JP2016101032A - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部充電装置からの電力により充電可能なバッテリを搭載した車両の安全性を向上する。
【解決手段】ハイブリッド車両のパワーマネジメントＥＣＵは、バッテリの外部充電の完了後に正極側および負極側充電リレーの故障診断が正常に完了しなかった場合、システム起動指令が発せられた際に、受電コネクタへの接触が不能な状態にあることを条件にＳ２２０〜Ｓ２５０、正極側および負極側充電リレーの故障診断Ｓ２６０〜Ｓ２９０を実行し、故障診断の結果に応じてハイブリッド車両を走行可能状態または走行禁止状態へと移行させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、外部充電装置からの電力により充電可能なバッテリ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、２つのリレーを介して受電コネクタに接続されたバッテリを備えた電動車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、外部充電装置の給電コネクタを受電コネクタに結合させると共に２つのリレーを接続状態にすることで、外部充電装置からの電力によりバッテリを充電することができる。また、この車両の車両制御ユニットは、外部充電装置によるバッテリの充電完了後にリレー診断制御を実施し、２つのリレーにおける溶着故障や溶断故障の有無を判定する。

特開２０１３−０７０４６５号公報

しかしながら、外部充電装置からの電力によりバッテリを充電する外部充電が完了しても、その後に実行されるべき上記リレーの故障診断が何らかの要因により正常に完了しないということも想定される。そして、溶着等によるリレーの閉故障が発生している場合、受電コネクタにバッテリからの高電圧が供給されてしまうことがあり、そのような状態が把握されていないことは、安全性の面で必ずしも好ましくない。

そこで、本発明は、外部充電装置からの電力により充電可能なバッテリ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。

本発明による車両は、バッテリと、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、前記バッテリと前記受電コネクタとを結ぶ外部充電電力ラインと、前記外部充電電力ラインに設けられた充電リレーと、前記外部充電装置からの電力により前記バッテリを充電する外部充電の完了後に前記充電リレーの故障診断を実行する故障診断手段とを備える車両において、前記故障診断手段は、前記外部充電の完了後に前記充電リレーの故障診断が正常に完了しなかった場合、前記車両のシステム起動指令が発せられた際に、前記受電コネクタへの接触が不能な状態にあることを条件に前記故障診断を実行し、該故障診断の結果に応じて前記車両を走行可能状態または走行禁止状態へと移行させることを特徴とする。

この車両では、外部充電装置の給電コネクタを受電コネクタに結合させると共に充電リレーを閉成することで、外部充電装置からの電力によりバッテリを充電する外部充電を実行することができる。そして、この車両は、外部充電の完了後に充電リレーの故障診断を実行する故障診断手段を含む。故障診断手段は、外部充電の完了後に充電リレーの故障診断が正常に完了しなかった場合、車両のシステム起動指令が発せられた際に、受電コネクタへの接触が不能な状態にあることを条件に充電リレーの故障診断を実行する。これにより、充電リレーの故障（閉故障）により故障診断に際して受電コネクタにバッテリからの高電圧が供給されたとしても、ユーザ等が受電コネクタに触れてしまうのを防止することが可能となる。更に、故障診断手段は、システム起動指令に応じて実行した故障診断の結果に従って、車両を走行可能状態または走行禁止状態へと移行させる。これにより、異常（充電リレーの故障）が発生した状態で車両の走行が開始されてしまうのを回避することができる。この結果、外部充電装置からの電力により充電可能なバッテリ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、前記故障診断手段は、前記システム起動指令が発せられた際に、前記外部充電の完了後に前記充電リレーの故障診断が正常に完了しておらず、かつ前記受電コネクタへの接触が可能な状態にある場合、前記受電コネクタへの接触が不能な状態を形成するようにユーザに報知するものであってもよい。これにより、受電コネクタに接触不能な状態がより確実に形成されるようにして、充電リレーの故障診断の実行機会をより良好に確保することが可能となる。

更に、前記車両において、前記受電コネクタに前記給電コネクタが結合されると、前記受電コネクタへの接触が不能になってもよい。

また、前記車両は、前記受電コネクタを覆うように前記充電口に設けられた開閉可能な蓋体を更に備えてもよく、前記蓋体が閉鎖されると、前記受電コネクタへの接触が不能になってもよい。

更に、前記車両は、走行用の動力と回生制動力とを出力可能な電動機と、前記電動機を駆動する駆動装置と、前記バッテリと前記駆動装置とを結ぶ電力ラインとを更に備えてもよく、前記外部充電電力ラインは、前記バッテリに対して前記電力ラインと並列に接続されてもよい。

