JP6624128B2

JP6624128B2 - 自動車

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Publication number: JP6624128B2
Application number: JP2017048156A
Authority: JP
Inventors: 清仁岡田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2037-03-14
Also published as: US10518649B2; JP2018153014A; US20180264958A1

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、モータと蓄電装置と充電器と走行用リレーと充電用リレーとを備える自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、モータと、モータに電力ラインを介して電力を供給するバッテリと、外部電源からの電力を用いて電力ラインを介してバッテリを充電する充電器と、電力ラインにおける蓄電装置とモータとの間に設けられた駆動用リレーと、電力ラインにおける蓄電装置と充電器との間に設けられた充電用リレーと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、駆動用リレーは、電力ラインの正極側ラインに設けられた駆動用正極側リレーと、電力ラインの負極側ラインに設けられた駆動用負極側リレーと、プリチャージ用抵抗と駆動用プリチャージ用リレーとが駆動用負極側リレーをバイパスするように直列に接続された駆動用プリチャージ回路と、を有する。充電用リレーは、電力ラインの正極側ラインに設けられた充電用正極側リレーと、電力ラインの負極側ラインに設けられた充電用負極側リレーと、駆動用プリチャージ回路と共用のプリチャージ用抵抗と充電用プリチャージ用リレーとが充電用負極側リレーをバイパスするように直列に接続された充電用プリチャージ回路と、を有する。

特開２０１３−１８３４９５号公報

こうした自動車では、ユーザの利便性のより向上を図ることが求められている。例えば、走行時に駆動用リレーの一部（駆動用負極側リレー）がオフ故障したときでも走行可能にすることが求められたり、外部電源からの電力を用いて充電器によりバッテリを充電する外部充電時に充電用リレーの一部（充電用負極側リレー）がオフ故障したときでも外部充電可能にすることが求められたりしている。

本発明の自動車は、ユーザの利便性のより向上を図ることを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の自動車は、
走行用のモータと、
前記モータに電力ラインを介して電力を供給する蓄電装置と、
外部電源からの電力を用いて前記電力ラインを介して前記蓄電装置を充電する外部充電が可能な充電器と、
前記電力ラインにおける前記蓄電装置と前記モータとの間に設けられた走行用リレーと、
前記電力ラインにおける前記蓄電装置と前記充電器との間に設けられた充電用リレーと、
前記走行用リレーおよび前記充電用リレーを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記走行用リレーは、前記電力ラインの正極側ラインおよび負極側ラインのうちの一方に設けられた第１リレーと、前記正極側ラインおよび前記負極側ラインのうちの他方に設けられた第２リレーと、抵抗素子と第３リレーとが前記第２リレーをバイパスするように直列に接続された第１プリチャージ回路と、を有し、
前記充電用リレーは、前記正極側ラインおよび前記負極側ラインのうちの前記一方に設けられた第４リレーと、前記正極側ラインおよび前記負極側ラインのうちの前記他方に設けられた第５リレーと、前記第１プリチャージ回路と共用の前記抵抗素子と第６リレーとが前記第５リレーをバイパスするように直列に接続された第２プリチャージ回路と、を有し、
前記制御装置は、前記第１リレーがオンで前記第２リレーがオフ故障したときには、前記第３リレーと前記第５リレーと前記第６リレーとをオンにする、
ことを要旨とする。

この本発明の第１の自動車では、走行用リレーは、電力ラインの正極側ラインおよび負極側ラインのうちの一方に設けられた第１リレーと、正極側ラインおよび負極側ラインのうちの他方に設けられた第２リレーと、抵抗素子と第３リレーとが第２リレーをバイパスするように直列に接続された第１プリチャージ回路と、を有する。また、充電用リレーは、電力ラインの正極側ラインおよび負極側ラインのうちの一方に設けられた第４リレーと、正極側ラインおよび負極側ラインのうちの他方に設けられた第５リレーと、第１プリチャージ回路と共用の抵抗素子と第６リレーとが第５リレーをバイパスするように直列に接続された第２プリチャージ回路と、を有する。そして、第１リレーがオンで第２リレーがオフ故障したときには、第３リレーと第５リレーと第６リレーとをオンにする。これにより、蓄電装置の正極，第１リレー，モータ，第３リレー，第６リレー，第５リレー，蓄電装置の負極の順に電流が流れる回路を構成することができるから、第２リレーがオフ故障したときでも、蓄電装置からモータに電力を供給して走行（退避走行）することができる。この結果、ユーザの利便性のより向上を図ることができる。なお、このとき、抵抗素子には電流が流れないから、損失が大きくなるのを抑制することができる。

