(57)【要約】【課題】リレーの駆動制御を行う制御部の動作状態を監視する監視部の故障診断をシステムの起動時間を遅延させることなく行うことができる電源管理装置および電源管理方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係る電源管理装置は、制御部と、監視部と、診断部とを備える。制御部は、電源と負荷とを切離可能に接続するリレーの駆動制御を行う。監視部は、制御部の動作状態を監視し、動作状態の異常を検知した場合に、リレーを遮断する。診断部は、動作状態が正常な制御部による駆動制御の終了に伴うリレーの遮断を行わせずに、動作状態を意図的に異常にさせて、監視部がリレーを遮断するか否かに基づいて監視部の故障診断を行う。【選択図】図４
2018183019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と負荷とを切離可能に接続するリレーの駆動制御を行う制御部と、
前記制御部の動作状態を監視し、前記動作状態の異常を検知した場合に、前記リレーを遮断する監視部と、
前記動作状態が正常な前記制御部による前記駆動制御の終了に伴う前記リレーの遮断を行わせずに、前記動作状態を意図的に異常にさせて、前記監視部が前記リレーを遮断するか否かに基づいて前記監視部の故障診断を行う診断部と
を備えることを特徴とする電源管理装置。
【請求項２】
前記診断部は、
前記電源の高電圧側に接続される前記リレーと、前記電源の低電圧側に接続される前記リレーとのうち、前記制御部による前記駆動制御の終了に伴って最後に遮断される方の前記リレーの遮断を行わせずに、前記故障診断を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の電源管理装置。
【請求項３】
前記診断部は、
前記制御部による前記電源の低電圧側に接続される前記リレーの遮断を行わせずに、前記故障診断を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の電源管理装置。
【請求項４】
前記診断部は、
前記電源管理装置が製造されてから最初に前記駆動制御が開始される場合に限り、当該駆動制御の開始前に、前記リレーを接続させて前記動作状態を意図的に異常にさせ、前記監視部が前記リレーを遮断するか否かに基づいて前記監視部の故障診断を行う
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の電源管理装置。
【請求項５】
コンピュータが実行する電源管理方法であって、
制御部が、電源と負荷とを切離可能に接続するリレーの駆動制御を行う工程と、
監視部が、前記制御部の動作状態を監視し、前記動作状態の異常を検知した場合に、前記リレーを遮断する工程と、
診断部が、前記動作状態が正常な前記制御部による前記駆動制御の終了に伴う前記リレーの遮断を行わせずに、前記動作状態を意図的に異常にさせて、前記監視部が前記リレーを遮断するか否かに基づいて前記監視部の故障診断を行う工程と
を含むことを特徴とする電源管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、電源管理装置および電源管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源と負荷とを切離可能に接続するリレーの駆動制御を行う制御部の動作状態を監視する監視部の故障診断をシステムの起動前に行う故障検出装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−７２０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、リレーの駆動制御を行う制御部の動作状態を監視する監視部の故障診断をシステムの起動前に行う場合、故障診断に要する時間の分だけシステムの起動時間が遅延する。
【０００５】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、リレーの駆動制御を行う制御部の動作状態を監視する監視部の故障診断をシステムの起動時間を遅延させることなく行うことができる電源管理装置および電源管理方法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】
【０００６】
実施形態の一態様に係る電源管理装置は、制御部と、監視部と、診断部とを備える。制御部は、電源と負荷とを切離可能に接続するリレーの駆動制御を行う。監視部は、前記制御部の動作状態を監視し、前記動作状態の異常を検知した場合に、前記リレーを遮断する。診断部は、前記動作状態が正常な前記制御部による前記駆動制御の終了に伴う前記リレーの遮断を行わせずに、前記動作状態を意図的に異常にさせて、前記監視部が前記リレーを遮断するか否かに基づいて前記監視部の故障診断を行う。
【発明の効果】
【０００７】
