(57)【要約】【課題】補機への電力供給を停止させずに、補機バッテリと補機との間に接続されるリレーの接点が溶着しているか否かを診断する。【解決手段】オルタネータ３または電力変換回路５から補機２に電力が供給されているときで、かつ、リレーＲｅを開状態にさせているとき、オルタネータ３または電力変換回路５から出力される第１の電圧と、リレーＲｅと補機２との接続点ｐにかかる第２の電圧とが合致する場合、リレーＲｅの接点が溶着していないと診断し、第１の電圧と第２の電圧とが合致しない場合、リレーＲｅの接点が溶着していると診断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補機バッテリと補機との間に接続されるリレーの接点が溶着しているか否かを診断するリレー溶着診断装置であって、
前記リレーの動作を制御する制御部と、
オルタネータ、または、車両駆動用バッテリの出力電力を所定電力に変換する電力変換回路から前記補機に電力が供給されているときで、かつ、前記リレーを開状態にさせているとき、前記オルタネータまたは前記電力変換回路から出力される第１の電圧と、前記リレーと前記補機との接続点にかかる第２の電圧とが合致する場合、前記リレーの接点が溶着していないと診断し、前記第１の電圧と前記第２の電圧とが合致しない場合、前記リレーの接点が溶着していると診断する診断部と、
を備えるリレー溶着診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載のリレー溶着診断装置であって、
前記診断部は、前記オルタネータの発電量が閾値以上である状態で前記オルタネータから前記補機に電力が供給されているとき、前記リレーの接点が溶着しているか否かの診断を行う
ことを特徴とするリレー溶着診断装置。
【請求項３】
請求項１に記載のリレー溶着診断装置であって、
前記電力変換回路は、低出力モードで前記補機に電力を供給しているとき、前記車両駆動用バッテリの出力電力を第１の電力に変換し、高出力モードで前記補機に電力を供給しているとき、前記車両駆動用バッテリの出力電力を前記第１の電力よりも大きい第２の電力に変換し、
前記診断部は、前記高出力モードで前記電力変換回路から前記補機に電力が供給されているとき、前記リレーの接点が溶着しているか否かの診断を行う
ことを特徴とするリレー溶着診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補機バッテリと補機との間に接続されるリレーの接点が溶着しているか否かを診断するリレー溶着診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるリレー溶着診断装置として、補機バッテリが過放電状態になることを防止するために補機バッテリと補機との間に設けられるリレーを開状態にさせているとき、補機バッテリに電流が流れていないことを検知すると、リレーの接点が溶着していないと診断するものがある。
【０００３】
関連する技術として、例えば、特許文献１〜４がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７２１３７号公報
【特許文献２】特開２０１１−０５５６３１号公報
【特許文献３】特開２００５−１１６４８５号公報
【特許文献４】特開２００７−２９５６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記リレー溶着診断装置では、リレーの接点が溶着しているか否かを診断するためにリレーを開状態にさせているとき、補機バッテリから補機への電力供給が停止してしまうという懸念がある。
【０００６】
そこで、本発明の一側面に係る目的は、補機への電力供給を停止させずに、補機バッテリと補機との間に接続されるリレーの接点が溶着しているか否かを診断することが可能なリレー溶着診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る一つの形態であるリレー溶着診断装置は、制御部と、診断部とを備える。
制御部は、補機バッテリと補機との間に接続されるリレーの動作を制御する。
診断部は、オルタネータ、または、車両駆動用バッテリの出力電力を所定電力に変換する電力変換回路から補機に電力が供給されているときで、かつ、リレーを開状態にさせているとき、オルタネータまたは電力変換回路から出力される第１の電圧と、リレーと補機との接続点にかかる第２の電圧とが一致する場合、リレーの接点が溶着していないと診断し、第１の電圧と第２の電圧とが一致しない場合、リレーの接点が溶着していると診断する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、補機への電力供給を停止させずに、補機バッテリと補機との間に接続されるリレーの接点が溶着しているか否かを診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態のリレー溶着診断装置を含む電池パックの一例を示す図である。
【図２】溶着診断処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】変形例１における溶着診断処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】変形例２における溶着診断処理の一例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】
