(57)【要約】【課題】  電流センサの周期が短い場合あるいは電流センサの精度が十分でない場合でも、高精度にコンデンサのプリチャージ終了を判定する。【解決手段】  本発明の電動車輌の制御装置は、二次電池を直列に接続した組電池、一端を組電池の一端に接続する第１のコンタクタ、一端を組電池の他端に接続する第２のコンタクタ、第１のコンタクタに並列に接続された第３のコンタクタ及び抵抗の直列回路、及び、第１のコンタクタと直列回路との並列回路の組電池とは反対側の一端と第２のコンタクタの他端との間に接続されたコンデンサ、を有する電動車輌の制御装置であって、第２及び第３のコンタクタが共に導通状態であるプリチャージ期間において、プリチャージ電流を検出する電流検出部と、プリチャージ電流の時間変化率が基準電流変化率を上回った場合にプリチャージ期間の終了と判定する判定部と、を有する。【選択図】  図１
2006238509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又は複数の二次電池を直列に接続した組電池、
接点の一端を前記組電池の一端に接続した第１のコンタクタ、
接点の一端を前記組電池の他端に接続した第２のコンタクタ、
前記第１のコンタクタに並列に接続された第３のコンタクタ及び抵抗の直列回路、及び、
前記第１のコンタクタと前記直列回路との並列回路の、組電池に対して反対の側の端と前記第２のコンタクタの他端との間に接続されたコンデンサ、
を有する電動車輌の制御装置であって、
前記第２のコンタクタ及び前記第３のコンタクタが共に導通状態であるプリチャージ期間において、導通経路を流れるプリチャージ電流を検出する電流検出部と、
前記プリチャージ電流の時間変化率を算出し、該プリチャージ電流の時間変化率が基準電流変化率を上回る場合に前記プリチャージ期間の終了と判定する判定部と、を有する
ことを特徴とする電動車輌の制御装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記プリチャージ期間の開始から所定時間経過後に前記電流検出部によって検出された第１のプリチャージ電流値が、第１の基準電流値を下回る場合に高圧回路系異常と判定するよう構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の電動車輌の制御装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記プリチャージ電流の時間変化率が基準電流変化率を上回った後に前記電流検出部によって検出された第２のプリチャージ電流値が、第２の基準電流値を上回る場合に高圧回路系異常と判定するよう構成される
ことを特徴とする請求項２に記載の電動車輌の制御装置。
【請求項４】
前記電動車輌の制御装置は、
前記第２のコンタクタ及び前記第３のコンタクタが共に導通状態であるプリチャージ期間において、導通経路を流れるプリチャージ電流を検出する電流検出部と、前記プリチャージ電流の時間変化率を算出し、該プリチャージ電流の時間変化率が基準電流変化率を上回る場合に前記プリチャージ期間の終了と判定する判定部と、を有することに代えて、
前記第２のコンタクタ及び前記第３のコンタクタが共に導通状態であるプリチャージ期間において、前記コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出部と、
前記コンデンサの両端電圧の時間変化率を算出し、該コンデンサの両端電圧の時間変化率が基準電圧変化率を下回る場合に前記プリチャージ期間の終了と判定する判定部と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の電動車輌の制御装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記プリチャージ期間の開始から所定時間経過後に前記電圧検出部によって検出された第１のコンデンサ両端電圧値が、第１の基準電圧値を上回る場合に高圧回路系異常と判定するよう構成される
ことを特徴とする請求項４に記載の電動車輌の制御装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記コンデンサの両端電圧の時間変化率が基準電圧変化率を下回った後に前記電圧検出部によって検出された第２のコンデンサ両端電圧値が、第２の基準電圧値を下回る場合に高圧回路系異常と判定するよう構成される
ことを特徴とする請求項５に記載の電動車輌の制御装置。
【請求項７】
１又は複数の二次電池を直列に接続した組電池、
接点の一端を前記組電池の一端に接続した第１のコンタクタ、
接点の一端を前記組電池の他端に接続した第２のコンタクタ、
前記第１のコンタクタに並列に接続された第３のコンタクタ及び抵抗の直列回路、及び、
前記第１のコンタクタと前記直列回路との並列回路の、組電池に対して反対の側の端と前記第２のコンタクタの他端との間に接続されたコンデンサ、
を有する電動車輌の制御方法であって、
前記第２のコンタクタ及び前記第３のコンタクタが共に導通状態であるプリチャージ期間において、導通経路を流れるプリチャージ電流を検出するステップと、
前記プリチャージ電流の時間変化率を算出し、該プリチャージ電流の時間変化率と基準電流変化率とを比較するステップと、
該プリチャージ電流の時間変化率が前記基準電流変化率を上回る場合に前記プリチャージ期間の終了と判定するステップと、
を有することを特徴とする電動車輌の制御方法。
【請求項８】
さらに、前記プリチャージ期間の開始から所定時間経過後に検出された第１のプリチャージ電流値が、第１の基準電流値を下回る場合に高圧回路系異常と判定するステップと、
前記プリチャージ電流の時間変化率が基準電流変化率を上回った後に検出された第２のプリチャージ電流値が、第２の基準電流値を上回る場合に高圧回路系異常と判定するステップと、
を有することを特徴とする請求項７に記載の電動車輌の制御方法。
【請求項９】
前記電動車輌の制御方法は、
前記第２のコンタクタ及び前記第３のコンタクタが共に導通状態であるプリチャージ期間において、導通経路を流れるプリチャージ電流を検出するステップと、前記プリチャージ電流の時間変化率を算出し、該プリチャージ電流の時間変化率と基準電流変化率とを比較するステップと、該プリチャージ電流の時間変化率が前記基準電流変化率を上回る場合に前記プリチャージ期間の終了と判定するステップと、を有することに代えて、
前記第２のコンタクタ及び前記第３のコンタクタが共に導通状態であるプリチャージ期間において、前記コンデンサの両端電圧を検出するステップと、
前記コンデンサの両端電圧の時間変化率を算出し、該コンデンサの両端電圧の時間変化率を基準電圧変化率と比較するステップと、
該コンデンサの両端電圧の時間変化率が前記基準電圧変化率を下回る場合に前記プリチャージ期間の終了を判定するステップと、
を有することを特徴とする請求項７に記載の電動車輌の制御方法。
【請求項１０】
さらに、前記プリチャージ期間の開始から所定時間経過後に検出された第１のコンデンサ両端電圧値が、第１の基準電圧値を上回る場合に高圧回路系異常と判定するステップと、
前記コンデンサの両端電圧の時間変化率が基準電圧変化率を下回った後に検出された第２のコンデンサ両端電圧値が、第２の基準電圧値を下回る場合に高圧回路系異常と判定するステップと、
を有することを特徴とする請求項９に記載の電動車輌の制御方法。
【請求項１１】
