JP2023053715A - 車両のコンタクタ故障判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に設けられたコンタクタの故障を適切に判定できるコンタクタ故障判定装置を提供する。【解決手段】外部充電装置を含む第２回路の電圧の増減を検出可能な検出装置を設け、外部充電要求が出されると、各外部充電コンタクタを閉成させる第１制御を実施し、当該第１制御の実施後にプリチャージコンタクタを閉成させる第２制御を実施し、第２制御の実施後に第２メインコンタクタを閉成させる第３制御を実施し、第３制御の実施後に第２回路の電圧が増大しないことが検出装置によって検出されると、少なくとも一方の外部充電コンタクタが開成した状態で故障していると判定する。【選択図】図８

Description

本発明は、複数のコンタクタを備える車両に搭載されるコンタクタ故障判定装置に関する。

従来、車両において、インバータおよびモータを搭載してモータにインバータを介してバッテリから電力を供給すること、および、インバータおよびモータを有する回路とバッテリとの間にこれらの電気的接続を断接するための断接装置を設けることが行われている。

例えば、特許文献１には、バッテリ（特許文献１における直流電源）と負荷回路とを複数のリレーによって電気的に断接可能に接続したものが開示されている。具体的に、特許文献１の装置では、バッテリの正極端子と負荷回路との間に第１のメインリレーが配設され、バッテリの負極端子と負荷回路との間に第２のメインリレーが配設されるとともにこれに並列状態でプリチャージリレーおよび電気抵抗が配設されている。このようにバッテリと回路との間にこれらの電気的接続を断接する装置を設ければ、当該装置の制御によってバッテリと回路との間での不要な電力の授受を防止できる。

ただし、上記の装置が故障した場合には、バッテリと回路との断接を適切に行えなくなる。これより上記の装置が故障しているか否かを診断することが求められる。これに対して、特許文献１の装置では、停車時に、第２のメインリレーが閉成され且つプリチャージリレーが開成されている状態で第１のメインリレーを開成させて、このときに生じる負荷回路の電圧に基づいて第１のメインリレーの故障を判定し、その後に第２のメインリレーを開成させつつプリチャージリレーを閉成させて、このときに生じる負荷回路の電圧に基づいて第２のメインリレーの故障を判定するように構成されている。

特許第４５７２１６８号公報

ここで、モータが駆動源等として搭載される車両では、車外の電源からバッテリを充電できる装置、つまり、車外の電源とバッテリとを接続して当該電源の出力電力をバッテリに供給する外部充電装置が搭載される場合がある。この場合、外部充電装置と他の電気機器やバッテリとの間で不要な電力授受が生じないように、コンタクタを設けて外部充電装置とこれに接続される回路との電気的接続を断接可能に構成すること、および、当該コンタクタの故障を適切に判定することが望まれる。

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、車両に設けられたコンタクタの故障を適切に判定できる車両のコンタクタ故障判定装置を提供することを目的とする。

前記課題に対して、本願発明者らは、バッテリに接続される回路にコンタクタ（外部充電コンタクタ）を介して外部充電装置を接続させ、車外の電源によってバッテリを充電させる外部充電の開始要求が出されたときに、バッテリと上記回路とを断接させるコンタクタと外部充電コンタクタとを閉成させて、このときに生じる外部充電装置側の電圧の変化に基づいて外部充電コンタクタの故障を判定することを検討した。しかしながら、バッテリ側のコンタクタと外部充電コンタクタとを同時に閉成させると、複数のコンタクタが同時に閉成することに起因した比較的大きな騒音が発生することが分かった。また、バッテリ側のコンタクタを閉成させた後に、外部充電コンタクタを閉成する構成を検討したが、この構成では、回路を介してバッテリから外部充電装置側に高い突入電流が導入されるおそれがあることがわかった。上記の知見より、コンタクタの故障を適切に判定できるコンタクタ故障判定装置として、本願発明者らは以下を発明した。

前記課題を解決するために、本発明は、正極端子および負極端子を備えるバッテリ、インバータおよびモータを含む第１回路、前記正極端子および負極端子の一方と前記第１回路の電気的接続を断接する第１メインコンタクタ、前記正極端子および負極端子の他方と前記第１回路の電気的接続を断接する第２メインコンタクタ、および、前記第１メインコンタクタと並列状態で配設されて前記一方の端子と前記第１回路の電気的接続を断接するプリチャージコンタクタ、を備える車両に搭載されるコンタクタ故障判定装置において、車外の電源からの電力を前記バッテリに供給して当該バッテリを充電可能な外部充電装置を含む第２回路と、前記第１回路と前記第２回路の負極側および正極側の各電気的接続をそれぞれ断接する一対の外部充電コンタクタと、前記第２回路の電圧の増減を検出可能な検出装置と、停車後に、前記第１メインコンタクタ、前記第２メインコンタクタ、前記プリチャージコンタクタおよび前記各外部充電コンタクタを開成させるとともに、車外の電源によって前記バッテリを充電させる外部充電の開始要求が出されると、車外の電源から前記外部充電装置への電力供給が開始される前に、前記各コンタクタの状態を前記各メインコンタクタおよび前記各外部充電コンタクタが閉成し且つ前記プリチャージコンタクタが開成する状態にする外部充電準備制御を実施する制御装置とを備え、前記プリチャージコンタクタを介した前記端子と前記第１回路との間の電気抵抗は、前記第１メインコンタクタを介した前記端子と前記第１回路との間の電気抵抗よりも大きくされており、前記制御装置は、前記外部充電準備制御の実施時に、前記各外部充電コンタクタを閉成させる第１制御を実施し、当該第１制御の実施後に前記プリチャージコンタクタを閉成させる第２制御を実施し、当該第２制御の実施後に前記第２メインコンタクタを閉成させる第３制御を実施し、前記第３制御の実施後に前記第２回路の電圧が増大しないことが前記検出装置によって検出されると、少なくとも一方の前記外部充電コンタクタが開成した状態で故障していると判定する、ことを特徴とする（請求項１）。

この装置では、外部充電準備制御の実施時、つまり、外部充電の開始要求が出されてから車外の電源から外部充電装置への電力供給が開始されるまでの間に、上記の第１、第２および第３制御が実施されて、各外部充電コンタクタ、プリチャージコンタクタ、第２メインコンタクタがこの順で閉成される。そのため、各外部充電コンタクタおよび第２メインコンタクタを閉成させつつ、多数のコンタクタが同時に閉成されることを回避して、多数のコンタクタが同時に閉成されることに伴って比較的大きな音が発生することで乗員が違和感を覚えるのを防止できる。

また、この装置では、バッテリの一方の端子と第１回路とがプリチャージコンタクタを介して電気抵抗の高い状態で接続された後に、バッテリの他方の端子と第１回路とが第２メインコンタクタを介して電気的に接続される。そのため、バッテリと第１回路とが電気的に接続されたときに、バッテリから高い突入電流が第１回路および第２回路に流れるのを防止でき、第１回路に設けられた電気機器および外部充電装置の故障を防止できる。

しかも、この装置では、上記の第３制御の実施後の第２回路の電圧の増減に基づいて外部充電コンタクタの故障を判定していることで、外部充電コンタクタの故障を適切に判定できる。

具体的に、各外部充電コンタクタが正常であれば、第１制御の実施によって第２回路と第１回路とは電気的に接続される。そのため、各外部充電コンタクタが正常であれば、その後の第２制御と第３制御の実施によってバッテリと第１回路とが電気的に接続されることで第２回路の電圧は増大する。これに対して、少なくとも一方の外部充電コンタクタが開成状態で故障している場合は、第２回路と第１回路との電気的接続が遮断されることで、第２制御および第３制御を実施しても第１回路の電圧は増大しない。この装置では、上記を利用して、第３制御の実施後に第２回路の電圧が増大しない場合は、少なくとも一方の外部充電コンタクタが閉成した状態で故障していると判定している。従って、外部充電コンタクタの故障を適切に判定できる。

前記構成において、好ましくは、前記制御装置は、前記第１制御の実施時、前記外部充電コンタクタの双方を同時に閉成させる（請求項２）。

この構成によれば、２つの外部充電コンタクタとプリチャージコンタクタと第２メインコンタクタの４つのコンタクタが同時に閉成されて大きな音が生じるのを回避しつつ、２つの外部充電コンタクタを閉成するのにかかる時間ひいては故障判定に係る時間を短くできる。

前記構成において、好ましくは、前記第１回路の電圧の増減を検出可能な第２検出装置を備え、前記制御装置は、前記第２制御の実施後に前記第１回路の電圧が増大したことが前記第２検出装置によって検出されると、前記第２メインコンタクタが閉成した状態で故障していると判定する（請求項３）。

