(57)【要約】【課題】  プリチャージ用リレーに半導体リレーを用いたときにプリチャージ回路を保護可能な電源装置を提供する。【解決手段】  プリチャージ用リレーであるシステムメインリレーＳＭＲ１は、半導体リレーからなる。電流センサ３２は、システムメインリレーＳＭＲ１および制限抵抗Ｒからなるプリチャージ回路に流れる電流Ｉ１を検出する。回生動作時、制御装置２０は、電流Ｉ１が所定の基準値Ｉｔｈを超えると、システムメインリレーＳＭＲ２が開放故障したものと判定する。そして、制御装置２０は、インバータ１０を停止し、システムメインリレーＳＭＲ３をオフする。【選択図】        図１
2006304408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷駆動回路と電力の授受を行なう電源装置であって、
直流電源と、
前記直流電源の一方の極と前記負荷駆動回路との間に設けられ、トランジスタと前記トランジスタに並列接続されるダイオードとを含むプリチャージ用リレーと、
前記直流電源の一方の極と前記負荷駆動回路との間に前記プリチャージ用リレーに直列に接続される抵抗素子と、
前記直流電源の一方の極と前記負荷駆動回路との間に設けられ、前記直列接続されたプリチャージ用リレーおよび抵抗素子に並列に接続される第１のリレーと、
前記直流電源の他方の極と前記負荷駆動回路との間に設けられる第２のリレーと、
前記直列接続されたプリチャージ用リレーおよび抵抗素子に流れる電流を検出する第１の電流検出手段と、
前記トランジスタがオフされているとき、前記第１の電流検出手段によって検出された電流に基づいて当該電源装置の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段によって異常が検出されると、前記負荷駆動回路の停止を指示する指令を前記負荷駆動回路へ出力する制御手段とを備える電源装置。
【請求項２】
前記異常検出手段は、所定の基準値よりも大きい電流が前記第１の電流検出手段によって検出されると、前記第１のリレーが開放状態となる異常が発生したと検出する、請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記直流電源に入出力される電流を検出する第２の電流検出手段をさらに備え、
前記異常検出手段は、所定の基準値よりも大きい電流が前記第１および第２の電流検出手段によって検出されると、前記第１のリレーが開放状態となる異常が発生したと検出する、請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記異常検出手段によって異常が検出されると、前記第２のリレーの開放を指示する指令を前記第２のリレーへさらに出力する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
負荷駆動回路と電力の授受を行なう電源装置の制御方法であって、
前記電源装置は、
直流電源と、
前記直流電源の一方の極と前記負荷駆動回路との間に設けられ、トランジスタと前記トランジスタに並列接続されるダイオードとを含むプリチャージ用リレーと、
前記直流電源の一方の極と前記負荷駆動回路との間に前記プリチャージ用リレーに直列に接続される抵抗素子と、
前記直流電源の一方の極と前記負荷駆動回路との間に設けられ、前記直列接続されたプリチャージ用リレーおよび抵抗素子に並列に接続される第１のリレーと、
前記直流電源の他方の極と前記負荷駆動回路との間に設けられる第２のリレーと、
前記直列接続されたプリチャージ用リレーおよび抵抗素子に流れる電流を検出する第１の電流検出手段とを備え、
前記制御方法は、
前記トランジスタがオフされているとき、前記第１の電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記電源装置の異常を検出する第１のステップと、
前記電源装置の異常が検出されると、前記負荷駆動回路の停止を指示する指令を前記負荷駆動回路へ出力する第２のステップとを含む、電源装置の制御方法。
【請求項６】
前記第１のステップは、所定の基準値よりも大きい電流が前記第１の電流検出手段によって検出されると、前記第１のリレーが開放状態となる異常が発生したと検出する、請求項５に記載の電源装置の制御方法。
【請求項７】
前記電源装置は、前記直流電源に入出力される電流を検出する第２の電流検出手段をさらに備え、
前記制御方法の第１のステップは、所定の基準値よりも大きい電流が前記第１および第２の電流検出手段によって検出されると、前記第１のリレーが開放状態となる異常が発生したと検出する、請求項５に記載の電源装置の制御方法。
