JP2023136163A - リレー駆動制御装置、制御方法、及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】コストや規模（サイズ、重量）の拡大を抑制しつつリレーを駆動することができる、リレー駆動制御装置を提供する。
【解決手段】車両に搭載されるバッテリーと外部電源とを接続するためのリレーの駆動を制御するリレー駆動制御装置であって、バッテリーから出力電圧を入力し、出力電圧を駆動電圧に変換して制御部に出力する電圧変換部と、電圧変換部から入力する駆動電圧をリレーに供給する制御部と、を備え、制御部は、リレーを駆動させる際、駆動電圧をリレーの駆動が可能な第１電圧値まで上昇させるように電圧変換部を制御し、駆動電圧が第１電圧値に到達すると駆動電圧をリレーに供給する。
【選択図】図１

Description

本開示は、車両に搭載されるバッテリーと外部電源とを接続するためのリレーの駆動を制御するリレー駆動制御装置などに関する。

特許文献１に、直列に接続された複数の単電池によって構成される蓄電装置と、蓄電装置と負荷との接続／遮断の状態を切り替えるリレーと、コイル部の通電／非通電によってリレーの駆動を制御するコントローラと、を備える蓄電システムが、開示されている。この蓄電システムでは、コントローラがコイル部に供給する電圧をリレーの状態に基づいて動的に制御して、リレーを好適に駆動することを行っている。

特開２０１４－０７９１２１号公報

上記特許文献１に記載の蓄電システムでは、リレーを駆動させるために、リレーの状態に応じた駆動電圧を導出するための温度センサーや、この導出した駆動電圧を直列接続された複数の単電池によって構成された蓄電装置から抽出するための複数のスイッチなどが、構成に必要である。このため、蓄電システムのコストや規模（サイズ、重量）が大きくなるという課題がある。

本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、コストや規模（サイズ、重量）の拡大を抑制しつつリレーを駆動することができる、リレー駆動制御装置などを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示技術の一態様は、車両に搭載されるバッテリーと外部電源とを接続するためのリレーの駆動を制御するリレー駆動制御装置であって、バッテリーから出力電圧を入力し、出力電圧を駆動電圧に変換して制御部に出力する電圧変換部と、電圧変換部から入力する駆動電圧をリレーに供給する制御部と、を備え、制御部は、リレーを駆動させる際、駆動電圧をリレーの駆動が可能な第１電圧値まで上昇させるように電圧変換部を制御し、駆動電圧が第１電圧値に到達すると駆動電圧をリレーに供給する、リレー駆動制御装置である。

上記本開示のリレー駆動制御装置などによれば、既存の装置構成を使用してリレーを駆動する電圧を制御するので、装置のコストや規模（サイズ、重量）の拡大を抑制しつつ、リレーを好適に駆動することができる。

本開示の一実施形態に係るリレー駆動制御装置とその周辺部の機能ブロック図 リレー駆動制御装置が実行するＤＣ充電制御の処理フローチャート リレー駆動制御装置が実行するリレー駆動制御の処理フローチャート リレー駆動制御装置が実行するリレー診断制御の処理フローチャート プラス側ＤＣリレーの閉固着診断の処理フローチャート マイナス側ＤＣリレーの閉固着診断の処理フローチャート

本開示のリレー駆動制御装置は、外部電源を用いて車載バッテリーを充電する場合、充電のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える充電リレーを駆動するための電圧を、高温下でもリレー駆動が可能な電圧値まで上昇させる制御を行う。この制御によって、充電リレーを好適に駆動させることができる。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜実施形態＞
［構成］
図１は、本開示の一実施形態に係るリレー駆動制御装置１０とその周辺部の機能ブロック図である。図１に例示した機能ブロックは、リレー駆動制御装置１０と、駆動用バッテリー２０と、チャージリレー（ＣＨＲ）３０と、プラグ接続部４０と、を含む。この図１では、電力供給を主目的とする接続線を太い実線で、電圧供給を主目的とする接続線を細い実線で、制御用の接続線を破線で、それぞれ示している。

リレー駆動制御装置１０、駆動用バッテリー２０、チャージリレー３０、及びプラグ接続部４０は、例えば外部電源５０を利用したバッテリー充電が可能な、動力源として電動モーターを使用するプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）や電気自動車（ＢＥＶ）などの車両（電動車）に搭載される。このリレー駆動制御装置１０、駆動用バッテリー２０、チャージリレー３０、及びプラグ接続部４０を搭載した車両は、充電ケーブル５１を介して外部電源５０をプラグ接続部４０に接続することができる。本実施形態で説明する外部電源５０は、車両に対して直流（ＤＣ）による電力供給を行うための外部充電設備である。

駆動用バッテリー２０は、例えばリチウムイオン電池などの充放電可能に構成された二次電池であり、車両に搭載されるスターターモーターや走行用電動モーターなどのいわゆる主機（図示せず）に電力供給を行う高圧バッテリーである。この駆動用バッテリー２０は、チャージリレー３０及びプラグ接続部４０を介して、外部電源５０から電力を受ける（充電する）ことができる。また、駆動用バッテリー２０は、図示しないシステムメインリレー（ＳＭＲ）を介して、リレー駆動制御装置１０に電力を供給することができる。

