車両
【課題】外部充電が可能な車両において、外部電源から供給される電力の蓄電装置への供給と遮断とを切替えるための充電リレーの異常を検出する。
【解決手段】車両は、外部充電が可能であり、蓄電装置１１１と、車両１００の駆動力を発生させるためのＰＣＵ１２０と、蓄電装置１１１から駆動装置１２０への電力の供給と遮断とを切替えるためのシステムメインリレーＳＭＲと、充電装置２００と、充電装置２００から蓄電装置１１１への電力の供給と遮断とを切替える充電リレーＣＨＲと、ＨＶ−ＥＣＵ３００とを備える。ＨＶ−ＥＣＵ３００は、充電装置２００によって蓄電装置１１１の充電を行なう場合に、充電装置２００を起動する前に、充電リレーＣＨＲの接点が閉じられた状態に固着しているか否かの診断を行なう。
【解決手段】車両は、外部充電が可能であり、蓄電装置１１１と、車両１００の駆動力を発生させるためのＰＣＵ１２０と、蓄電装置１１１から駆動装置１２０への電力の供給と遮断とを切替えるためのシステムメインリレーＳＭＲと、充電装置２００と、充電装置２００から蓄電装置１１１への電力の供給と遮断とを切替える充電リレーＣＨＲと、ＨＶ−ＥＣＵ３００とを備える。ＨＶ−ＥＣＵ３００は、充電装置２００によって蓄電装置１１１の充電を行なう場合に、充電装置２００を起動する前に、充電リレーＣＨＲの接点が閉じられた状態に固着しているか否かの診断を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関し、より特定的には、車両外部の外部電源からの電力を用いて充電可能な車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。
【０００３】
ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から車載の蓄電装置の充電（以下、単に「外部充電」とも称する。）が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。
【０００４】
特開２００６−０８１３４０号公報（特許文献１）は、バッテリからの電力を用いて走行する車両における電源回路の制御装置において、バッテリ電圧、バッテリ電流およびインバータ電圧の少なくともいずれかに基づいて、バッテリと負荷との間の電力の供給と遮断とを切替えるためのリレー（ＳＭＲ）の、通電側および非通電側の固着を区別して異常を判定する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０８１３４０号公報
【特許文献２】特開２００９−１８９１５３号公報
【特許文献３】特開２００８−１５４４３９号公報
【特許文献４】特開２０００−１３４７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラグイン・ハイブリッド車のように、外部充電が可能な車両においては、外部電源から供給される電力の、バッテリなどの蓄電装置への供給と遮断とを切替えるための充電リレーが備えられる場合がある。
【０００７】
このような車両においては、充電リレーの接点が閉じられた状態で固着してしまうと、車両の走行時にも充電経路に電圧が印加された状態となってしまうので、事故等によって車両が破損した際に充電部分が露出してしまうと周囲に影響をおよぼすおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両外部の外部電源からの電力を用いて充電可能な車両において、外部電源から供給される電力の蓄電装置への供給と遮断とを切替えるための充電リレーの異常検出を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による車両は、外部電源からの電力を用いて充電が可能な車両であって、充電が可能な蓄電装置と、第１の開閉器および第２の開閉器と、充電装置と、制御装置とを備える。駆動装置は、蓄電装置からの電力を用いて車両の駆動力を発生させる。第１の開閉器は、蓄電装置と駆動装置との間を結ぶ第１の電力線に介挿され、蓄電装置から駆動装置への電力の供給と遮断とを切替える。充電装置は、第２の電力線によって第１の電力線の駆動装置と第１の開閉器との間に接続され、外部電源からの交流電力を変換して蓄電装置に充電電力を供給する。第２の開閉器は、第２の電力線に介挿され、充電装置から蓄電装置への電力の供給と遮断とを切替える。そして、制御装置は、充電装置および第２の開閉器を制御し、充電装置によって蓄電装置の充電を行なう場合に、充電装置を起動する前に、第２の開閉器の接点が閉じられた状態に固着しているか否かの診断を行なう。
【００１０】
好ましくは、車両は、第２の電力線の電圧を検出するための第１の電圧検出器をさらに備える。そして、制御装置は、第１の電圧検出器によって検出された検出電圧がしきい値より大きい場合は、診断を非実施として、第２の開閉器を閉成するとともに、充電装置を起動して蓄電装置の充電を開始する。
【００１１】
好ましくは、第２の開閉器は２つのリレーを含む。そして、制御装置は、診断中に２つのリレーの少なくとも１つが固着していると判定した場合は、診断を中断するとともに、蓄電装置の充電を開始する。
【００１２】
好ましくは、車両は、蓄電装置の電圧を検出するための第２の電圧検出器をさらに備える。そして、制御装置は、充電装置によって蓄電装置を充電している場合に、第１の電圧検出器の検出電圧と第２の電圧検出器の検出電圧との差の絶対値が基準値より大きいときは、第１の電圧検出器の出力が異常であると判定する。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、車両を始動して予め定められた基準時間が経過した後に、第１の電圧検出器の検出電圧に基づいて、第２の開閉器の接点が閉じられた状態に固着しているか否か、および第１の電圧検出器の出力が異常であるか否かのうちの少なくともいずれかを判定する。
【００１４】
好ましくは、制御装置は、基準時間が経過した後に、第２の開閉器を開放するように制御しているときに、第１の電圧検出器の検出電圧がしきい値より小さい場合は、第２の開閉器の固着が発生しておらず、かつ第１の電圧検出器の出力が正常であると判定する。
【００１５】
好ましくは、車両は、蓄電装置の電圧を検出するための第２の電圧検出器をさらに備える。そして、制御装置は、基準時間が経過した後に、第２の開閉器を開放するように制御しているときに、第１の電圧検出器の検出電圧と第２の電圧検出器の検出電圧との差の絶対値が基準値より小さい場合は、第２の開閉器の固着が発生していると判定する。
【００１６】
好ましくは、制御装置は、第２の開閉器の固着が発生していると判定した場合は、車両の走行を制限する。
【００１７】
好ましくは、車両は、蓄電装置の電圧を検出するための第２の電圧検出器をさらに備える。そして、制御装置は、基準時間が経過した後に、第２の開閉器を開放するように制御しているときに、第１の電圧検出器の検出電圧がしきい値より大きくかつ第１の電圧検出器の検出電圧が第２の電圧検出器の検出電圧から基準値を差し引いた値よりも小さい場合、および第１の電圧検出器の検出電圧が第２の電圧検出器の検出電圧に基準値を加えた値よりも大きい場合のうちのいずれかの場合は、第１の電圧検出器の出力が異常であると判定する。
【００１８】
好ましくは、車両は、第２の開閉器の固着が発生している場合、および第１の電圧検出器の出力が異常である場合の少なくともいずれかの場合に、車両の操作者に対して警告するための警告装置をさらに備える。
【００１９】
好ましくは、車両は、第２の電力線の電圧を検出するための第１の電圧検出器をさらに備える。第２の開閉器は、互いに独立して動作可能な２つのリレーを含む。そして、制御装置は、診断において、２つのリレーのうちの一方のリレーのみを接続する制御信号を出力した場合に、第１の電圧検出器の検出電圧がしきい値よりも大きいときは、他方のリレーの接点が固着していると判定する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、車両外部の外部電源からの電力を用いて充電可能な車両において、外部電源から供給される電力の蓄電装置への供給と遮断とを切替えるための充電リレーの異常検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態に従う車両の全体ブロック図である。
【図２】本実施の形態において、充電リレーに固着がなく正常である場合に、外部充電を行なうときの、システムメインリレー，充電リレーおよび検出電圧の状態を説明するためのタイムチャートである。
【図３】本実施の形態において、充電リレーのリレーＣＨＲＢが固着している場合の外部充電時のタイムチャートである。
【図４】本実施の形態において、充電リレーのリレーＣＨＲＧが固着している場合のタイムチャートである。
【図５】本実施の形態において、コンデンサＣ３に電荷が残っている場合のタイムチャートである。
【図６】本実施の形態において、車両の運転終了時のシステムメインリレーおよび充電リレーの動作を説明するための図である。
【図７】本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵで実行される充電起動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７で説明したフローチャートのステップＳ１２０における、充電リレーの固着検出処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図９】コンデンサＣ３に電荷が残っている状態で車両の始動が行なわれた場合の、システムメインリレー、充電リレー、および検出電圧の状態を説明するための図である。
【図１０】実施の形態２において、ＨＶ−ＥＣＵで実行される車両始動後の充電リレーの固着検出処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２３】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に従う車両１００の全体ブロック図である。
【００２４】
図１を参照して、車両１００は、電池パック１１０と、コンデンサＣ１と、電圧センサ１１５と、駆動装置であるＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０，１３１と、動力伝達ギア１４０と、駆動輪１５０と、補機バッテリ１６０と、補機負荷１７０と、エアコン１８０と、警告装置１９０と、制御装置であるＨＶ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。
【００２５】
電池パック１１０は、蓄電装置１１１と、電圧センサ１１２、システムメインリレーＳＭＲ（System Main Relay）と、充電リレーＣＨＲとを含む。
【００２６】
蓄電装置１１１は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１１は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００２７】
蓄電装置１１１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１１は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１１は、モータジェネレータ１３０，１３１で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１１の出力はたとえば２００Ｖ程度である。
【００２８】
システムメインリレーＳＭＲは、リレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰと、抵抗Ｒ１とを含む。リレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧは、蓄電装置１１１とＰＣＵ１２０とを結ぶ電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ介挿される。また、リレーＳＭＲＰは、直列に接続された抵抗Ｒ１とともに、リレーＳＭＲＧに並列に接続される。そして、リレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰは、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によってそれぞれ独立して制御され、蓄電装置１１１とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切替える。
【００２９】
なお、抵抗Ｒ１は、システムメインリレーＳＭＲを閉成する際に、コンデンサＣ１を充電するために急激に流れる突入電流を低減するための減流抵抗として機能する。図２で後述するように、システムメインリレーＳＭＲを閉成する際は、まずリレーＳＭＲＢおよびＳＭＲＰが閉成される。そして、低電流によってコンデンサＣ１が充電された後に、リレーＳＭＲＧが閉成されるとともにリレーＳＭＲＰが開放される。
【００３０】
電圧センサ１１２は、蓄電装置１１１に並列に接続される。そして、電圧センサ１１２は、蓄電装置１１１の電圧ＶＢを検出し、その検出値をＨＶ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００３１】
充電リレーＣＨＲは、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを含む。リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧは、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１におけるシステムメインリレーＳＭＲおよびＰＣＵ１２０の間と充電装置２００とに接続される、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２にそれぞれ介挿される。充電リレーＣＨＲは、電池パック１１０の外部に設けることも可能であるが、車両１００の走行時などに、電池パック１１０の外側の充電経路である電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２に、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１からの電圧が印加しないようにするために、電池パック１１０の内部に充電リレーＣＨＲを設けることが望ましい。
【００３２】
コンデンサＣ１は、電池パック１１０とＰＣＵ１２０とを結ぶ電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１の間に接続される。コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１の間の電圧変動を低減する。
【００３３】
電圧センサ１１５は、コンデンサＣ１にかかる電圧ＶＬを検出し、その検出結果をＨＶ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００３４】
ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２，１２３と、電圧センサ１２４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２５と、ＭＧ−ＥＣＵ１２６と、コンデンサＣ２とを含む。
【００３５】
コンバータ１２１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１とに接続される。コンバータ１２１は、ＭＧ−ＥＣＵ１２６からの制御信号ＰＷＣにより制御され、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１との間で電圧変換を行なう。