実施形態の一態様に係る電源管理装置および電源管理方法は、リレーの駆動制御を行う制御部の故障診断をシステムの起動時間を遅延させることなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る給電システムの構成の一例を示す説明図である。
【図２】図２は、実施形態に係る制御部および監視部が出力する信号とリレーの状態との対応関係を示す説明図である。
【図３】図３は、実施形態に係る診断部が行う監視部の故障診断の説明図である。
【図４】図４は、実施形態に係る電源管理装置の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、実施形態に係る電源管理装置が実行するメイン処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施形態に係る電源管理装置が実行する起動処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施形態に係る電源管理装置が実行する終了処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する電源管理装置および電源管理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図１は、実施形態に係る給電システムの構成の一例を示す説明図である。
【００１０】
以下では、実施形態に係る電源管理装置１を車両に搭載される給電システムに適用した場合を例に挙げて説明する。ここでは、車両がモータおよびエンジンを駆動源とするハイブリッド車である場合について説明する。なお、実施形態に係る電源管理装置１は、車両に搭載される給電システム以外の任意の給電システムに適用することができる。
【００１１】
図１に示すように、実施形態に係る給電システムは、電源管理装置１と、電源２と、負荷３と、リレー４１，４２と、Ｐｒｅリレー４３と、抵抗４４と、コンデンサ４５と、電力変換部５とを備える。
【００１２】
電源２は、例えば、充放電可能な複数のリチウムイオンバッテリが直列に接続されたバッテリーである。負荷３は、例えば、車両を走行させる３相交流モータである。電力変換部５は、電源２が放電する場合に、電源２から入力される直流電流を交流電流に変換して負荷３へ出力するインバータである。
【００１３】
コンデンサ４５は、電源２に流れる電流を平滑化するために電力変換部５に対して並列に接続される。より詳細には、コンデンサ４５は、電力変換部５がデューティ駆動されるときに発生する電流のリップル成分を平滑化することで、電源２のリップル電流を抑えるために設けられる。なお、電力変換部５は、電源２を充電する場合には、負荷３から入力される交流電流を直流電流に変換して電源２へ出力する。
【００１４】
リレー４１は、電源２の高電圧側の端子と電力変換部５との間を切離可能に接続する。リレー４２は、電源２の低電圧側の端子と電力変換部５との間を切離可能に接続する。以下、２つのリレー４１，４２を区別するために、リレー４１をＰリレー４１と記載し、リレー４２をＮリレー４２と記載する。
【００１５】
かかるＰリレー４１およびＮリレー４２は、電源管理装置１によってＯＮ／ＯＦＦの駆動制御が行われる。そして、Ｐリレー４１およびＮリレー４２は、ＯＮになることで、電力変換部５を介して電源２と負荷３とを接続する。また、Ｐリレー４１およびＮリレー４２は、ＯＦＦになることで、電源２と負荷３との接続を切断する。
【００１６】
Ｐｒｅリレー４３は、抵抗４４と直列に接続される。そして、直列に接続されるＰｒｅリレー４３および抵抗４４は、Ｐリレー４１に対して並列に接続される。かかるＰｒｅリレー４３は、給電システムの起動時に電源２からコンデンサ４５へ突入電流が流れることを防止するために設けられ、電源管理装置１によってＯＮ／ＯＦＦの駆動制御が行われる。
【００１７】
電源管理装置１は、前述したように、Ｐリレー４１、Ｎリレー４２、およびＰｒｅリレー４３の駆動制御を行う装置である。かかる電源管理装置１は、電池状態検知部６と、制御部７と、ＡＮＤ回路８１，８２，８３と、リレー駆動部９１，９２，９３と、監視部１０と、診断部１１とを備える。
【００１８】
電池状態検知部６は、電源２が備える複数のリチウムイオン電池のそれぞれから充電状態を取得して制御部７へ出力する処理部である。制御部７は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。
【００１９】
制御部７は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することによって、Ｐリレー４１、Ｎリレー４２、およびＰｒｅリレー４３の駆動制御を行う。
【００２０】
なお、制御部７は、それぞれ一部または全部がＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアで構成されてもよい。
【００２１】
制御部７は、例えば、電源２の充電量が所定の閾値以上である場合に、Ｐリレー４１およびＮリレー４２をＯＦＦからＯＮにする。また、制御部７は、電源２の充電量が所定の閾値未満になった場合に、Ｐリレー４１およびＮリレー４２をＯＮからＯＦＦにする。
