(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが直列に接続された組電池と、前記組電池の正極と前記組電池が電力を供給する負荷の正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記組電池と前記負荷との間に設けられたプリチャージコンタクタと、前記組電池の負極と前記負荷の負極との間に設けられた負側コンタクタと、を備えた電池パックのコンタクタ故障判定方法であって、
前記正側コンタクタと前記負側コンタクタとを閉に、前記プリチャージコンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力するコンタクタ制御ステップと、
前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧降下度合いに基づいて、前記プリチャージコンタクタの溶着の有無を判定する溶着判定ステップと、を含み、
前記組電池には複数の負荷が接続されており、
前記溶着判定ステップでは、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の単位時間当たりの電圧降下量が、第１の所定値以上かつ前記第１の所定値より大きい第２の所定値未満の場合に前記プリチャージコンタクタが溶着していると判定するとともに、前記複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも前記第１の所定値および前記第２の所定値を小さくする、
ことを特徴とするコンタクタ故障判定方法。
【請求項２】
複数の電池セルが直列に接続された組電池と、前記組電池の正極と前記組電池が電力を供給する負荷の正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記組電池と前記負荷との間に設けられたプリチャージコンタクタと、前記組電池の負極と前記負荷の負極との間に設けられた負側コンタクタと、を備えた電池パックのコンタクタ故障判定方法であって、
前記正側コンタクタと前記負側コンタクタとを閉に、前記プリチャージコンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力するコンタクタ制御ステップと、
前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧降下度合いに基づいて、前記プリチャージコンタクタの溶着の有無を判定する溶着判定ステップと、を含み、
前記組電池には複数の負荷が接続されており、
前記溶着判定ステップでは、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力されてから所定時間経過後における前記負荷の電圧降下量が、第３の所定値以上かつ前記第３の所定値より大きい第４の所定値未満の場合に前記プリチャージコンタクタが溶着していると判定するとともに、前記複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも前記第３の所定値および前記第４の所定値を小さくする、
ことを特徴とするコンタクタ故障判定方法。
【請求項３】
前記溶着判定ステップでは、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の単位時間当たりの電圧降下量が前記第１の所定値未満である場合に、前記正側コンタクタが溶着していると判定する、
ことを特徴とする請求項１記載のコンタクタ故障判定方法。
【請求項４】
前記溶着判定ステップでは、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力されてから所定時間経過後における前記負荷の電圧降下量が前記第３の所定値未満である場合に、前記正側コンタクタが溶着していると判定する、
ことを特徴とする請求項２記載のコンタクタ故障判定方法。
【請求項５】
前記高電圧の電源供給の起動時において、前記正側コンタクタ、前記プリチャージコンタクタおよび前記負側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力した状態から、前記プリチャージコンタクタを閉に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧上昇に基づいて、前記負側コンタクタのみの溶着の有無を判定する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のコンタクタ故障判定方法。
【請求項６】
複数の電池セルが直列に接続された組電池と、前記組電池の正極と前記組電池が電力を供給する負荷の正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記組電池の正極と前記負荷の正極との間に前記正側コンタクタと並列に設けられたプリチャージコンタクタと、前記組電池の負極と前記負荷の負極との間に設けられた負側コンタクタと、を備えた電池パックのコンタクタ故障判定方法であって、
前記正側コンタクタと前記負側コンタクタとを閉に、前記プリチャージコンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力する第１のコンタクタ制御ステップと、
前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧降下度合いに基づいて、前記プリチャージコンタクタおよび前記正側コンタクタの溶着の有無を判定する第１の溶着判定ステップと、
前記負側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力する第２のコンタクタ制御ステップと、
前記高電圧の電源供給の起動時に、前記正側コンタクタ、前記プリチャージコンタクタ、および前記負側コンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、前記プリチャージコンタクタを閉に切り替える制御信号を出力する第３のコンタクタ制御ステップと、
前記プリチャージコンタクタを閉に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧上昇度合いに基づいて、前記負側コンタクタの溶着の有無を判定する第２の溶着判定ステップと、
前記正側コンタクタを閉に切り替える制御信号を出力した後、前記プリチャージコンタクタを開に切り替える制御信号を出力する第４のコンタクタ制御ステップと、を含み、
前記組電池には複数の負荷が接続されており、
前記第１の溶着判定ステップでは、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の単位時間当たりの電圧降下量が、第１の所定値以上かつ前記第１の所定値より大きい第２の所定値未満の場合に前記プリチャージコンタクタが溶着していると判定するとともに、前記複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも前記第１の所定値および前記第２の所定値を小さくする、
ことを特徴とするコンタクタ故障判定方法。
【請求項７】
複数の電池セルが直列に接続された組電池と、前記組電池の正極と前記組電池が電力を供給する負荷の正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記組電池の正極と前記負荷の正極との間に前記正側コンタクタと並列に設けられたプリチャージコンタクタと、前記組電池の負極と前記負荷の負極との間に設けられた負側コンタクタと、を備えた電池パックのコンタクタ故障判定方法であって、
前記正側コンタクタと前記負側コンタクタとを閉に、前記プリチャージコンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力する第１のコンタクタ制御ステップと、
前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧降下度合いに基づいて、前記プリチャージコンタクタおよび前記正側コンタクタの溶着の有無を判定する第１の溶着判定ステップと、
前記負側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力する第２のコンタクタ制御ステップと、
前記高電圧の電源供給の起動時に、前記正側コンタクタ、前記プリチャージコンタクタ、および前記負側コンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、前記プリチャージコンタクタを閉に切り替える制御信号を出力する第３のコンタクタ制御ステップと、
前記プリチャージコンタクタを閉に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧上昇度合いに基づいて、前記負側コンタクタの溶着の有無を判定する第２の溶着判定ステップと、
前記正側コンタクタを閉に切り替える制御信号を出力した後、前記プリチャージコンタクタを開に切り替える制御信号を出力する第４のコンタクタ制御ステップと、を含み、
前記組電池には複数の負荷が接続されており、