コンピュータに請求項７乃至請求項１０のいずれかの請求項に記載の電動車輌の制御方法を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムを格納することを特徴とするコンピュータ可読記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車輌の制御装置、電動車輌の制御方法、そのためのプログラム及びそれを格納したコンピュータ可読記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣＥ（Internal Combustion Engine／内燃機関）や燃料電池等を用いた自動車に補助動力源として組電池を搭載した、ハイブリッド車輌（「ＨＥＶ」：Hybrid Electric Vehicle）や電気自動車（「ＰＥＶ」：Pure Electric Vehicle）等の電動車輌が普及しつつある。
【０００３】
組電池は、通常、出力電圧が１．２Ｖ程度の単電池（セル）を、複数個（例えば２００個）直列接続することによって所望の総電圧を得る。また、電動車輌は、組電池からの直流電源を交流に変換して走行モータを駆動させるためのインバータを必要とする。
【０００４】
電動車輌のインバータの入力端子間には、インバータへの入力電圧の変動を平滑化する大容量のコンデンサが搭載されている。電動車輌を起動する際には、イグニションキーの信号をトリガとして、組電池とインバータの間を電気的に断続するメインコンタクタの接点を閉じてコンデンサを充電する。
【０００５】
しかしながら、電荷が空に近い状態であるコンデンサに対して、直接高圧電源である組電池から充電を行った場合、メインコンタクタの接点が閉じようとする瞬間に大電流が流れる。これにより、コンタクタの通電接点が損傷を受けたり、接点が加熱して溶けた後に加圧されることによってコンタクタの接点が溶着する虞がある。
【０００６】
そこで、メインコンタクタに並列になるよう抵抗とプリチャージコンタクタとの直列回路を設け、メインコンタクタを閉じる前にプリチャージコンタクタを閉じてコンデンサをプリチャージする方法が公知である。
【０００７】
図１５に、プリチャージコンタクタを用いた場合の各コンタクタの動作タイミングを示す。図１５において、まず、時刻Ｔ０でイグニションキーがオンとなり電動車輌が起動する。時刻Ｔ１〜Ｔ２（期間Ａ）において、プリチャージコンタクタのみをオンとし、組電池電圧とインバータ側の電圧を比較することでローサイドコンタクタの溶着検出を行う。また、時間Ｔ３〜Ｔ４（期間Ｂ）において、ローサイドコンタクタのみをオンとし、ハイサイドコンタクタ及びプリチャージコンタクタの溶着検出を行う。
【０００８】
溶着検出の後、時刻Ｔ４〜Ｔ５（期間Ｃ）において、ローサイドコンタクタ及びプリチャージコンタクタを共にオンとして、コンデンサのプリチャージを開始する。この時、抵抗が設けられている故に、プリチャージコンタクタの接点に大電流が流れることはない。時刻Ｔ５においてプリチャージがほぼ終了すると、ハイサイドコンタクタをオンとして、組電池の電圧を印加する。
【０００９】
上記の方法によれば、ローサイドコンタクタ及びプリチャージコンタクタとが共にオンであるプリチャージ期間（期間Ｃ）を設けることによって、所定の抵抗を介して制限された電流でコンデンサをある程度まで予め充電（プリチャージ）する。これにより、メインコンタクタをオンとする時、メインコンタクタの接点に大電流が流れることを防止するものである。
【００１０】
また、特許文献１に、このプリチャージ期間の終了を判定する従来例の電動車輌の制御装置が開示されている。このような電動車輌の制御装置は、コンデンサのプリチャージ開始後、所定時間Ｔが経過してプリチャージがほぼ終了したと推定されると、プリチャージ電流Ｉｆを測定する。測定したプリチャージ電流Ｉｆと基準電流値Ｉｒｅｆとを比較し、Ｉｆ≦Ｉｒｅｆとなった場合にプリチャージ期間の終了を判定するものであった。
【００１１】
また、このような電動車輌の制御装置は、コンデンサが充電されているプリチャージ期間の開始後、所定時間Ｔが経過するまでのプリチャージ電流Ｉｆの積算値ΣＩｆを算出する。算出したプリチャージ電流Ｉｆの積算値ΣＩｆと電流基準積算値ΣＩｒｅｆとを比較し、ΣＩｆ≧ΣＩｒｅｆとなった場合にプリチャージ期間の終了を判定するものであった。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−３０４５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、近年、低コスト化とプリチャージに掛かる時間の短縮のため、コンデンサは小容量化される傾向にある。そのため、プリチャージ電流の時定数が短くなり、上記従来例の電動車輌の制御装置では、プリチャージ電流の積算値の誤差を小さくするために、電流センサの電流測定周期をできるだけ短くする必要がある。通常、電動車輌の電源制御にはそのような短い周期で電流を測定する必要が無い故、プリチャージ期間の終了を判定するためだけに回路やソフトウェアが複雑化し、コストがかかる、という問題があった。
【００１４】
また、プリチャージ電流の測定誤差を低減するために、電流オフセット誤差の小さい電流センサを用いる必要がある。ＧａＡｓ（gallium arsenide／ガリウム砒素）のホール効果を利用するセンサ（ＧａＡｓホールセンサ）を用いた一般的な電流センサでは、磁場直線性が良好である一方、オフセット電圧（不均衡電位）の温度変化が大きい。そのため、電動車輌の電源付近という使用環境においては、センサの精度を安定に保つことができない、という問題があった。高精度の電流センサを用いるにはコストがかかる。
【００１５】
また、プリチャージ電流の積算値を算出する場合、コンデンサの容量のバラツキや電流センサの測定誤差等を考慮すると、プリチャージ期間の終了判定が行われるまでの所定時間Ｔを長めに設定する必要がある。そのため、プリチャージ期間が長くなる、という問題があった。
【００１６】
本発明は、上記問題に鑑み、電流センサの電流測定周期が短い場合あるいは電流センサの精度が十分でない場合でも、特に長期間のプリチャージをしなくても高精度にプリチャージ期間の終了を判定することを目的とし、低コスト化かつプリチャージ期間の短縮化を図りうる電動車輌の制御装置、電動車輌の制御方法、プログラム及びコンピュータ可読記録媒体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記問題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
請求項１に記載の電動車輌の制御装置は、１又は複数の二次電池を直列に接続した組電池、接点の一端を前記組電池の一端に接続した第１のコンタクタ、接点の一端を前記組電池の他端に接続した第２のコンタクタ、前記第１のコンタクタに並列に接続された第３のコンタクタ及び抵抗の直列回路、及び、前記第１のコンタクタと前記直列回路との並列回路の、組電池に対して反対の側の端と前記第２のコンタクタの他端との間に接続されたコンデンサ、を有する電動車輌の制御装置であって、前記第２のコンタクタ及び前記第３のコンタクタが共に導通状態であるプリチャージ期間において、導通経路を流れるプリチャージ電流を検出する電流検出部と、前記プリチャージ電流の時間変化率を算出し、該プリチャージ電流の時間変化率が基準電流変化率を上回る場合に前記プリチャージ期間の終了と判定する判定部と、を有する。
【００１８】
この発明によれば、第２のコンタクタ及び第３のコンタクタが共に導通状態となり、コンデンサが充電されているプリチャージ期間において、導通経路を流れるプリチャージ電流の時間変化率を算出して、基準電流変化率と比較することによって、プリチャージ期間の終了を判定する。これにより、電流センサの周期が短い場合あるいは電流センサの精度が十分でない場合でも、特に長期間のプリチャージをしなくても高精度にプリチャージ期間の終了判定ができ、低コスト化かつプリチャージ期間の短縮化を図りうる電動車輌の制御装置を実現することができる。
