(57)【要約】【課題】信頼性の高い３電源を用いた電源システムの制御装置及びそれを用いた電源システムを提供する。【解決手段】第１直流電源２０の出力電圧を変換する第１コンバータ２２と、第２直流電源２４及び第３直流電源２６の出力電圧を変換する第２コンバータ２８と、第２直流電源２４の正極及び負極と第２コンバータ２８との接続／非接続を切り替えるＳＭＲ２Ｂ及びＳＭＲ２Ｇ（ＳＭＲ２Ｐ）と、第３直流電源２６の正極及び負極と第２コンバータ２８との接続／非接続を切り替えるＳＭＲ３Ｂ及びＳＭＲ３Ｇ（ＳＭＲ３Ｐ）と、を備える電源システムにおいて、ＳＭＲ３Ｂを接続、ＳＭＲ３Ｇ（ＳＭＲ３Ｐ）を非接続とする制御信号を出力する第１工程と、第１工程の後、ＳＭＲ２Ｂ及びＳＭＲ２Ｇ（ＳＭＲ２Ｐ）を接続とする制御信号を出力する第２工程と、を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１直流電源の出力電圧を変換する第１コンバータと、
第２直流電源及び第３直流電源の出力電圧を変換する第２コンバータと、
前記第２直流電源の正極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第１リレーと、前記第２直流電源の負極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第２リレーと、
前記第３直流電源の正極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第３リレーと、前記第３直流電源の負極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第４リレーと、前記第３直流電源の負極と前記第２コンバータとを抵抗を介して接続／非接続に切り替える第５リレーと、を備え、前記第１コンバータと前記第２コンバータとに共通の負荷が接続される電源回路、の前記各リレーに制御信号を出力する制御装置であって、
前記第３リレーを接続、前記第４リレーを非接続、及び、前記第５リレーを非接続とする制御信号を出力する第１工程と、
前記第１工程の後、前記第１リレー及び前記第２リレーを接続とする制御信号を出力する第２工程と、
を実行することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記第２工程の後、前記第３リレーを接続とする制御信号を出力しつつ、前記第１リレー及び前記第２リレーを非接続、前記第５リレーを接続とする制御信号を出力する第３工程を実行することを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の制御装置であって、
前記第３工程の後、前記第３リレー及び前記第５リレーを接続とする制御信号を出力しつつ、前記第４リレーを接続とする制御信号を出力する第４工程と、
前記第４工程の後、前記第５リレーを非接続とする制御信号を出力する第５工程と、
を実行することを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の制御装置であって、
前記第１工程は、前記電源回路のシステム起動時に行われることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の制御装置であって、
前記第１工程と前記第２工程との間に、前記第４リレー及び前記第５リレーの溶着を判定することを特徴とする制御装置。
【請求項６】
第１直流電源、第２直流電源及び第３直流電源と、
前記第１直流電源の出力電圧を変換する第１コンバータと、
前記第２直流電源及び前記第３直流電源の出力電圧を変換する第２コンバータと、
前記第２直流電源の正極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第１リレーと、前記第２直流電源の負極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第２リレーと、
前記第３直流電源の正極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第３リレーと、前記第３直流電源の負極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第４リレーと、前記第３直流電源の負極と前記第２コンバータとを抵抗を介して接続／非接続に切り替える第５リレーと、
前記各リレーに制御信号を出力する制御装置と、を備え、
前記第１コンバータと前記第２コンバータとに共通の負荷が接続される電源システムであって、