第２メインコンタクタが正常に開成していれば、第２制御を実施してプリチャージコンタクタを閉成させてもバッテリと第１回路とは電気的に遮断される。これに対して、第２メインコンタクタが閉成状態で故障していると、第２制御の実施に伴ってバッテリと第１回路とが電気的に接続されることで第１回路の電圧が増大する。このことを利用して、この構成では、第２制御の実施後に第１回路の電圧が増大すると、第２メインコンタクタが閉成した状態で故障していると判定する。従って、外部充電コンタクタに加えて、第２メインコンタクタが故障しているか否かを適切に判定できる。

前記構成において、好ましくは、前記制御装置は、前記第３制御の実施後に前記第１回路の電圧が増大しないことが、当該第１回路の電圧の増減を検出可能な第２検出装置によって検出されると、前記プリチャージコンタクタと前記第２メインコンタクタの少なくとも一方が開成状態で故障していると判定する（請求項４）。

プリチャージコンタクタと第２メインコンタクタの双方が正常であれば、第２、第３制御が実施されてこれらがともに閉成されるとバッテリと第１回路とが電気的に接続されて第１回路の電圧は増大する。これに対して、プリチャージコンタクタと第２メインコンタクタの少なくとも一方が開成状態で故障していると、第３制御の実施後もバッテリと第１回路とは電気的に遮断された状態に維持されて第１回路の電圧は増大しない。このことを利用して、この構成では、第３制御の実施後に第１回路の電圧が増大しない場合、プリチャージコンタクタと第２メインコンタクタの少なくとも一方が開成した状態で故障していると判定する。従って、これらコンタクタの故障を適切に判定できる。

前記構成において、好ましくは、前記外部充電準備制御の実施時において、前記制御装置は、前記第３制御の実施後に前記第１メインコンタクタを閉成させる第４制御を実施し、前記第４制御の実施後に前記プリチャージコンタクタを開成させる第５制御を実施し、前記第５制御の実施後に前記第１回路の電圧が減少したことが、当該第１回路の電圧の増減を検出可能な第２検出装置によって検出されると、前記第１メインコンタクタが開成した状態で故障していると判定する（請求項５）。

第１メインコンタクタが正常であれば、第４制御の実施によってバッテリと第１回路とが第１メインコンタクタを介して電気的に接続されるので、第５制御の実施に伴ってプリチャージコンタクタが開成されても第１回路の電圧は減少しない。これに対して、第１メインコンタクタが開成状態で故障していると、第５制御の実施に伴ってプリチャージコンタクタが開成されるとバッテリと第１回路との電気的接続が遮断されることで第１回路の電圧は減少する。このことを利用して、この構成では、第５制御の実施後に第１回路の電圧が減少すると第１メインコンタクタが開成した状態で故障していると判定する。従って、第１メインコンタクタの故障を適切に判定できる。

前記構成において、好ましくは、前記第２制御を実施してから前記第３制御を実施するまでの時間は、前記第３制御を実施してから前記第４制御を実施するまでの時間よりも短くされる（請求項６）。

前記構成において、好ましくは、前記第３制御を実施してから前記第４制御を実施するまでの時間は、前記第４制御を実施してから前記第５制御を実施するまでの時間よりも長くされる（請求項７）。

前記構成において、好ましくは、前記第４制御を実施してから前記第５制御を実施するまでの時間は、前記第１制御を実施してから前記第２制御を実施するまでの時間よりも長くされる（請求項８）。

上記のような時間設定によればコンタクタの故障をより適切に判定できる。

前記構成において、好ましくは、前記第１回路と前記第２回路との電圧差を検出可能な第３検出装置を備え、前記制御装置は、前記外部充電の開始後、前記第２回路の電圧が前記第１回路の電圧に対して所定の判定値以上低いことが前記第３検出装置によって検出されると、少なくとも一方の前記外部充電コンタクタが開成した状態で故障していると判定する（請求項９）。

上記外部充電準備制御の実施によって、外部充電の開始後の各コンタクタの状態は、各メインコンタクタおよび各外部充電コンタクタが閉成し且つプリチャージコンタクタが開成する状態になっている。これより、各外部充電コンタクタが正常であれば第１回路の電圧と第２回路の電圧とは同じになる。これに対して、外部充電コンタクタの少なくとも一方が開成状態で故障していると、第２回路の電圧が第１回路の電圧よりも低くなる。このことを利用して、この構成では外部充電の開始後に第２回路の電圧が第１回路の電圧に対して所定の判定値以上低い場合は外部充電コンタクタの少なくとも一方が開成した状態で故障していると判定する。従って、外部充電コンタクタの故障を適切に判定できる。

前記構成において、好ましくは、前記制御装置は、前記外部充電が終了すると、前記第１メインコンタクタを開成させる第６制御を実施し、当該第６制御の実施後に前記第１回路の電圧が減少しないことが当該第１回路の電圧の増減を検出可能な第２検出装置によって検出されると、前記第１メインコンタクタと前記プリチャージコンタクタの少なくとも一方が閉成状態で故障していると判定する（請求項１０）。

この構成では、第６制御の実施によって、各メインコンタクタおよび各外部充電コンタクタが閉成し且つプリチャージコンタクタが開成している状態から第１メインコンタクタが開成される。そのため、第１メインコンタクタおよびプリチャージコンタクタが正常であれば、第１回路とバッテリとが電気的に遮断されることで第１回路の電圧は減少する。これに対して、第１メインコンタクタとプリチャージコンタクタの少なくとも一方が閉成状態で故障していると、第１回路とバッテリとが電気的に接続された状態に維持されることで第１回路の電圧は減少しない。このことを利用して、この構成では、第６制御の実施後に第１回路の電圧が減少しない場合は第１メインコンタクタとプリチャージコンタクタの少なくとも一方が閉成状態で故障していると判定する。従って、これらの故障を適切に判定できる。

前記構成において、前記外部充電装置としては、交流電流を直流電流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータを有し、車外の交流電源を直流電流に変換して前記バッテリに供給するものが挙げられる（請求項１１）。

前記構成において、好ましくは、前記第１制御を実施してから前記第２制御を実施するまでの時間は、前記第２制御を実施してから前記第３制御を実施するまでの時間よりも短くされる（請求項１２）。

上記の時間設定によればコンタクタの故障をより適切に判定できる。

以上説明したように、本発明の車両のコンタクタ故障判定装置によれば、車両に設けられたコンタクタの故障を適切に判定できる。

以上説明したように、本発明の車両のコンタクタ故障判定装置によれば、車両に設けられたコンタクタの故障を適切に判定できる。

本発明の実施形態に係るコンタクタ故障判定装置が搭載された車両の構成を概略的に示す図である。 各コントローラの関係を示すブロック図である。 コンタクタ故障判定に係る制御系統を示したブロック図である。 外部充電要求が出されたときに実施されるコンタクタ故障判定の手順の一部を示したフローチャートである。 図４に示す手順の続きを示したフローチャートである。 図５に示す手順の続きを示したフローチャートである。 外部充電終了時に実施されるコンタクタ故障判定の手順を示したフローチャートである。 外部充電要求が出されたときのパラメータの時間変化を示した図であって、（ａ）はコンタクタが正常である場合の図、（ｂ）はＰ側メインコンタクタがＯＮ固着している場合のメイン電圧の図、（ｃ）はＰ側メインコンタクタとプリコンタクタの少なくとも一方がＯＦＦ固着している場合のメイン電圧の図、（ｄ）はＮ側メインコンタクタがＯＦＦ固着している場合の図である。 外部充電要求が出されたときのパラメータの時間変化を示した図であって、（ａ）はコンタクタが正常である場合の図、（ｂ）は少なくとも一方のＯＢＣコンタクタがＯＮ固着している場合のＯＢＣ電圧の図である。 外部充電終了時のパラメータの時間変化を示した図である。

（１）車両の全体構成
本発明の実施形態に係るコンタクタ故障判定装置について説明する。図１は、本実施形態に係るコンタクタ故障判定装置１００が搭載された車両１の構成を概略的に示す図である。車両１は、例えば４輪自動車である。

車両１（コンタクタ故障判定装置１００）は、高電圧バッテリ２と、これよりも出力電圧の低い低電圧バッテリ３と、複数の電気機器を有して高電圧バッテリ２と電気的に接続される高電圧回路３０と、高電圧回路３０と電気的に接続されるＯＢＣ回路４０と、複数のコンタクタとを有する。また、車両１は、マイクロプロセッサ等を含み車両１の各部を制御する複数のコントローラを有する。なお、高電圧バッテリ２は請求項の「バッテリ」に相当し、高電圧回路３０は請求項の「第１回路」に相当し、ＯＢＣ回路４０は請求項の「第２回路」に相当する。