【００２２】
例えば、制御部７は、ＡＮＤ回路８１，８２，８３へＨｉｇｈレベル（以下、単に「Ｈｉｇｈ」と記載する）の制御信号を出力することによって、Ｐリレー４１およびＮリレー４２をＯＦＦからＯＮにする。
【００２３】
また、制御部７は、ＡＮＤ回路８１，８２，８３へＬｏｗレベル（以下、単に、「Ｌｏｗ」と記載する）の制御信号を出力することによって、Ｐリレー４１およびＮリレー４２をＯＮからＯＦＦにする。
【００２４】
また、制御部７は、給電システムが起動される場合、Ｐリレー４１をＯＦＦからＯＮにする前に、Ｐｒｅリレー４３およびＮリレー４２をＯＦＦからＯＮにしてコンデンサ４５をＰｒｅチャージすることによって、コンデンサ４５への突入電流の入力を防止する。
【００２５】
そして、制御部７は、コンデンサ４５のＰｒｅチャージが完了した場合に、Ｐｒｅリレー４３をＯＮからＯＦＦにし、Ｐリレー４１をＯＦＦからＯＮにする。なお、制御部７は、Ｐリレー４１、Ｎリレー４２、およびＰｒｅリレー４３の固着診断が行われる場合にも、Ｐリレー４１、Ｎリレー４２、およびＰｒｅリレー４３の駆動制御を行う。かかる制御部７が行う動作の一例については、図４を参照して後述する。
【００２６】
かかる制御部７は、動作状態が正常である場合に、ウォッチドッグパルスを継続的に監視部１０へ出力する。なお、ウォッチドッグパルスは、制御部７の動作状態が異常になった場合には、監視部１０へ出力されなくなる。
【００２７】
監視部１０は、制御部７から入力されるウォッチドッグパルスに基づいて、制御部７の動作状態を監視する処理部である。監視部１０は、制御部７からウォッチドッグパルスが入力されている期間には、制御部７の動作状態が正常であると判定して、その旨を示すＨｉｇｈの監視信号をＡＮＤ回路８１，８２，８３へ出力する。
【００２８】
また、監視部１０は、例えば、制御部７から所定時間継続してウォッチドッグパルスの入力がない場合に、制御部７の動作状態が異常であると判定して、その旨を示すＬｏｗの監視信号をＡＮＤ回路８１，８２，８３へ出力する。
【００２９】
ＡＮＤ回路８１，８２，８３は、制御部７から入力される制御信号と、監視部１０から入力される監視信号との論理積をそれぞれに接続されたリレー駆動部９１，９２，９３へ出力する論理回路である。
【００３０】
つまり、ＡＮＤ回路８１，８２，８３は、制御部７からＨｉｇｈの制御信号が入力され、且つ監視部１０からＨｉｇｈの監視信号が入力される場合に、Ｈｉｇｈの信号へ出力し、それ以外の場合には、Ｌｏｗの信号を出力する。
【００３１】
リレー駆動部９１は、ＡＮＤ回路８１からＨｉｇｈの信号が入力される場合に、Ｐリレー４１をＯＮにする駆動信号をＰリレー４１へ出力する。また、リレー駆動部９１は、ＡＮＤ回路８１からＬｏｗの信号が入力される場合に、Ｐリレー４１をＯＦＦにする駆動信号をＰリレー４１へ出力する。
【００３２】
リレー駆動部９２は、ＡＮＤ回路８２からＨｉｇｈの信号が入力される場合に、Ｐｒｅリレー４３をＯＮにする駆動信号をＰｒｅリレー４３へ出力する。また、リレー駆動部９２は、ＡＮＤ回路８２からＬｏｗの信号が入力される場合に、Ｐｒｅリレー４３をＯＦＦにする駆動信号をＰｒｅリレー４３へ出力する。
【００３３】
リレー駆動部９３は、ＡＮＤ回路８３からＨｉｇｈの信号が入力される場合に、Ｎリレー４２をＯＮにする駆動信号をＮリレー４２へ出力する。また、リレー駆動部９３は、ＡＮＤ回路８３からＬｏｗの信号が入力される場合に、Ｎリレー４２をＯＦＦにする駆動信号をＮリレー４２へ出力する。
【００３４】
ここで、図２を参照して、制御部７および監視部１０が出力する信号とリレーの状態との対応関係について説明する。図２は、実施形態に係る制御部７および監視部１０が出力する信号とリレーの状態との対応関係を示す説明図である。ここでのリレーは、Ｐリレー４１、Ｎリレー４２、およびＰｒｅリレー４３のことである。
【００３５】
図２に示すように、監視部１０がＨｉｇｈの監視信号を出力している場合、制御部７がＬｏｗの制御信号を出力すると各リレーはＯＦＦになり、Ｈｉｇｈの制御信号を出力すると各リレーはＯＮになる。つまり、制御部７の動作状態が正常である場合には、各リレーは、制御部７が出力する制御信号にしたがってＯＮまたはＯＦＦになる。
【００３６】
また、監視部１０がＬｏｗの監視信号を出力している場合、制御部７がＬｏｗの制御信号を出力しても、Ｈｉｇｈの制御信号を出力しても、各リレーはＯＦＦになる。つまり、制御部７の動作状態が異常の場合には、各リレーは、制御部７が出力する制御信号に依存することなくＯＦＦになる。
【００３７】
このように、電源管理装置１は、制御部７の動作状態が異常になった場合に、監視部１０によって全てのリレー（図１に示すＰリレー４１、Ｎリレー４２、およびＰｒｅリレー４３）を強制的にＯＦＦにして、給電システムの動作を安全に停止させることができる。
【００３８】
だだし、電源管理装置１は、監視部１０自体が故障した場合には、制御部７の動作状態が異常になっても全てのリレーをＯＦＦにすることができない。そこで、電源管理装置１は、図１に示すように、監視部１０の故障診断を行う診断部１１を備える。