また、前記外部充電装置は、前記車両側からの電流指令値に応じた直流電流を前記給電コネクタから前記受電コネクタに供給するものであってもよい。このような外部充電装置によれば、車両側からバッテリの状態に応じた適正な電流値を外部充電装置に要求することができるので、バッテリの保護を図りつつ当該バッテリを速やかに充電することが可能となる。

本発明による車両の制御方法は、バッテリと、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、前記バッテリと前記受電コネクタとを結ぶ外部充電電力ラインと、前記外部充電電力ラインに設けられた充電リレーとを備える車両の制御方法であって、
（ａ）前記外部充電装置からの電力により前記バッテリを充電する外部充電の完了後に前記充電リレーの故障診断を実行するステップと、
（ｂ）前記外部充電の完了後に前記充電リレーの故障診断が正常に完了しなかった場合、前記車両のシステム起動指令が発せられた際に、前記受電コネクタへの接触が不能な状態にあることを条件に前記故障診断を実行し、該故障診断の結果に応じて前記車両を走行可能状態または走行禁止状態へと移行させるステップとを含むものである。

この方法によれば、外部充電装置からの電力により充電可能なバッテリ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。

本発明による車両を示す概略構成図である。 本発明による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。 本発明による車両において実行されるシステム起動時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発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明による車両としてのハイブリッド車両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、バッテリ４と、バッテリ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、車室内の空気調和を行う空気調和装置６とを含む。

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。なお、以下、「電子制御ユニット」を「ＥＣＵ」という。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（第１要素）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（第２要素）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（出力軸）に連結されるプラネタリキャリヤ（第３要素）とを有する。駆動軸ＤＳは、図示しないギヤ機構、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、バッテリ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を介してバッテリ４と電力をやり取りする。

バッテリ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。バッテリ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、バッテリ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、バッテリ４には、当該バッテリ４の端子間電圧ＶＢを検出する電圧センサ４１や、当該バッテリ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。

ＰＣＵ５は、モータＭＧ１を駆動するインバータ５１、モータＭＧ２を駆動するインバータ５２、バッテリ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）５３、バッテリ４からの電力を降圧して複数の補機や補機（低圧）バッテリ（何れも図示省略）に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ５４、インバータ５１，５２や電圧変換モジュール５３を制御するＭＧＥＣＵ５０等を含む。

各インバータ５１，５２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（何れも図示省略）。６つのトランジスタは、高圧電力ラインＨＰＬと負極側電力ラインＮＬ１とに対してソース側とシンク側とになるよう２個ずつ対をなす。また、対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、電動機ＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々が電気的に接続される。電圧変換モジュール５３は、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）である２つのトランジスタと、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（何れも図示省略）。リアクトルの一端は、正極側電力ラインＰＬ１に電気的に接続され、リアクトルの他端には、一方のトランジスタ（上アーム）のエミッタと他方のトランジスタ（下アーム）のコレクタとが電気的に接続される。また、上記一方のトランジスタ（上アーム）のコレクタは、高圧電力ラインＨＰＬに電気的に接続され、上記他方のトランジスタのエミッタは、負極側電力ラインＮＬ１に電気的に接続される。

更に、ＰＣＵ５は、フィルタコンデンサ５６、平滑コンデンサ５８、電圧センサ５７および５９を含む。フィルタコンデンサ５６の正極端子は、上記リアクトルの一端（正極側電力ラインＰＬ１）に電気的に接続され、フィルタコンデンサ５６の負極端子は、負極側電力ラインＮＬ１に電気的に接続される。これにより、電圧変換モジュール５３のバッテリ４側の電圧すなわち昇圧前電圧ＶＬは、フィルタコンデンサ５６により平滑化される。また、電圧センサ５７は、フィルタコンデンサ５６の端子間電圧、すなわち昇圧前電圧ＶＬを検出する。平滑コンデンサ５８の正極端子は、上記一方のトランジスタ（上アーム）のコレクタ（高圧電力ラインＨＰＬ）に電気的に接続され、平滑コンデンサ５８の負極端子は、負極側電力ラインＮＬ１や上記他方のトランジスタ（下アーム）のエミッタに電気的に接続される。これにより、電圧変換モジュール５３により昇圧された昇圧後電圧ＶＨは、平滑コンデンサ５８により平滑化される。また、電圧センサ５９は、平滑コンデンサ５８の端子間電圧、すなわち昇圧後電圧ＶＨを検出する。