チャージリレー（ＣＨＲ）３０は、駆動用バッテリー２０とプラグ接続部４０との間に設けられ、外部電源５０を用いて駆動用バッテリー２０を充電する電力経路（電源経路）の接続／遮断を制御するためのスイッチ素子である。このチャージリレー３０は、電力経路におけるプラス（＋）側の電源ラインに挿入されるＤＣリレー３１（以下「プラス側ＤＣリレー３１」という）と、電力経路におけるマイナス（－）側の電源ラインに挿入されるＤＣリレー３２（以下「マイナス側ＤＣリレー３２」という）と、で構成される。プラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２は、後述するリレー駆動制御装置１０の制御部１２から供給される駆動電圧に基づいて、端子間を電気的に接続した駆動状態（ＯＮ動作）及び端子間を電気的に遮断した開放状態（ＯＦＦ動作）を、それぞれ独立して切り替えることができる。これらのプラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２には、コイル部に電圧を掛けて電流を流すことによって接点部を導通状態にするメカニカルリレーを用いることができる。なお、以下の説明では、プラス側ＤＣリレー３１とマイナス側ＤＣリレー３２とを連動させて同じ動作状態に制御する場合には、チャージリレー３０の動作状態として表現する。

プラグ接続部４０は、充電ケーブル５１を介して車両を外部電源５０と接続するための電力インターフェイスである。車両が充電ケーブル５１を介して外部電源５０と接続されている場合、チャージリレー３０が駆動状態である期間に外部電源５０から供給される電力で駆動用バッテリー２０が充電される。

リレー駆動制御装置１０は、チャージリレー３０を制御して駆動用バッテリー２０の充電を制御するための装置である。また、このリレー駆動制御装置１０は、駆動用バッテリー２０及び補機（図示せず）に電力供給を行う補機バッテリー（図示せず）の電力収支を制御することができる。本実施形態に係るリレー駆動制御装置１０は、電圧変換部１１と、制御部１２と、電圧検出部１３と、を備えている。

電圧変換部１１は、駆動用バッテリー２０の出力電圧に基づいて、チャージリレー３０を駆動させるための駆動電圧を生成し、生成した駆動電圧を制御部１２に供給する。すなわち、電圧変換部１１は、駆動用バッテリー２０に蓄えられたバッテリー規定の電圧を有する電力を、駆動電圧を有する電力に変換する、電力変換器として機能する。この電圧変換部１１は、典型的にはＤＣＤＣコンバーターで構成され、制御部１２によって指示される電圧値の駆動電圧を生成して制御部１２に出力することができる。また、電圧変換部１１は、駆動用バッテリー２０に蓄えられた電力などを、所定の電圧を有する電力に変換して補機や補機バッテリーに供給することができる。

制御部１２は、駆動用バッテリー２０や電圧変換部１１の状態及び電圧検出部１３で検出されたチャージリレー３０の出力端電圧に基づいて、電圧変換部１１から供給される駆動電圧の電力を用いて、チャージリレー３０の動作状態を切り替えることによって、駆動用バッテリー２０の充電開始／充電終了を制御する。この制御部１２は、駆動用バッテリー２０の状態（電圧、電流、温度など）を、駆動用バッテリー２０を制御する機能部やシステムから取得することができる。また、制御部１２は、電圧変換部１１から入力する駆動電圧の電圧値の上昇／維持／下降を、電圧変換部１１に指示することができる。さらに、制御部１２は、チャージリレー３０の故障などの異常を診断することができる。この制御部１２が実行する処理については、後述する。

電圧検出部１３は、チャージリレー３０のプラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差を、検出するための構成である。この電圧検出部１３は、例えば電圧センサーなどの検出素子で構成される。電圧検出部１３で検出されたプラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差は、制御部１２に出力される。なお、この電圧検出部１３は、リレー駆動制御装置１０以外の構成が備えていてもよい。

この制御部１２の一部又は全部は、典型的にはマイコンなどのプロセッサ、メモリ、及び入出力インターフェイスなどを含んだ電子制御装置（ＨＶ＿ＥＣＵや充電ＥＣＵなど）によって構成され得る。この電子制御装置は、メモリに格納されたプログラムをプロセッサが読み出して実行することによって、上述した機能の一部又は全部を実現することができる。

［制御］
次に、図２乃至図６をさらに参照して、本実施形態に係るリレー駆動制御装置１０によって実行される制御を説明する。リレー駆動制御装置１０が実行する制御としては、駆動用バッテリー２０の充電を制御する「ＤＣ充電制御」と、チャージリレー３０の動作状態を制御する「リレー駆動制御」と、チャージリレー３０の異常の有無を診断する「リレー診断制御」とを、示すことができる。

（１）ＤＣ充電制御
図２は、リレー駆動制御装置１０の制御部１２が実行する外部電源５０を用いた駆動用バッテリー２０のＤＣ充電制御の処理手順を示すフローチャートである。図２に例示するＤＣ充電制御は、例えば外部電源５０の充電ケーブル５１がプラグ接続部４０に接続されると開始される。

（ステップＳ２０１）
制御部１２は、車両のＤＣ充電を行うにあたり、リレー駆動制御を実施してチャージリレー３０の動作状態を制御する。このリレー駆動制御の詳細については、図３を用いて後述する。制御部１２によってリレー駆動制御が実施されると、ステップＳ２０２に処理が進む。