前記第１の溶着判定ステップでは、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力されてから所定時間経過後における前記負荷の電圧降下量が、第３の所定値以上かつ前記第３の所定値より大きい第４の所定値未満の場合に前記プリチャージコンタクタが溶着していると判定するとともに、前記複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも前記第３の所定値および前記第４の所定値を小さくする、
ことを特徴とするコンタクタ故障判定方法。
【請求項８】
複数の電池セルが直列に接続された組電池と、前記組電池の正極と前記組電池が電力を供給する負荷の正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記組電池と前記負荷との間に設けられたプリチャージコンタクタと、前記組電池の負極と前記負荷の負極との間に設けられた負側コンタクタと、を備えた電池パックのコンタクタ故障判定装置であって、
前記正側コンタクタと前記負側コンタクタとを閉に、前記プリチャージコンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力するコンタクタ制御手段と、
前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧降下度合いに基づいて、前記プリチャージコンタクタの溶着の有無を判定する溶着判定手段と、を備え、
前記組電池には複数の負荷が接続されており、
前記溶着判定手段は、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の単位時間当たりの電圧降下量が、第１の所定値以上かつ前記第１の所定値より大きい第２の所定値未満の場合に前記プリチャージコンタクタが溶着していると判定するとともに、前記複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも前記第１の所定値および前記第２の所定値を小さくする、
ことを特徴とするコンタクタ故障判定装置。
【請求項９】
複数の電池セルが直列に接続された組電池と、前記組電池の正極と前記組電池が電力を供給する負荷の正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記組電池と前記負荷との間に設けられたプリチャージコンタクタと、前記組電池の負極と前記負荷の負極との間に設けられた負側コンタクタと、を備えた電池パックのコンタクタ故障判定装置であって、
前記正側コンタクタと前記負側コンタクタとを閉に、前記プリチャージコンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力するコンタクタ制御手段と、
前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧降下度合いに基づいて、前記プリチャージコンタクタの溶着の有無を判定する溶着判定手段と、を備え、
前記組電池には複数の負荷が接続されており、
前記溶着判定手段は、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力されてから所定時間経過後における前記負荷の電圧降下量が、第３の所定値以上かつ前記第３の所定値より大きい第４の所定値未満の場合に前記プリチャージコンタクタが溶着していると判定するとともに、前記複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも前記第３の所定値および前記第４の所定値を小さくする、
ことを特徴とするコンタクタ故障判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック内のコンタクタの故障を判定するコンタクタ故障判定方法およびコンタクタ故障判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車やハイブリット自動車などの電動車に搭載される電池パックには、事故など不測の事態が発生した際に高電圧電源である組電池を外部から隔離するため、組電池と電池パックの端子との間にコンタクタ（正側コンタクタおよび負側コンタクタ）が設けられている。
また、電池パックには、正側コンタクタと並列にプリチャージコンタクタが設けられ、高電圧の電源起動時の突入電流を抑制している。
【０００３】
上記のコンタクタは電池パックの安全機構であり、これらのコンタクタが正常に動作するかを定期的にチェックする必要がある。このため、電動車の起動時（高電圧の電源供給の起動時）および終了時（高電圧の電源供給の終了時）にコンタクタを開閉して、コンタクタに故障が生じていないかを判定している。なお、電動車の起動時および終了時にコンタクタの故障判定を行うのは、電動車の走行中（高電圧使用中）には負荷に対して安定して電力を入出力する必要があり、コンタクタの開閉を行うことができないためである。
【０００４】
例えば、下記特許文献１では、正極コンタクタ、負極コンタクタ、およびプリチャージコンタクタに対して車両起動のための起動時指令を出力するタイミングで負極コンタクタおよびプリチャージコンタクタの溶着異常を診断するとともに、車両停止のための停止時指令を出力するタイミングで正極コンタクタの溶着異常を診断する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１６９０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来技術のように、電動車の起動時および終了時にコンタクタの故障判定を行うと、ガソリン車と比較して車両の起動および終了に時間がかかるので、運転者が煩わしさを感じる可能性がある。
よって、コンタクタの故障判定はなるべく短時間で行うことが好ましい。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、コンタクタの故障判定を迅速に行うことができるコンタクタ故障判定方法およびコンタクタ故障判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかるコンタクタ故障判定方法は、複数の電池セルが直列に接続された組電池と、前記組電池の正極と前記組電池が電力を供給する負荷の正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記組電池と前記負荷との間に設けられたプリチャージコンタクタと、前記組電池の負極と前記負荷の負極との間に設けられた負側コンタクタと、を備えた電池パックのコンタクタ故障判定方法であって、前記正側コンタクタと前記負側コンタクタとを閉に、前記プリチャージコンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力するコンタクタ制御ステップと、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧降下度合いに基づいて、前記プリチャージコンタクタの溶着の有無を判定する溶着判定ステップと、を含み、前記組電池には複数の負荷が接続されており、前記溶着判定ステップでは、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の単位時間当たりの電圧降下量が、第１の所定値以上かつ前記第１の所定値より大きい第２の所定値未満の場合に前記プリチャージコンタクタが溶着していると判定するとともに、前記複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも前記第１の所定値および前記第２の所定値を小さくする、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかるコンタクタ故障判定方法は、複数の電池セルが直列に接続された組電池と、前記組電池の正極と前記組電池が電力を供給する負荷の正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記組電池と前記負荷との間に設けられたプリチャージコンタクタと、前記組電池の負極と前記負荷の負極との間に設けられた負側コンタクタと、を備えた電池パックのコンタクタ故障判定方法であって、前記正側コンタクタと前記負側コンタクタとを閉に、前記プリチャージコンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力するコンタクタ制御ステップと、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧降下度合いに基づいて、前記プリチャージコンタクタの溶着の有無を判定する溶着判定ステップと、を含み、前記組電池には複数の負荷が接続されており、前記溶着判定ステップでは、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力されてから所定時間経過後における前記負荷の電圧降下量が、第３の所定値以上かつ前記第３の所定値より大きい第４の所定値未満の場合に前記プリチャージコンタクタが溶