JP2012253993A - 車両および車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部充電が可能な車両において、車両起動前に充電リレーの溶着診断を行ない、車両の安全性を確保する。
【解決手段】車両１００は、外部の直流電源４００から電力ケーブル４２０を介して伝達される電力を用いて搭載された蓄電装置１１０の充電が可能である。車両１００は、インレット２２０と、蓄電装置１１０と負荷装置１０５との間に設けられるＳＭＲ１１５と、ＳＭＲ１１５および負荷装置１０５を結ぶ経路ＰＬ１，ＮＬ１とインレットとの間に設けられるＣＨＲ２１０とを備える。ＥＣＵ３００は、電力ケーブル４２０がインレット２２０に接続されていない状態で、車両１００の起動指令を受けた際に、ＳＭＲ１１５を開放した状態におけるインレット２２０の電圧に基づいて、ＣＨＲ２１０の溶着異常を判定する。そして、ＣＨＲ２１０の溶着異常が生じている場合には、ＳＭＲ１１５を閉成することが禁止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両および車両の制御方法に関し、より特定的には、車両外部の直流電源からの電力を用いて搭載された蓄電装置の充電が可能な車両における、異常検出制御に関する。

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。

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。）からの電力を用いた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。

しかしながら、家庭用の商用電源の交流電力は、一般的には交流１００Ｖまたは交流２００Ｖ程度の電圧であり、さらに電力容量が制限されているため、蓄電装置を十分に充電するには数時間程度の長い時間が必要になる。そこで、近年では、大容量の直流電源からの電力を用いて、車両の蓄電装置を数１０分程度の短時間で充電するための、専用の高速充電器の開発が進んでいる。

このような外部充電が可能な車両においては、充電口と蓄電装置とを結ぶ充電経路の遮断と接続とを切換えるための充電リレーが設けられる場合がある。

特開２００８−３１２３８０号公報（特許文献１）は、外部電源からの電力により電気機器を充電するための充電装置において、給電経路のリレー部（充電リレー）の溶着検査を行なう検査回路を有する構成を開示する。特開２００８−３１２３８０号公報（特許文献１）の構成においては、充電動作実行時に、リレー部の電気機器側の電圧によりリレー部の接点の溶着が判定される。

特開２００８−３１２３８０号公報 特開２０１１−０１５５６７号公報

国土交通省告示第六十九号「道路運送車両の保安基準細目を定める告示，別添１１０ 電気自動車及び電気式ハイブリッド自動車の高電圧からの乗車人員の保護に関する技術基準」，２００９年１０月２４日，国土交通省，http://www.mlit.go.jp/jidosha/kijyun/saimokubetten/saibet_110_00.pdf

外部充電において、外部電源から充電口に伝達された直流電力を、電力変換器を介さずに蓄電装置に直接供給するような構成を有する車両においては、上述のような充電リレーが溶着した状態で車両が起動されると、蓄電装置からの高電圧が充電口の端子に印加された状態となり得る。車両の起動時には、充電口には充電用の電力ケーブルが接続されていないため、充電口において電圧が印加された端子が露出してしまう。これにより、漏電や短絡などが生じて、機器の故障の原因となる。

電力ケーブルが接続された状態で溶着を診断する場合があるが、この場合には、外部電源側に含まれる容量成分によって、溶着を判断するための充電口の電圧が影響され、誤判定される場合があり得る。また、充電が完了してから次回の車両起動までの間の溶着異常の発生を検出することができない。

本発明はこのような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、外部充電が可能な車両において、車両起動前に充電リレーの溶着診断を行ない、車両の安全性を確保することである。

本発明による車両は、外部の直流電源から電力ケーブルを介して伝達される電力を用いて搭載された蓄電装置の充電が可能であり、蓄電装置からの電力で負荷装置を駆動することができる。車両は、電力ケーブルを接続するためのインレットと、蓄電装置と負荷装置との間に電気的に接続される第１の切換部と、第１の切換部および負荷装置を結ぶ経路とインレットとの間に電気的に接続される第２の切換部と、制御装置とを備える。制御装置は、電力ケーブルがインレットに接続されていない状態で、車両の起動指令を受けた際に、第１の切換部を非導通状態とした状態におけるインレットの電圧に基づいて、第２の切換部の異常を判定する。