（ステップＳ２０２）
制御部１２は、リレー駆動制御によってチャージリレー３０が駆動したか否かを判断する。この判断は、電圧検出部１３で検出されたプラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差に基づいて行うことができる。

制御部１２が、チャージリレー３０が駆動したと判断した場合は（ステップＳ２０２、はい）、ステップＳ２０３に処理が進む。一方、制御部１２が、チャージリレー３０が駆動しなかったと判断した場合は（ステップＳ２０２、いいえ）、ＤＣ充電が実施されることなく本ＤＣ充電制御が終了する。

（ステップＳ２０３）
制御部１２は、外部電源５０の電力で駆動用バッテリー２０を充電するＤＣ充電制御を実施する。このＤＣ充電には、周知の充電手法を用いることができる。制御部１２によってＤＣ充電が実施されてＤＣ充電が終了すると、ステップＳ２０４に処理が進む。このＤＣ充電が終了すると、チャージリレー３０は開放状態に制御される。

（ステップＳ２０４）
制御部１２は、リレー診断制御を実施して、チャージリレー３０における異常の有無を診断する。このリレー診断制御の詳細については、図４を用いて後述する。制御部１２によってリレー診断制御が実施されると、ステップＳ２０５に処理が進む。

（ステップＳ２０５）
制御部１２は、チャージリレー３０の診断結果に問題がなかったか否かを判断する。より具体的には、リレー駆動制御装置１０は、チャージリレー３０が正常であると判定されたか否かを判断する。

制御部１２が、チャージリレー３０の診断結果に問題がなかったと判断した場合は（ステップＳ２０５、なし）、本ＤＣ充電制御が終了する。一方、制御部１２が、チャージリレー３０の診断結果に問題があったと判断した場合は（ステップＳ２０５、あり）、ステップＳ２０６に処理が進む。

（ステップＳ２０６）
制御部１２は、充電ケーブル５１がプラグ接続部４０から抜かれて充電リッドが閉められ、かつ、車両のイグニッションスイッチがオン（ＩＧ－ＯＮ）になったか否かを判断する。この判断は、制御部１２が、所定の車載機器から充電リッドの開閉やイグニッションスイッチ信号などの情報を取得することで可能である。制御部１２が、充電リッドが閉められ、かつ、イグニッションスイッチがオンになったと判断した場合にのみ（ステップＳ２０６、はい）、ステップＳ２０７に処理が進む。

（ステップＳ２０７）
制御部１２は、リレー診断制御をもう一実施して、チャージリレー３０における異常の有無を再度診断する。このリレー診断制御は、上記ステップＳ２０４のリレー診断制御と同じ処理である。制御部１２によってリレー診断制御が再び実施されると、ステップＳ２０８に処理が進む。なお、このチャージリレー３０の異常再診断は、時限を設けるなどして複数回繰り返して実施してもよい。

（ステップＳ２０８）
制御部１２は、チャージリレー３０の診断結果に問題がなかったか否かを判断する。より具体的には、リレー駆動制御装置１０は、チャージリレー３０が正常であると判定されたか否かを判断する。

制御部１２が、チャージリレー３０の診断結果に問題がなかったと判断した場合は（ステップＳ２０８、なし）、本ＤＣ充電制御が終了する。一方、制御部１２が、チャージリレー３０の診断結果に問題があったと判断した場合は（ステップＳ２０８、あり）、ステップＳ２０９に処理が進む。

（ステップＳ２０９）
制御部１２は、チャージリレー３０が異常な状態であると確定する。制御部１２によってチャージリレー３０が異常であることが確定されると、本ＤＣ充電制御が終了する。

なお、チャージリレー３０が異常であるとの判定結果は、車両のユーザーなどに通知するようにしてもよい。この通知は、例えば、充電設備の状態を表示する機能（ＬＥＤランプなど）を用いて、チャージリレー３０が異常であることをユーザーなどに伝えることなどが考えられる。

このＤＣ充電制御によって、外部電源５０を用いた駆動用バッテリー２０のＤＣ充電の実施／未実施が制御されると共に、次回のＤＣ充電のためにチャージリレー３０の正常／異常が判断される。

（２）リレー駆動制御
図３は、図２のステップＳ２０１でリレー駆動制御装置１０の制御部１２が実行するリレー駆動制御の処理手順を示すフローチャートである。なお、このリレー駆動制御を開始する前のチャージリレー３０の状態は、端子間を電気的に遮断した開放状態（ＯＦＦ動作）であるものとする。

（ステップＳ３０１）
制御部１２は、チャージリレー３０を駆動させて外部電源５０から駆動用バッテリー２０への充電を許可できる条件である「リレー駆動条件」が、成立しているか否かを判断する。このリレー駆動条件としては、駆動用バッテリー２０が高電圧異常ではないこと、駆動用バッテリー２０が高温異常ではないこと、電圧変換部１１の出力が低電圧異常ではないこと、電圧変換部１１の出力が高電圧異常ではないこと、電圧変換部１１が高温異常ではないことなど、駆動用バッテリー２０及び電圧変換部１１の機能が予め定めた正常値を全て示している場合を、例示することができる。このようなリレー駆動条件の成否については、駆動用バッテリー２０を制御管理するシステム（図示せず）や電圧変換部１１を制御管理するシステム（図示せず）から与えられる結果に基づいて判断してもよいし、駆動用バッテリー２０及び電圧変換部１１から検出又は取得する物理量（電圧、電流、温度など）に基づいて、制御部１２が自ら判断してもよい。

