(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーの全負荷を開閉するための第１の強電リレーと、前記第１の強電リレーとＤＣリンクコンデンサーを含むインバータ主回路との間に設けられ、前記インバーター主回路への電力供給ラインを開閉する第２の強電リレーとを備え、前記バッテリーの電力を前記第１および第２の強電リレーを介して前記インバーター主回路へ供給する電気自動車の強電リレー診断装置であって、
前記第１の強電リレーと前記第２の強電リレーとの間のＤＣリンク電圧を検出する電圧検出器と、
前記第１および第２の強電リレーをオフした時に、前記電圧検出器により所定電圧以上の電圧が検出されたら、前記第１の強電リレーまたは前記第２の強電リレーの故障であると診断する診断回路とを備え、
前記診断回路は、前記第１および第２の強電リレーをオフしてから前記所定時間後に前記電圧検出器による検出電圧が所定電圧未満の場合は、前記第２の強電リレーの故障であると診断することを特徴とする電気自動車の強電リレー診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気自動車の強電リレー診断装置において、
前記診断回路は、前記第１および第２の強電リレーをオフしてから所定時間後に前記電圧検出器により所定電圧以上の電圧が検出されたら、前記第１の強電リレーの故障であると診断することを特徴とする電気自動車の強電リレー診断装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電気自動車の強電リレー診断装置において、
前記診断回路は、キースイッチがオフされた時、または前記バッテリーの充電が終了した時に前記強電リレーの故障診断を行なうことを特徴とする電気自動車の強電リレー診断装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の電気自動車の強電リレー診断装置において、
前記所定時間は前記ＤＣリンクコンデンサーが満充電状態から完全に放電するまでの時間であることを特徴とする電気自動車の強電リレー診断装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの項に記載の電気自動車の強電リレー診断装置において、
前記診断回路は前記強電リレーの故障発生を不揮発性メモリに記憶することを特徴とする電気自動車の強電リレー診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気自動車の強電リレーの故障を診断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】
電気自動車にはバッテリーの全負荷（全車載電気機器）を開閉するための強電リレーと、バッテリーからインバーター主回路への電力供給ラインを開閉する強電リレーとを備えており、これらの強電リレーの故障、特に溶着故障については自己診断が必要である。
【０００３】
そこで、これらの強電リレーに主回路接点と同時に開閉する補助接点を設け、補助接点の開閉状態により主回路接点の開閉状態を診断することが考えられる。
【０００４】
しかしながら、主回路接点の溶着事故が発生した場合に必ずしも補助接点が閉状態になるとは限らず、補助接点による主回路接点の診断は信頼性がない。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な方法で確実に強電リレーの溶着故障を診断する電気自動車の強電リレー診断装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明の一実施の形態を示す図１に対応づけて本発明を説明すると、
（１）  請求項１の発明は、バッテリー１の全負荷を開閉するための第１の強電リレー２と、第１の強電リレー２とＤＣリンクコンデンサー５を含むインバータ主回路６との間に設けられ、インバーター主回路６への電力供給ラインを開閉する第２の強電リレー４とを備え、バッテリー１の電力を第１および第２の強電リレー２、４を介してインバーター主回路６へ供給する電気自動車の強電リレー診断装置であって、第１の強電リレー２と第２の強電リレー４との間のＤＣリンク電圧を検出する電圧検出器３と、第１および第２の強電リレー２、４をオフした時に、電圧検出器３により所定電圧以上の電圧が検出されたら、第１の強電リレー２または第２の強電リレー４の故障であると診断する診断回路８とを備え、
診断回路８は、第１および第２の強電リレー２、４をオフしてから所定時間後に電圧検出器３による検出電圧が所定電圧未満の場合は、第２の強電リレー４の故障であると診断する。
（２）  請求項２の電気自動車の強電リレー診断装置は、診断回路８によって、第１および第２の強電リレー２、４をオフしてから所定時間後に電圧検出器３により所定電圧以上の電圧が検出されたら、第１の強電リレー２の故障であると診断するようにしたものである。