（バッテリ）
高電圧バッテリ２は一対の端子（正極端子２ａ、負極端子２ｂ）を有する。本実施形態では、高電圧バッテリ２としてＬｉバッテリ（リチウムバッテリ）が車両１に搭載されている。例えば、高電圧バッテリ２は、２並列×６直列で接続された１２個のバッテリセルからなるバッテリモジュールを複数有し、これらバッテリモジュールが直列接続されることで構成されている。また、本実施形態では、低電圧バッテリ３として鉛バッテリが車両１に搭載されている。例えば、高電圧バッテリ２の公称電圧は２４Ｖであり、低電圧バッテリ３の公称電圧は１２Ｖである。

（高電圧回路）
高電圧回路３０は、電気機器として、モータ４、ジェネレータ５、インバータ６、コンバータ７、ＤＣ／ＤＣコンバータ８、ＰＴＣヒータ９、電動コンプレッサ１０等を含む。また、高電圧回路３０は、高電圧バッテリ２の正極端子２ａに接続される正極側のラインであるＰ側高電圧ライン３１ａと、高電圧バッテリ２の負極端子２ｂに接続される負極側のラインであるＮ側高電圧ライン３１ｂとを有する。以下では、適宜、Ｐ側高電圧ライン３１ａおよびＮ側高電圧ライン３１ｂをまとめて高電圧ライン３１という。

インバータ６、コンバータ７、ＤＣ／ＤＣコンバータ８、ＰＴＣヒータ９および電動コンプレッサ１０は、それぞれ高電圧ライン３１に接続されている。モータ４は、インバータ６を介して高電圧ライン３１に接続されている。ジェネレータ５は、コンバータ７を介して高電圧ライン３１に接続されている。

モータ４は、高電圧バッテリ２からの電力供給を受けて回転する。モータ４は、車両１の駆動源として車両１に搭載されており、モータ４の出力は駆動力伝達装置２０を介して車輪（不図示）に伝達される。

ジェネレータ５は、高電圧バッテリ２を充電するための発電装置である。本実施形態の車両１はシリーズ式のハイブリッド車両である。つまり、車両１には、ジェネレータ５を駆動するエンジン２２が搭載されており、ジェネレータ５はエンジン２２により回転駆動されて発電し、ジェネレータ５により生成された電力は高電圧バッテリ２に供給される。エンジン２２は、例えば、ロータリーエンジンである。なお、ジェネレータ５は駆動力伝達装置２０を介して車輪とも接続されており、車両１は、その減速時のエネルギーを回生できるようになっている。

インバータ６は、直流電流を交流電流に変換する装置であり、高電圧バッテリ２からの直流電流を交流電流に変換してモータ４に供給する。コンバータ７は、交流電流を直流電流に変換する装置であり、ジェネレータ５で生成された交流電流を直流電流に変換して高電圧バッテリ２に供給する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、入力電力を降圧して出力する装置であり、高電圧バッテリ２の出力電圧を降圧して低電圧バッテリ３に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ８には、高電圧ライン３１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ８に入力される電気の電圧つまり高電圧回路３０の電圧を検出可能なメイン電圧センサＳＮ１が設けられている。メイン電圧センサＳＮ１は請求項の「第２検出装置」に相当する。

ＰＴＣヒータ９および電動コンプレッサ１０は、車両１の冷暖房装置１１を構成するものである。具体的に、ＰＴＣヒータ９は車両１の室内を暖房するための装置であり、電動コンプレッサ１０は車両１の室内を冷房するための装置である。なお、本実施形態では、高電圧バッテリ２を冷却するための冷却プレート（不図示）が設けられており、電動コンプレッサ１０はこの冷却プレートも冷却する。

（ＯＢＣ回路）
ＯＢＣ回路４０には、ＯＢＣ（Ｏｎ Ｂｏａｒｄ Ｃｈａｒｇｅｒ）４１およびＡＣ充電インレット４２等が設けられている。また、ＯＢＣ回路４０は、Ｐ側高電圧ライン３１ａに接続される正極側のラインであるＰ側ＯＢＣライン４３ａと、Ｎ側高電圧ライン３１ｂに接続される負極側のラインであるＮ側ＯＢＣライン４３ｂとを有する。

ＯＢＣ４１は、車外の電源３００からの電力を高電圧バッテリ２に供給して高電圧バッテリ２を充電するための装置である。本実施形態では、ＯＢＣ４１は、車外の交流電源３００からの電力を受けて高電圧バッテリ２を充電する。これより、ＯＢＣ４１は、交流電流を直流電流に変換するための装置であるＡＣ／ＤＣコンバータ４３を有している。ＡＣ充電インレット４２は、車外の交流電源３００に接続されたケーブルとＯＢＣ４１とを電気的に接続するための装置である。ＡＣ充電インレット４２は、ＯＢＣ４１に電気的に接続されているとともに、上記のケーブルの端部に設けられたコネクタ（以下、適宜、ＡＣ充電コネクタという）が差し込まれてこれと嵌合するように構成されている。ＯＢＣ４１には、ＯＢＣ回路４０の電圧を検出可能なＯＢＣ電圧センサＳＮ２が設けられている。上記のＯＢＣ４１は、請求項の「外部充電装置」に相当し、ＯＢＣ電圧センサＳＮ２は、請求項の「検出装置」に相当する。また、本実施形態では、メイン電圧センサＳＮ１とＯＢＣ電圧センサＳＮ２とが、請求項の「第３検出装置」として機能する。

なお、本実施形態では、車外の直流電源からの電力によっても高電圧バッテリ２を充電できるようになっている。具体的に、車両１には、コンタクタ５１、５２を介して高電圧回路３０に接続されたＤＣ充電インレット５０であって、車外の直流電源に接続されたケーブルのコネクタと嵌合して車外の直流電源と高電圧回路３０とを電気的に接続するＤＣ充電インレット５０が設けられている。

（コントローラ）
図２は、車両１に搭載されたコントローラどうしの関係を示したブロック図である。車両１には、コントローラとして、Ｃ－ＢＣＭ（Ｃｅｎｔｅｒ－Ｂｏｄｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）２００、ＰＣＭ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）２０１、ＥＣＭ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）２０２、ＤＭＣＭ（Ｄｒｉｖｅｒ Ｍｏｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）２０３、ＳＧＣＭ（Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）２０４、ＢＣＣＭ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｃｈａｒｇｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）２０５、ＢＥＣＭ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）２０６、ＥＳＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｕｐｐｌｙ Ｕｎｉｔ）２０７が搭載されている。これらコントローラ２００～２０７は、低電圧バッテリ３に接続されており、低電圧バッテリ３からの電力を受けて作動する。

各コントローラ２００～２０７は、それぞれ主として次の制御を行う。Ｃ－ＢＣＭ２００はドアや窓等を制御する。ＰＣＭ２０１は車両１の駆動系の装置を制御する。ＥＣＭ２０２はエンジン２２を制御する。ＤＭＣＭ２０３はインバータ６を制御する。ＳＧＣＭ２０４はコンバータ７を制御する。ＢＣＣＭ２０５はＯＢＣ４１を制御する。ＢＥＣＭ２０６は高電圧バッテリ２を制御する。ＥＳＵ２０７は冷暖房装置１１を制御する。これらコントローラ２００～２０７は相互に信号の授受を行う。例えば、これらコントローラ２００～２０６は互いにＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を行う。

ここで、図２に示したＨＭＩ装置２０８は、各種情報の表示等を行う装置であり、ディスプレイ等を含む。なお、ＨＭＩは、Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅの略である。

（コンタクタ）
車両１には、コンタクタとして、一対のメインコンタクタ７１、７２（Ｐ側メインコンタクタ７１、Ｎ側メインコンタクタ７２）、プリチャージコンタクタ７３、一対のＯＢＣコンタクタ８１、８２（Ｐ側ＯＢＣコンタクタ８１、Ｎ側ＯＢＣコンタクタ８２）が設けられている。コンタクタは、電磁石を含む電磁開閉器であって、供給される電力に応じて２つの接点どうしの電気的接続を断接する。コンタクタが閉成されると２つの接点は電気的に接続されて通電する状態となり、コンタクタが開成されると２つの接点は電気的に遮断される。

（メインコンタクタ）
Ｐ側メインコンタクタ７１は、高電圧バッテリ２の正極端子２ａと高電圧回路３０との電気的接続を断接する。具体的に、Ｐ側メインコンタクタ７１の２つの接点は、高電圧バッテリ２の正極端子２ａ（詳細には、正極端子２ａに接続された正極側バッテリライン２ｄ）とＰ側高電圧ライン３１ａとにそれぞれ接続されており、Ｐ側メインコンタクタ７１は、高電圧バッテリ２の正極端子２ａとＰ側高電圧ライン３１ａの電気的接続を断接する。

Ｎ側メインコンタクタ７２は、高電圧バッテリ２の負極端子２ｂと高電圧回路３０とを断接する。具体的に、Ｎ側メインコンタクタ７２の２つの接点は、高電圧バッテリ２の負極端子２ｂ（詳細には、負極端子２ｂに接続された負極側バッテリライン２ｅ）とＮ側高電圧ライン３１ｂとにそれぞれ接続されており、Ｎ側メインコンタクタ７２は、高電圧バッテリ２の負極端子２ｂとＮ側高電圧ライン３１ｂの電気的接続を断接する。