好ましくは、制御装置は、第２の切換部に異常が生じていると判定した場合には、第１の切換部を導通状態とすることを禁止する。

好ましくは、車両は、蓄電装置および第２の切換部に電気的に接続され、蓄電装置からの電圧を降圧するための電圧変換装置をさらに備える。

好ましくは、電圧変換装置は、制御装置が起動状態において常時降圧動作を実行するように構成される。

好ましくは、電圧変換装置と第２の切換部とを結ぶ経路の正極側に、電圧変換装置から第２の切換部に向かう方向を順方向として接続されるダイオードをさらに備える。

好ましくは、電圧変換装置は、制御装置によって降圧動作の実行と停止とが制御可能に構成される。

好ましくは、車両は、電圧変換装置と第２の切換部とを結ぶ経路の少なくとも正極側に設けられる第３の切換部をさらに備える。

好ましくは、電圧変換装置は、蓄電装置からの電圧を、直流６０Ｖを下回る電圧に降圧する。

好ましくは、第２の切換部は、正極側リレーおよび負極側リレーを含む。制御装置は、正極側リレーおよび負極側リレーの両方を非導通とする指令が出力されている場合に、インレットの電圧が予め定められたしきい値を上回るときは、正極側リレーおよび負極側リレーの両方に溶着が生じていると判定する。

好ましくは、第２の切換部は、正極側リレーおよび負極側リレーを含む。制御装置は、正極側リレーおよび負極側リレーのうちの一方を導通状態とする指令が出力されている場合に、インレットの電圧が予め定められたしきい値を上回るときは、正極側リレーおよび負極側リレーのうちの他方に溶着が生じていると判定する。

本発明による車両の制御装置は、外部の直流電源から電力ケーブルを介して伝達される電力を用いて搭載された蓄電装置の充電が可能であり、蓄電装置からの電力で負荷装置を駆動する車両についての制御方法である。車両は、電力ケーブルを接続するためのインレットと、蓄電装置と負荷装置との間に電気的に接続される第１の切換部と、第１の切換部と負荷装置とを結ぶ経路と、インレットとの間に電気的に接続される第２の切換部とを含む。制御方法は、電力ケーブルがインレットに接続されているか否かを判定するステップと、車両の起動指令を受けた際に、第１の切換部を非導通状態とした状態におけるインレットの電圧に基づいて、第２の切換部の異常を判定するステップとを備える。

本発明によれば、外部充電が可能な車両において、車両起動前に充電リレーの溶着診断を行なうことで、車両の安全性を確保することができる。

実施の形態１に従う車両を含む充電システムの全体ブロック図である。 実施の形態１において、ＥＣＵで実行される充電リレー診断制御を説明するための機能ブロック図である。 実施の形態１において、ＥＣＵで実行される充電リレー診断制御処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に従う車両を含む充電システムの全体ブロック図である。 実施の形態２において、ＥＣＵで実行される充電リレー診断制御処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３に従う車両を含む充電システムの全体ブロック図である。 実施の形態３において、ＥＣＵで実行される充電リレー診断制御処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態４に従う車両を含む充電システムの全体ブロック図である。 実施の形態４において、ＥＣＵで実行される充電リレー診断制御処理を説明するためのフローチャートである。

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。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に従う車両１００を含む充電システム１０の全体ブロック図である。

図１を参照して、車両１００は、車両１００を駆動するための構成として、蓄電装置１１０と、システムメインリレーＳＭＲ１１５と、負荷装置１０５と、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。負荷装置１０５は、駆動装置であるＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギア１４０と、駆動輪１５０と、補機装置１６０とを含む。

蓄電装置１１０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１１０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。

蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１，ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０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１１０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。

蓄電装置１１０には、いずれも図示しないが、蓄電装置１１０の電圧および入出力電流を検出するための電圧センサや電流センサが設けられる。検出された電圧ＶＢおよび電流ＩＢはＥＣＵ３００へ出力される。ＥＣＵ３００は、これらの検出値に基づいて、蓄電装置１１０の充電状態（以下、ＳＯＣ（State of Charge）とも称する。）を演算する。

ＳＭＲ１１５に含まれるリレーは、蓄電装置１１０と電力線ＰＬ１，ＮＬ１との間に接続される。そして、ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。

ＰＣＵ１２０は、いずれも図示しないが、コンバータ、インバータなどが含まれる。コンバータは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣにより制御されて蓄電装置１１０からの電圧を変換する。インバータは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩにより制御されて、コンバータで変換された電力を用いてモータジェネレータ１３０を駆動する。