【００３６】
インバータ１２２，１２３は、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１を用いて、コンバータ１２１に対して互いに並列に接続される。インバータ１２２，１２３は、ＭＧ−ＥＣＵ１２６からの制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２によってそれぞれ制御され、コンバータ１２１から供給される直流電力を、モータジェネレータ１３０，１３１をそれぞれ駆動するための交流電力に変換する。また、インバータ１２２，１２３は、モータジェネレータ１３０，１３１により発電された交流電力を、蓄電装置１１１の充電が可能な直流電力に変換する。
【００３７】
コンデンサＣ２は、電力線ＨＰＬと接地線ＮＬ１との間に接続され、電力線ＨＰＬと接地線ＮＬ１との間の電圧変動を低減する。電圧センサ１２４は、コンデンサＣ２にかかる電圧ＶＨを検出し、その検出結果をＨＶ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００３８】
モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００３９】
モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。
【００４０】
なお、図１においては、モータジェネレータおよびインバータのペアが２つ設けられる構成が示されるが、モータジェネレータおよびインバータのペアの数はこれに限定されず、モータジェネレータおよびインバータのペアを１つまたは２つより多く設ける構成としてもよい。
【００４１】
また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１１０を充電することも可能である。
【００４２】
すなわち、本実施の形態における車両１００は、車両駆動力発生用の電動機を搭載する車両を示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などを含む。
【００４３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２５は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続され、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤに基づいて、蓄電装置１１１から供給される直流電圧を降圧する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２５は、電力線ＰＬ３を介して補機バッテリ１６０、補機負荷１７０およびＨＶ−ＥＣＵ３００などの車両全体の低電圧系に電力を供給する。
【００４４】
補機バッテリ１６０は、代表的には鉛蓄電池を含んで構成される。補機バッテリ１６０の出力電圧は、蓄電装置１１１の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。補機負荷１７０には、たとえばランプ類、ワイパー、ヒータ、オーディオなどが含まれる。
【００４５】
エアコン１８０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続され、車両１００の室内を空調する。警告装置１９０は、ＨＶ−ＥＣＵ３００から警告信号ＡＬＭを受け、異常が発生した場合などに、運転者に対して注意を促すための警告を出力する。警告装置１９０は、ブザーやチャイム、ボイスアラームなどの聴覚的な警告、およびランプなどの表示灯や液晶表示画面などの表示装置による視覚的な警告を含む。
【００４６】
また、車両１００は、車両外部からの電力によって蓄電装置１１１を充電するための構成として、充電装置２００と、インレット２１０と、電圧センサ２２０と、コンデンサＣ３と、抵抗Ｒ２と、ダイオードＤ１とを含む。
【００４７】
インレット２１０は、外部電源５００からの交流電力を受けるために、車両１００のボディに設けられる。インレット２１０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４１０が接続される。そして、充電ケーブル４００のプラグ４２０が、（たとえば、商用電源のような）外部電源５００のコンセント５１０に接続されることによって、外部電源５００からの交流電力が、充電ケーブル４００の電線部４３０を介して車両１００に伝達される。また、充電ケーブル４００の電線部４３０には、外部電源５００から車両１００への電力の供給と遮断とを切替えるための、充電回路遮断装置（以下「ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）」とも称する。）が介挿される。
【００４８】
充電装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、インレット２１０に接続される。また、充電装置２００は、充電リレーＣＨＲを介して、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２によって、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続される。充電装置２００は、ＰＨＶ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＥによって制御され、インレット２１０から供給される交流電力を、蓄電装置１１１の充電電力に変換する。
【００４９】
コンデンサＣ３は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間に接続され、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間の電圧変動を低減する。ダイオードＤ１は、電力線ＰＬ２における、コンデンサＣ３の接続ノードと充電リレーＣＨＲとの間に介挿され、電力線ＰＬ１から充電装置２００へ向かう方向の電流を抑制する。
【００５０】
電圧センサ２２０は、ダイオードＤ１およびリレーＣＨＲＢの間の電力線ＰＬ２と、接地線ＮＬ２とに接続される。電圧センサ２２０は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間の電圧ＶＣＨＧを検出し、その検出結果をＨＶ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００５１】
抵抗Ｒ２は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間に、電圧センサ２２０と並列に接続される。抵抗Ｒ２は、高インピーダンスの抵抗であり、充電リレーＣＨＲが開放されている間に、コンデンサＣ３に蓄えられた電荷を放電するための放電抵抗として機能する。
【００５２】
ＨＶ−ＥＣＵ３００は、システムメインリレーＳＭＲ、充電リレーＣＨＲなどを制御するための制御信号を生成して出力する。また、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、ＭＧ−ＥＣＵ１２６との間で信号の授受が可能であり、ＭＧ−ＥＣＵ１２６に対して制御信号ＳＩＧを送信する。ＭＧ−ＥＣＵ１２６は、この制御信号ＳＩＧに基づいて、ＰＣＵ１２０内の各機器を制御するための制御信号を生成する。さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧センサ１１２からの蓄電装置１１１の電圧ＶＢ、および図示しない電流センサによって検出される蓄電装置１１１の電流に基づいて、蓄電装置１１１の充電状態（以下、ＳＯＣ「State of Charge」とも称する。）を演算する。
【００５３】
なお、図１においては、ＨＶ−ＥＣＵ３００を１つの制御装置とする構成としているが、たとえば、充電装置２００や蓄電装置１１１を制御するための制御装置などのように、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。
【００５４】
図１のような構成の車両において、基本的には、充電リレーＣＨＲは外部充電が行なわれる場合のみに閉成される。これは、車両走行中に充電リレーＣＨＲが閉成されたままであると、充電装置２００に接続される電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２に、蓄電装置１１１からの電圧が印加された状態となってしまうため、車両の衝突等によって、万一この電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２が露出した場合に、電圧が印加された充電部分が露出することによる地絡などの周囲への影響を防止するためである。
【００５５】
ところが、ＨＶ−ＥＣＵ３００から、充電リレーＣＨＲを開放するような制御信号が出力されていた場合であっても、充電リレーＣＨＲの接点が閉状態のまま固着しているときには、上述のような問題が起こる可能性がある。そのため、充電リレーＣＨＲの固着の有無を検出する必要がある。
【００５６】
この充電リレーＣＨＲの固着の有無を検出する場合、後述するように、図１における電圧センサ２２０による検出電圧ＶＣＨＧを用いて判定することが可能である。しかしながら、充電リレーＣＨＲを開放するような制御信号が出力されている状態において、この電圧センサ２２０が高出力を出している場合には、充電リレーＣＨＲの固着が発生しているのか、電圧センサ２２０自体の出力異常が発生しているのか、またはコンデンサＣ３に電荷が残っている状態であるのかが判定できない場合がある。
【００５７】
このような状態において、ＰＣＵ１２０やモータジェネレータ１３０，１３１などを用いて、コンデンサＣ３の電荷を放電させる場合には、システムメインリレーＳＭＲを開放した上で、充電リレーＣＨＲの接続、放電処理そして充電リレーＣＨＲの開放のような動作が別途必要となる。そうすると、充電や車両始動の処理遅れやリレー自体の耐久性の低下、および蓄電装置１１１からの電力供給がない状態での動作であるために補機バッテリ１６０の電池容量低下などを招くおそれがある。さらに、システムメインリレーＳＭＲに固着が発生していた場合には、上記の放電処理すらできない場合もある。また、コンデンサＣ３を独立して放電することのできる放電回路を別途設置することも可能であるが、追加の回路が必要となるのでコストアップにつながるおそれがある。
【００５８】
そこで、本実施の形態においては、外部充電を行なう際に、充電装置の起動前に充電リレーＣＨＲの固着診断を行なうとともに、診断前に電圧センサ２２０が高出力を検出している場合には、異常の誤検出防止のために上記固着診断をキャンセルする、充電起動制御を行なう。
【００５９】
これによって、部品追加によるコストアップを行なうことなく、充電リレーＣＨＲの固着検出を行なうことができる。
【００６０】
次に、図２から図６を用いて、外部充電を行なう場合の、起動時および終了時のシステムメインリレーＳＭＲおよび充電リレーＣＨＲの動作について説明する。
【００６１】
図２は、本実施の形態において、充電リレーＣＨＲに固着がなく正常である場合に、外部充電を行なうときの、システムメインリレーＳＭＲ，充電リレーＣＨＲおよび検出電圧ＶＬ，ＶＣＨＧの状態を説明するためのタイムチャートである。図２および以降に説明する図３から図６においては、横軸に時間が示され、縦軸にシステムメインリレーＳＭＲの各リレーの動作状態、電圧センサ１１５，２２０で検出される電圧ＶＬ，ＶＣＨＧの状態、および充電リレーＣＨＲの各リレーの動作状態が示される。
【００６２】
図１および図２を参照して、充電ケーブル４００がインレット２１０に接続され、外部充電が開始されると、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、まずシステムメインリレーＳＭＲを閉成する。
【００６３】
時刻ｔ１において、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、システムメインリレーＳＭＲのうち、蓄電装置１１１の正極側のリレーＳＭＲＢのみが最初に閉成されるように制御信号ＳＥ１が出力される。これにより、リレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの接点が閉状態で固着しているか否かが判断される。具体的には、リレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰが正常であって、それらのリレーの接点が開放されている場合は、回路がオープン状態であるので、コンデンサＣ１は充電されず、電圧センサ１１５による検出電圧ＶＬはゼロのままとなる。しかしながら、リレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰのいずれかの接点が閉状態で固着している場合には、回路がクローズ状態となって電圧センサ１１５で検出される電圧ＶＬが上昇する。したがって、リレーＳＭＲＢのみを閉成した状態において、この電圧ＶＬを所定のしきい値と比較することによって、リレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの接点の固着状態が判断できる。
【００６４】
リレーＳＭＲＧのみが固着している場合およびリレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの両方が固着している場合は、電圧ＶＬは、蓄電装置１１１の出力電圧ＶＢとほぼ同じ値を示す。また、リレーＳＭＲＰのみが固着している場合には、電圧ＶＬは、抵抗Ｒ１によって分圧された電圧を示す。
【００６５】
その後、時刻ｔ２において、ＨＶ−ＥＣＵ３００によってリレーＳＭＲＰが閉成される。これにより回路がクローズされて、電圧ＶＬが図２中の曲線Ｗ１のように上昇する。このときは、上述のように、抵抗Ｒ１を介して電流が流れることによって、突入電流が抑制される。
【００６６】
そして、所定の値まで電圧ＶＬが上昇すると、時刻ｔ３にて、リレーＳＭＲＧが閉成されるとともに、時刻ｔ４にてリレーＳＭＲＰが開放される。これによって、コンデンサＣ１に電荷が蓄えられた状態となる。
【００６７】
次に、時刻ｔ５からｔ８において、上記のシステムメインリレーＳＭＲと同様に、充電リレーＣＨＲの接点が閉状態で固着しているか否かが判定される。具体的には、時刻ｔ５からｔ６において、充電リレーＣＨＲの正極側のリレーＣＨＲＢのみが閉成され、電圧センサ２２０で検出される電圧ＶＣＨＧによって、リレーＣＨＲＧが固着しているか否かが判定される。さらに、時刻ｔ７からｔ８において、充電リレーＣＨＲの正極側のリレーＣＨＲＧのみが閉成されることによって、リレーＣＨＲＢが固着しているか否かが判定される。リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧが固着している場合の詳細は、図３および図４で後述する。
【００６８】
図２においては、充電リレーＣＨＲのいずれのリレーにも異常がない場合なので、図中の曲線Ｗ２のように、時刻ｔ５からｔ８までの間は電圧ＶＣＨＧはゼロのままである。そして、時刻ｔ８において、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方が閉成されることによって、電圧ＶＣＨＧが図中の曲線Ｗ２のように蓄電装置１１１の電圧ＶＢ付近まで上昇する。その後、図示しないが、充電装置２００が起動されることによって蓄電装置１１１の充電が開始される。
【００６９】