前記第３リレーを接続、前記第４リレーを非接続、及び、前記第５リレーを非接続とする制御信号を出力する第１工程と、
前記第１工程の後、前記第１リレー及び前記第２リレーを接続とする制御信号を出力する第２工程と、
を実行することを特徴とする電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路の制御装置及びその制御装置を備えた電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両や電気自動車等のモータからの駆動力により走行する車両がある。このような車両では、電源（バッテリ）が搭載されており、電源の電圧を変換するコンバータを介してモータに電力が供給される。このような電源システムにおいて、２つ以上の電源を並列に接続してモータへ電力を供給するシステムも知られている。
【０００３】
例えば、図３に示すように、既存の第１直流電源１０と第１コンバータ１２を備える電源システムに、第２直流電源１４及び第３直流電源１６が並列に接続された第２コンバータ１８を備える電源システムを追加した構成が開示されている（特許文献１等）。
【０００４】
一方、上記のような電源システムでは、電源とコンバータとの間に電気的な接続を遮断するためのシステム・メイン・リレー（ＳＭＲ：Ｓｙｓｔｅｍ  Ｍａｉｎ  Ｒｅｌａｙ）が設けられる。
【０００５】
これらのＳＭＲは、ＳＭＲを流れる電流によって溶着するおそれがあり、溶着が発生すると電源システムの遮断や電源の切り替えが正常に行えなくなる等の動作不良の原因となる。そこで、ＳＭＲの溶着が発生しているか否かを判定することができる電源制御装置及びそれを用いた電源システムが開示されている（特許文献２〜４等）。
【０００６】
例えば、ＳＭＲを順次遮断して、そのときの電源の平滑コンデンサの充電電圧がディスチャージによって変化するか否かによってＳＭＲが溶着しているか否かを判定する方法が知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２３３７１０号公報
【特許文献２】特開２０００−１３４７０７号公報
【特許文献３】特開２００５−２４５０４９号公報
【特許文献４】特開２００７−２４４１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図３に示すような３電源システムにおいて、通常時は第１直流電源１０及び第１コンバータ１２並びに第２直流電源１４及び第２コンバータ１８により負荷を駆動し、第２直流電源１４に異常等が生じた場合には第２直流電源１４から第３直流電源１６に切り替えて用いることが望まれる場合がある。
【０００９】
このように第２直流電源１４と第３直流電源１６とを切り替える際にも、第２直流電源１４と第３直流電源１６との間に短絡がないことを保証したうえで切り替え処理を行うことが必要である。しかしながら、従来のように第２直流電源１４と第３直流電源１６の平滑コンデンサの充電電圧のディスチャージを確認する方法では、ＳＭＲの溶着の判定に時間が掛かり、その間は第１直流電源１０のみで負荷を駆動しなければならず、第１直流電源１０への負担が高くなるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、補助側の第２直流電源１４と第３直流電源１６との間に短絡がないことを保証したうえで、これらの電源をより早く切り替えることができる電源回路の制御装置及びその制御装置を備えた電源システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つの態様は、第１直流電源の出力電圧を変換する第１コンバータと、第２直流電源及び第３直流電源の出力電圧を変換する第２コンバータと、前記第２直流電源の正極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第１リレーと、前記第２直流電源の負極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第２リレーと、前記第３直流電源の正極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第３リレーと、前記第３直流電源の負極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第４リレーと、前記第３直流電源の負極と前記第２コンバータとを抵抗を介して接続／非接続に切り替える第５リレーと、を備え、前記第１コンバータと前記第２コンバータとに共通の負荷が接続される電源回路、の前記各リレーに制御信号を出力する制御装置であって、前記第３リレーを接続、前記第４リレーを非接続、及び、前記第５リレーを非接続とする制御信号を出力する第１工程と、前記第１工程の後、前記第１リレー及び前記第２リレーを接続とする制御信号を出力する第２工程と、を実行することを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記第２工程の後、前記第３リレーを接続とする制御信号を出力しつつ、前記第１リレー及び前記第２リレーを非接続、前記第５リレーを接続とする制御信号を出力する第３工程を実行することが好適である。