プリチャージコンタクタ７３は、一方のメインコンタクタと並列状態で配設されており、高電圧バッテリ２の一方の端子と高電圧回路３０とを断接する。具体的に、プリチャージコンタクタ７３の２つの接点は、高電圧バッテリ２の一方の端子と、これに対応する高電圧ライン３１とに接続されており、これらはメインコンタクタに加えてプリチャージコンタクタによっても断接される。ただし、プリチャージコンタクタ７３を介した高電圧バッテリ２の一方の端子と高電圧ライン３１との間の電気抵抗は、プリチャージコンタクタ７３と並列配置されたメインコンタクタを介した高電圧バッテリ２の一方の端子と高電圧ライン３１の間の電気抵抗よりも大きくされている。従って、プリチャージコンタクタ７３とこれに並列されたメインコンタクタの双方が閉成した状態では、プリチャージコンタクタ７３側のラインではなく電気抵抗がより小さいメインコンタクタ側のラインを通って電気が流れることになる。

本実施形態では、プリチャージコンタクタ７３は、高電圧バッテリ２の負極端子２ｂとＮ側高電圧ライン３１ｂとの間に設けられておりこれらの電気的接続を断接する。また、プリチャージコンタクタ７３とＮ側高電圧ライン３１ｂとの間に電気抵抗７４が設けられている。以下では、適宜、プリチャージコンタクタ７３をプリコンタクタ７３という。

なお、本実施形態では、プリコンタクタ７３が負極端子２ｂとＮ側高電圧ライン３１ｂとを断接するように設けられることに伴い、プリコンタクタ７３と並列に配設されたＮ側メインコンタクタ７２が請求項の「第１メインコンタクタ」に相当し、Ｐ側メインコンタクタ７１が請求項の「第２メインコンタクタ」に相当する。

（ＯＢＣコンタクタ）
Ｐ側ＯＢＣコンタクタ８１とＮ側ＯＢＣコンタクタ８２とは、高電圧回路３０とＯＢＣ回路４０との電気的接続を断接する。

具体的に、Ｐ側ＯＢＣコンタクタ８１の２つの接点は、Ｐ側ＯＢＣライン４３ａとＰ側高電圧ライン３１ａとにそれぞれ接続されており、Ｐ側ＯＢＣコンタクタ８１はＰ側ＯＢＣライン４３ａとＰ側高電圧ライン３１ａとの電気的接続を断接する。Ｎ側ＯＢＣコンタクタ８２の２つの接点は、Ｎ側ＯＢＣライン４３ｂとＮ側高電圧ライン３１ｂとにそれぞれ接続されており、Ｎ側ＯＢＣコンタクタ８２はＮ側ＯＢＣライン４３ｂとＮ側高電圧ライン３１ｂとの電気的接続を断接する。

Ｐ側ＯＢＣコンタクタ８１とＮ側ＯＢＣコンタクタ８２とは、請求項の「外部充電コンタクタ」に相当する。

（コンタクタの制御構成）
図３は、コンタクタに係る制御構成を示したブロック図である。各コンタクタは、主としてＰＣＭ２０１によって制御される。具体的に、ＰＣＭ２０１には低電圧バッテリ３から電力が供給されている。ＰＣＭ２０１は、低電圧バッテリ３からの電力の各コンタクタへの供給と停止とを切り替えることで、各コンタクタを開閉させる。ＰＣＭ２０１は、請求項の「制御装置」に相当する。

ＰＣＭ２０１には、各種センサによる検出情報や各種スイッチの操作信号が入力される。具体的に、ＰＣＭ２０１には、メイン電圧センサＳＮ１およびＯＢＣ電圧センサＳＮ２の検出信号が入力される。以下では、適宜、メイン電圧センサＳＮ１により検出される高電圧回路３０の電圧をメイン電圧といい、ＯＢＣ電圧センサＳＮ２により検出されるＯＢＣ回路４０の電圧をＯＢＣ電圧という。

また、ＰＣＭ２０１には、ＡＣ充電インレット４２から信号が入力される。具体的に、ＰＣＭ２０１には、ＢＣＣＭ２０５を介してＡＣ充電インレット４２から信号が入力される。ＡＣ充電インレット４２は、ＡＣコネクタが嵌合されて車外の交流電源３００に基づく外部充電が可能な状態になると所定の信号（以下、適宜、ＡＣコネクタ嵌合信号という）をＢＣＣＭ２０５に出力するように構成されている。ＢＣＣＭ２０５は、ＡＣ充電インレット４２からこのＡＣコネクタ嵌合信号が入力されると、これをＰＣＭ２０１に送信する。

ＰＣＭ２０１は、ＡＣコネクタ嵌合信号を受け取ると外部充電を開始させる要求（外部充電の開始要求）である外部充電要求が出されたと判定する。外部充電要求が出されたと判定すると、ＰＣＭ２０１は、外部充電が開始するまでの間に（車外の交流電源３００からＯＢＣ回路４０およびＯＢＣ４１への電力供給が開始されるまでの間に）、各コンタクタの状態を各メインコンタクタ７１、７２および各ＯＢＣコンタクタ８１、８２が閉成し且つプリコンタクタ７３が開成する状態にする外部充電準備制御を実施する。本実施形態では、外部充電準備制御の実施によって各コンタクタの状態が上記の状態になると、ＰＣＭ２０１から車外の交流電源３００に所定の信号（以下、適宜、パワー信号という）が送信され、このパワー信号を受けることで交流電源３００がＯＢＣ回路４０側に電力供給を開始するようになっている。

外部充電準備制御が実施されると、ＯＢＣ回路４０と高電圧回路３０と高電圧バッテリ２とは電気的に接続される。また、これらは、電気抵抗の小さい状態で接続される。これより、その後に、車外の交流電源３００からの電力供給が開始されたときに、高電圧バッテリ２に電力が効率よく供給されることになる。

ここで、外部充電は停車中に実施される。そして、車両１が停止すると（つまり、停車後において）、ＰＣＭ２０１は、各コンタクタ７１、７２、７３、８１、８２をそれぞれ閉成状態にする。これより、外部充電要求が出されたとき、これらコンタクタ７１、７２、７３、８１、８２はそれぞれ閉成状態になっており、この状態で外部充電準備制御が開始される。

また、ＰＣＭ２０１は、ＡＣコネクタがＡＣ充電インレット４２から取り外されることに伴ってＡＣコネクタ嵌合信号の入力がなくなると、外部充電を停止させる要求である外部充電停止要求が出されたと判定する。そのほか、ＰＣＭ２０１は、高電圧バッテリ２が満充電された場合や、予め設定された外部充電の時間が経過した場合にも外部充電停止要求が出されたと判定する。

また、ＰＣＭ２０１は、外部充電停止要求が出されると、各コンタクタ７１、７２、７３、８１、８２を開成状態にする。なお、外部充電（車外の電源装置３００から車両側への電力の出力）は、ＡＣコネクタがＡＣ充電インレット４２から取り外されることに伴って、また、車外の電源装置３００がＰＣＭ２０１から所定の信号を受け取ることに伴って終了する。例えば、高電圧バッテリ２が満充電された場合や、予め設定された外部充電の時間が経過した場合には、上記の信号がＰＣＭ２０１から電源装置３００に送信される。これより、ＰＣＭ２０１が外部充電停止要求が出されたと判定するのとほぼ同時に外部充電は終了する。

（コンタクタの故障判定）
次に、ＰＣＭ２０１により実施される各コンタクタ７１、７２、７３、８１、８２の故障判定について説明する。ＰＣＭ２０１は、外部充電準備制御の実施中つまり外部充電要求が出された時（以下、適宜、外部充電要求時という）、および、外部充電の終了時に、コンタクタの故障判定を実施する。

図４～図６は、外部充電要求時に実施されるコンタクタの故障判定の手順を示したフローチャートである。図７は、外部充電終了後に実施されるコンタクタの故障判定の手順を示したフローチャートである。図８および図９は、外部充電要求時の各パラメータの時間変化を示した図である。図１０は、外部充電終了時の各パラメータの時間変化を示した図である。以下では、適宜、コンタクタが閉成状態であることをＯＮであるといい、開成状態であることをＯＦＦであるという。また、コンタクタが閉成状態で故障していることをＯＮ固着といい、開放状態で故障していることをＯＦＦ固着という。

図８の（ａ）には、上から順に、外部充電要求フラグ、Ｐ側メインコンタクタ７１、Ｎ側メインコンタクタ７２、プリコンタクタ７３、Ｐ側ＯＢＣコンタクタ８１、Ｎ側ＯＢＣコンタクタ８２の各コンタクタに対するＰＣＭ２０１からの指令、メイン電圧およびＯＢＣ電圧を示している。外部充電要求フラグは、外部充電要求が出されると０から１に切り替わり、外部充電停止要求が出されると１から０に切り替わるフラグである。