【００１０】
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態のリレー溶着診断装置を含む電池パックの一例を示す図である。
図１に示す電池パック１は、例えば、ハイブリッド車などの車両Ｖｅに搭載される。
【００１１】
車両Ｖｅは、電池パック１の他に、補機２、オルタネータ３、制御部４、車両駆動用バッテリＢｍ、電力変換回路５、制御部６、及び車両側ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７などが搭載される。なお、車両Ｖｅがエンジン車である場合、車両駆動用バッテリＢｍ、電力変換回路５、及び制御部６を省略してもよい。
【００１２】
補機２は、例えば、スタータモータやエアコンディショナーなどであり、電池パック１、オルタネータ３、及び電力変換回路５の少なくとも１つから供給される電力により駆動する。
【００１３】
オルタネータ３は、電池パック１及び補機２の少なくとも１つに電力を供給する。
制御部４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）により構成され、オルタネータ３の駆動を制御する。
【００１４】
また、制御部４は、オルタネータ３を駆動させている旨を示す情報Ｄａ１、及び、オルタネータ３から出力される第１の電圧ａを示す情報Ｄａ２を車両側ＥＣＵ７に送る。
車両駆動用バッテリＢｍは、例えば、１つ以上の二次電池（リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、または電気二重層コンデンサなど）により構成され、不図示のＤＣＤＣコンバータを介して走行用モータに電力を供給する。
【００１５】
電力変換回路５は、例えば、ＤＣＤＣコンバータにより構成され、車両駆動用バッテリＢｍの出力電力を所定電力に変換し、その変換した電力を電池パック１及び補機２の少なくとも１つに供給する。
【００１６】
制御部６は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡやＰＬＤなど）により構成され、電力変換回路５の駆動を制御する。
また、制御部６は、電力変換回路５を駆動させている旨を示す情報Ｄｂ１、及び、電力変換回路５から出力される第１の電圧ｂを示す情報Ｄｂ２を車両側ＥＣＵ７に送る。なお、第１の電圧ａと第１の電圧ｂは、互いに異なる電圧でもよいし、互いに同じ電圧でもよい。
【００１７】
車両側ＥＣＵ７は、例えば、車両Ｖｅがハイブリッド車である場合、ＨＶ（Hybrid Vehicle）−ＥＣＵにより構成され、車両Ｖｅがエンジン車である場合、ＥＦＩ（Electrical Fuel Injection）−ＥＣＵにより構成され、車両Ｖｅ全体の動作を統括して制御する。
【００１８】
また、車両側ＥＣＵ７は、情報Ｄａ１、情報Ｄａ２、情報Ｄｂ１、及び情報Ｄｂ２をＣＡＮ（Controller Area Network）通信などを用いて電池パック１に送る。
電池パック１は、補機バッテリＢと、リレーＲｅと、電流検出部８と、補機ＥＣＵ９とを備える。
【００１９】
補機バッテリＢは、例えば、１つ以上の二次電池（リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、または電気二重層コンデンサなど）により構成される。
リレーＲｅは、例えば、電磁式リレーにより構成され、補機バッテリＢと補機２との間に接続される。
【００２０】
電流検出部８は、例えば、シャント抵抗により構成され、補機バッテリＢに流れる電流Ｉを検出する。
補機ＥＣＵ９は、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、スイッチＳＷと、補機制御部１０とを備える。なお、抵抗Ｒ１の一方端はリレーＲｅと補機２との接続点ｐに接続され、抵抗Ｒ１の他方端は抵抗Ｒ２の一方端に接続され、抵抗Ｒ２の他方端はスイッチＳＷの一方端に接続され、スイッチＳＷの他方端はグランドに接続されている。スイッチＳＷが開状態から閉状態になると、リレーＲｅと補機２との接続点ｐにかかる第２の電圧が抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧される。
【００２１】
スイッチＳＷは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）により構成される。
補機制御部１０は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡやＰＬＤなど）により構成され、制御部１１と、診断部１２とを備える。例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、またはプログラマブルなデバイスが不図示の記憶部に記憶されているプログラムを実行することで、制御部１１及び診断部１２が実現される。また、リレー溶着診断装置は、例えば、少なくとも制御部１１及び診断部１２を備えて構成される。
【００２２】