着していると判定するとともに、前記複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも前記第３の所定値および前記第４の所定値を小さくする、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかるコンタクタ故障判定方法は、前記溶着判定ステップでは、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の単位時間当たりの電圧降下量が前記第１の所定値未満である場合に、前記正側コンタクタが溶着していると判定する、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかるコンタクタ故障判定方法は、前記溶着判定ステップでは、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力されてから所定時間経過後における前記負荷の電圧降下量が前記第３の所定値未満である場合に、前記正側コンタクタが溶着していると判定する、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかるコンタクタ故障判定方法は、前記高電圧の電源供給の起動時において、前記正側コンタクタ、前記プリチャージコンタクタおよび前記負側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力した状態から、前記プリチャージコンタクタを閉に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧上昇に基づいて、前記負側コンタクタのみの溶着の有無を判定する、ことを特徴とする。
請求項６の発明にかかるコンタクタ故障判定方法は、複数の電池セルが直列に接続された組電池と、前記組電池の正極と前記組電池が電力を供給する負荷の正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記組電池の正極と前記負荷の正極との間に前記正側コンタクタと並列に設けられたプリチャージコンタクタと、前記組電池の負極と前記負荷の負極との間に設けられた負側コンタクタと、を備えた電池パックのコンタクタ故障判定方法であって、前記正側コンタクタと前記負側コンタクタとを閉に、前記プリチャージコンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力する第１のコンタクタ制御ステップと、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧降下度合いに基づいて、前記プリチャージコンタクタおよび前記正側コンタクタの溶着の有無を判定する第１の溶着判定ステップと、前記負側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力する第２のコンタクタ制御ステップと、前記高電圧の電源供給の起動時に、前記正側コンタクタ、前記プリチャージコンタクタ、および前記負側コンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、前記プリチャージコンタクタを閉に切り替える制御信号を出力する第３のコンタクタ制御ステップと、前記プリチャージコンタクタを閉に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧上昇度合いに基づいて、前記負側コンタクタの溶着の有無を判定する第２の溶着判定ステップと、前記正側コンタクタを閉に切り替える制御信号を出力した後、前記プリチャージコンタクタを開に切り替える制御信号を出力する第４のコンタクタ制御ステップと、を含み、前記組電池には複数の負荷が接続されており、前記第１の溶着判定ステップでは、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の単位時間当たりの電圧降下量が、第１の所定値以上かつ前記第１の所定値より大きい第２の所定値未満の場合に前記プリチャージコンタクタが溶着していると判定するとともに、前記複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも前記第１の所定値および前記第２の所定値を小さくする、ことを特徴とする。
請求項７の発明にかかるコンタクタ故障判定方法は、複数の電池セルが直列に接続された組電池と、前記組電池の正極と前記組電池が電力を供給する負荷の正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記組電池の正極と前記負荷の正極との間に前記正側コンタクタと並列に設けられたプリチャージコンタクタと、前記組電池の負極と前記負荷の負極との間に設けられた負側コンタクタと、を備えた電池パックのコンタクタ故障判定方法であって、前記正側コンタクタと前記負側コンタクタとを閉に、前記プリチャージコンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力する第１のコンタクタ制御ステップと、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧降下度合いに基づいて、前記プリチャージコンタクタおよび前記正側コンタクタの溶着の有無を判定する第１の溶着判定ステップと、前記負側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力する第２のコンタクタ制御ステップと、前記高電圧の電源供給の起動時に、前記正側コンタクタ、前記プリチャージコンタクタ、および前記負側コンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、前記プリチャージコンタクタを閉に切り替える制御信号を出力する第３のコンタクタ制御ステップと、前記プリチャージコンタクタを閉に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧上昇度合いに基づいて、前記負側コンタクタの溶着の有無を判定する第２の溶着判定ステップと、前記正側コンタクタを閉に切り替える制御信号を出力した後、前記プリチャージコンタクタを開に切り替える制御信号を出力する第４のコンタクタ制御ステップと、を含み、前記組電池には複数の負荷が接続されており、前記第１の溶着判定ステップでは、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力されてから所定時間経過後における前記負荷の電圧降下量が、第３の所定値以上かつ前記第３の所定値より大きい第４の所定値未満の場合に前記プリチャージコンタクタが溶着していると判定するとともに、前記複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも前記第３の所定値および前記第４の所定値を小さくする、ことを特徴とする。
請求項８の発明にかかるコンタクタ故障判定装置は、複数の電池セルが直列に接続された組電池と、前記組電池の正極と前記組電池が電力を供給する負荷の正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記組電池と前記負荷との間に設けられたプリチャージコンタクタと、前記組電池の負極と前記負荷の負極との間に設けられた負側コンタクタと、を備えた電池パックのコンタクタ故障判定装置であって、前記正側コンタクタと前記負側コンタクタとを閉に、前記プリチャージコンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力するコンタクタ制御手段と、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧降下度合いに基づいて、前記プリチャージコンタクタの溶着の有無を判定する溶着判定手段と、を備え、前記組電池には複数の負荷が接続されており、前記溶着判定手段は、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の単位時間当たりの電圧降下量が、第１の所定値以上かつ前記第１の所定値より大きい第２の所定値未満の場合に前記プリチャージコンタクタが溶着していると判定するとともに、前記複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも前記第１の所定値および前記第２の所定値を小さくする、ことを特徴とする。