【００１３】
また、前記第３工程の後、前記第３リレー及び前記第５リレーを接続とする制御信号を出力しつつ、前記第４リレーを接続とする制御信号を出力する第４工程と、前記第４工程の後、前記第５リレーを非接続とする制御信号を出力する第５工程と、を実行することが好適である。
【００１４】
また、前記第１工程は、前記電源回路のシステム起動時に行われることが好適である。
【００１５】
また、前記第１工程と前記第２工程との間に、前記第４リレー及び前記第５リレーの溶着を判定することが好適である。
【００１６】
本発明の１つの態様は、第１直流電源、第２直流電源及び第３直流電源と、前記第１直流電源の出力電圧を変換する第１コンバータと、前記第２直流電源及び前記第３直流電源の出力電圧を変換する第２コンバータと、前記第２直流電源の正極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第１リレーと、前記第２直流電源の負極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第２リレーと、前記第３直流電源の正極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第３リレーと、前記第３直流電源の負極と前記第２コンバータとの接続／非接続を切り替える第４リレーと、前記第３直流電源の負極と前記第２コンバータとを抵抗を介して接続／非接続に切り替える第５リレーと、前記各リレーに制御信号を出力する制御装置と、を備え、前記第１コンバータと前記第２コンバータとに共通の負荷が接続される電源システムであって、前記第３リレーを接続、前記第４リレーを非接続、及び、前記第５リレーを非接続とする制御信号を出力する第１工程と、前記第１工程の後、前記第１リレー及び前記第２リレーを接続とする制御信号を出力する第２工程と、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、補助の２つの電源の短絡がないことを保証しつつ、これらの電源を素早く切り替えることができる３電源システムの制御装置及びその制御装置を備えた電源システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態における電源システム１００は、図１に示すように、第１直流電源２０、第１コンバータ２２、第２直流電源２４、第３直流電源２６、第２コンバータ２８及び制御装置３０を含んで構成される。
【００１９】
第１直流電源２０、第２直流電源２４、第３直流電源２６としては、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池を適用することができる。
【００２０】
第１直流電源２０の正極は、リレーＳＭＲ１Ｂを介してインダクタＬ１の一端及びコンデンサＣｆ１の一端に接続される。インダクタＬ１の他端は第１コンバータ２２の入力端ＣＴ１に接続される。第１直流電源２０の負極は、リレーＳＭＲ１Ｇを介してコンデンサＣｆ１の他端接続されると共に、第１コンバータ２２の入力端ＣＴ２に接続される。リレーＳＭＲ１Ｇには、リレーＳＭＲ１Ｐと抵抗Ｒ１との直列接続体が並列に接続される。
【００２１】
第１コンバータ２２は、スイッチング素子ＴＲ１ａとスイッチング素子ＴＲ１ａと並列に逆接続されたダイオードＤ１ａとからなる上アーム２２ａと、スイッチング素子ＴＲ１ｂとスイッチング素子ＴＲ１ｂと並列に逆接続されたダイオードＤ１ｂとからなる下アーム２２ｂと、を直列接続して構成される。上アーム２２ａの一端が出力端ＣＴ３となり、上アーム２２ａと下アーム２２ｂとの接続点が入力端ＣＴ１となり、下アーム２２ｂの他端が入力端ＣＴ２及び出力端ＣＴ４となる。
【００２２】
出力端ＣＴ３，ＣＴ４間に負荷２００が接続される。また、出力電圧を安定化させるために、出力端ＣＴ３，ＣＴ４間には平滑コンデンサＣｍが負荷と並列に接続される。
【００２３】
