JP2011109793A - プラグイン充電車両の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】主要なタスクの実行を妨げることなく、交流の給電線の異常を適切に検知できる制御装置、及び、制御方法を提供する。
【解決手段】記憶部と、バッテリ２０，１５０から負荷への給電線６，７に備えた電圧検知部Ｖａ，Ｖｂから出力される電圧信号を許容電圧レベルと比較する二値化処理部と、前記充電ケーブル３００の車両への接続を検知する充電ケーブル接続検知処理と、前記充電ケーブル接続検知処理により充電ケーブルの車両への接続が検知されると、前記二値化処理部から出力される二値化信号の状態が切り替わる周期を算出し、算出した周期が交流電源の周期に相当すると判定すると、前記給電線が前記交流電源と短絡していると判定し、その判定結果を前記記憶部に記憶する交流短絡判定処理と、を実行する制御部と、を備えているプラグイン充電車両の制御装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、プラグイン充電車両の制御装置及び制御方法に関する。

車両の電子化が進み、車両に搭載されたエンジン等の複数の機器を制御するために数多くの制御装置が組み込まれている。これらの制御装置には、ＣＰＵを備えたマイクロコンピュータが組み込まれ、機器を制御するための電磁バルブやモータ等の様々なアクチュエータを駆動するための信号線や、機器の状態を検知するための様々なセンサからの信号線がマイクロコンピュータの入出力ポートに接続されている。

車両には、バッテリから制御装置、アクチュエータ、或いはセンサに電力を供給する給電線や、制御装置とアクチュエータまたはセンサを接続する複数の信号線が束ねられた複数のワイヤーハーネスが実装されている。

ワイヤーハーネスとして束ねられた給電線や信号線、或いはワイヤーハーネスから分岐した給電線や信号線は、それぞれ絶縁被覆されているが、ＡＶ機器等、車両に各種のアクセサリをビス等で固定する際に、ワイヤーハーネスが傷つけられて絶縁被覆が損傷すると、給電線や信号線が接触する短絡等の異常が生じる虞がある。

さらに、接触事故等により絶縁被覆が剥離され、絶縁被覆が経年劣化して絶縁被覆が剥離されるような場合にも、同様に、給電線や信号線が接触する短絡等の異常が生じる虞がある。

このような場合、制御装置により車両を適正に制御することが困難になる虞がある。また、バッテリの出力電圧が異常に上昇し或いは低下すると、制御装置が破損し或いは正常に動作せず、同様に車両を適正に制御することが困難になる虞がある。

そこで、従来、一部の制御装置では、給電線等の電圧が所定の電圧範囲にあるか否かを監視し、当該電圧範囲を逸脱すると異常と判定して、発生した異常個所を表示パネルに報知する等の異常検出処理が実行されている。

近年注目されている電気自動車やエンジンと電動モータを備えたハイブリッド自動車も同様である。これらの車両には、駆動用の電動モータに大電流を供給する高圧のバッテリが搭載され、制御装置では、従来の補機用の低圧のバッテリに加えて高圧のバッテリからの給電線の異常検出処理も実行されている。

特許文献１には、電気自動車に搭載されている各部の機能診断を実施する機能診断手段と、前記機能診断手段による実施結果を表示する表示手段とを有し、前記表示手段は、前記機能診断手段により実施されたダイアグ結果のうちバッテリの充電機能のダイアグ結果を、前記充電機能以外のダイアグ実施結果と区別して表示する専用の表示系を有することを特徴とする電気自動車、つまり、各種の異常を検知する診断機能を備えたハイブリッド自動車が提案されている。

また、特許文献２には、このような高圧のバッテリを外部の商用電源から直接充電するプラグイン充電車両が提案されている。

特開２００８−２８９３０７号公報 特開２００９−０７１９００号公報

通常、制御装置は、車両の走行に関連する主要なタスクを、例えば１ｍｓｅｃ．程度の所定周期で発生するタイマ割込み処理、或いはクランクパルス等の外部信号割込み処理で実行するように構成されている。

上述した異常検出処理を所定周期で発生するタイマ割込み処理の度に実行すると、ＣＰＵ負荷が増大して、主要なタスクの実行が遅延する虞があるため、制御装置では、異常検出処理の実行インタバルが十分に長く設定され、異常検出処理によるＣＰＵ負荷の増大を回避するように構成されている。例えば、１ｍｓｅｃ．のタイマ割込み周期の３０回に一回の割合で異常検出処理を実行する等である。

また、異常検出処理では、ノイズによる誤判定を回避するために、所定回数連続して所定の電圧範囲を逸脱する場合に異常と判定するような冗長判定が実行されている。異常検出処理で１０回連続して所定の電圧範囲を逸脱する場合に異常と判定する場合に、１ｍｓｅｃ．のタイマ割込み周期の３０回に一回の割合で異常検出処理を実行すると３００ｍｓｅｃ．の時間を要する。

ところで、プラグイン充電車両では、充電ケーブルを介して外部電源から交流電力を引き込むための交流の給電線が設けられているため、事故等によって交流の給電線に直流の給電線や信号線或いは車体が接触する虞がある。

そのような場合に備えて、給電線等の異常発生箇所のみならず、異常からの復旧のために異常の原因をも特定する必要性に迫られている。例えば、短絡事故であっても、直流の給電線の短絡なのか、交流の給電線の短絡事故なのかを識別する必要性がある。

しかし、上述したように異常検出処理の実行周期が長いため、周期的に変動する交流電圧の異常を適切に判定することができないという問題があった。

例えば、高圧の蓄電装置からの給電線に交流の給電線が短絡した場合に、異常検出処理が実行されるときに、常に所定の電圧範囲を逸脱するとは限らないためである。特に、異常検出処理の実行周期が交流電圧の特定の位相と一致するような場合には、その位相で検知された電圧値が正常と判定される電圧範囲に収まっていると、異常であるにもかかわらず正常判定されるのである。

そこで、交流電圧の周期的変動を検知するために、異常検出処理の実行周期を短くすると、逆に主要なタスクの実行が遅延する虞があるという問題が発生する。その結果、高価で高速のＣＰＵを用いなければ適正な異常検出処理が実行できないという問題があった。

本発明の目的は、主要なタスクの実行を妨げることなく、交流の給電線の異常を適切に検知できる制御装置、及び、制御方法を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるプラグイン充電車両の制御装置の特徴構成は、車両外部の交流電源と車両を繋ぐ充電ケーブルを介して車両に搭載されたバッテリを充電するプラグイン充電車両の制御装置であって、制御に関する情報を記憶する記憶部と、前記バッテリから負荷への給電線に備えた電圧検知部から出力される電圧信号を許容電圧レベルと比較する二値化処理部と、前記充電ケーブルの車両への接続を検知する充電ケーブル接続検知処理と、前記充電ケーブル接続検知処理により充電ケーブルの車両への接続が検知されると、前記二値化処理部から出力される二値化信号の状態が切り替わる周期を算出し、算出した周期が交流電源の周期に相当すると判定すると、前記給電線が前記交流電源と短絡していると判定し、その判定結果を前記記憶部に記憶する交流短絡判定処理と、を実行する制御部と、備えている点にある。

上述の構成によれば、充電ケーブル接続検知処理により充電ケーブルの車両への接続が検知されると、二値化された信号の周期を算出して、算出した周期が交流電源の周期に相当すると判定されると、高圧バッテリまたは低圧バッテリから負荷への直流の給電線が交流電源と短絡していると判定することができるようになる。充電ケーブル接続検知処理の実行時には、通常の走行時と異なり、制御部で実行される他の処理負荷がそれほど大きくないため、略交流電源の周期と同程度の短い周期であっても、他の処理の遅延を招くことなく、適正に交流短絡判定処理が実行できる。