制御部１２が、チャージリレー３０のリレー駆動条件が成立していると判断した場合は（ステップＳ３０１、はい）、ステップＳ３０２に処理が進む。一方、制御部１２が、チャージリレー３０のリレー駆動条件が成立していないと判断した場合は（ステップＳ３０１、いいえ）、本リレー駆動制御が終了する。

なお、チャージリレー３０のリレー駆動条件が成立せずにリレー駆動制御が終了した場合には、駆動用バッテリー２０及び電圧変換部１１のいずれかの機能に異常が生じていることを、車両のユーザーなどに通知するようにしてもよい。この通知は、例えば、充電設備の状態を表示する機能（ＬＥＤランプなど）を用いて、外部充電が行えないことをユーザーなどに伝えることなどが考えられる。

（ステップＳ３０２）
制御部１２は、電圧変換部１１から入力する駆動電圧の上昇制御を実施する。具体的には、制御部１２は、駆動電圧を現在の電圧値から予め定めた第１電圧値（後述する）まで上昇させる制御を行う。制御部１２は、電圧変換部１１に対する出力電圧の指令値を変化させることで、電圧変換部１１が出力する駆動電圧の電圧値を上昇させる。この電圧値を上昇させる速さについては限定されないが、前回実施のＤＣ充電制御における充電の継続時間、前回実施のＤＣ充電制御の完了から経過した時間、及び外気温など、チャージリレー３０の温度に関わる情報に基づいて電圧値の上昇速度を変更させてもよい。例えば、前回実施のＤＣ充電制御完了からの経過時間が短い場合や外気温が高い場合には、チャージリレー３０の温度が通常よりも相対的に高い状態であると推定されるため、電圧値の上昇速度を早くしてもよい。この変更によって、チャージリレー３０を早いタイミングで駆動させることができる。制御部１２によって駆動電圧の上昇制御が行われると、ステップＳ３０３に処理が進む。

（ステップＳ３０３）
制御部１２は、電圧変換部１１から入力する駆動電圧が第１電圧値に到達したか否かを判断する。この第１電圧値は、チャージリレー３０の使用が許容される所定の温度範囲の上限値においてチャージリレー３０の駆動が可能な駆動可能電圧値とすることができる。上述したように、メカニカルリレーは、コイル部の温度上昇に伴って動作電圧である感動電圧も上昇する。このため、本実施形態の第１電圧値である駆動可能電圧値は、供給経路（ワイヤーハーネスなどを含む）における各種の電圧降下分を考慮した上で、使用範囲内で想定される最も高い温度状態でもチャージリレー３０が駆動することができる電圧値に設定される。

制御部１２が、駆動電圧が駆動可能電圧値に到達したと判断した場合は（ステップＳ３０３、はい）、ステップＳ３０５に処理が進む。一方、制御部１２が、駆動電圧が駆動可能電圧値にまだ到達していないと判断した場合は（ステップＳ３０３、いいえ）、ステップＳ３０４に処理が進む。

（ステップＳ３０４）
制御部１２は、駆動電圧の上昇制御を開始してから所定の時間が経過したか否かを判断する。チャージリレー３０の温度が低い場合には、駆動電圧が駆動可能電圧値ではなくてもチャージリレー３０を駆動することが可能である。従って、この判断は、駆動電圧の上昇制御に長い時間が掛かっているようであれば、駆動電圧が駆動可能電圧値になる前にチャージリレー３０を駆動させるという目的で行われる。よって、この所定の時間は、例えばチャージリレー３０の駆動遅延が許容される時間など、その目的に応じて任意に設定される。また、この所定の時間は、前回実施のＤＣ充電制御における充電の継続時間、前回実施のＤＣ充電制御の完了から経過した時間、及び外気温など、チャージリレー３０の温度に関わる情報に基づいて変更させてもよい。例えば、前回実施のＤＣ充電制御完了からの経過時間が短い場合や外気温が高い場合には、チャージリレー３０の温度が通常よりも相対的に高い状態であると推定されるため、所定の時間を短くしてもよい。この変更によって、チャージリレー３０を早いタイミングで駆動させることができる。

制御部１２が、駆動電圧の上昇制御を開始してから所定の時間が経過したと判断した場合は（ステップＳ３０４、はい）、ステップＳ３０５に処理が進む。一方、制御部１２が、駆動電圧の上昇制御を開始してから所定の時間がまだ経過していないと判断した場合は（ステップＳ３０４、いいえ）、ステップＳ３０３に処理が進む。

（ステップＳ３０５）
制御部１２は、チャージリレー３０に駆動電圧（の電力）を供給する。上記ステップＳ３０３において駆動電圧が駆動可能電圧値に到達した場合には、制御部１２は、駆動電圧として駆動可能電圧値をチャージリレー３０に供給する。上記ステップＳ３０４において駆動電圧が駆動可能電圧値に到達する前に所定の時間が経過した場合には、制御部１２は、駆動電圧として電圧変換部１１が出力する現在の電圧値をチャージリレー３０に供給する。制御部１２によってチャージリレー３０に駆動電圧（の電力）が供給されると、ステップＳ３０６に処理が進む。