第２直流電源２４の正極は、リレーＳＭＲ２Ｂを介してインダクタＬ２の一端及びコンデンサＣｆ２の一端に接続される。インダクタＬ２の他端は第２コンバータ２８の入力端ＣＴ５に接続される。第２直流電源２４の負極は、リレーＳＭＲ２Ｇを介してコンデンサＣｆ２の他端接続されると共に、第２コンバータ２８の入力端ＣＴ６に接続される。リレーＳＭＲ２Ｇには、リレーＳＭＲ２Ｐと抵抗Ｒ２との直列接続体が並列に接続される。
【００２４】
第２コンバータ２８は、第１コンバータ２２と同様に、スイッチング素子ＴＲ２ａとスイッチング素子ＴＲ２ａと並列に逆接続されたダイオードＤ２ａとからなる上アーム２８ａと、スイッチング素子ＴＲ２ｂとスイッチング素子ＴＲ２ｂと並列に逆接続されたダイオードＤ２ｂとからなる下アーム２８ｂと、を直列接続して構成される。上アーム２８ａの一端が出力端ＣＴ７となり、上アーム２８ａと下アーム２８ｂとの接続点が入力端ＣＴ５となり、下アーム２８ｂの他端が入力端ＣＴ６及び出力端ＣＴ８となる。出力端ＣＴ７，ＣＴ８間に負荷２００が接続される。
【００２５】
第３直流電源２６は、第２直流電源２４と並列に接続される。第３直流電源２６の正極は、リレーＳＭＲ３Ｂを介してインダクタＬ２の一端及びコンデンサＣｆ２の一端に接続される。第３直流電源２６の負極は、リレーＳＭＲ３Ｇを介してコンデンサＣｆ２の他端接続されると共に、第２コンバータ２８の入力端ＣＴ６に接続される。リレーＳＭＲ３Ｇには、リレーＳＭＲ３Ｐと抵抗Ｒ３との直列接続体が並列に接続される。
【００２６】
また、本実施の形態における電源システム１００には、制御を行うための電流センサＡ１，Ａ２，Ａ３、電圧センサＶ０，Ｖ１，Ｖ２が設けられている。電流センサＡ１は第１直流電源２０の出力電流ＩＢ１をモニタし、電流センサＡ２は第２直流電源２４の出力電流ＩＢ２をモニタし、電流センサＡ３は第３直流電源２６の出力電流ＩＢ３をモニタして制御装置３０へ出力する。電圧センサＶ０は負荷電圧ＶＨをモニタし、電圧センサＶ１はコンデンサＣｆ１の端子間電圧ＶＬ１をモニタし，電圧センサＶ２はコンデンサＣｆ２の端子間電圧ＶＬ２をモニタして制御装置３０へ出力する。
【００２７】
制御装置３０は、マイコン及びメモリ等を内蔵した電子制御装置（ＥＣＵ）であり、電流センサＡ１，Ａ２，Ａ３、電圧センサＶ０，Ｖ１，Ｖ２からの信号を受けて、それらの信号に応じてリレーＳＭＲ１Ｂ，ＳＭＲ１Ｇ，ＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ２Ｇ，ＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ３Ｂ，ＳＭＲ３Ｇ，ＳＭＲ３Ｐの開閉を制御する。
【００２８】
また、制御装置３０は、第１コンバータ２２及び第２コンバータ２８のスイッチングを制御する。例えば、負荷２００がインバータを含む車両用のモータである場合、制御装置３０はイグニションスイッチ（図示しない）、アクセルペダル（図示しない）、ブレーキペダル（図示しない）等の操作状況を受けて、内蔵されたメモリに格納された制御プログラムを実行することによって、モータのトルク指令値、モータ回転数、必要電力等に応じて第１コンバータ２２及び第２コンバータ２８に対して昇圧制御信号や降圧制御信号を出力する。
【００２９】
具体的には、リレーＳＭＲ１Ｂ及びリレーＳＭＲ１Ｇ又はＳＭＲ１Ｐが閉状態となっている場合、スイッチング素子ＴＲ１ａ，ＴＲ１ｂをスイッチング制御することによって、第１直流電源２０から負荷２００へ電力を供給し、又は、負荷２００から第１直流電源２０へ電力を回生させることができる。
【００３０】
同様に、リレーＳＭＲ２Ｂ及びリレーＳＭＲ２Ｇ又はＳＭＲ２Ｐが閉状態となっている場合、スイッチング素子ＴＲ２ａ，ＴＲ２ｂをスイッチング制御することによって、第２直流電源２４から負荷２００へ電力を供給し、又は、負荷２００から第２直流電源２４へ電力を回生させることができる。また、リレーＳＭＲ３Ｂ及びリレーＳＭＲ３Ｇ又はＳＭＲ３Ｐが閉状態となっている場合、スイッチング素子ＴＲ２ａ，ＴＲ２ｂをスイッチング制御することによって、第３直流電源２６から負荷２００へ電力を供給し、又は、負荷２００から第３直流電源２６へ電力を回生させることができる。
【００３１】
ただし、第２直流電源２４と第３直流電源２６が同時に第２コンバータ２８に接続されないように制御を行う必要がある。
【００３２】
＜電源システムの制御＞
以下、図２のタイミングチャートを参照し、本実施の形態における電源システム１００の制御について説明する。
【００３３】