以上説明した通り、本発明によれば、主要なタスクの実行を妨げることなく、交流の給電線の異常を適切に検知できるプラグイン充電車両の制御装置を提供することができるようになった。

本発明によるプラグイン充電車両の全体構成図 動力分割機構を介して接続されるモータジェネレータとエンジンの回転数の関係を示す説明図 バッテリと各制御装置の回路図 充電ケーブルと制御部の信号接続を示す回路図 制御部が実行する充電制御を示すタイミングチャート 二値化処理部及びインプットキャプチャの説明図 直流短絡判定処理を示すフローチャート （ａ）直流電圧の入力波形図 （ｂ）交流電圧の入力波形図 交流短絡判定処理を示すフローチャート 充電制御処理を示すフローチャート 入力された電圧信号の周期を説明するための説明図

以下、本発明によるプラグイン充電車両の一例であるハイブリッド電気自動車について説明する。

図１に示すように、ハイブリッド電気自動車１は、動力源として、燃料タンクに充填されたガソリン等で駆動されるエンジン１００と、主に発電機として機能する第１モータジェネレータ（以下、モータジェネレータを「ＭＧ」と記す。）１１０と、主に電動機として機能する第２ＭＧ１２０を備えている。

さらに、高圧負荷である第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０と駆動回路を介して接続されるニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等の高圧バッテリ１５０を備えている。

第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０は交流回転電機で構成され、例えば、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルを備える三相交流同期回転機が用いられる。

第１ＭＧ１１０による発電電力により第２ＭＧ１２０が駆動され、或いは高圧バッテリ１５０が充電される。高圧バッテリ１５０に充電された電力は必要に応じて第２ＭＧ１２０に供給されて車両の走行に消費される。

エンジン１００または第２ＭＧ１２０の少なくとも一方からの駆動力によって車両が走行可能なように、エンジン１００と第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０が動力分割機構１３０に連結されている。

動力分割機構１３０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、プラネタリキャリアと、リングギヤとを含み、ピニオンギヤがサンギヤ及びリングギヤと係合する遊星歯車機構で構成されている。ピニオンギヤを自転可能に支持するプラネタリキャリアがエンジン１００のクランクシャフトに連結され、サンギヤが第１ＭＧ１１０の回転軸に連結され、リングギヤが第２ＭＧ１２０の回転軸及び減速機構１４０に連結され、減速機構１４０を介して車軸１６０に駆動力が伝達される。尚、図１中、符号１７０で示される部位は、車軸１６０に固定された車輪１７０を示している。

図２に示すように、遊星歯車機構は、サンギヤ、リングギヤ、及びプラネタリキャリヤのうちの何れか二つについて回転数が決定されると、残り一つの回転数は一定に定まり、エンジン１００、第１ＭＧ１１０、及び第２ＭＧ１２０の回転数が共線図上に直線で結ばれるように関係付けられている。

図２（ａ）の停車時から車両が発進するときには、図２（ｂ）に示すように、エンジン１００が停止された状態で、第二ＭＧ１２０が駆動される。軽負荷での走行時も、同様にエンジン１００が停止された状態で、第二ＭＧ１２０が駆動される。エンジン効率のよい運転領域で定常走行する場合には、主にエンジン１００の出力で走行し、動力分割機構１３０を介して駆動される第１ＭＧ１１０による発電電力で第２ＭＧ１２０が駆動され、エンジン出力がアシストされる。

図２（ｃ）に示すように、エンジン１００の始動時には、スタータとして機能する第１ＭＧ１１０が駆動され、エンジン１００の始動後は第１ＭＧ１１０による発電電力で高圧バッテリ１５０が充電される。図２（ｄ）に示すように、定常走行から加速する場合には、エンジン１００の回転数を上昇させると同時に、第１ＭＧ１１０による発電電力により第二ＭＧ１２０を駆動し、発電電力が不十分な場合には、高圧バッテリ１５０から第二ＭＧ１２０に電力が供給される。

図１及び図３に示すように、高圧バッテリ１５０に接続された給電線７に、降圧用のＤＣ／ＤＣコンバータ２１を介して低圧バッテリ２０が充電可能に接続されている。

低圧バッテリ２０には、三系統の給電線６（６ａ，６ｂ，６ｃ）が接続され、給電線８には、制御用リレーＲＹ１を介してナビゲーションシステムを制御するナビＥＣＵ１３、運転席前部のパネルに各種の情報を表示するメータＥＣＵ１４等が接続され、給電線７には、制御用リレーＲＹ２を介してエンジン１００を制御するＥＮＧ−ＥＣＵ１１、第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０を制御するＭＧ−ＥＣＵ１２等が接続され、給電線６ｃには、ハイブリッド電気自動車の制御システムを統括するＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０、盗難防止機能を実現する防盗ＥＣＵ、スマートキーで車両のロックまたはロック解除を制御するスマートＥＣＵ等が接続されている。尚、ＥＣＵとは、電子制御装置（Electric Control Unit）の略記である。

各ＥＣＵには、ＣＰＵ、ＣＰＵで実行される制御プログラムが格納されたＲＯＭ、ワーキングエリアとして使用されるＲＡＭを備えた単一または複数のマイクロコンピュータと、入出力インタフェース回路等の周辺回路、必要に応じて重要な制御データを格納するためのＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ、または低圧バッテリ２０から常時給電されるＳＲＡＭなどのバックアップ用メモリが設けられている。尚、前記ＲＯＭに、フラッシュＲＯＭ（登録商標）などの不揮発性メモリが採用される場合もある。

各ＥＣＵには、低圧バッテリ２０から供給されるＤＣ１２Ｖの直流電圧から所定レベルの制御電圧（例えば、ＤＣ５Ｖ）を生成するＤＣレギュレータが設けられ、ＤＣレギュレータの出力電圧がマイクロコンピュータ等の制御回路に供給され、ＣＰＵにより制御プログラムが実行されることにより、ＥＣＵ毎に所期の機能が実現される。

各ＥＣＵは、バス型ネットワークであるＣＡＮ（Controller Area Network）やＢＥＡＮ（Body Electronics Area Network）等の通信ラインを介して接続され、ＥＣＵ間で各種の制御情報が授受される。尚、ＣＡＮ通信ラインにはパワートレーン系のＥＣＵが接続され、ＢＥＡＮ通信ラインには電装系のＥＣＵが接続され、双方の交信のためにゲートウェイＥＣＵが設けられている。

車両前部には、商用電源に接続された充電ケーブル３００のコネクタ３３０を接続するインレット２７０が設けられ、インレット２７０から充電器４０に交流給電線８が接続されている。

高圧バッテリ１５０からの給電線７には、システムメインリレー（以下、「ＳＭＲ」と記す。）１５１を介して高圧負荷である昇降圧コンバータ２００が設けられ、昇降圧コンバータ２００に並列に接続された第１インバータ２１０、第２インバータ２２０を介して第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各コイルが接続されている。昇降圧コンバータ２００及びインバータ２１０，２２０により駆動回路が構成されている。

ＥＮＧ−ＥＣＵ１１は、ＣＡＮ通信ラインを介してＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０からエンジン制御指令を受信すると、エンジン制御指令に基づいて、目標回転数と目標トルクを満たすようにエンジン１００を駆動制御する。