【請求項８】
前記制御方法は、前記第１のステップにおいて前記電源装置の異常が検出されると、前記第２のリレーの開放を指示する指令を前記第２のリレーへ出力する第３のステップをさらに含む、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の電源装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源装置および電源装置の制御方法に関し、特に、システム起動時に実行されるプリチャージ処理時にオンされるプリチャージ用リレーを備えた電源装置および電源装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００３】
このハイブリッド自動車等においては、直流電源とインバータなどの負荷駆動回路との間にシステムメインリレーが一般に設けられている。このシステムメインリレーの構成としては、直流電源の正極に直列に接続されるプリチャージ用リレーおよび制限抵抗と、直流電源の正極にプリチャージ用リレーおよび制限抵抗に並列に接続される第１のリレーと、直流電源の負極に接続される第２のリレーとを含むものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
制限抵抗は、突入電流が流れるのを防止するために設けられる。すなわち、直流電源を電気回路にいきなり直結すると、直流電源からの直流電圧を平滑化する未充電状態のコンデンサに直流電源から突入電流が流れ、システムメインリレーが溶着するおそれがある。そこで、まず制限抵抗に直列に接続されるプリチャージ用リレーをオンして直流電源からの電流を制限しつつコンデンサをプリチャージし、プリチャージの完了後に第１のリレーをオンしプリチャージ用リレーをオフすることによって突入電流の防止が図られる（以下、この処理を「プリチャージ処理」と称する。）。
【特許文献１】特開２０００−１３４７０７号公報
【特許文献２】特開２００３−３２４８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特開２０００−１３４７０７号公報などに開示される従来技術では、システムメインリレーには、機械式リレーが一般的に用いられる。ここで、ハイブリッド自動車や電気自動車においては、多くの電気部品が搭載されるため、各部品のコスト低減および小型化が要求される。そして、システムメインリレーについても、低コスト化および小型化が要求される。そこで、プリチャージ処理にのみ用いられるプリチャージ用リレーに、機械式リレーに代えて低コストかつ小型の半導体リレー（トランジスタ）を用いることが考えられる。
【０００６】
半導体リレーにおいては、トランジスタを保護するためにトランジスタに逆並列に接続されるダイオードが一般的に設けられる。このため、トランジスタがオフされるプリチャージ処理以外においても、プリチャージ用リレーの両端は、ダイオードを介して電気的に接続されている状態となる。但し、プリチャージ用リレーには制限抵抗が直列に接続されているので、第１のリレーがオンしていれば、抵抗の小さい第１のリレーに電流が流れ、プリチャージ用リレーおよび制限抵抗からなるプリチャージ回路には電流は流れない。
【０００７】
しかしながら、第１のリレーに異常が発生し、たとえば第１のリレーが開放故障に至ると、プリチャージ回路に電流が流れてしまう。この電流は、プリチャージ電流よりも大きな電流となり得るので、プリチャージ回路が破損するおそれがある。
【０００８】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、プリチャージ用リレーに半導体リレーを用いたときにプリチャージ回路を保護可能な電源装置を提供することである。
【０００９】
また、この発明の別の目的は、プリチャージ用リレーに半導体リレーを用いたときにプリチャージ回路を保護可能な電源装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によれば、電源装置は、負荷駆動回路と電力の授受を行なう電源装置であって、直流電源と、直流電源の一方の極と負荷駆動回路との間に設けられ、トランジスタとトランジスタに並列接続されるダイオードとを含むプリチャージ用リレーと、直流電源の一方の極と負荷駆動回路との間にプリチャージ用リレーに直列に接続される抵抗素子と、直流電源の一方の極と負荷駆動回路との間に設けられ、直列接続されたプリチャージ用リレーおよび抵抗素子に並列に接続される第１のリレーと、直流電源の他方の極と負荷駆動回路との間に設けられる第２のリレーと、直列接続されたプリチャージ用リレーおよび抵抗素子に流れる電流を検出する第１の電流検出手段と、トランジスタがオフされているとき、第１の電流検出手段によって検出された電流に基づいて当該電源装置の異常を検出する異常検出手段と、異常検出手段によって異常が検出されると、負荷駆動回路の停止を指示する指令を負荷駆動回路へ出力する制御手段とを備える。