イグニションスイッチ（図示しない）がオンされる等の操作に応じて電源システム１００が起動される。制御装置３０は、電源システム１００の各リレーを接続状態にする信号を出力する前に、電流センサＡ１〜Ａ３の電流値ＩＢ１〜ＩＢ３をモニタし、リレーＳＭＲ１Ｂ及びリレーＳＭＲ１Ｇ又はＳＭＲ１Ｐが溶着していないか、リレーＳＭＲ２Ｂ及びリレーＳＭＲ２Ｇ又はＳＭＲ２Ｐが溶着していないか、及び、リレーＳＭＲ３Ｂ及びリレーＳＭＲ３Ｇ又はＳＭＲ３Ｐが溶着していないかを調査する。電流センサＡ１に電流ＩＢ１が流れていれば、リレーＳＭＲ１Ｂ及びリレーＳＭＲ１Ｇ又はＳＭＲ１Ｐが溶着していると判定する。電流センサＡ２に電流ＩＢ２が流れていれば、リレーＳＭＲ２Ｂ及びリレーＳＭＲ２Ｇ又はＳＭＲ２Ｐが溶着していると判定する。電流センサＡ３に電流ＩＢ３が流れていれば、リレーＳＭＲ３Ｂ及びリレーＳＭＲ３Ｇ又はＳＭＲ３Ｐが溶着していると判定する。
【００３４】
リレーに両極溶着が発生していると判定された場合、制御装置３０はエラー信号を外部へ出力して制御を終了する。制御を終了する際には、第１コンバータ２２及び第２コンバータ２８のスイッチング制御を停止させ、リレーＳＭＲ１Ｂ，ＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ１Ｇ，ＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ２Ｇ，ＳＭＲ３Ｂ，ＳＭＲ３Ｐ，ＳＭＲ３Ｇに非接続信号を出力する。また、エラー信号によって、車両の他部分の制御を行ったり、ユーザに異常を知らせる処理を行ったりすることができる。制御終了時の処理は以下の説明においても同様である。
【００３５】
リレーに両極溶着が発生していなかった場合、時刻ｔ１において、制御装置３０はリレーＳＭＲ３Ｂへ接続信号を出力する。これにより、リレーＳＭＲ３Ｂが非接続状態で溶着していなければ接続状態となる。この状態において、リレーＳＭＲ３Ｇ又はＳＭＲ３Ｐが接続状態で溶着しているか否かを判定する。
【００３６】
制御装置３０は、リレーＳＭＲ３Ｂへの接続信号の出力前後における電圧センサＶ２の電圧値ＶＬ２をモニタし、電圧値ＶＬ２に上昇がみられるか否かを調べる。電圧値ＶＬ２に上昇がみられる場合にはリレーＳＭＲ３Ｇ又はＳＭＲ３Ｐが接続状態で溶着していると判定し、そうでない場合にはリレーＳＭＲ３Ｇ及びＳＭＲ３Ｐは接続状態で溶着していないと判定する。
【００３７】
リレーＳＭＲ３Ｇ及びＳＭＲ３Ｐのいずれかが溶着していると判定された場合、制御装置３０はエラー信号を外部へ出力して制御を終了する。
【００３８】
リレーＳＭＲ３Ｇ及びＳＭＲ３Ｐが非接続状態であることが確認できた場合、第１直流電源２０及び第２直流電源２４を用いて負荷２００を駆動する制御に移行する。制御装置３０は、時刻ｔ２において、リレーＳＭＲ１Ｂ及びＳＭＲ２Ｂへ接続信号を出力する。この状態で、リレーＳＭＲ１Ｂ及びＳＭＲ２Ｂが非接続状態で溶着していなければ接続状態となる。この状態において、リレーＳＭＲ１Ｇ又はＳＭＲ１Ｐが接続状態で溶着しているか否か、及び、リレーＳＭＲ２Ｇ又はＳＭＲ２Ｐが接続状態で溶着しているか否かを判定する。
【００３９】
制御装置３０は、リレーＳＭＲ１Ｂへの接続信号の出力前後における電圧センサＶ１の電圧値ＶＬ１をモニタし、電圧値ＶＬ１に上昇がみられるか否かを調べる。電圧値ＶＬ１に上昇がみられる場合にはリレーＳＭＲ１Ｇ又はＳＭＲ１Ｐが接続状態で溶着していると判定し、そうでない場合にはリレーＳＭＲ１Ｇ及びＳＭＲ１Ｐは接続状態で溶着していないと判定する。
【００４０】
また、制御装置３０は、リレーＳＭＲ２Ｂへの接続信号の出力前後における電圧センサＶ２の電圧値ＶＬ２をモニタし、電圧値ＶＬ２に上昇がみられるか否かを調べる。電圧値ＶＬ２に上昇がみられる場合にはリレーＳＭＲ２Ｇ又はＳＭＲ２Ｐが接続状態で溶着していると判定し、そうでない場合にはリレーＳＭＲ２Ｇ及びＳＭＲ２Ｐは接続状態で溶着していないと判定する。
【００４１】
リレーＳＭＲ１Ｇ，ＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ２Ｇ，ＳＭＲ２Ｐのいずれかが溶着していると判定された場合、制御装置３０はエラー信号を外部へ出力して制御を終了する。
【００４２】
リレーＳＭＲ１Ｇ，ＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ２Ｇ，ＳＭＲ２Ｐがいずれも非接続状態であることが確認できた場合、制御装置３０は、時刻ｔ３において、リレーＳＭＲ１Ｐ及びＳＭＲ２Ｐへ接続信号を出力する。リレーＳＭＲ１Ｐ及びＳＭＲ２Ｐが非接続状態で溶着してなければ、これらのリレーが接続状態となる。この状態で、リレーＳＭＲ１Ｂ及びＳＭＲ１Ｐ並びにリレーＳＭＲ２Ｂ及びＳＭＲ２Ｐが非接続状態で溶着しているか否かを判定する。
【００４３】