図２の時刻ｔ８以降では、電圧センサ２２０によって検出される電圧ＶＣＨＧは、基本的には、電圧センサ１１２で検出される蓄電装置１１１の電圧ＶＢとほぼ同じ値となるはずである。そのため、システムメインリレーＳＭＲおよび充電リレーＣＨＲの両方が閉成された後の電圧ＶＢおよび電圧ＶＣＨＧを比較することによって、電圧センサ２２０の出力異常の有無をさらに判定することができる。具体的には、電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β１以下の場合は電圧センサ２２０は正常であると判定され、電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β１より大きい場合は電圧センサ２２０は異常であると判定される。なお、電圧ＶＬと電圧ＶＣＨＧとを比較するようにしてもよい。
【００７０】
図３は、充電リレーＣＨＲのリレーＣＨＲＢが固着している場合のタイムチャートである。
【００７１】
図１および図３を参照して、時刻ｔ１１からｔ１７までは、図２の時刻ｔ１から時刻ｔ７までの状態と同様である。しかしながら、時刻ｔ１７において、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの、リレーＣＨＲＧのみを閉成するような制御信号ＳＥ２によってリレーＣＨＲＧが閉成されると、リレーＣＨＲＢが固着していることによって電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２の両方が蓄電装置１１１に接続されることになるので、図３中の曲線Ｗ１２のように、電圧ＶＣＨＧが上昇する。ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧ＶＣＨＧがしきい値γに到達する時刻ｔ１８において、リレーＣＨＲＢが固着していることを検出する（図３中の点Ｐ１０）。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、警告装置１９０によってアラームを出力するとともに、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方を閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。その後、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、充電装置２００を起動して、蓄電装置１１１の充電を開始する。
【００７２】
図４は、充電リレーＣＨＲのリレーＣＨＲＧが固着している場合のタイムチャートである。
【００７３】
図１および図４を参照して、時刻ｔ２１からｔ２５までは、図２の時刻ｔ１から時刻ｔ５までの状態と同様である。時刻ｔ２５において、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの、リレーＣＨＲＢのみを閉成するような制御信号ＳＥ２によってリレーＣＨＲＢが閉成されると、リレーＣＨＲＧが固着していることによって、図４中の曲線Ｗ２２のように、電圧ＶＣＨＧが上昇する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧ＶＣＨＧがしきい値γに到達する時刻ｔ２６において、リレーＣＨＲＧが固着していることを検出する（図４中の点Ｐ２０）。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、警告装置１９０によってアラームを出力するとともに、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方を閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。その後、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、充電装置２００を起動して、蓄電装置１１１の充電を開始する。
【００７４】
図５は、充電装置２００が起動されておらず、かつ充電リレーＣＨＲが閉成されていない状態において、電圧センサ２２０の検出電圧ＶＣＨＧがゼロより大きい値を示している場合、すなわち、コンデンサＣ３に電荷が残っている場合に、充電装置２００を起動するときのタイムチャートである。
【００７５】
通常、コンデンサＣ１からＣ３に蓄えられた電荷は、車両の走行が終了してイグニッションがオフにされたときに、たとえば、インバータ１２２，１２３において、モータジェネレータ１３０，１３１を回転させない状態で電流を流すような制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２によってモータジェネレータ１３０，１３１が駆動されることによって放電される。しかしながら、たとえばモータジェネレータやインバータの異常などによって、電荷の放電完了前に充電リレーＣＨＲが開放されると、コンデンサＣ３に電荷が残されたままとなる。
【００７６】
このような状態においては、上記で説明したような手法によって充電リレーＣＨＲの固着を検出しようとしても、電圧ＶＣＨＧがゼロではないので、固着の有無を判断できない場合がある。また、電圧センサ２２０の原点ずれなどの異常である可能性もある。そのため、本実施の形態のにおいては、図５の曲線Ｗ３２に示すように、充電リレーＣＨＲを閉成する前において、電圧ＶＣＧＨがしきい値αより大きい場合には、上記で説明した充電リレーＣＨＲの固着検出を行なわず、直ちにリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方を閉成して充電を開始する（図５中の時刻ｔ３５）。
【００７７】
図６は、車両の運転終了時のシステムメインリレーＳＭＲおよび充電リレーＣＨＲの動作を説明するための図である。
【００７８】
図１および図６を参照して、車両１００の走行が終了して、イグニッションがオフに操作されると、時刻ｔ４１において、ＨＶ−ＥＣＵ３００によって、まずシステムメインリレーＳＭＲのリレーＳＭＲＧのみが開放される。この状態で、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、たとえば上述のようにインバータ１２２，１２３を動作させることによって、コンデンサＣ１からＣ３の電荷を放電させる。ここで、正常に電荷が放電された場合には、電圧ＶＬおよび電圧ＶＣＨＧは、曲線Ｗ４１およびＷ４２のようにほぼゼロ付近まで低下する。
【００７９】
次に、時刻ｔ４２においてリレーＳＭＲＢが開放される。その後、時刻ｔ４３からｔ４４の間でリレーＳＭＲＰのみを閉成することによって、リレーＳＭＲＢの固着の有無が判定される。そして、時刻ｔ４４でシステムメインリレーＳＭＲに含まれるすべてのリレーが開放された後に、時刻ｔ４５にて充電リレーＣＨＲのリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧが開放される。
【００８０】
なお、電圧センサ２２０の原点がずれている場合には、電圧ＶＣＧＨは、図６中の破線の曲線Ｗ４３のようになる。また、インバータやモータジェネレータの異常等によって、上述のようにコンデンサの放電ができなかった場合には、電圧ＶＣＧＨは、図６中の一点鎖線の曲線Ｗ４４のように、抵抗Ｒ２で消費されることによって徐々に低下する。
【００８１】
図７は、本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵ３００で実行される充電起動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図７および後述する図８，図１０に示すフローチャート中の各ステップについては、ＨＶ−ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
【００８２】
図１および図７を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、外部充電の開始を検出すると、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、システムメインリレーＳＭＲを閉成する。このとき、図３等で説明したような、システムメインリレーＳＭＲに含まれる各リレーの固着検出が行なわれる。
【００８３】
次に、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１１０にて、電圧センサ２２０によって検出された電圧ＶＣＨＧが、しきい値αより大きいか否かを判定する。
【００８４】
電圧ＶＣＨＧがしきい値α以下の場合（Ｓ１１０にてＮＯ）は、処理がＳ１２０に進められ、充電リレーＣＨＲの固着診断処理が行なわれる。この処理の詳細については、図８にて後述する。
【００８５】
その後、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１３０にて、Ｓ１２０の診断処理の結果により、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれかに閉状態の固着が検出されたか否かを判定する。
【００８６】
リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれかに固着が検出された場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１３５に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、警告装置１９０によってアラームを出力して、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれかに固着があることを運転者に知らせる。そして、処理がＳ１１５に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、充電リレーＣＨＲのリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを両方とも閉成する。その後、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１４０に処理を進める。
【００８７】
リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれにも固着が検出されなかった場合（Ｓ１３０にてＮＯ）は、処理がＳ１４０に進められる。
【００８８】
Ｓ１４０にて、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、充電装置２００を起動して充電処理を開始する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて、電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値が、しきい値β１より大きいか否かを判定する。
【００８９】
電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β１より大きい場合（Ｓ１５０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１５５に進められる。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、警告装置１９０によってアラームを出力して、電圧センサ２２０に異常が発生していることを運転者に知らせる。その後、メインルーチンに処理が戻される。
【００９０】
電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β１以下の場合（Ｓ１５０にてＮＯ）は、メインルーチンに処理が戻される。
【００９１】
一方、電圧ＶＣＨＧがしきい値αより大きい場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、コンデンサＣ３に電荷が残っている場合、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方が固着している場合、または電圧センサ２２０の出力が異常である場合の少なくともいずれかであると判定される。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１１５にて、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、充電リレーＣＨＲの固着検出処理を行なわずに、充電リレーＣＨＲのリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを両方とも閉成する。その後、Ｓ１４０以降の処理が実行される。
【００９２】
次に図８を用いて、ステップＳ１２０での処理内容の詳細を説明する。
図８は、図７で説明したフローチャートのステップＳ１２０の充電リレーＣＨＲの固着検出処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【００９３】
図１および図８を参照して、Ｓ１２０に処理が進められると、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３００にて、まずリレーＣＨＲＢを閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。
【００９４】
次に、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３１０にて、電圧ＶＣＨＧがしきい値γより大きいか否かを判定する。
【００９５】
電圧ＶＣＨＧがしきい値γより大きい場合（Ｓ３１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ３１１に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、リレーＣＨＲＧが固着していると判定する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３１２にて、リレーＣＨＲＧをさらに閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。
【００９６】
電圧ＶＣＨＧがしきい値γ以下の場合（Ｓ３１０にてＮＯ）は、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３２０にて、リレーＣＨＲＢを開放するような制御信号ＳＥ２を出力するとともに、Ｓ３３０にて、リレーＣＨＲＧを閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。
【００９７】
そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３４０にて、電圧ＶＣＨＧがしきい値γより大きいか否かを判定する。
【００９８】
電圧ＶＣＨＧがしきい値γより大きい場合（Ｓ３４０にてＹＥＳ）は、処理がＳ３４１に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、リレーＣＨＲＢが固着していると判定する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３４２にて、リレーＣＨＲＢをさらに閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。
【００９９】