こうした本発明の第１の自動車において、前記電力ラインにおける前記走行用リレーよりも前記モータ側に取り付けられたコンデンサを備え、前記制御装置は、前記第１リレーがオンで前記第２リレーがオフ故障したときには、前記第３リレーをオンにして前記コンデンサのプリチャージを行なった後に、前記第５リレーおよび前記第６リレーをオンにするものとしてもよい。こうすれば、第５リレーおよび第６リレーをオンにするときに大電流が流れるのを抑制し、第５リレーおよび第６リレーが溶着するのを抑制することができる。

本発明の第１の自動車において、前記制御装置は、前記第１リレーがオンで前記第２リレーがオフ故障したときには、前記走行用リレーまたは前記第２リレーが故障している旨をユーザに報知するものとしてもよい。こうすれば、走行用リレーまたは第２リレーが故障している旨をユーザに認識させることができる。この場合、前記制御装置は、前記第１リレーがオンで前記第２リレーがオフ故障して前記第３リレーと前記第５リレーと前記第６リレーとをオンにしたときには、走行可能である旨をユーザに報知するものとしてもよい。こうすれば、走行用リレー（第２リレー）が故障しても走行可能である旨をユーザに認識させることができる。

本発明の第１の自動車において、前記制御装置は、前記第１リレーがオンで、前記第２リレーのオフ故障を検知してから前記第３リレーと前記第５リレーと前記第６リレーとをオンにするまでは、前記モータの駆動を禁止するものとしてもよい。

本発明の第１の自動車において、前記制御装置は、前記外部充電時に、前記第４リレーがオンで前記第５リレーがオフ故障したときには、前記第２リレーと前記第３リレーと前記第６リレーとをオンにするものとしてもよい。これにより、充電器，第４リレー，蓄電装置，第２リレー，第３リレー，第６リレー，充電器の順に電流が流れる回路を構成することができるから、第５リレーがオフ故障したときでも、外部充電を行なうことができる。この結果、ユーザの利便性のより向上を図ることができる。なお、このとき、抵抗素子には電流が流れないから、損失が大きくなるのを抑制することができる。

本発明の第２の自動車は、
走行用のモータと、
前記モータに電力ラインを介して電力を供給する蓄電装置と、
外部電源からの電力を用いて前記電力ラインを介して前記蓄電装置を充電する外部充電が可能な充電器と、
前記電力ラインにおける前記蓄電装置と前記モータとの間に設けられた走行用リレーと、
前記電力ラインにおける前記蓄電装置と前記充電器との間に設けられた充電用リレーと、
前記走行用リレーおよび前記充電用リレーを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記走行用リレーは、前記電力ラインの正極側ラインおよび負極側ラインのうちの一方に設けられた第１リレーと、前記正極側ラインおよび前記負極側ラインのうちの他方に設けられた第２リレーと、抵抗素子と第３リレーとが前記第２リレーをバイパスするように直列に接続された第１プリチャージ回路と、を有し、
前記充電用リレーは、前記正極側ラインおよび前記負極側ラインのうちの前記一方に設けられた第４リレーと、前記正極側ラインおよび前記負極側ラインのうちの前記他方に設けられた第５リレーと、前記第１プリチャージ回路と共用の前記抵抗素子と第６リレーとが前記第５リレーをバイパスするように直列に接続された第２プリチャージ回路と、を有し、
前記制御装置は、前記外部充電時に、前記第４リレーがオンで前記第５リレーがオフ故障したときには、前記第２リレーと前記第３リレーと前記第６リレーとをオンにする、
ことを要旨とする。

この本発明の第２の自動車では、走行用リレーは、電力ラインの正極側ラインおよび負極側ラインのうちの一方に設けられた第１リレーと、正極側ラインおよび負極側ラインのうちの他方に設けられた第２リレーと、抵抗素子と第３リレーとが第２リレーをバイパスするように直列に接続された第１プリチャージ回路と、を有する。また、充電用リレーは、電力ラインの正極側ラインおよび負極側ラインのうちの一方に設けられた第４リレーと、正極側ラインおよび負極側ラインのうちの他方に設けられた第５リレーと、第１プリチャージ回路と共用の抵抗素子と第６リレーとが第５リレーをバイパスするように直列に接続された第２プリチャージ回路と、を有する。そして、制御装置は、外部充電時に、第４リレーがオンで第５リレーがオフ故障したときには、第２リレーと第３リレーと第６リレーとをオンにする。これにより、充電器，第４リレー，蓄電装置，第２リレー，第３リレー，第６リレー，充電器の順に電流が流れる回路を構成することができるから、第５リレーがオフ故障したときでも、外部充電を行なうことができる。この結果、ユーザの利便性のより向上を図ることができる。なお、このとき、抵抗素子には電流が流れないから、損失が大きくなるのを抑制することができる。

