JP6521920B2

JP6521920B2 - 車両およびその制御方法

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Publication number: JP6521920B2
Application number: JP2016174543A
Authority: JP
Inventors: 堀　貴晴; 貴晴堀; 史好栗原; 大介岡嶋
Original assignee: Denso Ten Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Ten Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-09-07
Filing date: 2016-09-07
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2036-09-07
Also published as: CN107791845A; US10994622B2; US20180065487A1; JP2018042370A; CN107791845B

Description

本開示は、外部充電装置からの電力により充電可能な蓄電装置を搭載した車両およびその制御方法に関する。

従来、この種の車両として、電動機と蓄電装置との間に設けられたシステムメインリレーと、車体に設けられた充電口に配置されると共に外部充電装置の給電コネクタと結合可能な受電コネクタと、受電コネクタに接続されると共にシステムメインリレーを介して前記蓄電装置に接続される充電リレーとを含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、外部充電装置による蓄電装置の充電完了後に充電リレーの故障診断が実行され、充電リレーにおける溶着等による閉故障の有無が判定される。

特開２０１６−１０１０３２号公報

しかしながら、外部充電装置からの電力による蓄電装置の充電完了時に充電リレーに溶着等による閉故障が発生してなくても、次の充電中あるいは充電開始前に何らかの要因により充電リレーが溶着してしまうこともあり得る。そして、溶着等による充電リレーの閉故障が発生している場合、外部充電装置からの電力が受電コネクタに供給されていない状態であっても、受電コネクタに蓄電装置からの高電圧が印加されてしまうおそれがある。従って、上記従来の車両は、安全性の面でなお改善の余地を有している。

そこで、本開示の発明は、外部充電装置からの電力により充電可能な蓄電装置を搭載した車両の安全性をより向上させることを主目的とする。

本開示の車両は、走行用の動力を出力する電動機と、前記電動機に電力を供給する蓄電装置と、前記電動機と前記蓄電装置との間に設けられたメインリレーと、外部充電装置の給電コネクタと結合可能な受電コネクタと、前記受電コネクタに接続されると共に前記メインリレーを介して前記蓄電装置に接続される充電リレーとを含む車両において、前記メインリレーおよび前記充電リレーが閉成された状態で前記外部充電装置からの電力により前記蓄電装置が充電される間に、前記受電コネクタに前記外部充電装置からの電力が供給されているか否かを判定し、前記受電コネクタに前記外部充電装置からの電力が供給されていないと判定した際に、前記メインリレーを開成させる制御装置を備えることを特徴とする。

この車両では、メインリレーおよび充電リレーが閉成された状態で外部充電装置からの電力により蓄電装置が充電される間に、受電コネクタに外部充電装置からの電力が供給されていないと判定された際に、制御装置によりメインリレーが開成される。これにより、外部充電装置を用いた蓄電装置の充電中あるいは充電開始前に充電リレーに溶着等による閉故障が発生したとしても、ユーザ等が触れるおそれのある充電口の受電コネクタに蓄電装置からの電圧（高電圧）が印加されないようすることができる。この結果、外部充電装置からの電力により充電可能な蓄電装置を搭載した車両の安全性をより向上させることが可能となる。

また、前記充電リレーには、前記外部充電装置に設けられた励磁電源から前記給電コネクタおよび前記受電コネクタを介して励磁電力が供給されてもよい。すなわち、外部充電装置から受電コネクタに蓄電装置の充電電力と充電リレー用の励磁電力との双方が供給される場合、当該外部充電装置を用いた蓄電装置の充電中に例えば受電コネクタからの給電コネクタの脱落や断線等により受電コネクタに外部充電装置からの電力が供給されなくなると、充電リレーへの励磁電力が急速に断たれてしまい、アークの発生等により充電リレーが溶着するおそれがある。従って、充電リレー用の励磁電源を含む外部充電装置を用いて蓄電装置を充電する際には、受電コネクタに外部充電装置からの電力が供給されていないと判定された時点でメインリレーを開成させることで、受電コネクタに蓄電装置からの電圧が印加されないようして車両の安全性をより向上させることが可能となる。

更に、前記車両は、前記励磁電源から前記受電コネクタへの前記励磁電力の供給の有無を検出するセンサを更に備えてもよく、前記制御装置は、前記メインリレーおよび前記充電リレーが閉成された状態で前記外部充電装置からの電力により前記蓄電装置が充電される間に、前記センサにより前記励磁電力の供給が検出されなくなった際に、前記受電コネクタに前記外部充電装置からの電力が正常に供給されていないと判定するものであってもよい。これにより、給電コネクタの脱落や断線等によって外部充電装置から受電コネクタに電力が供給されなくなったことを精度よく判定することが可能となる。