制御装置３０は、リレーＳＭＲ１Ｐへの接続信号の出力前後における電圧センサＶ１の電圧値ＶＬ１をモニタし、電圧値ＶＬ１に上昇がみられるか否かを調べる。電圧値ＶＬ１に上昇がみられる場合にはリレーＳＭＲ１Ｇ及びＳＭＲ１Ｐが正常に接続状態となっていると判定し、そうでない場合にはリレーＳＭＲ１Ｇ又はＳＭＲ１Ｐが非接続状態で溶着していると判定する。
【００４４】
また、制御装置３０は、リレーＳＭＲ２Ｐへの接続信号の出力前後における電圧センサＶ２の電圧値ＶＬ２をモニタし、電圧値ＶＬ２に上昇がみられるか否かを調べる。電圧値ＶＬ２に上昇がみられる場合にはリレーＳＭＲ２Ｇ及びＳＭＲ２Ｐが正常に接続状態となっていると判定し、そうでない場合にはリレーＳＭＲ２Ｇ又はＳＭＲ２Ｐが非接続状態で溶着していると判定する。
【００４５】
リレーＳＭＲ１Ｂ，ＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ２Ｐのいずれかが非接続状態で溶着していると判定された場合、制御装置３０はエラー信号を外部へ出力して制御を終了する。
【００４６】
リレーＳＭＲ１Ｂ及びＳＭＲ１Ｐがいずれも正常であった場合、第１直流電源２０は抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣｆ１に接続される。これにより、第１直流電源２０からコンデンサＣｆ１への急激な充電を防ぎ、起動時の異常発生を抑制することができる。また、リレーＳＭＲ２Ｂ及びＳＭＲ２Ｐがいずれも正常であった場合、第２直流電源２４は抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣｆ２に接続される。これにより、第２直流電源２４からコンデンサＣｆ２への急激な充電を防ぎ、起動時の異常発生を抑制することができる。
【００４７】
次に、時刻ｔ４において、制御装置３０はリレーＳＭＲ１Ｇ及びＳＭＲ２Ｇへ接続信号を出力する。さらに、時刻ｔ５において、リレーＳＭＲ１Ｐ及びＳＭＲ２Ｐへ非接続信号を出力する。これにより、リレーＳＭＲ１Ｇ及びＳＭＲ２Ｇが非接続状態で溶着していなければ、リレーＳＭＲ１Ｐ及びＳＭＲ２ＰからリレーＳＭＲ１Ｇ及びＳＭＲ２Ｇへと接続が切り替えられる。
【００４８】
この状態では、第１直流電源２０と第１コンバータ２２とが接続され、第２直流電源２４と第２コンバータ２８とが接続されているか否かを判定する。
【００４９】
制御装置３０は、電圧センサＶ１の電圧値ＶＬ１をモニタし、電圧値ＶＬ１に減少がみられるか否かを調べる。電圧値ＶＬ１に減少がみられる場合にはリレーＳＭＲ１Ｇが正常に接続状態となっていないと判定し、そうでない場合にはリレーＳＭＲ１Ｇが正常に接続状態となっていると判定する。
【００５０】
また、制御装置３０は、電圧センサＶ２の電圧値ＶＬ２をモニタし、電圧値ＶＬ２に減少がみられるか否かを調べる。電圧値ＶＬ２に減少がみられる場合にはリレーＳＭＲ２Ｇが正常に接続状態となっていないと判定し、そうでない場合にはリレーＳＭＲ２Ｇが正常に接続状態となっていると判定する。
【００５１】
第１直流電源２０と第１コンバータ２２とが正常に接続され、第２直流電源２４と第２コンバータ２８とが正常に接続されていると判定した場合、制御装置３０は第１コンバータ２２及び第２コンバータ２８をスイッチング制御し、第１直流電源２０及び第２直流電源２４から負荷２００へ電力を供給することができる。また、必要に応じて、負荷２００側から第１直流電源２０及び第２直流電源２４へ電力を回生させることもできる。
【００５２】
次に、第２直流電源２４から第３直流電源２６へ切り替える際の処理について説明する。この処理は、第２直流電源２４に異常が生じ、第３直流電源２６を予備電源として利用する場合等に行うことができる。以下の処理を開始する前に第２コンバータ２８のスイッチング制御を停止させることが好適である。
【００５３】
時刻ｔ６において、制御装置３０はリレーＳＭＲ２Ｇへ非接続信号を出力する。これにより、リレーＳＭＲ２Ｇが接続状態で溶着していなければ、リレーＳＭＲ２Ｇが非接続状態となる。さらに、時刻ｔ７において、制御装置３０はリレーＳＭＲ２Ｂへ非接続信号を出力する。これにより、リレーＳＭＲ２Ｂが接続状態で溶着していなければ、リレーＳＭＲ２Ｂが非接続状態となる。これにより、リレーＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ２Ｇ及びＳＭＲ２Ｐが接続状態で溶着していなければ第２直流電源２４が第２コンバータ２８から切り離される。
【００５４】