（ステップＳ３０６）
制御部１２は、チャージリレー３０の駆動が完了したか否かを判断する。より具体的には、制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２のそれぞれが、端子間を電気的に接続した駆動状態になったか否かを判断する。この判断は、電圧検出部１３から取得するプラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差に基づいて行うことができる。より具体的には、両出力端電圧の電位差が外部電源５０から供給される電圧（又は駆動用バッテリー２０の電圧）になれば、チャージリレー３０の駆動が完了したと判断することができる。

制御部１２が、チャージリレー３０の駆動が完了したと判断した場合は（ステップＳ３０６、はい）、ステップＳ３０７に処理が進む。一方、制御部１２が、チャージリレー３０の駆動がまだ完了していないと判断した場合は（ステップＳ３０６、いいえ）、チャージリレー３０が駆動するまで待つ。

（ステップＳ３０７）
制御部１２は、電圧変換部１１から入力する駆動電圧の下降制御を実施する。具体的には、制御部１２は、駆動電圧を現在の電圧値から予め定めた第２電圧値まで下降させる制御を行う。メカニカルリレーの一般的な特性として、動作電圧である感動電圧よりも非動作電圧である開放電圧の方が、電圧値が低い。このことから、第２電圧値は、チャージリレー３０が駆動状態を維持できるように、開放電圧より大きい電圧値に設定することができる。制御部１２は、電圧変換部１１に対する出力電圧の指令値を変化させることで、電圧変換部１１が出力する駆動電圧を下降させる。制御部１２によって駆動電圧の下降制御が実施されると、本リレー駆動制御が終了する。

このリレー駆動制御によって、リレー駆動制御装置１０のコストや規模（サイズ、重量）の拡大を抑制しつつ、チャージリレー３０を好適に駆動して、外部電源５０を用いた駆動用バッテリー２０のＤＣ充電を実施することができる。

（３）リレー診断制御
図４は、図２のステップＳ２０４及びＳ２０７でリレー駆動制御装置１０の制御部１２が実行するリレー診断制御の処理手順を示すフローチャートである。なお、このリレー診断制御が行われるときには、外部電源５０からプラグ接続部４０への電力供給が停止しているものとする。

（ステップＳ４０１）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー閉固着診断を実施する。より具体的には、制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１に関して接点の固着の有無を診断する。このプラス側ＤＣリレー閉固着診断の詳細は、図５を用いて後述する。制御部１２によってプラス側ＤＣリレー閉固着診断が実施されると、ステップＳ４０２に処理が進む。

（ステップＳ４０２）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー閉固着診断によって、プラス側ＤＣリレー３１が正常であると判定されたか否かを判断する。

制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１が正常判定であると判断した場合は（ステップＳ４０２、はい）、ステップＳ４０３に処理が進む。一方、制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１が正常判定ではないと判断した場合は（ステップＳ４０２、いいえ）、ステップＳ４０８に処理が進む。

（ステップＳ４０３）
制御部１２は、マイナス側ＤＣリレー閉固着診断を実施する。より具体的には、制御部１２は、マイナス側ＤＣリレー３２に関して接点の固着の有無を診断する。このマイナス側ＤＣリレー閉固着診断の詳細は、図６を用いて後述する。制御部１２によってマイナス側ＤＣリレー閉固着診断が実施されると、ステップＳ４０４に処理が進む。

（ステップＳ４０４）
制御部１２は、マイナス側ＤＣリレー閉固着診断によって、マイナス側ＤＣリレー３２が正常であると判定されたか否かを判定する。

制御部１２が、マイナス側ＤＣリレー３２が正常判定であると判断した場合は（ステップＳ４０４、はい）、ステップＳ４０５に処理が進む。一方、制御部１２が、マイナス側ＤＣリレー３２が正常判定ではないと判断した場合は（ステップＳ４０４、いいえ）、ステップＳ４０８に処理が進む。

（ステップＳ４０５）
制御部１２は、ＤＣリレー閉固着診断以外について、チャージリレー３０の状態判定のために必要な他の診断を実施する。制御部１２によって他の診断が実施されると、ステップＳ４０６に処理が進む。

なお、上述したステップＳ４０１及びＳ４０２の処理、ステップＳ４０３及びＳ４０４の処理、ステップＳ４０５の処理は、順序が前後しても構わない。また、他の診断がなければ、ステップＳ４０５の処理を省いてもよい。

（ステップＳ４０６）
制御部１２は、チャージリレー３０が正常判定であるか否か、つまりプラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２が双方共に正常判定であるか否かを判断する。

制御部１２が、チャージリレー３０が正常判定であると判断した場合は（ステップＳ４０６、はい）、ステップＳ４０７に処理が進む。一方、制御部１２が、チャージリレー３０が正常判定ではないと判断した場合は（ステップＳ４０６、いいえ）、ステップＳ４０８に処理が進む。

（ステップＳ４０７）
制御部１２は、チャージリレー３０が正常であるとの判断を確定させる。制御部１２によってチャージリレー３０が正常であることが確定されると、本リレー診断制御が終了する。

（ステップＳ４０８）
制御部１２は、チャージリレー３０が異常であるとの判断を確定させる。制御部１２によってチャージリレー３０が異常であることが確定されると、本リレー診断制御が終了する。

