[発明の名称] 車両用電源装置の動作診断方法及び車両用電 源装置

[技術分野]

[。 0 0 1 ] 本発明は、 車両用電源装置に係り、 特に、 D C/D Cコンバータを用いて 2種類の電 圧供給を可能と した車両用電源装置において D C/D Cコンバータへ対するバッテリの 接続を制御する リ レーの接続診断の信頼性向上、 構成の簡素化等を図ったものに関する

【背景技術】

[ 0 0 0 2 ] 近年、 自動車両におけるモータやアクチュエータ、 さらに、 種々の電子機器等の搭載 要求の増加などに伴い、 従来の 1 2 V鉛電池を用いた低圧電源システムだけでは� �足す る電流供給力を補うべく、 4 8 Vの高圧電源システムを設けた 1 2 / 4 8 Vのいわゆる デュアル電源回路からなる車両用電源装置が 種々提案、 実用化されている (例えば、 特 許文献 1、 2等参照) 。

[ 0 0 0 3 ] 図 6には、 このような従来の車両用電源装置の基本回路 構成例が示されており、 以下 、 同図を参照しつつ従来装置について概説する 。 この車両用電源装置は、 D C/D Cコンバータ 5 1 0 と、 4 8 Vリチウム電池 (図 6 においては 「 L i J と表記) 5 2 1 を有するバッテリマネジメントシステム (図 6にお いては 「 B M S J と表記) 5 2 0 と、 1 2 Vバッテリ 5 3 0 とを主たる構成要素と して 構成されたものとなっている。

[ 0 0 0 4 ]

D C/D Cコンバータ 5 1 〇は、 1 2 V電圧を昇圧して 4 8 Vを出力可能とする一方 、 4 8 Vを降圧して 1 2 Vの出力が可能に構成されたものとなってい� �。 この D C/D Cコンバータ 5 1 〇の降圧側には、 1 2 Vバッテリ 5 3 0が接続され、

1 2 Vの電源回路が構成される一方、 昇圧側には、 4 8 Vのリチウム電池 5 2 1が接続 されて 4 8 Vの電源回路が構成されるものとなっている� � 1 2 Vの電源回路側には、 種 々の電子回路等の負荷 L〇 A Dが、 4 8 Vの電源回路側には、 例えば、 モータ駆動回路 (図 6においては 「M」 と表記) 5 4 0が接続されるものとなっている。

[ 0 0 0 5 ] バッテリマネジメン トシステム 5 2 〇は、 上述のようにリチウム電池 5 2 1 を有する と共に、 このリチウム電池 5 2 1 による電源供給動作を制御するためのバッテ リ電子制 御ユニッ ト (図 6においては 「B — E C U」 と表記) 5 2 3が設けられている。 このリチウム電池 5 2 1は、 4 8 V高圧ライン 5 1 1 とグランドとの間に、 4 8 V高 圧ライン 5 1 1側から、 出力リ レー 5 2 2、 リチウム電池 5 2 1の順で直列接続されて 設けられている。 出力リ レー 5 2 2は、 モータ駆動回路 5 4 0へのリチウム電池 5 2 1 による電源供給 を制御するためのものでり、 その開閉成は、 バッテリ電子制御ユニッ ト 5 2 3により制 御されるようになっている。

[ 0 0 0 6 ] かかる従来装置において、 出力リ レー 5 2 2を接続状態と してリチウム電池 5 2 1 に よるモータ駆動回路 5 4 0への電源供給を行う場合、 次述するようなリ レー接続診断が 行われることがある。 すなわち、 出力リ レー 5 2 2の駆動後に、 出力リ レー 5 2 2の両端の電圧を検出して 、 その両端の電圧差が所定値を下回っている場 合には、 リ レー接続正常と診断する一方 、 その電圧差が所定値を上回っている場合には 、 リ レー接続不良と診断する リ レー接続 診断が良く知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

[ 0 0 0 7 ]

【特許文献 1】 特開 2 0 0 3 - 6 1 2 0 9号公報

【特許文献 2 ] 特開 2 0 1 4 - 1 3 5 8 2 5号公報

【発明の概要】

【発明が解決しよう とする課題】

【。 0 0 8 ] ところが、 リチウム電池 5 2 1 によるモータ駆動回路 5 4 0への電源供給の前に、 D

C/D C コンバータ 5 1 〇の昇圧動作を用いて 4 8 Vの電源回路側のいわゆるプリチャ ージが行われる場合があるが、 上述の 4 8 Vの電源供給前のリ レー接続診断は、 次述す るようにプリチャージ後には適さないため、 プリチャージの有無にかかわらず出力リ レ ーの接続の良否を確実に診断可能とする方策 が求められている。

