(57)【要約】【課題】蓄電装置と走行用モータとの間で電圧変換を行う変換器の耐久性低下を抑制しつつ、部品点数を低減した蓄電システムを提供する。【解決手段】本発明である蓄電システムは、蓄電装置と、蓄電装置と走行用モータとの間で電圧変換を行う変換器と、蓄電装置と変換器との間の電流経路に設けられ、補機又は／及び補機バッテリへの出力電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、充電器と、蓄電装置を変換器と接続する正負極の一方の第１接続ラインに設けられた第１リレーと、蓄電装置を変換器と接続する正負極の他方の第２接続ラインに設けられた第２リレーと、を有する。ＤＣ／ＤＣコンバータの一端は、第１リレーと変換器との間の第１接続ラインに接続されており、他端は、蓄電装置と第２リレーとの間の第２接続ラインに接続されており、充電器は、第１リレーがオン状態かつ第２リレーがオフ状態で蓄電装置に外部電力を充電可能な電流経路上に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行用モータに電力を供給する蓄電装置と、
前記蓄電装置と前記走行用モータとの間で電圧変換を行う変換器と、
前記蓄電装置と前記変換器との間の電流経路に設けられ、前記電流経路から前記車両に搭載される補機又は／及び補機バッテリへの出力電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、
外部電源から供給される外部電力を前記蓄電装置に充電するための充電器と、
前記蓄電装置を前記変換器と接続する正負極の一方の第１接続ラインに設けられた第１リレーと、
前記蓄電装置を前記変換器と接続する正負極の他方の第２接続ラインに設けられた第２リレーと、を有し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの一端は、前記第１リレーと前記変換器との間の前記第１接続ラインに接続されており、他端は、前記蓄電装置と前記第２リレーとの間の前記第２接続ラインに接続されており、
前記充電器は、前記第１リレーがオン状態かつ前記第２リレーがオフ状態で前記蓄電装置に外部電力を充電可能な電流経路上に設けられていることを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
前記車両は、車両走行の駆動源としてエンジンを備えたハイブリッド車両であり、
前記変換器に接続され、前記エンジンの動力を受けて発電する発電機と、
前記蓄電装置の充放電を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記蓄電装置から前記走行用モータへの電力供給を遮断して前記エンジンを駆動源とする車両走行において、前記第１リレーをオフにし、前記第２リレーをオンに制御しつつ、前記発電機によって発電された電力を前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記補機又は前記補機バッテリへ供給されるように制御することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記蓄電装置を前記充電器と接続する正負極の一方の第１充電ラインに設けられた第３リレーと、
前記蓄電装置を前記充電器と接続する正負極の他方の第２充電ラインに設けられた第４リレーと、
前記蓄電装置に前記外部電力を充電する外部充電制御を行うコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記第３リレー及び前記第４リレーをオンにして前記蓄電装置と前記充電器とを接続するとともに、前記第１リレーをオンにし、前記第２リレーをオフに制御しつつ、前記外部電力を前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記補機バッテリへ供給されるように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記蓄電装置を前記充電器と接続する正負極の一方の第１充電ラインと、
前記蓄電装置を前記充電器と接続する正負極の他方の第２充電ラインと、
前記第１充電ラインに設けられる第３リレーと、
前記蓄電装置に前記外部電力を充電する外部充電制御を行うコントローラと、を有し、
前記第２充電ラインは、前記第１リレーと前記ＤＣ／ＤＣコンバータとの間の前記第１接続ラインに接続されており、
前記コントローラは、前記第１リレー及び前記第３リレーをオンにして前記蓄電装置と前記充電器とを接続するとともに、前記第２リレーをオフに制御しつつ、前記外部電力を前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記補機バッテリへ供給されるように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電システム。
【請求項５】
前記車両は、車両走行の駆動源としてエンジンを備えたハイブリッド車両であり、
前記変換器に接続され、前記エンジンの動力を受けて発電する発電機と、
前記変換器を流れる電流を検出する第１電流センサと、
前記第１電流センサの検出電流値に基づいて、前記第２リレーのオン故障を検出する故障検知部と、を有し、
前記故障検知部は、前記第１リレー及び前記第２リレーがオフに制御された状態で、かつ前記発電機によって発電された電力が前記変換器を介して前記ＤＣ／ＤＣコンバータに出力される状態において、前記第１電流センサの検出電流値が所定値よりも大きいとき、前記第２リレーがオン故障していると判別することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項６】
前記蓄電装置を流れる電流を検出する第２電流センサと、
前記第２電流センサの検出電流値に基づいて、前記第１リレーのオン故障を検出する故障検知部と、を有し