こうした本発明の第２の自動車において、前記制御装置は、前記外部充電時に前記第４リレーがオンで前記第５リレーがオフ故障したときには、前記充電用リレーまたは前記第５リレーが故障している旨をユーザに報知するものとしてもよい。こうすれば、充電用リレーまたは第５リレーが故障している旨をユーザに認識させることができる。この場合、前記制御装置は、前記外部充電時に前記第４リレーがオンで前記第５リレーがオフ故障して前記第２リレーと前記第３リレーと前記第６リレーとをオンにしたときには、前記外部充電を行なう旨をユーザに報知するものとしてもよい。こうすれば、充電用リレー（第５リレー）が故障しても外部充電が可能である旨をユーザに認識させることができる。

本発明の第２の自動車において、前記制御装置は、前記外部充電時に、前記第４リレーがオンで、前記第５リレーのオフ故障を検知してから前記第２リレーと前記第３リレーと前記第６リレーとをオンにするまでは、前記充電器の駆動を禁止するものとしてもよい。

本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。電子制御ユニット５０により実行されるトリップ時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。走行用リレーＳＭＲの正極側リレーＳＭＲＢおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰと充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰとがオンの状態でモータ３２を駆動する際の電流の流れを示す説明図である。電子制御ユニット５０により実行される外部充電時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。充電用リレーＣＨＲの正極側リレーＣＨＲＢおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰと走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰとがオンの状態で充電器４４を駆動する際の電流の流れを示す説明図である。変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、蓄電装置としてのバッテリ３６と、走行用リレーＳＭＲと、充電用リレーＣＨＲと、充電器４０と、電子制御ユニット５０と、を備える。

モータ３２は、例えば同期発電電動機として構成されており、駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。インバータ３４は、モータ３２の駆動に用いられると共に電力ライン３８に接続されている。モータ３２は、電子制御ユニット５０によって、インバータ３４の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン３８に接続されている。電力ライン３８におけるバッテリ３６とインバータ３４との間には、平滑用のコンデンサ４２と放電用の放電抵抗４３とが並列に取り付けられている。

充電器４０は、電力ライン３８に接続されており、自宅や充電ステーションなどの充電ポイントで車両側コネクタ４１と家庭用電源や工業用電源などの外部電源９０からの電源側コネクタとが接続されているときに、外部電源９０からの電力を用いてバッテリ３６を充電する外部充電を実行可能に構成されている。この充電器４０は、電子制御ユニット５０により制御される。電力ライン３８におけるバッテリ３６と充電器４０との間には、平滑用のコンデンサ４４が取り付けられている。

走行用リレーＳＭＲは、電力ライン３８におけるバッテリ３６とインバータ３４やコンデンサ４２との間に設けられている。この走行用リレーＳＭＲは、電力ライン３８の正極側ラインに設けられた正極側リレーＳＭＲＢと、電力ライン３８の負極側ラインに設けられた負極側リレーＳＭＲＧと、プリチャージ用抵抗ＲＰおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰが負極側リレーＳＭＲＧをバイパスするように直列に接続されたプリチャージ回路ＳＭＲＣと、を備える。走行用リレーＳＭＲは、電子制御ユニット５０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ３６側とインバータ３４やコンデンサ４２側との接続および接続の解除を行なう。

充電用リレーＣＨＲは、電力ライン３８におけるバッテリ３６と充電器４０やコンデンサ４４との間に設けられている。この充電用リレーＣＨＲは、電力ライン３８の正極側ラインに設けられた正極側リレーＣＨＲＢと、電力ライン３８の負極側ラインに設けられた負極側リレーＣＨＲＧと、プリチャージ抵抗ＲＰおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰが負極側リレーＣＨＲＧをバイパスするように直列に接続されたプリチャージ回路ＣＨＲＣと、を備える。ここで、プリチャージ用抵抗ＲＰは、プリチャージ回路ＳＭＲＣとプリチャージ回路ＣＨＲＣとで共用されている。充電用リレーＣＨＲは、電子制御ユニット５０によってオンオフ制御されることにより、バッテリ３６側と充電器４０やコンデンサ４４側との接続および接続の解除を行なう。