図８の（ａ）のメイン電圧のグラフは、コンタクタが故障していない場合のグラフである。図８の（ｂ）のグラフ（実線）は、後述する故障判定のステップＳ６が実施されてＰ側メインコンタクタ７１のＯＮ固着が判定された場合のメイン電圧のグラフである。図８の（ｃ）のグラフ（実線）は、後述する故障判定のステップＳ１４が実施されてＰ側メインコンタクタ７１とプリコンタクタ７３の少なくとも一方のＯＦＦ固着が判定された場合のメイン電圧のグラフである。図８の（ｄ）のグラフ（実線）は、後述する故障判定のステップＳ２６が実施されてＮ側メインコンタクタ７２のＯＦＦ固着が判定された場合のメイン電圧のグラフである。図８（ｂ）～（ｃ）には、合わせて図８（ａ）のメイン電圧の一部を鎖線で示している。

図９の（ａ）は、図８の（ａ）と同じ図である。一方、図９の（ｂ）のグラフ（実線）は、後述する故障判定のステップＳ１６が実施されてＯＢＣコンタクタ８１、８２の少なくとも一方のＯＦＦ固着が判定された場合のＯＢＣ電圧のグラフである。図９（ｂ）には合わせて図９（ａ）のＯＢＣ電圧を鎖線で示している。

図１０には、外部充電実施フラグ、Ｐ側メインコンタクタ７１、Ｎ側メインコンタクタ７２、プリコンタクタ７３、Ｐ側ＯＢＣコンタクタ８１、Ｎ側ＯＢＣコンタクタ８２の各コンタクタに対するＰＣＭ２０１からの指令、およびメイン電圧を示している。外部充電実施フラグは、外部充電が開始されると０から１になり、外部充電が終了すると１から０に切り替わるフラグである。なお、図１０のメイン電圧のグラフにおいて、実線はコンタクタが故障していない場合のグラフであり、鎖線は後述するステップ３４が実施されてＮ側メインコンタクタ７２とプリコンタクタ７３の少なくとも一方のＯＮ固着が判定された場合のグラフである。

（外部充電要求時の故障判定処理）
図４のフローチャートは、停車中であってＰＣＭ２０１から各コンタクタに対してＯＦＦの指令が出されている状態でスタートする。

まず、ＰＣＭ２０１は、外部充電要求が出されたか否か（ＡＣコネクタ嵌合信号が入力されたか否か）を判定する（ステップＳ１）。図８および図９の例では、時刻ｔ１にて外部充電要求が出されて外部充電フラグが０から１に切り替わる。

ＰＣＭ２０１は、ステップＳ１の判定がＹＥＳになると（外部充電要求が出されたと判定すると）、外部充電準備制御を開始する。具体的に、まず、ＰＣＭ２０１は、ＯＢＣコンタクタ８１、８２の双方への指令をＯＦＦからＯＮに切り替える（ステップＳ２）。図８および図９の例では、時刻ｔ２にて各ＯＢＣコンタクタ８１、８２への指令がＯＮに切り替えられる。

次に、ＰＣＭ２０１は、ステップＳ２を実施してから所定の第１時間が経過するのを待って（ステップＳ３の判定がＹＥＳになるのを待って）、プリコンタクタ７３への指令をＯＦＦからＯＮに切り替える（ステップＳ４）。図８および図９の例では、時刻ｔ３にてプリコンタクタ７３への指令がＯＮに切り替えられる。

ステップＳ４の実施時にＰＣＭ２０１からＰ側メインコンタクタ７１に出されている指令はＯＦＦである。そのため、Ｐ側メインコンタクタ７１が正常であれば、ステップＳ４にてプリコンタクタ７３をＯＮにしても高電圧バッテリ２と高電圧回路３０とは電気的に遮断された状態に維持される。そのため、この場合は、図８の（ａ）に示すように時刻ｔ３後（ステップＳ５の実施後）もメイン電圧は０付近に維持される。これに対して、Ｐ側メインコンタクタ７１がＯＮ固着している場合は、ステップＳ４にてプリコンタクタ７３がＯＮにされると、高電圧バッテリ２と高電圧回路３０との電気的な接続が開始される。そのため、この場合は、図８の（ｂ）に示すように、時刻ｔ３後（ステップＳ４の実施後）にメイン電圧が上昇（増大）していく。

これより、ステップＳ４の実施後、ＰＣＭ２０１はメイン電圧が上昇（増大）したか否かの判定を行う（ステップＳ５）。そして、この判定がＹＥＳであってメイン電圧が上昇した場合、ＰＣＭ２０１は、Ｐ側メインコンタクタ７１がＯＮ固着していると判定する（ステップＳ６）。また、ＰＣＭ２０１は、ＨＭＩ装置２０８に異常を知らせる表示等を行わせて乗員に異常を報知し、その後、故障判定を終了する。なお、ステップＳ６に進んだ場合は、外部充電準備制御も停止される。

一方、ステップＳ５の判定がＮＯであってメイン電圧が上昇（増大）しなかった場合、ＰＣＭ２０１は、図５のステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ＰＣＭ２０１は、ステップＳ４を実施してから所定の第２時間が経過したか否かを判定する。そして、ＰＣＭ２０１は、この判定がＹＥＳになるのを待って（ステップＳ４を実施してから第２時間が経過するのを待って）、ステップＳ１２を実施する。ステップＳ１２では、ＰＣＭ２０１は、Ｐ側メインコンタクタ７１への指令をＯＦＦからＯＮに切り替える。図８および図９の例では、時刻ｔ４にてＰ側メインコンタクタ７１への指令がＯＮに切り替えられる。

プリコンタクタ７３とＰ側メインコンタクタ７１とがいずれもＯＦＦ固着していなければ、ステップＳ１２の実施によってプリコンタクタ７３とＰ側メインコンタクタ７１との双方がＯＮになることで高電圧回路３０と高電圧バッテリ２の電気的な接続が開始される。従って、この場合は、図８の（ａ）に示すように時刻ｔ４後（ステップＳ１２の実施後）にメイン電圧が上昇する。これに対して、プリコンタクタ７３とＰ側メインコンタクタ７１の少なくとも一方がＯＦＦ固着していると、ステップＳ１２を実施しても高電圧回路３０と高電圧バッテリ２とは電気的に遮断された状態に維持される。そのため、この場合は、図８の（ｃ）に示すように時刻ｔ４の前後で（ステップＳ１２の実施前後で）メイン電圧は変化せず０付近に維持される。

これより、ステップＳ１２の実施後、ＰＣＭ２０１はメイン電圧の上昇（増大）があったか否かを判定する（ステップＳ１３）。そして、この判定がＹＥＳであってメイン電圧の上昇がなかった場合、ＰＣＭ２０１は、プリコンタクタ７３とＰ側メインコンタクタ７１の少なくとも一方がＯＦＦ固着していると判定する（ステップＳ１４）。また、ＰＣＭ２０１は、ＨＭＩ装置２０８に異常を知らせる表示等を行わせて乗員に異常を報知し、その後、故障判定を終了する。なお、ステップＳ１４に進んだ場合は、外部充電準備制御も停止される。

また、ステップＳ１２の実施時にＰＣＭ２０１から各ＯＢＣコンタクタ８１、８２に出されている指令はＯＮである。そのため、これらＯＢＣコンタクタ８１、８２が正常であれば、高電圧回路３０とＯＢＣ回路４０とは電気的に接続されている。これより、ＯＢＣコンタクタ８１、８２が正常であれば、ステップＳ１３の判定がＮＯであってステップＳ１２の実施に伴ってメイン電圧が上昇すると、つまり、ステップＳ１２の実施に伴って高電圧回路３０と高電圧バッテリ２とが電気的に接続されると、高電圧バッテリ２とＯＢＣ回路４０とが電気的に接続される。従って、この場合は、図９の（ａ）に示すように時刻ｔ４後（ステップＳ１２の実施後）、ＯＢＣ電圧は上昇（増大）する。これに対して、一方あるいは両方のＯＢＣコンタクタ８１、８２がＯＦＦ固着していると、高電圧回路３０とＯＢＣ回路４０、ひいては、ＯＢＣ回路４０と高電圧バッテリ２とが電気的に接続されない。そのため、この場合は、図９の（ｂ）に示すように、時刻ｔ４後（ステップＳ１２の実施後）もＯＢＣ電圧は０付近に維持される。

