(57)【要約】【課題】  コンデンサの状態に応じて適切なリレーの診断を短時間で可能な電源装置を実現する。【解決手段】  マイコンＥ３は信号線Ｈ４，信号線Ｈ５を介してリレーＥ１及びリレーＥ２をオフとする信号を供給する。次に、マイコンＥ３はコンデンサＣ１端の電圧Ｖｃを検出し、その電圧Ｖｃが０［Ｖ］あるいは閾値電圧より低い場合、コンデンサＣ１の電荷が空の状態と判断し、チャージ前診断に従ってリレーＥ１及びＥ２の故障診断を行う。一方、コンデンサＣ１の電圧Ｖｃが閾値電圧より高い場合はコンデンサＣ１に電荷が溜まっている状態と判断しチャージ中診断に従ってリレーＥ１及びＥ２の故障診断を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、この電源に接続される複数の切替スイッチと、前記切替スイッチに接続されると共に負荷に接続されるコンデンサと、前記切替スイッチの開閉動作を制御する制御手段とを有し、前記電源から前記負荷に電力を供給する電源装置において、
前記制御手段は、
前記コンデンサの蓄電状態を検出し、前記コンデンサが蓄電されている場合の前記複数の切替スイッチの故障診断方法と、前記コンデンサが蓄電されていない場合の前記複数の切替スイッチの故障診断方法とを切替え、前記切替スイッチの開閉動作を行うことにより、前記切替スイッチの故障を診断することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の電源装置において、前記複数の切替スイッチは、互いに直列接続された、２つの切替スイッチであり、
前記制御手段は、前記２つの切替スイッチを共に開とし、前記コンデンサの端子電圧が０である場合は、前記コンデンサは蓄電されていないと判断して、前記直列接続された２つの切替スイッチの互いの接続点の電圧が０か否かを判断し、
０でないときは、２つの切替スイッチのうち、前記バッテリ側に接続された切替スイッチのオフ機能故障と診断し、
０であるときは、前記バッテリ側に接続された切替スイッチを閉とすると共に、前記コンデンサ側に接続された切替スイッチを開とし、前記直列接続された２つの切替スイッチの互いの接続点の電圧がバッテリ電圧と等しいか否かを判断し、バッテリ電圧に等しくないときは、前記バッテリ側に接続された切替スイッチはオン機能故障であり、前記コンデンサ側に接続された切替スイッチは、オフ機能故障であると診断することを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２記載の電源装置において、前記制御手段が、前記直列接続された２つの切替スイッチの互いの接続点の電圧が０であり、前記バッテリ側に接続された切替スイッチを閉とすると共に、前記コンデンサ側に接続された切替スイッチを開としたときに、前記直列接続された２つの切替スイッチの互いの接続点の電圧がバッテリ電圧と等しいときは、前記バッテリ側に接続された切替スイッチを開とすると共に、前記コンデンサ側に接続された切替スイッチを閉とし、前記直列接続された２つの切替スイッチの互いの接続点の電圧が前記コンデンサの端子電圧と等しくないときは、前記コンデンサ側に接続された切替スイッチがオン機能故障であると診断することを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１記載の電源装置において、前記複数の切替スイッチは、互いに直列接続された、２つの切替スイッチであり、
前記制御手段は、前記２つの切替スイッチを共に開とし、前記コンデンサの端子電圧が０でない場合は、前記コンデンサは蓄電されていると判断して、前記直列接続された２つの切替スイッチの互いの接続点の電圧が０か否かを判断し、
０でないときは、２つの切替スイッチは共に、オフ機能故障と診断し、
０であるときは、前記バッテリ側に接続された切替スイッチを閉とすると共に、前記コンデンサ側に接続された切替スイッチを開とし、
前記直列接続された２つの切替スイッチの互いの接続点の電圧がバッテリ電圧と等しいか否かを判断し、バッテリ電圧に等しくないときは、前記バッテリ側に接続された切替スイッチはオン機能故障であると診断することを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項４記載の電源装置において、前記制御手段が、前記直列接続された２つの切替スイッチの互いの接続点の電圧が０であり、前記バッテリ側に接続された切替スイッチを閉とすると共に、前記コンデンサ側に接続された切替スイッチを開としたときに、前記直列接続された２つの切替スイッチの互いの接続点の電圧がバッテリ電圧と等しいときは、前記バッテリ側に接続された切替スイッチを開とすると共に、前記コンデンサ側に接続された切替スイッチを閉とし、前記直列接続された２つの切替スイッチの互いの接続点の電圧が前記コンデンサの端子電圧と等しくないときは、前記コンデンサ側に接続された切替スイッチがオン機能故障であると診断することを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１記載の電源装置において、前記バッテリは、第１のバッテリと第２のバッテリとの２つのバッテリからなり、前記複数の切替スイッチは、互いに直列接続され、前記第１のバッテリと前記コンデンサとの間に接続される第１の切替スイッチと、第２の切替スイッチと、前記第２のバッテリと、前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチとの互いの接続点との間に接続される第３の切替スイッチからなることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項６記載の電源装置において、前記制御手段は、前記第１の切替スイッチ，第２切替スイッチ及び第３の切替スイッチを開とし、