ＭＧ−ＥＣＵ１２は、ＣＡＮ通信ラインを介してＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０からのモータ制御指令を受信すると、モータ制御指令に基づいて、動力分割機構１３０を介してエンジン１００により駆動される第１ＭＧ１１０からの発電電力を、第１インバータ２１０を介して取り出して、第２インバータ２２０を介して第２ＭＧに供給し、或いは、第１インバータ２１０を介して取り出した電力を昇降圧コンバータ２００を介して所定の充電電圧に降圧して高圧バッテリ１５０を充電する。

また、モータ単独走行時には、ＭＧ−ＥＣＵ１２は、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０からのモータ制御指令に基づいて、高圧バッテリ１５０の出力電圧を昇降圧コンバータ２００により昇圧するとともに第２インバータ２２０を制御して、第２ＭＧ１２０を所定のトルクで駆動する。

図４に示すように、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０に組み込まれたマイクロコンピュータ１０ａは、給電線６ｃを介して低圧バッテリ２０から常時給電され、電源スイッチのオフ時には待機状態に移行している。待機状態とは、ＣＰＵの動作が停止した省電力状態をいい、ＣＰＵがストップ命令やホールト命令を実行することにより待機状態に移行する。

待機状態で電源スイッチがオンされると、マイクロコンピュータ１０ａは、待機状態から通常の動作状態に移行して、制御用リレーＲＹ１をオンし、ナビＥＣＵ１３等のアクセサリ機器が動作可能なＡＣＣ状態に移行する。

ＡＣＣ状態に移行後にブレーキペダルが操作された状態で、再度電源スイッチがオンされると、マイクロコンピュータ１０ａは、制御用リレーＲＹ２をオンし、車両の走行が可能なＲｅａｄｙ−ＯＮ状態に移行する。ＡＣＣ状態またはＲｅａｄｙ−ＯＮ状態で電源スイッチがオンされると、マイクロコンピュータ１０ａは、システムメインリレー（以下、「ＳＭＲ」と略記する。）１５１をオフするとともに、制御用リレーＲＹ１，ＲＹ２をオフして待機状態に移行する。

Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態に移行すると、マイクロコンピュータ１０ａは、ＳＭＲ１５１をオンして高圧負荷である昇降圧コンバータ２００に給電し、その後待機状態に到るまで、所定インタバルで高圧バッテリ１５０の充電または放電電流、電圧、温度を監視し、それらの値を変数とする所定の演算式に基づいて、高圧バッテリ１５０のＳＯＣ（State of Charge）を算出して、その値をＲＡＭ１１３（図４参照）に記憶するＳＯＣ検知処理を実行する。

ＳＯＣとは、バッテリの定格容量Ａｈに対して、充電されている電気量Ａｈを比率で表した数値であり、規定の温度、放電電流及び放電終止電圧で、完全充電状態から取り出せる電気量Ａｈの基準値である。

そして、マイクロコンピュータ１０ａは、運転者により操作されるアクセルペダルの踏込み量等に基づいて算出した運転者の要求出力と、高圧バッテリ１５０のＳＯＣに基づいて得られる充電要求値と、そのときの車両速度、変速レバーの操作位置等から、車両に必要とされる全出力を算出し、エンジン動力が必要な場合にＥＮＧ−ＥＣＵ１１にエンジン制御指令を出力し、モータ動力が必要な場合にＭＧ−ＥＣＵ１２にモータ制御指令を出力する走行制御処理を実行する。

つまり、マイクロコンピュータ１０ａは、運転者の要求出力に対応して、高圧バッテリ１５０のＳＯＣが所定の範囲に維持されるように、ＥＮＧ−ＥＣＵ１１及びＭＧ−ＥＣＵ１２に制御指令を出力する。

さらに、マイクロコンピュータ１０ａは、待機状態で、車両外部の交流電源と車両を繋ぐケーブルである充電ケーブル３００のコネクタ３３０が装着されると待機状態から動作状態に移行して、充電ケーブル３００を介して供給された交流電力を、充電器４０により直流電力に変換して高圧バッテリ１５０へ充電制御する充電制御処理を実行する。

マイクロコンピュータ１０ａは、充電ケーブル３００に備えたＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupting Device）３６０から出力されるパイロット信号の電圧レベルを可変制御して、充電ケーブル３００から交流電力を出力させるとともに、ＳＭＲ１５１をオンする。

そして、ＲＡＭ１１３から読み出したＳＯＣが目標ＳＯＣになるように、必要な充電量を算出して、充電器４０に充電指令を出力する。マイクロコンピュータ１０ａは、充電中もＳＯＣ検知処理を実行し、算出したＳＯＣが目標ＳＯＣになると、充電を終了する。充電器４０には、交流電圧を直流の充電電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路と、マイクロコンピュータ１０ａから受信した充電指令に基づいてＡＣ／ＤＣ変換回路を制御する制御回路を備えている。

以下、図５に示すタイムチャートに基づいて、プラグインの充電制御について詳述する。

車両外部に設置された交流電源から高圧バッテリ１５０を充電するために、充電ケーブル３００が用いられる。充電ケーブル３００には、信号生成部３０と給電用のリレー３１等が組み込まれたＣＣＩＤ３６０を備えている。

信号生成部３０は、マイクロコンピュータ及び入出力回路を備えて構成され、外部電源から車両に給電可能な定格電流を示すパルス信号であるコントロールパイロット信号ＣＰＬＴ（以下、「パイロット信号」と記す。）を生成して、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０に出力する。パイロット信号は、初期にＶ１（ＤＣ１２Ｖ）の直流電圧を示す。

車両に備えたインレット２７０に充電ケーブル３００のコネクタ３３０が装着されると、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０にパイロット信号ＣＰＬＴ及びケーブル接続信号ＰＩＳＷが入力される。ケーブル接続信号ＰＩＳＷは、コネクタ３３０に組み込まれたスイッチ回路からの信号で、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０が、インレット２７０にコネクタ３３０が装着されたことを検知するための信号である。スイッチ回路、つまりコネクタ３３０に組み込まれた抵抗Ｒ２とスイッチＳＷ５の直列回路がケーブル接続検知部となる。

マイクロコンピュータ１０ａは、ケーブル接続検知部からポートＩＰ１に入力されるＰＩＳＷ信号の状態に基づいて充電ケーブル３００の車両への接続を検知する充電ケーブル接続検知処理を実行する。

時刻ｔ０で、待機状態にあるマイクロコンピュータ１０ａの割込みポートＩＮＴ１にパイロット信号ＣＰＬＴの立ち上がり信号が入力されると、待機状態から動作状態に復帰して、プラグイン充電が可能な状態になる。

マイクロコンピュータ１０ａは、ポートＩＰ３に入力される電圧Ｖ１のパイロット信号を検知すると、パイロット信号の信号線とアースとの間に抵抗Ｒ７，Ｒ８とトランジスタスイッチＳＷ１，ＳＷ２がそれぞれ直列接続された二つの降圧回路の一方を制御して、時刻ｔ１でパイロット信号の電圧レベルをＶ１からＶ２（＋９Ｖ）に降圧する。

ＣＣＩＤ３６０は、パイロット信号の信号レベルを検出する電圧検知部を備え、電圧検知部によりパイロット信号がＶ１からＶ２に低下したことを検出すると、時刻ｔ２で所定周波数（例えば１ＫＨｚ）のパルス状のパイロット信号を出力する。当該パイロット信号の信号レベルは±Ｖ１であるが、上限レベルは降圧回路によりＶ２に降圧されている。