[ 0 0 0 9 ] すなわち、 プリチャージは、 出力リ レー 5 2 2の接続前に、 4 8 V高圧ライン 5 1 1 側の回路に含まれるキャパシタへ対する充電 を行う ことで、 出力リ レー 5 2 2の接続時 のいわゆる突入電流の発生を防止する観点か ら行われるものである。 したがって、 十分 なプリチャージがなされた後においては、 出力リ レー 5 2 2の両端の電位差は殆どなく なり、 リ レー接続前後における出力リ レー 5 2 2の両端の電位差の変化の有無によって リ レー接続の良否判定を行う方法は、 プリチャージを採用する電源装置には適さず 、 こ のため、 プリチャージの有無に関わらずリ レー接続の良否診断を可能とする方策が求め られている。

[ 0 0 1 0 ] 本発明は、 上記実状に鑑みてなされたもので、 簡易な構成で、 既存の回路動作に支障 を来すことなく 出力リ レーの接続の良否診断を可能とする車両電源 装置の動作診断方法 及び車両用電源装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

[ 0 0 1 1 ] 上記本発明の目的を達成するため、 本発明に係る車両用電源装置の動作診断方法 は、 第 1のバッテリ と、 前記第 1のバッテリの出力電圧より も高い電圧を出力する第 2の バッテリ と、 昇圧動作と降圧動作を可能に構成されてなる D C / D Cコンバータとを有 し、 前記 D C / D Cコンバータは、 前記昇圧動作によ り前記第 1のバッテリの出力電圧を 基に前記第 2のバッテリの出力電圧と同一の電圧を生成� �、 前記第 2のバッテリ を充電 可能とする一方、 前記降圧動作により前記第 2のバッテリの出力電圧を基に前記第 1の バッテリの出力電圧と同一の電圧を生成し、 前記第 1のバッテリを充電可能に構成され てなり、 前記 D C / D Cコンバータの昇圧電圧が得られる昇圧出力� �とグランドとの間には、 前記昇圧出力段側から、 出力リ レー、 前記第 2のバッテリの順に直列接続されて設けら れ、 前記出力リ レーの開閉成が制御可能に構成されてなる車 両用電源装置において、 前 記出力リ レーの接続の良否を判定可能とする動作診断 方法であって、 前記出力リ レーの接続前に、 前記 D C /D Cコンバータにより前記昇圧出力段側に接続 された回路に対するプリチャージを行い、 前記出力リ レーの前記昇圧出力段側の電圧が 目標充電電圧に達した際に前記出力リ レーを閉成状態とすべく駆動し、 前記出力リ レー を流れる電流が検出された場合に、 前記出力リ レーの接続が正常であると判定するよう 構成されてなるものである。 また、 上記本発明の目的を達成するため、 本発明に係る車両用電源装置は、 第 1のバッテリ と、 前記第 1のバッテリの出力電圧より も高い電圧を出力する第 2のバ ッテリ とを有し、 昇圧動作と降圧動作を可能に構成されてなる D C / D Cコンバータであって、 前記昇 圧動作により前記第 1のバッテリの出力電圧を基に前記第 2のバッテリの出力電圧と同 ーの電圧を生成し、 前記第 2のバッテリを充電可能とする一方、 前記降圧動作により前 記第 2のバッテリの出力電圧を基に前記第 1のバッテリの出力電圧と同一の電圧を生成 し、 前記第 1のバッテリを充電可能に構成されてなる D C / D Cコンバータが設けられ ヽ 前記 D C / D Cコンバータの昇圧電圧が得られる昇圧出力� �とグランドとの間には、 前記昇圧出力段側から、 出力リ レー、 前記第 2のバッテリ、 電流センサの順に直列接続 されて設けられ、 前記出力リ レーの開閉成を制御可能に構成されたバッテ リ電子制御ユニッ トが設けら れ、 前記 D C / D Cコンバータの動作制御を可能に構成された� �両制御用電子制御ユニッ 卜が設けられ、 前記第 1のバッテリ と第 2のバッテリ とで、 それぞれの電圧を要する回路への電源電 圧の供給を可能に構成されてなる車両用電源 装置であって、 前記出力 リ レーの接続前に、 前記車両制御用電子制御ユニッ トは、 前記 D C /D Cコ ンバータに前記昇圧出力段側に接続された回 路に対するプリチャージを実行せしめる一 方、 前記バッテリ電子制御ユニッ トは、 前記出力リ レーの前記昇圧出力段側の電圧が目標 充電電圧に達した際に前記出力リ レーを閉成状態とすべく前記出力リ レーを駆動し、 次 いで、 前記電流センサにより電流が検出されたと判 定した場合に、 前記出力リ レーの接 続が正常であると判定するよう構成されてな るものである。

【発明の効果】

［ 0 0 1 2］ 本発明によれば、 プリチャージによってリ レー接点の両端部の間に意図的に微少電位 差を生じさせ、 その微少電位差によってリ レーの接続時に微少電流を発生させて、 これ を検出することで、 リ レー接続の良否診断を可能と したので、 従来と異なり、 プリチャ ージを行う電源装置においても、 本来の動作に影響を与えることなく、 簡易な構成で確 実なリ レー接続の良否診断が実現できるという効果 を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