請求項９の発明にかかるコンタクタ故障判定装置は、複数の電池セルが直列に接続された組電池と、前記組電池の正極と前記組電池が電力を供給する負荷の正極との間に設けられた正側コンタクタと、前記組電池と前記負荷との間に設けられたプリチャージコンタクタと、前記組電池の負極と前記負荷の負極との間に設けられた負側コンタクタと、を備えた電池パックのコンタクタ故障判定装置であって、前記正側コンタクタと前記負側コンタクタとを閉に、前記プリチャージコンタクタを開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力するコンタクタ制御手段と、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力された後の前記負荷の電圧降下度合いに基づいて、前記プリチャージコンタクタの溶着の有無を判定する溶着判定手段と、を備え、前記組電池には複数の負荷が接続されており、前記溶着判定手段は、前記正側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力されてから所定時間経過後における前記負荷の電圧降下量が、第３の所定値以上かつ前記第３の所定値より大きい第４の所定値未満の場合に前記プリチャージコンタクタが溶着していると判定するとともに、前記複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも前記第３の所定値および前記第４の所定値を小さくする、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、正側コンタクタと負側コンタクタとを閉に、プリチャージコンタクタを開に制御した状態から、高電圧の電源供給の終了時に正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力し、当該制御信号の出力後の負荷の電圧降下度合いに基づいて、プリチャージコンタクタの溶着の有無を判定する。よって、組電池から負荷への電源供給の終了時に正側コンタクタを開にするといった必然的な操作の際にプリチャージコンタクタの溶着判定を行うことができ、溶着判定のみの目的でコンタクタを閉開することなく短時間のうちにコンタクタの溶着判定を行うことができる。
本発明によれば、正側コンタクタを開にする制御信号が出力された後の単位時間当たりの負荷の電圧降下量に基づいてプリチャージコンタクタの溶着判定を行うので、負荷の電圧が降下している最中にもプリチャージコンタクタの溶着判定を行うことができ、短時間のうちにコンタクタの溶着判定を行うことができる。
本発明によれば、正側コンタクタを開にする制御信号が出力された後、所定時間経過後の負荷の電圧降下量に基づいてプリチャージコンタクタの溶着判定を行うので、負荷の電圧が安定した（降下しきった）状態でプリチャージコンタクタの溶着判定を行うことができ、コンタクタの溶着判定を高精度に行うことができる。
本発明によれば、正側コンタクタを開にする制御信号が出力された後に負荷の電圧がほぼ降下しない場合（所定値よりも降下しない場合）に正側コンタクタが溶着していると判定するので、正側コンタクタとプリチャージコンタクタのどちらが溶着しているかを迅速に判定することができる。
本発明によれば、高電圧の電源供給の起動時において、正側コンタクタ、プリチャージコンタクタおよび負側コンタクタを開に切り替える制御信号が出力した状態から、プリチャージコンタクタを閉に切り替える制御信号が出力された後の負荷の電圧上昇に基づいて、負側コンタクタの溶着の有無を判定する。よって、高電圧の電源供給の起動時においてプリチャージコンタクタを閉に切り替える必然的な操作の際に負側コンタクタの溶着判定を行うことができるようになる。すなわち、高電圧の電源供給の起動時において負側コンタクタとプリチャージコンタクタとの双方の溶着判定を行う目的でコンタクタを開閉している従来技術と比較して、煩雑さが抑制され、起動時間を短縮することが可能となる。
本発明によれば、組電池に接続された複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合には、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも判定値（第１の所定値および第２の所定値、または第３の所定値および第４の所定値）を小さくするので、負荷が故障によって放電できない場合でも正確にプリチャージコンタクタの溶着判定を行うことができる。
本発明によれば、組電池から負荷への電源供給の終了時に正側コンタクタを開にする際にプリチャージコンタクタの溶着判定を行うことができ、コンタクタの溶着判定のみの目的でコンタクタを閉開することなく短時間のうちにコンタクタの溶着判定を行うことができる。また、組電池から負荷への電源供給の起動時にも負荷のプリチャージの際に負側コンタクタの溶着判定を行うので、コンタクタの溶着判定のみの目的でコンタクタを開閉するのを回避することができ、短時間に組電池から負荷への電源供給を起動することができる。
本発明によれば、正側コンタクタと負側コンタクタとを閉に、プリチャージコンタクタを開に制御した状態から、高電圧の電源供給の終了時に正側コンタクタを開に切り替える制御信号を出力し、当該制御信号の出力後の負荷の電圧降下度合いに基づいて、プリチャージコンタクタの溶着の有無を判定する。よって、組電池から負荷への電源供給の終了時に正側コンタクタを開にするといった必然的な操作の際にプリチャージコンタクタの溶着判定を行うことができ、溶着判定のみの目的でコンタクタを閉開することなく短時間のうちにコンタクタの溶着判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】コンタクタ故障判定装置１０が搭載された電動車２０の構成を示す説明図である。
【図２】高電圧の電源供給の終了時における故障判定処理を示すタイムチャートである。
【図３】高電圧の電源供給の終了時における故障判定処理を示すタイムチャートである。
【図４】高電圧の電源供給の終了時における故障判定処理を示すタイムチャートである。
【図５】高電圧の電源供給の終了時における故障判定処理を示すタイムチャートである。
【図６】高電圧の電源供給の起動時における故障判定処理を示すタイムチャートである。
【図７】高電圧の電源供給の起動時における故障判定処理を示すタイムチャートである。
【図８】従来技術における高電圧の電源供給の終了時の故障判定処理を示すタイムチャートである。
【図９】従来技術における高電圧の電源供給の起動時の故障判定処理を示すタイムチャートである。
【図１０】従来技術における高電圧の電源供給の起動時の故障判定処理を示すタイムチャートである。
【図１１】従来技術における高電圧の電源供給の起動時の故障判定処理を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるコンタクタ故障判定方法およびコンタクタ故障判定装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
＜コンタクタ故障判定装置１０の構成＞
図１は、コンタクタ故障判定装置１０が搭載された電動車２０の構成を示す説明図である。
実施の形態にかかるコンタクタ故障判定装置１０は、電動車２０の車両ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１２によって後述する故障判定処理を行うことによって実現する。
本実施の形態では、電動車２０は動力の一部をモータ１６で発生させて走行するハイブリット自動車であり、電動車２０の起動および終了は、運転者によるイグニッションスイッチ１４の閉開操作によって行われる。
【００１３】
電池パック３０は、モータ１６の駆動用電源として電動車２０に搭載されている。
電池パック３０は、複数の電池セルＣ１〜Ｃｎが直列に接続された組電池３０２が単一の筐体内に収容されている。電池パック３０の筐体の外部には、組電池３０２の正極側につながる電池正極端子３０４と、組電池３０２の負極側につながる電池負極端子３０６とが設けられており、電池正極端子３０４には組電池３０２が電力を供給する負荷（本実施の形態ではインバータ１８）の正極が、電池負極端子３０６には負荷の負極が、それぞれ接続される。
組電池３０２は高電圧電源であり、本実施の形態では電池電圧が３００Ｖであるものとする。
【００１４】
また、電池パック３０の電池正極端子３０４と組電池３０２の正極との間には、正側コンタクタ３１０とプリチャージコンタクタ３１２とが並列に設けられている。また、電池パック３０の電池負極端子３０６と組電池３０２の負極との間には負側コンタクタ３１４が設けられている。
すなわち、電池パック３０は、組電池３０２の正極と組電池３０２が電力を供給する負荷の正極（インバータ正極端子１８１）との間に設けられた正側コンタクタ３１０と、組電池３０２と負荷との間に設けられたプリチャージコンタクタ３１２と、組電池３０２の負極と負荷の負極（インバータ負極端子１８２）との間に設けられた負側コンタクタ３１４と、を備える。
なお、本実施の形態では、プリチャージコンタクタ３１２が正側コンタクタ３１０と並列に設けられているが、プリチャージコンタクタ３１２を負側コンタクタ３１４と並列に設けてもよい。
【００１５】
正側コンタクタ３１０および負側コンタクタ３１４は、負荷と組電池３０２との電気的な接続を断接するために設けられている。
また、プリチャージコンタクタ３１２は、組電池３０２とインバータ１８との接続時に正側コンタクタ３１０に急激に高電圧が印加されるのを防ぐために、正側コンタクタ３１０を閉とする前に閉とされるものである。より詳細には、プリチャージコンタクタ３１２は制限抵抗３１６と直列に接続されており、プリチャージコンタクタ３１２と負側コンタクタ３１４とが閉にされた状態では回路上に流れる電流が制限される。電動車２０における高電圧の電源供給の起動時には、まずプリチャージコンタクタ３１２と負側コンタクタ３１４とを閉にして制限された電流によってコンデンサ１８４の電圧を電池電圧と等しくする（プリチャージ）。その後に、正側コンタクタ３１０を閉、プリチャージコンタクタ３１２を開にして、電動車２０の高電圧電源供給の起動処理を完了する。