パイロット信号のデューティ比は、充電ケーブル３００の電流容量を示し、充電ケーブル３００毎に予め設定されている。例えば、電流容量が１２Ａの場合には２０％、電流容量が３０Ａの場合には５０％に設定されている。

マイクロコンピュータ１０ａは、パイロット信号のデューティ比を検知して、充電ケーブル３００の充電容量を認識すると、時刻ｔ３で、さらに他方の降圧回路を制御してパイロット信号の電圧レベルをＶ２からＶ３（＋６Ｖ）に降圧して、ＳＭＲ１５１をオンする。

ＣＣＩＤ３６０は、パイロット信号の信号レベルがＶ２からＶ３に低下したことを検知すると、給電用のリレー３１を閉じて車両側に交流電力を供給する。

マイクロコンピュータ１０ａは、充電ケーブル３００の電流容量に基づいて高圧バッテリ１５０のＳＯＣを目標ＳＯＣまで充電するための充電電力を設定し、充電器４０に充電指令を出力する。

充電指令を受けた充電器４０は、リレー４１をオンして、ＡＣ／ＤＣ変換器から所定の充電電力が出力されるように制御し、高圧バッテリ１５０に充電電力を供給する。

マイクロコンピュータ１０ａは、高圧バッテリ１５０の充電電流と電圧と温度をモニタして、それらのモニタ値に基づいて高圧バッテリ１５０のＳＯＣを算出し、目標ＳＯＣまで充電すると高圧バッテリ１５０への充電を終了する。

マイクロコンピュータ１０ａは、時刻ｔ４で充電器４０に充電終了指令を出力するとともに、ＳＭＲ１５１をオフし、降圧回路を介してパイロット信号の電圧レベルをＶ３からＶ２に復帰させる。充電器４０は、充電終了指令を受信するとリレー４１をオフし、ＡＣ／ＤＣ変換器の出力を停止する。

信号生成部３０は、パイロット信号がＶ３からＶ２に上昇したことを検出すると、リレー３１を開放して車両側への交流電力の供給を停止する。

マイクロコンピュータ１０ａは、時刻ｔ５で降圧回路を介してパイロット信号の電圧レベルを当初のＶ１に復帰させ、パイロット信号の発振が停止したことを検知すると各ＥＣＵにシャットダウン処理をさせて、その後待機状態に戻る。信号生成部３０は、パイロット信号の電圧レベルがＶ１に復帰すると、発振を停止してパイロット信号の電圧レベルを直流電圧Ｖ１に維持して待機する。

尚、シャットダウン処理とは、電源スイッチのオフに伴って、駆動中の各種のアクチュエータの停止処理や、制御データのバックアップ用メモリへの退避処理等をいう。

マイクロコンピュータ１０ａは、上述した給電系統の処理、ＳＯＣ検知処理、走行制御処理、充電制御処理等に加えて、システムの給電系統が正常であるか否か等の各種の異常を検知する異常判定処理（自己診断処理ともいう）を実行するように構成されている。以下、複数の給電系統に対する異常判定処理について説明する。

例えば、マイクロコンピュータ１０ａは、ケーブル接続信号ＰＩＳＷに基づいて、充電ケーブル３００が車両へ接続されていないと判定すると、電源スイッチの操作時、または、電源スイッチの操作後の所定時間間隔で、高圧バッテリ１５０及び低圧バッテリ２０から負荷に直流電力を供給する給電線に備えた電圧検知部から出力される電圧信号である電圧値を第一モニタ周期でモニタし、その結果に基づいて給電線の異常の有無を判定する異常判定処理の一つである直流短絡判定処理を実行する。

車両の負荷に直流電力を供給する給電線には複数の電圧検知部が設けられている。例えば、低圧バッテリ２０から制御用リレーＲＹ１，ＲＹ２を介して低圧負荷へ給電する低圧の給電線６には、低圧バッテリ２０の出力電圧を検知する電圧検知部Ｖａが設けられ、高圧バッテリ１５０からＳＭＲ１５１を介して高圧負荷へ給電する高圧の給電線７には、高圧バッテリ１５０の出力電圧を検知する電圧検知部Ｖｂが設けられ、昇降圧コンバータ２００とインバータ２１０，２２０の間にも昇降圧コンバータ２００の出力電圧を検知する電圧検知部Ｖｃが設けられている。

例えば、図６（ａ）に示すように、電圧検知部Ｖａは、給電線と接地間に接続された高抵抗値の抵抗分圧回路Ｒａ，Ｒｂで構成することができ、図４に示すように、分圧抵抗による分圧ＶＲｂがモニタ電圧として、マイクロコンピュータ１０ａのＡＤ変換ポートＩＡＤ１に入力されている。

さらに、電圧検知部Ｖａのモニタ電圧は、信号線のＡ点で分岐して二値化処理部である比較器５００，５０１の反転入力端子に入力され、各比較器５００，５０１の出力電圧が、マイクロコンピュータ１０ａのインプットキャプチャポートＩＣＰに入力されている。

比較器５００，５０１の非反転入力端子には、電源電圧５０２，５０３（例えば、１２Ｖ）にプルアップされた抵抗分圧回路Ｒｃ，Ｒｄ及びＲｅ，Ｒｆによる各分圧が基準電圧ＶＲｄ，ＶＲｆとしてそれぞれ入力されている。基準電圧ＶＲｄが下限側電圧閾値ＶＴｌ、基準電圧ＶＲｆが上限側電圧閾値ＶＴｈとなる。

尚、図６（ａ）に示した電圧検知部Ｖａの回路構成は例示であり、このような回路に限定するものではない。また、電圧検知部Ｖｂ，Ｖｃも同様に構成することができる。

ＲＯＭ１１２には、上述したＳＯＣ検知処理、走行制御処理、充電制御処理等の様々な制御を実行するための複数のタスクで構成される制御プログラムが記憶され、マイクロコンピュータ１０ａは、内部タイマによるタイマ割込み処理や外部信号入力による割込み処理で必要な制御プログラムを実行するように構成されている。

マイクロコンピュータ１０ａは、例えば１ｍｓｅｃ．のタイマ割込み処理で、高圧バッテリ１５０の充電または放電電流、電圧、温度をモニタし、その値に基づいてＳＯＣを演算導出してＲＡＭ１１３に記憶するＳＯＣ検知処理を実行する。

例えば、マイクロコンピュータ１０ａは、走行制御処理で必要となる車両速度を得るために、速度パルス信号のエッジで発生する外部割込み処理で、速度パルス信号の周期を求めて速度を算出する。

タイマ割込みの度に全ての処理を実行すると、必要な処理が遅延する虞があるため、高速応答が必要な処理と、高速応答が要求されない処理を区分し、高速応答が必要な処理は例えばタイマ割込みの度に実行し、高速応答が要求されない処理は例えば複数回に一回のインタバルで実行することで、プログラムの負荷を分散させて制御のリアルタイム性を確保している。

上述した直流短絡判定処理は、高速応答が要求されない処理に属し、例えば、３２ｍｓｅｃ．のインタバルで実行されるように、第一モニタ周期を３２ｍｓｅｃ．に設定している。さらに、負荷分散のために、電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ毎に異なるタイマ割込みの周期で実行されるように構成されている。

マイクロコンピュータ１０ａは、第一モニタ周期で電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃから入力され、ＡＤ変換ポートでアナログ／デジタル変換された電圧信号、つまりモニタ電圧がＣＰＵ１１１で処理され、モニタ電圧が予め設定された許容範囲である許容電圧レベルに収まっているか、逸脱しているかに基づいて、異常判定を実行する。