前記故障検知部は、前記第１リレー及び前記第２リレーがオフに制御された状態で、かつ前記蓄電装置から前記ＤＣ／ＤＣコンバータに電力を出力される状態において、前記第２電流センサの検出電流値が所定値よりも大きいとき、前記第１リレーがオン故障していると判別することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項７】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記補機バッテリの出力電圧を昇圧して前記蓄電装置と前記変換器との間の電流経路に出力する昇圧機能を備えており、
前記変換器を流れる電流を検出する第１電流センサと、
前記第１電流センサの検出電流値に基づいて、前記２リレーのオン故障を検出する故障検知部と、を有し、
前記故障検知部は、前記第１リレー及び前記第２リレーがオフに制御された状態で、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが昇圧動作中の前記検出電流値が所定値よりも大きいとき、前記第２リレーがオン故障していると判別することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項８】
前記蓄電装置を流れる電流を検出する第２電流センサと、
前記第２電流センサの検出電流値に基づいて、前記第１リレーのオン故障を検出する故障検知部と、を有し、
前記故障検知部は、前記第１リレー及び前記第２リレーがオフに制御された状態で、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが降圧動作中の前記第２電流センサの検出電流値が所定値よりも大きいとき、前記第１リレーがオン故障していると判別することを特徴とする請求項１から４及び７のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、プラグイン車両が記載され、充電器を介して外部電力をバッテリに充電（外部充電）することができる電池システムが記載されている。特許文献１の電池システムによれば、外部充電を行う際、走行用モータに電力を供給するメインバッテリの充電と、補機バッテリの充電とを行う回路構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、充電器を介した外部充電の際、補機バッテリを充電しようとすると、メインバッテリと走行用モータに接続されるインバータ等とを接続しなければならない。また、メインバッテリとインバータとの間には、例えば、昇圧回路を設けることができる。したがって、補機バッテリの充電を行う際に、充電器を介して外部充電電力がインバータや昇圧回路に流れてしまうことから、これら変換器の耐久性が低下してしまう。
【０００５】
一方で、充電器を介した外部充電電力がインバータや昇圧回路に流れないようにして、補機バッテリの充電を行うように構成することもできる。例えば、充電器側に、別途補機バッテリに接続される補機バッテリ用のＤＣ／ＤＣコンバータをもう一つ設ける。しかしながら、メインバッテリと負荷との接続を遮断した状態で、充電器を介して補機バッテリを充電するための専用のＤＣ／ＤＣコンバータを備えることで、部品点数が増加するとともに、メインバッテリを含む全体の体格（サイズ）が大きくなる課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、車両の走行用モータに電力を供給する蓄電装置を有し、外部電力を充電可能な蓄電システムにおいて、蓄電装置と走行用モータとの間で電圧変換を行う変換器の耐久性低下を抑制しつつ、部品点数を低減した蓄電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明である蓄電システムは、車両の走行用モータに電力を供給する蓄電装置と、蓄電装置と走行用モータとの間で電圧変換を行う変換器と、蓄電装置と変換器との間の電流経路に設けられ、電流経路から車両に搭載される補機又は／及び補機バッテリへの出力電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、外部電源から供給される外部電力を蓄電装置に充電するための充電器と、蓄電装置を変換器と接続する正負極の一方の第１接続ラインに設けられた第１リレーと、蓄電装置を変換器と接続する正負極の他方の第２接続ラインに設けられた第２リレーと、を有する。
【０００８】
そして、ＤＣ／ＤＣコンバータの一端は、第１リレーと変換器との間の第１接続ラインに接続されており、他端は、蓄電装置と第２リレーとの間の第２接続ラインに接続されている。充電器は、第１リレーがオン状態かつ第２リレーがオフ状態で蓄電装置に外部電力を充電可能な電流経路上に設けられている。
【０００９】
本発明によれば、充電器が、蓄電装置と変換器との電流経路が遮断された状態（第１リレーがオン状態かつ第２リレーがオフ状態）で、蓄電装置及びＤＣ／ＤＣコンバータの双方に接続される。このため、外部電力を蓄電装置に充電する外部充電の際、変換器に充電電流が流れない電流経路で蓄電装置を充電することができるとともに、変換器と接続しなくてもＤＣ／ＤＣコンバータを介した補機又は／及び補機バッテリへの電流経路が確保される。
【００１０】
したがって、外部充電の際に外部電力（外部充電電流）が変換器を流れないため、変換器の耐久性低下を抑制することができるとともに、蓄電装置と変換器との間の電流経路から補機又は／及び補機バッテリへの出力及び外部充電の際の補機バッテリへの出力の双方に対し、１つのＤＣ／ＤＣコンバータが共有して利用されるため、部品点数を削減でき、かつ電池システム全体の体格（サイズ）の大型化を抑制することができる。
【００１１】