前記コンデンサの端子電圧が０である場合は、前記コンデンサは蓄電されていないと判断して、前記直列接続された第１の切替スイッチと第２の切替スイッチの互いの接続点の電圧が０か否かを判断し、
０でないときは、前記第１の切替スイッチのオフ機能故障と診断し、
０であるときは、前記第１の切替スイッチを閉とすると共に、前記第２の切替スイッチを開とし、前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチの互いの接続点の電圧がバッテリ電圧と等しいか否かを判断し、バッテリ電圧と等しくないときは、前記第１の切替スイッチはオン機能故障であり、前記第２の切替スイッチは、オフ機能故障であると診断することを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項７記載の電源装置において、前記制御手段が、前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチの互いの接続点の電圧が０であり、前記第１の切替スイッチを閉とすると共に、前記第２の切替スイッチを開としたときに、前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチの互いの接続点の電圧がバッテリ電圧と等しいときは、前記第１の切替スイッチを開とすると共に、前記第２の切替スイッチを閉とし、前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチの互いの接続点の電圧が前記コンデンサの端子電圧と等しくないときは、前記第２の切替スイッチがオン機能故障であると診断することを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項６記載の電源装置において、前記制御手段は、前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチを共に開とし、前記コンデンサの端子電圧が０でない場合は、前記コンデンサは蓄電されていると判断して、前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチの互いの接続点の電圧が０か否かを判断し、
０でないときは、２つの切替スイッチは共に、オフ機能故障と診断し、
０であるときは、前記第１の切替スイッチを閉とすると共に、前記第２の切替スイッチを開とし、
前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチの互いの接続点の電圧がバッテリ電圧と等しいか否かを判断し、バッテリ電圧に等しくないときは、前記第１の切替スイッチはオン機能故障であると診断することを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
請求項９記載の電源装置において、前記制御手段が、前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチの互いの接続点の電圧が０であり、前記第１の切替スイッチを閉とすると共に、前記第２の切替スイッチを開としたときに、前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチの互いの接続点の電圧がバッテリ電圧と等しいときは、前記第１の切替スイッチを開とすると共に、前記第２の切替スイッチを閉とし、前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチの互いの接続点の電圧が前記コンデンサの端子電圧と等しくないときは、前記第２の切替スイッチがオン機能故障であると診断することを特徴とする電源装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の電源装置において、前記制御手段は、前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチの互いの接続点の電圧が前記コンデンサの端子電圧と等しいときは、前記第１の切替スイッチ及び第２の切替スイッチを共に開とし、
前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチとの接続点の電圧が０ではないときは、前記第３の切替スイッチがオフ機能故障であると判断し、
前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチとの接続点の電圧が０であるときは、前記第３の切替スイッチを閉とし、前記第３の切替スイッチが接続された前記第１の切替スイッチと第２の切替スイッチとの接続点の電圧が、前記第２のバッテリの電圧と等しくないときには前記第３の切替スイッチのオン機能故障であると判断することを特徴とする電源装置。
【請求項１２】