許容電圧レベルは、電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ毎に設定された上限電圧閾値ＶＴｈ、下限電圧閾値ＶＴｌとして、予めＲＯＭ１１２に記憶されている。

例えば、低圧バッテリ２０の出力電圧は、給電線６に接続された負荷や各ＥＣＵが正常に動作する範囲として、上限電圧閾値ＶＴｈがＤＣ１４Ｖ、下限電圧閾値ＶＴｌがＤＣ８Ｖに対応する値に設定されている。モニタ電圧が上限電圧閾値ＶＴｈより高い値であれば、低圧バッテリ２０の異常、または給電線６が高圧バッテリ１５０の給電線と短絡していると判定でき、モニタ電圧が下限電圧閾値ＶＴｌより低い値であれば、低圧バッテリ２０の異常、または給電線６が接地電位にある車体と短絡していると判定できる。

例えば、高圧バッテリ１５０の出力電圧は、上限電圧閾値ＶＴｈがＤＣ３００Ｖ、下限電圧閾値ＶＴｌがＤＣ２００Ｖに対応する値に設定されている。

例えば、昇降圧コンバータ２００の出力電圧は、上限電圧閾値ＶＴｈがＤＣ６５０Ｖ、下限電圧閾値ＶＴｌがＤＣ２００Ｖに対応する値に設定されている。モニタ電圧が上限電圧閾値ＶＴｈ及び下限電圧閾値ＶＴｌの範囲から逸脱していると、昇降圧コンバータ２００が故障している等と判定できる。

尚、上述した上限電圧閾値ＶＴｈ及び下限電圧閾値ＶＴｌの具体的な数値は例示に過ぎず、この値に制限されるものではない。

図７に示すように、マイクロコンピュータ１０ａは、電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃからモニタ電圧を入力し（ＳＡ１）、モニタ電圧が上限電圧閾値ＶＴｈ及び下限電圧閾値ＶＴｌで規定される電圧範囲から逸脱していると（ＳＡ２）、仮異常と判定して異常カウンタを１加算し（ＳＡ３）、モニタ電圧が上限電圧閾値ＶＴｈ及び下限電圧閾値ＶＴｌに対応する電圧範囲に入っていると（ＳＡ２）、仮正常と判定して異常カウンタをリセットし（ＳＡ４）、さらに回数判定カウンタを１加算する（ＳＡ５）。

マイクロコンピュータ１０ａは、回数判定カウンタの値が所定値に達していないと判断すると、処理を終了して次のモニタ周期を待つ（ＳＡ６）。回数判定カウンタの値が所定値に達していると判断すると（ＳＡ６）、回数判定カウンタをリセットして（ＳＡ７）、異常カウンタの値をチェックし、異常カウンタの値が予め設定されている異常判定閾値以上であれば（ＡＳ８）、給電線またはバッテリに異常が発生していると確定判定して、異常コードをＲＡＭ１１３に記憶し（ＳＡ９）、さらに異常カウンタをリセットして処理を終了する（ＳＡ１１）。

尚、異常コードとは、異常判定処理の判定結果を意味し、予めＲＯＭ１１２に設定された異常を特定するための固有の番号であり、異常コードを参照することで、異常内容、異常発生個所などの異常に関する情報が特定できるようになっている。

異常カウンタの値が予め設定されている異常判定閾値未満であれば（ＡＳ８）、給電線またはバッテリが正常であると確定判定して、正常コードをＲＡＭ１１３に記憶し（ＳＡ１０）、さらに異常カウンタをリセットして処理を終了する（ＳＡ１１）。

尚、異常カウンタは、モニタ電圧が上限電圧閾値ＶＴｈを逸脱している場合と、下限電圧閾値ＶＴｌを逸脱している場合のそれぞれに対応して設けられ、異常コードもそれぞれに対応して設定されている。

所定値が１０に設定されていると、少なくとも３２ｍｓｅｃ．インタバルで１０回モニタ電圧がチェックされる。また、異常判定閾値が８に設定されていると、少なくとも８回連続して仮異常と判定された場合に、異常であると確定判定される。このような冗長判定アルゴリズムを採用するのは、モニタ電圧に瞬時的なノイズが重畳した場合の誤判定を避けるためである。尚、所定値及び異常判定閾値の値は例示に過ぎず、システムに応じて適宜設定される値である。

マイクロコンピュータ１０ａは、上述した直流短絡判定処理を、ケーブル接続検知処理により充電ケーブル３００が車両へ接続されていないと判定する場合に実行する。具体的には、電源スイッチが操作されて、制御用リレーＲＹ１またはＲＹ２をオンする前後や、電源スイッチの操作後の所定時間間隔、例えば１時間間隔で実行する。

制御用リレーＲＹ１をオンする前に直流短絡判定処理を実行することにより、給電線６ｃの異常を判定でき、給電線６ｃが正常である場合に、制御用リレーＲＹ１をオンして制御用リレーＲＹ２をオンする前に直流短絡判定処理を実行することにより、給電線６ａの異常を判定でき、給電線６ａが正常である場合に、制御用リレーＲＹ１，ＲＹ２をオンした後に直流短絡判定処理を実行することにより、給電線６ｂの異常を判定できる。

上述の直流短絡判定処理により、モニタ電圧が上限電圧閾値ＶＴｈに対応する電圧を超えた時間が、連続して３２ｍｓｅｃ．×８回＝２５６ｍｓｅｃ．に達すると異常であると確定判定される。

直流短絡判定処理によりＲＡＭ１１３に異常コードが記憶されると、マイクロコンピュータ１０ａからメータＥＣＵ１４に異常コードが送信され、インスツルメントパネルに異常表示され、車両の走行が禁止される。ＲＡＭ１１３に記憶された異常コードは、適切な時期、例えば、マイクロコンピュータ１０ａが待機状態に移行する直前等に、別途設けられた不揮発性メモリ、またはＲＯＭ１１２がフラッシュＲＯＭであれば、ＲＯＭ１１２に記憶される。

車両が修理工場に搬入されると、専用のツールで不揮発性メモリまたはＲＯＭ１１２に格納された異常コードが読み出され、異常コードに基づいて異常の原因箇所が特定され、適切なメンテナンスが行なわれる。

プラグイン充電車両では、充電ケーブル３００が車両に接続され、インレット２７０に交流電圧が印加されると、交流給電線８から充電器４０に交流電流が流れるが、仮に交流給電線８と直流の給電線６，７の間に短絡等の異常が発生する場合には、そのような異常をも特定する必要が生じる。

図８（ａ）に示すように、直流短絡判定処理では、第一モニタ周期Ｔ１（＝３２ｍｓｅｃ．）で電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃのモニタ電圧が検知され、例えば、電圧検知部Ｖａのモニタ電圧が上限電圧閾値ＶＴｈを超えた状態が８回連続すると異常と判定される。

しかし、高圧の給電線７と交流の給電線８が短絡すると、電圧検知部Ｖｂのモニタ電圧が交流電源の周期（例えば、３２ｍｓ）で変動し、上限電圧閾値ＶＴｈまたは下限電圧閾値ＶＴｌを周期的に逸脱するため、第一モニタ周期Ｔ１で検知すると、図８（ｂ）に黒丸で示すように、常に適正であると誤検知する虞がある。

つまり、第一モニタ周期Ｔ１が交流電圧の波形の特定の位相と同期するような場合には、常に適正であると誤判定され、常に上限電圧閾値ＶＴｈを超えていると誤判定され、または常に下限電圧閾値ＶＴｌを下回っていると誤判定されるため、直流の給電線に交流電圧が印加されていることが検知できないのである。