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。

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。

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１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数はこれに限定されない。２つより多くのモータジェネレータおよびインバータのペアが設けられる構成としてもよい。

実施の形態１においては、車両１００として電気自動車を例として説明するが、車両１００はこれに限定されない。すなわち、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、電気自動車のほかに、燃料電池自動車や、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などを含む。

車両１００がエンジンを有するハイブリッド自動車の場合には、モータジェネレータ１３０は、動力伝達ギア１４０を介してエンジン（図示しない）にも結合される。そして、ＥＣＵ３００により、エンジンおよびモータジェネレータ１３０が協調的に動作され、必要な車両駆動力が得られるように制御される。

ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

補機装置１６０は、空調装置や、車両１００における低電圧系の機器を総称したものである。補機装置１６０としては、上記の空調装置の他、たとえば、蓄電装置１１０からの電圧を降圧するためのＤＣ／ＤＣコンバータや、補機バッテリ、および、オーディオなどの補機負荷が含まれる。

車両１００は、外部電源４００からの直流電力によって蓄電装置１１０を充電するための構成として、さらに、インレット２２０と、充電リレーＣＨＲ２１０と、電圧センサ２３０とを含む。

インレット２２０は、車両１００の外表面に設けられる。インレット２２０には、電力ケーブル４２０のコネクタ４１０が接続される。そして、外部電源４００からの直流電力が、電力ケーブル４２０を介して車両１００に伝達される。

コネクタ４１０には、図示しない接続検知回路が含まれており、コネクタ４１０がインレット２２０に接続されることによって、接続検知回路からの接続信号ＣＮＣＴがＥＣＵ３００へ出力される。ＥＣＵ３００は、この接続信号ＣＮＣＴを検知することによって、コネクタ４１０とインレット２２０との接続を認識する。

ＣＨＲ２１０は、リレーＲＹ１，ＲＹ２を含む。リレーＲＹ１の一方端は電力線ＰＬ２によりインレット２２０に接続され、他方端は電力線ＰＬ３を介して電力線ＰＬ１に接続される。リレーＲＹ２の一方端は電力線ＮＬ２によりインレット２２０に接続され、他方端は電力線ＮＬ３を介して電力線ＮＬ１に接続される。ＣＨＲ２１０の各リレーは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２により個別に制御可能であり、外部電源４００から蓄電装置１１０への電力の供給と遮断とを切換える。

なお、本実施の形態においては、インレット２２０に伝達された外部電源４００からの直流電力は、電力変換装置を介さずに蓄電装置１１０に給電される。このように、電力変換装置を用いない構成とすることによって、電力変換装置による電力損失を排除できるので、充電効率を向上させることができる。

電圧センサ２３０は、電力線ＰＬ２と電力線ＮＬ２との間に設けられる。電圧センサ２３０は、インレット２２０の端子にかかる電圧ＶＤＣを検出し、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。

このような構成の車両においては、ＣＨＲ２１０は、基本的には外部充電の際に閉成される。これにより、ユーザの操作による起動信号ＩＧがＥＣＵ３００に入力されて車両１００が起動され、それに応答してＳＭＲ１１５が閉成された場合でも、インレット２２０の端子には、蓄電装置１１０からの電圧が印加されない。

しかしながら、ＣＨＲ２１０が導通状態のままとなる溶着の異常が発生している場合には、ＳＭＲ１１５が閉成されると、インレット２２０の端子に、蓄電装置１１０からの２００Ｖ程度の高電圧が印加されてしまうおそれがある。車両１００が起動される際は、基本的には外部充電が行なわれていない場合であり、インレット２２０にはコネクタ４１０が接続されていない状態であることが多い。そうすると、電圧が印加された端子が露出してしまうことになり、漏電や短絡が生じることによって、機器の故障となるおそれがある。

したがって、図１のように、電力変換装置を介さずに外部の直流電源４００からの電力が蓄電装置１１０に直接供給される構成を有する車両１００においては、車両１００の起動に先立って、ＣＨＲ２１０の溶着の有無を診断することが必要となる。

車両１００は、このＣＨＲ２１０の溶着診断を行なうための構成として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ２００は、蓄電装置１１０の正極端子および負極端子に接続されるとともに、電力線ＰＬ３，ＮＬ３に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２００は、蓄電装置１１０から供給される直流電圧を降圧して、電力線ＰＬ３，ＮＬ３に出力する。このＤＣ／ＤＣコンバータ２００からの電力を用いて、後述する手法によりＣＨＲ２１０の溶着診断が実行される。