【００１１】
この発明による電源装置においては、プリチャージ処理時に用いられるプリチャージ用リレーは、トランジスタからなる。トランジスタには、トランジスタを保護するためのダイオードが並列接続される。このダイオードにより、プリチャージ処理の終了後にトランジスタがオフされても、プリチャージ用リレーの両端は、電気的に接続された状態にある。但し、第１のリレーを介して直流電源と負荷駆動回路とが導通しているときは、第１のリレーを介する電流ルートの方がプリチャージ用リレーおよび抵抗素子からなるプリチャージ回路を介する電流ルートよりもはるかに抵抗が小さいので、プリチャージ回路には電流はほとんど流れない。しかしながら、当該電源装置に異常が発生し、第１のリレーを介する電流ルートの抵抗値が上昇すると（たとえば、電源ラインの断線や第１のリレーの開放故障など）、電気的に接続状態にあるプリチャージ回路に予期しない大電流が流れ得る。そこで、この電源装置においては、プリチャージ回路に流れる電流が検出され、その検出された電流に基づいて当該電源装置の異常が検出される。そして、異常が検出されると、制御手段が負荷駆動回路を停止するので、プリチャージ回路に大電流が流れることはない。
【００１２】
したがって、この発明による電源装置によれば、トランジスタからなるプリチャージ用リレーを含むプリチャージ回路を確実に保護することができる。
【００１３】
好ましくは、異常検出手段は、所定の基準値よりも大きい電流が第１の電流検出手段によって検出されると、第１のリレーが開放状態となる異常が発生したと検出する。
【００１４】
この電源装置においては、第１のリレーが開放故障に至るとプリチャージ回路に電流が流されるところ、異常検出手段は、所定の基準値よりも大きい電流が第１の電流検出手段によって検出されると第１のリレーの開放故障を検出し、それに応じて制御手段が負荷駆動回路を停止するので、プリチャージ回路に大電流が流れることはない。したがって、この電源装置によれば、プリチャージ回路を確実に保護することができる。
【００１５】
好ましくは、電源装置は、直流電源に入出力される電流を検出する第２の電流検出手段をさらに備え、異常検出手段は、所定の基準値よりも大きい電流が第１および第２の電流検出手段によって検出されると、第１のリレーが開放状態となる異常が発生したと検出する。
【００１６】
この電源装置においては、第１のリレーの異常検出に第２の電流検出手段も用いられるので、第１の電流検出手段の誤検出により負荷駆動回路が誤停止することが防止される。したがって、この電源装置によれば、動作の信頼性が向上する。
【００１７】
好ましくは、制御手段は、異常検出手段によって異常が検出されると、第２のリレーの開放を指示する指令を第２のリレーへさらに出力する。
【００１８】
この電源装置においては、異常が検出されると、制御手段は、負荷駆動回路を停止するとともに、第２のリレーをオフして直流電源と負荷駆動回路との間の電路を遮断する。したがって、この電源装置によれば、プリチャージ回路をさらに確実に保護することができる。
【００１９】
また、この発明によれば、電源装置の制御方法は、直流電源と、直流電源の一方の極と負荷駆動回路との間に設けられ、トランジスタとトランジスタに並列接続されるダイオードとを含むプリチャージ用リレーと、直流電源の一方の極と負荷駆動回路との間にプリチャージ用リレーに直列に接続される抵抗素子と、直流電源の一方の極と負荷駆動回路との間に設けられ、直列接続されたプリチャージ用リレーおよび抵抗素子に並列に接続される第１のリレーと、直流電源の他方の極と負荷駆動回路との間に設けられる第２のリレーと、直列接続されたプリチャージ用リレーおよび抵抗素子に流れる電流を検出する第１の電流検出手段とを備えた電源装置の制御方法であって、制御方法は、トランジスタがオフされているとき、第１の電流検出手段によって検出された電流に基づいて電源装置の異常を検出する第１のステップと、電源装置の異常が検出されると、負荷駆動回路の停止を指示する指令を負荷駆動回路へ出力する第２のステップとを含む。
【００２０】