（３）  請求項３の電気自動車の強電リレー診断装置は、診断回路８によって、キースイッチ９がオフされた時、またはバッテリー１の充電が終了した時に強電リレー２、４の故障診断を行なうようにしたものである。
（４）  請求項４の電気自動車の強電リレー診断装置は、上記所定時間を、ＤＣリンクコンデンサー５が満充電状態から完全に放電するまでの時間としたものである。
（５）  請求項５の電気自動車の強電リレー診断装置は、診断回路８によって強電リレー２、４の故障発生を不揮発性メモリに記憶するようにしたものである。
【０００７】
上記課題を解決するための手段の項では説明を解りやすくするために一実施の形態の図面を参照したが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の効果】
（１）  請求項１の発明によれば、バッテリーの電力を第１および第２の強電リレーを介してインバーター主回路へ供給する電気自動車において、第１および第２の強電リレーをオフした時に、第１の強電リレーと第２の強電リレーとの間のＤＣリンクで所定電圧以上の電圧が検出されたら、第１の強電リレー２または第２の強電リレー４の故障であると診断し、第１および第２の強電リレーをオフしてから所定時間後に、第１の強電リレーと第２の強電リレーとの間のＤＣリンク電圧が所定電圧未満の場合は、第２の強電リレーの故障であると診断するようにしたので、特別な機器を付加せずに簡単な方法で強電リレーの故障を確実に診断することができる上に、故障した強電リレーを特定することができる。
（２）  請求項２の発明によれば、第１および第２の強電リレーをオフしてから所定時間後に、第１の強電リレーと第２の強電リレーとの間のＤＣリンクで所定電圧以上の電圧が検出された場合は、第１の強電リレーの故障であると診断するようにしたので、特別な機器を付加せずに簡単な方法で強電リレーの故障を確実に診断することができる上に、故障した強電リレーを特定することができる。
（３）  請求項３の発明によれば、キースイッチがオフされた時、またはバッテリーの充電が終了した時に強電リレーの故障診断を行なうようにしたので、次の電気自動車起動時あるいは充電開始時に走行禁止および充電禁止処置を確実にとることができ、強電リレー故障による事故を未然に防ぐことができる。
（４）  請求項４の発明によれば、診断時の上記所定時間をＤＣリンクコンデンサーが満充電状態から完全に放電するまでの時間としたので、ＤＣリンクコンデンサーの充電電圧による誤診断を防止できる。
（５）  請求項５の発明によれば、強電リレーの故障発生を不揮発性メモリに記憶するようにしたので、補助バッテリーからの電源の供給が中断しても強電リレーの故障発生を記憶でき、次の電気自動車起動時あるいは充電開始時に走行禁止および充電禁止処置を確実にとることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は一実施の形態の構成を示す図である。
メインリレー２は、バッテリー１の全負荷すなわち全車載電気機器へ電力を供給、または遮断するためのリレーである。また、インバーターリレー４は、ＤＣリンクコンデンサ５を含むインバーター主回路６へ電力を供給または遮断するためのリレーである。インバーター主回路６はバッテリー２の直流電力を交流電力に変換してモータ７に印加する。
【００１０】
電池制御ユニット８はマイクロコンピュータとその周辺部品から構成され、充電器（不図示）によるバッテリー１の充電を管理するとともに、メインリレー２をオン（リレーコイル励磁）、オフ（リレーコイル釈放）する。電池制御ユニット８には充電器から充電起動信号が入力されるとともに、電圧センサー３とキースイッチ９が接続される。また、電池制御ユニット８は車両制御ユニット１０にバッテリー１に関する情報を出力する。電圧センサー３は、メインリレー２とインバーターリレー４との間のインバーターＤＣリンク電圧Ｖを検出する。キースイッチ９は、車両のキーがＯＮまたはＳＴＡＲＴ位置にある時に閉路するスイッチである。
【００１１】
車両制御ユニット１０はマイクロコンピュータとその周辺部品から構成され、インバーター主回路６を制御し、インバーターリレー４をオン（リレーコイル励磁）、オフ（リレーコイル釈放）するとともに、警告灯１１を点消灯する。車両制御ユニット１０にはキースイッチ９が接続される。また、車両制御ユニット１０は電池制御ユニット８に車両に関する情報を出力する。
【００１２】
この実施の形態では、シャットダウン時と起動時にメインリレー２とインバーターリレー４の溶着故障の診断を行なう。シャットダウン時とは、キースイッチ９がＯＮ位置からＯＦＦ位置に戻された時、または充電起動信号がＬｏレベルからＨｉレベルに変化して充電器によるバッテリー１の充電が終了した時である。また、起動時とは、キースイッチ９がＯＦＦ位置からＯＮ位置またはＳＴＡＲＴ位置に切り換えられた時、または充電起動信号がＨｉレベルからＬｏレベルに変化して充電器によるバッテリー１の充電が開始された時である。
【００１３】