請求項１記載の電源装置において、前記制御手段は、前記バッテリに流れる電流と、前記コンデンサに流れる電流と、前記複数の切替スイッチに流れる電流を検出し、検出した電流に基づいて、前記切替スイッチの故障を診断することを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のリレーを有し、これら複数のリレーの故障を判定することが可能な電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源装置における複数のリレーの故障診断を行うために、リレーをオン・オフさせ、絶縁抵抗検出回路により検出された絶縁抵抗検出信号の電圧によって、各リレーの故障状態（オンしたままの故障、オフしたままの故障）を診断する技術が特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、コンデンサの電荷を負荷に放電した後に、リレーをオフとし、リレーの両端電圧を測定して故障診断を行う技術が特許文献２に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４９８４３号公報
【特許文献２】特開２００２−１７５７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、電源装置に配置されている例えば平滑用のコンデンサの充放電状態を確認するモニタ手段がない。このため、コンデンサの状態が確実に推定可能な場合に限りリレーの故障診断が可能であり、診断が可能な時期が不安定である。また、対地静電容量の小さなハーネスの場合、電圧変化が小さくなり、故障判定が困難である。
【０００６】
特許文献２に記載の技術では、コンデンサの電荷を放電した後にリレーの故障診断を行っているが、診断毎に放電を行っているため、コンデンサをチャージしなければならない回数が多くなり、コンデンサの寿命が短くなる。また、コンデンサの充放電時間が必要であり、リレーの故障診断時間が長時間となってしまっていた。
【０００７】
本発明の目的は、コンデンサの状態に応じて適切なリレーの診断を短時間で可能な電源装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
【０００９】
本発明の電源装置は、電源と、この電源に接続される複数の切替スイッチと、前記切替スイッチに接続されると共に負荷に接続されるコンデンサと、前記切替スイッチの開閉動作を制御する制御手段とを有し、前記電源から前記負荷に電力を供給する電源装置であり、前記制御手段は、前記コンデンサの蓄電状態を検出し、前記コンデンサが蓄電されている場合の前記複数の切替スイッチの故障診断方法と、前記コンデンサが蓄電されていない場合の前記複数の切替スイッチの故障診断方法とを切替え、前記切替スイッチの開閉動作を行うことにより、前記切替スイッチの故障を診断する。
【発明の効果】
【００１０】
コンデンサの状態に応じて適切なリレーの診断を短時間で可能な電源装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、第１の実施形態が適用される電源装置の概略構成図である。この電源装置は、例えば、車両用の電源装置に用いられ、実際には複数の負荷が接続され、リレー（切替スイッチ）のオン・オフ（開閉）により電力供給が制御されるが、図示の都合上、その他の負荷や電力供給線は省略する。
【００１３】
図１において、Ｍ１は例えば、モータ等の負荷であり、Ｂ１は直流電源であるバッテリ（第１のバッテリ）である。Ｃ１はコンデンサであり、負荷Ｍ１と並列に接続されている。このコンデンサＣ１は、例えばモータＭ１の平滑コンデンサである。
【００１４】
ここで、コンデンサＣ１の容量をＣ、充電された電荷をＱとすると、コンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｃは次式（１）となる。
【００１５】
Ｖｃ＝Ｑ／Ｃ      ・・・（１）
バッテリＢ１は、電力供給線Ｈ１を介してリレーＥ１（第１の切替スイッチ）に接続される。そして、このリレーＥ１は、電力供給線Ｈ２を介してリレーＥ２（第２の切替スイッチ）に接続され、このリレーＥ２は、電力供給線Ｈ３を介してコンデンサＣ１及び負荷Ｍ１に接続される。
【００１６】
リレーＥ１は、例えば機械式リレーや半導体スイッチング素子である。リレーＥ１がオンすると電力供給線Ｈ１とＨ２とが電気的に接続され、リレーＥ１がオフすると電力供給線Ｈ１とＨ２が電気的に遮断される。
【００１７】
Ｈ４は、リレーＥ１のオン・オフの状態を切り替えるための信号線である。Ｅ３はマイコン（制御手段）であり、例えば、マイコンＥ３が信号線Ｈ４端を５［Ｖ］にすることで信号線Ｈ４に電流を流してリレーＥ１をオンにする。また、マイコンＥ３が信号線Ｈ４端を接地することで、リレーＥ１をオフにする。なお、図示は省略したがマイコンＥ３の信号入出力は、Ａ／Ｄ変換器，Ｄ／Ａ変換器により、ＡＤ変換又はＤＡ変換されるものである。また、バッテリＢ１の電圧検出手段，リレーＥ１とＥ２との接続点における電圧の検出手段，コンデンサＣ１の端子電圧検出手段が配置されているものとする。これら電圧検出手段は図示の都合上省略する。これら電圧検出手段からの電圧検出信号が、上記Ａ／Ｄ変換器を介してマイコンＥ３に供給される。
【００１８】
また、リレーＥ２は、例えば機械式リレーや半導体スイッチング素子である。リレーＥ２がオンすると電力供給線Ｈ２とＨ３とが電気的に接続され、リレーＥ２がオフすると電力供給線Ｈ２とＨ３とが電気的に遮断される。
【００１９】
Ｈ５は、リレーＥ２のオン・オフの状態を切り替えるための信号線である。例えば、マイコンＥ３が信号線Ｈ５端を５［Ｖ］にすることで信号線Ｈ５に電流を流してリレーＥ２をオンにする。また、マイコンＥ３が信号線Ｈ５端を接地することで、リレーＥ２をオフにする。