上述したコンタクタ故障判定装置１０は、これら正側コンタクタ３１０、プリチャージコンタクタ３１２、負側コンタクタ３１４の故障（溶着）の有無を判定する。
【００１６】
モータ１６は電池パック３０から供給される電力によって駆動される。
より詳細には、モータ１６と電池パック３０との間には、直流電流を交流電流に変換するインバータ１８が設けられており、モータ１６にはインバータ１８で交流に変換された電流が供給される。
よって、本実施の形態では、電池パック３０が電力を供給する負荷がインバータ１８であるものとして説明する。
【００１７】
インバータ１８は、電池パック３０の電池正極端子３０４に接続されるインバータ正極端子１８１と、電池パック３０の電池負極端子３０６に接続されるインバータ負極端子１８２と、インバータ正極端子１８１およびインバータ負極端子１８２に接続されるインバータ回路１８３と、インバータ正極端子１８１およびインバータ負極端子１８２に対してインバータ回路１８３と並列に接続されるコンデンサ１８４と、放電抵抗１８５と、放電スイッチ１８９と、電圧計１８６と、ＭＣＵ（Ｍｏｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１８７とを備える。
インバータ回路１８３は、スイッチング素子を含んで構成されておりスイッチングによって直流電流を交流電流に変換する。また、インバータ回路１８３は、電動車２０の減速時にモータ１６で発生する回生電力（交流電流）を直流電流に変換して電池パック３０へと供給する。
コンデンサ１８４は、インバータ回路１８３でのスイッチングによって発生するノイズを平滑化するために設けられている。
放電抵抗１８５は、電動車２０の高電圧電源供給の終了時にコンデンサ１８４に蓄えられた電荷を放電するために設けられている。
放電スイッチ１８９は、車両ＥＣＵ１２等により開閉が制御される。より詳細には、放電スイッチ１８９は常開接点であり、通常時は放電抵抗１８５に電流が流れないようになっている。一方、高電圧電源供給の終了時にコンデンサ１８４の電荷を放電させる必要がある場合には車両ＥＣＵ１２等から放電要求が出力され、放電スイッチ１８９が閉にされる。これにより放電抵抗１８５に電流が流れ、コンデンサ１８４に蓄えられた電荷が放電する。
電圧計１８６は、コンデンサ１８４と並列に接続され、コンデンサ１８４の電圧を測定する。
ＭＣＵ１８７は、車両ＥＣＵ１２から出力されるモータ１６への出力要求に対応してインバータ回路１８３を制御する。また、ＭＣＵ１８７は、電圧計１８６によって測定されたコンデンサ１８４の電圧を車両ＥＣＵ１２に送信する。ＭＣＵ１８７と車両ＥＣＵ１２との間の通信は、ＣＡＮ通信によって行われる。
【００１８】
車両ＥＣＵ１２は、電動車２０全体の制御を司る制御部であり、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
車両ＥＣＵ１２は、上記ＣＰＵが上記制御プログラムを実行することによって、コンタクタ制御部１０２、故障判定部１０４および表示制御部１０６を実現する。
【００１９】
コンタクタ制御部１０２は、正側コンタクタ３１０、プリチャージコンタクタ３１２、および負側コンタクタ３１４の閉開を切り替える制御信号を出力する。
故障判定部１０４は、コンタクタ制御部１０２による各コンタクタの制御状態と、負荷の電圧、すなわちインバータ１８の電圧計１８６から出力される電圧に基づいて、正側コンタクタ３１０、プリチャージコンタクタ３１２、および負側コンタクタ３１４の故障（溶着）の有無を判定する。
コンタクタ制御部１０２および故障判定部１０４の具体的な動作は、図２以降の図を用いて詳細に説明する。
【００２０】
表示制御部１０６は、故障判定部１０４によってコンタクタに故障が生じていると判定された場合、その旨を報知する情報を表示部１９に表示させる。
表示部１９は、電動車２０内の運転者の視認範囲（ダッシュボード付近等）に設けられており、表示制御部１０６の制御によってアイコンやメッセージ等を表示する。
なお、コンタクタに故障が生じている場合の報知は、表示部１９への表示に限らず、音声出力など従来公知の様々な報知方法が適用可能である。
【００２１】
なお、本実施の形態では車両ＥＣＵ１２がコンタクタ故障判定装置を実現するものとして説明するが、電動車２０に搭載された他の制御部、例えば電池パック３０を制御するＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）や上述したＭＣＵ１８７によってコンタクタ故障判定装置を実現してもよい。
【００２２】
車両ＥＣＵ１２、ＭＣＵ１８７、表示部１９は、電池パック３０とは別に設けられた補機バッテリ（図示なし）に蓄電された電力によって駆動される。補機バッテリは、電動車２０内の各種補機を駆動するために設けられており、電池パック３０と比較して低電圧（例えば１２Ｖ）のバッテリである。すなわち、コンタクタ故障判定装置１０は、電池パック３０から電力供給を受ける高電圧電源系統とは異なる電源系統を用いて駆動される。
【００２３】
＜コンタクタ故障判定方法の詳細＞
つぎに、コンタクタ故障判定装置１０による故障判定方法の詳細について説明する。
コンタクタ故障判定装置１０は、電動車２０の終了時（高電圧の電源供給の終了時）にプリチャージコンタクタ３１２および正側コンタクタ３１０の故障の有無を、電動車２０の起動時（高電圧の電源供給の起動時）に負側コンタクタ３１４の故障の有無を、それぞれ判定する。
よって、以下では、高電圧の電源供給の終了時の処理と高電圧の電源供給の起動時の処理とに分けて説明を行う。
【００２４】
＜高電圧の電源供給の終了時の故障判定＞
図２〜図５は、コンタクタ故障判定装置１０の高電圧の電源供給の終了時における故障判定処理を示すタイムチャートであり、図２はいずれのコンタクタにも溶着が生じていない通常状態、図３はプリチャージコンタクタ３１２に溶着が生じている故障状態、図５は正側コンタクタ３１０に溶着が生じている故障状態を示している。
図２、図３、図５のタイムチャートは、時系列にフロー１からフロー４に分割されており、上から順に、イグニッションスイッチ１４の状態、電動車２０の走行／充電システムの状態、プリチャージコンタクタ３１２の状態、正側コンタクタ３１０の状態、負側コンタクタ３１４の状態、インバータ１８のコンデンサ１８４を放電するための放電要求の有無、およびインバータ電圧（インバータ１８の電圧計１８６で測定される電圧）が示されている。
【００２５】
まず、図２を用いていずれのコンタクタにも溶着が生じていない通常状態について説明する。
図２の状態では、コンタクタ制御部１０２からのコンタクタ制御信号とコンタクタの実際の状態とは一致しており、どちらも実線で表示している。
フロー１の初期状態では、イグニッションスイッチ１４はオン、電動車２０の走行／充電システムは起動中（Ａｃｔｉｖｅ）、プリチャージコンタクタ３１２は開、正側コンタクタ３１０は閉、負側コンタクタ３１４は閉、放電要求はオフとなっており、インバータ電圧は組電池３０２の電池電圧である３００Ｖとなっている。
すなわち、正側コンタクタ３１０と負側コンタクタ３１４とが閉にされ、プリチャージコンタクタ３１２が開に制御された状態となっている。
【００２６】
運転者によってイグニッションスイッチ１４がオフにされると、フロー１からフロー２に移行する。すなわち、電動車２０の走行／充電システムは非起動（Ｎｏｔ  ａｃｔｉｖｅ）となり、インバータ１８のコンデンサ１８４を放電させるための放電要求がオンとなる。
コンタクタ故障判定装置１０は、コンタクタ制御部１０２から正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号を出力する。すなわち、正側コンタクタ３１０と負側コンタクタ３１４とを閉に、プリチャージコンタクタ３１２を開に制御する制御信号を出力した状態から、高電圧の電源供給の終了時に正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号を出力する第１のコンタクタ制御ステップを実行する。
この結果、組電池３０２とインバータ１８との正側の接続が切断されるとともに、インバータ１８のコンデンサ１８４に蓄えられた電荷が放電抵抗１８５で消費されて、インバータ電圧が低下し始める。
コンタクタ故障判定装置１０の故障判定部１０４は、このときの電圧降下度合い、すなわち正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号が出力された後の負荷の電圧降下度合いに基づいて、プリチャージコンタクタ３１２の溶着の有無を判定する溶着判定ステップを実行する。
図２ではいずれのコンタクタにも溶着が生じていないため、インバータ電圧は時間の経過と共に低下して最終的には０Ｖとなる。すなわち、正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号が出力された後の負荷の電圧が、単位時間当たり後述する第２の所定量以上降下した状態、または最終的な電圧降下量が後述する第４の所定量以上となった状態となる。