ＭＧＥＣＵ５０は、電圧センサ５７からの昇圧前電圧ＶＬや、電圧センサ５９からの昇圧後電圧ＶＨ、モータＭＧ１，ＭＧ２のロータの回転位置を検出する図示しないレゾルバの検出値、図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流等を入力する。ＭＧＥＣＵ５０は、これらの入力信号に基づいて、インバータ５１，５２や電圧変換モジュール５３の各トランジスタへのスイッチング制御信号を生成し、インバータ５１，５２や電圧変換モジュール５３をスイッチング制御する。また、ＭＧＥＣＵ５０は、レゾルバの検出値に基づいてモータＭＧ１およびＭＧ２のロータの回転数を算出する。

空気調和装置６は、冷媒を吸入・圧縮する圧縮機や複数の熱交換器等を有するヒートポンプユニットや、当該ヒートポンプユニットを制御する空調ＥＣＵ等を含む（何れも図示省略）。ヒートポンプユニットの圧縮機は、正極側電力ラインＰＬ１および負極側電力ラインＮＬ１を介してバッテリ４に接続されるインバータと、当該インバータにより駆動される交流モータとを有する電動インバータコンプレッサとして構成されている。従って、バッテリ４の電力は、空気調和装置６の圧縮機にも供給される。

図１に示すように、ハイブリッド車両１は、ネットワーク（ＣＡＮ）を介してエンジンＥＣＵやバッテリＥＣＵ、ＭＧＥＣＵ５０等と接続されたパワーマネージメントＥＣＵ（以下、「ＰＭＥＣＵ」という）７０を含む。ＰＭＥＣＵ７０は、複数のＥＣＵからの信号や各種センサからの信号を入力する。例えば、ＰＭＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵからのエンジン回転数や、ＭＧＥＣＵ５０からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数等を入力する。また、ＰＭＥＣＵ７０は、例えばスタートスイッチ（イグニッションスイッチ）７１からのシステム起動信号（システム起動指令）や、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ、車速Ｖを検出する車速センサ等からの信号を入力する。更に、ＰＭＥＣＵ７０は、バッテリ４の電圧センサ４１や電流センサ４２、図示しない温度センサ等からの信号等を入力し、端子間電圧ＶＢや充放電電流ＩＢ等に基づいてバッテリ４のＳＯＣ（充電割合）、許容充電電力Ｗｉｎ、許容放電電力Ｗｏｕｔ等を算出する。

ＰＭＥＣＵ７０は、上述のような入力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、ＰＭＥＣＵ７０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。ＰＭＥＣＵ７０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、バッテリ４とＰＣＵ５とが接続され、ＰＭＥＣＵ７０により両リレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが開成（オフ）されると、バッテリ４とＰＣＵ５との接続が解除（遮断）される。

また、ハイブリッド車両１の図示しないダッシュボードには、スピードメータ、フュエルゲージ、バッテリ残量インジケータ、複数のインジケータや警告ランプ等を有すると共にメータＥＣＵ８０により制御されるメータユニット８が配置されている。メータＥＣＵ８０は、上記ネットワークを介してエンジンＥＣＵやバッテリＥＣＵ、ＭＧＥＣＵ５０等と情報をやり取りすると共に各種センサからの信号を入力し、これらの情報等に基づいてメータユニット８の表示制御を実行する。なお、上述のＥＣＵ５０、７０，８０等は、いずれも図示しないＣＰＵ等を含むマイクロコンピュータとして構成される。

そして、本実施形態のハイブリッド車両１は、いわゆる充電スタンドや駐車場等に設置された外部充電装置１００からの電力によりバッテリ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１に示すように、ハイブリッド車両１の車体側部には、充電口９が設けられており、充電口９には、受電コネクタ９０が配置されると共に開閉可能な充電リッド（蓋体）９Ｌ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。

受電コネクタ９０は、図１に示すように、正極側充電電力ライン（外部充電電力ライン）ＰＬｃに接続される正極端子９１と、負極側充電電力ライン（外部充電電力ライン）ＮＬｃに接続される負極端子９２と、通信ラインに接続される信号端子９３とを有する。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。また、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、正極側および負極側充電電力ラインＰＬｃ，ＮＬｃは、バッテリ４に対し、正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ、ＳＭＲＧを介して正極側および負極側電力ラインＰＬ１，ＮＬ１と並列に接続される。更に、受電コネクタ９０の信号端子９３に接続された通信ラインは、上述のＰＭＥＣＵ７０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。本実施形態において、リレー端電圧センサ９５は、印加される電圧が予め定められたオン閾値（例えば、５０〜６０Ｖ）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ように構成されている。ただし、リレー端電圧センサ９５は、正極側充電電力ラインＰＬｃと負極側充電電力ラインＮＬｃとの間の電圧値を出力するアナログセンサであってもよい。