電圧ＶＣＨＧがしきい値γ以下の場合（Ｓ３４０にてＮＯ）は、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３５０にて、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方に固着がなく正常であると判定するとともに、Ｓ３６０にて、リレーＣＨＲＢをさらに閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。また、充電リレーＣＨＲの固着検出を行なうことが可能となる。 以上のような処理に従って制御を行なうことによって、コンデンサＣ３に電荷が残っている場合等で充電リレーＣＨＲの固着検出ができない場合には、充電リレーＣＨＲの固着検出を行なわずに充電を開始することができるとともに、電圧センサ２２０の出力異常を検出することが可能となる。
【０１００】
［実施の形態２］
実施の形態１においては、外部充電を行なう際に充電リレーＣＨＲの固着検出と電圧センサ２２０の出力異常検出を行なうとともに、充電装置２００の起動前にコンデンサＣ３の電荷残り等により、電圧センサ２２０によって所定以上の電圧が検出されたときには、充電リレーＣＨＲの固着検出を実行せずに充電を開始する構成について説明した。
【０１０１】
しかしながら、実施の形態１で、電荷残り等が発生した場合には、外部充電時に充電リレーＣＨＲの固着検出が実行されないので、充電リレーＣＨＲに固着が発生しているか否かを認識できない。
【０１０２】
そこで、実施の形態２においては、車両始動後に充電リレーＣＨＲの固着検出および電圧センサ２２０の出力異常検出を行なうことによって、外部充電時に電荷残り等のために充電リレーＣＨＲの固着検出が実行されなかった場合であっても、充電リレーＣＨＲの固着の有無を判定できる構成について説明する。
【０１０３】
図９は、コンデンサＣ３に電荷が残っている状態で車両１００の始動が行なわれた場合の、システムメインリレーＳＭＲ、充電リレーＣＨＲ、および検出電圧ＶＬ，ＶＣＨＧの状態を説明するための図である。
【０１０４】
図１および図９を参照して、時刻ｔ５１より前においては、コンデンサＣ３の電荷残りにより、電圧センサ２２０によって検出される電圧ＶＣＨＧがしきい値αよりも大きい状態となっている。この状態のまま、イグニッションがオンとされて、車両１００が始動されると、時刻ｔ５１からｔ５４のようにシステムメインリレーＳＭＲが閉成される。時刻ｔ５１からｔ５４における、システムメインリレーＳＭＲの動作については、上述の図２の説明と同様であるため繰り返さない。
【０１０５】
充電リレーＣＨＲが正常である場合は、コンデンサＣ３に蓄えられた電荷は、時間の経過とともに抵抗Ｒ２で消費されて低下する。これによって、電圧ＶＣＨＧは、図９の曲線Ｗ５２のように徐々に低下していき、時刻ｔ５５においてゼロ付近に到達する。なお、充電リレーＣＨＲの２つのリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれか一方のみが固着している場合も、同様に電圧ＶＣＨＧはゼロに到達し得る。
【０１０６】
一方、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方が固着している場合には、システムメインリレーＳＭＲが閉成されると、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２が蓄電装置１１１と電気的に接続されることになるので、図９の破線の曲線Ｗ５３のように、蓄電装置１１１の電圧ＶＢ付近まで上昇する。
【０１０７】
すなわち、車両始動後であって、コンデンサＣ３に充電可能な最大電荷が抵抗２によって放電される時間以上の時間が経過した後の電圧ＶＣＨＧが、しきい値α以下の場合（図９の領域Ａ１）は、充電リレーＣＨＲは正常または片側のみが固着していると判定され、電圧ＶＣＨＧと電圧ＶＢとの差の絶対値がしきい値β２より小さい場合（図９の領域Ａ３）は、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方が固着していると判定される。なお、それ以外の領域、すなわち図９の領域Ａ２，Ａ４となる場合は、電圧センサ２２０の出力異常の可能性があると判定される。
【０１０８】
また、図示していないが、図９の時刻ｔ５５以降において電圧ＶＣＨＧが領域Ａ１となった場合に、実施の形態１で説明したように、充電リレーＣＨＲの各々のリレーを片側ずつ交互に閉成するような動作をさらに行なうことによって、車両始動後においても、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれか一方の固着の有無を検出することが可能である。
【０１０９】
以上のように、車両始動後であって、コンデンサＣ３に充電可能な最大電荷が抵抗２によって放電され得る時間以上の時間が経過した後に、電圧ＶＣＧＨに基づいて充電リレーＣＨＲの固着検出および電圧センサ２２０の出力異常検出を行なうことができる。
【０１１０】
図１０は、実施の形態２において、ＨＶ−ＥＣＵ３００で実行される車両始動後の充電リレーＣＨＲの固着検出処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【０１１１】
図１および図１０を参照して、イグニッションがオンにされることによって、システムメインリレーＳＭＲが閉成されて車両が始動されると、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ２００にて、コンデンサＣ３に蓄えられた電荷が放電できる所定の時間が経過したか否かを判定する。
【０１１２】
所定時間が経過していない場合（Ｓ２００にてＮＯ）は、メインルーチンに処理が戻される。
【０１１３】
一方、所定時間が経過した場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）は、次にＳ２１０に処理が進められて、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧ＶＣＨＧがしきい値αより大きいか否かを判定する。
【０１１４】
電圧ＶＣＨＧがしきい値αより大きい場合（Ｓ２１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ２２０に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β２以下であるか否かを判定する。ここで、β１≧β２である。
【０１１５】
電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β２以下の場合（Ｓ２２０にてＹＥＳ）は、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方が固着していると判定する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ２４０にて、警告装置１９０によってアラームを出力して運転者に異常の発生を知らせる。
【０１１６】
その後、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ２５０にて、車両１００の走行を制限する。この走行制限には、たとえば、万一衝突が発生したような場合でも充電部の露出が起きない程度に車速を制限したり、車両の走行を禁止したりすることが含まれる。なお、この走行制限処理は任意的であり、Ｓ２４０でのアラーム出力のみを行なって、走行を継続するようにしてもよい。
【０１１７】
電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β２より大きい場合（Ｓ２２０にてＮＯ）は、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧センサ２２０の出力に異常がある可能性があると判定する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ２３０にて、警告装置１９０によってアラームを出力して運転者に異常の発生を知らせる。
【０１１８】
電圧ＶＣＨＧがしきい値α以下の場合（Ｓ２１０にてＮＯ）は、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方の固着は検出されなかったと判定し、処理をメインルーチンへ戻す。なお、この場合は、上述のように、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方ともが正常である場合とリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれか一方のみが固着している場合があるので、図１０には図示しないが、図８と同様に、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの片側のみを交互に閉成する処理をさらに追加することによって、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの片側の固着を検出するようにしてもよい。
【０１１９】
以上のような処理に従って制御を行なうことによって、外部充電時に電荷残り等のために充電リレーＣＨＲの固着検出が実行されなかった場合であっても、車両始動後に充電リレーＣＨＲの固着の有無を判定することが可能となる。
【０１２０】
なお、本実施の形態における「システムメインリレーＳＭＲ」および「充電リレーＣＨＲ」は、それぞれ本発明の「第１の開閉器」および「第２の開閉器」の一例である。本実施の形態における「電力線ＰＬ１，接地線ＮＬ１」および「電力線ＰＬ２，接地線ＮＬ２」は、それぞれ本発明の「第１の電力線」および「第２の電力線」の一例である。本実施の形態における「電圧センサ２２０」および「電圧センサ１１２」は、それぞれ本発明の「第１の電圧検出器」および「第２の電圧検出器」の一例である。
【０１２１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２２】
１００ 車両、１１０ 電池パック、１１１ 蓄電装置、１１２，１１５，１２４，２２０ 電圧センサ、１２０ ＰＣＵ、１２１ コンバータ、１２２，１２３ インバータ、１２５ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１２６ ＭＧ−ＥＣＵ、１３０，１３１ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギア、１５０ 駆動輪、１６０ 補機バッテリ、１７０ 補機負荷、１８０ エアコン、１９０ 警告装置、２００ 充電装置、２１０ インレット、３００ ＨＶ−ＥＣＵ、４００ 充電ケーブル、４１０ 充電コネクタ、４２０ プラグ、４３０ 電線部、５００ 外部電源、５１０ コンセント、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＨＰＬ，ＰＬ１〜ＰＬ３ 電力線、Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ、ＣＣＩＤ 充電回路遮断装置、ＣＨＲ 充電リレー、ＣＨＲＢ，ＣＨＲＧ，ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰ リレー、Ｄ１ ダイオード、ＮＬ１，ＮＬ２ 接地線、Ｒ１，Ｒ２ 抵抗、ＳＭＲ システムメインリレー。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関し、より特定的には、車両外部の外部電源からの電力を用いて充電可能な車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。
【０００３】
ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から車載の蓄電装置の充電（以下、単に「外部充電」とも称する。）が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。
【０００４】
特開２００６−０８１３４０号公報（特許文献１）は、バッテリからの電力を用いて走行する車両における電源回路の制御装置において、バッテリ電圧、バッテリ電流およびインバータ電圧の少なくともいずれかに基づいて、バッテリと負荷との間の電力の供給と遮断とを切替えるためのリレー（ＳＭＲ）の、通電側および非通電側の固着を区別して異常を判定する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０８１３４０号公報
【特許文献２】特開２００９−１８９１５３号公報
【特許文献３】特開２００８−１５４４３９号公報
【特許文献４】特開２０００−１３４７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラグイン・ハイブリッド車のように、外部充電が可能な車両においては、外部電源から供給される電力の、バッテリなどの蓄電装置への供給と遮断とを切替えるための充電リレーが備えられる場合がある。
【０００７】
このような車両においては、充電リレーの接点が閉じられた状態で固着してしまうと、車両の走行時にも充電経路に電圧が印加された状態となってしまうので、事故等によって車両が破損した際に充電部分が露出してしまうと周囲に影響をおよぼすおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両外部の外部電源からの電力を用いて充電可能な車両において、外部電源から供給される電力の蓄電装置への供給と遮断とを切替えるための充電リレーの異常検出を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による車両は、外部電源からの電力を用いて充電が可能な車両であって、充電が可能な蓄電装置と、第１の開閉器および第２の開閉器と、充電装置と、制御装置とを備える。駆動装置は、蓄電装置からの電力を用いて車両の駆動力を発生させる。第１の開閉器は、蓄電装置と駆動装置との間を結ぶ第１の電力線に介挿され、蓄電装置から駆動装置への電力の供給と遮断とを切替える。充電装置は、第２の電力線によって第１の電力線の駆動装置と第１の開閉器との間に接続され、外部電源からの交流電力を変換して蓄電装置に充電電力を供給する。第２の開閉器は、第２の電力線に介挿され、充電装置から蓄電装置への電力の供給と遮断とを切替える。そして、制御装置は、充電装置および第２の開閉器を制御し、充電装置によって蓄電装置の充電を行なう場合に、充電装置を起動する前に、第２の開閉器の接点が閉じられた状態に固着しているか否かの診断を行なう。
【００１０】
好ましくは、車両は、第２の電力線の電圧を検出するための第１の電圧検出器をさらに備える。そして、制御装置は、第１の電圧検出器によって検出された検出電圧がしきい値より大きい場合は、診断を非実施として、第２の開閉器を閉成するとともに、充電装置を起動して蓄電装置の充電を開始する。
【００１１】
好ましくは、第２の開閉器は２つのリレーを含む。そして、制御装置は、診断中に２つのリレーの少なくとも１つが固着していると判定した場合は、診断を中断するとともに、蓄電装置の充電を開始する。
【００１２】
好ましくは、車両は、蓄電装置の電圧を検出するための第２の電圧検出器をさらに備える。そして、制御装置は、充電装置によって蓄電装置を充電している場合に、第１の電圧検出器の検出電圧と第２の電圧検出器の検出電圧との差の絶対値が基準値より大きいときは、第１の電圧検出器の出力が異常であると判定する。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、車両を始動して予め定められた基準時間が経過した後に、第１の電圧検出器の検出電圧に基づいて、第２の開閉器の接点が閉じられた状態に固着しているか否か、および第１の電圧検出器の出力が異常であるか否かのうちの少なくともいずれかを判定する。
【００１４】
好ましくは、制御装置は、基準時間が経過した後に、第２の開閉器を開放するように制御しているときに、第１の電圧検出器の検出電圧がしきい値より小さい場合は、第２の開閉器の固着が発生しておらず、かつ第１の電圧検出器の出力が正常であると判定する。