電子制御ユニット５０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポートを備える。電子制御ユニット５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット５０に入力される信号としては、例えば、モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ３２ａからのモータ３２の回転子の回転位置θｍや、バッテリ３６の端子間に取り付けられた電圧センサ３６ａからのバッテリ３６の電圧Ｖｂ，バッテリ３６の出力端子に取り付けられた電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の電流Ｉｂを挙げることができる。また、充電器４０の出力端子に取り付けられた電流センサ４０ａからの充電器４０の出力電流Ｉｃｈや、車両側コネクタ４１に取り付けられると共に車両側コネクタ４１と電源側コネクタ９１との接続を検出する接続検出センサ４１ａからの接続検出信号も挙げることができる。さらに、コンデンサ４２の端子間に取り付けられた電圧センサ４２ａからのコンデンサ４２の電圧ＶＬ１や、コンデンサ４４の端子間に取り付けられた電圧センサ４４ａからのコンデンサ４４の電圧ＶＬ２も挙げることができる。加えて、イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号や、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰも挙げることができる。また、アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ６８からの車速Ｖも挙げることができる。電子制御ユニット５０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット５０から出力される信号としては、例えば、インバータ３４への制御信号や、充電器４０への制御信号，走行用リレーＳＭＲへの制御信号，充電用リレーＣＨＲへの制御信号，情報を表示する表示装置６９への制御信号を挙げることができる。電子制御ユニット５０は、電流センサ３６ｂからのバッテリ３６の入出力電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを演算している。

こうして構成された実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット５０は、ユーザ（運転者）によりイグニッションスイッチ６０がオンにされると、走行用リレーＳＭＲをオンにしてレディオンする（走行可能とする）。走行用リレーＳＭＲをオンにする際の接続処理では、正極側リレーＳＭＲＢおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰをオンにしてコンデンサ４２のプリチャージ（充電）を行なった後に、負極側リレーＳＭＲＧをオンにすると共にプリチャージ用リレーＳＭＲＰをオフにする。ここで、コンデンサ４２のプリチャージ（充電）は、正極側リレーＳＭＲＢおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰのオンによって、バッテリ３６の正極，正極側リレーＳＭＲＢ，コンデンサ４２，プリチャージ用リレーＳＭＲＰ，プリチャージ用抵抗ＲＰ，バッテリ３６の負極による回路が形成されることにより行なわれる。また、コンデンサ４２のプリチャージは、コンデンサ４２の電圧ＶＬ１がバッテリ３６の電圧Ｖｂよりも若干低い閾値ＶＬｒｅｆ１以上に至ったときに完了したと判定される。こうして走行用リレーＳＭＲをオンにすると、ユーザのアクセル操作に応じてモータ３２を駆動制御して走行する。そして、イグニッションスイッチ６０がオフにされると、走行用リレーＳＭＲをオフにしてレディオフする。以下、イグニッションスイッチ６０がオンにされてからオフにされるまでを「トリップ」という。

また、実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット５０は、自宅や充電ステーションなどの充電ポイントでイグニッションスイッチ６０がオフのときに、ユーザにより車両側コネクタ４１と外部電源９０からの電源側コネクタ９１とが接続されると（接続検出センサ４１ａからの接続検出信号がオン信号になると）、充電用リレーＣＨＲをオンにする。充電用リレーＣＨＲをオンにする際の接続処理では、正極側リレーＣＨＲＢおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰをオンにしてコンデンサ４４のプリチャージ（充電）を行なった後に、負極側リレーＣＨＲＧをオンにすると共にプリチャージ用リレーＣＨＲＰをオフにする。ここで、コンデンサ４４のプリチャージ（充電）は、正極側リレーＣＨＲＢおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰのオンによって、バッテリ３６の正極，正極側リレーＣＨＲＢ，コンデンサ４４，プリチャージ用リレーＣＨＲＰ，プリチャージ用抵抗ＲＰ，バッテリ３６の負極による回路が形成されることにより、行なわれる。また、コンデンサ４４のプリチャージは、コンデンサ４４の電圧ＶＬ２がバッテリ３６の電圧Ｖｂよりも若干低い閾値ＶＬｒｅｆ２（例えば閾値ＶＬｒｅｆ１と同一の値）以上に至ったときに完了したと判定される。こうして充電用リレーＣＨＲをオンにすると、外部充電が行なわれる（外部電源９０からの動力を用いてバッテリ３６が充電される）ように充電器４０を制御する。そして、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣが所定割合Ｓｃｈ（例えば、８０％，８５％，９０％など）に至ると、充電器４０の制御を終了することによって外部充電を終了し、充電用リレーＣＨＲをオフにする。

次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、トリップ時（イグニッションスイッチ６０がオンにされてからオフにされるまでの間）に走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障したときの動作について説明する。図２は、電子制御ユニット５０により実行されるトリップ時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、トリップ時で且つ走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障していないときに繰り返し実行される。なお、走行用リレーＳＭＲの正極側リレーＳＭＲＰは、正常にオンになっているものとした。