この発明による電源装置の制御方法においては、第１の電流検出手段によって検出された電流に基づいて電源装置の異常を検出すると、負荷駆動回路を停止するので、プリチャージ用リレーおよび抵抗素子からなるプリチャージ回路に大電流が流れることはない。したがって、この発明による電源装置の制御方法によれば、トランジスタからなるプリチャージ用リレーを含むプリチャージ回路を確実に保護することができる。
【００２１】
好ましくは、第１のステップは、所定の基準値よりも大きい電流が第１の電流検出手段によって検出されると、第１のリレーが開放状態となる異常が発生したと検出する。
【００２２】
この電源装置の制御方法においては、第１のリレーが開放故障に至るとプリチャージ回路に電流が流されるところ、所定の基準値よりも大きい電流が第１の電流検出手段によって検出されると第１のリレーの開放故障を検出し、それに応じて負荷駆動回路を停止するので、プリチャージ回路に大電流が流れることはない。したがって、この電源装置の制御方法によれば、プリチャージ回路を確実に保護することができる。
【００２３】
好ましくは、電源装置は、直流電源に入出力される電流を検出する第２の電流検出手段をさらに備え、制御方法の第１のステップは、所定の基準値よりも大きい電流が第１および第２の電流検出手段によって検出されると、第１のリレーが開放状態となる異常が発生したと検出する。
【００２４】
この電源装置の制御方法においては、第１のリレーの異常検出に第２の電流検出手段も用いられるので、第１の電流検出手段の誤検出により負荷駆動回路を誤停止させることはない。したがって、この電源装置の制御方法によれば、制御の信頼性が向上する。
【００２５】
好ましくは、制御方法は、第１のステップにおいて電源装置の異常が検出されると、第２のリレーの開放を指示する指令を第２のリレーへ出力する第３のステップをさらに含む。
【００２６】
この電源装置の制御方法においては、電源装置の異常を検出すると、負荷駆動回路を停止するとともに、第２のリレーをオフして直流電源と負荷駆動回路との間の電路を遮断する。したがって、この電源装置の制御方法によれば、プリチャージ回路をさらに確実に保護することができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、プリチャージ用リレーに半導体リレー（トランジスタ）を用いたときにプリチャージ回路を確実に保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、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してその説明は繰返さない。
【００２９】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電源装置を備える負荷駆動装置の概略ブロック図である。図１を参照して、負荷駆動装置１００は、バッテリＢと、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３と、制限抵抗Ｒと、コンデンサＣと、インバータ１０と、制御装置２０と、電源ラインＰＬと、接地ラインＳＬと、電圧センサ３０と、電流センサ３２とを備える。
【００３０】
この負荷駆動装置１００は、ハイブリッド自動車または電気自動車に搭載される。そして、モータジェネレータＭＧは、駆動輪（図示せず）と連結され、駆動輪を駆動する電動機としてハイブリッド自動車または電気自動車に組込まれる。なお、モータジェネレータＭＧは、エンジン（図示せず）と連結され、エンジン始動を行ない得る電動機として動作し、かつ、エンジンによって駆動される発電機として動作するものとしてハイブリッド自動車に組込まれてもよい。
【００３１】
制限抵抗ＲおよびシステムメインリレーＳＭＲ１は、バッテリＢの正極と電源ラインＰＬとの間に直列に接続される。システムメインリレーＳＭＲ１は、トランジスタＱと、トランジスタＱに並列に接続されるダイオードＤとを含む。ダイオードＤは、電源ラインＰＬ側にアノードが接続され、制限抵抗Ｒ側にカソードが接続される。
【００３２】
システムメインリレーＳＭＲ２は、バッテリＢの正極と電源ラインＰＬとの間に制限抵抗ＲおよびシステムメインリレーＳＭＲ１に並列に接続される。システムメインリレーＳＭＲ３は、バッテリＢの負極と接地ラインＳＬとの間に接続される。
【００３３】
コンデンサＣは、電源ラインＰＬと接地ラインＳＬとの間に接続される。インバータ１０は、電源ラインＰＬと接地ラインＳＬとの間に並列に接続されるＵ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む（図示せず）。そして、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相アームにおける上アームと下アームとの接続点は、モータジェネレータＭＧのＵ，Ｖ，Ｗ各相コイル（図示せず）にそれぞれ接続される。