【００１５】
好ましくは、車両は、蓄電装置の電圧を検出するための第２の電圧検出器をさらに備える。そして、制御装置は、基準時間が経過した後に、第２の開閉器を開放するように制御しているときに、第１の電圧検出器の検出電圧と第２の電圧検出器の検出電圧との差の絶対値が基準値より小さい場合は、第２の開閉器の固着が発生していると判定する。
【００１６】
好ましくは、制御装置は、第２の開閉器の固着が発生していると判定した場合は、車両の走行を制限する。
【００１７】
好ましくは、車両は、蓄電装置の電圧を検出するための第２の電圧検出器をさらに備える。そして、制御装置は、基準時間が経過した後に、第２の開閉器を開放するように制御しているときに、第１の電圧検出器の検出電圧がしきい値より大きくかつ第１の電圧検出器の検出電圧が第２の電圧検出器の検出電圧から基準値を差し引いた値よりも小さい場合、および第１の電圧検出器の検出電圧が第２の電圧検出器の検出電圧に基準値を加えた値よりも大きい場合のうちのいずれかの場合は、第１の電圧検出器の出力が異常であると判定する。
【００１８】
好ましくは、車両は、第２の開閉器の固着が発生している場合、および第１の電圧検出器の出力が異常である場合の少なくともいずれかの場合に、車両の操作者に対して警告するための警告装置をさらに備える。
【００１９】
好ましくは、車両は、第２の電力線の電圧を検出するための第１の電圧検出器をさらに備える。第２の開閉器は、互いに独立して動作可能な２つのリレーを含む。そして、制御装置は、診断において、２つのリレーのうちの一方のリレーのみを接続する制御信号を出力した場合に、第１の電圧検出器の検出電圧がしきい値よりも大きいときは、他方のリレーの接点が固着していると判定する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、車両外部の外部電源からの電力を用いて充電可能な車両において、外部電源から供給される電力の蓄電装置への供給と遮断とを切替えるための充電リレーの異常検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態に従う車両の全体ブロック図である。
【図２】本実施の形態において、充電リレーに固着がなく正常である場合に、外部充電を行なうときの、システムメインリレー，充電リレーおよび検出電圧の状態を説明するためのタイムチャートである。
【図３】本実施の形態において、充電リレーのリレーＣＨＲＢが固着している場合の外部充電時のタイムチャートである。
【図４】本実施の形態において、充電リレーのリレーＣＨＲＧが固着している場合のタイムチャートである。
【図５】本実施の形態において、コンデンサＣ３に電荷が残っている場合のタイムチャートである。
【図６】本実施の形態において、車両の運転終了時のシステムメインリレーおよび充電リレーの動作を説明するための図である。
【図７】本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵで実行される充電起動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７で説明したフローチャートのステップＳ１２０における、充電リレーの固着検出処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図９】コンデンサＣ３に電荷が残っている状態で車両の始動が行なわれた場合の、システムメインリレー、充電リレー、および検出電圧の状態を説明するための図である。
【図１０】実施の形態２において、ＨＶ−ＥＣＵで実行される車両始動後の充電リレーの固着検出処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２３】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に従う車両１００の全体ブロック図である。
【００２４】
図１を参照して、車両１００は、電池パック１１０と、コンデンサＣ１と、電圧センサ１１５と、駆動装置であるＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０，１３１と、動力伝達ギア１４０と、駆動輪１５０と、補機バッテリ１６０と、補機負荷１７０と、エアコン１８０と、警告装置１９０と、制御装置であるＨＶ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。
【００２５】
電池パック１１０は、蓄電装置１１１と、電圧センサ１１２、システムメインリレーＳＭＲ（System Main Relay）と、充電リレーＣＨＲとを含む。
【００２６】
蓄電装置１１１は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１１は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００２７】
蓄電装置１１１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１１は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１１は、モータジェネレータ１３０，１３１で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１１の出力はたとえば２００Ｖ程度である。
【００２８】
システムメインリレーＳＭＲは、リレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰと、抵抗Ｒ１とを含む。リレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧは、蓄電装置１１１とＰＣＵ１２０とを結ぶ電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ介挿される。また、リレーＳＭＲＰは、直列に接続された抵抗Ｒ１とともに、リレーＳＭＲＧに並列に接続される。そして、リレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰは、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によってそれぞれ独立して制御され、蓄電装置１１１とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切替える。
【００２９】
なお、抵抗Ｒ１は、システムメインリレーＳＭＲを閉成する際に、コンデンサＣ１を充電するために急激に流れる突入電流を低減するための減流抵抗として機能する。図２で後述するように、システムメインリレーＳＭＲを閉成する際は、まずリレーＳＭＲＢおよびＳＭＲＰが閉成される。そして、低電流によってコンデンサＣ１が充電された後に、リレーＳＭＲＧが閉成されるとともにリレーＳＭＲＰが開放される。
【００３０】
電圧センサ１１２は、蓄電装置１１１に並列に接続される。そして、電圧センサ１１２は、蓄電装置１１１の電圧ＶＢを検出し、その検出値をＨＶ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００３１】
充電リレーＣＨＲは、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを含む。リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧは、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１におけるシステムメインリレーＳＭＲおよびＰＣＵ１２０の間と充電装置２００とに接続される、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２にそれぞれ介挿される。充電リレーＣＨＲは、電池パック１１０の外部に設けることも可能であるが、車両１００の走行時などに、電池パック１１０の外側の充電経路である電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２に、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１からの電圧が印加しないようにするために、電池パック１１０の内部に充電リレーＣＨＲを設けることが望ましい。
【００３２】
コンデンサＣ１は、電池パック１１０とＰＣＵ１２０とを結ぶ電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１の間に接続される。コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１の間の電圧変動を低減する。
【００３３】
電圧センサ１１５は、コンデンサＣ１にかかる電圧ＶＬを検出し、その検出結果をＨＶ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００３４】
ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２，１２３と、電圧センサ１２４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２５と、ＭＧ−ＥＣＵ１２６と、コンデンサＣ２とを含む。
【００３５】
コンバータ１２１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１とに接続される。コンバータ１２１は、ＭＧ−ＥＣＵ１２６からの制御信号ＰＷＣにより制御され、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１との間で電圧変換を行なう。
【００３６】
インバータ１２２，１２３は、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１を用いて、コンバータ１２１に対して互いに並列に接続される。インバータ１２２，１２３は、ＭＧ−ＥＣＵ１２６からの制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２によってそれぞれ制御され、コンバータ１２１から供給される直流電力を、モータジェネレータ１３０，１３１をそれぞれ駆動するための交流電力に変換する。また、インバータ１２２，１２３は、モータジェネレータ１３０，１３１により発電された交流電力を、蓄電装置１１１の充電が可能な直流電力に変換する。
【００３７】
コンデンサＣ２は、電力線ＨＰＬと接地線ＮＬ１との間に接続され、電力線ＨＰＬと接地線ＮＬ１との間の電圧変動を低減する。電圧センサ１２４は、コンデンサＣ２にかかる電圧ＶＨを検出し、その検出結果をＨＶ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００３８】
モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００３９】
モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。
【００４０】
なお、図１においては、モータジェネレータおよびインバータのペアが２つ設けられる構成が示されるが、モータジェネレータおよびインバータのペアの数はこれに限定されず、モータジェネレータおよびインバータのペアを１つまたは２つより多く設ける構成としてもよい。
【００４１】
また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１１０を充電することも可能である。
【００４２】
すなわち、本実施の形態における車両１００は、車両駆動力発生用の電動機を搭載する車両を示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などを含む。
【００４３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２５は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続され、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤに基づいて、蓄電装置１１１から供給される直流電圧を降圧する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２５は、電力線ＰＬ３を介して補機バッテリ１６０、補機負荷１７０およびＨＶ−ＥＣＵ３００などの車両全体の低電圧系に電力を供給する。
【００４４】
補機バッテリ１６０は、代表的には鉛蓄電池を含んで構成される。補機バッテリ１６０の出力電圧は、蓄電装置１１１の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。補機負荷１７０には、たとえばランプ類、ワイパー、ヒータ、オーディオなどが含まれる。
【００４５】
エアコン１８０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続され、車両１００の室内を空調する。警告装置１９０は、ＨＶ−ＥＣＵ３００から警告信号ＡＬＭを受け、異常が発生した場合などに、運転者に対して注意を促すための警告を出力する。警告装置１９０は、ブザーやチャイム、ボイスアラームなどの聴覚的な警告、およびランプなどの表示灯や液晶表示画面などの表示装置による視覚的な警告を含む。
【００４６】
また、車両１００は、車両外部からの電力によって蓄電装置１１１を充電するための構成として、充電装置２００と、インレット２１０と、電圧センサ２２０と、コンデンサＣ３と、抵抗Ｒ２と、ダイオードＤ１とを含む。
【００４７】
インレット２１０は、外部電源５００からの交流電力を受けるために、車両１００のボディに設けられる。インレット２１０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４１０が接続される。そして、充電ケーブル４００のプラグ４２０が、（たとえば、商用電源のような）外部電源５００のコンセント５１０に接続されることによって、外部電源５００からの交流電力が、充電ケーブル４００の電線部４３０を介して車両１００に伝達される。また、充電ケーブル４００の電線部４３０には、外部電源５００から車両１００への電力の供給と遮断とを切替えるための、充電回路遮断装置（以下「ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）」とも称する。）が介挿される。
【００４８】
充電装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、インレット２１０に接続される。また、充電装置２００は、充電リレーＣＨＲを介して、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２によって、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続される。充電装置２００は、ＰＨＶ−ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＥによって制御され、インレット２１０から供給される交流電力を、蓄電装置１１１の充電電力に変換する。
【００４９】
コンデンサＣ３は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間に接続され、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間の電圧変動を低減する。ダイオードＤ１は、電力線ＰＬ２における、コンデンサＣ３の接続ノードと充電リレーＣＨＲとの間に介挿され、電力線ＰＬ１から充電装置２００へ向かう方向の電流を抑制する。