【００３９】
診断部１１は、制御部７の動作状態が正常な場合に、制御部７の動作状態を意図的に異常な状態にして、監視部１０がリレーを正常にＯＦＦにできるか否かに基づいて、監視部１０の故障診断を行う。
【００４０】
ここで、図１と合わせて図３を参照しながら診断部１１が行う監視部１０の故障診断について説明する。図３は、実施形態に係る診断部１１が行う監視部１０の故障診断の説明図である。なお、前述したように、監視部１０は、故障していない場合、制御部７の動作状態が異常になると、Ｐリレー４１、Ｎリレー４２、およびＰｒｅリレー４３の全てを強制的にＯＦＦにする。
【００４１】
このため、診断部１１は、制御部７の動作状態を意図的に異常な状態にして、監視部１０がＰリレー４１、Ｎリレー４２、およびＰｒｅリレー４３のうち、いずれか一つをＯＦＦにできれば、監視部１０が故障していないと判定することができる。
【００４２】
そこで、ここでは、Ｐリレー４１、Ｎリレー４２、およびＰｒｅリレー４３のうち、Ｎリレー４２だけがＯＮのとき、制御部７の動作状態を意図的に異常な状態にして、監視部１０の故障診断を行う場合について説明する。
【００４３】
図３に示すように、診断部１１は、ステップＳ０１において、制御部７の動作状態が正常状態のときに、制御部７からＡＮＤ回路８３へＨｉｇｈの制御信号を出力させる。このとき、監視部１０は、制御部７の動作状態が正常状態であるため、Ｈｉｇｈの監視信号をＡＮＤ回路８３へ出力する。これにより、Ｎリレー４２がＯＮになるはずである。
【００４４】
そこで、診断部１１は、ステップＳ０１でＮリレー４２がＯＮになっていることを確認する。このとき、診断部１１は、図１に示すように、リレー駆動部９３から出力される駆動信号の入力を受け付け、駆動信号の信号レベルがＨｉｇｈであることを確認することによって、Ｎリレー４２がＯＮになっていることを確認する。
【００４５】
その後、図３に示すように、診断部１１は、ステップＳ０２において、制御部７を意図的に異常状態にする。具体的には、診断部１１は、制御部７からＡＮＤ回路８３へＨｉｇｈの制御信号を出力させると共に、制御部７から監視部１０へのウォッチドッグパルスの出力を停止させる。これにより、制御部７は、意図的な異常状態になる。
【００４６】
このとき、監視部１０は、制御部７からウォッチドッグパルスの入力が停止されてから所定時間が経過するまでは、制御部７の動作状態を正常状態と判定するため、Ｈｉｇｈの監視信号をＡＮＤ回路８３へ出力する。
【００４７】
その後、診断部１１は、図３に示すように、ステップＳ０３において、制御部７から監視部１０へのウォッチドッグパルスの出力を停止させてから所定時間が経過した時点でＮリレー４２がＯＦＦできているかを判定する。
【００４８】
このとき、制御部７がＨｉｇｈの制御信号を出力中であるが、制御部７が意図的な異常状態であるため、監視部１０が故障していなければ監視部１０がＬｏｗの監視信号を出力するので、Ｎリレー４２がＯＦＦになる。
【００４９】
したがって、診断部１１は、ステップＳ０３において、Ｎリレー４２がＯＦＦになっている場合、つまり、リレー駆動部９３がＬｏｗの駆動信号を出力している場合に、監視部１０が故障していないと診断することができる。
【００５０】
一方、ステップＳ０３において、制御部７がＨｉｇｈの制御信号を出力中の場合に、制御部７が意図的な異常状態であっても監視部１０が故障していれば監視部１０がＨｉｇｈの監視信号を出力するので、Ｎリレー４２はＯＦＦにならない。
【００５１】
したがって、診断部１１は、ステップＳ０３において、Ｎリレー４２がＯＦＦになっていない場合、つまり、リレー駆動部９３がＨｉｇｈの駆動信号を出力している場合に、監視部１０が故障していると診断することができる。
【００５２】
ここで、例えば、かかる診断部１１による監視部１０の故障診断を給電システムの起動前に行う場合、故障診断に要する時間の分だけ給電システムの起動時間が遅延するので好ましくない。
【００５３】
そこで、電源管理装置１は、給電システムの終了処理の中で、Ｐリレー４１およびＮリレー４２の駆動制御を終了する場合に、監視部１０の故障診断を行う。これにより、電源管理装置１は、給電システムの起動時間を遅延させることなく、監視部１０の故障診断を行うことができ、次回、Ｐリレー４１およびＮリレー４２の駆動制御を開始する場合に、正常な駆動制御を保障することができる。
【００５４】
なお、電源管理装置１は、製造されてから最初にＰリレー４１およびＮリレー４２の駆動制御を開始する場合に限り、Ｐリレー４１およびＮリレー４２の駆動制御の開始前に、監視部１０の故障診断を行う。これにより、電源管理装置１は、製造されてから最初にＰリレー４１およびＮリレー４２の駆動制御を開始する場合に、正常な駆動制御を保障することができる。
【００５５】
次に、図４を参照して電源管理装置１が行う動作の一例について説明する。図４は、実施形態に係る電源管理装置１の動作タイミングを示すタイミングチャートである。ここでは、電源管理装置１が製造されてから２回目以降にＰリレー４１およびＮリレー４２の駆動制御を行う場合について説明する。