同様に、第一モニタ周期Ｔ１で検知したモニタ電圧が、不定期に上限電圧閾値ＶＴｈ及び下限電圧閾値ＶＴｌの範囲内に収まり、不定期に上限電圧閾値ＶＴｈまたは下限電圧閾値ＶＴｌから逸脱する場合も発生する。

そこで、本発明では、マイクロコンピュータ１０ａに備えたインプットキャプチャ機能を用いて、直流の給電線の何れかが交流の給電線８と短絡しているか否かを判定する交流短絡判定処理を実行するように構成されている。

図６（ｂ）に示すように、インプットキャプチャポートＩＣＰには、マイクロコンピュータ１０ａの内部回路である入力レジスタ６００と、モード設定レジスタ６０１と、エッジ検出部６０２と、インプットキャプチャレジスタ６０３を備えたＩ／Ｏ入出力回路１１６が接続されている。

インプットキャプチャポートＩＣＰに入力されたハイレベルまたはローレベルの信号が入力レジスタ６００に格納され、エッジ検出部６０２で入力された信号のオンエッジまたはオフエッジが検知される。

モード設定レジスタ６０１はエッジ検出部６０２で信号の何れのエッジを検知するかを設定するレジスタで、オンエッジの検出、オフエッジの検出、オンエッジ及びオフエッジの検出、エッジ検出なしの４つのエッジ検出モードが設定可能に構成されている。

エッジ検出部６０２で検知された信号のエッジ間の時間が、ＣＰＵの周辺回路であるタイマカウンタ６０４の値から読み出されてインプットキャプチャレジスタ６０３に格納される。

オンエッジを検出するようにモード設定レジスタ６０１を設定する場合には、インプットキャプチャポートＩＰＣに入力された信号のオンエッジがエッジ検出部６０２で検出されると、エッジ検出時のタイマカウンタ６０４の値がインプットキャプチャレジスタ６０３に取り込まれるとともに、ＣＰＵに割込み信号が入力され、タイマカウンタ６０４がクリアされる。

タイマカウンタ６０４はシステムクロックに基づいてカウントアップし、クリアされる度に０からカウントアップする動作を繰り返すように構成されている。

従って、エッジ検出部６０２で信号のオンエッジが検出される度に前回に検出されたオンエッジから次回検出されるオンエッジまでの時間、つまり、オンエッジ間の周期が、制御プログラムを介在することなくハードウェアでカウントされるので、ＣＰＵ１１１の負荷が軽減される。

エッジ検出部６０２から割込み信号が発生すると、インプットキャプチャレジスタ６０３に格納されたタイマ値がＣＰＵ１１１により読み出されてＲＡＭ１１３に記憶される。

設定されたエッジ検出モードがオフエッジ検出である場合、オンエッジ及びオフエッジ双方の検出である場合も同様に、設定されたエッジ検出モードに基づいて発生する割込み信号により、インプットキャプチャレジスタ６０３に格納されたタイマ値がＣＰＵ１１１により読み出されてＲＡＭ１１３に記憶される。

尚、モード設定レジスタ６０１に設定されたエッジ検出モードが「エッジ検出なし」であれば、インプットキャプチャポートＩＣＰに入力された信号が入力レジスタ６００に格納される通常の入力ポートとして機能する。

また、マイクロコンピュータ１０ａが、インプットキャプチャレジスタ６０３から予め設定されたＲＡＭ１１３の所定番地にＤＭＡＣ（Direct Access Memory Controller）等を介して自動転送するように構成されている場合には、割込み発生時に当該所定番地のＲＡＭに格納されたデータを参照すればよい。

図６（ａ）で説明したように、各電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃからの出力信号をそれぞれ二値化する一対の比較器５００，５０１の出力信号がインプットキャプチャポートＩＰＣに入力されている。

充電ケーブル接続検知処理により充電ケーブル３００の車両への接続が検知されると、マイクロコンピュータ１０ａは、オンエッジを検出するようにモード設定レジスタ６０１を設定し、インプットキャプチャポートの何れかに入力される電圧信号の周期をモニタする。

以下、図９に示すフローチャートに基づいて、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０により実行される交流短絡判定処理を説明する。

ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、エッジ検出部６０２からの割込みが発生すると、インプットキャプチャレジスタ６０３のタイマ値をＲＡＭ１１３に記憶し（ＳＢ１）、回数判定カウンタに１加算する（ＳＢ２）。

ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、回数判定カウンタが所定値になると（ＳＢ３）、回数判定カウンタをリセットして（ＳＢ４）、ＲＡＭ１１３に記憶した所定回数分のタイマ値を平均して検出エッジの周期を算出する（ＳＢ５）。

ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、ステップＳＢ５で算出した検出エッジの平均周期が交流電源の周波数の周期（例えば、商用電源周波数が６０Ｈｚの場合には約１７ｍｓｅｃ．、商用電源周波数が５０Ｈｚの場合には２０ｍｓｅｃ．）と略等しいと判断すると（ＳＢ６）、給電線が交流電源と短絡していると確定し、異常コードをＲＡＭ１１３に記憶し（ＳＢ７）、ステップＳＢ５で算出した検出エッジの平均周期が交流電源の周期に相当しないと判断すると、給電線が交流電源と短絡していないと確定し、正常コードをＲＡＭ１１３に記憶する（ＳＢ８）。

回数判定カウンタは、ノイズ等の影響を排除してオンエッジ間の周期を精度よく検出するためのカウンタで、本実施形態では所定値を８に設定し、オンエッジ間の周期を８回計測するように構成されている。異常の検知対象となる直流の給電線が交流の給電線と短絡していると、例えば、商用電源周波数が６０Ｈｚの場合には約１２０ｍｓｅｃ．、商用電源周波数が５０Ｈｚの場合には約１４０ｍｓｅｃ．に相当する時間に８回計測される。

図９に示す交流短絡判定処理は、各インプットキャプチャポートに入力されるモニタ電圧毎に実行され、例えば、電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃから出力され、一対の二値化処理部から入力される６系統のモニタ電圧に対してそれぞれ交流短絡判定処理が実行される。

図１０に基づいて、交流短絡判定処理及び直流短絡判定処理の判定結果に基づいて実行される充電制御処理について説明する。

充電ケーブル接続判定処理により充電ケーブル３００の車両への接続が検知されると（ＳＣ１）、充電制御処理を実行して交流の給電線８に交流電源から電力を供給する（ＳＣ２）。

尚、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、ＳＭＲ１５１をオンする前に交流短絡判定処理を実行し、高圧の給電線７及び低圧の給電線６が正常であると確定判定した後にＳＭＲ１５１をオンするように構成することが好ましい。高圧バッテリ１５１に交流電圧が印加されることによる悪影響を回避するためである。この場合、二値化処理部の上限側及び下限側閾値電圧は、商用電源の電圧のピーク値よりも小さな値に設定しておけばよく、直流短絡判定時の閾値電圧と同じ値に設定する必要はない。

交流の給電線８に交流電力が供給されると、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０はモード設定レジスタ６０１をオンエッジ検出モードに設定し、交流短絡判定処理を開始する（ＳＣ３）。同時に、交流短絡判定処理でオンエッジが検出されない場合、つまり給電線が交流電源と短絡していない場合に備えて、マイクロコンピュータ１０ａに備えたタイマレジスタに所定時間を設定してタイマを起動する（ＳＣ４）。