【００３４】
バッテリＢは、充放電可能な直流電源であって、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。バッテリＢは、直流電圧を発生して電源ラインＰＬへ供給する。また、バッテリＢは、回生動作時、モータジェネレータＭＧによって発電された交流電圧を直流電圧に変換するインバータ１０によって充電される。
【００３５】
システムメインリレーＳＭＲ２，ＳＭＲ３は、機械式リレーからなる。一方、システムメインリレーＳＭＲ１は、上述したように半導体リレー（トランジスタＱ）からなる。システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、それぞれ制御装置２０からの信号ＳＥ１〜ＳＥ３によってオン／オフされる。具体的には、システムメインリレーＳＭＲ１のトランジスタＱおよびシステムメインリレーＳＭＲ２，ＳＭＲ３は、それぞれＨ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥ１〜ＳＥ３によってオンされ、それぞれＬ（論理ロー）レベルの信号ＳＥ１〜ＳＥ３によってオフされる。
【００３６】
電流センサ３２は、システムメインリレーＳＭＲ１および制限抵抗Ｒに流れる電流Ｉ１を検出し、その検出した電流Ｉ１を制御装置２０へ出力する。コンデンサＣは、電源ラインＰＬと接地ラインＳＬとの間の電圧変動を平滑化する。電圧センサ３０は、コンデンサＣの両端の電圧ＶＭを検出し、その検出した電圧ＶＭを制御装置２０へ出力する。
【００３７】
インバータ１０は、制御装置２０からの信号ＰＷＭＩに基づいて、電源ラインＰＬから受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧへ出力する。また、インバータ１０は、制御装置２０からの信号ＰＷＭＣに基づいて、モータジェネレータＭＧによって発電された交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬに供給する。さらに、インバータ１０は、制御装置２０からの信号ＳＤＯＷＮによって停止される。具体的には、インバータ１０は、Ｈレベルの信号ＳＤＯＷＮを受けると停止する。
【００３８】
制御装置２０は、電圧センサ３０から電圧ＶＭを受け、電流センサ３２から電流Ｉ１を受ける。また、制御装置２０は、図示されない外部ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）からこの負荷駆動装置１００の動作開始を指示するスタート信号ＳＴおよびモータジェネレータＭＧのトルク指令値ＴＲを受ける。さらに、制御装置２０は、モータジェネレータＭＧの各相モータ電流ＭＣＲＴを受ける。なお、各相モータ電流ＭＣＲＴは、図示されない電流センサによって検出される。
【００３９】
制御装置２０は、Ｈレベルのスタート信号ＳＴを受けると、後述する方法によりシステムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３のオン／オフを制御し、未充電状態にあるコンデンサＣをプリチャージするプリチャージ処理を実行する。
【００４０】
また、制御装置２０は、コンデンサＣのプリチャージが完了すると、モータジェネレータＭＧを駆動するための制御を開始する。具体的には、制御装置２０は、モータジェネレータＭＧのトルク指令値ＴＲ、各相モータ電流ＭＣＲＴおよび電圧ＶＭに基づいて、モータジェネレータＭＧを力行駆動するための信号ＰＷＭＩまたはモータジェネレータＭＧを回生駆動するための信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣをインバータ１０へ出力する。
【００４１】
さらに、制御装置２０は、モータジェネレータＭＧが駆動されているとき、電流センサ３２からの電流Ｉ１に基づいて、後述する方法により、制限抵抗ＲおよびシステムメインリレーＳＭＲ１からなるプリチャージ回路を保護するための保護制御を実行する。
【００４２】
図２は、図１に示した制御装置２０によるプリチャージ処理のフローチャートである。図２を参照して、制御装置２０は、Ｈレベルのスタート信号ＳＴを受けると（ステップＳ１０）、Ｈレベルの信号ＳＥ１，ＳＥ３を生成してそれぞれシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ３へ出力し、システムメインリレーＳＭＲ１のトランジスタＱおよびシステムメインリレーＳＭＲ３をオンする（ステップＳ２０）。これにより、制限抵抗ＲおよびトランジスタＱからなるプリチャージ回路を介してバッテリＢからコンデンサＣへのプリチャージが開始される。