［ 0 0 1 3］

【図 1】 本発明の実施の形態における車両用電源装置 の構成例を示す構成図である

〇

［図 2］ 本発明の実施の形態における車両用電源装置 において実行される動作診断 処理の前半部分における処理手順を示すサブ ルーチンフローチャートである。

［図 3］ 本発明の実施の形態における車両用電源装置 において実行される動作診断 処理の後半部分における処理手順を示すサブ ルーチンフローチャートである。

［図 4］ 出力リ レーの接続が正常に行われた場合の主要部に おける動作状態を説明 する模式的に示されたタイミング図である。

［図 5］ 出力リ レーの接続が不良となった場合の主要部にお ける動作状態を説明す る模式的に示されたタイ ミング図である。

［図 6］ 従来の車両用電源装置の概略構成例を示す構 成図である。

［発明を実施するための形態］

［ 0 0 1 4］ 以下、 本発明の実施の形態について、 図 1乃至図 5を参照しつつ説明する。 なお、 以下に説明する部材、 配置等は本発明を限定するものではなく、 本発明の趣旨 の範囲内で種々改変することができるもので ある。 最初に、 本発明の実施の形態における動作診断方法が 適用される車両用電源装置の構 成例について、 図 1 を参照しつつ説明する。 本発明の実施の形態における車両用電源装置 は、 D C/D Cコンバータ 1 0 1 と、 バ ツテリマネジメン トシステム (図 1 においては 「 B M S J と表記) 2 0 1 と、 1 2 V車 載バッテリ (第 1のバッテリ ) 5 1 と、 車両制御用電子制御ユニッ ト (図 1 においては r v c u j と表記) 1 0 2 とを、 主たる構成要素として構成されたものとなっ ている。

[ 0 0 1 5 ] 本発明の実施の形態における D C/D Cコンバータ 1 0 1は、 双方向 D C/D Cコン バータであり、 具体的には、 1 2 Vを昇圧することで 4 8 V (昇圧電圧) を得ることが できる一方、 4 8 Vを降圧することで 1 2 V (降圧電圧) を得ることが可能に構成され ている。 かかる構成自体は、 基本的に従来と同様のものである。

D C/D Cコンバータ 1 〇 !の降圧出力段に接続された 1 2 V高圧ライン 1 と、 グラ ン ドライン 3 との間には、 鉛電池を用いた 1 2 V車載バッテリ 5 1が接続されると共に 、 1 2 Vの電源供給を必要とする負荷 5 0が接続されている。

[ 0 0 1 6 ] また、 D C/D Cコンバータ 1 〇 1の昇圧出力段に接続された 4 8 V高圧ライン 2 と 、 グランドライン 3 との間には、 4 8 Vの電源供給を必要とするモータ 1 0 3が接続さ れている。 なお、 本発明の実施の形態において、 モータ 1 0 3は、 駆動回路をも含めた ものであるとする。 さらに、 4 8 V高圧ライン 2 とグランドライン 3 との間には、 出力リ レー 1 1 と、 リ チウム電池を用いた 4 8 V車載バッテリ (第 2のバッテリ ) 5 2 と、 電流センサ 1 2が 、 4 8 V高圧ライン 2側からこの順で直列接続されて設けられて� �る。

[ 0 0 1 7 ] バッテリマネジメン トシステム 2 〇 1は、 4 8 V車載バッテリ 5 2による電源供給を 制御するもので、 上述した出力リ レー 1 1、 4 8 V車載バッテリ 5 2、 及び、 電流セン サ 1 2 と共に、 バッテリ電子制御ユニッ ト (図 1 においては 「 B - E C UJ と表記) 2 1 〇及び入出力インターフェイス回路 (図 1 においては 「 I / F」 と表記) 2 1 1 を備 えて構成されたものとなっている。

[ 0 0 1 8 ] バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0は、 例えば、 公知 ・ 周知の構成を有してなるマイク ロコンピュータを中心に R A Mや R O M等の記憶素子 (図示せず) を備え、 後述する出 カリ レー 1 1の開閉成制御等が実行可能に構成されたも� �となっている。 本発明の実施の形態における入出力インター フェイス回路 2 1 1は、 出力リ レー 1 1 の両端の電圧を、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0による電圧計測に適した信号、 電圧 に変換して出力するためのものである。 かかる回路構成自体は、 従来から良く知られて いるものである。 さらに、 入出力インターフェイス回路 2 1 1は、 電流センサ 1 2の検 出信号を入力し、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇における電流値の計測に適した信号 、 電圧に変換して出力するものとなっている。

[ 0 0 1 9 ] 本発明の実施の形態においては、 出力リ レー 1 1 の両端の電圧、 すなわち、 4 8 V高 圧ライン 2側の電圧と、 4 8 V車載バッテリ 5 2側の電圧が、 それぞれ入出力インター フェイス回路 2 1 1 に入力され、 上述のように信号変換等の処理が施されてバ ッテリ電 子制御ユニッ ト 2 1 0に入力されるようになっている。

