第６の実施の形態においても、図２のリレー制御シーケンスが用いられ、＋側リレー１２、−側リレー１３及びプリチャージリレー１４が、そのリレー制御シーケンスに従って制御される。そして、バッテリ１１の電圧値BVと高電圧系回路側の電圧値vとの差dBV、あるいはその差dBVのバッテリ電圧値BVに対する割合dBV／BVが、予め決められた閾値以上か否かによって、溶着判定を行う。

図４のt2時において、差dBVが予め決められた閾値TH6a以上になったか否か、あるいは割合dB／BVが予め決められた閾値TH7a以上になったか否かが判断される。差dBVが予め決められた閾値TH6a以上のとき、あるいは割合dBV／BVが予め決められた閾値TH7a以上のときは、＋側リレー１２は、溶着していないと判定し、差dBVが予め決められた閾値TH6a以上でないとき、あるいは割合dB／BVが予め決められた閾値TH7a以上でないときは、＋側リレー１２は、溶着していると判定される。

同様に、−側リレー１３についても、差dBV又は割合dBV／BVが、t4時において、予め決められた閾値TH6b以上又は予め決められた閾値TH7b以上であるか否かに基づいて、−側リレー１３が、溶着しているか否かを判定する。
従って、本第６の実施の形態によれば、他の実施の形態と同様に、溶着検出回路等の検出専用部品を追加することなく、メインリレーの＋側リレーと−側リレーのいずれが溶着故障しているかを検出することができる。加えて、バッテリ電圧との差、あるいはその差のバッテリ電圧に対する比率を求めて、溶着判定しているので、溶着検出の精度の向上を図ることができる。

以上のように、上述した第１から第６の実施の形態によれば、溶着検出専用の検出回路を設けることなく、予め決められたリレー制御シーケンスによるリレーをオン及びオフ制御を行い、負荷回路側の電圧値を測定することによって、＋側リレーと−側リレーのいずれが溶着しているかを検出することができる。特に、上述した第１から第６の実施の形態では、制御装置、すなわち車両制御ユニットにおけるプログラムに、上述した溶着判定の処理を実行するためのプログラムを追加するだけでよいので、実装も容易である。

なお、以上の実施の形態では、パラレルハイブリッド方式の車両の例で説明したが、上述したリレーの溶着を検出する方法は、シリーズハイブリッド方式、あるいはシリーズ・パラレルハイブリッド方式の車両においても、さらに、ハイブリッド方式でない、電気自動車にも適用できるものである。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本発明の第１の実施の形態に係わる車両の駆動系の構成を示す構成図である。 リレー制御シーケンスの例を説明するための図である。 溶着検出処理の流れの例を示すフローチャートである。 高電圧系回路側の電圧が時間の経過と共に変化する様子の例を示す図である。 第６の実施の形態に係わる車両の駆動系の構成を示す構成図である。

符号の説明

１・・・１ンジン、２、４・・・モータ、３・・・プラネタリギヤユニット、５・・・動力変換機構、６・・・減速歯車列、７・・・デファレンシャル機構、８・・・駆動軸、９・・・駆動輪、１０・・・インバータ、１１・・・バッテリ、１２・・・＋側リレー、１３・・・−側リレー、１４・・・プリチャージリレー、１５・・・車両制御ユニット、１６・・・インバータ制御ユニット、１７、１９・・・電圧計、１８・・・抵抗器、２０・・・バッテリ電圧測定ユニット
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (7)