図２のトリップ時処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、まず、走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障したか否かを判定する（ステップＳ１００）。コンデンサ４２のプリチャージが完了した後において、走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障すると、バッテリ３６からインバータ３４（モータ３２）側に電力が供給されないから、モータ３２の駆動や放電抵抗４３による電力消費によってコンデンサ４２の電圧ＶＬ１が低下する。したがって、コンデンサ４２のプリチャージが完了した後において、例えば、電圧センサ４２ａからのコンデンサ４２の電圧ＶＬ１をバッテリ３６の電圧Ｖｂよりも低く且つ上述の閾値ＶＬｒｅｆ１よりも低い閾値ＶＬｒｅｆ３と比較することにより、走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障したか否かを判定することができる。走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障していない（正常である）と判定したときには、そのまま本ルーチンを終了する。なお、イグニッションスイッチ６０がオンにされてからコンデンサ４２のプリチャージが完了するまでの間は、そもそも走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧをオンにしないから、そのまま本ルーチンを終了する。

ステップＳ１００で走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障したと判定したときには、モータ３２の駆動を禁止し（ステップＳ１１０）、走行用リレーＳＭＲまたは負極側リレーＳＭＲＧが故障している旨を表示装置６９に表示する（ステップＳ１２０）。モータ３２の駆動を禁止すると、モータ３２を駆動していないとき（例えば走行を開始する前）にはその状態を保持し、モータ３２を駆動しているときにはモータ３２の駆動を停止する。また、走行用リレーＳＭＲまたは負極側リレーＳＭＲＧが故障している旨を表示装置６９に表示することにより、走行用リレーＳＭＲが故障している旨をユーザに報知して認識させることができる。

そして、走行用リレーＳＭＲのプリチャージ用リレーＳＭＲＰをオンにしてコンデンサ４２のプリチャージを行なって（ステップＳ１３０）、コンデンサ４２のプリチャージが完了するのを待つ（ステップＳ１４０）。コンデンサ４２のプリチャージについては上述した。こうしてコンデンサ４２のプリチャージが完了すると、充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＰおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰをオンにし（ステップＳ１５０）、モータ３２の駆動を許可し（ステップＳ１６０）、走行（退避走行）可能である旨を表示装置６９に表示して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。モータ３２の駆動を許可すると、ユーザのアクセル操作に応じたモータ３２の駆動を開始（再開）する。

図３は、走行用リレーＳＭＲの正極側リレーＳＭＲＢおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰと充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰとがオンの状態でモータ３２を駆動する際の電流の流れを示す説明図である。この際には、電流は、図３の太実線に示すように、バッテリ３６の正極，正極側リレーＳＭＲＢ，インバータ３４（モータ３２），プリチャージ用リレーＳＭＲＰ，プリチャージ用リレーＣＨＲＰ，負極側リレーＣＨＲＧ，バッテリ３６の負極の順に流れる。このようにして、バッテリ３６からインバータ３４を介してモータ３２に電力を供給して走行する（退避走行を行なう）ことができる。なお、このとき、プリチャージ用抵抗ＲＰには電流が流れないから、損失が大きくなるのを抑制することができる。しかも、コンデンサ４２のプリチャージが完了してから充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＰおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰをオンにするから、負極側リレーＣＨＲＰおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰをオンにするときに大電流が流れるのを抑制し、負極側リレーＣＨＲＰおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰが溶着するのを抑制することができる。また、走行（退避走行）可能である旨を表示装置６９に表示することにより、走行用リレーＳＭＲが故障（負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障）しても走行可能であることをユーザに報知して認識させることができる。なお、走行を許可する旨に加えて、ディーラー等への持ち込みを促す旨も、表示装置６９に表示するものとしてもよい。

次に、外部充電時（車両側コネクタ４１と外部電源９０からの電源側コネクタ９１とが接続されてから外部充電が終了するまでの間）に充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障したときの動作について説明する。図４は、電子制御ユニット５０により実行される外部充電時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、外部充電時で充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障していないときに繰り返し実行される。なお、充電用リレーＣＨＲの正極側リレーＣＨＲＰは、正常にオンになっているものとした。

図４の外部充電時処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障したか否かを判定する（ステップＳ２００）。コンデンサ４４のプリチャージが完了した後において、充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障すると、充電器４０からバッテリ３６側に電力を供給できないから、充電器４０の出力電流Ｉｃｈが略値０になる。したがって、コンデンサ４４のプリチャージが完了した後において、例えば、電流センサ４０ａからの充電器４０の出力電流Ｉｃｈを値０よりも若干大きい閾値Ｉｃｈｒｅｆと比較することにより、充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障したか否かを判定することができる。充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障していない（正常である）と判定したときには、そのまま本ルーチンを終了する。なお、車両側コネクタ４１と外部電源９０からの電源側コネクタ９１とが接続されてからコンデンサ４４のプリチャージが完了するまでの間は、そもそも充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧをオンにしないから、そのまま本ルーチンを終了する。