【００４３】
コンデンサＣのプリチャージが開始されると、制御装置２０は、電圧センサ３０からの電圧ＶＭが所定のプリチャージ電圧Ｖｃｈｇを超えたか否かを判定する（ステップＳ３０）。制御装置２０は、電圧ＶＭがプリチャージ電圧Ｖｃｈｇを超えたと判定すると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、Ｈレベルの信号ＳＥ２を生成してシステムメインリレーＳＭＲ２へ出力し、システムメインリレーＳＭＲ２をオンする（ステップＳ４０）。その後、制御装置２０は、Ｌレベルの信号ＳＥ１を生成してシステムメインリレーＳＭＲ１へ出力し、システムメインリレーＳＭＲ１のトランジスタＱをオフする（ステップＳ５０）。これにより、一連のプリチャージ処理が完了する。
【００４４】
図３は、図１に示した制御装置２０による保護制御のフローチャートである。この保護制御は、インバータ１０が駆動されているとき、すなわち、図２に示したプリチャージ処理の完了後に実行される。図３を参照して、制御装置２０は、電流センサ３２からの電流Ｉ１が所定の基準値Ｉｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この所定の基準値Ｉｔｈは、システムメインリレーＳＭＲ２がオンしているときにプリチャージ回路側に流れ得る電流の最大値よりも大きい適切な値に設定される。そして、制御装置２０は、電流Ｉ１が所定の基準値Ｉｔｈ以下であると判定すると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、システムメインリレーＳＭＲ２は正常にオンされているものと判断し、一連の処理を終了する。
【００４５】
一方、制御装置２０は、電流Ｉ１が所定の基準値Ｉｔｈを超えたと判定すると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、システムメインリレーＳＭＲ２が開放故障したものと判定する。そして、制御装置２０は、システムメインリレーＳＭＲ２が開放故障すると、プリチャージ回路に大電流が流れる可能性があるため、プリチャージ回路を保護すべく、インバータ１０へＨレベルの信号ＳＤＯＷＮを出力してインバータ１０を停止する（ステップＳ１２０）。
【００４６】
制御装置２０は、インバータ１０を停止すると、Ｌレベルの信号ＳＥ３をシステムメインリレーＳＭＲ３へ出力してシステムメインリレーＳＭＲ３をオフする（ステップＳ１３０）。そして、一連の処理が終了する。なお、インバータ１０の停止に加えてシステムメインリレーＳＭＲ３をさらにオフするのは、バッテリＢとインバータ１０との間で電路を確実に遮断してプリチャージ回路の保護の万全を図るためである。
【００４７】
再び図１を参照して、負荷駆動装置１００の全体動作について説明する。制御装置２０は、スタートスイッチからＨレベルのスタート信号ＳＴを受けると、上述した方法によりプリチャージ処理を実行する。
【００４８】
その後、制御装置２０は、トルク指令値ＴＲ、各相モータ電流および電圧ＶＭに基づいて信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩまたは信号ＰＷＭＣをインバータ１０へ出力する。インバータ１０は、制御装置２０から信号ＰＷＭＩを受けると、その受けた信号ＰＷＭＩに基づいて、電源ラインＰＬからの直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧへ出力する。また、インバータ１０は、制御装置２０から信号ＰＷＭＣを受けると、その受けた信号ＰＷＭＣに基づいて、モータジェネレータＭＧが回生発電した交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬに供給する。
【００４９】
この負荷駆動装置１００においては、プリチャージ処理時にオンされるシステムメインリレーＳＭＲ１は、一般的に用いられる機械式リレーに代えて半導体リレー（トランジスタＱ）からなる。そして、トランジスタＱには、保護用のダイオードＤが並列に接続される。このダイオードＤは、プリチャージ処理以外のときにおいてもインバータ１０からの回生電流を流し得るが、システムメインリレーＳＭＲ２が正常にオンしていれば、システムメインリレーＳＭＲ２を介して電流が流されるので、ダイオードＤおよび制限抵抗Ｒには電流は流れない。一方、システムメインリレーＳＭＲ２が開放故障すると、ダイオードＤを介して電源ラインＰＬから制限抵抗ＲおよびバッテリＢへ回生電流が流れることにより、ダイオードＤおよび制限抵抗Ｒが破損するおそれがある。