これより、ステップＳ１３の判定がＮＯであってステップＳ１２の実施後にメイン電圧が上昇した場合、つまり、ステップＳ１２の実施に伴って高電圧回路３０と高電圧バッテリ２とが電気的に接続された場合、ＰＣＭ２０１はステップＳ１５に進み、ステップＳ１２の実施後にＯＢＣ電圧の上昇（増大）がなかったか否かを判定する。そして、この判定がＹＥＳであってＯＢＣ電圧が上昇（増大）しなかった場合、ＰＣＭ２０１は、Ｐ側ＯＢＣコンタクタ８１とＮ側ＯＢＣコンタクタ８２の少なくとも一方がＯＦＦ固着していると判定する（ステップＳ１６）。また、ＰＣＭ２０１は、ＨＭＩ装置２０８に異常を知らせる表示等を行わせて乗員に異常を報知する。なお、ステップＳ１６に進んだ場合は、外部充電準備制御も停止される。

ステップＳ１５の判定がＮＯであってステップＳ１２の実施後にＯＢＣ電圧が上昇した場合、ＰＣＭ２０１は、図６のステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では、ＰＣＭ２０１は、ステップＳ１２を実施してから所定の第３時間が経過したか否かを判定する。そして、ＰＣＭ２０１は、この判定がＹＥＳになるのを待って（ステップＳ１２を実施してから第３時間が経過するのを待って）、Ｎ側メインコンタクタ７２への指令をＯＦＦからＯＮに切り替える（ステップＳ２２）。図８および図９の例では、時刻ｔ５にてＮ側メインコンタクタ７２への指令がＯＮに切り替えられる。次に、ＰＣＭ２０１は、ステップＳ２２を実施してから所定の第４時間が経過するのを待って（ステップＳ２３の判定がＹＥＳになるのを待って）、プリコンタクタ７３への指令をＯＮからＯＦＦに切り替える（ステップＳ２４）。図８および図９の例では、時刻ｔ６に、プリコンタクタ７３への指令がＯＦＦに切り替えられる。ここで、ステップＳ２４の実施によって、各コンタクタの状態は、各メインコンタクタ７１、７２および各ＯＢＣコンタクタ８１、８２がＯＮで（閉成し）且つプリコンタクタ７３がＯＦＦである（開成している）状態になる。これより、ステップＳ２４の実施によって外部充電準備制御は終了する。

ステップＳ２４の実施時点でＰＣＭ２０１からＰ側メインコンタクタ７１およびＮ側メインコンタクタ７２に出されている指令はいずれもＯＮである。そのため、Ｎ側メインコンタクタ７２が正常であれば、ステップＳ２４の実施時において高電圧バッテリ２と高電圧回路３０との間の電気はプリコンタクタ７３ではなくＮ側メインコンタクタ７２を流れる。従って、Ｎ側メインコンタクタ７２が正常であれば、ステップＳ２４を実施してプリコンタクタ７３への指令をＯＦＦに切り替えても電流の経路は変化せず、図８の（ａ）に示すように、時刻ｔ６後（ステップＳ２４の実施後）もメイン電圧は低下（減少）しない。これに対して、Ｎ側メインコンタクタ７２がＯＦＦ固着している場合は、ステップＳ２４の実施直前のタイミングにおいて高電圧バッテリ２と高電圧回路３０との間の電気はＮ側メインコンタクタ７２ではなくプリコンタクタ７３を流れている。従って、この場合は、ステップＳ２４にてプリコンタクタ７３への指令がＯＦＦに切り替えられることで、高電圧バッテリ２と高電圧回路３０とが電気的に遮断されることになり、図８の（ｄ）に示すように、時刻ｔ６後（ステップＳ２４の実施後）メイン電圧が低下（減少）する。

これより、ＰＣＭ２０１は、ステップＳ２４の実施後、メイン電圧が低下（減少）したか否かの判定を行う（ステップＳ２５）。そして、この判定がＹＥＳであってメイン電圧が低下（減少）した場合、ＰＣＭ２０１は、Ｎ側メインコンタクタ７２がＯＦＦ固着していると判定する（ステップＳ２６）。また、ＰＣＭ２０１は、ＨＭＩ装置２０８に異常を知らせる表示等を行わせて乗員に異常を報知し、その後、故障判定を終了する。

一方、ステップＳ２５の判定がＮＯであってステップＳ２４の実施後にメイン電圧が低下しなかった場合、ＰＣＭ２０１はステップＳ２７に進み、外部充電を開始させる。上記のように、本実施形態では、ＰＣＭ２０１は車外の電源装置３００にパワー信号を送信し、これを受けて車外の電源装置３００からＯＢＣ回路４０ひいては高電圧バッテリ２への電力供給が開始される。

ここで、外部充電が開始された後に、ＯＢＣコンタクタ８１、８２がＯＦＦになる可能性がある。つまり、ステップＳ１５の実施時にはＯＦＦ固着していなかったＯＢＣコンタクタ８１、８２が、ステップＳ２４の実施後に故障してＯＦＦになる可能性がある。そして、外部充電開始後にＯＢＣコンタクタ８１、８２の少なくとも一方がＯＦＦになると、ＯＢＣ電圧がメイン電圧よりも低くなる。詳細には、高電圧回路３０と高電圧バッテリ２との電気的接続が維持されることで高電圧回路３０の電圧は高電圧バッテリ２と同程度の高い電圧に維持される。一方、ＯＢＣコンタクタ８１、８２の少なくとも一方がＯＦＦになるとＯＢＣ回路４０と高電圧バッテリ２との電気的接続が遮断されることで、ＯＢＣ電圧はメイン電圧よりも低くなる。ただし、上記のようにＯＢＣ回路４０にはコンデンサを含むＡＣ／ＤＣコンバータ４３が設けられており、外部充電が開始された後のＡＣ／ＤＣコンバータ４３には電荷がたまっている。そのため、外部充電開始後は、ＯＢＣコンタクタ８１、８２の少なくとも一方がＯＦＦ固着した場合であっても、ＯＢＣ回路４０の電圧は０よりも高い値となる。

これより、ＰＣＭ２０１は、外部充電が開始された後、メイン電圧とＯＢＣ電圧の電圧差（詳細には、メイン電圧に対するＯＢＣ電圧の不足量であってメイン電圧からＯＢＣ電圧をひいた値）が所定の判定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。そして、この判定がＹＥＳであって電圧差が判定値以上の場合、つまり、ＯＢＣ電圧がメイン電圧に対して判定値以上低い場合は、ＯＢＣコンタクタ８１、８２の少なくとも一方がＯＦＦ固着していると判定する（ステップＳ２９）。また、ＰＣＭ２０１は、ＨＭＩ装置２０８に異常を知らせる表示等を行わせて乗員に異常を報知し、その後、故障判定を終了する。一方、ステップＳ２８の判定がＮＯであって電圧差が所定の判定値未満の場合は、ＰＣＭ２０１は、そのまま故障判定を終了する。なお、判定値は０よりも大きい値に予め設定されてＰＣＭ２０１に記憶されている。

ここで、本実施形態では、上記の第１～第４時間は次のように設定されている。すなわち、第１時間（時刻ｔ２～時刻ｔ３）は第２時間（時刻ｔ３～時刻ｔ４）よりも短い時間に設定されている。第２時間（時刻ｔ３～時刻ｔ４）は第３時間（時刻ｔ４～時刻ｔ５）よりも短い時間に設定されている。第３時間（時刻ｔ４～時刻ｔ５）は第４時間（時刻ｔ５～時刻ｔ６）よりも長い時間に設定されている。第４時間（時刻ｔ５～時刻ｔ６）は第１時間（時刻ｔ２～時刻ｔ３）よりも長い時間に設定されている。なお、各時間の長さは上記に限られないが、上記のように設定すれば、各コンタクタの開閉に伴う電圧の変化を適切に検出できてコンタクタの故障をより適切に判定できるとともに、故障判定にかかる時間を短くできる。

（外部充電終了時の故障判定処理）
図７のフローチャートは、外部充電が実施されており、ＰＣＭ２０１からメインコンタクタ７１、７２およびＯＢＣコンタクタ８１、８２に対してそれぞれＯＮの指令が出されており、ＰＣＭ２０１からプリコンタクタ７３に対してＯＦＦの指令が出されている状態で実施される。

まず、ＰＣＭ２０１は、外部充電要求が出されたか否か、つまりは、外部充電が終了したか否かを判定する（ステップＳ３１）。上記のように、この判定は、ＡＣコネクタ嵌合信号等に基づいて行われる。図１０の例では、時刻ｔ１１にて外部充電が終了する。

ＰＣＭ２０１は、外部充電が終了してステップＳ３１の判定がＹＥＳになると、Ｎ側メインコンタクタ７２への指令をＯＮからＯＦＦに切り替える（ステップＳ３２）。図１０の例では、時刻ｔ１２にてＮ側メインコンタクタ７２への指令がＯＦＦに切り替えられる。なお、外部充電が終了すると、それ以降、車外の交流電源３００から車両側（ＯＢＣ回路４０、高電圧回路３０および高電圧バッテリ２）への電力供給は停止する。