このリレー診断制御によって、次回の外部電源５０を用いた駆動用バッテリー２０のＤＣ充電制御において、正常に充電を実施することができるか否かを、事前に判断することが可能となる。

（４）プラス側ＤＣリレー閉固着診断
図５をさらに参照して、図４のステップＳ４０１で実施するプラス側ＤＣリレー閉固着診断を説明する。このプラス側ＤＣリレー閉固着診断は、プラス側ＤＣリレー３１において、接点が溶着して電気的に導通した状態のままで固まっているいわゆる閉固着が生じていないか否かを診断するものである。

（ステップＳ５０１）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１を開放状態に制御し、かつ、マイナス側ＤＣリレー３２を駆動状態に制御する。この制御の際、制御部１２は、上述したリレー駆動制御（図３）を、駆動状態にするマイナス側ＤＣリレー３２のみに対して実施する。制御部１２によってプラス側ＤＣリレー３１が開放状態に制御され、かつ、マイナス側ＤＣリレー３２が駆動状態に制御されると、ステップＳ５０２に処理が進む。

（ステップＳ５０２）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２の動作状態を制御してから、第１時間が経過したか否かを判断する。この判断は、プラス側ＤＣリレー３１の状態が安定せず、正常／異常のどちらであるかを判定できない場合に、診断を強制終了させる目的で行われる。よって、この第１時間は、チャージリレー３０の性能や車両の充電仕様などに基づいて適切に設定すればよい。

制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２の動作状態を制御してから第１時間が経過したと判断した場合は（ステップＳ５０２、はい）、ステップＳ５０７に処理が進む。一方、制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２の動作状態を制御してから第１時間がまだ経過していないと判断した場合は（ステップＳ５０２、いいえ）、ステップＳ５０３に処理が進む。

（ステップＳ５０３）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差をモニタする。この両出力端電圧の電位差は、電圧検出部１３から取得することができる。制御部１２によって両出力端電圧の電位差がモニタされると、ステップＳ５０４に処理が進む。

（ステップＳ５０４）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が、所定の閾値未満か否かを判断する。この判断は、プラス側ＤＣリレー３１が、駆動状態であるか開放状態であるかを判定するために行われる。よって、この閾値は、両方のＤＣリレー３１及び３２が駆動状態である場合に両出力端電圧の電位差として現れる駆動用バッテリー２０の電圧値と、両方のＤＣリレー３１及び３２が開放状態である場合に両出力端電圧の電位差として現れるほぼゼロの値との、間における任意の値に設定される。

制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が閾値未満であると判断した場合は（ステップＳ５０４、はい）、ステップＳ５０５に処理が進む。一方、制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が閾値以上であると判断した場合は（ステップＳ５０４、いいえ）、ステップＳ５０６に処理が進む。

（ステップＳ５０５）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が閾値未満である状態が、第２時間継続しているか否かを判断する。この判断は、ＤＣリレー３１及び３２の状態が安定しているか否かを判定するために行われる。よって、この第２時間は、ＤＣリレー３１及び３２の状態を判定するために必要な任意の時間に設定される。

制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が第２時間継続して閾値未満で安定していると判断した場合は（ステップＳ５０５、はい）、ステップＳ５０８に処理が進む。一方、制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が第２時間継続して閾値未満で安定していないと判断した場合は（ステップＳ５０５、いいえ）、ステップＳ５０２に処理が進む。

（ステップＳ５０６）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が閾値以上である状態が、第２時間継続しているか否かを判断する。この判断は、ＤＣリレー３１及び３２の状態が安定しているか否かを判定するために行われる。この第２時間は、上記ステップＳ５０５で説明したとおりである。

制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が第２時間継続して閾値以上で安定していると判断した場合は（ステップＳ５０６、はい）、ステップＳ５０９に処理が進む。一方、制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が第２時間継続して閾値以上で安定していないと判断した場合は（ステップＳ５０６、いいえ）、ステップＳ５０２に処理が進む。

（ステップＳ５０７）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１が正常か異常かを判定することができない状態であると判定する（不能判定）。制御部１２によってプラス側ＤＣリレー３１の判定が不能とされると、ステップＳ５１０に処理が進む。

（ステップＳ５０８）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１が正常であると判定する（正常判定）。制御部１２によってプラス側ＤＣリレー３１が正常であると判定されると、ステップＳ５１０に処理が進む。

（ステップＳ５０９）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１に閉固着の異常が生じていると判定する（異常判定）。制御部１２によってプラス側ＤＣリレー３１が異常であると判定されると、ステップＳ５１０に処理が進む。

（ステップＳ５１０）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２を共に開放状態に制御する。制御部１２によってプラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２が開放状態に制御されると、本プラス側ＤＣリレー閉固着診断が終了する。

このプラス側ＤＣリレー閉固着診断によって、プラス側ＤＣリレー３１単体について接点固着異常を容易に判断することができる。

（５）マイナス側ＤＣリレー閉固着診断
図６をさらに参照して、図４のステップＳ４０３で実施するマイナス側ＤＣリレー閉固着診断を説明する。このマイナス側ＤＣリレー閉固着診断は、マイナス側ＤＣリレー３２において、接点が溶着して電気的に導通した状態のままで固まっているいわゆる閉固着が生じていないか否かを診断するものである。