ステップＳ２００で充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障したと判定したときには、充電器４０の駆動を禁止し（ステップＳ２１０）、充電用リレーＣＨＲが故障している旨を表示装置６９に表示する（ステップＳ２２０）。充電器４０の駆動を禁止すると、充電器４０を駆動していないとき（例えば外部充電を開始する前）にはその状態を保持し、充電器４０を駆動しているときには充電器４０の駆動を停止する。また、充電用リレーＣＨＲの故障の表示装置６９に表示することにより、充電用リレーＣＨＲが故障している旨をユーザに報知して認識させることができる。

そして、充電用リレーＣＨＲのプリチャージ用リレーＣＨＲＰと走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＢおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰとをオンにし（ステップＳ２３０）、充電器４０の駆動を許可し（ステップＳ２４０）、外部充電を行なう旨を表示装置６９に表示して（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。充電器４０の駆動を許可すると、充電器４０の駆動を開始（再開）する。

図５は、充電用リレーＣＨＲの正極側リレーＣＨＲＢおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰと走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰとがオンの状態で充電器４０を駆動する際の電流の流れを示す説明図である。この際には、電流は、図５の太実線に示すように、充電器４０，正極側リレーＣＨＲＢ，バッテリ３６，負極側リレーＳＭＲＧ，プリチャージ用リレーＳＭＲＰ，プリチャージ用リレーＣＨＲＰ，充電器４０の順に電流が流れる。このようにして、充電器４０からバッテリ３６に電力を供給する（外部充電を行なう）ことができる。この結果、充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障したときに外部充電を終了するものに比して、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを高くすることができるから、次回のトリップでの走行可能距離を長くすることができる。なお、このとき、プリチャージ用抵抗ＲＰには電流が流れないから、損失が大きくなるのを抑制することができる。また、外部充電を行なう旨を表示装置６９に表示することにより、充電用リレーＣＨＲが故障（負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障）しても外部充電が可能であることをユーザに報知して認識させることができる。

以上説明した実施例の電気自動車２０では、トリップ時に、走行用リレーＳＭＲの正極側リレーＳＭＲＢがオンで負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障したときには、走行用リレーＳＭＲのプリチャージ用リレーＳＭＲＰと充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰとをオンにする。これにより、走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障したときでも、バッテリ３６からインバータ３４を介してモータ３２に電力を供給して走行する（退避走行を行なう）ことができる。

また、実施例の電気自動車２０では、外部充電時に、充電用リレーＣＨＲの正極側リレーＣＨＲＢがオンで負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障したときには、充電用リレーＣＨＲのプリチャージ用リレーＣＨＲＰと走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰとをオンにする。これにより、充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障したときでも、充電器４０からバッテリ３６に電力を供給する（外部充電を行なう）ことができる。この結果、充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障したときに外部充電を終了するものに比して、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを高くすることができるから、次回のトリップでの走行可能距離を長くすることができる。