【００２０】
マイコンＥ３は、リレーＥ１及びＥ２の故障判定ロジックを有しており、リレーＥ１及びＥ２の故障判定を行う。故障判定において、マイコンＥ３は信号線Ｈ４に信号Ｌ１ｏｎを出力することでリレーＥ１をオンにし、信号Ｌ１ｏｆｆを出力することでリレーＥ１をオフにする。また、マイコンＥ３は、信号線Ｈ５に信号Ｌ２ｏｎを出力することでリレーＥ２をオンにし、信号Ｌ２ｏｆｆを出力することでリレーＥ２をオフにする。
【００２１】
また、マイコンＥ３は電力供給線Ｈ２の電圧Ｖｈを検出可能である。また、マイコンＥ３は電力供給線Ｈ３の電圧、すなわちコンデンサＣ１端の電圧Ｖｃを検出することができる。
【００２２】
バッテリＢ１の電圧Ｖｂが既知でない場合、マイコンＥ３は電力供給線Ｈ１の電圧Ｖｂを検出する。電圧Ｖｈ，電圧Ｖｃ、および電圧ＶｂはＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介してマイコンＥ３により検出される。
【００２３】
Ｒ１は、コンデンサＣ１への突入電流を抑制するための電流制限抵抗である。この抵抗Ｒ１は、互いに直列接続されたリレーＥ１及びＥ２と並列に接続されており、一方端がバッテリＢ１に接続され、他方端がコンデンサＣ１及び負荷Ｍ１に接続されている。
【００２４】
リレーＥ１及びリレーＥ２がオフの場合、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１が充電される。この場合、バッテリＢ１の電圧ＶｂまでコンデンサＣ１が充電されるまでには充電時間Ｔ１が必要である。充電時間Ｔ１は例えば１秒程度である。
【００２５】
図２は、マイコンＥ３がリレーＥ１及びリレーＥ２の故障判定に用いる真理値表である。マイコンＥ３は、信号線Ｈ４及びＨ５に出力する信号と、マイコンＥ３が計測する電力供給線Ｈ２の電圧Ｖｈ及び電力供給線Ｈ３の電圧Ｖｃ、並びにその他の条件に基づき、リレーＥ１及びリレーＥ２の故障判定を行う。リレーＥ１の故障とリレーＥ２故障を特定できない場合には両方を故障とする。
【００２６】
図２の論理Ｐ１０１，論理Ｐ１０２，論理Ｐ１０３及び論理Ｐ１０４において、マイコンＥ３が、信号線Ｈ４に信号Ｌ１ｏｆｆを出力し、信号線Ｈ５に信号Ｌ２ｏｆｆを出力するときには、リレーＥ１及びリレーＥ２が正常であれば、リレーＥ１及びリレーＥ２はオフとなる。
【００２７】
論理Ｐ１０１において、マイコンＥ３が検出した電圧Ｖｈが０［Ｖ］なので電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２は遮断されており、リレーＥ１のオフ機能は正常である。一方、マイコンＥ３が検出した電圧Ｖｃが０［Ｖ］なので、リレーＥ２のスイッチング状態に関わらず電圧Ｖｈは０［Ｖ］であり、リレーＥ２のスイッチング状態は特定できない。
【００２８】
論理Ｐ１０２において、電圧Ｖｃは０［Ｖ］であるが、電圧Ｖｈは０［Ｖ］ではないので、電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２と互いに接続されており、リレーＥ１のオフ機能は故障している。
【００２９】
論理Ｐ１０３において、電圧Ｖｃは０［Ｖ］ではなく、電圧Ｖｈが０［Ｖ］なので電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２及び電力供給線Ｈ２と電力供給線Ｈ３とは遮断されており、リレーＥ１及びリレーＥ２のオフ機能は正常である。
【００３０】
論理Ｐ１０４において、電圧Ｖｃ及び電圧Ｖｈが０［Ｖ］ではないので、電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２、あるいは電力供給線Ｈ２と電力供給線Ｈ３が接続されており、リレーＥ１のオフ機能あるいはリレーＥ２のオフ機能が故障している。
【００３１】
論理Ｐ１０５，論理Ｐ１０６，論理Ｐ１０７，論理Ｐ１０８，論理Ｐ１０９，論理Ｐ１１０および論理Ｐ１１１において、マイコンＥ３が信号線Ｈ４に信号Ｌ１ｏｆｆ、信号線Ｈ５に信号Ｌ２ｏｎを出力するので、リレーＥ１及びリレーＥ２が正常であれば、リレーＥ１はオフ、リレーＥ２はオンとなる。
【００３２】
論理Ｐ１０５において、電圧Ｖｃ及びＶｈが０［Ｖ］なので電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２は遮断されており、リレーＥ１のオフ機能は正常である。一方、電圧Ｖｃが０［Ｖ］なので、リレーＥ２のスイッチング状態に関わらず電圧Ｖｈは０［Ｖ］であり、リレーＥ２のスイッチング状態は特定できない。
【００３３】
論理Ｐ１０６において、電圧Ｖｃは０［Ｖ］であるが、電圧Ｖｈは０［Ｖ］ではないので、電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２とは接続されており、リレーＥ１のオフ機能は故障している。
【００３４】
論理Ｐ１０７において、電圧Ｖｃはバッテリ電圧Ｖｂであるが、電圧Ｖｈは電圧Ｖｂと等価ではないので、電力供給線Ｈ２と電力供給線Ｈ３は接続されておらず、リレーＥ２のオン機能は故障している。
【００３５】
論理Ｐ１０８及び論理Ｐ１０９において、電圧Ｖｈおよび電圧Ｖｃが共にバッテリ電圧Ｖｂと等価なので、リレーＥ１がオンしている場合とリレーＥ２がオンしている場合がある。論理Ｐ１０８は、リレーＥ１のオフ機能が正常な状態なので、リレーＥ１はオフ、リレーＥ２はオンであり、リレー２のオン機能は正常である。一方、論理Ｐ１０９は、論理Ｐ１０８以外の状態であり、リレーＥ１がオフであるか否かを特定できないので、リレーＥ２のスイッチング状態を特定できない。