こで、ステップＳ３２の実施直前までＯＢＣ回路４０と高電圧回路３０と高電圧バッテリ２の電気的接続は維持されている。また、ステップＳ３２の実施時点で、Ｐ側メインコンタクタ７１はＯＮのままである。そのため、Ｎ側メインコンタクタ７２が正常にＯＦＦに切り替えられるあるいはプリコンタクタ７３が正常にＯＦＦであれば、Ｎ側メインコンタクタ７２への指令がＯＦＦに切り替えられることで高電圧バッテリ２と高電圧回路３０とは電気的に遮断される。そして、これに伴い高電圧バッテリ２とＯＢＣ回路４０との電気的接続も遮断される。従って、この場合は、図１０の実線に示すように、ステップＳ３２が実施された時刻ｔ１２後、メイン電圧は低下（減少）する。これに対して、Ｎ側メインコンタクタ７２あるいはプリコンタクタ７３がＯＮ固着している場合は、Ｎ側メインコンタクタ７２への指令がＯＦＦに切り替えられても、高電圧バッテリ２と高電圧回路３０との電気的接続が維持される。従って、この場合は、図１０の鎖線に示すように、ステップＳ３２が実施された時刻ｔ１２後もメイン電圧は低下（減少）しない。

これより、ステップＳ３２の実施後、ＰＣＭ２０１は、メイン電圧が低下（減少）しなかったか否かを判定する（ステップＳ３３）。そして、ステップＳ３３の判定がＹＥＳであってステップＳ３２の実施後にメイン電圧が低下（減少）しなかった場合、ＰＣＭ２０１は、Ｎ側メインコンタクタ７２あるいはプリコンタクタ７３の少なくとも一方がＯＮ固着していると判定する（ステップＳ３４）。また、ＰＣＭ２０１は、ＨＭＩ装置２０８に異常を知らせる表示等を行わせて乗員に異常を報知する。

ステップＳ３４の実施後、あるいは、ステップＳ３３の判定がＮＯであってステップＳ３２の実施後にメイン電圧が低下した場合は、ステップＳ３５に進み、ＰＣＭ２０１は、ステップＳ３２を実施してから所定の第５時間が経過したか否かを判定する。そして、ステップＳ３５の判定がＹＥＳになるのを待って（ステップＳ３２を実施してから第５時間が経過するのを待って）、ＰＣＭ２０１は、Ｐ側メインコンタクタ７１、各ＯＢＣコンタクタ８１、８２への指令をＯＮからＯＦＦに切り替えて（ステップＳ３６）、故障判定処理を終了する。なお、図示等は省略したが、本実施形態では、ＰＣＭ２０１は上記のステップＳ３２の後、高電圧回路３０の放電処理も行う。

ここで、上記のステップＳ２は請求項の「第１制御」に相当し、上記のステップＳ４は請求項の「第２制御」に相当し、上記のステップＳ１２は請求項の「第３制御」に相当する。また、上記のステップＳ２２は請求項の「第４制御」に相当し、上記のステップＳ２３は請求項の「第５制御」に相当する。また、上記のステップＳ３２は請求項の「第６制御」に相当する。

（作用等）
以上のように、上記実施形態では、外部充電要求が出されたときに、各コンタクタの状態を各メインコンタクタ７１、７２および各ＯＢＣコンタクタ８１、８２がＯＮで且つプリコンタクタ７３がＯＦＦとなる状態にする外部充電準備制御であってＯＢＣ回路４０と高電圧バッテリ２とを電気的に接続するための外部充電準備制御の実施タイミングを利用して、コンタクタの故障判定を実施する。そのため、コンタクタの故障判定のために別途コンタクタを開閉させる必要がなく、コンタクタ開閉のための電力消費を抑えることができるとともに、利用者の予期せぬタイミングでコンタクタ開閉に伴う騒音が生じるのを防止できる。また、上記実施形態では、外部充電準備制御の実施時において、ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ１２を順次実施して、各ＯＢＣコンタクタ８１、８２、プリコンタクタ７３、Ｐ側メインコンタクタ７１をこの順でＯＮにする。そのため、多数のコンタクタが同時にＯＮになることで大きな音が発生するのを回避できる。従って、車両１の起動時に乗員が違和感を覚えるのを抑制できる。また、上記実施形態では、これら４つのコンタクタが同時にＯＮにされるのを回避しながら、２つのＯＢＣコンタクタ８１、８２は同時にＯＮにしている。そのため、騒音を小さく抑えつつこれらＯＢＣコンタクタ８１、８２をＯＮにするための時間を短くできる。従って、外部充電準備制御および故障判定にかかる時間を短くして、外部充電要求が出されてから、これらの制御・判定後の外部充電の開始までの時間を短くでき、外部充電を早期に開始させることができる。

また、ステップＳ２２の実施前にステップＳ４、Ｓ１２を実施して、プリコンタクタ７３がＯＮで且つＮ側メインコンタクタ７２がＯＦＦの状態でＰ側メインコンタクタ７１がＯＮにされる。つまり、高電圧バッテリ２の負極端子２ｂと高電圧回路３０とがプリコンタクタ７３を介して電気抵抗の高い状態で接続されている状態で、高電圧バッテリ２の正極端子２ａと高電圧回路３０とが電気的に接続される。そのため、高電圧バッテリ２と高電圧回路３０とが電気的に接続されたときに、高電圧バッテリ２から高い突入電流が高電圧回路３０に流れるのを防止でき、高電圧回路３０に設けられた電気機器の故障を防止できる。また、高電圧回路３０とＯＢＣ回路４０とが電気的に接続されている場合において、上記の突入電流がＯＢＣ回路４０に流れるのも防止でき、ＯＢＣ４１の故障を防止できる。

また、上記実施形態では、少なくとも一方のＯＢＣコンタクタ８１、８２がＯＦＦ固着しているとステップＳ１２の実施後（Ｐ側メインコンタクタ７１への指令をＯＮに切り替えた後）にＯＢＣ電圧が上昇しないことを利用して、ステップＳ１５の判定を実施し、ステップＳ１２の実施後にＯＢＣ電圧が上昇しない場合は少なくとも一方のＯＢＣコンタクタ８１、８２がＯＦＦ固着していると判定する。従って、ＯＢＣコンタクタ８１、８２がＯＦＦ固着しているか否か、つまり、閉成状態で故障しているか否かを適切に判定できる。

また、上記実施形態では、Ｐ側メインコンタクタ７１がＯＮ固着しているとステップＳ４の実施後（プリコンタクタ７３への指令をＯＮに切り替えた後）にメイン電圧が上昇することを利用して、ステップＳ５の判定を実施し、ステップＳ４の実施後にメイン電圧が上昇するとＰ側メインコンタクタ７１がＯＮ固着していると判定する。従って、Ｐ側メインコンタクタ７１がＯＮ固着しているか否かを適切に判定できる。

また、上記実施形態では、Ｐ側メインコンタクタ７１とプリコンタクタ７３の少なくとも一方がＯＦＦ固着しているとステップＳ１２の実施後（Ｐ側メインコンタクタ７１への指令をＯＮに切り替えた後）にメイン電圧が上昇しないことを利用して、ステップＳ１３の判定を実施し、ステップＳ１２の実施後にメイン電圧が上昇しないとＰ側メインコンタクタ７１とプリコンタクタ７３の少なくとも一方がＯＦＦ固着していると判定する。従って、Ｐ側メインコンタクタ７１とプリコンタクタ７３の故障を適切に判定できる。

また、上記実施形態では、Ｎ側メインコンタクタ７２がＯＦＦ固着しているとステップＳ２４の実施後（プリコンタクタ７３への指令をＯＦＦに切り替えた後）にメイン電圧が低下することを利用して、ステップＳ２５の判定を実施し、ステップＳ２４の実施後にメイン電圧が低下するとＮ側メインコンタクタ７２がＯＦＦ固着していると判定する。従って、Ｎ側メインコンタクタ７２がＯＦＦ固着しているか否かを適切に判定できる。

また、上記実施形態では、少なくとも一方のＯＢＣコンタクタ８１、８２がＯＦＦ固着していると、外部充電開始後にＯＢＣ電圧の値がメイン電圧よりも低くなることを利用して、ステップＳ２８の判定を実施し、外部充電開始後のこれらの電圧差が判定値以上の場合は少なくとも一方のＯＢＣコンタクタ８１、８２がＯＦＦ固着していると判定する。従って、これらＯＢＣコンタクタ８１、８２の故障を適切に判定できる。