[ 0 0 2 0 ] 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2は、 上述したバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇同 様、 マイクロコンピュータなどを主要な構成要素 と して、 エンジン (図示せず) の動作 制御等の種々の車両動作制御を実行可能に構 成されてなるもので、 基本的に従来と同様 の構成を有してなるものである。 この車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2 とバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇は、 C A N ( Control l er Area Network)ケーブル 4を介して C A N通信が可能に設けられており 、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇の従来同様の動作等に関して必要とされる 両者間の 通信が行われる他、 後述する本発明の実施の形態における車両用 電源装置の動作診断方 法の実行の際に必要な通信が行われるように なっている。

[ 0 0 2 1 ] 次に、 上述した構成における車両用電源装置におい て実行される動作診断処理手順に ついて、 図 2及び図 3に示されたサブルーチンフローチャートを� �照しつつ説明する。 まず、 図 2及び図 3に示された本発明の実施の形態における車� �用電源装置の動作診 断処理手順は、 以下説明するように車両制御用電子制御ユニ ッ ト 1 0 2 とバッテリ電子 制御ユニッ ト 2 1 〇 との協動動作により実行されるものとなって いる なお、 図 2及び図 3に示されたサブルーチンフローチャートに� �いて、 車両制御用電 子制御ユニッ ト 1 〇 2において実行される処理については、 括弧書きで” V C U ” の表 記を、 また、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において実行される処理については、 括 弧書きで” B M S ” の表記を、 それぞれ付している。

[ 0 0 2 2 ] 次に、 この図 2及び図 3に示された車両用電源装置の動作診断処理� �、 図示されない イグニッションスイ ッチがオンとされたことにより開始されるも のとなっている。 しかして、 かかる前提の下、 車両用電源装置の動作診断処理が開始される と、 最初に 、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において、 B M S起動診断が実行される (図 2のス テップ S 1 1 0参照) 。 すなわち、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 起動す るに際して予め定めた起動のための診断が実 行される。 このバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇における B M S起動診断は、 バッテリマネジメントシステム 2 0 1 の構成等によ って、 その具体的な診断内容は異なり、 特定の診断内容に限定されるものではない。 診 断内容の具体例と しては、 例えば、 4 8 V車載バッテリ 5 2の良否判定や電流センサ 1 2 の良否等などである。

[ 0 0 2 3 ] 次いで、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 起動診断完了判定が行われる。 すなわち、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 所要の起動診断が完了したか否 かが判定される (図 2のステップ S 1 2 0参照) 。 ステップ S 1 2 〇において、 起動診断が完了したと判定された場合 ( Y E Sの場合) には、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇から車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2に対し て、 診断完了通知送信が行われる (図 2のステップ S 1 3 0参照) 。 すなわち、 上述の 起動診断が完了したことを車両制御用電子制 御ユニッ ト 1 〇 2に知らしめるため、 所定 の信号形式の起動完了通知が C A N通信により車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2へ送 信されることとなる。 一方、 ステップ S 1 2 〇において、 起動診断が未だ完了していないと判定された 場合 ( N Oの場合) 、 起動診断完了と判定されるまで起動診断の継 続が維持されること とな る

[ 0 0 2 4 ] 次いで、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇から車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2に 対して、 電圧通知送信が行われる (図 2のステップ S 1 4 0参照) 。 すなわち、 この時点における 4 8 V車載バッテリ 5 2の電圧、 すなわち、 出力リ レー 1 1の 4 8 V車載バッテリ 5 2側の接点における電圧 (以下、 説明の便宜上 「パック電 圧」 と称する) が、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において計測され、 その計測値が 所定の信号形式で電圧通知と して C AN通信によ り車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2 へ送信されることとなる。

[ 0 0 2 5 ] 次いで、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2において、 目標充電電圧算出 • 充電指令 が行われる (図 2のステップ S 1 5 0参照) 。 すなわち、 4 8 V車載バッテリ 5 2によるモータ 1 〇 3への電源供給前に行われるプ リチャージにおいて、 プリチャージ終了とする目標電圧である目標 充電電圧の算出が車 両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2において行われる。

[ 0 0 2 6 ] 本発明の実施の形態において、 目標充電電圧は、 目標充電電圧 =パック電圧 +所定値 a と して算出される。 ここで、 所定値 aは、 本発明の実施の形態においては、 例えば、 I Vとされるが、 4 8 V車載バッテリ 5 2や D C/D Cコンバータ 1 〇 1等の具体的な 仕様等を考慮して定められるべきものであり 、 この例に限定されるものではない。 この所定値 aは、 後述するように出力リ レー 1 1が正常に接続された際に、 4 8 V高 圧ライン 2 と 4 8 V車載バッテリ 5 2 との間のノード間電位差となるものである。 そし て、 このノード間電位差となる所定値 aによって出力リ レー 1 1 に電流が流れるが、 そ の電流は大電流である必要はなく、 電流センサ 1 2により検出できる微少な電流で良い ため、 所定値 aは、 パック電圧に対して微少差の電圧で十分であ る。