制御部１１は、リレーＲｅの動作を制御する。例えば、制御部１１は、補機バッテリＢの電圧が閾値Ｖｔｈ以下になると、または、補機バッテリＢの充電率（補機バッテリＢの満充電容量に対する現在の充電容量の比率）が閾値ＳＯＣｔｈ以下になると、リレーＲｅを閉状態から開状態に切り換えて、補機バッテリＢから補機２を切り離す。これにより、補機バッテリＢが過放電状態になることを防止することができる。
【００２３】
診断部１２は、診断タイミングになると、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを診断するための溶着診断処理を実行する。
図２は、溶着診断処理の一例を示すフローチャートである。なお、補機バッテリＢの電圧と第１の電圧ａ、ｂは互いに異なる電圧とする。そのため、リレーＲｅが閉状態であり補機バッテリＢが接続点ｐ、オルタネータ３の出力端子、及び電力変換回路５の出力端子に接続されているとき、接続点ｐにかかる第２の電圧は、オルタネータ３から出力される第１の電圧ａまたは電力変換回路５から出力される第１の電圧ｂと異なる電圧になるものとする。また、リレーＲｅが開状態であり補機バッテリＢが接続点ｐ、オルタネータ３の出力端子、及び電力変換回路５の出力端子から切り離されているとき、接続点ｐにかかる第２の電圧は、オルタネータ３から出力される第１の電圧ａまたは電力変換回路５から出力される第１の電圧ｂと同じ電圧になるものとする。
【００２４】
まず、診断部１２は、オルタネータ３及び電力変換回路５から補機２に電力が供給されていないと判断すると（Ｓ１１：Ｎｏ）、今回の溶着診断処理を終了する。
例えば、診断部１２は、情報Ｄａ１が車両側ＥＣＵ７から送られてきていないと判断すると、オルタネータ３から補機２に電力が供給されていないと判断する。
【００２５】
例えば、診断部１２は、情報Ｄｂ１が車両側ＥＣＵ７から送られてきていないと判断すると、電力変換回路５から補機２に電力が供給されていないと判断する。
一方、診断部１２は、オルタネータ３または電力変換回路５から補機２に電力が供給されていると判断すると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、オルタネータ３または電力変換回路５から出力される第１の電圧を取得する（Ｓ１２）。
【００２６】
例えば、診断部１２は、情報Ｄａ１が車両側ＥＣＵ７から送られてきていると判断すると、オルタネータ３から補機２に電力が供給されていると判断する。
例えば、診断部１２は、情報Ｄｂ１が車両側ＥＣＵ７から送られてきていると判断すると、電力変換回路５から補機２に電力が供給されていると判断する。
【００２７】
例えば、診断部１２は、情報Ｄａ１とともに車両側ＥＣＵ７から送られてきた情報Ｄａ２に示される第１の電圧ａを、第１の電圧とする。
例えば、診断部１２は、情報Ｄｂ１とともに車両側ＥＣＵ７から送られてきた情報Ｄｂ２に示される第１の電圧ｂを、第１の電圧とする。
【００２８】
次に、診断部１２は、リレーＲｅを開状態にさせるための指示を制御部１１に送ることで、リレーＲｅを閉状態から開状態に切り替えさせた後（Ｓ１３）、スイッチＳＷを開状態から閉状態に切り替え（Ｓ１４）、接続点ｐにかかる第２の電圧を取得する（Ｓ１５）。例えば、診断部１２は、スイッチＳＷを閉状態にしているとき、第２の電圧＝抵抗Ｒ２にかかる電圧×（抵抗Ｒ１の抵抗値＋抵抗Ｒ２の抵抗値）／抵抗Ｒ２の抵抗値を計算した結果を、第２の電圧とする。なお、診断部１２は、接続点ｐにかかる第２の電圧を直接取得するように構成してもよい。このように構成する場合、抵抗Ｒ１、Ｒ２及びスイッチＳＷを省略することができる。
【００２９】
次に、診断部１２は、第１の電圧と第２の電圧とが合致する場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、リレーＲｅの接点が溶着していないと診断する（Ｓ１７）。リレーＲｅの接点が溶着していないとき、リレーＲｅを開状態にさせると、補機バッテリＢが接続点ｐ、オルタネータ３の出力端子、及び電力変換回路５の出力端子から切り離されるため、第２の電圧は第１の電圧と同じ電圧になる。そのため、診断部１２は、第１の電圧と第２の電圧とが合致する場合、リレーＲｅの接点が溶着していないと診断することができる。
【００３０】
一方、診断部１２は、第１の電圧と第２の電圧とが合致しない場合（Ｓ１６：Ｎｏ）、リレーＲｅの接点が溶着していると診断する（Ｓ１８）。リレーＲｅの接点が溶着しているとき、リレーＲｅを開状態にさせても、補機バッテリＢが接続点ｐ、オルタネータ３の出力端子、及び電力変換回路５の出力端子に接続されたままになるため、第２の電圧は第１の電圧と異なる電圧になる。そのため、診断部１２は、第１の電圧と第２の電圧とが合致しない場合、リレーＲｅの接点が溶着していると診断することができる。
【００３１】
このように、実施形態の電池パック１では、オルタネータ３または電力変換回路５から補機２に電力が供給されているとき、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを判断する構成であるため、補機２への電力供給を停止させずに、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを診断することができる。
【００３２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【００３３】
＜変形例１＞
制御部４は、オルタネータ３から出力される第１の電圧ａを示す情報Ｄａ２及びオルタネータ３の発電量を示す情報Ｄａ３を車両側ＥＣＵ７に送る。