外部充電装置１００は、図１に示すように、電力変換装置１０１と、当該電力変換装置１０１を制御する制御装置１０５と、給電ケーブルを介して電力変換装置１０１および制御装置１０５に接続されると共にハイブリッド車両１の受電コネクタ９０と着脱自在に結合可能な給電コネクタ１１０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。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として構成されている。

給電コネクタ１１０は、図１に示すように、給電ケーブルの正極側給電ラインに接続される正極端子１１１と、給電ケーブルの負極側給電ラインに接続される負極端子１１２と、給電ケーブルの通信ラインに接続される信号端子１１３とを有する。給電コネクタ１１０の信号端子１１３に接続された通信ラインは、図示するように、外部充電装置１００の制御装置１０５に接続される。また、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は、それぞれ検出値を制御装置１０５に与える。

上述のような外部充電装置１００の給電コネクタ１１０が停止されたハイブリッド車両１の受電コネクタ９０に結合され、正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが閉成された状態で、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧが閉成されると、外部充電装置１００からの電力によりバッテリ４を充電することが可能となる。本実施形態において、上述の外部充電装置１００からの電力によるバッテリ４の充電すなわち外部充電は、上述のＰＭＥＣＵ７０により制御・管理される。

すなわち、ＰＭＥＣＵ７０は、正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧに加えて、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧを開閉制御する。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）された状態で、ＰＭＥＣＵ７０により正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧが閉成されると、バッテリ４と受電コネクタ９０とが接続される。また、両リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧが開成（オフ）されると、バッテリ４側と受電コネクタ９０との接続が解除される。

更に、ＰＭＥＣＵ７０は、外部充電の実行中、リレー端電圧センサ９５からのオン信号を入力すると共に、受電コネクタ９０および給電コネクタ１１０に接続された通信ラインを介して外部充電装置１００の制御装置１０５と指令信号や各種情報をやり取りする。また、本実施形態において、ハイブリッド車両１の充電口９には、充電リッド９Ｌの開閉状態を検出するセンサや、受電コネクタ９０と給電コネクタ１１０との結合状態を検出するセンサが設置されている（何れも図示省略）。ＰＭＥＣＵ７０は、これらのセンサの検出信号も入力し、入力した信号に基づいて、充電リッド９Ｌの開閉状態を示す充電リッドフラグや、受電コネクタ９０と給電コネクタ１１０との結合状態を示すコネクタ結合フラグを設定する。充電リッドフラグは、充電リッド９Ｌが開放されている際に値１に設定され、当該充電リッド９Ｌが閉鎖されている際に値０に設定される。コネクタ結合フラグは、受電コネクタ９０に給電コネクタ１１０が結合されている際に値１に設定され、受電コネクタ９０に給電コネクタ１１０が結合されていない際に値０に設定される。

図２は、ハイブリッド車両１のＰＭＥＣＵ７０により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。ＰＭＥＣＵ７０は、外部充電装置１００の給電コネクタ１１０が停止されたハイブリッド車両１の受電コネクタ９０に結合され、正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが閉成された際に、図２の外部充電制御ルーチンの実行を開始する。外部充電制御ルーチンの開始に際し、ＰＭＥＣＵ７０は、まず、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧに閉成指令（オン指令）を与え（ステップＳ１００）、更に、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの開閉状態を示す充電リレー接続フラグＦｄｃを値１に設定する（ステップＳ１１０）。

次いで、ＰＭＥＣＵ７０は、予め作成されたマップ等を用いてバッテリ４の状態（ＳＯＣ、充電許容電力Ｗｉｎ等）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）。ＰＭＥＣＵ７０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、外部充電装置１００の電力変換装置１０１から、ＰＭＥＣＵ７０からの電流指令値に応じた直流電流が給電コネクタ１１０と結合した受電コネクタ９０に供給され、バッテリ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側からバッテリ４の状態に応じた適正な電流値を外部充電装置１００に要求可能とすることで、バッテリ４の保護を図りつつ当該バッテリ４を速やかに充電することが可能となる。