【００１９】
請求項２に記載の電動車輌の制御装置では、請求項１に記載の電動車輌の制御装置において、前記判定部は、前記プリチャージ期間の開始から所定時間経過後に前記電流検出部によって検出された第１のプリチャージ電流値が、第１の基準電流値を下回る場合に高圧回路系異常と判定するよう構成される。
【００２０】
通常、プリチャージ電流は、プリチャージ期間の開始直後に急激に増加し、その後、徐々に減少する。したがって、プリチャージ電流がある程度大きいと考えられるタイミングにおいて検出された第１のプリチャージ電流値が第１の基準電流値を下回っている場合、プリチャージが正常に行われていない等の異常が発生していると考えられる。
所定時間は、プリチャージ電流がある程度大きいと考えられるタイミングとなるよう設定される。
【００２１】
この発明によれば、プリチャージ期間の開始から所定時間経過後に検出された第１のプリチャージ電流値が第１の基準電流値を下回っている場合に、高圧回路系の異常を判定する、安全性の高い電動車輌の制御装置を実現することができる。
【００２２】
請求項３に記載の電動車輌の制御装置では、請求項２に記載の電動車輌の制御装置において、前記判定部は、前記プリチャージ電流の時間変化率が基準電流変化率を上回った後に前記電流検出部によって検出された第２のプリチャージ電流値が、第２の基準電流値を上回る場合に高圧回路系異常と判定するよう構成される。
【００２３】
通常、プリチャージ電流は、プリチャージ期間の開始から十分長い時間が経過した後において、十分小さい値に収束している。したがって、プリチャージ電流の時間変化率が基準電流変化率を上回り、プリチャージ電流がほぼ収束したと考えられるタイミングにおいて検出された第２のプリチャージ電流値が第２の基準電流値を上回っている場合、高圧回路内の負荷の増大等の異常が発生していると考えられる。
【００２４】
この発明によれば、プリチャージ電流の時間変化率が基準電流変化率を上回った後に検出された第２のプリチャージ電流値が第２の基準電流値を上回っている場合に、高圧回路系の異常を判定する、安全性の高い電動車輌の制御装置を実現することができる。
【００２５】
請求項４に記載の電動車輌の制御装置では、請求項１に記載の電動車輌の制御装置において、前記電動車輌の制御装置は、前記第２のコンタクタ及び前記第３のコンタクタが共に導通状態であるプリチャージ期間において、導通経路を流れるプリチャージ電流を検出する電流検出部と、前記プリチャージ電流の時間変化率を算出し、該プリチャージ電流の時間変化率が基準電流変化率を上回る場合に前記プリチャージ期間の終了と判定する判定部と、を有することに代えて、前記第２のコンタクタ及び前記第３のコンタクタが共に導通状態であるプリチャージ期間において、前記コンデンサの両端電圧を検出する電圧検出部と、前記コンデンサの両端電圧の時間変化率を算出し、該コンデンサの両端電圧の時間変化率が基準電圧変化率を下回る場合に前記プリチャージ期間の終了と判定する判定部と、を有する。
【００２６】
この発明によれば、第２のコンタクタ及び第３のコンタクタが共に導通状態となり、コンデンサが充電されるプリチャージ期間において、コンデンサの両端電圧の時間変化率を算出して、基準電圧変化率と比較することによって、プリチャージ期間の終了を判定する。これにより、電流センサの周期又は電流センサの精度に関係なく、特に長期間のプリチャージをしなくても高精度にプリチャージ期間の終了を判定できる、低コスト化かつプリチャージ期間の短縮化を図りうる電動車輌の制御装置を実現することができる。
【００２７】
請求項５に記載の電動車輌の制御装置では、請求項４に記載の電動車輌の制御装置において、前記判定部は、前記プリチャージ期間の開始から所定時間経過後に前記電圧検出部によって検出された第１のコンデンサ両端電圧値が、第１の基準電圧値を上回る場合に高圧回路系異常と判定するよう構成される。
【００２８】
通常、プリチャージが行われる前においてコンデンサは放電されているため、プリチャージ期間の開始時にはコンデンサの両端電圧はゼロであり、その後、コンデンサの両端電圧は徐々に増加する。したがって、コンデンサの両端電圧が十分に増加していないと考えられるタイミングにおいて検出された第１のコンデンサ両端電圧が第１の基準電圧値を上回っている場合、コンデンサの放電が正常に行われていない等の異常が発生していると考えられる。
所定時間は、コンデンサの両端電圧が十分に増加していないと考えられるタイミングとなるよう設定される。
【００２９】
この発明によれば、プリチャージ期間の開始から所定時間経過後に検出された第１のコンデンサの両端電圧値が第１の基準電圧値を上回っている場合に、高圧回路系の異常を判定する、安全性の高い電動車輌の制御装置を実現することができる。
【００３０】
請求項６に記載の電動車輌の制御装置は、請求項５に記載の電動車輌の制御装置において、前記判定部は、前記コンデンサの両端電圧の時間変化率が基準電圧変化率を下回った後に前記電圧検出部によって検出された第２のコンデンサ両端電圧値が、第２の基準電圧値を下回る場合に高圧回路系異常と判定するよう構成される。
【００３１】
通常、コンデンサの両端電圧は、プリチャージ期間の開始から十分長い時間が経過した後において、十分大きい値に収束している。したがって、コンデンサの両端電圧の時間変化率が基準電圧変化率を下回り、コンデンサの両端電圧がほぼ収束したと考えられるタイミングにおいて検出された第２のコンデンサ両端電圧値が第２の基準電圧値を下回っている場合、高圧回路内の負荷の増大等の異常が発生していると考えられる。
【００３２】
この発明によれば、コンデンサの両端電圧の時間変化率が基準電圧変化率を下回った後に検出された第２のコンデンサ両端電圧値が第２の基準電圧値を上回っている場合に、高圧回路系の異常を判定する、安全性の高い電動車輌の制御装置を実現することができる。
【００３３】
また、上記と同等の効果を奏する電動車輌の制御方法、プログラム、及び、コンピュータ可読記録媒体を実現することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、電流センサの周期が短い場合あるいは電流センサの精度が十分でない場合でも、特に長期間のプリチャージをしなくても高精度にプリチャージ期間の終了判定ができ、低コスト化かつプリチャージ期間の短縮化を図りうる電動車輌の制御装置、電動車輌の制御方法、プログラム及びコンピュータ可読記録媒体を実現することができる、という有利な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下本発明の実施をするための最良の形態を具体的に示した実施の形態について、図面とともに記載する。
【００３６】
《実施の形態１》
図１〜３を用いて、本発明の実施の形態１における電動車輌の制御装置について説明する。図１は、本実施の形態の電動車輌の制御装置の構成を示すブロック図である。図１において、本実施の形態の電動車輌の制御装置は、組電池１、ハイサイドコンタクタ（メインコンタクタ）２、ローサイドコンタクタ３、プリチャージコンタクタ４、制限抵抗５、第１のコンデンサ６、インバータ７、モータジェネレータ８、電流センサ９、電源制御部１０及び車輌制御部１１を有する。
【００３７】