【００３４】
車両側ＥＣＵ７は、情報Ｄａ２及び情報Ｄａ３をＣＡＮ通信などを用いて補機制御部１０に送る。
図３は、変形例１における溶着診断処理の一例を示すフローチャートである。
【００３５】
まず、診断部１２は、情報Ｄａ３を参照して、オルタネータ３の発電量が閾値Ｐｔｈよりも小さい状態でオルタネータ３から補機２に電力が供給されていると判断すると（Ｓ１１´：Ｎｏ）、今回の溶着診断処理を終了する。閾値Ｐｔｈは、駆動している補機２が動作するのに必要な電力以上の値である。
【００３６】
一方、診断部１２は、情報Ｄａ３を参照して、オルタネータ３の発電量が閾値Ｐｔｈ以上である状態でオルタネータ３から補機２に電力が供給されていると判断すると（Ｓ１１´：Ｙｅｓ）、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを診断する（Ｓ１２〜Ｓ１８）。なお、閾値Ｐｔｈは、例えば、後述する高出力モードで電力変換回路５を駆動させているときに補機２に供給される電力とする。また、図３に示すＳ１２〜Ｓ１８の処理は、図２に示すＳ１２〜Ｓ１８の処理と同様であるため、その説明を省略する。
【００３７】
変形例１のリレー溶着診断装置によれば、オルタネータ３の発電量が閾値Ｐｔｈ以上である状態でオルタネータ３から補機２に電力が供給されているとき、すなわち、オルタネータ３から補機２に比較的大きな電力が供給されているとき、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを診断することができるため、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを診断しているときにオルタネータ３から補機２以外の負荷にも電力が供給されることなどによりオルタネータ３から補機２に供給される電力が不足することを低減することができる。
【００３８】
＜変形例２＞
電力変換回路５は、低出力モードで補機２に電力を供給しているとき、車両駆動用バッテリＢｍの出力電力を第１の電力に変換し、高出力モードで補機２に電力を供給しているとき、車両駆動用バッテリＢｍの出力電力を第１の電力よりも大きい第２の電力に変換する。
【００３９】
制御部６は、電力変換回路５から出力される第１の電圧ｂを示す情報Ｄｂ２及び電力変換回路５の現在のモードを示す情報Ｄｂ３を車両側ＥＣＵ７に送る。
車両側ＥＣＵ７は、情報Ｄｂ２及び情報Ｄｂ３をＣＡＮ通信などを用いて補機制御部１０に送る。
【００４０】
図４は、変形例２における溶着診断処理の一例を示すフローチャートである。
まず、診断部１２は、情報Ｄｂ３を参照して、低出力モードで電力変換回路５から補機２に電力が供給されていると判断すると（Ｓ１１´´：Ｎｏ）、今回の溶着診断処理を終了する。
【００４１】
一方、診断部１２は、情報Ｄｂ３を参照して、高出力モードで電力変換回路５から補機２に電力が供給されていると判断すると（Ｓ１１´´：Ｙｅｓ）、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを診断する（Ｓ１２〜Ｓ１８）。なお、図４に示すＳ１２〜Ｓ１８の処理は、図２に示すＳ１２〜Ｓ１８の処理と同様であるため、その説明を省略する。
【００４２】
変形例２のリレー溶着診断装置によれば、高出力モードで電力変換回路５から補機２に電力が供給されているとき、すなわち、電力変換回路５から補機２に比較的大きな電力が供給されているとき、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを診断することができるため、リレーＲｅの接点が溶着しているか否かを診断しているときに電力変換回路５から補機２以外の負荷にも電力が供給されることなどにより電力変換回路５から補機２に供給される電力が不足することを低減することができる。
【００４３】
＜変形例３＞
図２のＳ１５の後、図３のＳ１５の後、または図４のＳ１５の後、診断部１２は、第１の電圧と第２の電圧とが合致する場合で、かつ、電流検出部８により検出される電流Ｉがゼロである場合、リレーＲｅの接点が溶着していないと診断し、第１の電圧と第２の電圧とが合致しない場合で、かつ、電流検出部８により検出される電流Ｉがゼロでない場合、リレーＲｅの接点が溶着していると診断するように構成してもよい。
【００４４】
変形例３のリレー溶着診断装置では、第１及び第２の電圧を用いてリレーＲｅの接点が溶着しているか否かを診断するとともに、さらに電流Ｉを用いてリレーＲｅの接点が溶着しているか否かを診断するため、溶着診断の精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  電池パック
２  補機
３  オルタネータ
４  制御部
５  電力変換回路
６  制御部
７  車両側ＥＣＵ
８  電流検出部
９  補機ＥＣＵ
１０  補機制御部
１１  制御部
１２  診断部
Ｖｅ  車両
Ｂ  補機バッテリ
Ｒｅ  リレー
Ｒ１、Ｒ２  抵抗
ＳＷ  スイッチ
Ｂｍ  車両駆動用バッテリ
【図１】
2019062602.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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