[ 0 0 2 7 ] 次いで、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2により、 D C/D Cコンバータ 1 0 1 に 対して、 上述の算出された目標充電電圧が、 プリチャージによる 4 8 V高圧ライン 2の 到達電圧の目標とされて、 プリチャージ動作の開始を指令するための充 電指令が出力さ れる (図 2のステップ S 1 5 0参照) 。 その結果、 D C/D Cコンバータ 1 0 1 においては、 1 2 V車載バッテリ 5 1の電圧 を昇圧し 4 8 V電圧を生成する昇圧動作が開始され、 4 8 V高圧ライン 2側に対するプ リチャージが行われること となる。

[ 0 0 2 8 ] なお、 上述のようなプリチャージを行うのは、 4 8 V高圧ライン 2側の回路、 すなわ ち、 モータ 1 0 3に代表される電子回路にキャパシタが含ま� �る場合、 このプリチャー ジを行う ことなく後述する出力リ レー 1 1の接続を行った場合に発生するキャパシタ� � のいわゆる突入電流を防止するためである。 すなわち、 突入電流が大きい場合には、 出 カリ レー 1 1の接点部分の溶融や他の電子部品の損傷を� �生させる虞があるため、 プリ チャージを行う ことで予めキャパシタ充電を行い、 上述のような突入電流の発生を防止 することができる。

[ 0 0 2 9 ] 次いで、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 ノード間電圧差が所定値 aを超 えているか否かが判定される (図 2のステップ S 1 6 〇参照) 。 ここで、 ノード間電圧差は、 4 8 V高圧ライン 2の電圧とパック電圧との差である。 なお、 このプリチャージが実行されている状態にお いて、 出力リ レー 1 1は開成状態で ある。 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇におけるノード間電圧差が所定値〇!を超� �ているか 否かの判定は、 先に説明したように 4 8 V高圧ライン 2側の電圧と、 4 8 V車載バッテ リ 5 2の正極側の電圧が、 それぞれバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において読み込み 可能となっている (図 1参照) ため、 ( 4 8 V高圧ライン 2側の電圧) 一 ( 4 8 V車載 バッテリ 5 2の正極側の電圧) の減算結果をノー ド間電圧差と して上述の判定が行われ る。

[ 0 0 3 0 ] なお、 ノード間電圧差が所定値〇!を超えているか� �かの判定処理は、 バッテリ電子制 御ユニッ ト 2 1 0での実行に限定される必要はなく、 例えば、 車両制御用電子制御ユニ ッ ト 1 0 2において実行するようにしても良い。 この場合、 車両制御用電子制御ユニッ b 1 0 2において、 4 8 V高圧ライン 2側の電圧と、 4 8 V車載バッテリ 5 2の正極側 の電圧は、 それぞれ他の回路の電圧センサ等で取得され たこれらの電圧を流用するのが 好適である [ 0 0 3 1 ] しかして、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 ノード間電圧差が所定値 aを 超えていると判定されると ( Y E Sの場合) 、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2に対 して、 充電完了通知送信が行われる (図 3のステップ S 1 7 0参照) 。 すなわち、 上述のプリチャージが完了したことを車両制 御用電子制御ユニッ ト 1 0 2 に知らしめるため、 所定の信号形式の充電完了通知が C A N通信により車両制御用電子 制御ユニッ ト 1 〇 2へ送信されること となる。 なお、 所定値 aは、 先のステップ S 1 5 〇における目標充電電圧の設定値算出に用い られたと同様の所定値を用いるのが好適で、 本発明の実施の形態においては、 例えば、 a = 1 Vの設定である。

[ 0 0 3 2 ] 次いで、 充電完了通知を受信した車両制御用電子制御 ユニッ ト 1 〇 2からバッテリ電 子制御ユニッ ト 2 1 0に対してリ レー接続指令送信が行われる (図 3のステップ S 1 8 〇参照) 。 すなわち、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2からバッテリ電子制御ユニッ b 2 1 〇に対して、 所定の信号形式のリ レー接続指令が C A N通信により送信されるこ ととなる。

[ 0 0 3 3 ] そして、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇においては、 リ レー接続指令受信判定が行 われる (図 3のステップ S 1 9 0参照) 。 すなわち、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇 において、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2からの上述のリ レー接続指令が受信され たか否かが判定される。 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2から のリ レー接続指令が受信されたと判定されると ( Y E Sの場合) 、 バッテリ電子制御ユ ニッ ト 2 1 〇により リ レー接続が行われる (図 3のステップ S 2 0 0参照) 。 すなわち 、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0により、 出力リ レー 1 1が駆動され閉成状態とされ る。

[ 0 0 3 4 ] 一方、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2 からのリ レー接続指令が未だ受信されていないと判定 された場合 ( N Oの場合) は、 先のステップ S 1 7 0の処理へ戻り、 同ステップ以降の一連の処理が、 リ レー接続指令 が受信されたと判定されるまで繰り返される こと となる。