【００５０】
電圧センサ２２０は、ダイオードＤ１およびリレーＣＨＲＢの間の電力線ＰＬ２と、接地線ＮＬ２とに接続される。電圧センサ２２０は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間の電圧ＶＣＨＧを検出し、その検出結果をＨＶ−ＥＣＵ３００へ出力する。
【００５１】
抵抗Ｒ２は、電力線ＰＬ２と接地線ＮＬ２との間に、電圧センサ２２０と並列に接続される。抵抗Ｒ２は、高インピーダンスの抵抗であり、充電リレーＣＨＲが開放されている間に、コンデンサＣ３に蓄えられた電荷を放電するための放電抵抗として機能する。
【００５２】
ＨＶ−ＥＣＵ３００は、システムメインリレーＳＭＲ、充電リレーＣＨＲなどを制御するための制御信号を生成して出力する。また、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、ＭＧ−ＥＣＵ１２６との間で信号の授受が可能であり、ＭＧ−ＥＣＵ１２６に対して制御信号ＳＩＧを送信する。ＭＧ−ＥＣＵ１２６は、この制御信号ＳＩＧに基づいて、ＰＣＵ１２０内の各機器を制御するための制御信号を生成する。さらに、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧センサ１１２からの蓄電装置１１１の電圧ＶＢ、および図示しない電流センサによって検出される蓄電装置１１１の電流に基づいて、蓄電装置１１１の充電状態（以下、ＳＯＣ「State of Charge」とも称する。）を演算する。
【００５３】
なお、図１においては、ＨＶ−ＥＣＵ３００を１つの制御装置とする構成としているが、たとえば、充電装置２００や蓄電装置１１１を制御するための制御装置などのように、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。
【００５４】
図１のような構成の車両において、基本的には、充電リレーＣＨＲは外部充電が行なわれる場合のみに閉成される。これは、車両走行中に充電リレーＣＨＲが閉成されたままであると、充電装置２００に接続される電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２に、蓄電装置１１１からの電圧が印加された状態となってしまうため、車両の衝突等によって、万一この電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２が露出した場合に、電圧が印加された充電部分が露出することによる地絡などの周囲への影響を防止するためである。
【００５５】
ところが、ＨＶ−ＥＣＵ３００から、充電リレーＣＨＲを開放するような制御信号が出力されていた場合であっても、充電リレーＣＨＲの接点が閉状態のまま固着しているときには、上述のような問題が起こる可能性がある。そのため、充電リレーＣＨＲの固着の有無を検出する必要がある。
【００５６】
この充電リレーＣＨＲの固着の有無を検出する場合、後述するように、図１における電圧センサ２２０による検出電圧ＶＣＨＧを用いて判定することが可能である。しかしながら、充電リレーＣＨＲを開放するような制御信号が出力されている状態において、この電圧センサ２２０が高出力を出している場合には、充電リレーＣＨＲの固着が発生しているのか、電圧センサ２２０自体の出力異常が発生しているのか、またはコンデンサＣ３に電荷が残っている状態であるのかが判定できない場合がある。
【００５７】
このような状態において、ＰＣＵ１２０やモータジェネレータ１３０，１３１などを用いて、コンデンサＣ３の電荷を放電させる場合には、システムメインリレーＳＭＲを開放した上で、充電リレーＣＨＲの接続、放電処理そして充電リレーＣＨＲの開放のような動作が別途必要となる。そうすると、充電や車両始動の処理遅れやリレー自体の耐久性の低下、および蓄電装置１１１からの電力供給がない状態での動作であるために補機バッテリ１６０の電池容量低下などを招くおそれがある。さらに、システムメインリレーＳＭＲに固着が発生していた場合には、上記の放電処理すらできない場合もある。また、コンデンサＣ３を独立して放電することのできる放電回路を別途設置することも可能であるが、追加の回路が必要となるのでコストアップにつながるおそれがある。
【００５８】
そこで、本実施の形態においては、外部充電を行なう際に、充電装置の起動前に充電リレーＣＨＲの固着診断を行なうとともに、診断前に電圧センサ２２０が高出力を検出している場合には、異常の誤検出防止のために上記固着診断をキャンセルする、充電起動制御を行なう。
【００５９】
これによって、部品追加によるコストアップを行なうことなく、充電リレーＣＨＲの固着検出を行なうことができる。
【００６０】
次に、図２から図６を用いて、外部充電を行なう場合の、起動時および終了時のシステムメインリレーＳＭＲおよび充電リレーＣＨＲの動作について説明する。
【００６１】
図２は、本実施の形態において、充電リレーＣＨＲに固着がなく正常である場合に、外部充電を行なうときの、システムメインリレーＳＭＲ，充電リレーＣＨＲおよび検出電圧ＶＬ，ＶＣＨＧの状態を説明するためのタイムチャートである。図２および以降に説明する図３から図６においては、横軸に時間が示され、縦軸にシステムメインリレーＳＭＲの各リレーの動作状態、電圧センサ１１５，２２０で検出される電圧ＶＬ，ＶＣＨＧの状態、および充電リレーＣＨＲの各リレーの動作状態が示される。
【００６２】
図１および図２を参照して、充電ケーブル４００がインレット２１０に接続され、外部充電が開始されると、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、まずシステムメインリレーＳＭＲを閉成する。
【００６３】
時刻ｔ１において、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、システムメインリレーＳＭＲのうち、蓄電装置１１１の正極側のリレーＳＭＲＢのみが最初に閉成されるように制御信号ＳＥ１が出力される。これにより、リレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの接点が閉状態で固着しているか否かが判断される。具体的には、リレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰが正常であって、それらのリレーの接点が開放されている場合は、回路がオープン状態であるので、コンデンサＣ１は充電されず、電圧センサ１１５による検出電圧ＶＬはゼロのままとなる。しかしながら、リレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰのいずれかの接点が閉状態で固着している場合には、回路がクローズ状態となって電圧センサ１１５で検出される電圧ＶＬが上昇する。したがって、リレーＳＭＲＢのみを閉成した状態において、この電圧ＶＬを所定のしきい値と比較することによって、リレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの接点の固着状態が判断できる。
【００６４】
リレーＳＭＲＧのみが固着している場合およびリレーＳＭＲＧ，ＳＭＲＰの両方が固着している場合は、電圧ＶＬは、蓄電装置１１１の出力電圧ＶＢとほぼ同じ値を示す。また、リレーＳＭＲＰのみが固着している場合には、電圧ＶＬは、抵抗Ｒ１によって分圧された電圧を示す。
【００６５】
その後、時刻ｔ２において、ＨＶ−ＥＣＵ３００によってリレーＳＭＲＰが閉成される。これにより回路がクローズされて、電圧ＶＬが図２中の曲線Ｗ１のように上昇する。このときは、上述のように、抵抗Ｒ１を介して電流が流れることによって、突入電流が抑制される。
【００６６】
そして、所定の値まで電圧ＶＬが上昇すると、時刻ｔ３にて、リレーＳＭＲＧが閉成されるとともに、時刻ｔ４にてリレーＳＭＲＰが開放される。これによって、コンデンサＣ１に電荷が蓄えられた状態となる。
【００６７】
次に、時刻ｔ５からｔ８において、上記のシステムメインリレーＳＭＲと同様に、充電リレーＣＨＲの接点が閉状態で固着しているか否かが判定される。具体的には、時刻ｔ５からｔ６において、充電リレーＣＨＲの正極側のリレーＣＨＲＢのみが閉成され、電圧センサ２２０で検出される電圧ＶＣＨＧによって、リレーＣＨＲＧが固着しているか否かが判定される。さらに、時刻ｔ７からｔ８において、充電リレーＣＨＲの正極側のリレーＣＨＲＧのみが閉成されることによって、リレーＣＨＲＢが固着しているか否かが判定される。リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧが固着している場合の詳細は、図３および図４で後述する。
【００６８】
図２においては、充電リレーＣＨＲのいずれのリレーにも異常がない場合なので、図中の曲線Ｗ２のように、時刻ｔ５からｔ８までの間は電圧ＶＣＨＧはゼロのままである。そして、時刻ｔ８において、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方が閉成されることによって、電圧ＶＣＨＧが図中の曲線Ｗ２のように蓄電装置１１１の電圧ＶＢ付近まで上昇する。その後、図示しないが、充電装置２００が起動されることによって蓄電装置１１１の充電が開始される。
【００６９】
図２の時刻ｔ８以降では、電圧センサ２２０によって検出される電圧ＶＣＨＧは、基本的には、電圧センサ１１２で検出される蓄電装置１１１の電圧ＶＢとほぼ同じ値となるはずである。そのため、システムメインリレーＳＭＲおよび充電リレーＣＨＲの両方が閉成された後の電圧ＶＢおよび電圧ＶＣＨＧを比較することによって、電圧センサ２２０の出力異常の有無をさらに判定することができる。具体的には、電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β１以下の場合は電圧センサ２２０は正常であると判定され、電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β１より大きい場合は電圧センサ２２０は異常であると判定される。なお、電圧ＶＬと電圧ＶＣＨＧとを比較するようにしてもよい。
【００７０】
図３は、充電リレーＣＨＲのリレーＣＨＲＢが固着している場合のタイムチャートである。
【００７１】
図１および図３を参照して、時刻ｔ１１からｔ１７までは、図２の時刻ｔ１から時刻ｔ７までの状態と同様である。しかしながら、時刻ｔ１７において、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの、リレーＣＨＲＧのみを閉成するような制御信号ＳＥ２によってリレーＣＨＲＧが閉成されると、リレーＣＨＲＢが固着していることによって電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２の両方が蓄電装置１１１に接続されることになるので、図３中の曲線Ｗ１２のように、電圧ＶＣＨＧが上昇する。ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧ＶＣＨＧがしきい値γに到達する時刻ｔ１８において、リレーＣＨＲＢが固着していることを検出する（図３中の点Ｐ１０）。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、警告装置１９０によってアラームを出力するとともに、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方を閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。その後、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、充電装置２００を起動して、蓄電装置１１１の充電を開始する。
【００７２】
図４は、充電リレーＣＨＲのリレーＣＨＲＧが固着している場合のタイムチャートである。
【００７３】
図１および図４を参照して、時刻ｔ２１からｔ２５までは、図２の時刻ｔ１から時刻ｔ５までの状態と同様である。時刻ｔ２５において、ＨＶ−ＥＣＵ３００からの、リレーＣＨＲＢのみを閉成するような制御信号ＳＥ２によってリレーＣＨＲＢが閉成されると、リレーＣＨＲＧが固着していることによって、図４中の曲線Ｗ２２のように、電圧ＶＣＨＧが上昇する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧ＶＣＨＧがしきい値γに到達する時刻ｔ２６において、リレーＣＨＲＧが固着していることを検出する（図４中の点Ｐ２０）。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、警告装置１９０によってアラームを出力するとともに、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方を閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。その後、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、充電装置２００を起動して、蓄電装置１１１の充電を開始する。
【００７４】
図５は、充電装置２００が起動されておらず、かつ充電リレーＣＨＲが閉成されていない状態において、電圧センサ２２０の検出電圧ＶＣＨＧがゼロより大きい値を示している場合、すなわち、コンデンサＣ３に電荷が残っている場合に、充電装置２００を起動するときのタイムチャートである。
【００７５】
通常、コンデンサＣ１からＣ３に蓄えられた電荷は、車両の走行が終了してイグニッションがオフにされたときに、たとえば、インバータ１２２，１２３において、モータジェネレータ１３０，１３１を回転させない状態で電流を流すような制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２によってモータジェネレータ１３０，１３１が駆動されることによって放電される。しかしながら、たとえばモータジェネレータやインバータの異常などによって、電荷の放電完了前に充電リレーＣＨＲが開放されると、コンデンサＣ３に電荷が残されたままとなる。
【００７６】
このような状態においては、上記で説明したような手法によって充電リレーＣＨＲの固着を検出しようとしても、電圧ＶＣＨＧがゼロではないので、固着の有無を判断できない場合がある。また、電圧センサ２２０の原点ずれなどの異常である可能性もある。そのため、本実施の形態のにおいては、図５の曲線Ｗ３２に示すように、充電リレーＣＨＲを閉成する前において、電圧ＶＣＧＨがしきい値αより大きい場合には、上記で説明した充電リレーＣＨＲの固着検出を行なわず、直ちにリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方を閉成して充電を開始する（図５中の時刻ｔ３５）。
【００７７】
図６は、車両の運転終了時のシステムメインリレーＳＭＲおよび充電リレーＣＨＲの動作を説明するための図である。
【００７８】
図１および図６を参照して、車両１００の走行が終了して、イグニッションがオフに操作されると、時刻ｔ４１において、ＨＶ−ＥＣＵ３００によって、まずシステムメインリレーＳＭＲのリレーＳＭＲＧのみが開放される。この状態で、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、たとえば上述のようにインバータ１２２，１２３を動作させることによって、コンデンサＣ１からＣ３の電荷を放電させる。ここで、正常に電荷が放電された場合には、電圧ＶＬおよび電圧ＶＣＨＧは、曲線Ｗ４１およびＷ４２のようにほぼゼロ付近まで低下する。
【００７９】