また、前記制御装置は、前記外部充電装置からの電力による前記蓄電装置の充電の完了後に前記メインリレーが閉成された状態で前記充電リレーの故障診断を実行すると共に、前記外部充電装置からの電力により前記蓄電装置が充電される間に前記受電コネクタに前記外部充電装置からの電力が供給されていないと判定した際には、前記充電リレーの前記故障診断を実行することなく前記メインリレーを開成させるものであってもよい。このように、受電コネクタに外部充電装置からの電力が正常に供給されていないと判定された際には、充電リレーの故障診断を省略することで、速やかにメインリレーを開成させて車両の安全性をより一層向上させることが可能となる。

本開示の車両の制御方法は、走行用の動力を出力する電動機と、前記電動機に電力を供給する蓄電装置と、前記電動機と前記蓄電装置との間に設けられたメインリレーと、外部充電装置の給電コネクタと結合可能な受電コネクタと、前記受電コネクタに接続されると共に前記メインリレーを介して前記蓄電装置に接続される充電リレーとを含む車両の制御方法において、
（ａ）前記メインリレーおよび前記充電リレーが閉成された状態で前記外部充電装置からの電力により前記蓄電装置が充電される間に、前記受電コネクタに前記外部充電装置からの電力が供給されているか否かを判定するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）にて前記受電コネクタに前記外部充電装置からの電力が供給されていないと判定した際に、前記メインリレーを開成させるステップとを含むものである。

この方法によれば、外部充電装置を用いた蓄電装置の充電中あるいは充電開始前に充電リレーに溶着等による閉故障が発生したとしても、ユーザ等が触れるおそれのある充電口の受電コネクタに蓄電装置からの電圧（高電圧）が印加されないようすることができる。この結果、外部充電装置からの電力により充電可能な蓄電装置を搭載した車両の安全性をより向上させることが可能となる。

本開示の車両を示す概略構成図である。本開示の車両において実行される外部充電制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示の車両であるハイブリッド車両１を示す概略構成図である。同図に示すハイブリッド車両１は、エンジン２と、シングルピニオン式のプラネタリギヤ３と、それぞれ同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１およびＭＧ２と、蓄電装置（バッテリ）４と、蓄電装置４に接続されると共にモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動する電力制御装置（以下、「ＰＣＵ」という）５と、車両全体を制御するハイブリッド電子制御装置（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０を含む。

エンジン２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気の爆発燃焼により動力を発生する内燃機関であり、図示しないエンジン電子制御ユニットにより制御される。プラネタリギヤ３は、モータＭＧ１のロータに接続されるサンギヤと、駆動軸ＤＳに接続されると共に図示しない減速機または変速機を介してモータＭＧ２のロータに接続されるリングギヤと、複数のピニオンギヤを回転自在に支持すると共に図示しないダンパを介してエンジン２のクランクシャフトに連結されるプラネタリキャリヤとを有する。駆動軸ＤＳは、図示しないギヤ機構やデファレンシャルギヤを介して左右の車輪（駆動輪）ＤＷに連結される。

モータＭＧ１は、主に、負荷運転されるエンジン２により駆動されて電力を生成する発電機として動作し、モータＭＧ２は、主に、蓄電装置４からの電力およびモータＭＧ１からの電力の少なくとも何れか一方により駆動されて走行用の動力を発生する電動機として動作すると共に、ハイブリッド車両１の制動時に回生制動力を出力する。モータＭＧ１およびＭＧ２は、ＰＣＵ５を介して蓄電装置４と電力をやり取りする。

蓄電装置４は、例えば２００〜３００Ｖの定格出力電圧を有するリチウムイオン二次電池またはニッケル水素二次電池である。蓄電装置４の正極端子には、正極側システムメインリレーＳＭＲＢを介して正極側電力ラインＰＬ１が接続され、蓄電装置４の負極端子には、負極側システムメインリレーＳＭＲＧを介して負極側電力ラインＮＬ１が接続される。また、蓄電装置４には、当該蓄電装置４の端子間電圧ＶＢを検出する電圧センサ４１や、当該蓄電装置４を流れる電流（充放電電流）ＩＢを検出する電流センサ４２が設けられている。更に、正極側電力ラインＰＬ１および負極側電力ラインＮＬ１には、車室内の空気調和を行う空気調和装置６の図示しない圧縮機（電動インバータコンプレッサ）や、蓄電装置４からの電力を降圧して複数の補機や補機バッテリ（何れも図示省略）に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ７が接続されている。