ＣＨＲ２１０に溶着が生じている場合には、溶着診断の際においても、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００からの出力電圧がインレット２２０の端子に印加されてしまうことになる。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧は、ＣＨＲ２１０の溶着診断を行なうことが可能である範囲でできるだけ低い値とすることが望ましい。ＤＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧は、たとえば、規格等により定められるＤＣ６０Ｖ以下の値に設定されることが望ましい。

実施の形態１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２００は、システムが起動された状態、すなわちＥＣＵ３００が起動された状態において、常時降圧動作を行なうタイプのコンバータである。そのため、電流の逆流防止のために、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００の正極側の出力端子と電力線ＰＬ３との間には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００から電力線ＰＬ３に向かう方向を順方向として接続されたダイオードＤ１が設けられる。

図２は、実施の形態１において、ＥＣＵ３００で実行される充電リレー診断制御を説明するための機能ブロック図である。図２の機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。

図１および図２を参照して、ＥＣＵ３００は、開始判定部３１０と、診断制御部３２０と、異常判定部３３０と、走行制御部３４０とを含む。

開始判定部３１０は、コネクタ４１０からの接続信号ＣＮＣＴと、ユーザ操作による起動信号ＩＧとを受ける。開始判定部３１０は、接続信号ＣＮＣＴによりコネクタ４１０がインレット２２０に接続されていない場合に、起動信号ＩＧを受けたことに応答して、ＣＨＲ２１０の溶着診断の開始を判定する。そして、開始判定部３１０は、溶着診断の開始信号ＳＴＲＴを、診断制御部３２０および異常判定部３３０に出力する。

診断制御部３２０は、開始判定部３１０からの開始信号ＳＴＲＴを受けると、それに応答して、予め定められた手順でＣＨＲ２１０のリレーＲＹ１，ＲＹ２を駆動するように、制御信号ＳＥ２を生成する。

異常判定部３３０は、開始判定部３１０からの開始信号ＳＴＲＴ、診断制御部３２０からの制御信号ＳＥ２、および電圧センサ２３０で検出された電圧検出値ＶＤＣを受ける。異常判定部３３０は、開始信号ＳＴＲＴを受けると、リレーＲＹ１，ＲＹ２の駆動状態と各状態における電圧ＶＤＣとに基づいて、リレーＲＹ１，ＲＹ２に溶着異常が生じているか否かを判定する。そして、異常判定部３３０は、判定結果を示す判定フラグＦＬＧを走行制御部３４０へ出力する。

走行制御部３４０は、異常判定部３３０からの判定フラグＦＬＧを受ける。走行制御部３４０は、判定フラグＦＬＧによりＣＨＲ２１０に溶着異常が生じていないことが示されている場合には、車両１００を起動するために、制御信号ＳＥ１によりＳＭＲ１１５を閉成するとともに、制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩによりＰＣＵ１２０を制御して、車両１００を走行させる。一方、判定フラグＦＬＧによりＣＨＲ２１０に溶着異常が生じていることが示されている場合には、走行制御部３４０は、車両１００の起動を禁止してＳＭＲ１１５を開放状態のままとする。

図３は、実施の形態１において、ＥＣＵ３００で実行される充電リレー診断制御処理を説明するためのフローチャートである。図３および後述する図５，７，９に示すフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムを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。

図１および図３を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、接続信号ＣＮＣＴに基づいて、電力ケーブル４２０のコネクタ４１０がインレット２２０に接続されているか否かを判定する。

コネクタ４１０が接続されている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、外部充電が実行されている状態であるので、ＥＣＵ３００は以降の処理をスキップして、処理を終了する、
コネクタ４１０が接続されていない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、Ｓ１１０に処理が進められて、ＥＣＵ３００は、次に、ユーザ操作によって起動信号ＩＧがオンに設定されたか否かを判定する。

起動信号ＩＧがオフの状態の場合（Ｓ１１０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は処理を終了する。

起動信号ＩＧがオンとされた場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１２０に進められて、電圧センサ２３０からの電圧検出値ＶＤＣが予め定められたしきい値αより大きいか否かを判定する。なお、このしきい値αは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧よりも十分に小さい値とすることが好ましい。