尚、タイマレジスタに、図９で説明した交流短絡判定処理で所定回数（８回）計測できるだけの充分な時間、本実施形態では２００ｍｓ．が所定時間として設定される。

タイマのカウント中に、図９で説明した交流短絡判定処理を実行して、交流短絡判定処理が終了すると（ＳＣ８）、ステップＳＣ９に進む。この間に交流短絡判定処理が終了せず（ＳＣ８）、タイマがカウントアップすると（ＳＣ５）、正常と判定して正常コードをＲＡＭ１１３に記憶し（ＳＣ６）、交流短絡判定処理を中止する（ＳＣ７）。

２００ｍｓ．の間にモニタ電圧のオンエッジを検知できない場合、つまり交流の給電線との短絡異常が発生していない場合に、交流短絡判定処理が継続されることを回避するため、２００ｍｓ．経過すると、交流短絡が発生していないと判断し、それ以降の交流短絡判定処理を中止するのである。

ステップＳＣ９では、ＲＡＭ１１３に記憶された判定結果を参照して、判定結果が正常であれば、図７で説明した直流短絡判定処理を実行し（ＳＣ１０）、直流短絡判定処理の判定結果が正常であれば、正常コードをＲＡＭ１１３に記憶する（ＳＣ１１）。その後、ＳＭＲ１５１をオンして充電制御処理を開始し（ＳＣ１２）、充電制御処理が終了するまで充電制御処理を継続する（ＳＣ１３）。

交流短絡判定処理の判定結果が異常である場合（ＳＣ９）、及び、直流短絡判定処理の判定結果が異常である場合には（ＳＣ１１）、充電制御処理を禁止する（ＳＣ１４）。

図１１の上段には、給電線が交流の給電線８に短絡し、バッテリＢ１の出力電圧に商用電源の交流電圧が重畳した状態で電圧検知部Ｖｂにより検知されるモニタ電圧が示され、下段には、下限側電圧閾値ＶＴｌが設定された比較器からの出力信号が示されている。

モード設定レジスタ６０１をオンエッジ検出モードに設定した場合には、比較器からの出力信号のオンエッジ間の周期Ｔ３，Ｔ３´，Ｔ３´´…がインプットキャプチャレジスタ６０３に取り込まれ、その値がＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０によりＲＡＭ１３に格納される。ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、所定回数分のオンエッジ間の周期Ｔ３，Ｔ３´，Ｔ３´´…の平均値をエッジ検出周期として算出する。

モード設定レジスタ６０１をオフエッジ検出モードに設定した場合には、比較器からの出力信号のオフエッジ間の周期Ｔ４，Ｔ４´，Ｔ４´´…がインプットキャプチャレジスタ６０３に取り込まれ、その値がＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０によりＲＡＭ１３に格納される。ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、所定回数分のオンエッジ間の周期Ｔ４，Ｔ４´，Ｔ４´´…の平均値をエッジ検出周期として算出する。

このように、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、二値化信号のオンエッジ間、または、オフエッジ間の時間を所定回数計測した平均値に基づいて、二値化信号の状態が切り替わる周期を算出する。

尚、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、二値化信号のオン時間及びオフ時間をそれぞれ所定回数計測した平均値に基づいて、二値化信号の状態が切り替わる周期を算出してもよい。

モード設定レジスタ６０１をオフエッジ及びオフエッジ検出モードに設定した場合には、比較器からの出力信号のオンエッジからオフエッジ迄の周期Ｔ５，Ｔ５´，Ｔ５´´…と、オフエッジからオンエッジ迄の周期Ｔ６，Ｔ６´，Ｔ６´´…がインプットキャプチャレジスタ６０３に取り込まれ、その値がＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０によりＲＡＭ１３に格納される。

ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、所定回数分のオンエッジからオフエッジ迄の周期Ｔ５，Ｔ５´，Ｔ５´´…と、オフエッジからオンエッジ迄の周期Ｔ６，Ｔ６´，Ｔ６´´…のそれぞれの平均値を加算した値をエッジ検出周期として算出すればよい。

尚、オンエッジからオフエッジ迄の周期Ｔ５，Ｔ５´，Ｔ５´´…と、オフエッジからオンエッジ迄の周期Ｔ６，Ｔ６´，Ｔ６´´…を全て加算した後に平均値を算出してもよい。

上述した交流短絡判定処理では、二値化処理部の出力信号をインプットキャプチャポートに入力して、インプットキャプチャ機能を利用してエッジ間の周期を算出する例を説明したが、二値化処理部の出力信号を割込みポートに入力して、割込み処理でマイクロコンピュータのジェネラルタイマの値を取り込み、前回の割込み処理で取り込んだジェネラルタイマの値との差分を算出して、エッジ間の周期を算出してもよい。

また、二値化処理部の出力信号を通常のデジタル信号入力ポートに入力して、商用電源の周期よりも短い周期で二値化処理部の出力信号を取り込み、エッジ間の周期を算出してもよい。

何れの場合でも、充電ケーブル３００が車両に接続され、充電処理を実行する前後であれば、車両の走行制御中と異なりＣＰＵ負荷が比較的軽いため、異常検知処理の実行周期を短くしても、他の処理が遅延するような不都合が発生することがない。

上述した直流短絡判定処理では、電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃから出力されるアナログ信号であるモニタ電圧をＡＤ変換ポートに入力し、ＡＤ変換した値に基づいて異常判定する例を説明したが、電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃから出力されるモニタ電圧を二値化処理部で二値化した信号を通常のデジタル信号入力ポートに入力して異常判定してもよい。

また、電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃから出力されるモニタ電圧を二値化処理部で二値化した信号をインプットキャプチャポートに入力して、直流短絡判定処理を実行してもよい。この場合、直流短絡判定処理では割込みを発生させないようにモード設定レジスタ６０１を設定すればよい。さらに、交流短絡判定処理ではエッジ割込みを発生させるようにモード設定レジスタ６０１を設定すれば、同一ポートから入力された信号に基づいて、直流短絡判定処理及び交流短絡判定処理の双方を実行することができる。

以上説明した通り、本発明による制御装置（ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０）は、バッテリから負荷への給電線に備えた電圧検知部から出力される電圧信号を許容電圧レベルと比較する二値化処理部と、充電ケーブルの車両への接続を検知する充電ケーブル接続検知処理と、充電ケーブル接続検知処理により充電ケーブルの車両への接続が検知されると、二値化処理部から出力される二値化信号の状態が切り替わる周期を算出し、算出した周期が交流電源の周期に相当すると判定すると、給電線が交流電源と短絡していると判定し、その判定結果を記憶部に記憶する交流短絡判定処理とを実行する制御部（マイクロコンピュータ１０ａ）を備えている。

上述した実施形態では、充電ケーブル接続検知処理で充電ケーブル３００が車両へ接続されたことを検知すると、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は無条件で交流短絡判定処理を実行する例を説明したが、充電ケーブルが接続されたことを検知した後に、さらに電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが接続された給電線に異常の兆候があると検知した場合に、交流短絡判定処理を実行するようにＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０を構成してもよい。

例えば、先に直流短絡判定処理を実行し、何れかの給電線で異常な電圧をモニタしたときに異常の兆候があると検知して、交流短絡判定処理を実行するようにＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０を構成してもよい。

また、交流給電線が直流給電線の何れかと短絡すると、連鎖的に他のセンサに異常が発生する可能性が高くなるため、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃからの入力信号以外に、他のセンサからの入力信号が異常であると判定すると異常の兆候があると検知して、交流短絡判定処理を実行してもよい。例えば、バッテリ３００に備えた温度センサや、外気温センサ等の入力信号である。