ＰＣＵ５は、モータＭＧ１を駆動する第１インバータ、モータＭＧ２を駆動する第２インバータ、蓄電装置４からの電力を昇圧する電圧変換モジュール（昇降圧コンバータ）、フィルタコンデンサ、平滑コンデンサ、電流センサ、電圧センサ、第１および第２インバータや電圧変換モジュールを制御するモータ電子制御ユニット（何れも図示省略）等を含む。第１および第２インバータは、６つのトランジスタと、各トランジスタに逆方向に並列接続された６つのダイオードとにより構成されるものである。また、電圧変換モジュールは、例えば２つの絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）と、各トランジスタに対して逆方向に並列接続された２つのダイオードと、リアクトルとを含むものである。モータ電子制御ユニットは、各種入力信号に基づいて、第１および第２インバータや電圧変換モジュールの各トランジスタへのスイッチング制御信号を生成し、これらをスイッチング制御する。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータであり、ネットワーク（ＣＡＮ）を介して他の電子制御装置や各種センサ等と接続されている。ＨＶＥＣＵ７０は、他の電子制御装置等や各種センサから信号を入力し、入力した信号等に基づいてハイブリッド車両１の走行制御を始めとする車両全体の制御を実行する。加えて、ＨＶＥＣＵ７０は、上述の正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを開閉制御する。ＨＶＥＣＵ７０により正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが閉成（オン）されると、蓄電装置４とＰＣＵ５とが接続され、ＨＶＥＣＵ７０により両リレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが開成（オフ）されると、蓄電装置４とＰＣＵ５との接続が解除（遮断）される。

そして、本実施形態のハイブリッド車両１は、充電スタンドや駐車場等に設置された外部充電装置（ＤＣ急速充電器）１００からの電力により蓄電装置４を充電可能なプラグイン式のハイブリッド車両として構成されている。図示するように、ハイブリッド車両１は、外部充電装置１００を用いた蓄電装置４の充電を制御・管理する充電電子制御装置（以下、「充電ＥＣＵ」という）８０や、外部充電装置１００の給電コネクタ１１０と着脱自在に結合可能な受電コネクタ９０を含む。充電ＥＣＵ８０は、図示しないＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータである。

受電コネクタ９０は、図１に示すように、ハイブリッド車両１の車体側部に設けられた充電口９に配置されており、充電口９には、開閉可能な充電リッド（蓋体）９Ｌや、受電コネクタ９０と結合した給電コネクタ１１０をロックする図示しないロック機構が設けられている。充電リッド９Ｌが閉鎖されると、受電コネクタ９０は充電リッド９Ｌにより覆われ、それにより受電コネクタ９０への外部からの接触が不能となる。また、受電コネクタ９０は、正極側充電電力ラインＰＬｃに接続される正極端子９１と、負極側充電電力ラインＮＬｃに接続される負極端子９２と、低圧電力ラインＬＬに接続される低電圧端子９３と、通信ラインに接続される信号端子（図示省略）とを有する。

受電コネクタ９０の正極端子９１に接続された正極側充電電力ラインＰＬｃは、中途に正極側充電リレーＣＨＲＢを有しており、正極側システムメインリレーＳＭＲＢとＰＣＵ５との間で正極側電力ラインＰＬ１に接続される。受電コネクタ９０の負極端子９２に接続された負極側充電電力ラインＮＬｃは、中途に負極側充電リレーＣＨＲＧを有しており、負極側システムメインリレーＳＭＲＧとＰＣＵ５との間で負極側電力ラインＮＬ１に接続される。これにより、正極側充電リレーＣＨＲＢおよび負極側充電リレーＣＨＲＧ（正極側および負極側充電電力ラインＰＬｃ，ＮＬｃ）は、受電コネクタ９０に接続されると共に、正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ、ＳＭＲＧを介して蓄電装置４に接続されることになる。また、正極側充電リレーＣＨＲＢおよび負極側充電リレーＣＨＲＧのコイルは、それぞれ電力ラインを介して充電ＥＣＵ８０と接続される。更に、受電コネクタ９０の低電圧端子９３に接続された低圧電力ラインＬＬと、信号端子に接続された通信ラインとは、充電ＥＣＵ８０に接続される。