[ 0 0 3 5 ] 次いで、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において、 接続状態良否判定が行われる ( 図 3のステップ S 2 1 0参照) 。 すなわち、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において、 出力リ レー 1 1の接続が正常 であるか否かが判定される。 具体的には、 電流センサ 1 2により基準電流値を超える電 流が、 基準時間 T s を超える期間、 検出されたか否かが判定される。 より具体的には、 例えば、 本発明の実施の形態においては、 3 0 0 m Aを超える電流 が、 少なく とも 2 0 0 m se cの間、 検出されたか否かが判定される。

[ 0 0 3 6 ] なお、 本発明の実施の形態においては、 目標充電電圧が先に説明したように、 パック 電圧を超える電圧に設定されているため、 上述の接続状態良否判定において検出される 電流は、 4 8 V高圧ライン 2側から 4 8 V車載バッテリ 5 2へ流れ込む電流となる。 こ のようなバッテリへの電流の流入は、 通常許容される動作の範囲であり、 従来から行わ れていることであり、 回路に何らかの不都合を招く ことはない。

[ 0 0 3 7 ] 上述の基準電流値や基準時間は、 4 8 V高圧ライン 2に接続されるモータ 1 0 3等の 回路の具体的な仕様等によって、 その適切な値は個々に異なるものであるので 、 回路の 構成等を考慮して試験結果やシミュレーショ ン結果に基づいて定めるのが好適である。 しかして、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において、 基準電流値を超える電流が、 基準時間を超える期間、 検出されたと判定された場合 ( Y E Sの場合) には、 出力リ レ 一 1 1の接続は正常であるとする リ レー接続正常判定がなされ (図 3のステップ S 2 2 〇参照) 、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2に対して、 リ レー接続成功通知送信が行 われる (図 3のステップ S 2 3 0参照) 。

[ 0 0 3 8 ] すなわち、 出力リ レー 1 1の接続が正常に行われたことを車両制御用� �子制御ユニッ b 1 0 2へ知らしめるための所定の信号形式のリ レー接続成功通知が、 C A N通信にょ りバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇から車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2へ送信され ることとなる

[ 0 0 3 9 ] 一方、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0において、 基準電流値を超える電流が、 基準 時間を超える期間、 検出されないと判定された場合 ( N Oの場合) には、 検出限界時間 経過判定が行われる (図 3のステップ S 2 4 0参照) 。 すなわち、 ステップ S 2 4 0においては、 出力リ レー 1 1が接続状態 (図 3のステッ プ S 2 0 0参照) と されてから、 予め設定された経過時間である検出限界経過 時間が経 過したか否かが判定される。

[ 0 0 4 0 ] このような検出限界経過時間を設けるのは、 本発明の実施の形態において、 接続状態 良否判定の際に出力リ レー 1 1 を流れる電流は、 先に述べたノード間電位差によって流 れるものであるが、 このノード間電位差は、 出力リ レー 1 1が正常に接続された状態に あっては、 時間の経過と共に零となるものであり、 電流も当然に零となるためである。 なお、 本発明の実施の形態においては、 検出限界経過時間を 5 0 0 m sec に設定して いるが、 検出限界経過時間の具体的な値は、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0の具体的 な仕様等によって、 その適切な値は個々に異なるものであるので 、 回路の構成等を考慮 して試験結果やシミュレーション結果に基づ いて定めるのが好適である。

[ 0 0 4 1 ] ステップ S 2 4 0において、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇により検出限界経過時 間を経過したと判定された場合 ( Y E Sの場合) には、 出力リ レー 1 1の接続は不良で あるとする リ レー接続不良判定がなされ (図 3のステップ S 2 5 0参照) 、 車両制御用 電子制御ユニッ ト 1 0 2に対して、 リ レー接続失敗通知送信が行われる (図 3のステッ プ S 2 6 〇参照) 。 すなわち、 出力リ レー 1 1の接続が失敗したことを車両制御用電子制� �ユニッ ト 1 〇 2 へ知らしめるための所定の信号形式のリ レー接続失敗通知が、 C A N通信によりバッ テリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇から車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2へ送信されること となる。 一方、 ステップ S 2 4 0において、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇により検出限界 経過時間を経過していないと判定された場合 ( N Oの場合) には、 先のステップ S 2 1 〇へ戻り、 同ステップ以降の処理が繰り返されることと なる。

[ 0 0 4 2 ] 次に、 出力リ レー 1 1の接続が正常の場合と、 出力リ レー 1 1の接続が不良の場合の

、 それぞれの場合における本装置の主要部の動 作、 信号波形等について、 図 及び図

5 に示されたタイ ミ ング図を参照しつつ説明する。 なお、 必要に応じて先の図 2及び図

3 に示されたサブルーチンフローチャートも適 宜参照することとする。 を参照しつつ説明する 最初に、 図 4 ( A) 乃至図 4 (D) のいずれにおいても、 横軸は時間を示しており、 図においては” T” と表記している 次に、 図 4において、 図 4 ( A) は、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2における動 作状態 (V C U動作) の変化を、 図 4 (D) は、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0にお ける動作状態 (BM S動作) の変化を、 それぞれ階段状の変化と して模式的に表したタ イミング図である。 また、 図 4 ( A) の縦軸における” V C U” の表記は、 縦軸が車両制御用電子制御ユ ニッ ト 1 0 2における動作状態を示すことを、 図 4 (D) の縦軸における” BM S ” の 表記は、 縦軸がバッテリマネジメントシステム 2 〇 1の動作状態を示すことを、 それぞ れ意味する