【００５０】
そこで、制御装置２０は、上述した方法によりプリチャージ回路の保護制御を実行する。すなわち、制御装置２０は、電流センサ３２からの電流Ｉ１に基づいてシステムメインリレーＳＭＲ２の開放故障を検出すると、インバータ１０を停止し、システムメインリレーＳＭＲ３をオフする。これにより、ダイオードＤおよび制限抵抗Ｒに回生電流が流れることが防止される。
【００５１】
以上のように、この実施の形態１によれば、システムメインリレーＳＭＲ１および制限抵抗Ｒからなるプリチャージ回路を保護することができる。
【００５２】
［実施の形態２］
図４は、この発明の実施の形態２による電源装置を備える負荷駆動装置の概略ブロック図である。図４を参照して、負荷駆動装置１００Ａは、図１に示した実施の形態１における負荷駆動装置１００の構成において、電流センサ３４をさらに備え、制御装置２０に代えて制御装置２０Ａを備える。
【００５３】
電流センサ３４は、バッテリＢに入出力される電流Ｉ２を検出し、その検出した電流Ｉ２を制御装置２０Ａへ出力する。
【００５４】
制御装置２０Ａは、モータジェネレータＭＧが駆動されているとき、電流センサ３２からの電流Ｉ１および電流センサ３４からの電流Ｉ２に基づいて、後述する方法により、制限抵抗ＲおよびシステムメインリレーＳＭＲ１からなるプリチャージ回路を保護するための保護制御を実行する。
【００５５】
なお、制御装置２０Ａにおけるその他の動作は、実施の形態１の制御装置２０と同じである。また、負荷駆動装置１００Ａのその他の構成も、実施の形態１における負荷駆動装置１００と同じである。
【００５６】
図５は、図４に示した制御装置２０Ａによる保護制御のフローチャートである。図５を参照して、この処理フローは、図２に示した実施の形態１における制御装置２０による保護制御の処理フローにおいて、ステップＳ１１５をさらに含む。
【００５７】
すなわち、ステップＳ１１０において電流センサ３２からの電流Ｉ１が所定の基準値Ｉｔｈよりも大きいと判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、制御装置２０Ａは、電流センサ３４からの電流Ｉ２が所定の基準値Ｉｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ１１５）。制御装置２０Ａは、電流Ｉ２が所定の基準値Ｉｔｈ以下であると判定すると（ステップＳ１１５においてＮＯ）、一連の処理を終了する。
【００５８】
一方、制御装置２０Ａは、電流Ｉ２が所定の基準値Ｉｔｈを超えたと判定すると（ステップＳ１１５においてＹＥＳ）、システムメインリレーＳＭＲ２が開放故障したものと判定する。そして、制御装置２０は、インバータ１０へＨレベルの信号ＳＤＯＷＮを出力してインバータ１０を停止する（ステップＳ１２０）。
【００５９】
つまり、制御装置２０Ａは、電流Ｉ１が所定の基準値Ｉｔｈを超えているのに電流Ｉ２が所定の基準値Ｉｔｈ以下であるときは、電流センサ３２が異常であると判断して、インバータ１０の停止処理等を実行しない。これは、保護制御の信頼性を向上させるために、電流センサ３２，３４のいずれにおいても所定の基準値Ｉｔｈを超える電流が検出された場合に限り、インバータ１０の停止処理等を実行するようにしたものである。
【００６０】
以上のように、この実施の形態２によれば、保護制御の信頼性が向上する。
【００６１】
［実施の形態３］
図６は、この発明の実施の形態３による電源装置を備える負荷駆動装置の概略ブロック図である。図６を参照して、この負荷駆動装置１００Ｂは、図１に示した実施の形態１における負荷駆動装置１００の構成において、電流センサ３２に代えて電圧センサ４０を備え、制御装置２０に代えて制御装置２０Ｂを備える。
【００６２】
電圧センサ４０は、制限抵抗Ｒの両端の電圧ＶＲを検出し、その検出した電圧ＶＲを制御装置２０Ｂへ出力する。制御装置２０Ｂは、電圧センサ４０からの電圧ＶＲおよび制限抵抗Ｒの抵抗値に基づいて、制限抵抗ＲおよびシステムメインリレーＳＭＲ１からなるプリチャージ回路に流れる電流Ｉ１を算出する。そして、制御装置２０Ｂは、その算出した電流Ｉ１に基づいて、プリチャージ回路を保護するための保護制御を実行する。なお、この保護制御の処理フローは、図２に示したフローチャートと同じである。
【００６３】