また、受電コネクタ９０と正極側充電リレーＣＨＲＢおよび負極側充電リレーＣＨＲＧとの間には、受電コネクタ９０側から正極側充電リレーＣＨＲＢに供給される電圧、すなわち正極側充電電力ラインＰＬｃと負極側充電電力ラインＮＬｃとの間の電圧を検出するリレー端電圧センサ９５が設置されている。更に、受電コネクタ９０あるいは低圧電力ラインＬＬには、低電圧端子９３や低圧電力ラインＬＬへの電力供給の有無を検出するための低圧側電圧センサ９６が設置されている。これらのリレー端電圧センサ９５や低圧側電圧センサ９６の検出信号は、充電ＥＣＵ８０に送信される。本実施形態において、リレー端電圧センサ９５や低圧側電圧センサ９６は、印加される電圧が予め定められたオン閾値未満であるとオン信号を出力せず、印加される電圧がオン閾値以上になるとオン信号を出力するものである。ただし、リレー端電圧センサ９５や低圧側電圧センサ９６は、電圧値を出力するアナログセンサであってもよい。また、低圧側電圧センサ９６の代わりに電流センサが用いられてもよい。

外部充電装置１００は、図１に示すように、給電コネクタ１１０に加えて、電力変換装置１０１と、励磁電源１０３と、電力変換装置１０１や励磁電源１０３を制御する制御装置１０５とを含む。電力変換装置１０１は、整流回路、変圧器、スイッチング回路等を有し、商用電源等の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するものである。励磁電源１０３は、低圧（例えば、ＤＣ１２Ｖ）の直流電源であり、制御装置１０５は、図示しないＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータである。また、給電コネクタ１１０は、給電ケーブル１０９を介して電力変換装置１０１、励磁電源１０３および制御装置１０５に接続される。

給電コネクタ１１０は、図１に示すように、給電ケーブル１０９の正極側給電ラインを介して電力変換装置１０１に接続される正極端子１１１と、給電ケーブル１０９の負極側給電ラインを介して電力変換装置１０１に接続される負極端子１１２と、給電ケーブル１０９の低圧給電ラインに接続される低電圧端子１１３と、給電ケーブル１０９の通信ラインに接続される信号端子（図示省略）とを有する。給電コネクタ１１０の低電圧端子１１３に接続された低圧給電ラインは、図示するように、リレー１０４を介して外部充電装置１００の励磁電源１０３に接続され、信号端子に接続された通信ラインは、外部充電装置１００の制御装置１０５に接続される。

更に、外部充電装置１００は、電力変換装置１０１から給電コネクタ１１０に供給される電圧（正極側給電ラインと負極側給電ラインとの間の電圧）、すなわち外部充電装置１００（電力変換装置１０１）の供給電圧Ｖｓを検出する電圧センサ１０７と、正極側給電ラインを流れる電流すなわち外部充電装置１００（電力変換装置１０１）の供給電流Ｉｓを検出する電流センサ１０８とを含む。電圧センサ１０７および電流センサ１０８の検出値は、それぞれ制御装置１０５に送信される。

上述のような外部充電装置１００の給電コネクタ１１０が、停止したハイブリッド車両１の受電コネクタ９０に結合されると、正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ並びに正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧが閉成されることで、外部充電装置１００からの電力（高圧の充電電力）により蓄電装置４を充電することが可能となる。また、給電コネクタ１１０が受電コネクタ９０に結合されると、給電コネクタ１１０の低電圧端子１１３と受電コネクタ９０の低電圧端子９３とが電気的に接続され、給電コネクタ１１０、受電コネクタ９０および低圧電力ラインＬＬを介して、外部充電装置１００の励磁電源１０３からの電力を充電ＥＣＵ８０に供給することが可能となる。本実施形態において、外部充電装置１００の制御装置１０５は、受電コネクタ９０に給電コネクタ１１０が結合された後、外部充電装置１００側での所定のパネル操作（充電準備処理）が完了すると、励磁電源１０３からハイブリッド車両１側（充電ＥＣＵ８０）に電力が供給されるようにリレー１０４を閉成させる。

蓄電装置４の充電が完了すると、充電ＥＣＵ８０は、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断（ステップＳ１６０）を実行する。ステップＳ１６０において、充電ＥＣＵ８０は、まず、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの双方への励磁電力の供給を停止させた状態で、リレー端電圧センサ９５からの信号が入力されるか否かを判定する。このように正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの双方を開成させようとした状態で、充電ＥＣＵ８０がリレー端電圧センサ９５からの信号を入力した場合、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを介してリレー端電圧センサ９５に蓄電装置４からの電圧が印加されていることになる。従って、この場合、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの双方が溶着等により閉故障していることになる。