図２はシャットダウン時の診断動作を示すフローチャートであり、図３は起動時の診断動作を示すフローチャートである。これらのフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。
電池制御ユニット８は、キースイッチ９がＯＦＦ位置に戻されるか、あるいは充電起動信号が切れると図２の診断動作を開始する。ステップ１において、メインリレー２をオフするとともに、車両制御ユニット１０へ信号を送ってインバーターリレー４をオフさせる。続くステップ２で、電圧センサー３により検出されたＤＣリンク電圧Ｖが所定電圧Ｖ０以上か否かを判定する。ここで、３５０Ｖの定格ＤＣリンク電圧Ｖに対して所定電圧Ｖ０を例えば５０Ｖとする。メインリレー２とインバーターリレー４をオフしたにも拘わらずＤＣリンク電圧Ｖが所定電圧Ｖ０以上の場合は、メインリレー２とインバーターリレー４のどちらかに溶着故障が発生していると判断し、ステップ３でＮＧ判定フラグをＥＥＰＲＯＭ（不図示）に記憶する。一方、ＤＣリンク電圧Ｖが所定電圧Ｖ０よりも低い場合は、メインリレー２とインバーターリレー４は溶着故障を起こしていないと判断し、ステップ４でＮＧ判定フラグをクリヤーする。ステップ５で、不図示の補助バッテリーから制御ユニット８と１０に供給される電源を所定時間後に遮断して診断を終了する。
【００１４】
電池制御ユニット８は、キースイッチ９がＯＮ位置に設定されるか、あるいは充電起動信号が入力されると、図３に示す起動時の診断を開始する。ステップ１０において、ＥＥＰＲＯＭにシャットダウン時の診断におけるＮＧ判定フラグが記憶されているかどうかを確認し、ＮＧ判定フラグが記憶されていればステップ１１へ進み、そうでなければ診断を終了する。ＮＧ判定フラグが記憶され、メインリレー２とインバーターリレー４のいずれかが溶着故障を起こしている場合には、ステップ１１で前回のシャットダウンから所定時間以上経過しているかどうかを確認する。ここで、所定時間は、シャットダウン後、満充電状態のＤＣリンクコンデンサ５が放電し終わるまでの時間とし、例えば１０分とする。シャットダウンから所定時間が経過していればステップ１２へ進み、メインリレー２とインバーターリレー４に対し改めてオフ制御出力を行なう。
【００１５】
ステップ１３で、電圧センサー３により検出されたＤＣリンク電圧Ｖが所定電圧Ｖ０以上か否かを判定する。ＤＣリンク電圧Ｖが所定電圧Ｖ０以上の場合はステップ１４へ進み、そうでなければステップ１５へ進む。
シャットダウンから所定時間以上が経過している場合は、すでにＤＣリンクコンデンサ５が放電し終えており、それでも所定電圧Ｖ０以上のＤＣリンク電圧Ｖが検出されるのはメインリレー２が溶着状態にあり、バッテリー２の高圧が溶着状態のメインリレー２を介して電圧センサー３に漏れ出しているからである。したがって、ステップ１４でメインリレー２が溶着故障していると判定し、続くステップ１６で充電を禁止するとともに、走行禁止情報を車両制御ユニット１０へ出力する。走行禁止情報を入力した車両制御ユニット１０は、インバーターリレー４およびインバーター主回路６の作動を禁止するとともに、警告灯１１を点灯する。
【００１６】
一方、シャットダウンから所定時間以上が経過し、ＤＣリンク電圧Ｖが所定電圧Ｖ０よりも低い場合には、メインリレー２は正常に開放されているが、インバーターリレー４が溶着していると判断する。つまり、シャットダウン時にＤＣリンクコンデンサー５の高圧が溶着状態のインバーターリレー４を介して電圧センサー３に漏れ出し、シャットダウン診断でＮＧ判定されたが、シャットダウンから所定時間以上経過した現時点では、ＤＣリンクコンデンサー５が放電し終えており、電圧センサー３により所定電圧Ｖ０以上の電圧が検出されなかったものである。ステップ１５でインバーターリレー４が溶着故障していると判定し、続くステップ１６で充電とメインリレー２の投入を禁止するとともに、走行禁止情報を車両制御ユニット１０へ出力する。走行禁止情報を入力した車両制御ユニット１０は、インバーター主回路６の作動を禁止するとともに、警告灯１１を点灯する。
【００１７】
シャットダウン時にＮＧ判定されたが、シャットダウンから所定時間以上を経過していない場合は、メインリレー２とインバーターリレー４のどちらが故障しているのか特定できないので、ステップ１７で単にいずれかのリレーの故障と判定し、続くステップ１６で走行禁止、充電禁止および警告灯の点灯処理を行なう。
【００１８】
−発明の一実施の形態の変形例−
上述した一実施の形態ではシャットダウン時と起動時に診断を行なうようにしたが、シャットダウン時の診断で異常があれば所定時間後に自動的に起動時の診断を行なうようにしてもよい。
図４は、一実施の形態の変形例のシャットダウン時の診断動作を示すフローチャートである。なお、図２に示す動作と同様な動作のステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。
【００１９】