実施例の電気自動車２０では、トリップ時に走行用リレーＳＭＲの正極側リレーＳＭＲＢがオンで負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障したときには、走行用リレーＳＭＲのプリチャージ用リレーＳＭＲＰをオンにしてコンデンサ４２のプリチャージを行なった後に、充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＰおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰをオンにするものとした。しかし、走行用リレーＳＭＲのプリチャージ用リレーＳＭＲＰと充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＰおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰとを略同時にオンにするものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、トリップ時に、走行用リレーＳＭＲの正極側リレーＳＭＲＢがオンで負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障したときには、走行用リレーＳＭＲ（負極側リレーＳＭＲＧ）が故障している旨を表示装置６９に表示し、その後に、走行用リレーＳＭＲのプリチャージ用リレーＳＭＲＰと充電用リレーＣＨＲの負極側リレーＣＨＲＧおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰとをオンにすると、走行（退避走行）可能である旨を表示装置６９に表示するものとした。しかし、前者だけを表示装置６９に表示するものとしてもよいし、何れも表示装置６９に表示しないものとしてもよい。また、これらの情報を表示装置６９に表示するのに代えて、警告灯などを点灯したり、スピーカから音声出力したりするものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、外部充電時に、充電用リレーＣＨＲの正極側リレーＣＨＲＢがオンで負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障したときには、充電用リレーＣＨＲ（負極側リレーＣＨＲＧ）が故障している旨を表示装置６９に表示し、その後に、充電用リレーＣＨＲのプリチャージ用リレーＣＨＲＰと走行用リレーＳＭＲの負極側リレーＳＭＲＧおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰとをオンにすると、外部充電を行なう旨を表示装置６９に表示するものとした。しかし、前者だけを表示装置６９に表示するものとしてもよいし、何れも表示装置６９に表示しないものとしてもよい。また、これらの情報を表示装置６９に表示するのに代えて、警告灯などを点灯したり、スピーカから音声出力したりするものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、走行用リレーＳＭＲのプリチャージ回路ＳＭＲＣは、プリチャージ用抵抗ＲＰおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰが負極側リレーＳＭＲＧをバイパスするように直列に接続され、充電用リレーＣＨＲのプリチャージ回路ＣＨＲＣは、プリチャージ回路ＳＭＲＣと共用のプリチャージ抵抗ＲＰおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰが負極側リレーＣＨＲＧをバイパスするように直列に接続されるものとした。しかし、走行用リレーＳＭＲのプリチャージ回路ＳＭＲＣは、プリチャージ用抵抗ＲＰおよびプリチャージ用リレーＳＭＲＰが正極側リレーＳＭＲＢをバイパスするように直列に接続され、充電用リレーＣＨＲのプリチャージ回路ＣＨＲＣは、プリチャージ回路ＳＭＲＣと共用のプリチャージ抵抗ＲＰおよびプリチャージ用リレーＣＨＲＰが正極側リレーＣＨＲＢをバイパスするように直列に接続されるものとしてもよい。

実施例では、図１に示したように、駆動輪２２ａ，２２ｂに連結された駆動軸２６にモータ３２を接続する電気自動車２０の構成とした。しかし、図６の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、駆動輪２２ａ，２２ｂに連結された駆動軸２６にモータ３２を接続するのに加えて、駆動軸２６にプラネタリギヤ１２４を介してエンジン１２２およびモータ１３２を接続するハイブリッド自動車１２０の構成としてもよい。ここで、モータ１３２は、電力ライン３８に接続されたインバータ１３４により駆動される。また、図７の変形例のハイブリッド自動車２２０に示すように、駆動輪２２ａ，２２ｂに連結された駆動軸２６とモータ３２との間に変速機２３０を設けると共にモータ３２にクラッチ２２９を介してエンジン２２２を接続するハイブリッド自動車２２０の構成としてもよい。これらのハイブリッド自動車において、上述の図２のトリップ時処理ルーチンを実行することにより、負極側リレーＳＭＲＧがオフ故障したときにモータ側とバッテリ側とを切り離して走行する（いわゆるバッテリレス走行を行なう）ものに比して、走行性能（退避走行性能）をより向上させることができる。また、これらのハイブリッド自動車において、上述の図４の外部充電時処理ルーチンを実行することにより、負極側リレーＣＨＲＧがオフ故障したときに外部充電を終了するものに比して、バッテリ３６の蓄電割合ＳＯＣを高くすることができる。この結果、次回のトリップ時におけるエンジンの始動頻度を低減することができる。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ３２が「モータ」に相当し、バッテリ３６が「蓄電装置」に相当し、充電器４０が「充電器」に相当し、走行用リレーＳＭＲが「走行用リレー」に相当し、充電用リレーＣＨＲが「充電用リレーＣＨＲ」に相当し、電子制御ユニット５０が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０電気自動車、２２ａ，２２ｂ駆動輪、２４デファレンシャルギヤ、２６駆動軸、３２，１３２モータ、３２ａ回転位置センサ、３４，１３４インバータ、３６バッテリ、３６ａ，４２ａ，４４ａ電圧センサ、３６ｂ電流センサ、３８電力ライン、４０充電器、４０ａ電流センサ、４１車両側コネクタ、４１ａ接続検出センサ、４２，４４コンデンサ、４３放電抵抗、５０電子制御ユニット、６０イグニッションスイッチ、６１シフトレバー、６２シフトポジションセンサ、６３アクセルペダル、６４アクセルペダルポジションセンサ、６５ブレーキペダル、６６ブレーキペダルポジションセンサ、６８車速センサ、６９表示装置、９０外部電源、９１電源側コネクタ、１２０，２２０ハイブリッド自動車、１２２，２２２エンジン、１２４プラネタリギヤ、２２９クラッチ、２３０変速機、ＣＨＲ充電用リレー、ＣＨＲＣ，ＳＭＲＣプリチャージ回路、ＣＨＲＢ，ＳＭＲＢ正極側リレー、ＣＨＲＧ，ＳＭＲＧ負極側リレー、ＣＨＲＰ，ＳＭＲＰプリチャージ用リレー、ＲＰプリチャージ用抵抗、ＳＭＲ走行用リレー。