正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの双方が閉故障していない場合、充電ＥＣＵ８０は、正極側充電リレーＣＨＲＢへの励磁電力の供給のみを停止させた状態で、リレー端電圧センサ９５からの信号が入力されるか否かを判定する。このように正極側充電リレーＣＨＲＢのみを開成させようとした状態で、充電ＥＣＵ８０がリレー端電圧センサ９５からの信号を入力した場合、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを介してリレー端電圧センサ９５に蓄電装置４からの電圧が印加されていることになる。従って、この場合、負極側充電リレーＣＨＲＧが溶着等により閉故障していることになる。更に、充電ＥＣＵ８０は、負極側充電リレーＣＨＲＧへの励磁電力の供給のみを停止させた状態で、リレー端電圧センサ９５からの信号が入力されるか否かを判定する。このように負極側充電リレーＣＨＲＧのみを開成させようとした状態で、充電ＥＣＵ８０がリレー端電圧センサ９５からの信号を入力した場合、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを介してリレー端電圧センサ９５に蓄電装置４からの電圧が印加されていることになる。従って、この場合、充電ＥＣＵ８０は、正極側充電リレーＣＨＲＢが溶着等により閉故障していることになる。

次いで、充電ＥＣＵ８０は、予め作成されたマップ等を用いてＳＯＣ（充電率）や充電許容電力Ｗｉｎといった蓄電装置４の状態に応じた電流指令値を設定し、当該電流指令値をハイブリッド車両１の状態を示す車両状態信号と共に外部充電装置１００の制御装置１０５に送信する（ステップＳ１２０）。充電ＥＣＵ８０から電流指令値等を受信した外部充電装置１００の制御装置１０５は、当該電流指令値に応じた直流電流を出力するように電力変換装置１０１を制御する。これにより、充電ＥＣＵ８０からの電流指令値に応じた直流電流が、外部充電装置１００の電力変換装置１０１から給電ケーブル１０９や、給電コネクタ１１０、受電コネクタ９０、正極側および負極側充電電力ラインＰＬｃ，ＮＬｃ等を介して蓄電装置４に供給され、当該蓄電装置４の充電が実行されることになる。このようにハイブリッド車両１側から蓄電装置４の状態に応じた適正な電流を外部充電装置１００に要求可能とすることで、蓄電装置４の保護を図りつつ当該蓄電装置４を速やかに充電することが可能となる。

ステップＳ１２０の処理の後、充電ＥＣＵ８０は、低圧側電圧センサ９６からの信号に基づいて、受電コネクタ９０に外部充電装置１００からの充電電力や正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧへの励磁電力が正常に供給されているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０において、充電ＥＣＵ８０は、低圧側電圧センサ９６からオン信号が出力されている場合、ロック機構の異常等に起因した受電コネクタ９０からの給電コネクタ１１０の脱落や、外部充電装置１００の給電ケーブル１０９（正極側給電ライン、負極側給電ライン、低圧給電ライン等の少なくとも何れか）の断線等が発生しておらず、受電コネクタ９０に外部充電装置１００からの充電電力や励磁電力が正常に供給されている（受電コネクタ９０に外部充電装置１００が正常に接続されている）と判定する。

一方、ステップＳ１３０にて、低圧側電圧センサ９６からの信号に基づいて、給電コネクタ１１０の脱落や外部充電装置１００の給電ケーブル１０９の断線等が発生しており、受電コネクタ９０に外部充電装置１００からの充電電力や励磁電力が正常に供給されていない（受電コネクタ９０に外部充電装置１００が正常に接続されていない）と判定した場合、充電ＥＣＵ８０は、ステップＳ１４０〜Ｓ１９０およびＳ２１０の処理を実行することなく、ステップＳ２００の処理を実行し、本ルーチンを終了させる。すなわち、外部充電装置１００を用いた蓄電装置４の充電中に、受電コネクタ９０に外部充電装置１００からの充電電力や励磁電力が正常に供給されていないと判定された際には、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断（ステップＳ１６０）等が省略され、速やかに正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが開成される。