次に、時刻ｔ４２においてリレーＳＭＲＢが開放される。その後、時刻ｔ４３からｔ４４の間でリレーＳＭＲＰのみを閉成することによって、リレーＳＭＲＢの固着の有無が判定される。そして、時刻ｔ４４でシステムメインリレーＳＭＲに含まれるすべてのリレーが開放された後に、時刻ｔ４５にて充電リレーＣＨＲのリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧが開放される。
【００８０】
なお、電圧センサ２２０の原点がずれている場合には、電圧ＶＣＧＨは、図６中の破線の曲線Ｗ４３のようになる。また、インバータやモータジェネレータの異常等によって、上述のようにコンデンサの放電ができなかった場合には、電圧ＶＣＧＨは、図６中の一点鎖線の曲線Ｗ４４のように、抵抗Ｒ２で消費されることによって徐々に低下する。
【００８１】
図７は、本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵ３００で実行される充電起動制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図７および後述する図８，図１０に示すフローチャート中の各ステップについては、ＨＶ−ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
【００８２】
図１および図７を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、外部充電の開始を検出すると、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、システムメインリレーＳＭＲを閉成する。このとき、図３等で説明したような、システムメインリレーＳＭＲに含まれる各リレーの固着検出が行なわれる。
【００８３】
次に、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１１０にて、電圧センサ２２０によって検出された電圧ＶＣＨＧが、しきい値αより大きいか否かを判定する。
【００８４】
電圧ＶＣＨＧがしきい値α以下の場合（Ｓ１１０にてＮＯ）は、処理がＳ１２０に進められ、充電リレーＣＨＲの固着診断処理が行なわれる。この処理の詳細については、図８にて後述する。
【００８５】
その後、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１３０にて、Ｓ１２０の診断処理の結果により、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれかに閉状態の固着が検出されたか否かを判定する。
【００８６】
リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれかに固着が検出された場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１３５に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、警告装置１９０によってアラームを出力して、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれかに固着があることを運転者に知らせる。そして、処理がＳ１１５に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、充電リレーＣＨＲのリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを両方とも閉成する。その後、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１４０に処理を進める。
【００８７】
リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれにも固着が検出されなかった場合（Ｓ１３０にてＮＯ）は、処理がＳ１４０に進められる。
【００８８】
Ｓ１４０にて、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、充電装置２００を起動して充電処理を開始する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて、電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値が、しきい値β１より大きいか否かを判定する。
【００８９】
電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β１より大きい場合（Ｓ１５０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１５５に進められる。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、警告装置１９０によってアラームを出力して、電圧センサ２２０に異常が発生していることを運転者に知らせる。その後、メインルーチンに処理が戻される。
【００９０】
電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β１以下の場合（Ｓ１５０にてＮＯ）は、メインルーチンに処理が戻される。
【００９１】
一方、電圧ＶＣＨＧがしきい値αより大きい場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、コンデンサＣ３に電荷が残っている場合、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方が固着している場合、または電圧センサ２２０の出力が異常である場合の少なくともいずれかであると判定される。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ１１５にて、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、充電リレーＣＨＲの固着検出処理を行なわずに、充電リレーＣＨＲのリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを両方とも閉成する。その後、Ｓ１４０以降の処理が実行される。
【００９２】
次に図８を用いて、ステップＳ１２０での処理内容の詳細を説明する。
図８は、図７で説明したフローチャートのステップＳ１２０の充電リレーＣＨＲの固着検出処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【００９３】
図１および図８を参照して、Ｓ１２０に処理が進められると、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３００にて、まずリレーＣＨＲＢを閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。
【００９４】
次に、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３１０にて、電圧ＶＣＨＧがしきい値γより大きいか否かを判定する。
【００９５】
電圧ＶＣＨＧがしきい値γより大きい場合（Ｓ３１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ３１１に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、リレーＣＨＲＧが固着していると判定する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３１２にて、リレーＣＨＲＧをさらに閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。
【００９６】
電圧ＶＣＨＧがしきい値γ以下の場合（Ｓ３１０にてＮＯ）は、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３２０にて、リレーＣＨＲＢを開放するような制御信号ＳＥ２を出力するとともに、Ｓ３３０にて、リレーＣＨＲＧを閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。
【００９７】
そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３４０にて、電圧ＶＣＨＧがしきい値γより大きいか否かを判定する。
【００９８】
電圧ＶＣＨＧがしきい値γより大きい場合（Ｓ３４０にてＹＥＳ）は、処理がＳ３４１に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、リレーＣＨＲＢが固着していると判定する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３４２にて、リレーＣＨＲＢをさらに閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。
【００９９】
電圧ＶＣＨＧがしきい値γ以下の場合（Ｓ３４０にてＮＯ）は、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ３５０にて、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方に固着がなく正常であると判定するとともに、Ｓ３６０にて、リレーＣＨＲＢをさらに閉成するような制御信号ＳＥ２を出力する。また、充電リレーＣＨＲの固着検出を行なうことが可能となる。 以上のような処理に従って制御を行なうことによって、コンデンサＣ３に電荷が残っている場合等で充電リレーＣＨＲの固着検出ができない場合には、充電リレーＣＨＲの固着検出を行なわずに充電を開始することができるとともに、電圧センサ２２０の出力異常を検出することが可能となる。
【０１００】
［実施の形態２］
実施の形態１においては、外部充電を行なう際に充電リレーＣＨＲの固着検出と電圧センサ２２０の出力異常検出を行なうとともに、充電装置２００の起動前にコンデンサＣ３の電荷残り等により、電圧センサ２２０によって所定以上の電圧が検出されたときには、充電リレーＣＨＲの固着検出を実行せずに充電を開始する構成について説明した。
【０１０１】
しかしながら、実施の形態１で、電荷残り等が発生した場合には、外部充電時に充電リレーＣＨＲの固着検出が実行されないので、充電リレーＣＨＲに固着が発生しているか否かを認識できない。
【０１０２】
そこで、実施の形態２においては、車両始動後に充電リレーＣＨＲの固着検出および電圧センサ２２０の出力異常検出を行なうことによって、外部充電時に電荷残り等のために充電リレーＣＨＲの固着検出が実行されなかった場合であっても、充電リレーＣＨＲの固着の有無を判定できる構成について説明する。
【０１０３】
図９は、コンデンサＣ３に電荷が残っている状態で車両１００の始動が行なわれた場合の、システムメインリレーＳＭＲ、充電リレーＣＨＲ、および検出電圧ＶＬ，ＶＣＨＧの状態を説明するための図である。
【０１０４】
図１および図９を参照して、時刻ｔ５１より前においては、コンデンサＣ３の電荷残りにより、電圧センサ２２０によって検出される電圧ＶＣＨＧがしきい値αよりも大きい状態となっている。この状態のまま、イグニッションがオンとされて、車両１００が始動されると、時刻ｔ５１からｔ５４のようにシステムメインリレーＳＭＲが閉成される。時刻ｔ５１からｔ５４における、システムメインリレーＳＭＲの動作については、上述の図２の説明と同様であるため繰り返さない。
【０１０５】
充電リレーＣＨＲが正常である場合は、コンデンサＣ３に蓄えられた電荷は、時間の経過とともに抵抗Ｒ２で消費されて低下する。これによって、電圧ＶＣＨＧは、図９の曲線Ｗ５２のように徐々に低下していき、時刻ｔ５５においてゼロ付近に到達する。なお、充電リレーＣＨＲの２つのリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれか一方のみが固着している場合も、同様に電圧ＶＣＨＧはゼロに到達し得る。
【０１０６】
一方、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方が固着している場合には、システムメインリレーＳＭＲが閉成されると、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２が蓄電装置１１１と電気的に接続されることになるので、図９の破線の曲線Ｗ５３のように、蓄電装置１１１の電圧ＶＢ付近まで上昇する。
【０１０７】
すなわち、車両始動後であって、コンデンサＣ３に充電可能な最大電荷が抵抗２によって放電される時間以上の時間が経過した後の電圧ＶＣＨＧが、しきい値α以下の場合（図９の領域Ａ１）は、充電リレーＣＨＲは正常または片側のみが固着していると判定され、電圧ＶＣＨＧと電圧ＶＢとの差の絶対値がしきい値β２より小さい場合（図９の領域Ａ３）は、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方が固着していると判定される。なお、それ以外の領域、すなわち図９の領域Ａ２，Ａ４となる場合は、電圧センサ２２０の出力異常の可能性があると判定される。
【０１０８】
また、図示していないが、図９の時刻ｔ５５以降において電圧ＶＣＨＧが領域Ａ１となった場合に、実施の形態１で説明したように、充電リレーＣＨＲの各々のリレーを片側ずつ交互に閉成するような動作をさらに行なうことによって、車両始動後においても、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれか一方の固着の有無を検出することが可能である。
【０１０９】
以上のように、車両始動後であって、コンデンサＣ３に充電可能な最大電荷が抵抗２によって放電され得る時間以上の時間が経過した後に、電圧ＶＣＧＨに基づいて充電リレーＣＨＲの固着検出および電圧センサ２２０の出力異常検出を行なうことができる。
【０１１０】
図１０は、実施の形態２において、ＨＶ−ＥＣＵ３００で実行される車両始動後の充電リレーＣＨＲの固着検出処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【０１１１】
図１および図１０を参照して、イグニッションがオンにされることによって、システムメインリレーＳＭＲが閉成されて車両が始動されると、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ２００にて、コンデンサＣ３に蓄えられた電荷が放電できる所定の時間が経過したか否かを判定する。
【０１１２】
所定時間が経過していない場合（Ｓ２００にてＮＯ）は、メインルーチンに処理が戻される。
【０１１３】
一方、所定時間が経過した場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）は、次にＳ２１０に処理が進められて、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧ＶＣＨＧがしきい値αより大きいか否かを判定する。
【０１１４】
電圧ＶＣＨＧがしきい値αより大きい場合（Ｓ２１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ２２０に進められ、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β２以下であるか否かを判定する。ここで、β１≧β２である。
【０１１５】
電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β２以下の場合（Ｓ２２０にてＹＥＳ）は、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方が固着していると判定する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ２４０にて、警告装置１９０によってアラームを出力して運転者に異常の発生を知らせる。