【００５６】
図４には、上から順に電源管理装置１が実行する処理、Ｐリレー４１の状態、Ｎリレー４２の状態、Ｐｒｅリレー４３の状態、Ｐリレー４１の駆動信号、Ｎリレー４２の駆動信号、Ｐｒｅリレー４３の駆動信号、制御部７の動作状態、および監視信号を示している。
【００５７】
なお、横軸は、時刻である。ここでは、電源管理装置１は、制御部７の動作状態が正常であり、監視部１０がＨｉｇｈの監視信号を出力している状態から起動処理を開始するものとして説明する。
【００５８】
図４に示すように、電源管理装置１は、時刻ｔ１から時刻ｔ６までの間、起動処理を実行し、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間、定常処理を実行し、時刻ｔ７からｔ１１までの間終了処理を実行する。
【００５９】
診断部１１は、かかる終了処理の中で、監視部１０の故障診断を行う。これにより、電源管理装置１は、給電システムの起動時間を遅延させることなく、監視部１０の故障診断を行うことができる。
【００６０】
具体的には、制御部７は、時刻ｔ１で起動信号が入力されると、起動処理を開始する。かかる起動信号は、例えば、車両のイグニッションスイッチがＯＮされた場合に、図示を省略したＥＣＵから制御部７へ入力される信号である。
【００６１】
制御部７は、時刻ｔ１で起動処理を開始すると、まず、Ｐｒｅリレー４３の駆動信号をＬｏｗからＨｉｇｈへ切り替える。これにより、Ｐｒｅリレー４３がＯＦＦからＯＮになる。このとき、診断部１１は、コンデンサ４５の両端電圧Ｖｄｃ（以下、「電圧Ｖｄｃ」と記載することがある）の上昇の有無を判定することによって、Ｎリレー４２のＯＮ固着診断を行う。
【００６２】
診断部１１は、電圧Ｖｄｃの上昇がある場合、すなわち電圧Ｖｄｃが所定の閾値以上の場合、Ｎリレー４２がＯＮ固着していると診断して処理を終了する。また、診断部１１は、電圧Ｖｄｃの上昇がない場合、すなわち電圧Ｖｄｃが所定の閾値未満の場合、Ｎリレー４２がＯＮ固着していないと診断する。ここでは、Ｎリレー４２がＯＮ固着していないものとして説明を続ける。
【００６３】
その後、制御部７は、時刻ｔ２でＰｒｅリレー４３の駆動信号をＨｉｇｈからＬｏｗにする。これにより、Ｐｒｅリレー４３がＯＮからＯＦＦになる。続いて、制御部７は、時刻ｔ３でＮリレー４２の駆動信号をＬｏｗからＨｉｇｈへ切り替える。これにより、Ｎリレー４２がＯＦＦからＯＮになる。
【００６４】
このとき、診断部１１は、コンデンサ４５の両端電圧Ｖｄｃの上昇の有無を判定することによって、Ｐリレー４１およびＰｒｅリレー４３のＯＮ固着診断を行う。診断部１１は、電圧Ｖｄｃの上昇がある場合、Ｐリレー４１またはＰｒｅリレー４３がＯＮ固着していると診断して処理を終了する。
【００６５】
また、診断部１１は、電圧Ｖｄｃの上昇がない場合、Ｐリレー４１およびＰｒｅリレー４３がＯＮ固着していないと診断する。ここでは、Ｐリレー４１およびＰｒｅリレー４３がＯＮ固着していないものとして説明を続ける。
【００６６】
その後、制御部７は、時刻ｔ４でＰｒｅリレー４３の駆動信号をＬｏｗからＨｉｇｈへ切り替える。これにより、Ｐｒｅリレー４３がＯＦＦからＯＮになり、抵抗４４によって電源２から流れる電流を抑えながらコンデンサ４５がＰｒｅチャージされる。これにより、制御部７は、電源２からコンデンサ４５へ突入電流が流入することを防止することができる。
【００６７】
このとき、コンデンサ４５の両端電圧Ｖｄｃが上昇した場合、Ｐｒｅリレー４３およびＮリレー４２が共にＯＦＦ固着していないと判断する。一方コンデンサ４５の両端電圧Ｖｄｃが上昇しなかった場合、コンデンサ４５のＰｒｅチャージができていないことを意味するため、Ｐｒｅリレー４３またはＮリレー４２がＯＦＦ固着していると判断して処理を終了する。ここでは、Ｐｒｅリレー４３およびＮリレー４２がＯＦＦ固着していないものとして説明を続ける。
【００６８】
その後、制御部７は、時刻ｔ５でＰリレー４１の駆動信号をＬｏｗからＨｉｇｈへ切り替える。これにより、Ｐリレー４１がＯＦＦからＯＮになり、電源２から電力変換部５へ電力が供給される。
【００６９】
その後、制御部７は、時刻ｔ６でＰｒｅリレー４３の駆動信号をＨｉｇｈからＬｏｗへ切り替えて起動処理を終了する。これにより、Ｐｒｅリレー４３がＯＮからＯＦＦになる。
【００７０】
このとき、コンデンサ４５の両端電圧Ｖｄｃが低下しなかった場合、Ｐリレー４１がＯＦＦ固着していないと判断し、電圧Ｖｄｃが低下した場合、すなわち電圧Ｖｄｃが閾値以下になった場合、電源２から電力を供給できていないことを意味するため、Ｐリレー４１がＯＦＦ固着であると判断し処理を終了する。ここでは、Ｐリレー４１がＯＦＦ固着していないものとして説明を続ける。このように、時刻ｔ１〜ｔ６の起動処理において、Ｐリレー４１、Ｎリレー４２、Ｐｒｅリレー４３全てのＯＮ固着およびＯＦＦ固着を判定できる。
【００７１】