【００２７】
フロー２で低下を開始したインバータ電圧が約０Ｖまで低下すると、フロー３に移行して、コンタクタ制御部１０２は負側コンタクタ３１４を開に切り替える制御信号を出力する第２のコンタクタ制御ステップを実行する。
その後、放電要求がオフとなり（フロー４）、電動車２０の終了処理が完了する。
【００２８】
つぎに、図３を用いてプリチャージコンタクタ３１２に溶着が生じている故障状態について説明する。
図３の状態では、コンタクタ制御部１０２からのコンタクタ制御信号とプリチャージコンタクタ３１２の実際の状態とが一致しておらず、この時のコンタクタ制御信号を点線で示している。
また、図３では、実線でプリチャージコンタクタ３１２に溶着が生じている場合のインバータ電圧を示すとともに、比較のため点線で通常時のインバータ電圧（図２参照）を示している。
【００２９】
プリチャージコンタクタ３１２に溶着が生じている場合、コンタクタ制御部１０２からのプリチャージコンタクタ制御信号（点線）は開であるが、プリチャージコンタクタの実際の状態（実線）は閉となっている。
図３では、フロー２で正側コンタクタ３１０が開に制御された後の電圧低下度合いが図２に示す通常時よりも小さくなる。すなわち、点線で示す通常時のインバータ電圧と比較して、フロー２におけるインバータ電圧の単位時間当たりの電圧降下量が小さく、また最終的な安定電圧も０Ｖまで下がり切らない。
これは、プリチャージコンタクタ３１２が溶着している場合には、正側コンタクタ３１０を開にした後も組電池３０２とインバータ１８との間にプリチャージコンタクタ３１２経由の閉回路が形成されて、インバータ１８に電流が供給されるためである。
なお、フロー２で正側コンタクタ３１０が閉の状態（フロー１）よりも電圧が低下するのは、プリチャージコンタクタ３１２には制限抵抗３１６が接続されており、プリチャージコンタクタ３１２経由で電流が流れる場合には正側コンタクタ３１０を経由する場合と比較して電流量が小さくなるためである。
また、フロー２の最終的な（下記所定時間経過後の）インバータ電圧は、放電抵抗１８５と制限抵抗３１６との抵抗分圧となる。
【００３０】
このような電圧降下度合いの違いを利用して、コンタクタ故障判定装置１０は、以下の２つの方法のいずれかを用いて溶着判定ステップにおけるプリチャージコンタクタ３１２の溶着判定を行う。
＜方法１＞正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号が出力された後の単位時間当たりの電圧降下量が、第１の所定値以上かつ当該第１の所定値より大きい第２の所定値未満の場合にプリチャージコンタクタ３１２が溶着していると判定する。
＜方法２＞正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号が出力されてから所定時間経過後における負荷の電圧降下量が、第３の所定値以上かつ当該第３の所定値より大きい第４の所定値未満の場合にプリチャージコンタクタ３１２が溶着していると判定する。
【００３１】
図４は、図３のフロー２周辺の拡大図である。
図４では、初期状態では３００Ｖであったインバータ電圧が、時刻Ｔ１に正側コンタクタ３１０が開に制御された後に降下しはじめ、時刻Ｔ３には安定した電圧（通常時は０Ｖ、プリチャージコンタクタ３１２溶着時にはＶｐ（＞０Ｖ））となっている。
上記＜方法１＞では、時刻Ｔ１に正側コンタクタ３１０が開に制御された後のインバータ電圧の単位時間当たりの電圧降下量ΔＶ／Δｔを算出し、この値が第１の所定値以上かつ当該第１の所定値より大きい第２の所定値未満の場合はプリチャージコンタクタ３１２が溶着していると判定する。
なお、第１の所定値および第２の所定値は、インバータ１８の放電特性等に基づいて適宜決定するが、少なくとも第１の所定値は後述する正側コンタクタ３１０の溶着時における単位時間当たりの電圧降下量（０またはごく小さい値）より大きい値に設定する。また、第２の所定値は通常時における単位時間当たりの電圧降下量ΔＶ１／Δｔより小さい値に設定する。
図４では、プリチャージコンタクタ溶着時にはΔＶ／Δｔ＝ΔＶ２／Δｔ（＜ΔＶ１／Δｔ）となっている。
上記＜方法１＞でプリチャージコンタクタ３１２の溶着の有無を判定する場合、正側コンタクタ３１０が開に制御された後、インバータ電圧が低下している途中（例えば時刻Ｔ２）で判定を行うことができ、判定までの所要時間を短くすることができる。
【００３２】
また、上記＜方法２＞では、正側コンタクタ３１０が開に制御されてからインバータ電圧が下がり切るまでの時間（例えば時刻Ｔ３−時刻Ｔ１）を所定時間として設定しておき、所定時間経過後におけるインバータ電圧の降下量が第３の所定値以上かつ当該第３の所定値より大きい第４の所定値未満の場合にプリチャージコンタクタ３１２が溶着していると判定する。
なお、第３の所定値および第４の所定値についても、インバータ１８の放電特性等に基づいて適宜決定するが、少なくとも第３の所定値は後述する正側コンタクタ３１０の溶着時における電圧降下量（０またはごく小さい値）より大きい値に設定する。また、少なくとも第４の所定値は通常時における電圧降下量Ｖ３（≒３００Ｖ）より小さい値に設定する。
図４では、プリチャージコンタクタ溶着時には電圧降下量Ｖ４（＜Ｖ３）となっている。
上記＜方法２＞の方法でプリチャージコンタクタ３１２の溶着の有無を判定する場合、正側コンタクタ３１０が開に制御された後の電圧が安定してから判定を行うので、＜方法１＞と比較して判定までの所要時間（例えば時刻Ｔ３−時刻Ｔ１）が長くなるものの、安定した判定結果を得ることができる。
【００３３】
よって、＜方法１＞、＜方法２＞のいずれの方法を採用するかは、電動車２０や負荷の特性などに基づいて決定すればよい。
例えば、負荷の放電速度が相対的に速い電動車２０の場合には、降下後の電圧が安定するまでの時間が相対的に短いので、安定した判定結果を得られる＜方法２＞を採用する。一方、負荷の放電速度が相対的に遅い電動車２０の場合には、電圧低下の途中で迅速に判定結果を得られる＜方法１＞の方法を採用する、などが考えられる。
【００３４】
図３の説明に戻り、プリチャージコンタクタ３１２が溶着していると判定した場合、コンタクタ故障判定装置１０はフロー３に移行して負側コンタクタ３１４を開に制御する。負側コンタクタ３１４が開になると、インバータ電圧が低下を開始する。そして、インバータ電圧が０Ｖになると放電要求がオフとなり（フロー４）、電動車２０の終了処理が完了する。
なお、プリチャージコンタクタ３１２が溶着していると判定した場合、コンタクタ故障判定装置１０は、表示制御部１０６によって表示部１９にコンタクタの故障を示す表示等を行って、運転者等に対してプリチャージコンタクタ３１２の故障を報知する。
【００３５】
つぎに、図５を用いて正側コンタクタ３１０に溶着が生じている故障状態について説明する。
正側コンタクタ３１０が溶着していると、フロー２で正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号が出力された後も正側コンタクタ３１０が開にならない。よって、インバータ１８と組電池３０２との接続が切断されずに、コンデンサ１８４が放電を行ってもほとんど電圧が降下しない。
このため、コンタクタ故障判定装置１０は、正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号が出力された後にインバータ電圧がほとんど低下しない場合、すなわち、正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号が出力された後の単位時間当たりの電圧降下量が上記第１の所定値未満である場合、または正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号が出力されてから所定時間経過後における負荷の電圧降下量が上記第３の所定値未満である場合に、正側コンタクタ３１０が溶着していると判定する。
このように、コンタクタ故障判定装置１０では、高電圧の電源供給の終了時に、正側コンタクタ３１０が開にされた後の負荷の電圧降下度合いに基づいて、プリチャージコンタクタ３１２の溶着の有無とともに正側コンタクタ３１０の溶着の有無を判定することが可能である。
【００３６】
正側コンタクタ３１０が溶着していると判定した場合、コンタクタ故障判定装置１０はフロー３に移行して負側コンタクタ３１４を開に制御する。負側コンタクタ３１４が開になると、インバータ電圧が低下を開始する。そして、インバータ電圧が０Ｖになると放電要求がオフとなり（フロー４）、電動車２０の高電圧の電源供給の終了処理が完了する。
なお、正側コンタクタ３１０が溶着していると判定した場合、コンタクタ故障判定装置１０はプリチャージコンタクタ３１２と同様に、表示部１９にコンタクタの故障を示す表示等を行って運転者等に対して正側コンタクタ３１０の故障を報知する。
【００３７】
＜高電圧の電源供給の起動時の故障判定＞
つづいて、電動車２０の起動時（高電圧の電源供給の起動時）における負側コンタクタ３１４の溶着判定について説明する。