【０１１６】
その後、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ２５０にて、車両１００の走行を制限する。この走行制限には、たとえば、万一衝突が発生したような場合でも充電部の露出が起きない程度に車速を制限したり、車両の走行を禁止したりすることが含まれる。なお、この走行制限処理は任意的であり、Ｓ２４０でのアラーム出力のみを行なって、走行を継続するようにしてもよい。
【０１１７】
電圧ＶＢと電圧ＶＣＨＧとの差の絶対値がしきい値β２より大きい場合（Ｓ２２０にてＮＯ）は、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧センサ２２０の出力に異常がある可能性があると判定する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、Ｓ２３０にて、警告装置１９０によってアラームを出力して運転者に異常の発生を知らせる。
【０１１８】
電圧ＶＣＨＧがしきい値α以下の場合（Ｓ２１０にてＮＯ）は、ＨＶ−ＥＣＵ３００は、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方の固着は検出されなかったと判定し、処理をメインルーチンへ戻す。なお、この場合は、上述のように、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの両方ともが正常である場合とリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのいずれか一方のみが固着している場合があるので、図１０には図示しないが、図８と同様に、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの片側のみを交互に閉成する処理をさらに追加することによって、リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの片側の固着を検出するようにしてもよい。
【０１１９】
以上のような処理に従って制御を行なうことによって、外部充電時に電荷残り等のために充電リレーＣＨＲの固着検出が実行されなかった場合であっても、車両始動後に充電リレーＣＨＲの固着の有無を判定することが可能となる。
【０１２０】
なお、本実施の形態における「システムメインリレーＳＭＲ」および「充電リレーＣＨＲ」は、それぞれ本発明の「第１の開閉器」および「第２の開閉器」の一例である。本実施の形態における「電力線ＰＬ１，接地線ＮＬ１」および「電力線ＰＬ２，接地線ＮＬ２」は、それぞれ本発明の「第１の電力線」および「第２の電力線」の一例である。本実施の形態における「電圧センサ２２０」および「電圧センサ１１２」は、それぞれ本発明の「第１の電圧検出器」および「第２の電圧検出器」の一例である。
【０１２１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２２】
１００ 車両、１１０ 電池パック、１１１ 蓄電装置、１１２，１１５，１２４，２２０ 電圧センサ、１２０ ＰＣＵ、１２１ コンバータ、１２２，１２３ インバータ、１２５ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１２６ ＭＧ−ＥＣＵ、１３０，１３１ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギア、１５０ 駆動輪、１６０ 補機バッテリ、１７０ 補機負荷、１８０ エアコン、１９０ 警告装置、２００ 充電装置、２１０ インレット、３００ ＨＶ−ＥＣＵ、４００ 充電ケーブル、４１０ 充電コネクタ、４２０ プラグ、４３０ 電線部、５００ 外部電源、５１０ コンセント、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＨＰＬ，ＰＬ１〜ＰＬ３ 電力線、Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ、ＣＣＩＤ 充電回路遮断装置、ＣＨＲ 充電リレー、ＣＨＲＢ，ＣＨＲＧ，ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰ リレー、Ｄ１ ダイオード、ＮＬ１，ＮＬ２ 接地線、Ｒ１，Ｒ２ 抵抗、ＳＭＲ システムメインリレー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源からの電力を用いて充電が可能な車両であって、
充電が可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置からの電力を用いて、前記車両の駆動力を発生させるための駆動装置と、
前記蓄電装置と前記駆動装置との間を結ぶ第１の電力線に介挿され、前記蓄電装置から前記駆動装置への電力の供給と遮断とを切替えるための第１の開閉器と、
第２の電力線によって前記第１の電力線の前記駆動装置と前記第１の開閉器との間に接続され、前記外部電源からの交流電力を変換して前記蓄電装置に充電電力を供給するように構成された充電装置と、
前記第２の電力線に介挿され、前記充電装置から前記蓄電装置への電力の供給と遮断とを切替えるための第２の開閉器と、
前記充電装置および前記第２の開閉器を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記充電装置によって前記蓄電装置の充電を行なう場合に、前記充電装置を起動する前に、前記第２の開閉器の接点が閉じられた状態に固着しているか否かの診断を行なう、車両。
【請求項２】
前記第２の電力線の電圧を検出するための第１の電圧検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記第１の電圧検出器によって検出された検出電圧がしきい値より大きい場合は、前記診断を非実施として、前記第２の開閉器を閉成するとともに、前記充電装置を起動して前記蓄電装置の充電を開始する、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記第２の開閉器は、
２つのリレーを含み、
前記制御装置は、前記診断中に前記２つのリレーの少なくとも１つが固着していると判定した場合は、前記診断を中断するとともに、前記蓄電装置の充電を開始する、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記蓄電装置の電圧を検出するための第２の電圧検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記充電装置によって前記蓄電装置を充電している場合に、前記第１の電圧検出器の検出電圧と前記第２の電圧検出器の検出電圧との差の絶対値が基準値より大きいときは、前記第１の電圧検出器の出力が異常であると判定する、請求項２に記載の車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記車両を始動して予め定められた基準時間が経過した後に、前記第１の電圧検出器の検出電圧に基づいて、前記第２の開閉器の接点が閉じられた状態に固着しているか否か、および前記第１の電圧検出器の出力が異常であるか否かのうちの少なくともいずれかを判定する、請求項２に記載の車両。
【請求項６】
前記制御装置は、前記基準時間が経過した後に、前記第２の開閉器を開放するように制御しているときに、前記第１の電圧検出器の検出電圧が前記しきい値より小さい場合は、前記第２の開閉器の固着が発生しておらず、かつ前記第１の電圧検出器の出力が正常であると判定する、請求項５に記載の車両。
【請求項７】
前記蓄電装置の電圧を検出するための第２の電圧検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記基準時間が経過した後に、前記第２の開閉器を開放するように制御しているときに、前記第１の電圧検出器の検出電圧と前記第２の電圧検出器の検出電圧との差の絶対値が基準値より小さい場合は、前記第２の開閉器の固着が発生していると判定する、請求項５に記載の車両。
【請求項８】
前記制御装置は、前記第２の開閉器の固着が発生していると判定した場合は、前記車両の走行を制限する、請求項７に記載の車両。
【請求項９】
前記蓄電装置の電圧を検出するための第２の電圧検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記基準時間が経過した後に、前記第２の開閉器を開放するように制御しているときに、前記第１の電圧検出器の検出電圧が前記しきい値より大きくかつ前記第１の電圧検出器の検出電圧が前記第２の電圧検出器の検出電圧から基準値を差し引いた値よりも小さい場合、および前記第１の電圧検出器の検出電圧が前記第２の電圧検出器の検出電圧に前記基準値を加えた値よりも大きい場合のうちのいずれかの場合は、前記第１の電圧検出器の出力が異常であると判定する、請求項５に記載の車両。
【請求項１０】
前記第２の開閉器の固着が発生している場合、および前記第１の電圧検出器の出力が異常である場合の少なくともいずれかの場合に、前記車両の操作者に対して警告するための警告装置をさらに備える、請求項５〜９のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１１】
前記第２の電力線の電圧を検出するための第１の電圧検出器をさらに備え、
前記第２の開閉器は、
互いに独立して動作可能な２つのリレーを含み、
前記制御装置は、前記診断において、前記２つのリレーのうちの一方のリレーのみを接続する制御信号を出力した場合に、前記第１の電圧検出器の検出電圧がしきい値よりも大きいときは、他方のリレーの接点が固着していると判定する、請求項１に記載の車両。
【請求項１】
外部電源からの電力を用いて充電が可能な車両であって、
充電が可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置からの電力を用いて、前記車両の駆動力を発生させるための駆動装置と、
前記蓄電装置と前記駆動装置との間を結ぶ第１の電力線に介挿され、前記蓄電装置から前記駆動装置への電力の供給と遮断とを切替えるための第１の開閉器と、
第２の電力線によって前記第１の電力線の前記駆動装置と前記第１の開閉器との間に接続され、前記外部電源からの交流電力を変換して前記蓄電装置に充電電力を供給するように構成された充電装置と、
前記第２の電力線に介挿され、前記充電装置から前記蓄電装置への電力の供給と遮断とを切替えるための第２の開閉器と、
前記充電装置および前記第２の開閉器を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記充電装置によって前記蓄電装置の充電を行なう場合に、前記充電装置を起動する前に、前記第２の開閉器の接点が閉じられた状態に固着しているか否かの診断を行なう、車両。
【請求項２】
前記第２の電力線の電圧を検出するための第１の電圧検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記第１の電圧検出器によって検出された検出電圧がしきい値より大きい場合は、前記診断を非実施として、前記第２の開閉器を閉成するとともに、前記充電装置を起動して前記蓄電装置の充電を開始する、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記第２の開閉器は、
２つのリレーを含み、
前記制御装置は、前記診断中に前記２つのリレーの少なくとも１つが固着していると判定した場合は、前記診断を中断するとともに、前記蓄電装置の充電を開始する、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記蓄電装置の電圧を検出するための第２の電圧検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記充電装置によって前記蓄電装置を充電している場合に、前記第１の電圧検出器の検出電圧と前記第２の電圧検出器の検出電圧との差の絶対値が基準値より大きいときは、前記第１の電圧検出器の出力が異常であると判定する、請求項２に記載の車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記車両を始動して予め定められた基準時間が経過した後に、前記第１の電圧検出器の検出電圧に基づいて、前記第２の開閉器の接点が閉じられた状態に固着しているか否か、および前記第１の電圧検出器の出力が異常であるか否かのうちの少なくともいずれかを判定する、請求項２に記載の車両。
【請求項６】
前記制御装置は、前記基準時間が経過した後に、前記第２の開閉器を開放するように制御しているときに、前記第１の電圧検出器の検出電圧が前記しきい値より小さい場合は、前記第２の開閉器の固着が発生しておらず、かつ前記第１の電圧検出器の出力が正常であると判定する、請求項５に記載の車両。
【請求項７】
前記蓄電装置の電圧を検出するための第２の電圧検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記基準時間が経過した後に、前記第２の開閉器を開放するように制御しているときに、前記第１の電圧検出器の検出電圧と前記第２の電圧検出器の検出電圧との差の絶対値が基準値より小さい場合は、前記第２の開閉器の固着が発生していると判定する、請求項５に記載の車両。
【請求項８】
前記制御装置は、前記第２の開閉器の固着が発生していると判定した場合は、前記車両の走行を制限する、請求項７に記載の車両。
【請求項９】
前記蓄電装置の電圧を検出するための第２の電圧検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記基準時間が経過した後に、前記第２の開閉器を開放するように制御しているときに、前記第１の電圧検出器の検出電圧が前記しきい値より大きくかつ前記第１の電圧検出器の検出電圧が前記第２の電圧検出器の検出電圧から基準値を差し引いた値よりも小さい場合、および前記第１の電圧検出器の検出電圧が前記第２の電圧検出器の検出電圧に前記基準値を加えた値よりも大きい場合のうちのいずれかの場合は、前記第１の電圧検出器の出力が異常であると判定する、請求項５に記載の車両。
【請求項１０】
前記第２の開閉器の固着が発生している場合、および前記第１の電圧検出器の出力が異常である場合の少なくともいずれかの場合に、前記車両の操作者に対して警告するための警告装置をさらに備える、請求項５〜９のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１１】
前記第２の電力線の電圧を検出するための第１の電圧検出器をさらに備え、
前記第２の開閉器は、
互いに独立して動作可能な２つのリレーを含み、
前記制御装置は、前記診断において、前記２つのリレーのうちの一方のリレーのみを接続する制御信号を出力した場合に、前記第１の電圧検出器の検出電圧がしきい値よりも大きいときは、他方のリレーの接点が固着していると判定する、請求項１に記載の車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１６０６０４（Ｐ２０１１−１６０６０４Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１８００（Ｐ２０１０−２１８００）
【出願日】平成２２年２月３日（２０１０．２．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月３日（２０１０．２．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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