この時点では、ＣＨＲ２１０の各リレーを閉成する指令は出力されていないので、ＣＨＲ２１０に溶着が生じていない場合には、電力線ＰＬ２，ＮＬ２には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００からの電圧は印加されないはずである。

電圧検出値ＶＤＣがしきい値αより大きい場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２５に処理を進めて、リレーＲＹ１，ＲＹ２の両方が溶着により導通状態となっていると判定する。

そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１８５にて、ＣＨＲ２１０に異常が生じていると判定し、車両１００の起動を禁止して、ＳＭＲ１１５をオフとしたまま終了処理を行なう（Ｓ１９５）。なお、このとき、ユーザに対して異常の発生を通知することがより好ましい。

一方、Ｓ１２０において、電圧検出値ＶＤＣがしきい値α以下の場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、処理がＳ１３０に進められて、ＥＣＵ３００は、ＣＨＲ２１０の正極側のリレーＲＹ１のみを閉成するような制御信号ＳＥ２を生成して、ＣＨＲ２１０に出力する。

そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１４０にて、電圧検出値ＶＤＣが予め定められたしきい値αより大きいか否かを判定する。

電圧検出値ＶＤＣがしきい値αより大きい場合（Ｓ１４０にてＹＥＳ）は、リレーＲＹ１のみを閉成しているにもかかわらず、電力線ＰＬ２，ＮＬ２に電圧が印加されているので、ＥＣＵ３００は、リレーＲＹ２が溶着により導通状態となっていると判定する（Ｓ１４５）。そして、ＥＣＵ３００は、ＣＨＲ２１０に異常が生じていると判定して（Ｓ１８５）、車両１００の起動を禁止する（Ｓ１９５）。

Ｓ１４０において、電圧検出値ＶＤＣがしきい値α以下の場合（Ｓ１４０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にてリレーＲＹ２を閉成するとともに、Ｓ１６０にてリレーＲＹ１を開放する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１７０にて、電圧検出値ＶＤＣが予め定められたしきい値αより大きいか否かを判定する。

電圧検出値ＶＤＣがしきい値αより大きい場合（Ｓ１７０にてＹＥＳ）は、リレーＲＹ２のみを閉成しているにもかかわらず、電力線ＰＬ２，ＮＬ２に電圧が印加されているので、ＥＣＵ３００は、リレーＲＹ１が溶着により導通状態となっていると判定する（Ｓ１７５）。そして、ＥＣＵ３００は、ＣＨＲ２１０に異常が生じていると判定して（Ｓ１８５）、車両１００の起動を禁止する（Ｓ１９５）。

一方、Ｓ１７０にて、電圧検出値ＶＤＣがしきい値α以下の場合（Ｓ１７０にてＮＯ）は、処理がＳ１８０に進められて、ＥＣＵ３００は、ＣＨＲ２１０には溶着の異常が生じていないと判定する。そして、処理がＳ１９０に進められて、ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ１１５を閉成して車両１００を起動し、走行状態へ移行する。

なお、図３においては図示していないが、ステップＳ１５０にてリレーＲＹ１，ＲＹ２の両方を閉成する指令と出力している際に、電圧検出値ＶＤＣが所定のしきい値αを上回らない場合には、リレーＲＹ１，ＲＹ２の少なくとも一方が、非導通状態のままとなる異常が生じていると判定することができる。この場合には、ＳＭＲ１１５を閉成しても、インレット２２０の端子には電圧が印加されないので、車両１００の起動を禁止することまでは必要ないが、ユーザに対して異常の発生を通知することが必要である。

上記のような構成を有する車両において、以上のような処理に従って制御を行なうことによって、外部の直流電源からの電力を用いて外部充電が可能な車両において、車両の起動に先立って、低電圧を用いた充電リレーの溶着診断を行なうことができる。これによって、車両の安全性を確保することが可能となる。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、溶着診断のために用いるＤＣ／ＤＣコンバータ２００は、システムが起動された状態において、常時降圧動作を行なうタイプのものである場合について説明した。このような構成では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００からの出力電圧が、常に電力線ＰＬ３、ＮＬ３に印加されたままの状態となる。

そこで、実施の形態２においては、ＣＨＲ２１０の溶着診断を実行しない場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００と電力線ＰＬ３、ＮＬ３とを電気的に非接続とする構成とする構成について説明する。