蓄電装置４の充電が完了すると、充電ＥＣＵ８０は、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断（ステップＳ１６０）を実行する。ステップＳ１６０において、充電ＥＣＵ８０は、まず、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの双方に励磁電力を供給した状態で、リレー端電圧センサ９５からの信号が入力されるか否かを判定する。このように正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの双方を開成させようとした状態で、充電ＥＣＵ８０がリレー端電圧センサ９５からの信号を入力した場合、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを介してリレー端電圧センサ９５に蓄電装置４からの電圧が印加されていることになる。従って、この場合、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの双方が溶着等により閉故障していることになる。

正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの双方が閉故障していない場合、充電ＥＣＵ８０は、正極側充電リレーＣＨＲＢにのみ励磁電力を供給した状態で、リレー端電圧センサ９５からの信号が入力されるか否かを判定する。このように正極側充電リレーＣＨＲＢのみを開成させようとした状態で、充電ＥＣＵ８０がリレー端電圧センサ９５からの信号を入力した場合、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを介してリレー端電圧センサ９５に蓄電装置４からの電圧が印加されていることになる。従って、この場合、負極側充電リレーＣＨＲＧが溶着等により閉故障していることになる。更に、充電ＥＣＵ８０は、負極側充電リレーＣＨＲＧにのみ励磁電力を供給した状態で、リレー端電圧センサ９５からの信号が入力されるか否かを判定する。このように負極側充電リレーＣＨＲＧのみを開成させようとした状態で、充電ＥＣＵ８０がリレー端電圧センサ９５からの信号を入力した場合、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを介してリレー端電圧センサ９５に蓄電装置４からの電圧が印加されていることになる。従って、この場合、充電ＥＣＵ８０は、正極側充電リレーＣＨＲＢが溶着等により閉故障していることになる。

充電ＥＣＵ８０は、ステップＳ１６０にて上述のような処理を実行した上で、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの双方が正常であるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ステップＳ１７０にて正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの双方が正常であると判定した場合、充電ＥＣＵ８０は、低圧電力ラインＬＬから正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧのコイルへの電力供給を停止させて両リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧに開成させる（ステップＳ１８０）。更に、充電ＥＣＵ８０は、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの開成後に、励磁電力の供給を停止させるための励磁電力供給停止指令を外部充電装置１００の制御装置１０５に送信する（ステップＳ１９０）。そして、充電ＥＣＵ８０は、正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを開成させるための指令信号をＨＶＥＣＵ７０に送信し（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了させる。

これに対して、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの少なくとも何れか一方が閉故障していると判定した場合、充電ＥＣＵ８０は、所定のフェールセーフ処理（ステップＳ２１０）を実行した上で、励磁電力の供給を停止させるための励磁電力供給停止指令を外部充電装置１００の制御装置１０５に送信する（ステップＳ１９０）。更に、充電ＥＣＵ８０は、正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを開成させるための指令信号をＨＶＥＣＵ７０に送信し（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了させる。正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの双方が閉故障していると判定した場合、充電ＥＣＵ８０は、ステップＳ２１０において、予め定められた警告ランプを点灯させるべく警告表示指令を図示しないメータ装置に送信すると共に、ハイブリッド車両１の走行を禁止する。また、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの何れか一方が閉故障していると判定した場合、充電ＥＣＵ８０は、ステップＳ２１０において、警告表示指令を図示しないメータ装置に送信すると共に、ユーザの安全が確保されないおそれがある予め定められた条件下でのハイブリッド車両１の走行を禁止する。

一方、ステップＳ１３０にて、低圧側電圧センサ９６からの信号に基づいて、給電コネクタ１１０の脱落や外部充電装置１００の給電ケーブル１０９の断線等が発生しておらず、受電コネクタ９０に外部充電装置１００からの充電電力や励磁電力が正常に供給されていない（受電コネクタ９０に外部充電装置１００が正常に接続されていない）と判定した場合、充電ＥＣＵ８０は、ステップＳ１４０〜Ｓ１９０およびＳ２１０の処理を実行することなく、ステップＳ２００の処理を実行し、本ルーチンを終了させる。すなわち、外部充電装置１００を用いた蓄電装置４の充電中に、受電コネクタ９０に外部充電装置１００からの充電電力や励磁電力が正常に供給されていないと判定された際には、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断（ステップＳ１６０）等が省略され、速やかに正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが開成される。