（ステップＳ６０１）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１を駆動状態に制御し、かつ、マイナス側ＤＣリレー３２を開放状態に制御する。この制御の際、制御部１２は、上述したリレー駆動制御（図３）を、駆動状態にするプラス側ＤＣリレー３１のみに対して実施する。制御部１２によってプラス側ＤＣリレー３１が駆動状態に制御され、かつ、マイナス側ＤＣリレー３２が開放状態に制御されると、ステップＳ６０２に処理が進む。

（ステップＳ６０２）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２の動作状態を制御してから、第１時間が経過したか否かを判断する。この判断は、マイナス側ＤＣリレー３２の状態が安定せず、正常／異常のどちらであるかを判定できない場合に、診断を強制終了させる目的で行われる。よって、この第１時間は、チャージリレー３０の性能や車両の充電仕様などに基づいて適切に設定すればよい。

制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２の動作状態を制御してから第１時間が経過したと判断した場合は（ステップＳ６０２、はい）、ステップＳ６０７に処理が進む。一方、制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２の動作状態を制御してから第１時間がまだ経過していないと判断した場合は（ステップＳ６０２、いいえ）、ステップＳ６０３に処理が進む。

（ステップＳ６０３）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差をモニタする。この両出力端電圧の電位差は、電圧検出部１３から取得することができる。制御部１２によって両出力端電圧の電位差がモニタされると、ステップＳ６０４に処理が進む。

（ステップＳ６０４）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が、所定の閾値未満か否かを判断する。この判断は、マイナス側ＤＣリレー３２が、駆動状態であるか開放状態であるかを判定するために行われる。よって、この閾値は、両方のＤＣリレー３１及び３２が駆動状態である場合に両出力端電圧の電位差として現れる駆動用バッテリー２０の電圧値と、両方のＤＣリレー３１及び３２が開放状態である場合に両出力端電圧の電位差として現れるほぼゼロの値との、間における任意の値に設定される。

制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が閾値未満であると判断した場合は（ステップＳ６０４、はい）、ステップＳ６０５に処理が進む。一方、制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が閾値以上であると判断した場合は（ステップＳ６０４、いいえ）、ステップＳ６０６に処理が進む。

（ステップＳ６０５）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が閾値未満である状態が、第２時間継続しているか否かを判断する。この判断は、ＤＣリレー３１及び３２の状態が安定しているか否かを判定するために行われる。よって、この第２時間は、ＤＣリレー３１及び３２の状態を判定するために必要な任意の時間に設定される。

制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が第２時間継続して閾値未満で安定していると判断した場合は（ステップＳ６０５、はい）、ステップＳ６０８に処理が進む。一方、制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が第２時間継続して閾値未満で安定していないと判断した場合は（ステップＳ６０５、いいえ）、ステップＳ６０２に処理が進む。

（ステップＳ６０６）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が閾値以上である状態が、第２時間継続しているか否かを判断する。この判断は、ＤＣリレー３１及び３２の状態が安定しているか否かを判定するために行われる。この第２時間は、上記ステップＳ６０５で説明したとおりである。

制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が第２時間継続して閾値以上で安定していると判断した場合は（ステップＳ６０６、はい）、ステップＳ６０９に処理が進む。一方、制御部１２が、プラス側ＤＣリレー３１の出力端電圧とマイナス側ＤＣリレー３２の出力端電圧との電位差が第２時間継続して閾値以上で安定していないと判断した場合は（ステップＳ６０６、いいえ）、ステップＳ６０２に処理が進む。

（ステップＳ６０７）
制御部１２は、マイナス側ＤＣリレー３２が正常か異常かを判定することができない状態であると判定する（不能判定）。制御部１２によってマイナス側ＤＣリレー３２の判定が不能とされると、ステップＳ６１０に処理が進む。

（ステップＳ６０８）
制御部１２は、マイナス側ＤＣリレー３２が正常であると判定する（正常判定）。制御部１２によってマイナス側ＤＣリレー３２が正常であると判定されると、ステップＳ６１０に処理が進む。

（ステップＳ６０９）
制御部１２は、マイナス側ＤＣリレー３２に閉固着の異常が生じていると判定する（異常判定）。制御部１２によってマイナス側ＤＣリレー３２が異常であると判定されると、ステップＳ６１０に処理が進む。

（ステップＳ６１０）
制御部１２は、プラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２を共に開放状態に制御する。制御部１２によってプラス側ＤＣリレー３１及びマイナス側ＤＣリレー３２が開放状態に制御されると、本マイナス側ＤＣリレー閉固着診断が終了する。

このマイナス側ＤＣリレー閉固着診断によって、マイナス側ＤＣリレー３２単体について接点固着異常を容易に判断することができる。

＜作用・効果＞
以上説明したように、本開示の一実施形態に係るリレー駆動制御装置１０によれば、駆動用バッテリー２０と外部電源５０とを接続するチャージリレー（ＣＨＲ）３０をＤＣ充電のために駆動させる際、駆動電圧を生成する電圧変換部１１を制御して、駆動電圧をチャージリレー３０の駆動が可能な電圧値（第１電圧値）まで上昇させる。そして、駆動電圧が駆動可能な電圧値（第１電圧値）に到達するか、又は駆動電圧の上昇開始から所定の時間かが経過するかの、いずれか早いタイミングで、その駆動電圧をチャージリレー３０に供給する。