図４は、実施の形態２に従う車両１００Ａを含む充電システム１０Ａの全体ブロック図である。図４においては、実施の形態１の図１におけるダイオードＤ１がリレーＲＹ３に置き換わったものとなっている。なお、図４において、図１と重複する要素の説明は繰り返さない。

図４を参照して、リレーＲＹ３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００の正極側の出力端子と電力線ＰＬ３との間に接続される。リレーＲＹ３は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ３によって制御され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００の出力電圧の供給と遮断とを切換える。なお、図４においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００の正極側の出力にのみリレーＲＹ３が設けられる例が示されているが、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００の正極側および負極側の両方にリレーが設けられる構成としてもよい。

リレーＲＹ３は、ＣＨＲ２１０の溶着診断を実行する際に閉成され、溶着診断が終了すると開放される。このようにすることによって、溶着診断が実行されないときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００から電力線ＰＬ３（およびＮＬ３）への電圧供給を確実に遮断することができる。

図５は、実施の形態２において、ＥＣＵ３００で実行される充電リレー診断制御処理を説明するためのフローチャートである。図５は、実施の形態１の図３において説明したフローチャートに、ステップＳ１１４，Ｓ１７２，Ｓ１８２が追加されたものとなっている。図５において、図３と重複するステップの説明は繰り返さない。

図５を参照して、ＥＣＵ３００は、コネクタ４１０がインレット２２０に接続されていない状態で（Ｓ１００にてＮＯ）、起動信号ＩＧがオンに設定されている場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、Ｓ１１４にて、診断用リレーＲＹ３を閉成し、ＣＨＲ２１０の溶着診断用の電圧を電力線ＰＬ３，ＮＬ３に印加する。

そして、ＥＣＵ３００は、実施の形態１での説明と同様に、ＣＨＲ２１０のリレーＲＹ１，ＲＹ２の駆動指令を切換えながら、電圧センサ２３０の電圧検出値ＶＤＣに基づいて、リレーＲＹ１，ＲＹ２に溶着が生じているか否かを判定する。

リレーＲＹ１，ＲＹ２に溶着が生じている場合（Ｓ１２５，Ｓ１４５，Ｓ１７５）は、処理がＳ１８２に進められて、ＥＣＵ３００は、診断用リレーＲＹ３を開放する。そして、ＥＣＵ３００は、ＣＨＲ２１０に異常が生じていると判定して（Ｓ１８５）、車両１００の起動を禁止する（Ｓ１９５）。

一方、リレーＲＹ１，ＲＹ２のいずれにも溶着が生じていない場合（Ｓ１７０にてＮＯ）は、処理がＳ１７４に処理が進められて、ＥＣＵ３００は、診断用リレーＲＹ３を開放する。そして、ＥＣＵ３００は、ＣＨＲ２１０には溶着の異常が生じていないと判定し（Ｓ１８０）、ＳＭＲ１１５を閉成して車両１００を起動し、走行状態へ移行する（Ｓ１９０）。

以上のような構成とすることによって、溶着診断が実行されないときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００から電力線ＰＬ３（およびＮＬ３）への電圧供給を確実に遮断することができ、車両の安全性を確保することができる。

［実施の形態３］
実施の形態１または２においては、溶着診断のために用いるＤＣ／ＤＣコンバータ２００は、システムが起動された状態において、常時降圧動作を行なうタイプのものである場合について説明した。しかしながら、このような構成のＤＣ／ＤＣコンバータ２００においては、ＣＨＲ２１０の溶着診断を行なっていない場合においても、降圧動作が実行されているので、不必要な電力消費による効率の低下が生じるおそれがある。

そこで、実施の形態３においては、ＥＣＵ３００によって起動，停止が制御可能なタイプのＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、溶着診断を行なう構成について説明する。

図６は、実施の形態３に従う車両１００Ｂを含む充電システム１０Ｂの全体ブロック図である。図６においては、図１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２００がＤＣ／ＤＣコンバータ２００Ａに置き換えられ、逆流防止用のダイオードＤ１が削除された構成となっている。なお、図６において、図１と重複する要素の説明は繰り返さない。

図６を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００Ａは、蓄電装置１１０の正極端子および負極端子に接続されるとともに、電力線ＰＬ３，ＮＬ３に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２００は、蓄電装置１１０から供給される直流電圧を降圧して、電力線ＰＬ３，ＮＬ３に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２００Ａは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤによって、駆動，停止の制御が可能であり、ＣＨＲ２１０の溶着診断を実行するときに駆動され、溶着診断が終了すると停止される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２００Ａを、このような制御可能なタイプのコンバータとすることによって、ＣＨＲ２１０の溶着診断を実行するときだけ電力変換動作を実行し、ＣＨＲ２１０に対して電圧を印加することができる。