図６および図７は、コンタクタ故障判定装置１０の高電圧起動時における故障判定処理を示すタイムチャートであり、図６はいずれのコンタクタにも溶着が生じていない通常状態、図７は負側コンタクタ３１４に溶着が生じている故障状態を示している。
図６および図７のタイムチャートには、図２等と同様に、時系列にフロー１からフロー４に分割されており、上から順に、イグニッションスイッチ１４の状態、電動車２０の走行／充電システムの状態、プリチャージコンタクタ３１２の状態、正側コンタクタ３１０の状態、負側コンタクタ３１４の状態、インバータ１８のコンデンサ１８４を放電するための放電要求の有無、およびインバータ電圧が示されている。
【００３８】
まず、図６を用いていずれのコンタクタにも溶着が生じていない通常状態について説明する。
図６の状態では、コンタクタ制御部１０２からのコンタクタ制御信号とコンタクタの実際の状態とは一致しており、どちらも実線で表示している。
フロー１の初期状態では、電動車２０は非起動状態であり、イグニッションスイッチ１４はオフ、電動車２０の走行／充電システムは非起動（Ｎｏｔ  ａｃｔｉｖｅ）、プリチャージコンタクタ３１２は開、正側コンタクタ３１０は開、負側コンタクタ３１４は開、放電要求はオフとなっており、インバータ電圧は０Ｖとなっている。
【００３９】
運転者によってイグニッションスイッチ１４がオンにされると、フロー１からフロー２に移行して、コンタクタ故障判定装置１０のコンタクタ制御部１０２はプリチャージコンタクタ３１２を閉に切り替える制御信号を出力する。すなわち、正側コンタクタ３１０、プリチャージコンタクタ３１２、および負側コンタクタ３１４を開に制御する制御信号を出力した状態から、プリチャージコンタクタ３１２を閉に切り替える制御信号を出力する第３のコンタクタ制御ステップを実行する。
コンタクタ故障判定装置１０の故障判定部１０４は、このプリチャージコンタクタ３１２を閉に切り替える制御信号が出力された後の負荷の電圧上昇度合いに基づいて、負側コンタクタ３１４の溶着の有無を判定する第２の溶着判定ステップを実行する。
図６では、プリチャージコンタクタ３１２が閉に切り替えられた後もインバータ電圧は上昇しないため、負側コンタクタ３１４が溶着していないと判定する。
【００４０】
つぎに、コンタクタ故障判定装置１０はフロー２からフロー３に移行して、コンタクタ制御部１０２が負側コンタクタ３１４を閉に切り替える制御信号を出力する。
この結果、組電池３０２とインバータ１８との間にプリチャージコンタクタ３１２および負側コンタクタ３１４経由の閉回路が形成されて、インバータ電圧が上昇し始める。
インバータ電圧が組電池３０２の電池電圧である約３００Ｖになると、フロー３からフロー４に移行して、コンタクタ制御部１０２が正側コンタクタ３１０を閉に切り替える制御信号を出力する。
その後、コンタクタ制御部１０２がプリチャージコンタクタ３１２を開に切り替える制御信号を出力すると、電動車２０の走行／充電システムが起動して（Ａｃｔｉｖｅ）、電動車２０の起動処理が完了する。
すなわち、正側コンタクタ３１０を閉に切り替える制御信号を出力した後、プリチャージコンタクタ３１２を開に切り替える制御信号を出力する第４のコンタクタ制御ステップを実行する。
なお、本実施の形態では、第４のコンタクタ制御ステップは、第２の溶着判定ステップで負側コンタクタ３１４の溶着がないと判定された場合にのみ行い、第２の溶着判定ステップで負側コンタクタ３１４の溶着があると判定された場合には、後述するように起動処理を中止する。
【００４１】
つぎに、図７を用いて負側コンタクタ３１４に溶着が生じている故障状態について説明する。
図７の状態では、コンタクタ制御部１０２からのコンタクタ制御信号と負側コンタクタ３１４の実際の状態とが一致しておらず、この時のコンタクタ制御信号を点線で示している。すなわち、負側コンタクタ３１４に溶着が生じている場合、コンタクタ制御部１０２からの負側コンタクタ３１４への制御信号（点線）は開であるが、負側コンタクタ３１４の実際の状態（実線）は閉となっている。
よって、フロー２でプリチャージコンタクタ３１２が閉になると同時に、組電池３０２とインバータ１８との間にプリチャージコンタクタ３１２および負側コンタクタ３１４経由の閉回路が形成されて、インバータ電圧が上昇し始める。
このことから、コンタクタ故障判定装置１０は、フロー２でプリチャージコンタクタ３１２を閉に切り替える制御信号が出力された後に負荷の電圧が上昇した場合に、負側コンタクタ３１４が溶着していると判定する。
【００４２】
負側コンタクタ３１４が溶着していると判定した場合、コンタクタ故障判定装置１０は電動車２０の起動処理を中止して、プリチャージコンタクタ３１２を開に制御する制御信号を出力する。プリチャージコンタクタ３１２が開になると、インバータ電圧が低下して０Ｖになる。
また、コンタクタ故障判定装置１０は表示制御部１０６によって表示部１９にコンタクタの故障を示す表示等を行って運転者等に対して負側コンタクタ３１４の故障を報知する。
なお、負側コンタクタ３１４が故障していてもインバータ１８への電力供給は可能であるため、電動車２０の起動処理を継続するようにしてもよい。この場合であっても、表示部１９にコンタクタの故障を示す表示等を行って運転者等に対して負側コンタクタ３１４の故障を報知することが好ましい。
【００４３】
＜従来技術との対比＞
つぎに、従来技術によるコンタクタ故障判定方法と、本願発明のコンタクタ故障判定方法との違いについて説明する。
従来技術によるコンタクタ故障判定方法では、電動車２０の終了時（高電圧の電源供給の終了時）に正側コンタクタ３１０の故障の有無のみを判定し、電動車２０の起動時（高電圧の電源供給の起動時）にプリチャージコンタクタ３１２および負側コンタクタ３１４の故障の有無を判定している。すなわち、本願発明と従来技術とでは、プリチャージコンタクタ３１２の故障判定タイミングが異なる。
【００４４】
図８は、従来技術における高電圧の電源供給の終了時の故障判定処理を示すタイムチャートである。
従来技術における高電圧の電源供給の終了時における処理は、図５に示した正側コンタクタ３１０の溶着判定と同様である。
すなわち、正側コンタクタ３１０が溶着していると、フロー２で正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号が出力された後も正側コンタクタ３１０が開にならずにインバータ電圧は組電池３０２のバッテリ電圧である３００Ｖのままとなる。
よって、正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号が出力された後に負荷の電圧が降下しない場合には、正側コンタクタ３１０が溶着していると判定する。
【００４５】
正側コンタクタ３１０が溶着していると判定した場合、フロー３に移行して負側コンタクタ３１４を開に制御する。負側コンタクタ３１４が開になると、インバータ電圧が低下を開始する。そして、インバータ電圧が０Ｖになると放電要求がオフとなり（フロー４）、電動車２０の終了処理が完了する。
【００４６】
図９〜図１１は、従来技術における高電圧の電源供給の起動時の故障判定処理を示すタイムチャートであり、図９はいずれのコンタクタにも溶着が生じていない通常状態、図１０は負側コンタクタ３１４に溶着が生じている故障状態、図１１はプリチャージコンタクタ３１２に溶着が生じている故障状態を示している。
【００４７】
まず、図９を用いていずれのコンタクタにも溶着が生じていない通常状態について説明する。
図９の状態では、コンタクタ制御部１０２からのコンタクタ制御信号とコンタクタの実際の状態とは一致しており、どちらも実線で表示している。
フロー１の初期状態では、電動車２０は非起動状態であり、イグニッションスイッチ１４はオフ、電動車２０の走行／充電システムは非起動（Ｎｏｔ  ａｃｔｉｖｅ）、プリチャージコンタクタ３１２は開、正側コンタクタ３１０は開、負側コンタクタ３１４は開、放電要求はオフとなっており、インバータ電圧は０Ｖとなっている。
【００４８】
運転者によってイグニッションスイッチ１４がオンにされると、フロー１からフロー２に移行して、プリチャージコンタクタ３１２を閉に切り替える制御信号を出力する。これは、後述のように負側コンタクタ３１４の溶着の有無を判定するためである。
プリチャージコンタクタ３１２を閉に切り替える制御信号を出力した後、所定時間経過後にもインバータ電圧の上昇が見られない場合には、負側コンタクタ３１４が溶着していないと判定して、プリチャージコンタクタ３１２を開に切り替える制御信号を出力する。
【００４９】
つぎに、フロー２からフロー３に移行して負側コンタクタ３１４を閉に切り替える制御信号を出力する。後述するように、従来技術ではフロー３で負側コンタクタ３１４を閉に切り替える制御信号を出力した後の電圧上昇度合いに基づいて、プリチャージコンタクタ３１２の溶着の有無を判定する。
負側コンタクタ３１４を閉に切り替える制御信号を出力した後、所定時間経過後にもインバータ電圧の上昇が見られない場合には、プリチャージコンタクタ３１２が溶着していないと判定して、フロー３からフロー４に移行して、プリチャージコンタクタ３１２を閉に切り替える制御信号を出力する。