1. 負荷回路とバッテリの間に接続され、該バッテリの＋側に接続される＋側リレーと、前記バッテリの−側に接続される−側リレーの溶着を検出する装置であって、
   前記＋側リレーと前記−側リレーが共にオン、かつ前記＋側リレーに並列に設けられる、プリチャージリレーとプリチャージ用抵抗器からなる直列回路の前記プリチャージリレーがオフの状態から、前記＋側リレーと前記プリチャージリレーがオフ、かつ前記−側リレーがオンの状態である第１の状態に変更する第１の状態変更手段と、
   前記第１の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第１の時間経過後において予め決められた第１の値以上変化しない場合に、前記＋側リレーを溶着と判定する第１の溶着判定手段と、
   前記第１の状態から、前記＋側リレーと前記−側リレーがオフ、かつ前記プリチャージリレーがオンの状態である第２の状態に変更する第２の状態変更手段と、
   前記第２の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第２の時間経過後において予め決められた第２の値以上変化しない場合に、前記−側リレーを溶着と判定する第２の溶着判定手段とを有することを特徴とするリレー溶着検出装置。
2. 負荷回路とバッテリの間に接続され、該バッテリの＋側に接続される＋側リレーと、前記バッテリの−側に接続される−側リレーの溶着を検出する方法であって、
   前記＋側リレーと前記−側リレーが共にオン、かつ前記＋側リレーに並列に設けられる、プリチャージリレーとプリチャージ用抵抗器からなる直列回路の前記プリチャージリレーがオフの状態から、前記＋側リレーと前記プリチャージリレーがオフ、かつ前記−側リレーがオンの状態である第１の状態に変更し、
   前記第１の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第１の時間経過後において予め決められた第１の値以上変化しない場合に、前記＋側リレーを溶着と判定し、
   前記第１の状態から、前記＋側リレーと前記−側リレーがオフ、かつ前記プリチャージリレーがオンの状態である第２の状態に変更し、
   前記第２の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第２の時間経過後において予め決められた第２の値以上変化しない場合に、前記−側リレーを溶着と判定することを特徴とするリレー溶着検出方法。
3. ハイブリッド車両におけるモータ駆動用のインバータとバッテリの間に接続され、該バッテリの＋側に接続される＋側リレーと、前記バッテリの−側に接続される−側リレーの溶着を検出する装置であって、
   前記ハイブリッド車両におけるエンジン停止指令に基づいて、前記＋側リレーと前記−側リレーが共にオン、かつ前記＋側リレーに並列に設けられる、プリチャージリレーとプリチャージ用抵抗器からなる直列回路の前記プリチャージリレーがオフの状態から、前記＋側リレーと前記プリチャージリレーがオフ、かつ前記−側リレーがオンの状態である第１の状態に変更する第１の状態変更手段と、
   前記第１の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第１の時間経過後において予め決められた第１の値以上変化しない場合に、前記＋側リレーを溶着と判定する第１の溶着判定手段と、
   前記第１の状態から、前記＋側リレーと前記−側リレーがオフ、かつ前記プリチャージリレーがオンの状態である第２の状態に変更する第２の状態変更手段と、
   前記第２の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第２の時間経過後において予め決められた第２の値以上変化しない場合に、前記−側リレーを溶着と判定する第２の溶着判定手段とを有することを特徴とするリレー溶着検出装置。
4. ハイブリッド車両におけるモータ駆動用のインバータとバッテリの間に接続され、該バッテリの＋側に接続される＋側リレーと、前記バッテリの−側に接続される−側リレーの溶着を検出する方法であって、
   前記ハイブリッド車両における車両制御停止指令に基づいて、前記＋側リレーと前記−側リレーが共にオン、かつ前記＋側リレーに並列に設けられる、プリチャージリレーとプリチャージ用抵抗器からなる直列回路の前記プリチャージリレーがオフの状態から、前記＋側リレーと前記プリチャージリレーがオフ、かつ前記−側リレーがオンの状態である第１の状態に変更し、
   前記第１の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第１の時間経過後において予め決められた第１の値以上変化しない場合に、前記＋側リレーを溶着と判定し、
   前記第１の状態から、前記＋側リレーと前記−側リレーがオフ、かつ前記プリチャージリレーがオンの状態である第２の状態に変更し、
   前記第２の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第２の時間経過後において予め決められた第２の値以上変化しない場合に、前記−側リレーを溶着と判定することを特徴とするリレー溶着検出方法。
5. 前記第１の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第１の時間経過後において予め決められた第１の値以上変化したか否かは、前記第１の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第１の閾値以下になったか否かによって判断されることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のリレー溶着検出装置。
6. 前記第１の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第１の時間経過後において予め決められた第１の値以上変化したか否かは、前記第１の状態に変更する直前における前記負荷回路側の電圧値又は予め決められた値からの前記第１の状態における前記負荷回路側の電圧値の変化量、あるいは、前記第１の状態に変更する直前における前記負荷回路側の電圧値又は予め決められた値に対する前記第１の状態における前記負荷回路側の電圧値の割合が、予め決められた第２の閾値以上であるか否かによって判断されることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のリレー溶着検出装置。
7. 前記第１の状態における前記負荷回路側の電圧値が、予め決められた第１の時間経過後において予め決められた第１の値以上変化したか否かは、前記第１の状態における前記バッテリの出力値と前記負荷回路側の電圧値との差、あるいは、前記第１の状態における前記バッテリの出力値に対する前記第１の状態における前記負荷回路側の電圧値の割合が、予め決められた第３の閾値以上であるか否かによって判断されることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のリレー溶着検出装置。

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