組電池１は、直列接続された複数の電池ブロックから構成される、総電圧３００Ｖの電源である。各電池ブロックは、出力電圧１．２Ｖの二次電池を複数個直列接続することによって構成される。二次電池は、例えば、エネルギー密度、出力密度、サイクル寿命等の基本特性に優れる密閉型のニッケル水素化物電池（ニッケル水素蓄電池）であるが、これに限らず、リチウムイオン二次電池、ニッケルカドミウム蓄電池、鉛蓄電池等を用いても良い。
【００３８】
組電池１の正極側には、ハイサイドコンタクタ２の一端が接続され、負極側にはローサイドコンタクタ３の一端が接続される。プリチャージコンタクタ４は、制限抵抗５（例えば、１０Ω程度）と共に直列回路を構成し、この直列回路は、ハイサイドコンタクタ２と並列に接続される。
【００３９】
ハイサイドコンタクタ２、ローサイドコンタクタ３、及びプリチャージコンタクタ４は、各々可動接点と固定接点とを有し、さらに可動接点を動作させるためのコイルを有する。各コイルは一端を接地電位に接続し、車輌制御部１１を介して補助電源電圧Ｖｓｕｂをコイルに印加されることによって可動接点を可動し、接点間の導通状態及び遮断状態を切り替える。
【００４０】
第１のコンデンサ６は、ハイサイドコンタクタ２の他端と、ローサイドコンタクタ３の他端との間に接続された、定格２ｍＦ程度のコンデンサである。第１のコンデンサ６は、インバータ７に印加される電圧の変動を抑える働きをし、モータジェネレータ８に安定して電圧を供給するために設けられる。
【００４１】
インバータ７は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の高速スイッチングが可能な複数個のトランジスタ及びダイオードから構成される。インバータ７は、入力した直流電源を交流に変換して、モータジェネレータ８の各相に電圧を順次印加することによって、モータジェネレータ８を回転駆動する。
【００４２】
モータジェネレータ８は、インバータ７によって制御され、例えばロータ内部に埋め込まれた磁石が、ステータコイルに印加された電圧によって回転力を与えられることによって回転駆動する。モータジェネレータ８は、三相交流発電機又は三相交流電動機として機能する。モータジェネレータ８は、発電機として機能している場合、組電池１を充電し、電動機として機能している場合、組電池１からの電力を消費する。
【００４３】
電流センサ９は、導線を流れる電流によって発生する電磁界を検出するホールセンサを用いて、組電池１の低圧側のラインに流れる電流Ｉを検出する。検出された電流Ｉは電気信号に変換された後、電源制御部１０に入力される。
【００４４】
車輌制御部１１は、車輌判定部１１０、コンタクタ制御部１１１及びインバータ制御部１１２を有する。
車輌判定部１１０は、図示しないイグニションキー、アクセル、シフトレバー、ブレーキ等の操作による操作信号を操作信号入力端子Ｏｐから入力され、各信号に応じてコンタクタ制御部１１１、インバータ制御部１１２及び電源制御部１０に命令を出力する。
【００４５】
コンタクタ制御部１１１は、ハイサイドコンタクタ２、ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４のコイルに補助電源電圧Ｖｓｕｂを印加することによって、各コンタクタ２〜４の導通状態及び遮断状態を制御する。
インバータ制御部１１２は、インバータに印加される電圧（コンデンサ両端電圧）、及び、インバータ７の出力信号である三相の電流信号等に基づいて、インバータ７のトランジスタを制御する信号を出力し、インバータ７を介してモータジェネレータ８の回転数等を制御する。
【００４６】
電源制御部１０は、電源判定部１００、第１のマルチプレクサ１０１、第２のマルチプレクサ１０２、サンプルスイッチ部１０３、電流検出部１０５、電圧検出部１０６、第２のコンデンサ１０７及び温度検出部１０８を有する。
【００４７】
電流検出部１０５は、所定の電流測定周期毎に（例えば、１０ｍｓ毎に）電流センサ９が検出した電流Ｉを読み出して、電源判定部１００に出力する。
【００４８】
第１のマルチプレクサ１０１及び第２のマルチプレクサ１０２は、一端が組電池１の各電池ブロック間に接続され、他端がサンプルスイッチ部１０３を介して電圧検出部１０６に接続された複数のスイッチから構成される。
第２のコンデンサ１０７は、第１のマルチプレクサ１０１及びサンプルスイッチ部１０３間と、第２のマルチプレクサ１０２及びサンプルスイッチ１０３間とを接続する。
サンプルスイッチ部１０３は、第２のコンデンサ１０７の両端にそれぞれ接続された２つのスイッチから構成される。
電圧検出部１０６は、サンプルスイッチ部１０３の２つのスイッチが共にオンである時に第２のコンデンサ１０７の両端電圧を測定して電源判定部１００に出力する。
【００４９】
第１のマルチプレクサ１０１及び第２のマルチプレクサ１０２からそれぞれスイッチを選択してオンとすることによって、組電池１の任意の電池ブロックの両端電圧で第２のコンデンサ１０７を充電する。サンプルスイッチ部１０３の２つのスイッチがオンになると、第２のコンデンサ１０７に充電された電圧が電圧検出部１０６によって検出される。
第１のマルチプレクサ１０１、第２のマルチプレクサ１０２及びサンプルスイッチ部１０３は、電源判定部１００に制御される。
【００５０】
温度検出部１０８は、組電池１の近傍に設けられたサーミスタ等の温度センサによって組電池１の温度を検出する。温度センサは、組電池１内での温度差を補償するために複数個設けられても良い。
【００５１】
電源判定部１００は、電圧検出部１０６が検出した組電池１の電池ブロック電圧と、温度検出部１０８が検出した組電池１の温度と、電流検出部１０５が検出した電流とを入力し、それらの情報から組電池１の状態を監視する。車輌制御部１１は、電源判定部１００から出力される、組電池１の状態に関する情報に基づいて、インバータ制御及びコンタクタ制御を行う。
【００５２】
また、電源判定部１００は、プリチャージコンタクタ４によって第１のコンデンサ６が充電されるプリチャージ期間において、電流検出部１０５からの電流値Ｉをプリチャージ電流Ｉｆとして入力し、以下の式（１）に従ってプリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔを算出する。算出したプリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔが所定の基準電流変化率を上回った場合に、プリチャージ期間の終了を判定する。
【００５３】
本実施の形態において、所定の基準電流変化率は、−０．０５であるとする。なお、以下の式（１）において、前回測定したプリチャージ電流をＩｆｐｒｅ、今回測定したプリチャージ電流をＩｆｃｕｒ、電流センサ９の電流測定周期をＰ１とする。
ｄＩｆ／ｄｔ＝（Ｉｆｐｒｅ−Ｉｆｃｕｒ）／Ｐ１  ・・・・・・（１）
【００５４】
電源判定部１００は、例えば、マイクロコンピュータであり、電池ブロックの電圧を調べる機能、プリチャージ期間の終了を判定する機能は、コンピュータ可読記録媒体に記憶されたプログラムによって実行される。
【００５５】
次に、図２〜図４を用いて、本実施の形態における電動車輌の制御装置のプリチャージ終了判定方法について説明する。図２は、プリチャージ電流Ｉｆの変化を示す図、図３は、電流センサ９の電流測定周期を１０ｍｓとした場合のプリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔの変化を示す図である。
【００５６】