次に、時刻ｔ８において、制御装置３０はリレーＳＭＲ３Ｐへ接続信号を出力する。これにより、リレーＳＭＲ３Ｐが非接続状態で溶着していなければ、リレーＳＭＲ３Ｐが接続状態となる。ここで、リレーＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ２Ｇ及びＳＭＲ２Ｐが接続状態で溶着しているか否か、及び、リレーＳＭＲ３Ｂ及びＳＭＲ３Ｐが非接続状態で溶着しているか否かを判定する。
【００５５】
制御装置３０は、電流センサＡ２を流れる電流値ＩＢ２をモニタし、電流値ＩＢ２が０になっていればリレーＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ２Ｇ及びＳＭＲ２Ｐが非接続状態となっており、リレーＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ２Ｇ及びＳＭＲ２Ｐが接続状態で溶着していないと判定する。電流値ＩＢ２が０になっていなければ、リレーＳＭＲ２Ｂ及びＳＭＲ２Ｇ又はＳＭＲ２Ｐが接続状態となっており、リレーＳＭＲ２Ｂ及びＳＭＲ２Ｇ又はＳＭＲ２Ｐが接続状態で溶着していると判定する。
【００５６】
また、制御装置３０は、電流センサＡ３を流れる電流値ＩＢ３をモニタし、電流値ＩＢ３が上昇しなければリレーＳＭＲ２Ｂ又はＳＭＲ２Ｐが非接続状態で溶着していると判定し、そうでなければリレーＳＭＲ２Ｂ及びＳＭＲ２Ｐが正常に接続状態になったと判定する。
【００５７】
リレーＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ３Ｂ，ＳＭＲ３Ｐのいずれかが溶着していると判定された場合、制御装置３０はエラー信号を外部へ出力して制御を終了する。
【００５８】
リレーＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ２Ｐ，ＳＭＲ３Ｂ，ＳＭＲ３Ｐのいずれもが正常に動作した場合、第３直流電源２６は抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣｆ２に接続される。これにより、第３直流電源２６からコンデンサＣｆ２への急激な充電を防ぎ、切替時の異常発生を抑制することができる。
【００５９】
次に、時刻ｔ８において制御装置３０はリレーＳＭＲ３Ｇに接続信号を出力し、時刻ｔ９においてリレーＳＭＲ３Ｐに接続信号を出力する。これにより、リレーＳＭＲ３Ｇが非接続状態で溶着していなければ、リレーＳＭＲ３ＰからリレーＳＭＲ３Ｇへと接続が切り替えられる。この状態では、第３直流電源２６と第２コンバータ２８とが接続されているか否かを判定する。
【００６０】
制御装置３０は、電圧センサＶ２の電圧値ＶＬ２をモニタし、電圧値ＶＬ２に減少がみられるか否かを調べる。電圧値ＶＬ２に減少がみられる場合にはリレーＳＭＲ３Ｇが正常に接続状態となっていないと判定し、そうでない場合にはリレーＳＭＲ３Ｇが正常に接続状態となっていると判定する。
【００６１】
第３直流電源２６と第２コンバータ２８とが正常に接続されていると判定した場合、制御装置３０は第２コンバータ２８をスイッチング制御を再開し、第１直流電源２０に加えて第３直流電源２６から負荷２００へ電力を供給することができる。また、必要に応じて、負荷２００側から第１直流電源２０及び第３直流電源２６へ電力を回生させることもできる。
【００６２】
次に、電源システム１００を停止させる場合の処理について説明する。制御装置３０は、イグニションスイッチ（図示しない）がオフされる等の操作に応じて電源システム１００を停止させる。
【００６３】
時刻ｔ１０において、制御装置３０はリレーＳＭＲ１Ｇ及びＳＭＲ３Ｇに非接続信号を出力する。これにより、リレーＳＭＲ１Ｇ及びＳＭＲ３Ｇが接続状態で溶着していなければ、リレーＳＭＲ１Ｇ及びＳＭＲ３Ｇが非接続状態に切り替えられる。この状態において、リレーＳＭＲ１Ｇ及びＳＭＲ１Ｐ並びにリレーＳＭＲ３Ｇ及びＳＭＲ３Ｐが接続状態で溶着しているか否かを判定する。
【００６４】
制御装置３０は、リレーＳＭＲ１Ｇへの非接続信号の出力前後における電圧センサＶ１の電圧値ＶＬ１をモニタし、電圧値ＶＬ１に減少がみられるか否かを調べる。電圧値ＶＬ１に減少がみられない場合にはリレーＳＭＲ１Ｇ又はＳＭＲ１Ｐが接続状態で溶着していると判定し、そうでない場合にはリレーＳＭＲ１Ｇ及びＳＭＲ１Ｐは接続状態で溶着していないと判定する。
【００６５】
また、制御装置３０は、リレーＳＭＲ３Ｇへの非接続信号の出力前後における電圧センサＶ２の電圧値ＶＬ２をモニタし、電圧値ＶＬ２に減少がみられるか否かを調べる。電圧値ＶＬ２に減少がみられない場合にはリレーＳＭＲ３Ｇ又はＳＭＲ３Ｐが接続状態で溶着していると判定し、そうでない場合にはリレーＳＭＲ３Ｇ及びＳＭＲ３Ｐは接続状態で溶着していないと判定する。