シャットダウンにともなってメインリレー２とインバーターリレー４をオフした時に、所定電圧Ｖ０以上のＤＣリンク電圧Ｖが検出されたらＮＧ判定フラグを記憶し、そうでなければＮＧ判定フラグをクリヤして処理を終了する。ＮＧ判定フラグを記憶してから、ステップ２１で所定時間待機する。ここで、所定時間は、シャットダウン後から満充電状態のＤＣリンクコンデンサ５が放電し終わるまでの時間とし、例えば１０分とする。なお、この待機中に充電起動信号が入力するか、あるいはキースイッチ９がＯＮ位置に設定されたら、図３に示す起動時の診断を行なう。
【００２０】
所定時間待機後のステップ２２においてメインリレー２とインバーターリレー４に対し改めてオフ制御出力を行ない、続くステップ２３でＤＣリンク電圧Ｖが所定電圧Ｖ０以上か否かを判定する。ＤＣリンク電圧Ｖが所定電圧Ｖ０以上であればステップ２４へ進み、上述したようにメインリレー２が溶着故障していると判定する。一方、ＤＣリンク電圧Ｖが所定電圧Ｖ０よりも低ければステップ２５へ進み、上述したようにインバーターリレー４が溶着故障していると判定する。ステップ２６ではＥＥＰＲＯＭにリレーの故障情報を記憶し、続くステップ２７で所定時間後に制御ユニット８、１０の電源を遮断する。
なお、充電起動信号が入力された時、あるいはキースイッチ９がＯＮ位置に設定された時に、車両制御ユニット１０は電池制御ユニット８からＥＥＰＲＯＭに記憶されているリレー故障情報を入力し、走行禁止、充電禁止および警告灯の点灯処理を行なう。
【００２１】
このように、バッテリー１の電力をメインリレー２およびインバーターリレー４を介してインバーター主回路６へ供給する電気自動車において、メインリレー２およびインバーターリレー４をオフした時に、メインリレー２とインバーターリレー４との間のＤＣリンクで所定電圧以上の電圧が検出されたら、メインリレー２またはインバーターリレー４の溶着故障であると診断するようにしたので、特別な機器を付加せずに簡単な方法でメインリレー２とインバーターリレー４の溶着故障を確実に診断することができる。
また、メインリレー２およびインバーターリレー４をオフしてから所定時間後に、メインリレー２とインバーターリレー４との間のＤＣリンクで所定電圧以上の電圧が検出された場合は、メインリレー２の溶着故障であると診断するようにしたので、特別な機器を付加せずに簡単な方法で強電リレーの溶着故障を確実に診断することができる上に、故障した強電リレーを特定することができる。
さらに、メインリレー２およびインバーターリレー４をオフしてから所定時間後に、メインリレー２とインバーターリレー４との間のＤＣリンク電圧が所定電圧未満の場合は、インバーターリレー４の溶着故障であると診断するようにしたので、特別な機器を付加せずに簡単な方法で強電リレーの溶着故障を確実に診断することができる上に、故障した強電リレーを特定することができる。
キースイッチ９がオフされた時、またはバッテリー１の充電が終了した時にメインリレー２とインバーターリレー４の故障診断を行なうようにしたので、次の電気自動車起動時あるいは充電開始時に走行禁止および充電禁止処置を確実にとることができ、強電リレー故障による事故を未然に防ぐことができる。
診断時の上記所定時間をＤＣリンクコンデンサー５が満充電状態から完全に放電するまでの時間としたので、ＤＣリンクコンデンサーの充電電圧による誤診断を防止できる。
強電リレー２、４の故障発生を不揮発性メモリに記憶するようにしたので、補助バッテリーからの電源の供給が中断しても強電リレーの故障発生を記憶でき、次の電気自動車起動時あるいは充電開始時に走行禁止および充電禁止処置を確実にとることができる。
【００２２】
以上の一実施の形態の構成において、バッテリー１がバッテリーを、メインリレー２が第１の強電リレーを、インバーターリレー４が第２の強電リレーを、インバーターＤＣリンクコンデンサー５がＤＣリンクコンデンサーを、インバーター主回路６がインバーター主回路を、電圧センサー３が電圧検出器を、電池制御ユニット８が診断回路をそれぞれ構成する。
【００２３】
なお、上述した一実施の形態とその変形例では電池制御ユニット８で診断動作を実行したが、車両制御ユニット１０で診断動作を実行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】  一実施の形態のシャットダウン時の故障診断動作を示すフローチャートである。
【図３】  一実施の形態の起動時の故障診断動作を示すフローチャートである。
【図４】  一実施の形態の変形例のシャットダウン時の故障診断動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  バッテリー
２  メインリレー
３  電圧センサー
４  インバーターリレー
５  ＤＣリンクコンデンサー
６  インバーター主回路
７  モーター
８  電池制御ユニット
９  キースイッチ
１０  車両制御ユニット
１１  警告灯
【図１】
0003769843.tif 000002
【図２】
0003769843.tif 000003
【図３】
0003769843.tif 000004
【図４】
0003769843.tif 000005