以後、制御部７は、時刻ｔ７まで定常処理を行う。なお、ここでは、制御部７が時刻ｔ６から時刻ｔ７まで、Ｐリレー４１およびＮリレー４２をＯＮの状態に維持する定常処理を行うものとして説明を続ける。
【００７２】
そして、制御部７は、時刻ｔ７で終了信号が入力されると終了処理を開始する。かかる終了信号は、例えば、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦされた場合に、図示を省略したＥＣＵから制御部７へ入力される信号である。
【００７３】
制御部７は、時刻ｔ７で終了処理を開始すると、まず、Ｐリレー４１の駆動信号をＨｉｇｈからＬｏｗへ切り替える。これにより、Ｐリレー４１がＯＮからＯＦＦになる。このとき、診断部１１は、コンデンサ４５の両端電圧Ｖｄｃの低下の有無を判定することによって、Ｐリレー４１のＯＮ固着診断を行う。診断部１１は、電圧Ｖｄｃの低下がない場合、すなわち電圧Ｖｄｃが所定の閾値以上の場合、Ｐリレー４１がＯＮ固着していると診断して処理を終了する。
【００７４】
また、診断部１１は、電圧Ｖｄｃが低下している場合、すなわち電圧Ｖｄｃが所定の閾値以下に低下した場合、Ｐリレー４１がＯＮ固着していないと診断する。ここでは、Ｐリレー４１がＯＮ固着していないものとして説明を続ける。
【００７５】
なお、図１では、制御部７と電力変換部５とを接続する接続線の図示を省略しているが、制御部７は、Ｐリレー４１をＯＦＦにした時点から電力変換部５を動作させ、コンデンサ４５をディスチャージさせる。
【００７６】
このとき、制御部７は、Ｎリレー４２はＯＮだが、Ｐリレー４１はＯＦＦになっているため、電源２から電力変換部５への電源供給は絶たれている。そのため、コンデンサ４５のみから電力変換部５を介して負荷３へ電力を供給させることにより、コンデンサ４５のディスチャージを行うことができる。なお、制御部７は、コンデンサ４５に蓄えられた電力を電力変換部５を介して負荷３で無効電力として消費させることでコンデンサ４５のディスチャージを行うこともできる。
【００７７】
その後、診断部１１は、時刻ｔ８から時刻ｔ１０までの間に、監視部１０の故障診断を行う。診断部１１は、故障診断処理を開始すると、まず、時刻ｔ８で制御部７へ意図的な異常動作開始指令を行う。これにより、制御部７は、時刻ｔ８から動作状態が意図的な異常状態になり、監視部１０へのウォッチドッグパルスの出力を停止する。
【００７８】
このとき、制御部７は、Ｎリレー４２の駆動信号をＨｉｇｈのまま維持させる。これにより、Ｎリレー４２は、ＯＮの状態を維持する。その後、監視部１０は、故障していない場合、時刻ｔ８から所定時間経過後の時刻ｔ９に、制御部７の異常を検知して、監視信号をＨｉｇｈからＬｏｗへ切り替える。
【００７９】
これにより、Ｎリレー４２の駆動信号がＨｉｇｈであるが、Ｎリレー４２が監視部１０によって強制的にＯＮからＯＦＦにされる。診断部１１は、このようにＮリレー４２がＯＦＦになれば、監視部１０が故障していないと診断する。
【００８０】
また、監視部１０は、故障している場合、時刻ｔ８から所定時間経過後の時刻ｔ９になっても、制御部７の異常を検知しないので、監視信号をＨｉｇｈからＬｏｗへ切り替えない。
【００８１】
かかる場合、図４におけるＮリレー４２の状態を示すタイミングチャートにハッチングを付した部分のように、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの間、Ｎリレー４２はＯＮに維持されてＯＦＦにならない。診断部１１は、このようにＮリレー４２がＯＦＦにならなければ、監視部１０が故障していると診断する。
【００８２】
その後、診断部１１は、時刻ｔ１０で制御部７へ異常動作終了指令を行って、監視部１０の故障診断を終了する。これにより、時刻ｔ１０で制御部７の動作状態が正常状態に戻る。そして、制御部７は、Ｎリレー４２の駆動信号をＨｉｇｈからＬｏｗへ切り替える。
【００８３】
これにより、制御部７は、仮に、監視部１０が故障していたとしても、最後まで接続状態となっていたＮリレー４２をＯＮからＯＦＦにすることができる。また、監視部１０は、故障していない場合、時刻ｔ１０で制御部７の動作状態が正常状態に戻ってから所定時間経過後の時刻ｔ１１で監視信号をＬｏｗからＨｉｇｈへ切り替える。そして、制御部７は、かかる時刻ｔ１１で処理を終了する。
【００８４】
このように、診断部１１は、動作状態が正常な制御部７による終了処理に伴うＮリレー４２の遮断を行わせずに、動作状態を意図的に異常にさせて、監視部１０がＮリレー４２を遮断するか否かに基づいて監視部１０の故障診断を行う。
【００８５】
つまり、診断部１１は、電力供給システムの起動処理中や定常処理中ではなく、電力供給システムの終了処理中に、監視部１０の故障診断を行う。これにより、電源管理装置１は、電力供給システムの起動時間を遅延させることなく、監視部１０の故障診断を行うことができる。
【００８６】
また、診断部１１は、電源２の高電圧側に接続されるＰリレー４１と、電源２の低電圧側に接続されるＮリレー４２とのうち、制御部７による終了処理に伴って最後に遮断される方のＮリレー４２の遮断を行わせずに、監視部１０の故障診断を行う。