【００６６】
リレーＳＭＲ１Ｇ，ＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ３Ｇ，ＳＭＲ３Ｐのいずれかが溶着していると判定された場合、制御装置３０はエラー信号を外部へ出力して制御を終了する。
【００６７】
リレーＳＭＲ１Ｇ，ＳＭＲ１Ｐ，ＳＭＲ３Ｇ，ＳＭＲ３Ｐが正常に非接続状態になった場合、時刻ｔ１１において、制御装置３０はリレーＳＭＲ１Ｂ及びＳＭＲ３Ｂに非接続信号を出力する。これにより、リレーＳＭＲ１Ｂ及びＳＭＲ３Ｂが接続状態で溶着していなければ、リレーＳＭＲ１Ｂ及びＳＭＲ３Ｂが非接続状態となる。
【００６８】
さらに、時刻ｔ１２〜ｔ１５において、リレーＳＭＲ１Ｂ，ＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ３Ｂが正常に非接続状態になっているか否かを判定する。時刻ｔ１２では、制御装置３０はリレーＳＭＲ１Ｐに接続信号を出力する。この状態において、電圧センサＶ１の電圧値ＶＬ１をモニタし、リレーＳＭＲ１Ｐへの接続信号の出力前後で電圧値ＶＬ１が上昇するか否かを調べる。電圧値ＶＬ１が上昇した場合にはリレーＳＭＲ１Ｂが接続状態で溶着しており、時刻ｔ１１においてリレーＳＭＲ１Ｂが非接続状態にならなかったと判定する。一方、電圧値ＶＬ１が上昇しなかった場合にはリレーＳＭＲ１Ｂは正常に非接続状態になっていると判定する。
【００６９】
時刻ｔ１３では、制御装置３０はリレーＳＭＲ１Ｐに非接続信号を出力し、リレーＳＭＲ２Ｐに非接続信号を出力する。この状態において、電圧センサＶ２の電圧値ＶＬ２をモニタし、リレーＳＭＲ２Ｐへの接続信号の出力前後で電圧値ＶＬ２が上昇するか否かを調べる。電圧値ＶＬ２が上昇した場合にはリレーＳＭＲ２Ｂが接続状態で溶着しており、リレーＳＭＲ２Ｂが非接続状態になっていないと判定する。一方、電圧値ＶＬ２が上昇しなかった場合にはリレーＳＭＲ２Ｂは正常に非接続状態になっていると判定する。
【００７０】
時刻ｔ１４では、制御装置３０はリレーＳＭＲ２Ｐに非接続信号を出力し、リレーＳＭＲ３Ｐに非接続信号を出力する。この状態において、電圧センサＶ２の電圧値ＶＬ２をモニタし、リレーＳＭＲ３Ｐへの接続信号の出力前後で電圧値ＶＬ２が上昇するか否かを調べる。電圧値ＶＬ２が上昇した場合にはリレーＳＭＲ３Ｂが接続状態で溶着しており、リレーＳＭＲ３Ｂが非接続状態になっていないと判定する。一方、電圧値ＶＬ２が上昇しなかった場合にはリレーＳＭＲ３Ｂは正常に非接続状態になっていると判定する。
【００７１】
リレーＳＭＲ１Ｂ，ＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ３Ｂのいずれかが溶着していると判定された場合、制御装置３０はエラー信号を外部へ出力して制御を終了する。リレーＳＭＲ１Ｂ，ＳＭＲ２Ｂ，ＳＭＲ３Ｂが正常であったと判断された場合、時刻ｔ１５において、制御装置３０はリレーＳＭＲ３Ｐに非接続信号を出力する。これによって、リレーＳＭＲ３Ｐが非接続状態となり、電源システム１００は正常に停止される。
【００７２】
以上のように、本実施の形態の電源システム１００によれば、第２直流電源２４及び第３直流電源２６間の短絡がないことを保証しつつ、これらの電源を素早く切り替えることを可能とする。すなわち、第２直流電源２４と第３直流電源２６に共通に設けられたコンデンサＣｆ２の充電電圧のディスチャージを確認することなく迅速にリレーの溶着状態を確認したうえで、第２直流電源２４と第３直流電源２６とを切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態における電源システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における電源システムの制御を示すタイミングチャートである。
【図３】従来の電源システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  第１直流電源、１２  第１コンバータ、１４  第２直流電源、１６  第３直流電源、１８  第２コンバータ、２０  第１直流電源、２２  第１コンバータ、２２ａ  上アーム、２２ｂ  下アーム、２４  第２直流電源、２６  第３直流電源、２８  第２コンバータ、２８ａ  上アーム、２８ｂ  下アーム、３０  制御装置、１００  電源システム、２００  負荷。
【図１】
2010004693.tif 000003
【図２】
2010004693.tif 000004
【図３】
2010004693.tif 000005