これにより、外部充電装置１００を用いた蓄電装置４の充電中あるいは充電開始前に、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧに溶着等による閉故障が発生したとしても、充電リッド９Ｌの開閉や給電コネクタ１１０の着脱に際してユーザ等が触れるおそれのある充電口９の受電コネクタ９０（端子）に蓄電装置４からの高電圧が印加されないようすることができる。この結果、外部充電装置１００を用いた蓄電装置４の充電中に例えば給電コネクタ１１０の脱落や外部充電装置１００の給電ケーブル１０９の断線等によって受電コネクタ９０に外部充電装置１００からの充電電力や励磁電力が正常に供給されなくなったとしても、ハイブリッド車両１の安全性をより向上させることが可能となる。

すなわち、本実施形態では、上述のように、外部充電装置１００から受電コネクタ９０に蓄電装置４の充電電力と正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧ用の励磁電力との双方が供給される。このような場合、外部充電装置１００を用いた蓄電装置４の充電中に例えば給電コネクタ１１０の脱落や給電ケーブル１０９の断線等により受電コネクタ９０に外部充電装置１００からの電力（励磁電力）が供給されなくなると、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧへの励磁電力が急速に断たれてしまい、アークの発生等により両リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧが溶着するおそれがある。従って、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧ用の励磁電源１０３を含む外部充電装置１００を用いて蓄電装置４を充電する際に、受電コネクタ９０に外部充電装置１００からの電力が正常に供給されていないと判定された時点で正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを開成させることは、受電コネクタ９０に蓄電装置４からの高電圧が印加されないようしてハイブリッド車両１の安全性を高める上で極めて有用である。

更に、受電コネクタ９０に外部充電装置１００からの電力が正常に供給されていないと判定された際に、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断を省略することで、速やかに正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを開成させて車両の安全性をより一層向上させることが可能となる。また、ハイブリッド車両１の低圧側電圧センサ９６は、励磁電源１０３から受電コネクタ９０への励磁電力の供給の有無を検出するものであり、かかる低圧側電圧センサ９６の検出値を監視することで、給電コネクタ１１０の脱落や断線によって外部充電装置１００から受電コネクタ９０に充電電力や励磁電力が正常に供給されなくなったことを精度よく判定することが可能となる。

以上説明したように、本開示のハイブリッド車両１は、走行用の動力を出力するモータＭＧ２と、モータＭＧ２等に電力を供給する蓄電装置４と、モータＭＧ２等と蓄電装置４との間に設けられた正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧと、車体に設けられた充電口９に配置されると共に外部充電装置１００の給電コネクタ１１０と結合可能な受電コネクタ９０と、受電コネクタ９０に接続されると共に正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを介して蓄電装置４に接続される正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧと、制御装置としての充電ＥＣＵ８０とを含む。そして、充電ＥＣＵ８０は、正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ並びに正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧが閉成された状態で外部充電装置１００からの電力により蓄電装置４が充電される間に、受電コネクタ９０に外部充電装置１００からの電力が供給されているか否かを判定し（図２のステップＳ１３０）、受電コネクタ９０に外部充電装置１００からの電力が供給されていないと判定した際に、正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを開成させる（図２のステップＳ２００）。これにより、外部充電装置１００からの電力により充電可能な蓄電装置４を搭載したハイブリッド車両１の安全性をより向上させることが可能となる。

なお、図２の外部充電制御ルーチンは、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧへの励磁電力が外部充電装置１００の励磁電源１０３から供給されるハイブリッド車両１において実行されるものとして説明されたが、これに限られるものではない。すなわち、図２の外部充電制御ルーチンは、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧ用の励磁電源を搭載したハイブリッド車両１において実行されてもよい。また、図２のステップＳ１３０の判定処理は、外部充電装置１００の励磁電源１０３から受電コネクタ９０への励磁電力の供給の有無を検出する低圧側電圧センサ９６からの信号に基づいて実行されるが、これに限られるものではない。すなわち、図２のステップＳ１３０の判定処理は、受電コネクタ９０からの給電コネクタ１１０の脱落を直接検出可能なセンサからの信号や、外部充電装置１００に何らかの異常が発生した際に制御装置１０５から充電ＥＣＵ８０に送信される異常検出信号等に基づいて実行されてもよい。

更に、上記ハイブリッド車両１は、いわゆる２モータ式のハイブリッド車両であるが、本開示の発明が、１モータ式のハイブリッド車両や、シリーズ式のハイブリッド車両、電気自動車に適用され得ることは言うまでもない。また、上記ハイブリッド車両１では、外部充電装置１００からの電力による蓄電装置４の充電が充電ＥＣＵ８０により制御・管理されるが、これに限られるものではない。すなわち、外部充電装置１００を用いた蓄電装置４の充電に関する処理は、例えばＨＶＥＣＵ７０により実行されてもよく、ＨＶＥＣＵ７０と他のＥＣＵとの協働により実行されてもよい。また、上記ハイブリッド車両１において、正極側充電電力ラインＰＬｃの正極側充電リレーＣＨＲＢと、負極側充電電力ラインＮＬｃの負極側充電リレーＣＨＲＧとの何れか一方が省略されてもよい。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、外部充電装置からの電力により充電可能な蓄電装置を搭載した車両の製造産業等において利用可能である。