また、上記実施形態では、外部充電終了後に各コンタクタ７１、７２，７３、８１、８２を閉成させるタイミングも利用して故障判定を行っており、これらの故障判定の機会を確保できる。また、Ｎ側メインコンタクタ７２とプリコンタクタ８３の少なくとも一方がＯＮ固着していると、外部充電終了後のステップＳ３２の実施後（Ｎ側メインコンタクタ７２への指令をＯＦＦに切り替えた後）にメイン電圧が低下しないことを利用して、ステップＳ３３の判定を実施し、ステップＳ３２の実施後にメイン電圧が低下しない場合はＮ側メインコンタクタ７２とプリコンタクタ８３の少なくとも一方がＯＮ固着していると判定する。従って、これらＮ側メインコンタクタ７２とプリコンタクタ８３の故障を適切に判定できる。

（変形例）
上記実施形態では、高電圧回路３０の電圧を検出するためのメイン電圧センサＳＮ１をＤＣ／ＤＣコンバータ８に設けた場合を説明したが、メイン電圧センサＳＮ１を設ける位置はこれに限られない。また、高電圧回路３０の電圧の増減を検出するためのセンサはこれに限られない。例えば、電流センサ等を利用して高電圧回路３０の電圧の増減を検出してもよい。同様に、ＯＢＣ電圧センサＳＮ２に代えて、電流センサ等を利用してＯＢＣ回路４０の電圧の増減を検出してもよい。

上記実施形態では、プリコンタクタ７３をＰ側メインコンタクタ７１と並列に配設した場合を説明したが、プリコンタクタ７３はＮ側メインコンタクタ７２と並列に配設してもよい。なお、プリコンタクタ７３をＮ側メインコンタクタ７２と並列に配設した場合は、上記の故障判定（図４～図７のフローチャート）において「Ｐ側メインコンタクタ」と「Ｎ側メインコンタクタ」とを入れ替えればよい。また、外部充電装置は車外の直流電源からの電力により高電圧バッテリを充電するものでもよい。

２ 高電圧バッテリ（バッテリ）
２ａ 正極端子
２ｂ 負極端子
３ 低電圧バッテリ
４ モータ
６ インバータ
３０ 高電圧回路（第１回路）
４０ ＯＢＣ回路（第２回路）
４１ ＯＢＣ（外部充電装置）
４３ ＡＣ／ＤＣコンバータ
７１ Ｐ側メインコンタクタ（第２メインコンタクタ、メインコンタクタ）
７２ Ｎ側メインコンタクタ（第１メインコンタクタ、メインコンタクタ）
７３ プリコンタクタ（プリチャージコンタクタ）
８１ Ｐ側ＯＢＣコンタクタ（外部充電コンタクタ）
８２ Ｎ側ＯＢＣコンタクタ（外部充電コンタクタ）
２０１ ＰＣＭ（制御装置）
ＳＮ１ メイン電圧センサ（検出装置、第３検出装置）
ＳＮ２ ＯＢＣ電圧センサ（第２検出装置、第３検出装置）

Claims (12)

1. 正極端子および負極端子を備えるバッテリ、インバータおよびモータを含む第１回路、前記正極端子および負極端子の一方と前記第１回路の電気的接続を断接する第１メインコンタクタ、前記正極端子および負極端子の他方と前記第１回路の電気的接続を断接する第２メインコンタクタ、および、前記第１メインコンタクタと並列状態で配設されて前記一方の端子と前記第１回路の電気的接続を断接するプリチャージコンタクタ、を備える車両に搭載されるコンタクタ故障判定装置において、
   車外の電源からの電力を前記バッテリに供給して当該バッテリを充電可能な外部充電装置を含む第２回路と、
   前記第１回路と前記第２回路の負極側および正極側の各電気的接続をそれぞれ断接する一対の外部充電コンタクタと、
   前記第２回路の電圧の増減を検出可能な検出装置と、
   停車後に、前記第１メインコンタクタ、前記第２メインコンタクタ、前記プリチャージコンタクタおよび前記各外部充電コンタクタを開成させるとともに、車外の電源によって前記バッテリを充電させる外部充電の開始要求が出されると、車外の電源から前記外部充電装置への電力供給が開始される前に、前記各コンタクタの状態を前記各メインコンタクタおよび前記各外部充電コンタクタが閉成し且つ前記プリチャージコンタクタが開成する状態にする外部充電準備制御を実施する制御装置とを備え、
   前記プリチャージコンタクタを介した前記端子と前記第１回路との間の電気抵抗は、前記第１メインコンタクタを介した前記端子と前記第１回路との間の電気抵抗よりも大きくされており、
   前記制御装置は、前記外部充電準備制御の実施時に、前記各外部充電コンタクタを閉成させる第１制御を実施し、当該第１制御の実施後に前記プリチャージコンタクタを閉成させる第２制御を実施し、当該第２制御の実施後に前記第２メインコンタクタを閉成させる第３制御を実施し、前記第３制御の実施後に前記第２回路の電圧が増大しないことが前記検出装置によって検出されると、少なくとも一方の前記外部充電コンタクタが開成した状態で故障していると判定する、ことを特徴とする車両のコンタクタ故障判定装置。
2. 請求項１に記載の車両のコンタクタ故障判定装置において、
   前記制御装置は、前記第１制御の実施時、前記外部充電コンタクタの双方を同時に閉成させる、ことを特徴とする車両のコンタクタ故障判定装置。
3. 請求項１または２に記載の車両のコンタクタ故障判定装置において、
   前記第１回路の電圧の増減を検出可能な第２検出装置を備え、
   前記制御装置は、前記第２制御の実施後に前記第１回路の電圧が増大したことが前記第２検出装置によって検出されると、前記第２メインコンタクタが閉成した状態で故障していると判定する、ことを特徴とする車両のコンタクタ故障判定装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の車両のコンタクタ故障判定装置において、
   前記制御装置は、前記第３制御の実施後に前記第１回路の電圧が増大しないことが、当該第１回路の電圧の増減を検出可能な第２検出装置によって検出されると、前記プリチャージコンタクタと前記第２メインコンタクタの少なくとも一方が開成状態で故障していると判定する、ことを特徴とする車両のコンタクタ故障判定装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の車両のコンタクタ故障判定装置において、
   前記外部充電準備制御の実施時において、前記制御装置は、
   前記第３制御の実施後に前記第１メインコンタクタを閉成させる第４制御を実施し、
   前記第４制御の実施後に前記プリチャージコンタクタを開成させる第５制御を実施し、
   前記第５制御の実施後に前記第１回路の電圧が減少したことが、当該第１回路の電圧の増減を検出可能な第２検出装置によって検出されると、前記第１メインコンタクタが開成した状態で故障していると判定する、ことを特徴とする車両のコンタクタ故障判定装置。
6. 請求項５に記載の車両のコンタクタ故障判定装置において、
   前記第２制御を実施してから前記第３制御を実施するまでの時間は、前記第３制御を実施してから前記第４制御を実施するまでの時間よりも短くされる、ことを特徴とする車両のコンタクタ故障判定装置。
7. 請求項５または６に記載の車両のコンタクタ故障判定装置において、
   前記第３制御を実施してから前記第４制御を実施するまでの時間は、前記第４制御を実施してから前記第５制御を実施するまでの時間よりも長くされる、ことを特徴とする車両のコンタクタ故障判定装置。
8. 請求項５～７のいずれか１項に記載の車両のコンタクタ故障判定装置において、
   前記第４制御を実施してから前記第５制御を実施するまでの時間は、前記第１制御を実施してから前記第２制御を実施するまでの時間よりも長くされる、ことを特徴とする車両のコンタクタ故障判定装置。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の車両のコンタクタ故障判定装置において、
   前記第１回路と前記第２回路との電圧差を検出可能な第３検出装置を備え、
   前記制御装置は、前記外部充電の開始後、前記第２回路の電圧が前記第１回路の電圧に対して所定の判定値以上低いことが前記第３検出装置によって検出されると、少なくとも一方の前記外部充電コンタクタが開成した状態で故障していると判定する、ことを特徴とする車両のコンタクタ故障判定装置。
10. 請求項１～９のいずれか１項に記載の車両のコンタクタ故障判定装置において、
    前記制御装置は、前記外部充電が終了すると、前記第１メインコンタクタを開成させる第６制御を実施し、当該第６制御の実施後に前記第１回路の電圧が減少しないことが当該第１回路の電圧の増減を検出可能な第２検出装置によって検出されると、前記第１メインコンタクタと前記プリチャージコンタクタの少なくとも一方が閉成状態で故障していると判定する、ことを特徴とする車両のコンタクタ故障判定装置。
11. 請求項１～１０のいずれか１項に記載の車両のコンタクタ故障判定装置において、
    前記外部充電装置は、交流電流を直流電流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータを有し、車外の交流電源を直流電流に変換して前記バッテリに供給する、ことを特徴とする車両のコンタクタ故障判定装置。
12. 請求項１～１１のいずれか１項に記載の車両のコンタクタ故障判定装置において、
    前記第１制御を実施してから前記第２制御を実施するまでの時間は、前記第２制御を実施してから前記第３制御を実施するまでの時間よりも短くされる、ことを特徴とする車両のコンタクタ故障判定装置。
    

Images