【００３６】
論理Ｐ１１０において、電圧Ｖｈは電圧Ｖｃであり、電圧Ｖｂと等価ではないので、電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２は遮断されており、リレーＥ１のオフ機能も正常である。また、電圧Ｖｈは電圧Ｖｃと等価なので、電力供給線Ｈ２と電力供給線Ｈ３が接続されており、リレーＥ２のオン機能は正常である。
【００３７】
論理Ｐ１１１において、電圧Ｖｈは電圧Ｖｃと等価ではないので、電力供給線Ｈ２と電力供給線Ｈ３は遮断されており、リレーＥ２のオン機能は故障している。また、電圧Ｖｈが０［Ｖ］でない場合、電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２は接続されており、リレーＥ１のオフ機能は故障している。
【００３８】
論理Ｐ１１２，論理Ｐ１１３，論理Ｐ１１４，論理Ｐ１１５、及び論理Ｐ１１６において、マイコンＥ３が信号線Ｈ４に信号Ｌ１ｏｎを出力し、信号線Ｈ５に信号Ｌ２ｏｆｆを出力するので、リレーＥ１及びリレーＥ２が正常であれば、リレーＥ１がオン、リレーＥ２はオフとなる。
【００３９】
論理Ｐ１１２及び論理Ｐ１１３において、電圧Ｖｈ及び電圧Ｖｃが電圧Ｖｂと等価なので、リレーＥ１がオンしている場合とリレーＥ２がオンしている場合とがある。論理Ｐ１１２は、リレーＥ２のオフ機能が正常な状態なので、リレーＥ２はオフ、リレーＥ１はオンであり、リレーＥ１のオン機能は正常である。一方、論理Ｐ１１３は、リレーＥ２のスイッチング状態が特定できないため、リレーＥ１のスイッチング状態を特定できない。
【００４０】
論理Ｐ１１４において、電圧Ｖｃは電圧Ｖｂであるが、電圧Ｖｈは電圧Ｖｂとは等価ではないので、電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２は遮断されており、リレーＥ１のオン機能は故障している。また、電圧Ｖｈと電圧Ｖｃは等価ではないので、電力供給線Ｈ２と電力供給線Ｈ３は遮断されており、リレーＥ２のオフ機能は正常である。
【００４１】
論理Ｐ１１５において、電圧Ｖｈは電圧Ｖｂであるが、電圧Ｖｃは電圧Ｖｂではなく、電圧Ｖｈと電圧Ｖｃとは等価ではないので、電力供給線Ｈ２と電力供給線Ｈ３は遮断されており、リレーＥ２のオフ機能は正常である。また、電圧Ｖｈと電圧Ｖｂは等価なので、電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２は接続されており、リレーＥ１のオン機能も正常である。
【００４２】
論理Ｐ１１６において、電圧Ｖｈと電圧Ｖｃとは共に電圧Ｖｂと等価ではないので、電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２は遮断されており、リレーＥ１のオン機能は故障している。また、電圧Ｖｈと電圧Ｖｃとは共に電圧Ｖｂと等価ではなく、かつ電圧Ｖｈと電圧Ｖｃが等価な場合、リレーＥ２のオフ機能も故障している。
【００４３】
論理Ｐ１１７，論理Ｐ１１８，論理Ｐ１１９、及び論理Ｐ１２０において、マイコンＥ３は、信号線Ｈ４に信号Ｌ１ｏｎを出力し、信号線Ｈ５に信号Ｌ２ｏｎを出力するので、リレーＥ１及びリレーＥ２が正常であれば、リレーＥ１及びリレーＥ２はオンとなる。
【００４４】
論理Ｐ１１７において、電圧Ｖｃと電圧Ｖｂは共に電圧Ｖｂと等価なので、リレーＥ１あるいはリレーＥ２のいずれかがオンしていると、電圧Ｖｈと電圧Ｖｂが等価になる。このため、リレーＥ１のスイッチング状態とリレーＥ２のスイッチング状態を特定することはできない。
【００４５】
論理Ｐ１１８において、電圧Ｖｃは電圧Ｖｂであるが、電圧Ｖｈは電圧Ｖｂではないので、電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２は遮断されており、リレーＥ１のオン機能は故障している。また、電圧Ｖｈと電圧Ｖｃは等価ではないので、電力供給線Ｈ２と電力供給線Ｈ３も遮断されており、リレーＥ２のオン機能も故障している。
【００４６】
論理Ｐ１１９において、電圧Ｖｃは、電圧Ｖｂではなく、電圧Ｖｈは電圧Ｖｂであるので、電力供給線Ｈ２と電力供給線Ｈ３とは遮断されており、リレーＥ２のオン機能は故障している。また、電圧Ｖｈと電圧Ｖｂは等価なので、電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２は接続されており、リレーＥ１のオン機能は正常である。
【００４７】
論理Ｐ１２０において、電圧Ｖｃと電圧Ｖｈは共に電圧Ｖｂと等価ではないので、電力供給線Ｈ１と電力供給線Ｈ２は遮断されており、リレーＥ１のオン機能は故障している。
【００４８】
図３は、リレーＥ１及びリレーＥ２の故障診断の手順を示したフローチャートである。このフローチャートはマイコンＥ３によって処理される。
【００４９】
図３のステップＳ１０において、マイコンＥ３は、信号Ｌ１ｏｆｆを信号線Ｈ４に出力し、信号Ｌ２ｏｆｆを信号線Ｈ５に出力する。このステップＳ１０において、リレーＥ１及びリレーＥ２が正常であれば、リレーＥ１及びリレーＥ２は共にオフになる。
【００５０】
次に、ステップＳ２０において、コンデンサＣ１端の電圧Ｖｃを検出し、その電圧Ｖｃが０［Ｖ］あるいは閾値電圧より低い場合、コンデンサＣ１の電荷が空の状態と判断し、ステップＳ３０のチャージ前診断に進む。
【００５１】