[ 0 0 4 3 ] なお、 図 4 ( A) 、 図 4 (D) のそれぞれにおいて、 ある動作状態を” S T” と表記 すると共に、 動作状態の変化順に昇順に数字を付して、 各動作状態を区分している また、 図 4 ( B ) は、 4 8 V高圧ライン 2側におけるプリチャージの際の電圧変化を 模式的に表したタイ ミング図、 図 4 ( E ) は、 電流センサ 1 2による検出電流 ( B AT 電流) の変化を模式的に表したタイミング図である 。 さらに、 図 4 ( C ) は、 出力リ レー 1 1のオン ・ オフ (R L接続) を模式的に表した タイ ミング図、 図 4 ( F ) は、 イグニッションスイ ッチ (図示せず) のオン • オフ ( I

G - S W 〇 N/O F F ) を模式的に表したタイ ミング図である またさらに、 図 4 ( B ) の縦軸における” C H” の表記は、 縦軸がプリチャージの際 の充電電圧を示すことを、 図 4 ( C ) の縦軸における” R L” の表記は、 縦軸が出力リ レー 1 1の接続状態を示すことを、 図 4 ( E ) の縦軸における” B AT” の表記は、 縦 軸が電流センサ 1 2による検出電流を示すことを、 それぞれ意味する。

[ 0 0 4 4 ] 最初に、 出力リ レー 1 1の接続が正常に行われた場合の本装置の主� �部の動作等につ いて図 4を参照しつつ概括的に説明する。 イグニッションスイ ッチ (図示せず) がオン (図 4 ( F ) 参照) とされると、 バッテ リ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において起動診断が行われる (図 2のステップ S 1 1 〇参照 ) 。 そして、 起動診断が完了した時刻 t l (図 2のステップ S 1 3 0及び図 4 (D) 参 照) において、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2から D C/D Cコンバータ 1 0 1 に 対して充電指令が出力され (図 4 (A) S T 1参照) 、 プリチャージが開始される (図 4 ( B ) S T 1参照) 。

[ 0 0 4 5 ] 次いで、 4 8 V高圧ライン 2の電圧が、 目標充電電圧 (図 4 ( B ) のニ点鎖線の電圧 ) を超えると (図 4 ( B ) の時刻 t 2参照) 、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2にょ り、 出力リ レー 1 1 の接続指令がバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0に対して行われ (図 4 ( A) の S T 2参照) 、 同時にプリチャージの終了とされる (図 4 (D) の S T 2参 昭) 出力リ レー 1 1は、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2による接続指令後、 回路動作 に生ずる遅延時間経過後に閉成状態となる (図 4 (〇 の時刻 t 3参照) 。

[ 0 0 4 6 ] なお、 本発明の実施の形態における D C/D Cコンバータ 1 〇 1は、 4 8 V高圧ライ ン 2側の電圧が目標充電電圧に達しても、 昇圧モードから降圧モードにすぐに移行せず 、 後述するように昇圧モードが停止されるまで は、 目標充電電圧を維持するための基本 的なスイ ッチングモードを維持するよう構成されたも のであることを前提と し、 このよ うな構成自体は従来同様のものである。 したがって、 上述のような構成を採ることで、 プリチャージが終了されても、 4 8 V 高圧ライン 2側の電圧は、 出力リ レー 1 1が閉成状態となるまでは、 暫くの間、 目標充 電電圧がほぼ維持された状態、 すなわち、 換言すれば、 目標充電電圧とパック電圧との 差であるノー ド間電圧差が維持されるため、 出力リ レー 1 1が閉成状態となると、 ノー ド間電圧差に応じた電流を流すことができる

[ 0 0 4 7 ] 出力リ レー 1 1が閉成状態となることによって、 出力リ レー 1 1 には、 ノー ド間電位 差に起因する電流が流れ始める (図 4 (E) 時刻 t 3参照) 。 この出力リ レー 1 1 を流 れる電流が、 基準電流値 (図 4 (E) のニ点鎖線) を超え (図 4時刻 t 4参照) 、 かつ 、 基準時間 T s を超える期間、 継続したことがバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0により 検出されると (図 4 ( E ) 時刻 t 5参照) 、 出力リ レー 1 1の接続成功と判定される ( 図 4 (D) の時刻 t 5参照) 。 そして、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇から車両制御 用電子制御ユニッ ト 1 〇 2に対してリ レー接続成功通知が送信され、 車両制御用電子制 御ユニッ ト 1 〇 2により D C/D Cコンバータ 1 〇 1の昇圧動作は停止状態とされる ( 図 4 ( A) の S T 3参照) 。