ＰＭＥＣＵ７０は、ステップＳ１２０にて電流指令値等を送信した後、バッテリ４のＳＯＣが予め定められた目標値（例えば、７０〜８０％）に達して当該バッテリ４の充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ＰＭＥＣＵ７０は、ステップＳ１３０にてバッテリ４の充電が完了したと判断するまで、ステップＳ１２０およびＳ１３０の処理を繰り返す。そして、ステップＳ１３０にてバッテリ４の充電が完了したと判断すると、ＰＭＥＣＵ７０は、外部充電装置１００の制御装置１０５に給電停止指令を送信すると共に正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの双方に開成指令を与え（ステップＳ１４０）、バッテリ４の外部充電を終了させる。また、ステップＳ１４０において、ＰＭＥＣＵ７０は、充電リレー接続フラグＦｄｃを値０に設定する。

こうしてバッテリ４の外部充電が完了すると、ＰＭＥＣＵ７０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Ｓ１５０）を実行する。ステップＳ１５０において、ＰＭＥＣＵ７０は、まず、正極側充電リレーＣＨＲＢにのみ閉成指令を与え、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。正極側充電リレーＣＨＲＢにのみ閉成指令を与えたＰＭＥＣＵ７０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にバッテリ４からの高電圧が印加されていることになる。従って、この場合、ＰＭＥＣＵ７０は、負極側充電リレーＣＨＲＧが溶着等により閉故障していると判断する。

次いで、ＰＭＥＣＵ７０は、正極側充電リレーＣＨＲＢに開成指令を与えた後、負極側充電リレーＣＨＲＢにのみ閉成指令を与え、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。負極側充電リレーＣＨＲＧにのみ閉成指令を与えたＰＭＥＣＵ７０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にバッテリ４からの高電圧が印加されていることになる。従って、この場合、ＰＭＥＣＵ７０は、正極側充電リレーＣＨＲＢが溶着等により閉故障していると判断する。

ＰＭＥＣＵ７０は、ステップＳ１５０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の少なくとも何れかが閉故障しているかを判定する（ステップＳ１６０）。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断した場合、ＰＭＥＣＵ７０は、フェールセーフ処理を実行すると共に、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メータＥＣＵ８０に送信する（ステップＳ１７０）。ステップＳ１７０において、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断した場合、ＰＭＥＣＵ７０は、フェールセーフのために、ハイブリッド車両１の走行を禁止する。また、ステップＳ１７０において、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断した場合、ＰＭＥＣＵ７０は、フェールセーフのために、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。ステップＳ１７０の処理の後、ＰＭＥＣＵ７０は、充電リレー接続フラグＦｄｃを値１に設定し（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了させる。

ステップＳ１６０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断した場合、ＰＭＥＣＵ７０は、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧに開成指令を与えると共に、充電リレー接続フラグＦｄｃを値０に設定（維持）し（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了させる。これにより、バッテリ４の外部充電が完了し、かつ正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断が正常に実行されて両リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧが正常であると判断された場合には、充電リレー接続フラグＦｄｃが値０に設定されることになる。

上述のように、バッテリ４の外部充電の完了後に正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断を行えば、外部充電装置１００から大電流が供給されることで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に溶着等による閉故障が発生したとしても、当該閉故障を速やかに検知してフェールセーフ処理を施し、ハイブリッド車両１の安全性をより向上させることができる。ただし、外部充電装置１００からの電力によるバッテリ４の外部充電が完了しても、その後に、例えば補機バッテリの電圧低下や、通信異常、正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧの少なくとも何れかの異常等が発生するおそれがある。このような異常が発生した場合、外部充電の完了後に実行されるべき正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断、すなわち上記ステップＳ１５０〜Ｓ１９０の処理が正常に完了しないということも想定される。そして、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に溶着等による閉故障が発生している場合、受電コネクタ９０にバッテリ４からの高電圧が供給されてしまうことがあり、そのような状態が把握されないまま、ハイブリッド車両１の走行が開始されてしまうのは安全性の面で必ずしも好ましくない。

これを踏まえて、ハイブリッド車両１では、運転者により図示しないブレーキペダルが踏み込まれると共にスタートスイッチ７１が操作され、システム起動信号が出力された際に、ＰＭＥＣＵ７０により図３に示すシステム起動時制御ルーチンが実行される。ＰＭＥＣＵ７０は、スタートスイッチ７１が操作されてシステム起動信号が出力された際に、図３のシステム起動時制御ルーチンの実行を開始する。システム起動時制御ルーチンの開始に際し、ＰＭＥＣＵ７０は、上述の充電リレー接続フラグＦｄｃの値を取得し（ステップＳ２００）、当該充電リレー接続フラグＦｄｃが値１であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。