一方、ステップＳ２０において、電圧Ｖｃが閾値電圧より高い場合は、コンデンサＣ１に電荷が溜まっている状態と判断し、ステップＳ４０のチャージ中診断に進む。
【００５２】
図４は、図３のステップＳ３０のチャージ前診断についての詳細フローを示す図である。図４のステップＳ３０１において、マイコンＥ３は、電力供給線Ｈ２の電圧Ｖｈを検出し、電圧Ｖｈが０［Ｖ］か否かを判定する。マイコンＥ３は、信号線Ｈ４及びＨ５に信号Ｌ１ｏｆｆ及び信号Ｌ２ｏｆｆを出力しているので、電圧Ｖｈが０［Ｖ］である場合、図２に示した論理Ｐ１０１に従い、リレーＥ１のオフ機能が正常と判断し、ステップＳ３０２へ進む。
【００５３】
一方、ステップＳ３０１において、電圧Ｖｈが０［Ｖ］ではない場合、ステップＳ３０９へ進み、論理Ｐ１０２に従いリレーＥ１のオフ機能が故障と判断する。
【００５４】
ステップＳ３０２において、マイコンＥ３は、信号Ｌ１ｏｎを信号線Ｈ４に出力し、信号Ｌ２ｏｆｆを信号線Ｈ５に出力する。ステップＳ３０２により、リレーＥ１及びリレーＥ２が正常であれば、リレーＥ１はオン、リレーＥ２はオフになる。
【００５５】
次にステップＳ３０３に進み、マイコンＥ３は電力供給線Ｈ２の電圧Ｖｈを検出し、電圧ＶｈとバッテリＢ１の電圧Ｖｂが等価であるか否かを判定する。電圧ＶｈとバッテリＢ１の電圧Ｖｂとが等価な場合、論理Ｐ１１５に従い、リレーＥ１のオン機能及びリレーＥ２のオフ機能が正常と判断し、ステップＳ３０４へ進む。
【００５６】
一方、ステップＳ３０３において、電圧Ｖｈと電圧Ｖｂとが等価でない場合、ステップＳ３１０へ進み、論理Ｐ１１６に従いリレーＥ１のオン機能及びリレーＥ２のオフ機能が故障と判断する。
【００５７】
ステップＳ３０４において、電圧Ｖｃが０［Ｖ］でなくなるまで待機する。電圧Ｖｃが０［Ｖ］ではなくなると、ステップＳ３０５に進み、マイコンＥ３は、信号Ｌ１ｏｆｆを信号線Ｈ４に出力し、信号Ｌ２ｏｎを信号線Ｈ５に出力する。ステップＳ３０５の処理により、リレーＥ１及びリレーＥ２が正常であれば、リレーＥ１はオフ、リレーＥ２はオンになる。
【００５８】
ステップＳ３０５からステップＳ３０６に進み、マイコンＥ３は電圧Ｖｈ及び電圧Ｖｃを検出し、電圧Ｖｈと電圧Ｖｃとを比較する。電圧Ｖｈと電圧Ｖｃが等価な場合、論理Ｐ１０８あるいは論理Ｐ１１０に従い、リレーＥ２のオン機能は正常と判断し、ステップＳ３０７へ進む。
【００５９】
一方、ステップＳ３０６において、電圧Ｖｈと電圧Ｖｃが等価でない場合、ステップＳ３０８へ進み、論理Ｐ１０７あるいは論理Ｐ１１１に従い、リレーＥ２のオン機能故障と判断する。
【００６０】
ステップＳ３０７において、ステップＳ３０１，ステップＳ３０３およびステップＳ３０６の結果より、リレーＥ１およびリレーＥ２が正常であると判断する。
【００６１】
図５は、図３のステップＳ４０のチャージ中診断についての詳細フローを示す図である。図５のステップＳ４０１において、マイコンＥ３は電力供給線Ｈ２の電圧Ｖｈを検出し、電圧Ｖｈと０［Ｖ］とが等価であるか否かを判定する。マイコンＥ３は、信号線Ｈ４，Ｈ５に信号Ｌ１ｏｆｆ及び信号Ｌ２ｏｆｆを出力しているので、電圧Ｖｈと０［Ｖ］とが等価な場合、論理Ｐ１０３に従い、リレーＥ１及びリレーＥ２のオフ機能が正常と判断し、ステップＳ４０２へ進む。
【００６２】
一方、ステップＳ４０１において、電圧Ｖｈと０［Ｖ］とが等価でない場合、ステップＳ４０７へ進み、論理Ｐ１０４に従いリレーＥ１あるいはリレーＥ２のオフ機能が故障と判断する。
【００６３】
ステップＳ４０２において、マイコンＥ３は信号Ｌ１ｏｎを信号線Ｈ４に出力し、信号Ｌ２ｏｆｆを信号線Ｈ５に出力する。ステップＳ４０２の処理により、リレーＥ１及びリレーＥ２が正常であれば、リレーＥ１はオン、リレーＥ２はオフになる。
【００６４】
ステップＳ４０２からステップＳ４０３に進み、マイコンＥ３は電力供給線Ｈ２の電圧Ｖｈを検出し、電圧ＶｈとバッテリＢ１の電圧Ｖｂとが等価であるかを判定する。
【００６５】
ステップＳ４０３において、電圧Ｖｈと電圧Ｖｂとが等価な場合、論理Ｐ１１５に従い、リレーＥ１のオン機能及びリレーＥ２のオフ機能が正常と判断し、ステップＳ４０４へ進む。
【００６６】
一方、ステップＳ４０３において、電圧Ｖｈと電圧Ｖｂとが等価でない場合、ステップＳ４０９へ進み、論理Ｐ１１６に従いリレーＥ１のオン機能が故障と判断する。
【００６７】
ステップＳ４０４において、マイコンＥ３は、信号Ｌ１ｏｆｆを信号線Ｈ４に出力し、信号Ｌ２ｏｎを信号線Ｈ５に出力する。ステップＳ４０４の処理により、リレーＥ１及びリレーＥ２が正常であれば、リレーＥ１はオフ、リレーＥ２はオンになる。
【００６８】
ステップＳ４０４からステップＳ４０５に進み、マイコンＥ３は、電圧Ｖｈおよび電圧Ｖｃを検出し、電圧Ｖｈと電圧Ｖｃとを比較する。ステップＳ４０５において、電圧Ｖｈと電圧Ｖｃとが等価な場合、論理Ｐ１０８あるいは論理Ｐ１１０に従い、リレーＥ２のオン機能が正常と判断し、ステップＳ４０６へ進む。
【００６９】
一方、ステップＳ４０５において、電圧Ｖｈと電圧Ｖｃとが等価でない場合、ステップＳ４０８へ進み、論理Ｐ１０７あるいは論理Ｐ１１１に従い、リレーＥ２のオン機能故障と判断する。
【００７０】
ステップＳ４０６において、ステップＳ４０１，ステップＳ４０３およびステップＳ４０５の結果より、リレーＥ１及びリレーＥ２が正常であると判断する。
【００７１】
そして、マイコンＥ３は、上述した故障診断結果を表示手段（図示せず）に表示したり、音声により出力することができる。
【００７２】