図７は、実施の形態３において、ＥＣＵ３００で実行される充電リレー診断制御処理を説明するためのフローチャートである。図７は、実施の形態１の図３において説明したフローチャートに、ステップＳ１１２，Ｓ１７４，Ｓ１８４が追加されたものとなっている。図７において、図３と重複するステップの説明は繰り返さない。

図７を参照して、ＥＣＵ３００は、コネクタ４１０がインレット２２０に接続されていない状態で（Ｓ１００にてＮＯ）、起動信号ＩＧがオンに設定されている場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、Ｓ１１２にて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００Ａを起動し、ＣＨＲ２１０の溶着診断用の電圧を電力線ＰＬ３，ＮＬ３に印加する。

そして、ＥＣＵ３００は、実施の形態１での説明と同様に、ＣＨＲ２１０のリレーＲＹ１，ＲＹ２の駆動指令を切換えながら、電圧センサ２３０の電圧検出値ＶＤＣに基づいて、リレーＲＹ１，ＲＹ２に溶着が生じているか否かを判定する。

リレーＲＹ１，ＲＹ２に溶着が生じている場合（Ｓ１２５，Ｓ１４５，Ｓ１７５）は、処理がＳ１８４に進められて、ＥＣＵ３００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００Ａを停止する。そして、ＥＣＵ３００は、ＣＨＲ２１０に異常が生じていると判定して（Ｓ１８５）、車両１００の起動を禁止する（Ｓ１９５）。

一方、リレーＲＹ１，ＲＹ２のいずれにも溶着が生じていない場合（Ｓ１７０にてＮＯ）は、処理がＳ１７４に処理が進められて、ＥＣＵ３００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００Ａを停止する。そして、ＥＣＵ３００は、ＣＨＲ２１０には溶着の異常が生じていないと判定し（Ｓ１８０）、ＳＭＲ１１５を閉成して車両１００を起動し、走行状態へ移行する（Ｓ１９０）。

以上のような構成とすることによって、ＣＨＲ２１０の溶着診断を実行する場合にのみ、ＤＣ／ＤＣコンバータが駆動されるので、不必要な電力変換動作を抑止でき、効率低下を防止することが可能となる。

［実施の形態４］
図８は、実施の形態４に従う車両１００Ｃを含む充電システム１０Ｃの全体ブロック図である。車両１００Ｃは、実施の形態３で説明した制御型のＤＣ／ＤＣコンバータ２００Ａに加えて、実施の形態２のような診断用リレーＲＹ３がさらに設けられる構成となっている。

また、図９は、実施の形態４において、ＥＣＵ３００で実行される充電リレー診断制御処理を説明するためのフローチャートである。図９は、実施の形態３の図７で説明したフローチャートに、実施の形態２で説明したステップＳ１１２、Ｓ１７２，Ｓ１８２がさらに追加されたものとなっている。

図８および図９においては、先行する図において説明された要素およびステップと重複する部分についての説明は繰り返さない。

図９においては、ＥＣＵ３００は、コネクタ４１０がインレット２２０に接続されていない状態で（Ｓ１００にてＮＯ）、起動信号ＩＧがオンに設定されている場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、Ｓ１１２にて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００Ａを起動し、さらにＳ１１４にて、診断用リレーＲＹ３を閉成することによって、ＣＨＲ２１０の溶着診断用の電圧を電力線ＰＬ３，ＮＬ３に印加する。

また、ＣＨＲ２１０の溶着診断が終了すると、ＥＣＵ３００は、診断用リレーＲＹ３を開放するとともに（Ｓ１７２，Ｓ１８２）、ＤＣ／ＤＣコンバータ２００Ａを停止する（Ｓ１７４，Ｓ１８４）。

このような構成とすることによって、車両の安全性を確保するとともに、不必要な電力変換動作の抑制によって効率低下を防止することができる。

なお、本実施の形態における「ＳＭＲ１１５」、「ＣＨＲ２１５」および「リレーＲＹ３」は、それぞれ本発明の「第１の切換部」、「第２の切換部」および「第３の切換部」の一例である。

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、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。