まず、図２の時刻０ｍｓにおいて、図示しないイグニションキーがオンとなり、電動車輌が起動すると、コンタクタ制御部１１１がローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４をオンとする信号を出力する。時刻２０ｍｓにおいて、ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４が共にオンとなり、第１のコンデンサ６は、プリチャージコンタクタ４によって、制限抵抗５を介して制限された電圧で充電（プリチャージ）される。ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４を共にオンとする前に、図１５に示す期間Ａ（プリチャージコンタクタ４のみがオンである期間）及び期間Ｂ（ローサイドコンタクタ３のみがオンである期間）を設けて、各コンタクタ２〜４の溶着検出を行っても良い。
【００５７】
図２に示されるように、プリチャージ期間の開始時刻２０ｍｓにおいて、プリチャージ電流Ｉｆが急激に増加する。その後、徐々に減少してやがてゼロに収束する。
【００５８】
電源判定部１００は、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔを算出する。図３に示されるように、プリチャージ期間の開始時刻２０ｍｓにおいて、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔはプラス側に大きく増加する。その後、プリチャージ電流Ｉｆが減少に転じるため、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔはマイナス側に落ち込み、徐々に増加してやがてほぼゼロに収束する。なお、図２の時刻２０ｍｓ近傍でのプリチャージ電流Ｉｆの急激な変化に対して、電流センサ９の電流測定周期（１０ｍｓ）が長い。そのため、図３の時刻２０ｍｓ近傍においては、図２に示したプリチャージ電流Ｉｆに対して、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔに誤差が表れている。しかし、想定されるプリチャージ期間に対して電流センサ９の電流測定周期（１０ｍｓ）が十分短く、かつ、以下に詳細に説明する図４のステップＳ４０１において５０ｍｓの待ち時間を設けている故に、この誤差は無視できる。
【００５９】
図４は、本実施の形態における電動車輌の制御装置によるプリチャージ終了判定方法を説明するフローチャートである。
まず、ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４が共にオンとなりプリチャージが開始される（Ｓ４００）。
【００６０】
次に、プリチャージ期間の開始から５０ｍｓ経過したかどうかを調べ（Ｓ４０１）、経過した場合はＳ４０２に進む。５０ｍｓ経過していない場合は、Ｓ４０１に戻る。これは、プリチャージ開始直後において、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔが一旦プラス側に大きく増加するため、この増加によってプリチャージ期間の終了と判定されないために設けられるステップである。また、このＳ４０１の期間、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔの算出及び比較を行わないので、比較のための処理に要するメモリ等を低減できる。
【００６１】
次に、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔが所定の基準電流変化率である−０．０５を上回るか否かを調べ（Ｓ４０２）、上回る場合は、プリチャージ電流Ｉｆの減少がほぼ収束したと考えられるので、ハイサイドコンタクタ２をオンとしてプリチャージを終了する（Ｓ４０３）。ｄＩｆ／ｄｔが−０．０５以下である場合は、Ｓ４０２に戻る。
【００６２】
以上のように、本実施の形態の電動車輌の制御装置によれば、プリチャージ期間において、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔが所定の基準電流変化率を上回った場合に、プリチャージ期間の終了と判定する。これにより、電流センサの電流測定周期が短い場合あるいは電流センサの精度が十分でない場合でも、特に長期間のプリチャージをしなくても高精度にプリチャージ期間の終了を判定することが可能となる。したがって、高精度な電流センサを用いる必要がなく、また、短い周期で電流値を検出するために複雑な回路を搭載する必要がなく、低コスト化かつプリチャージ期間の短縮化を図りうる電動車輌の制御装置を実現することができる。
【００６３】
《実施の形態２》
図５〜図７を参照して、本発明の実施の形態２における電動車輌の制御装置について説明する。図５は、本実施の形態の電動車輌の制御装置の構成を示すブロック図である。図５において、電源制御部１０に代えて電源制御部５０を有する点、及び、表示出力部５２を有する点において、図１に示した実施の形態１とは異なる。電源制御部５０は、電源判定部１００に代えて電源判定部５００を有する点において、図１に示した実施の形態１の電源制御部１０とは異なる。それ以外の点においては実施の形態１と同様であり、同一符号を付した要素についての詳細な説明は省略する。
【００６４】
電源判定部５００は、プリチャージコンタクタ４によって第１のコンデンサ６が充電されるプリチャージ期間において、電流検出部１０５からの電流値をプリチャージ電流Ｉｆとして入力し、上記式（１）に従ってプリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔを算出する。算出したプリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔが所定の基準電流変化率を上回った場合にプリチャージ期間の終了を判定する。本実施の形態において、所定の基準電流変化率は、−０．０５であるとする。なお、プリチャージ期間の終了判定方法については、実施の形態１と同様であるので詳細な説明を省略する。
【００６５】
また、電源判定部５００は、プリチャージ期間の開始から所定時間経過後に入力された第１のプリチャージ電流値Ｉｆ１を第１の基準電流値Ｉｒｅｆ１と比較する。また、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔが所定の基準電流変化率を上回った後に入力された第２のプリチャージ電流値Ｉｆ２を第２の基準電流値Ｉｒｅｆ２と比較する。比較結果がＩｆ１＜Ｉｒｅｆ１、あるいは、Ｉｆ２＞Ｉｒｅｆ２である場合、高圧回路系の異常と判定し、表示出力部５２に表示命令を出力する。
【００６６】
所定時間はプリチャージ電流Ｉｆがある程度大きいと考えられるタイミングとなるよう設定する。本実施の形態において、所定時間を３０ｍｓ、第１の基準電流値Ｉｒｅｆ１を５Ａ、第２の基準電流値Ｉｒｅｆ２を３Ａとする。
【００６７】
電源判定部５００は、例えば、マイクロコンピュータであり、電池ブロックの電圧を調べる機能、プリチャージ期間の終了を判定する機能、及び、高圧回路系の異常を判定する機能は、コンピュータ可読記録媒体に記憶されたプログラムによって実行される。
【００６８】
表示出力部５２は、例えばＬＥＤ、液晶パネル、スピーカ等であり、電源判定部５００によって高圧回路系の異常が判定された場合に、表示又は音声又はその両方によって、電動車輌の操作者に対して異常を通知する。
【００６９】
次に、図６及び図７を用いて、本実施の形態における電動車輌の制御装置の高圧回路系異常判定方法について説明する。図６は、正常なプリチャージ電流Ｉｆの変化（曲線６０）、及び、異常なプリチャージ電流Ｉｆの変化（曲線６１及び６２）を示す図である。
【００７０】