以上のように、第１の実施形態である電源装置によれば、コンデンサＣ１が並列に接続された負荷Ｍ１と電源Ｂ１との間に接続され、互いに直列に接続された２つのリレーＥ１及びＥ２について、マイコンＥ３が、コンデンサＣ１の蓄電状態を判断し、その状態に応じた診断により、リレーＥ１，Ｅ２の故障を診断するように構成している。
【００７３】
したがって、コンデンサの充放電を実行する必要なく、コンデンサの状態に応じて適切なリレーの診断を短時間で可能な電源装置を実現することができる。
【００７４】
次に、第２の実施形態について説明する。
【００７５】
図６は、第２の実施形態が適用される電源装置の概略構成図である。なお、第２の実施形態は、メイン電源とサブ電源とを有し、通常はメイン電源を使用し、非常時等にはサブ電源に切り替えて負荷に電力を供給する装置である。
【００７６】
また、この第２の実施形態と第１の実施形態と異なる部分は、互いに直列に接続されたバッテリＢ２（第２のバッテリ）及びリレーＥ５（第３の切替スイッチ）とが、互いに直列接続されたバッテリＢ１及びリレーＥ１と並列に接続されていること、信号線Ｈ４が接続され、かつ、マイコンＥ３と通信線Ｈ７を介して接続されたマイコンＥ４が追加されていることである。
【００７７】
他の構成は第１の実施形態と第２の実施形態とは同等な構成を有し、同一の部材には同一の符号を付し、同一の番号が付されたものは、同一の機能を持つものである。なお、図示は省略するが、バッテリＢ２の電圧を検出する電圧検出手段が配置され、この電圧検出手段の電圧検出信号が、Ａ／Ｄ変換器を介してマイコンＥ４に供給される。
【００７８】
図６において、リレーＥ５は、バッテリＢ２と電力供給線Ｈ２の間に配置され、リレーＥ５がオンとなると、バッテリＢ２と電力供給線Ｈ２が電気的に接続され、リレーＥ５がオフとなると、バッテリＢ２と電力供給線Ｈ２とが電気的に遮断される。
【００７９】
信号線Ｈ６は、リレーＥ５のオン・オフの状態を切り替えるための信号線である。例えば、マイコンＥ４が信号線Ｈ６端を５Ｖにすることで信号線Ｈ６に電流を流してリレーＥ５をオンとし、マイコンＥ４がＨ６端を接地することでリレーＥ５をオフにする。
【００８０】
マイコンＥ４は、信号線Ｈ４に信号Ｌ１ｏｎを出力することでリレーＥ１をオンにし、信号Ｌ１ｏｆｆを出力することでリレーＥ１をオフにする。また、マイコンＥ４は、信号線Ｈ６に信号Ｌ５ｏｎを出力することでリレーＥ５をオンにし、信号Ｌ５ｏｆｆを出力することでリレーＥ５をオフにする。
【００８１】
第２の実施形態において、リレーＥ５がオフの状態におけるリレーＥ１及びリレーＥ２の故障判定結果は、第１の実施形態の故障判定結果である図２の真理値表と同一である。
【００８２】
図７は、第２の実施形態におけるリレーＥ１，リレーＥ２及びリレーＥ５の診断方法を示すフローチャートである。
【００８３】
図７のステップＳ７０１において、マイコンＥ４が信号線Ｈ６に信号Ｌ５ｏｆｆを出力することで、リレーＥ５をオフにする。ステップＳ７０１の処理を行うことで、第１の実施形態である電源装置と第２の実施形態である電源装置とは電気的に等価な構成となる。
【００８４】
ステップＳ７０１からステップＳ７０２に進み、第１の実施形態と同様な方法でリレーＥ１及びリレーＥ２の故障診断を行う。ただし、第２の実施形態においては、信号線Ｈ４への出力及び電力供給線Ｈ２の電圧Ｖｈの検出はマイコンＥ４が行い、マイコンＥ４からマイコンＥ３に通信線Ｈ７を介して検出情報の送受信を行う。
【００８５】
ステップＳ７０２において、リレーＥ１あるいはリレーＥ２の故障が検出された場合、診断を終了する。
【００８６】
ステップＳ７０２にてリレーＥ１あるいはリレーＥ２の故障が検出されなかった場合、ステップＳ７０３に進む。そして、このステップＳ７０３において、マイコンＥ４は信号Ｌ１ｏｆｆを信号線Ｈ４に出力し、マイコンＥ３は信号Ｌ２ｏｆｆを信号線Ｈ５に出力する。ステップＳ７０３の処理により、リレーＥ１及びリレーＥ２が正常であれば、リレーＥ１及びリレーＥ２はオフになる。ステップＳ７０２の診断によりリレーＥ１及びＥ２は故障が検出されていない場合にステップＳ７０３に進んでいるので、この段階においては、リレーＥ１及びリレーＥ２が正常であり、リレーＥ１及びリレーＥ２はオフになる。
【００８７】
次に、ステップＳ７０４に進み、マイコンＥ４は電力供給線Ｈ２の電圧Ｖｈを検出して電圧Ｖｈが０［Ｖ］か否かを判断する。リレーＥ１，リレーＥ２及びリレーＥ５はオフなので、リレーＥ５のオフ機能が正常であれば電圧Ｖｈは０［Ｖ］となる。電圧Ｖｈが０［Ｖ］と判定した場合はリレーＥ５のオフ機能が正常と判断して、ステップＳ７０５へ進む。
【００８８】
一方、ステップＳ７０４において、電圧Ｖｈが０［Ｖ］ではない場合、ステップＳ７０９へ進み、リレーＥ５のオフ機能故障と判断する。
【００８９】
ステップＳ７０５において、マイコンＥ４は、信号Ｌ５ｏｎを信号線Ｈ６に出力する。ステップＳ７０５の処理により、リレーＥ５が正常であれば、リレーＥ５はオンになる。
【００９０】
ステップＳ７０５からステップＳ７０６に進み、マイコンＥ４は電力供給線Ｈ２の電圧Ｖｈを検出し、電圧Ｖｈが電圧Ｖｂ２と等しいか否かを判断する。リレーＥ１，リレーＥ２はオフ、リレーＥ５はオンなので、リレーＥ５のオン機能が正常であれば電圧ＶｈはバッテリＢ２の電圧Ｖｂ２と等価になる。電圧Ｖｈが電圧Ｖｂ２と等価な場合はリレーＥ５のオン機能が正常と判断して、ステップＳ７０７へ進む。
【００９１】
一方、ステップＳ７０６において、電圧Ｖｈが電圧Ｖｂ２と等価でない場合、ステップＳ７０８へ進み、リレーＥ５のオン機能故障と判断する。