この結果、組電池３０２とインバータ１８との間にプリチャージコンタクタ３１２および負側コンタクタ３１４経由の閉回路が形成されて、インバータ電圧が上昇し始める。
インバータ電圧が組電池３０２の電池電圧である約３００Ｖになると、フロー４からフロー５に移行して、正側コンタクタ３１０を閉に切り替える制御信号を出力する。
その後、プリチャージコンタクタ３１２を開に切り替える制御信号を出力すると、電動車２０の走行／充電システムが起動して（Ａｃｔｉｖｅ）、電動車２０の起動処理が完了する。
【００５０】
つぎに、図１０を用いて負側コンタクタ３１４に溶着が生じている故障状態について説明する。
図１０の状態では、コンタクタ制御部１０２からのコンタクタ制御信号と負側コンタクタ３１４の実際の状態とが一致しておらず、この時のコンタクタ制御信号を点線で示している。すなわち、負側コンタクタ３１４に溶着が生じている場合、コンタクタ制御部１０２からの負側コンタクタ３１４への制御信号（点線）は開であるが、負側コンタクタ３１４の実際の状態（実線）は閉となっている。
よって、フロー２でプリチャージコンタクタ３１２が閉になると同時に、組電池３０２とインバータ１８との間にプリチャージコンタクタ３１２および負側コンタクタ３１４経由の閉回路が形成されて、インバータ電圧が上昇し始める。
このことから、フロー２でプリチャージコンタクタ３１２を閉に切り替える制御信号が出力された後に負荷の電圧が上昇した場合に、負側コンタクタ３１４が溶着していると判定することができる。
その後は、例えば本願発明と同様に起動処理を中止する。
【００５１】
つづいて、図１１を用いてプリチャージコンタクタ３１２に溶着が生じている故障状態について説明する。
図１１の状態では、コンタクタ制御部１０２からのコンタクタ制御信号とプリチャージコンタクタ３１２の実際の状態とが一致しておらず、この時のコンタクタ制御信号を点線で示している。すなわち、フロー２でプリチャージコンタクタ３１２を閉にする制御信号が出力される前からプリチャージコンタクタ３１２は閉となっており、その後プリチャージコンタクタ３１２を開にする制御信号が出力された後もプリチャージコンタクタ３１２は閉状態を継続する。
よって、フロー３で負側コンタクタ３１４が閉になると同時に、組電池３０２とインバータ１８との間にプリチャージコンタクタ３１２および負側コンタクタ３１４経由の閉回路が形成されて、インバータ電圧が上昇し始める。
このことから、フロー３で負側コンタクタ３１４を閉に切り替える制御信号が出力された後に負荷の電圧が上昇した場合に、プリチャージコンタクタ３１２が溶着していると判定することができる。
その後は、例えば本願発明と同様に起動処理を中止する。
【００５２】
従来技術によるコンタクタ故障判定方法と、本願発明のコンタクタ故障判定方法とを比較すると、従来技術によるコンタクタ故障判定方法では、図９に示すように、高電圧起動時にプリチャージコンタクタ３１２の溶着の有無を判定するために、フロー２で一旦プリチャージコンタクタ３１２を開にしてから、フロー３で負側コンタクタ３１４を閉にしている。
これに対して、本願発明のコンタクタ故障判定方法では、図６に示すように、フロー２でプリチャージコンタクタ３１２を閉にしてから、プリチャージコンタクタ３１２を開にすることなく負側コンタクタ３１４を閉にしている。
よって、本願発明では、すなわち、従来技術と比較して図９におけるフロー２の後半およびフロー３の分だけ電動車２０の起動時間を短縮することができる。
【００５３】
以上説明したように、実施の形態にかかるコンタクタ故障判定装置１０は、正側コンタクタ３１０と負側コンタクタ３１４とを閉に、プリチャージコンタクタ３１２を開に制御した状態から、高電圧電源供給の終了時に正側コンタクタ３１０を開に切り替える制御信号を出力し、当該制御信号の出力後の負荷の電圧降下度合いに基づいて、プリチャージコンタクタ３１２の溶着の有無を判定する。
よって、組電池３０２から負荷（インバータ１８）への電源供給の終了時に正側コンタクタ３１０を開にするといった必然的な操作の際にプリチャージコンタクタ３１２の溶着判定を行うことができ、溶着判定のみの目的でコンタクタを閉開することなく短時間のうちにコンタクタの溶着判定を行うことができる。
また、組電池３０２から負荷への電源供給の起動時には負荷のプリチャージの際に負側コンタクタ３１４の溶着判定を行うので、コンタクタの溶着判定のみの目的でコンタクタを閉開するのを回避することができ、短時間に組電池から負荷への電源供給を起動することができる。
また、コンタクタ故障判定装置１０は、プリチャージコンタクタ３１２とともに正側コンタクタ３１０の溶着の有無を判定することができるので、プリチャージコンタクタ３１２の溶着判定と正側コンタクタ３１０の溶着判定とを別個に行う場合と比較して、短時間のうちにコンタクタの溶着判定を行うことができる。
また、コンタクタ故障判定装置１０において、正側コンタクタを開にする制御信号が出力された後の単位時間当たりの負荷の電圧降下量に基づいてプリチャージコンタクタ３１２の溶着判定を行うようにすれば、負荷の電圧が降下している最中にもプリチャージコンタクタ３１２の溶着判定を行うことができ、短時間のうちにコンタクタの溶着判定を行うことができる。
また、コンタクタ故障判定装置１０において、正側コンタクタ３１０を開にする制御信号が出力された後、所定時間経過後の負荷の電圧降下量に基づいてプリチャージコンタクタ３１２の溶着判定を行うようにすれば、負荷の電圧が安定した（降下しきった）状態でプリチャージコンタクタ３１２の溶着判定を行うことができ、コンタクタの溶着判定を高精度に行うことができる。
また、コンタクタ故障判定装置１０は、正側コンタクタ３１０を開にする制御信号が出力された後に負荷の電圧がほぼ降下しない場合（所定値よりも降下しない場合）に正側コンタクタ３１０が溶着していると判定するので、正側コンタクタ３１０とプリチャージコンタクタ３１２のどちらが溶着しているかを迅速に判定することができる。
また、高電圧の電源供給の起動時において、正側コンタクタ３１０、プリチャージコンタクタ３１２及び負側コンタクタ３１４を開に切り替える制御信号が出力した状態から、プリチャージコンタクタ３１２を閉に切り替える制御信号が出力された後の負荷の電圧上昇に基づいて、負側コンタクタ３１４の溶着の有無を判定する。
よって、高電圧の電源供給の起動時においてプリチャージコンタクタ３１２を閉に切り替える必然的な操作の際に負側コンタクタ３１４の溶着判定を行うことができるようになる。すなわち、高電圧の電源供給の起動時において負側コンタクタとプリチャージコンタクタとの双方の溶着判定を行う目的でコンタクタを開閉している従来技術と比較して、煩雑さが抑制され、起動時間を短縮することが可能となる。
【００５４】
なお、本実施の形態では、電池パック３０が電力を供給する負荷がインバータ１８のみであるものとして説明したが、実際には複数の負荷が電池パック３０に接続される場合もある。例えば、電動車２０に前輪用のモータ（第１モータ）と、後輪用のモータ（第２モータ）と、発電用のジェネレータ（第３モータ）とが搭載され、電池パック３０に各モータに対応する３つのインバータが接続されている場合がある。
この場合、複数の負荷のうち少なくとも１つが故障すると、電動車２０の終了時に故障した負荷でコンデンサの放電を行うことができず、負荷の電圧が下がり切らない場合がある。
よって、その場合には、プリチャージコンタクタ３１２の故障の有無を判定する際の電圧降下度合いを通常より小さい値に変更してもよい。
すなわち、組電池３０２（電池パック３０）には複数の負荷が接続されており、複数の負荷のうち少なくとも１つの故障が検知されている場合、当該負荷の故障が検知されていない場合よりも上記第１の所定値および第２の所定値、または第３の所定値および第４の所定値を小さくするようにしてもよい。
これにより、電池パック３０に接続された負荷が故障しており、放電できない場合でもプリチャージコンタクタ３１２の故障判定を正確に行うことができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０……コンタクタ故障判定装置、１０２……コンタクタ制御部、１０４……故障判定部、１０６……表示制御部、１２……ＥＣＵ、１４……イグニッションスイッチ、１６……モータ、１８……インバータ、１８１……インバータ正極端子、１８２……インバータ負極端子、１８３……インバータ回路、１８４……コンデンサ、１８５……放電抵抗、１８６……電圧計、１８７……ＭＣＵ、１８９……放電スイッチ、１９……表示部、２０……電動車、３０……電池パック、３０４……電池正極端子、３０６……電池負極端子、３１０……正側コンタクタ、３１０……正側コンタクタ、３１２……プリチャージコンタクタ、３１４……負側コンタクタ、３１６……制限抵抗
【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】
0006417892.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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