まず、図６の時刻０ｍｓにおいて、図示しないイグニションキーがオンとなり、電動車輌が起動すると、コンタクタ制御部１１１がローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４をオンとする信号を出力する。時刻２０ｍｓにおいて、ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４が共にオンとなり、第１のコンデンサ６は、プリチャージコンタクタ４によって、制限抵抗５を介して制限された電圧で充電（プリチャージ）される。ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４を共にオンとする前に、図１５に示す期間Ａ（プリチャージコンタクタ４のみがオンである期間）及び期間Ｂ（ローサイドコンタクタ３のみがオンである期間）を設けて、各コンタクタ２〜４の溶着検出を行っても良い。
【００７１】
図６に示されるように、プリチャージ期間の開始時刻２０ｍｓにおいて、プリチャージ電流Ｉｆが急激に増加する。その後、徐々に減少してやがてゼロに収束する。
【００７２】
電源判定部５００は、プリチャージ開始から所定時間である３０ｍｓ経過後（図６において時刻５０ｍｓ）に入力された第１のプリチャージ電流値Ｉｆ１を第１の基準電流値Ｉｒｅｆ１である５Ａと比較する。また、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔが所定の基準電流変化率を上回った後に入力された第２のプリチャージ電流値Ｉｆ２を第２の基準電流値Ｉｒｅｆ２である３Ａと比較する。
【００７３】
所定時間はプリチャージ電流Ｉｆがある程度大きいと考えられるタイミングとなるよう設定されている故に、第１のプリチャージ電流値Ｉｆ１が５Ａを下回る場合、プリチャージが正常に行われていない等の異常が発生していると考えられる。また、プリチャージ電流Ｉｆがほぼ収束したと考えられるタイミングにおいて、第２のプリチャージ電流値Ｉｆ２が３Ａを上回る場合、高圧回路内の負荷の増大等の異常が発生していると考えられる。
【００７４】
図７は、本実施の形態における電動車輌の制御装置の高圧回路系異常判定方法について説明するフローチャートである。
まず、ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４が共にオンとなりプリチャージが開始される（Ｓ４００）。
【００７５】
次に、プリチャージ期間の開始から所定時間である３０ｍｓが経過したかどうかを調べ（Ｓ７０１）、経過した場合はＳ７０２に進む。３０ｍｓ経過していない場合は、Ｓ７０１に戻る。
次に、３０ｍｓ経過後に入力された第１のプリチャージ電流Ｉｆ１が第１の基準電流値Ｉｒｅｆ１である５Ａを下回るか否かを調べ（Ｓ７０２）、下回る場合はＳ７０４に進む。第１のプリチャージ電流Ｉｆ１が５Ａ以上である場合はＳ４０２に進む。
【００７６】
次に、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔが所定の基準電流変化率である−０．０５を上回るか否かを調べ（Ｓ４０２）、上回る場合は、プリチャージ電流Ｉｆの減少がほぼ収束したと考えられるのでＳ７０３に進む。ｄＩｆ／ｄｔが−０．０５以下である場合は、Ｓ４０２に戻る。
【００７７】
次に、第２のプリチャージ電流Ｉｆ２が第２の基準電流値Ｉｒｅｆ２である３Ａを上回るか否かを調べ（Ｓ７０３）、上回る場合はＳ７０４に進む。第２のプリチャージ電流Ｉｆ２が３Ａ以下である場合は、ハイサイドコンタクタ２をオンとしてプリチャージを終了する（Ｓ４０３）。Ｓ７０４において、電源判定部５００は、高圧回路系の異常と判定し、表示出力部１２に異常を通知する表示を出力する。
【００７８】
上記図７のフローチャートに従えば、図６における曲線６２は、時刻５０ｍｓにおいて、第１のプリチャージ電流Ｉｆ１が５Ａを下回るため、Ｓ７０２で高圧回路系の異常と判定される。また、図６における曲線６１は、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔが所定の基準電流変化率を上回った後において第２のプリチャージ電流Ｉｆ２が３Ａを上回るため、Ｓ７０３で高圧回路系の異常と判定される。
【００７９】
以上のように、本実施の形態の電動車輌の制御装置によれば、プリチャージ期間において、プリチャージ期間の開始から所定時間の経過後にプリチャージ電流値を基準電流値と比較することによって、高圧回路系異常を判定することができる。
【００８０】
なお、本実施の形態において、プリチャージ電流と基準電流値との比較を２回（第１のプリチャージ電流値Ｉｆ１と第１の基準電流値Ｉｒｅｆ１との比較、及び、第２のプリチャージ電流値Ｉｆ２と第２の基準電流値Ｉｒｅｆ２との比較）実行した。しかし、これに限らず、いずれか１回の比較でも良い。
【００８１】
《実施の形態３》
図８〜図１１を参照して、本発明の実施の形態３における電動車輌の制御装置について説明する。図８は、本実施の形態の電動車輌の制御装置の構成を示すブロック図である。図８において、電源制御部１０に代えて電源制御部８０を有する点において、実施の形態１とは異なる。電源制御部８０は、電源判定部１００に代えて電源判定部８００を有する点において、図１に示した実施の形態１の電源制御部１０とは異なる。それ以外の点においては実施の形態１と同様であり、同一符号を付した要素についての詳細な説明は省略する。
【００８２】
電源判定部８００は、プリチャージコンタクタ４によって第１のコンデンサ６が充電されるプリチャージ期間において、車輌制御部１１のインバータ制御部１１２から第１のコンデンサ６の両端電圧（以下、「コンデンサ両端電圧」と記す。）Ｖｃを所定の電圧入力周期毎に（例えば、１０ｍｓ毎に）入力し、以下の式（２）に従ってコンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔを算出する。算出したコンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔが所定の基準電圧変化率を下回った場合にプリチャージ期間の終了を判定する。
【００８３】
本実施の形態において、所定の基準電圧変化率は、０．４であるとする。なお、以下の式（２）において、前回検出したコンデンサ両端電圧をＶｃｐｒｅ、今回検出したコンデンサ両端電圧をＶｃｃｕｒ、電圧入力周期をＰ２とする。
ｄＶｃ／ｄｔ＝（Ｖｃｐｒｅ−Ｖｃｃｕｒ）／Ｐ２  ・・・・・・（２）
【００８４】
電源判定部８００は、例えば、マイクロコンピュータであり、電池ブロックの電圧を調べる機能、プリチャージ期間の終了を判定する機能は、コンピュータ可読記録媒体に記憶されたプログラムによって実行される。
【００８５】
次に、図９〜図１１を用いて、本実施の形態における電動車輌の制御装置のプリチャージ終了判定方法について説明する。図９は、コンデンサ両端電圧Ｖｃの変化を示す図、図１０は、電源判定部８００の電圧入力周期を１０ｍｓとした場合のコンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔの変化を示す図である。
【００８６】
まず、図９の時刻０ｍｓにおいて、図示しないイグニションキーがオンとなり、電動車輌が起動すると、コンタクタ制御部１１１がローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４をオンとする信号を出力する。時刻２０ｍｓにおいて、ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４が共にオンとなり、第１のコンデンサ６は、プリチャージコンタクタ４によって、制限抵抗５を介して制限された電圧で充電（プリチャージ）される。ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４を共にオンとする前に、図１５に示す期間Ａ（プリチャージコンタクタ４のみがオンである期間）及び期間Ｂ（ローサイドコンタクタ３のみがオンである期間）を設けて、各コンタクタ２〜４の溶着検出を行っても良い。