[ 0 0 4 8 ] 次に、 出力リ レー 1 1の接続が不良の場合の本装置の主要部の動� �等について、 図 5 を参照しつつ概括的に説明する。 最初に、 図 5における各図の横軸、 縦軸が示すものは、 先の図 4における各図の横軸 、 縦軸と同一であるので、 ここでの再度の説明は省略することとする。 図 5において、 図 5 ( A) は、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2における動作状態 ( V C U動作) の変化を、 図 5 (D) は、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇における動 作状態 (BM S動作) の変化を、 それぞれ階段状の変化と して模式的に表したタイ ミン グ図である。

[ 0 0 4 9 ] なお、 図 5 ( A) 、 図 5 (D) のそれぞれにおいて、 ある動作状態を” S T” と表記 すると共に、 動作状態の変化順に昇順に数字を付して、 各動作状態を区分している。 また、 図 5 ( B ) は、 4 8 V高圧ライン 2側におけるプリチャージの際の電圧変化を 模式的に表したタイ ミング図、 図 5 ( E ) は、 電流センサ 1 2による検出電流 ( B AT 電流) の変化を模式的に表したタイミング図である 。 さらに、 図 5 ( C ) は、 出力リ レー 1 1のオン • オフ (R L接続) を模式的に表した タイ ミング図、 図 5 ( F ) は、 イグニッションスイ ッチ (図示せず) のオン • オフ ( I G- S W 〇 N/O F F ) を模式的に表したタイ ミング図である。 [ 0 0 5 0 ] イグニッションスイ ッチ (図示せず) がオン (図 4 ( F ) 参照) とされた後、 起動診 断、 プリチャージが行われ、 4 8 V高圧ライン 2の電圧が、 目標充電電圧 (図 5 ( B ) のニ点鎖線の電圧) を超えるまで (図 5 ( B ) の時刻 t 2参照) の動作は、 先に、 図 4 を参照しつつ説明した出力リ レー 1 1の接続が正常の場合と同様であるので、 ここでの 再度の詳細な説明は省略する。

[ 0 0 5 1 ]

4 8 V高圧ライン 2の電圧が、 目標充電電圧 (図 5 ( B ) のニ点鎖線の電圧) を超え ると (図 5 ( B ) の時刻 t 2参照) 、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2により 出力リ レー 1 1の接続指令 (図 5 ( A) の S T 2参照) がバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0に 対して行われ、 同時にプリチャージの終了とされる (図 5 (D) の S T 2参照) 。 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 〇 2からの指令に基づいてバッテリ電子制御ユ� �ッ ト 2 1 〇により出力リ レー 1 1 を閉成状態とするべく駆動が行われても出力 リ レー 1 1が 、 例えば、 故障等により開成状態のままである場合 (図 5 (〇 参照) には、 出力リ レ 一 1 1 には電流は流れない (図 5 (E) 参照) 。 なお、 この場合、 出力リ レー 1 1が閉成状態となっていないため、 4 8 V高圧ライン 2 の電圧は、 昇圧動作の終了時 (図 5 ( A) の時刻 t 3 ) まで目標充電電圧近傍に維持 された状態となる (図 5 (B) 参照) 。

[ 0 0 5 2 ] したがって、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 〇において、 出力リ レー 1 1の接続不良 と判定され (図 5 (D) の時刻 t 3参照) 、 車両制御用電子制御ユニッ ト 1 0 2に対し てリ レー接続失敗通知が送信され、 D C/D Cコンバータ 1 0 1の昇圧動作は、 車両制 御用電子制御ユニッ ト 1 0 2により停止状態とされる (図 5 ( A) の S T 3参照) 。

[ 0 0 5 3 ] なお、 上述の本発明の実施の形態においては、 出力リ レー 1 1の両端の電圧、 すなわ ち、 4 8 V高圧ライン 2の電圧と、 1 2 V車載バッテリ 5 1の電圧を、 それぞれ信号変 換 (アナログ ・ ディジタル変換) 等の処理を施して、 バッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0 に読み込むことで、 それぞれの電圧計測を実現したが、 このような構成に限定される必 要はない。 例えば、 電圧センサを、 出力リ レー 1 1の両端に、 それぞれ設け、 その検出 電圧をバッテリ電子制御ユニッ ト 2 1 0に読み込むような構成としても良い。

【産業上の利用可能性】

[ 0 0 5 4 ] 簡易な構成で、 既存の回路動作に支障を来すことのない出力 リ レーの接続の良否診断 が所望される自動車両に適用できる。

【符号の説明】

[ 0 0 5 5 ]

1 1 …出力リ レー

1 2 …電流センサ

5 1 1 2 V車載バッテリ

5 2 4 8 V車載バッテリ

1 〇 1 … D C / D Cコンバータ

! 〇 2 …車両制御用電子制御ユニッ ト

2 1 〇 …バッテリ電子制御ユニッ ト