充電リレー接続フラグＦｄｃが値１である場合、図２の充電制御ルーチンにおけるステップＳ１８０の処理が実行されておらず、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断が正常に完了しないことになる。このため、ステップＳ２１０にて充電リレー接続フラグＦｄｃが値１であると判定した場合、ＰＭＥＣＵ７０は、ハイブリッド車両１が正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断を実行し得る状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。ステップＳ２２０において、ＰＭＥＣＵ７０は、上述の充電リッド９Ｌの開閉状態を示す充電リッドフラグや、受電コネクタ９０と給電コネクタ１１０との結合状態を示すコネクタ結合フラグの値に基づいて、当該故障診断を実行し得るか否かを判定する。

ここで、上述のように、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。従って、充電リッド９Ｌが閉鎖されていれば、ユーザがバッテリ４からの高電圧が印加されているおそれのある受電コネクタ９０（正極端子９１および負極端子９２）に触れてしまうおそれは極めて少ない。また、受電コネクタ９０と給電コネクタ１１０とが結合している場合も、ユーザがバッテリ４からの高電圧が印加されているおそれのある受電コネクタ９０（正極端子９１および負極端子９２）に触れてしまうおそれは極めて少ない。逆に、充電リッド９Ｌが開放され、かつ受電コネクタ９０に給電コネクタ１１０が結合されていない場合には、外部に露出された受電コネクタ９０（正極端子９１および負極端子９２）にユーザが触れてしまうおそれがある。

このため、ＰＭＥＣＵ７０は、充電リッドフラグが値１であり、かつコネクタ結合フラグが値０である場合、すなわち、充電リッド９Ｌが開放されており、かつ受電コネクタ９０に給電コネクタ１１０が結合されていない場合、ハイブリッド車両１が正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断を実行し得る状態にはないと判断する（ステップＳ２３０）。そして、ＰＭＥＣＵ７０は、受電コネクタ９０への接触が不能な状態を形成するようにユーザに報知すべく、誘導表示指令をメータＥＣＵ８０に送信する（ステップＳ２４０）。ＰＭＥＣＵ７０からの誘導表示指令に応じて、メータＥＣＵ８０は、「充電リッドを閉じるか、給電コネクタを接続してください。」といったような警告メッセージ（誘導表示）をメータユニット８の所定箇所に表示させる。ステップＳ２４０にて、誘導表示指令をメータＥＣＵ８０に一旦送信した後、ＰＭＥＣＵ７０は、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断を実行可能であるか否かを判定し（ステップＳ２５０）、故障診断が実行可能となるまで、ステップＳ２２０〜Ｓ２４０の処理を繰り返す。なお、ステップＳ２３０にて、充電リッド９Ｌが閉鎖されているか、あるいは受電コネクタ９０に給電コネクタ１１０が結合されていると判断された場合、ステップＳ２４０およびＳ２５０の処理はスキップされる。

ＰＭＥＣＵ７０は、ステップＳ２３０またはステップＳ２５０にてハイブリッド車両１が正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断を実行可能な状態にあると判断すると、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断処理を実行する（ステップＳ２６０）。ステップＳ２６０において、ＰＭＥＣＵ７０は、正極側および負極側システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧに閉成指令（オン指令）を与えた上で、上述の図２のステップＳ１５０と同様の処理を実行する。更に、ＰＭＥＣＵ７０は、ステップＳ２６０の処理を実行した後、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が閉故障しているかを判定する（ステップＳ２７０）。

ステップＳ２７０に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断した場合、ＰＭＥＣＵ７０は、上述の図２のステップＳ１７０と同様にして、フェールセーフ処理を実行すると共に、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メータＥＣＵ８０に送信する（ステップＳ２８０）。すなわち、ステップＳ２８０においても、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断した場合、ＰＭＥＣＵ７０は、フェールセーフのために、ハイブリッド車両１の走行を禁止する。また、ステップＳ２８０において、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断した場合、ＰＭＥＣＵ７０は、フェールセーフのために、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。更に、ステップＳ２８０の処理の後、ＰＭＥＣＵ７０は、ステップＳ２７０およびＳ２８０における故障診断の結果に応じてハイブリッド車両１を走行可能状態に移行させるか否かを判定する（ステップＳ２９０）。なお、ステップＳ２７０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断された場合、ステップＳ２８０およびＳ２９０の処理はスキップされる。