なお、制御装置２０Ｂにおけるその他の動作は、実施の形態１の制御装置２０と同じである。また、負荷駆動装置１００Ｂのその他の構成も、実施の形態１における負荷駆動装置１００と同じである。
【００６４】
以上のように、この実施の形態３によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
なお、特に図示しないが、実施の形態２において、電流センサ３２に代えて上述した電圧センサを４０を備えることにより、プリチャージ回路に流れる電流を検出するようにしてもよい。
【００６６】
また、上記の各実施の形態１〜３においては、制限抵抗ＲおよびシステムメインリレーＳＭＲ１からなるプリチャージ回路は、システムメインリレーＳＭＲ２に並列に接続されるものとしたが、システムメインリレーＳＭＲ３に並列に接続されてもよい。
【００６７】
また、上記において、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３とインバータ１０との間に昇圧コンバータを設けてもよい。この昇圧コンバータには、チョッパ回路からなる公知の昇圧コンバータなどを用いることができる。そして、システムメインリレーＳＭＲ２の異常が検出されると、インバータ１０を停止するとともに、昇圧コンバータを停止するようにしてもよい。
【００６８】
また、上記においては、バッテリＢは、二次電池としたが、燃料電池（Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）であってもよい。そして、負荷駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂは、ハイブリッド自動車または電気自動車に搭載されるものとしたが、燃料電池を直流電源とする燃料電池車に搭載されてもよい。
【００６９】
なお、上記において、システムメインリレーＳＭＲ１は、この発明における「プリチャージ用リレー」に対応し、システムメインリレーＳＭＲ２，ＳＭＲ３は、それぞれこの発明における「第１のリレー」および「第２のリレー」に対応する。また、制限抵抗Ｒは、この発明における「抵抗素子」に対応し、電流センサ３２，３４は、それぞれこの発明における「第１の電流検出手段」および「第２の電流検出手段」に対応する。さらに、制御装置２０，２０Ａにおいて実行されるステップＳ１１０および制御装置２０Ａにおいて実行されるステップＳ１１５は、この発明における「異常検出手段」により実行される処理に対応し、制御装置２０，２０Ａにおいて実行されるステップＳ１２０，Ｓ１３０は、この発明における「制御手段」により実行される処理に対応する。また、さらに、インバータ１０は、この発明における「負荷駆動回路」に対応し、バッテリＢは、この発明における「直流電源」に対応する。
【００７０】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した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すべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】この発明の実施の形態１による電源装置を備える負荷駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す制御装置によるプリチャージ処理のフローチャートである。
【図３】図１に示す制御装置による保護制御のフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２による電源装置を備える負荷駆動装置の概略ブロック図である。
【図５】図４に示す制御装置による保護制御のフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態３による電源装置を備える負荷駆動装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  インバータ、２０，２０Ａ，２０Ｂ  制御装置、３０，４０  電圧センサ、３２，３４  電流センサ、Ｂ  バッテリ、Ｒ  制限抵抗、ＳＭＲ１〜ＳＭＲ３  システムメインリレー、Ｑ  トランジスタ、Ｄ  ダイオード、ＰＬ  電源ライン、ＳＬ  接地ライン、Ｃ  コンデンサ、ＭＧ  モータジェネレータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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