【００８７】
図９に示されるように、プリチャージの開始時刻２０ｍｓにおいて、コンデンサ両端電圧Ｖｃはゼロであり、その後、徐々に増加してやがて所定の電圧値に収束する。
【００８８】
電源判定部８００は、コンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔを算出する。図１０に示されるように、プリチャージ期間の開始時刻２０ｍｓの後、コンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔはプラス側に大きく増加し、その後、コンデンサ両端電圧Ｖｃの増加が緩やかになるにつれて徐々に減少し、やがてゼロに収束する。なお、図１０の時刻２０ｍｓ近傍でのコンデンサ両端電圧Ｖｃの急激な変化に対して、電源判定部８００の電圧入力周期（１０ｍｓ）が長い。そのため、図１０の時刻２０ｍｓ近傍においては、図９に示したコンデンサ両端電圧Ｖｃに対して、コンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔに誤差が表れている。しかし、想定されるプリチャージ期間に対して電源判定部８００の電圧入力周期（１０ｍｓ）が十分短く、かつ、以下に詳細に説明する図１１のステップＳ４０１において５０ｍｓの待ち時間を設けている故に、この誤差は無視できる。
【００８９】
図１１は、本実施の形態における電動車輌の制御装置によるプリチャージ終了判定方法を説明するフローチャートである。
まず、ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４が共にオンとなりプリチャージが開始される（Ｓ４００）。
【００９０】
次に、プリチャージ期間の開始から５０ｍｓ経過したかどうかを調べ（Ｓ４０１）、経過した場合はＳ１１０２に進む。５０ｍｓ経過していない場合は、Ｓ４０１に戻る。これは、プリチャージ開始直後において、コンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔが低く算出された場合にプリチャージ期間の終了と判定されないために設けられるステップである。また、このＳ４０１の期間、プリチャージ電流Ｉｆの時間変化率ｄＩｆ／ｄｔの算出及び比較を行わないので、比較のための処理に要するメモリ等を低減できる。
【００９１】
次に、コンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔが０．４を下回るか否かを調べ（Ｓ１１０２）、下回る場合は、コンデンサ両端電圧Ｖｃの増加がほぼ収束したと考えられるので、ハイサイドコンタクタ２をオンとしてプリチャージを終了する（Ｓ４０３）。ｄＶｃ／ｄｔが０．４以上である場合は、Ｓ１１０２に戻る。
【００９２】
以上のように、本実施の形態の電動車輌の制御装置によれば、プリチャージ期間において、第１のコンデンサ６の両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔが所定の基準電圧変化率を下回った場合に、プリチャージ期間の終了と判定する。これにより、電流センサの周期又は電流センサの精度に関係なく、特に長期間のプリチャージをしなくても高精度にプリチャージ期間の終了を判定することが可能となる。したがって、高精度な電流センサを用いる必要がなく、また、短い周期で電流値を検出するために複雑な回路を搭載する必要がなく、低コスト化かつプリチャージ期間の短縮化を図りうる電動車輌の制御装置を実現することができる。
【００９３】
《実施の形態４》
図１２〜図１４を参照して、本発明の実施の形態４における電動車輌の制御装置について説明する。図１２は、本実施の形態の電動車輌の制御装置の構成を示すブロック図である。図１２において、電源制御部８０に代えて電源制御部１２０を有する点において、図８に示した実施の形態３とは異なる。電源制御部１２０は、電源判定部８００に代えて電源判定部１２００を有する点において、実施の形態３ので電源制御部８０とは異なる。それ以外の点においては実施の形態３と同様であり、同一符号を付した要素についての詳細な説明は省略する。
【００９４】
電源判定部１２００は、プリチャージコンタクタ４によって第１のコンデンサ６が充電されるプリチャージ期間において、車輌制御部１１のインバータ制御部１１２から第１のコンデンサ６の両端電圧（以下、「コンデンサ両端電圧」と記す。）Ｖｃを入力し、コンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔを算出する。算出したコンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔが所定の基準電圧変化率を下回った場合にプリチャージ期間の終了を判定する。本実施の形態において、所定の基準電圧変化率は、０．４であるとする。なお、プリチャージ期間の終了判定方法については、実施の形態３と同様であるので詳細な説明を省略する。
【００９５】
また、電源判定部１２００は、プリチャージ期間の開始から所定時間経過後に入力された第１のコンデンサ両端電圧Ｖｃ１を第１の基準電圧値Ｖｒｅｆ１と比較する。また、コンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔが所定の基準電圧変化率を下回った後に入力された第２のコンデンサ両端電圧Ｖｃ２を第２の基準電圧値Ｖｒｅｆ２と比較する。比較結果がＶｆ１＞Ｖｒｅｆ１、あるいは、Ｖｆ２＜Ｖｒｅｆ２である場合、高圧回路系の異常と判定し、表示出力部１２２に表示命令を出力する。
【００９６】
所定時間はコンデンサの両端電圧Ｖｃが十分に増加していないと考えられるタイミングとなるよう設定する。本実施の形態において、所定時間を３０ｍｓ、第１の基準電圧値Ｖｒｅｆ１及び第２の基準電圧値Ｖｒｅｆ２を２５０Ｖとする。
【００９７】
電源判定部１２００は、例えば、マイクロコンピュータであり、電池ブロックの電圧を調べる機能、プリチャージ期間の終了を判定する機能、及び、高圧回路系の異常を判定する機能は、コンピュータ可読記録媒体に記憶されたプログラムによって実行される。
【００９８】
表示出力部１２２は、例えばＬＥＤ、液晶パネル、スピーカ等であり、電源判定部１２００によって高圧回路系の異常が判定された場合に、表示又は音声又はその両方によって、電動車輌の操作者に対して異常を通知する。
【００９９】
次に、図１３及び図１４を用いて、本実施の形態における電動車輌の制御装置の高圧回路系異常判定方法について説明する。図１３は、正常なコンデンサ両端電圧Ｖｃの変化（曲線１３０）、及び、異常なコンデンサ両端電圧Ｖｃの変化（曲線１３１及び１３２）を示す図である。
【０１００】
まず、図１３の時刻０ｍｓにおいて、図示しないイグニションキーがオンとなり、電動車輌が起動すると、コンタクタ制御部１１１がローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４をオンとする信号を出力する。時刻２０ｍｓにおいて、ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４が共にオンとなり、第１のコンデンサ６は、プリチャージコンタクタ４によって、制限抵抗５を介して制限された電圧で充電（プリチャージ）される。ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４を共にオンとする前に、図１５に示す期間Ａ（プリチャージコンタクタ４のみがオンである期間）及び期間Ｂ（ローサイドコンタクタ３のみがオンである期間）を設けて、各コンタクタ２〜４の溶着検出を行っても良い。