この場合、初期に実行された交流短絡判定処理で正常判定された後であっても、充電処理中に他のセンサからの入力信号を検知して、異常の兆候があると検知されると、再度交流短絡判定処理を実行すればよい。

また、初期に実行された交流短絡判定処理で正常判定された後であっても、充電処理中に車両に搭載された衝撃センサにより車体に大きな外力が加えられたことを検知すると、再度交流短絡判定処理を実行するようにＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０を構成してもよい。充電処理中に他の車両が衝突した場合等、交流の給電線が破断して、他の給電線と短絡する虞があるためである。

また、充電ケーブル３００が接続された状態で、運転者が電源スイッチを操作して車両の走行を開始した場合にも、再度交流短絡判定処理を実行するようにＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０を構成してもよい。車両の走行により充電ケーブル３００が破損し、その衝撃で交流の給電線が他の給電線と短絡する虞があるためである。

上述した直流短絡判定処理及び交流短絡判定処理で異常判定されると、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０からメータＥＣＵ１４に異常コードが送信され、運転席前部のパネルに表示される。

上述した実施形態では、単一のマイクロコンピュータ１０ａが実装されたＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０を説明したが、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０が複数のマイクロコンピュータで構成されていてもよい。

例えば、電源スイッチの操作信号に基づいて制御用リレーを制御する電源制御部として機能する第一のマイクロコンピュータと、充電処理や走行制御処理、異常検知処理等を実行するシステム制御部として機能する第二のマイクロコンピュータで構成し、各マイクロコンピュータがローカルの通信線で通信可能に接続された構成であってもよい。

また、上述した実施形態では、ＣＣＩＤ３６０を備えた充電ケーブル３００を用いる例を説明したが、ＣＣＩＤ３６０を備えない充電ケーブル３００を用いる場合にも本発明の適用は可能である。

この場合、充電器４０が交流電圧の印加を検知して、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０に交流電力が供給されたことを示す充電開始信号を出力し、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０が充電開始信号を受信すると交流短絡判定処理または直流短絡判定処理を実行して、給電線６，７が正常であると確定するとＳＭＲ１５１をオンにして、充電制御を実行するように制御すればよい。

そして、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、バッテリ１５０のＳＯＣが目標ＳＯＣになると、充電器４０に充電の終了を示す充電終了信号を出力して充電を停止させ、制御用リレー及びＳＭＲ１５１をオフにするように構成すればよい。

交流短絡判定処理が実行されるのは、電圧検知部Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを備えた給電線に限らず、その他の給電線に備えた電圧検知部から出力される電圧信号をモニタすることにより給電線或いは信号線の異常を判定するのであってもよい。

また、本発明は、車輪の駆動をモータで行ない、エンジンはモータへの電力供給のための発電機を駆動するために用いられるシリーズハイブリッドシステムを採用したプラグインハイブリッド自動車や、エンジンとモータの双方で車輪を直接駆動するパラレルハイブリッドシステムを採用したプラグインハイブリッド自動車にも適用可能である。

以上説明した実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各ブロックの具体的構成等を適宜変更設計できることは言うまでもない。

１：プラグイン充電車両
６、７，８：給電線
１０：制御装置（ＰＩＨＶ−ＥＣＵ）
２０：バッテリ（低圧バッテリ）
４０：充電器
１１１：制御部（ＣＰＵ）
１１３：記憶部（ＲＡＭ）
５００，５０１：二値化処理部
１５０：バッテリ（高圧バッテリ）
３００：充電ケーブル
１５１：システムメインリレー（ＳＭＲ）
ＲＹ１，ＲＹ２：制御用リレー
Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ：電圧検知部

Claims (9)

1. 車両外部の交流電源と車両を繋ぐ充電ケーブルを介して車両に搭載されたバッテリを充電するプラグイン充電車両の制御装置であって、
   制御に関する情報を記憶する記憶部と、
   前記バッテリから負荷への給電線に備えた電圧検知部から出力される電圧信号を許容電圧レベルと比較する二値化処理部と、
   前記充電ケーブルの車両への接続を検知する充電ケーブル接続検知処理と、
   前記充電ケーブル接続検知処理により充電ケーブルの車両への接続が検知されると、前記二値化処理部から出力される二値化信号の状態が切り替わる周期を算出し、算出した周期が交流電源の周期に相当すると判定すると、前記給電線が前記交流電源と短絡していると判定し、その判定結果を前記記憶部に記憶する交流短絡判定処理と、
   を実行する制御部と、
   を備えているプラグイン充電車両の制御装置。
2. 前記制御部は、前記充電ケーブル接続検知処理により充電ケーブルの車両への接続が検知されている状態で、衝撃センサにより車両への衝撃を検知した場合、車両が走行を開始した場合、または、車両に組み込まれた任意のセンサに基づいて異常を検知した場合の何れかの場合に、前記交流短絡判定処理を実行する請求項１記載のプラグイン充電車両の制御装置。
3. 前記バッテリが直流の高圧バッテリであり、前記電圧検知部が高圧バッテリからシステムメインリレーを介して高圧負荷へ給電する高圧の給電線に設けられ、前記制御部は、前記システムメインリレーを閉じる前に、前記交流短絡判定処理を実行する請求項１記載のプラグイン充電車両の制御装置。
4. 前記制御部は、前記二値化信号に基づいて前記電圧検知部から出力される電圧信号が前記許容電圧レベルから逸脱したことを検知すると、前記交流短絡判定処理を実行する請求項１から３の何れかに記載のプラグイン充電車両の制御装置。
5. 前記電圧検知部から出力される電圧信号をアナログ／デジタル変換して前記制御部に入力するＡＤコンバータを備え、前記制御部は、ＡＤコンバータからの入力信号に基づいて、前記電圧検知部から出力される電圧信号が前記許容電圧レベルから逸脱したことを検知すると、前記交流短絡判定処理を実行する請求項１から３の何れかに記載のプラグイン充電車両の制御装置。
6. 前記交流短絡判定処理は、前記二値化信号のオンエッジ間、または、オフエッジ間の時間を所定回数計測した平均値に基づいて、二値化信号の周期を算出する請求項１から５の何れかに記載のプラグイン充電車両の制御装置。
7. 前記交流短絡判定処理は、前記二値化信号のオン時間及びオフ時間を所定回数計測した平均値に基づいて、二値化信号の周期を算出する請求項１から５の何れかに記載のプラグイン充電車両の制御装置。
8. 前記制御部は、前記交流短絡判定処理により前記給電線が正常と判定された後に、前記充電ケーブルを介して給電された交流の電力を、充電器により直流の電力に変換して前記バッテリへ充電制御する充電制御処理を実行する請求項１から７の何れかに記載のプラグイン充電車両の制御装置。
9. 車両外部の交流電源と車両を繋ぐ充電ケーブルを介して車両に搭載されたバッテリを充電するプラグイン充電車両の制御方法であって、
   前記充電ケーブルの車両への接続を検知する充電ケーブル接続検知処理と、
   前記充電ケーブル接続検知処理により充電ケーブルの車両への接続が検知されると、前記バッテリから負荷への給電線に備えた電圧検知部から出力される電圧信号を許容電圧レベルと比較する二値化処理部から出力される二値化信号の状態が切り替わる周期を算出し、算出した周期が交流電源の周期に相当すると判定すると、前記給電線が前記交流電源と短絡していると判定し、その判定結果を前記記憶部に記憶する交流短絡判定処理と、
   を実行するプラグイン充電車両の制御方法。

Images