この制御により、第１電圧値をチャージリレー３０の使用が許容される所定の温度範囲の上限値においてチャージリレー３０の駆動が可能な電圧値に設定することで、使用が想定される高温下での環境でもリレーの構造（メカニカルリレーにおけるコイルの巻数や磁気回路など）を変更することなく、チャージリレー３０を好適に駆動させることができる。また、所定の時間によって時限を設けることで、チャージリレー３０の温度が高くない場合には、早期にチャージリレー３０を駆動させることができる。

また、本実施形態に係るリレー駆動制御装置１０によれば、リレー駆動制御のために専用の電圧センサーや温度センサーを新たに追加しなくてよいため、装置のコストや規模（サイズ、重量）を抑制しつつ、ＤＣリレー３１及び３２の駆動性能を維持し、ＤＣ充電に対する信頼性や商品性を確保することができる。

以上、本開示の一実施形態を説明したが、本開示は、リレー駆動制御装置、プロセッサとメモリとを備えたリレー駆動制御装置の制御部が実行する制御方法、制御方法を実行するための制御プログラム、制御プログラムを記憶したコンピューター読み取り可能な非一時的な記録媒体、及びリレー駆動制御装置を搭載した車両として捉えることができる。

本開示のリレー駆動制御装置は、車両に搭載されるバッテリーと外部電源とを接続するためのリレーの駆動を制御する場合などに利用可能である。

１０ リレー駆動制御装置
１１ 電圧変換部
１２ 制御部
１３ 電圧検出部
２０ 駆動用バッテリー
３０ チャージリレー（ＣＨＲ）
３１ ＤＣリレー
３２ ＤＣリレー
４０ プラグ接続部
５０ 外部電源
５１ 充電ケーブル

Claims (11)

1. 車両に搭載されるバッテリーと外部電源とを接続するためのリレーの駆動を制御するリレー駆動制御装置であって、
   前記リレーを駆動させる際、前記バッテリーの出力電圧を前記リレーの駆動が可能な電圧値まで上昇させて前記リレーに供給する制御部を備える、リレー駆動制御装置。
2. 前記バッテリーから前記出力電圧を入力し、前記出力電圧を駆動電圧に変換して前記制御部に出力する電圧変換部をさらに備え、
   前記制御部は、前記リレーを駆動させる際、前記電圧変換部から入力する前記駆動電圧を前記リレーの駆動が可能な第１電圧値まで上昇させるように前記電圧変換部を制御し、前記駆動電圧が前記第１電圧値に到達すると前記駆動電圧を前記リレーに供給する、請求項１に記載のリレー駆動制御装置。
3. 前記制御部は、前記リレーを駆動させる際、前記駆動電圧を前記第１電圧値まで上昇させるように前記電圧変換部の制御を開始した後、前記駆動電圧が前記第１電圧値に到達する前に所定の時間が経過した場合は、前記所定の時間が経過した時点で前記駆動電圧を前記リレーに供給する、請求項２に記載のリレー駆動制御装置。
4. 前記制御部は、前記駆動電圧を前記リレーに供給したことによって前記リレーが駆動した後、前記駆動電圧を第２電圧値まで下降させるように前記電圧変換部を制御する、請求項２又は３に記載のリレー駆動制御装置。
5. 前記第１電圧値は、前記リレーの使用が許容される所定の温度範囲の上限値において前記リレーの駆動が可能な電圧値である、請求項２乃至４のいずれか１項に記載のリレー駆動制御装置。
6. 前記第２電圧値は、駆動している前記リレーが開放状態に切り替わらない電圧値である、請求項４に記載のリレー駆動制御装置。
7. 前記制御部は、前記バッテリー及び前記電圧変換部の状態に基づいて、前記リレーを駆動させることが可能であるか否かを判断する、請求項２乃至６のいずれか１項に記載のリレー駆動制御装置。
8. 前記制御部は、前記リレーの温度に関わる情報に基づいて、前記駆動電圧を前記第１電圧値まで上昇させる速度及び／又は前記所定の時間を変更する、請求項２乃至７のいずれか１項に記載のリレー駆動制御装置。
9. 前記外部電源は、前記車両にプラグイン接続されて前記車両への電力供給が可能な外部充電設備である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のリレー駆動制御装置。
10. 車両に搭載されるバッテリーと外部電源とを接続するためのリレーの駆動を制御するリレー駆動制御装置のコンピューターが実行する制御方法であって、
    前記リレーを駆動させるか否かを判断するステップと、
    前記リレーを駆動させる場合、前記バッテリーの出力電圧を前記リレーの駆動が可能な駆動電圧まで上昇させるステップと、
    前記出力電圧が前記駆動電圧に到達すると、前記駆動電圧を前記リレーに供給するステップと、を含む、制御方法。
11. 車両に搭載されるバッテリーと外部電源とを接続するためのリレーの駆動を制御するリレー駆動制御装置のコンピューターに実行させるプログラムであって、
    前記リレーを駆動させるか否かを判断するステップと、
    前記リレーを駆動させる場合、前記バッテリーの出力電圧を前記リレーの駆動が可能な駆動電圧まで上昇させるステップと、
    前記出力電圧が前記駆動電圧に到達すると、前記駆動電圧を前記リレーに供給するステップと、を含む、プログラム。