【００９２】
ステップＳ７０７において、ステップＳ７０２，ステップＳ７０４及びステップＳ７０６より、リレーＥ１，リレーＥ２及びリレーＥ５は正常であると判断する。
【００９３】
以上により、リレーＥ１，リレーＥ２及びリレーＥ５のオン機能およびオフ機能の故障診断を終了する。
【００９４】
第２の実施形態によれば、コンデンサＣ１が並列に接続された負荷Ｍ１と電源Ｂ１との間に接続され、互いに直列に接続された２つのリレーＥ１及びＥ２について、マイコンＥ３が、コンデンサＣ１の蓄電状態を判断し、その状態に応じた診断により、リレーＥ１，Ｅ２の故障を診断し、さらに、バッテリＢ１及びリレーＥ１と並列に接続されたバッテリＢ２及びリレーＥ５についても、故障を診断するように構成している。
【００９５】
したがって、複数のリレーが直並列に接続されている装置についても、コンデンサの充放電を実行する必要なく、コンデンサの状態に応じて適切なリレーの診断を短時間で可能な電源装置を実現することができる。これにより、コンデンサの寿命も長期化することが可能である。
【００９６】
なお、第２の実施形態においては、マイコンＥ３，Ｅ４の２つのマイコンを用いたが、一つのマイコンにより、同様な故障診断処理を行うように構成することも可能である。
【００９７】
また、上述した第１及び第２の実施形態において、複数のリレーの故障診断は、マイコンＥ３，Ｅ４が電源装置の立ち上げ時に実行可能である。これは、本電源装置は、コンデンサの放電を必要とせず、短時間で故障診断を実行可能であるからである。
【００９８】
また、上述した第１及び第２の実施形態においては、バッテリ電圧及びリレー間の接続点電圧，コンデンサの端子電圧を検出して、各リレーの故障診断を行ったが、電圧値ではなく、電流値を検出し、検出した電流値に基づいて、各リレーの故障診断を行うことも可能である。
【００９９】
つまり、バッテリＢ１，Ｂ２の電流値、リレーＥ１，Ｅ２，Ｅ５に流れる電流値，コンデンサＣ１に流れる電流値を検出する電流検出手段を配置し、電流検出手段からの検出信号をＡ／Ｄ変換器を介して、マイコンＥ３，Ｅ４に供給するように構成することも可能である。
【０１００】
コンデンサＣ１から電流が出力されるか否かにより、コンデンサＣ１の蓄電状態を判断することができる。また、リレーＥ１とＥ２との接続点に流れる電流，リレーＥ３に流れる電流が０か否か、バッテリＢ１，Ｂ２から流れる電流と同一か否か、コンデンサＣ１から流れる電流と同一か否かが判断される。
【０１０１】
本実施例の装置は、自動車の電動ブレーキ装置に適用してもよい。
【０１０２】
例えば、実施例１においては、図８に示すように、モータＭ１により制動力を発生し、マイコンＥ３によりその制動力を制御する。モータＭ１，マイコンＥ３，平滑コンデンサＣ１，リレーＥ２、及び抵抗Ｒ１は電動ブレーキに実装される。一方、バッテリＢ１は車両電源であり、リレーＥ１は電源マネジメント用のコントローラに実装される。
【０１０３】
また、実施例２においては、図９に示すように、モータＭ１により制動力を発生し、マイコンＥ３によりその制動力を制御する。マイコンＥ４は電源マネジメント用コントローラに実装され、バッテリＢ１あるいはバッテリＢ２を切り替える操作を行う。モータＭ１，マイコンＥ３，平滑コンデンサＣ１，リレーＥ２、及び抵抗Ｒ１は電動ブレーキに実装される。一方、バッテリＢ１は車両電源、バッテリＢ２は予備電源であり、リレーＥ１，リレーＥ５、及びマイコンＥ４は電源マネジメント用のコントローラに実装される。
【０１０４】
さらに、本発明は、車両用のみならず、二次電池を電源とするその他の装置、例えば、ロボット，ビデオカメラ等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】第１の実施形態が適用される電源装置の概略構成図。
【図２】第１の実施形態においてリレーの故障診断に用いる真理値表を示す図。
【図３】第１の実施形態においてリレーの故障診断手順を示したフローチャート。
【図４】図３に示したチャージ前診断の詳細動作フローチャート。
【図５】図３に示したチャージ中診断の詳細動作フローチャート。
【図６】第２の実施形態が適用される電源装置の概略構成図。
【図７】第２の実施形態においてリレーの故障診断手順を示すフローチャート。
【図８】第１の実施形態を車載用電動ブレーキに適用した場合の概略構成図。
【図９】第２の実施形態を車載用電動ブレーキに適用した場合の概略構成図。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｂ１，Ｂ２  バッテリ
Ｃ１  平滑用コンデンサ
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ５  リレー（切替スイッチ）
Ｅ３，Ｅ４  マイコン
Ｈ１〜Ｈ３  電力供給線
Ｈ４〜Ｈ７  信号線
Ｍ１  負荷
Ｒ１  電流制限抵抗
【図１】
2009259762.tif 000003
【図２】
2009259762.tif 000004
【図３】
2009259762.tif 000005
【図４】
2009259762.tif 000006
【図５】
2009259762.tif 000007
【図６】
2009259762.tif 000008
【図７】
2009259762.tif 000009
【図８】
2009259762.tif 000010
【図９】
2009259762.tif 000011