【０１０１】
図１３に示されるように、プリチャージの開始時刻２０ｍｓにおいて、コンデンサ両端電圧Ｖｃはゼロであり、その後、徐々に増加してやがて所定の電圧値に収束する。
【０１０２】
電源判定部１２００は、プリチャージ開始から所定時間である３０ｍｓ経過後（図１３において時刻５０ｍｓ）に入力された第１のコンデンサ両端電圧Ｖｃ１を第１の基準電圧値Ｖｒｅｆ１である２５０Ｖと比較する。また、コンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔが所定の基準電圧変化率を下回った後に入力された第２のコンデンサ両端電圧Ｖｃ２を第２の基準電圧値Ｖｒｅｆ２である２５０Ｖと比較する。
【０１０３】
所定時間はコンデンサの両端電圧Ｖｃが十分に増加していないと考えられるタイミングとなるよう設定されている故に、第１のコンデンサ両端電圧Ｖｃ１が２５０Ｖを上回る場合、第１のコンデンサ６の放電が正常に行われていない等の異常が発生していると考えられる。また、コンデンサの両端電圧Ｖｃがほぼ収束したと考えられるタイミングにおいて、第２のコンデンサ両端電圧Ｖｃ２が２５０Ｖを下回る場合、高圧回路内の負荷の増大等の異常が発生していると考えられる。
【０１０４】
図１４は、本実施の形態における電動車輌の制御装置の高圧回路系異常判定方法について説明するフローチャートである。
まず、ローサイドコンタクタ３及びプリチャージコンタクタ４が共にオンとなりプリチャージが開始される（Ｓ４００）。
【０１０５】
次に、プリチャージ期間の開始から所定時間である３０ｍｓが経過したかどうかを調べ（Ｓ１４０１）、経過した場合はＳ１４０２に進む。３０ｍｓ経過していない場合は、Ｓ１４０１に戻る。
次に、３０ｍｓ経過後に検出された第１のコンデンサ両端電圧Ｖｃ１が第１の基準電圧値Ｖｒｅｆ１である２５０Ｖを上回るか否かを調べ（Ｓ１４０２）、上回る場合はＳ１４０４に進む。第１のコンデンサ両端電圧Ｖｃ１が２５０Ｖ以下である場合はＳ４０２に進む。
【０１０６】
次に、コンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔが所定の基準電圧変化率である０．４を下回るか否かを調べ（Ｓ１１０２）、下回る場合は、コンデンサ両端電圧Ｖｃの増加がほぼ収束したと考えられるのでＳ１４０３に進む。ｄＶｃ／ｄｔが０．４以上である場合は、Ｓ１１０２に戻る。
【０１０７】
次に、第２のコンデンサ両端電圧Ｖｃ２が第２の基準電圧値Ｖｒｅｆ２である２５０Ｖを下回るか否かを調べ（Ｓ１４０３）、下回る場合はＳ１４０４に進む。第２のコンデンサ両端電圧Ｖｃ２が２５０Ｖ以上である場合は、ハイサイドコンタクタ２をオンとしてプリチャージを終了する（Ｓ４０３）。Ｓ１４０４において、電源判定部１２００は、高圧回路系の異常と判定し、表示出力部１２２に異常を通知する表示を出力する。
【０１０８】
上記の図１４のフローチャートに従えば、図１３における曲線１３２は、時刻５０ｍｓにおいて、第１のコンデンサ両端電圧Ｖｃ１が２５０Ｖを上回るため、Ｓ１４０２で高圧回路系の異常と判定される。また、図１３における曲線１３１は、コンデンサ両端電圧Ｖｃの時間変化率ｄＶｃ／ｄｔが所定の基準電圧変化率を下回った後において、第２のコンデンサ両端電圧Ｖｃ２が２５０Ｖを下回るため、Ｓ１４０３で高圧回路系の異常と判定される。
【０１０９】
以上のように、本実施の形態の電動車輌の制御装置によれば、プリチャージ期間において、プリチャージ期間の開始から所定時間の経過後に第１のコンデンサ６の両端電圧値を基準電圧値と比較することによって、第１のコンデンサ６の放電が正常に行われていない、高圧回路内の負荷の増大等の高圧回路系異常を判定することができる。
【０１１０】
なお、本実施の形態において、第１のコンデンサ６の両端電圧値と基準電圧値との比較を２回（第１のコンデンサ両端電圧値Ｖｃ１と第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１との比較、及び、第２のコンデンサ両端電圧値Ｖｃ２と第２の基準電圧値Ｖｒｅｆ２との比較）実行した。しかし、これに限らず、いずれか１回の比較でも良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、例えば、電気自動車及びハイブリッド車輌等の電動車輌に搭載される制御装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の実施の形態１における、電動車輌の制御装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における、プリチャージ電流の変化を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における、プリチャージ電流の時間変化率の変化を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における、プリチャージ終了判定方法を説明するフローチャート
【図５】本発明の実施の形態２における、電動車輌の制御装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態２における、プリチャージ電流の変化を示す図
【図７】本発明の実施の形態２における、高圧回路系の異常判定方法を説明するフローチャート
【図８】本発明の実施の形態３における、電動車輌の制御装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態３における、コンデンサ電圧の変化を示す図
【図１０】本発明の実施の形態３における、コンデンサ電圧の時間変化率の変化を示す図
【図１１】本発明の実施の形態３における、プリチャージ終了判定方法を説明するフローチャート
【図１２】本発明の実施の形態４における、電動車輌の制御装置の構成を示すブロック図
【図１３】本発明の実施の形態４における、コンデンサ電圧の変化を示す図
【図１４】本発明の実施の形態４における、高圧回路系の異常判定方法を説明するフローチャート
【図１５】電動車輌における各コンタクタの動作を示すタイミング図
【符号の説明】
【０１１３】
１  組電池
２  ハイサイドコンタクタ（第１のコンタクタ）
３  ローサイドコンタクタ（第２のコンタクタ）
４  プリチャージコンタクタ（第３のコンタクタ）
５  制限抵抗
６  第１のコンデンサ
７  インバータ
８  モータジェネレータ
９  電流センサ
１０、５０、８０、１２０  電源制御部
１１  車輌制御部
１２  表示出力部
１００、５００、８００、１２００  電源制御部
１０１  第１のマルチプレクサ
１０２  第２のマルチプレクサ
１０３  サンプルスイッチ部
１０５  電流検出部
１０６  電圧検出部
１０７  第２のコンデンサ
１０８  温度検出部
１１０  車輌判定部
１１１  コンタクタ制御部
１１２  インバータ制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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