【００８７】
つまり、診断部１１は、監視部１０が故障していても、故障していなくても、最終的には切断する必要があるＮリレー４２のＯＦＦ動作を監視部１０の診断に使用する。これにより、診断部１１は、監視部１０の診断のためだけにＮリレー４２を一度ＯＦＦからＯＮにするスイッチングを行わずに、監視部１０の故障診断を行うことができる。
【００８８】
したがって、電源管理装置１は、監視部１０の診断のためだけにＮリレー４２を一度ＯＦＦからＯＮにするスイッチングを行う場合に比べて、終了処理に要する時間を短縮することができる。さらに、電源管理装置１は、Ｎリレー４２のスイッチング回数の増大を抑制することによって、Ｎリレー４２の劣化の進行を遅らせることができる。
【００８９】
なお、診断部１１は、例えば、Ｐリレー４１のＯＦＦ動作を利用して監視部１０の故障診断を行うことも可能である。ただし、診断部１１がＰリレー４１のＯＦＦ動作を利用して監視部１０の故障診断を行う場合、電源管理装置１では、監視部１０によってＰリレー４１およびＮリレー４２が同時にＯＦＦにされるため、Ｐリレー４１のＯＮ固着を特定できなくなる。
【００９０】
従って、この場合は、監視部１０から出力される監視信号をＡＮＤ回路８３に供給しない構成にしておけば、監視部１０の故障診断でＰリレー４１のみＯＦＦにすることができ、前述したとおりＰリレー４１のＯＮ固着を診断できる。
【００９１】
次に、図５を参照して電源管理装置１が実行するメイン処理について説明する。図５は、実施形態に係る電源管理装置１が実行するメイン処理を示すフローチャートである。ここでは、電源管理装置１が製造されてから２回目以降にＰリレー４１およびＮリレー４２の駆動制御を行う場合に実行する処理について説明する。
【００９２】
図５に示すように、電源管理装置１では、まず、制御部７は、起動信号の入力があるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。かかる起動信号は、例えば、車両のイグニッションスイッチがＯＮされた場合に、図示を省略したＥＣＵから制御部７へ入力される信号である。
【００９３】
制御部７は、起動信号の入力なしと判定した場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、起動信号が入力されるまでステップＳ１０１の判定処理を繰り返す。また、制御部７は、起動信号の入力ありと判定した場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、起動処理を実行する（ステップＳ１０２）。かかる起動処理の一例については、図６を参照して後述する。
【００９４】
その後、制御部７は、定常処理を実行する（ステップＳ１０３）。例えば、制御部７は、電源２の充電量が所定の閾値以上である場合に、Ｐリレー４１およびＮリレー４２をＯＦＦからＯＮにし、電源２の充電量が所定の閾値未満になった場合に、Ｐリレー４１およびＮリレー４２をＯＮからＯＦＦにする定常処理を行う。
【００９５】
その後、制御部７は、終了信号の入力があるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。かかる終了信号は、例えば、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦされた場合に、図示を省略したＥＣＵから制御部７へ入力される信号である。
【００９６】
制御部７は、終了信号の入力なしと判定した場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、処理をステップＳ１０３へ移し、終了信号の入力があるまで定常処理を継続して実行する。また、制御部７は、終了信号ありと判定した場合(ステップＳ１０４，Ｙｅｓ)、終了処理を実行して（ステップＳ１０５）、処理を終了する。かかる終了処理の一例については、図７を参照して後述する。
【００９７】
次に、図６を参照して電源管理装置１が実行する起動処理について説明する。図６は、実施形態に係る電源管理装置１が実行する起動処理を示すフローチャートである。図６に示すように、制御部７は、起動処理を開始すると、まず、Ｐｒｅリレー４３をＯＮにして（ステップＳ２０１）、コンデンサ４５をＰｒｅチャージする。
【００９８】
その後、制御部７は、Ｎリレー４２がＯＮ固着しているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。そして、制御部７は、Ｎリレー４２がＯＮ固着していると判定した場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００９９】
また、制御部７は、Ｎリレー４２がＯＮ固着していないと判定した場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、Ｐｒｅリレー４３をＯＦＦにし（ステップＳ２０３）、Ｎリレー４２をＯＮし（ステップＳ２０４）、Ｐｒｅリレー４３をＯＮにする（ステップＳ２０５）。