１０，１０Ａ〜１０Ｃ 充電システム、１００，１００Ａ〜１００Ｃ 車両、１０５ 負荷装置、１１０ 蓄電装置、１１５ ＳＭＲ、１２０ ＰＣＵ、１３０ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギア、１５０ 駆動輪、１６０ 補機装置、２００、２００Ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２１０ ＣＨＲ、２２０ インレット、２３０ 電圧センサ、３００ ＥＣＵ、３１０ 開始判定部、３２０ 診断制御部、３３０ 異常判定部、３４０ 走行制御部、４００ 外部電源、４１０ コネクタ、４２０ 電力ケーブル、Ｄ１ ダイオード、ＮＬ１〜ＮＬ３，ＰＬ１〜ＰＬ３ 電力線、ＲＹ１〜ＲＹ３ リレー。

Claims (11)

1. 外部の直流電源から電力ケーブルを介して伝達される電力を用いて搭載された蓄電装置の充電が可能であり、前記蓄電装置からの電力で負荷装置を駆動する車両であって、
   前記電力ケーブルを接続するためのインレットと、
   前記蓄電装置と前記負荷装置との間に電気的に接続される第１の切換部と、
   前記第１の切換部および前記負荷装置を結ぶ経路と前記インレットとの間に電気的に接続される第２の切換部と、
   前記電力ケーブルが前記インレットに接続されていない状態で、前記車両の起動指令を受けた際に、前記第１の切換部を非導通状態とした状態における前記インレットの電圧に基づいて、前記第２の切換部の異常を判定する制御装置とを備える、車両。
2. 前記制御装置は、前記第２の切換部に異常が生じていると判定した場合には、前記第１の切換部を導通状態とすることを禁止する、請求項１に記載の車両。
3. 前記蓄電装置および前記第２の切換部に電気的に接続され、前記蓄電装置からの電圧を降圧するための電圧変換装置をさらに備える、請求項２に記載の車両。
4. 前記電圧変換装置は、前記制御装置が起動状態において常時降圧動作を実行するように構成される、請求項３に記載の車両。
5. 前記電圧変換装置と前記第２の切換部とを結ぶ経路の正極側に、前記電圧変換装置から前記第２の切換部に向かう方向を順方向として接続されるダイオードをさらに備える、請求項４に記載の車両。
6. 前記電圧変換装置は、前記制御装置によって降圧動作の実行と停止とが制御可能に構成される、請求項３に記載の車両。
7. 前記電圧変換装置と前記第２の切換部とを結ぶ経路の少なくとも正極側に設けられる第３の切換部をさらに備える、請求項４または６に記載の車両。
8. 前記電圧変換装置は、前記蓄電装置からの電圧を、直流６０Ｖを下回る電圧に降圧する、請求項３〜７のいずれか１項に記載の車両。
9. 前記第２の切換部は、正極側リレーおよび負極側リレーを含み、
   前記制御装置は、前記正極側リレーおよび前記負極側リレーの両方を非導通とする指令が出力されている場合に、前記インレットの電圧が予め定められたしきい値を上回るときは、前記正極側リレーおよび前記負極側リレーの両方に溶着が生じていると判定する、請求項２に記載の車両。
10. 前記第２の切換部は、正極側リレーおよび負極側リレーを含み、
    前記制御装置は、前記正極側リレーおよび前記負極側リレーのうちの一方を導通状態とする指令が出力されている場合に、前記インレットの電圧が予め定められたしきい値を上回るときは、前記正極側リレーおよび前記負極側リレーのうちの他方に溶着が生じていると判定する、請求項２に記載の車両。
11. 外部の直流電源から電力ケーブルを介して伝達される電力を用いて搭載された蓄電装置の充電が可能であり、前記蓄電装置からの電力で負荷装置を駆動する車両の制御方法であって、
    前記車両は、
    前記電力ケーブルを接続するためのインレットと、
    前記蓄電装置と前記負荷装置との間に電気的に接続される第１の切換部と、
    前記第１の切換部と前記負荷装置とを結ぶ経路と、前記インレットとの間に電気的に接続される第２の切換部とを含み、
    前記制御方法は、
    前記電力ケーブルが前記インレットに接続されているか否かを判定するステップと、
    前記車両の起動指令を受けた際に、前記第１の切換部を非導通状態とした状態における前記インレットの電圧に基づいて、前記第２の切換部の異常を判定するステップとを備える、車両の制御方法。

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