ステップＳ２７０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断するか、あるいはステップＳ２９０にてハイブリッド車両１を走行可能状態に移行させることができると判断した場合、ＰＭＥＣＵ７０は、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧに開成指令を与えた上で（ステップＳ３００）、上記充電リレー接続フラグＦｄｃを値０に設定する（ステップＳ３１０）。そして、ＰＭＥＣＵ７０は、ハイブリッド車両１が走行可能状態になったことを示すべく、ＲＥＡＤＹランプ点灯指令をメータＥＣＵ８０に送信し（ステップＳ３２０）、本ルーチンを終了させる。ＰＭＥＣＵ７０からのＲＥＡＤＹランプ点灯指令に応じて、メータＥＣＵ８０は、メータユニット８のＲＥＡＤＹランプを点灯させ、これにより、ハイブリッド車両１の走行が可能となる。

これに対して、ステップＳ２９０にてハイブリッド車両１を走行可能状態に移行させることができないと判断した場合、ＰＭＥＣＵ７０は、ステップＳ３００〜Ｓ３２０の処理を実行することなく本ルーチンを終了させる。この場合、ハイブリッド車両１は、走行禁止状態へと移行する。また、ステップＳ２１０にて充電リレー接続フラグＦｄｃが値０であってバッテリ４の外部充電の完了後に正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断が正常に完了していると判断した場合、ＰＭＥＣＵ７０は、上記ステップＳ２２０〜Ｓ３１０の処理を実行することなく、ＲＥＡＤＹランプ点灯指令をメータＥＣＵ８０に送信し（ステップＳ３２０）、本ルーチンを終了させる。

上述のようなシステム起動時制御ルーチンが実行されることにより、ハイブリッド車両１では、バッテリ４の外部充電の完了後に正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断が正常に完了しなかった場合、スタートスイッチ７１がオンされてシステム起動指令が発せられた際に、受電コネクタ９０への接触が不能な状態にあることを条件に、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断が実行される。これにより、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の閉故障により故障診断に際して受電コネクタ９０にバッテリ４からの高電圧が供給されたとしても、ユーザ等が受電コネクタ９０に触れてしまうのを防止することが可能となる。更に、ハイブリッド車両１は、システム起動指令に応じて実行された故障診断の結果に従って、走行可能状態または走行禁止状態へと移行する。これにより、異常すなわち正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障が発生した状態でハイブリッド車両１の走行が開始されてしまうのを回避することができる。

以上説明したように、ハイブリッド車両１は、バッテリ４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、バッテリ４と受電コネクタ９０とを結ぶ外部充電電力ラインとしての正極側および負極側充電電力ラインＰＬｃ，ＮＬｃと、正極側充電電力ラインＰＬｃに設けられた正極側充電リレーＣＨＲＢと、負極側充電電力ラインＮＬｃに設けられた負極側充電リレーＣＨＲＧと、バッテリ４の外部充電の完了後に正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断（図２のステップＳ１５０〜Ｓ１７０）を実行する故障診断手段としてのＰＭＥＣＵ７０とを含む。また、ＰＭＥＣＵ７０は、バッテリ４の外部充電の完了後に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Ｓ１５０〜Ｓ１７０）が正常に完了しなかった場合、システム起動指令が発せられた際に、受電コネクタ９０への接触が不能な状態にあることを条件に（図３のステップＳ２２０〜Ｓ２５０）、故障診断（図３のステップＳ２６０〜Ｓ２９０）を実行する。そして、ＰＭＥＣＵ７０は、当該故障診断の結果に応じてハイブリッド車両１を走行可能状態または走行禁止状態へと移行させる（図３のステップＳ２９０〜Ｓ３２０）。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バッテリ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。

また、ハイブリッド車両１では、システム起動指令が発せられた際に、バッテリ４の外部充電の完了後に正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断が正常に完了しておらず、かつ受電コネクタ９０への接触が可能な状態にある場合、受電コネクタ９０への接触が不能な状態を形成するようにユーザに報知すべく、ＰＭＥＣＵ７０およびメータＥＣＵ８０によってメータユニット８上に警告メッセージ（誘導表示）が表示される。これにより、受電コネクタ９０に接触不能な状態がより確実に形成されるようにして、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断の実行機会をより良好に確保することが可能となる。