【０１００】
その後、制御部７は、Ｐｒｅリレー４３またはＮリレー４２がＯＦＦ固着しているか否かを判定する。そして、制御部７は、Ｐｒｅリレー４３またはＮリレー４２がＯＦＦ固着していると判定した場合（ステップＳ２０６）、処理を終了する。
【０１０１】
また、制御部７は、Ｐｒｅリレー４３またはＮリレー４２がＯＦＦ固着していないと判定した場合（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、Ｐｒｅリレー４３またはＰリレー４１がＯＮ固着しているか否かを判定する（ステップＳ２０７）。そして、制御部７は、Ｐｒｅリレー４３またはＰリレー４１がＯＮ固着していると判定した場合（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【０１０２】
また、制御部７は、Ｐｒｅリレー４３またはＰリレー４１がＯＮ固着していないと判定した場合（ステップＳ２０７，Ｎｏ）、Ｐリレー４１をＯＮにし（ステップＳ２０８）、Ｐｒｅリレー４３をＯＦＦにする（ステップＳ２０９）。その後、制御部７は、Ｐリレー４１がＯＦＦ固着しているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。
【０１０３】
そして、制御部７は、Ｐリレー４１がＯＦＦ固着していると判定した場合（ステップＳ２１０，Ｙｅｓ）、処理を終了する。また、制御部７は、Ｐリレー４１がＯＦＦ固着していないと判定した場合（ステップＳ２１０，Ｎｏ）、図５に示す処理をメイン処理中の定常処理へ戻す。
【０１０４】
次に、図７を参照して電源管理装置１が実行する終了処理について説明する。図７は、実施形態に係る電源管理装置１が実行する終了処理を示すフローチャートである。図７に示すように、制御部７は、終了処理を開始すると、まず、Ｐリレー４１をＯＦＦにし（ステップＳ３０１）、Ｐリレー４１がＯＮ固着しているか否かを判定する（ステップＳ３０２）。
【０１０５】
そして、制御部７は、Ｐリレー４１がＯＮ固着していると判定した場合（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）、Ｐリレー４１がＯＮ固着していることを示す故障情報を記憶し（ステップＳ３０７）、処理をステップＳ３０３へ移す。また、制御部７は、Ｐリレー４１がＯＮ固着していないと判定した場合（ステップＳ３０２，Ｎｏ）、処理をステップＳ３０３へ移す。
【０１０６】
ステップＳ３０３において、診断部１１は、制御部７へ意図的な異常動作開始指令を行い、その後、リレー駆動部９３から出力されるＮリレー４２の駆動信号がＬｏｗになっているか否かに基づきＮリレー４２がＯＦＦになっているか否かを判定する（ステップＳ３０４）。そして、診断部１１は、Ｎリレー４２がＯＦＦになっていると判定した場合（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）、監視部１０を正常と診断し（ステップＳ３０５）、処理をステップＳ３０６へ移す。
【０１０７】
また、診断部１１は、Ｎリレー４２がＯＦＦになっていないと判定した場合（ステップＳ３０４，Ｎｏ）、監視部１０を故障と診断し（ステップＳ３０８）、処理をステップＳ３０９へ移す。ステップＳ３０９において、制御部７は、Ｎリレー４２をＯＦＦにして、処理をステップＳ３０６に移す。ステップＳ３０６において、診断部１１は、制御部７へ異常動作終了指令を行って処理を終了する。
【０１０８】
上述したように、実施形態に係る電源管理装置は、制御部と、監視部と、診断部とを備える。制御部は、電源と負荷とを切離可能に接続するリレーの駆動制御を行う。監視部は、制御部の動作状態を監視し、動作状態の異常を検知した場合に、リレーを遮断する。
【０１０９】
診断部は、動作状態が正常な制御部による駆動制御の終了に伴うリレーの遮断を行わせずに、動作状態を意図的に異常にさせて、監視部がリレーを遮断するか否かに基づいて監視部の故障診断を行う。これにより、電源管理装置は、電力供給システムの起動時間を遅延させることなく、監視部の故障診断を行うことができる。
【０１１０】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１  電源管理装置
２  電源
３  負荷
４１  Ｐリレー
４２  Ｎリレー
４３  Ｐｒｅリレー
４４  抵抗
４５  コンデンサ
５  電力変換部
６  電池状態検知部
７  制御部
１０  監視部
１１  診断部
８１，８２，８３  ＡＮＤ回路
９１，９２，９３  リレー駆動部
【図１】
2018183019.tif 000003
【図２】
2018183019.tif 000004
【図３】
2018183019.tif 000005
【図４】
2018183019.tif 000006
【図５】
2018183019.tif 000007
【図６】
2018183019.tif 000008
【図７】
2018183019.tif 000009