１ハイブリッド車両、２エンジン、３プラネタリギヤ、４蓄電装置、５電力制御装置（ＰＣＵ）、６空気調和装置、７ＤＣ／ＤＣコンバータ、９充電口、９Ｌ充電リッド、４１，１０７電圧センサ、４２，１０８電流センサ、７０ＨＶＥＣＵ、８０充電ＥＣＵ、９０受電コネクタ、９１，１１１正極端子、９２，１１２負極端子、９３，１１３低電圧端子、９５リレー端電圧センサ、９６低圧側電圧センサ、１００外部充電装置、１０１電力変換装置、１０３励磁電源、１０４リレー、１０５制御装置、１０９給電ケーブル、１１０給電コネクタ、ＣＨＲＢ正極側充電リレー、ＣＨＲＧ負極側充電リレー、ＤＳ駆動軸、ＤＷ車輪、ＬＬ低圧電力ライン、ＭＧ１，ＭＧ２モータ、ＮＬ１負極側電力ライン、ＮＬｃ負極側充電電力ライン、ＰＬ１正極側電力ライン、ＰＬｃ正極側充電電力ライン、ＳＭＲＢ正極側システムメインリレー、ＳＭＲＧ負極側システムメインリレー。

Claims

走行用の動力を出力する電動機と、前記電動機に電力を供給する蓄電装置と、前記電動機と前記蓄電装置との間に設けられたメインリレーと、外部充電装置の給電コネクタと結合可能な受電コネクタと、前記受電コネクタに接続されると共に前記メインリレーを介して前記蓄電装置に接続される充電リレーとを含む車両において、
前記充電リレーには、前記外部充電装置に設けられた励磁電源から前記給電コネクタおよび前記受電コネクタを介して励磁電力が供給され、
前記メインリレーおよび前記充電リレーが閉成された状態で前記外部充電装置からの電力により前記蓄電装置が充電される間に、前記受電コネクタに前記外部充電装置からの電力が供給されているか否かを判定し、前記受電コネクタに前記外部充電装置からの電力が供給されていないと判定した際に、前記メインリレーを開成させる制御装置を備えることを特徴とする車両。
請求項１に記載の車両において、
前記励磁電源から前記受電コネクタへの前記励磁電力の供給の有無を検出するセンサを更に備え、
前記制御装置は、前記メインリレーおよび前記充電リレーが閉成された状態で前記外部充電装置からの電力により前記蓄電装置が充電される間に、前記センサにより前記励磁電力の供給が検出されなくなった際に、前記受電コネクタに前記外部充電装置からの電力が供給されていないと判定することを特徴とする車両。
請求項１または２に記載の車両において、
前記制御装置は、前記外部充電装置からの電力による前記蓄電装置の充電の完了後に前記メインリレーが閉成された状態で前記充電リレーの故障診断を実行すると共に、前記外部充電装置からの電力により前記蓄電装置が充電される間に前記受電コネクタに前記外部充電装置からの電力が供給されていないと判定した際には、前記充電リレーの前記故障診断を実行することなく前記メインリレーを開成させることを特徴とする車両。
走行用の動力を出力する電動機と、前記電動機に電力を供給する蓄電装置と、前記電動機と前記蓄電装置との間に設けられたメインリレーと、外部充電装置の給電コネクタと結合可能な受電コネクタと、前記受電コネクタに接続されると共に前記メインリレーを介して前記蓄電装置に接続される充電リレーとを含む車両の制御方法において、
（ａ）前記メインリレーおよび前記充電リレーが閉成された状態で前記外部充電装置からの電力により前記蓄電装置が充電される間に、前記受電コネクタに前記外部充電装置からの電力が供給されているか否かを判定するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）にて前記受電コネクタに前記外部充電装置からの電力が供給されていないと判定した際に、前記メインリレーを開成させるステップと、
を含み、前記外部充電装置に設けられた励磁電源から前記給電コネクタおよび前記受電コネクタを介して前記充電リレーに励磁電力が供給される車両の制御方法。