Claims

走行用のモータと、
前記モータに電力ラインを介して電力を供給する蓄電装置と、
外部電源からの電力を用いて前記電力ラインを介して前記蓄電装置を充電する外部充電が可能な充電器と、
前記電力ラインにおける前記蓄電装置と前記モータとの間に設けられた走行用リレーと、
前記電力ラインにおける前記蓄電装置と前記充電器との間に設けられた充電用リレーと、
前記走行用リレーおよび前記充電用リレーを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記走行用リレーは、前記電力ラインの正極側ラインおよび負極側ラインのうちの一方に設けられた第１リレーと、前記正極側ラインおよび前記負極側ラインのうちの他方に設けられた第２リレーと、抵抗素子と第３リレーとが前記第２リレーをバイパスするように直列に接続された第１プリチャージ回路と、を有し、
前記充電用リレーは、前記正極側ラインおよび前記負極側ラインのうちの前記一方に設けられた第４リレーと、前記正極側ラインおよび前記負極側ラインのうちの前記他方に設けられた第５リレーと、前記第１プリチャージ回路と共用の前記抵抗素子と第６リレーとが前記第５リレーをバイパスするように直列に接続された第２プリチャージ回路と、を有し、
前記制御装置は、前記第１リレーがオンで前記第２リレーがオフからオンに移行しないオフ故障を生じたときには、前記第３リレーと前記第５リレーと前記第６リレーとをオンにする、
自動車。
請求項１記載の自動車であって、
前記電力ラインにおける前記走行用リレーよりも前記モータ側に取り付けられたコンデンサを備え、
前記制御装置は、前記第１リレーがオンで前記第２リレーが前記オフ故障を生じたときには、前記第３リレーをオンにして前記コンデンサのプリチャージを行なった後に、前記第５リレーおよび前記第６リレーをオンにする、
自動車。
請求項１または２記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記第１リレーがオンで前記第２リレーが前記オフ故障を生じたときには、前記走行用リレーまたは前記第２リレーが故障している旨をユーザに報知する、
自動車。
請求項３記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記第１リレーがオンで前記第２リレーが前記オフ故障を生じて前記第３リレーと前記第５リレーと前記第６リレーとをオンにしたときには、走行可能である旨をユーザに報知する、
自動車。
請求項１ないし４のうちの何れか１つの請求項に記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記外部充電時に、前記第４リレーがオンで前記第５リレーが前記オフ故障を生じたときには、前記第２リレーと前記第３リレーと前記第６リレーとをオンにする、
自動車。
走行用のモータと、
前記モータに電力ラインを介して電力を供給する蓄電装置と、
外部電源からの電力を用いて前記電力ラインを介して前記蓄電装置を充電する外部充電が可能な充電器と、
前記電力ラインにおける前記蓄電装置と前記モータとの間に設けられた走行用リレーと、
前記電力ラインにおける前記蓄電装置と前記充電器との間に設けられた充電用リレーと、
前記走行用リレーおよび前記充電用リレーを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記走行用リレーは、前記電力ラインの正極側ラインおよび負極側ラインのうちの一方に設けられた第１リレーと、前記正極側ラインおよび前記負極側ラインのうちの他方に設けられた第２リレーと、抵抗素子と第３リレーとが前記第２リレーをバイパスするように直列に接続された第１プリチャージ回路と、を有し、
前記充電用リレーは、前記正極側ラインおよび前記負極側ラインのうちの前記一方に設けられた第４リレーと、前記正極側ラインおよび前記負極側ラインのうちの前記他方に設けられた第５リレーと、前記第１プリチャージ回路と共用の前記抵抗素子と第６リレーとが前記第５リレーをバイパスするように直列に接続された第２プリチャージ回路と、を有し、
前記制御装置は、前記外部充電時に、前記第４リレーがオンで前記第５リレーがオフからオンに移行しないオフ故障を生じたときには、前記第２リレーと前記第３リレーと前記第６リレーとをオンにする、
自動車。
請求項６記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記外部充電時に前記第４リレーがオンで前記第５リレーが前記オフ故障を生じたときには、前記充電用リレーまたは前記第５リレーが故障している旨をユーザに報知する、
自動車。
請求項７記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記外部充電時に前記第４リレーがオンで前記第５リレーが前記オフ故障を生じて前記第２リレーと前記第３リレーと前記第６リレーとをオンにしたときには、前記外部充電を行なう旨をユーザに報知する、
自動車。