なお、充電口９や充電リッド９Ｌの構成によっては、充電リッド９Ｌの開閉状態を検出するセンサが省略されることもある。従って、図３のステップＳ２３０およびＳ２５０では、受電コネクタ９０と給電コネクタ１１０とが結合している場合にのみ、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断を実行し得ると判断されてもよい。

また、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。更に、上記ハイブリッド車両１では、外部充電装置１００からの電力によるバッテリ４の外部充電がＰＭＥＣＵ７０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、正極側および負極側充電リレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧの故障診断を含むバッテリ４の外部充電に関する処理は、ＰＭＥＣＵ７０以外の専用のＥＣＵによって実行されてもよく、ＰＭＥＣＵ７０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、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明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。

本発明は、外部充電装置からの電力により充電可能なバッテリ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 バッテリ、５ 電力制御装置（ＰＣＵ）、６ 空気調和装置、８ メータユニット、９ 充電口、９Ｌ 充電リッド、４１，５７，５９，１０７ 電圧センサ、４２，１０８ 電流センサ、５０ ＭＧＥＣＵ、５１，５２ インバータ、５３ 電圧変換モジュール、５４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５６ フィルタコンデンサ、５８ 平滑コンデンサ、７０ ＰＭＥＣＵ、７１ スタートスイッチ、８０ メータＥＣＵ、９０ 受電コネクタ、９１，１１１ 正極端子、９２，１１２ 負極端子、９３，１１３ 信号端子、９５ リレー端電圧センサ、１００ 外部充電装置、１０１ 電力変換装置、１０５ 制御装置、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、ＨＰＬ 高圧電力ライン、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（外部充電電力ライン）、ＰＬ１ 正極側電力ライン、ＰＬｃ 正極側充電電力ライン（外部充電電力ライン）、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 (7)

1. バッテリと、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、前記バッテリと前記受電コネクタとを結ぶ外部充電電力ラインと、前記外部充電電力ラインに設けられた充電リレーと、前記外部充電装置からの電力により前記バッテリを充電する外部充電の完了後に前記充電リレーの故障診断を実行する故障診断手段とを備える車両において、
   前記故障診断手段は、前記外部充電の完了後に前記充電リレーの故障診断が正常に完了しなかった場合、前記車両のシステム起動指令が発せられた際に、前記受電コネクタへの接触が不能な状態にあることを条件に前記故障診断を実行し、該故障診断の結果に応じて前記車両を走行可能状態または走行禁止状態へと移行させることを特徴とする車両。
2. 請求項１に記載の車両において、
   前記故障診断手段は、前記システム起動指令が発せられた際に、前記外部充電の完了後に前記充電リレーの故障診断が正常に完了しておらず、かつ前記受電コネクタへの接触が可能な状態にある場合、前記受電コネクタへの接触が不能な状態を形成するようにユーザに報知することを特徴とする車両。
3. 請求項１または２に記載の車両において、
   前記受電コネクタに前記給電コネクタが結合されると、前記受電コネクタへの接触が不能になることを特徴とする車両。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の車両において、
   前記受電コネクタを覆うように前記充電口に設けられた開閉可能な蓋体を更に備え、
   前記蓋体が閉鎖されると、前記受電コネクタへの接触が不能になることを特徴とする車両。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載の車両において、
   走行用の動力と回生制動力とを出力可能な電動機と、
   前記電動機を駆動する駆動装置と、
   前記バッテリと前記駆動装置とを結ぶ電力ラインとを更に備え、
   前記外部充電電力ラインは、前記バッテリに対して前記電力ラインと並列に接続されることを特徴とする車両。
6. 請求項１から４の何れか一項に記載の車両において、
   前記外部充電装置は、前記車両側からの電流指令値に応じた直流電流を前記給電コネクタと結合した前記受電コネクタに供給することを特徴とする車両。
7. バッテリと、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、前記バッテリと前記受電コネクタとを結ぶ外部充電電力ラインと、前記外部充電電力ラインに設けられた充電リレーとを備える車両の制御方法であって、
   （ａ）前記外部充電装置からの電力により前記バッテリを充電する外部充電の完了後に前記充電リレーの故障診断を実行するステップと、
   （ｂ）前記外部充電の完了後に前記充電リレーの故障診断が正常に完了しなかった場合、前記車両のシステム起動指令が発せられた際に、前記受電コネクタへの接触が不能な状態にあることを条件に前記故障診断を実行し、該故障診断の結果に応じて前記車両を走行可能状態または走行禁止状態へと移行させるステップと、
   を含む車両の制御方法。

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