上記車両は、車両走行の駆動源としてエンジンを備えたハイブリッド車両とすることができ、上記蓄電システムは、変換器に接続され、エンジンの動力を受けて発電する発電機と、蓄電装置の充放電を制御するコントローラと、を有するように構成することができる。このとき、コントローラは、蓄電装置から走行用モータへの電力供給を遮断してエンジンを駆動源とする車両走行において、第１リレーをオフにし、第２リレーをオンに制御しつつ、発電機によって発電された電力をＤＣ／ＤＣコンバータを介して補機又は補機バッテリへ供給されるように制御することができる。
【００１２】
このように構成することで、エンジンのみを駆動源とする車両走行（バッテリレス走行）の際に、蓄電装置から走行用モータへの電力供給を遮断しつつ、ＤＣ／ＤＣコンバータを介した補機又は／及び補機バッテリへの電流経路が確保され、バッテリレス走行を行っても発電機によって発電された電力を、補機又は補機バッテリへ供給することができる。したがって、１つのＤＣ／ＤＣコンバータによって、外部充電の際に外部電力が変換器を流れないようにして補機バッテリに電力を供給することができ、かつバッテリレス走行においても発電機によって発電された電力をＤＣ／ＤＣコンバータを介して補機又は補機バッテリへ供給することができるようになる。１つのＤＣ／ＤＣコンバータが共有して利用できるため、変換器の耐久性低下を抑制しつつ、部品点数を削減することができる。
【００１３】
また、上記蓄電システムは、蓄電装置を充電器と接続する正負極の一方の第１充電ラインに設けられた第３リレーと、蓄電装置を充電器と接続する正負極の他方の第２充電ラインに設けられた第４リレーと、蓄電装置に外部電力を充電する外部充電制御を行うコントローラと、を有することができる。このとき、コントローラは、第３リレー及び第４リレーをオンにして蓄電装置と充電器とを接続するとともに、第１リレーをオンにし、第２リレーをオフに制御しつつ、外部電力がＤＣ／ＤＣコンバータを介して補機バッテリへ供給されるように制御することができる。
【００１４】
また、上記蓄電システムは、蓄電装置を充電器と接続する正負極の一方の第１充電ラインと、蓄電装置を充電器と接続する正負極の他方の第２充電ラインと、第１充電ラインに設けられる第３リレーと、蓄電装置に外部電力を充電する外部充電制御を行うコントローラと、を有することができる。このとき、第２充電ラインは、第１リレーとＤＣ／ＤＣコンバータとの間の第１接続ラインに接続することができる。そして、コントローラは、第１リレー及び第３リレーをオンにして蓄電装置と充電器とを接続するとともに、第２リレーをオフに制御しつつ、外部電力がＤＣ／ＤＣコンバータを介して補機バッテリへ供給されるように制御することができる。
【００１５】
上記車両は、車両走行の駆動源としてエンジンを備えたハイブリッド車両とすることができ、上記蓄電システムは、変換器に接続され、エンジンの動力を受けて発電する発電機と、変換器を流れる電流を検出する第１電流センサと、第１電流センサの検出電流値に基づいて、第２リレーのオン故障を検出する故障検知部と、を有することができる。故障検知部は、第１リレー及び第２リレーがオフに制御された状態で、かつ発電機によって発電された電力が変換器を介してＤＣ／ＤＣコンバータに出力される状態において、検出電流値が所定値よりも大きいとき、第２リレーがオン故障していると判別する。
【００１６】
また、上記蓄電システムは、蓄電装置を流れる電流を検出する第２電流センサと、第２電流センサの検出電流値に基づいて、第１リレーのオン故障を検出する故障検知部と、を有するように構成することができる。この場合、故障検知部は、第１リレー及び第２リレーがオフに制御された状態で、かつ蓄電装置からＤＣ／ＤＣコンバータに電力を出力される状態において、第２電流センサの検出電流値が所定値よりも大きいとき、第１リレーがオン故障していると判別することができる。
【００１７】
さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータは、蓄電装置と変換器との間の電流経路から補機又は／及び補機バッテリへの出力電圧を降圧する降圧機能と共に、補機バッテリの出力電圧を昇圧して蓄電装置と変換器との間の電流経路に出力する昇圧機能を備えることができる。そして、上記蓄電システムは、変換器を流れる電流を検出する第１電流センサと、第１電流センサの検出電流値に基づいて、第２リレーのオン故障を検出する故障検知部と、を有することができる。この場合、故障検知部は、第１リレー及び第２リレーがオフに制御された状態で、ＤＣ／ＤＣコンバータが昇圧動作中の検出電流値が所定値よりも大きいとき、第２リレーがオン故障していると判別する。
【００１８】
また、上記蓄電システムは、蓄電装置を流れる電流を検出する第２電流センサと、第２電流センサの検出電流値に基づいて、第１リレーのオン故障を検出する故障検知部と、をさらに有することができ、故障検知部は、第１リレー及び第２リレーがオフに制御された状態で、ＤＣ／ＤＣコンバータが降圧動作中の第２電流センサの検出電流値が所定値よりも大きいとき、第１リレーがオン故障していると判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１における、車両に搭載される電池システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１における、車両の挙動に応じたリレー装置のオン／オフ状態を表す図である。
【図３】実施例１における、車両の挙動に応じたリレー装置の制御フローを示すフローチャートである。
【図４】電池システムの第１変形例における概略構成図である。
【図５】電池システムの第２変形例における概略構成図である。
【図６】第２変形例における、車両の挙動に応じたリレー装置のオン／オフ状態を表す図である。
【図７】電池システムの第３変形例における概略構成図である。
【図８】実施例２における、リレー装置（ＳＭＲ−Ｂ）のオン故障時の電流経路と、リレー装置のオン故障を判定する方法を説明するための図である。
【図９】実施例２における、リレー装置（ＳＭＲ−Ｇ）のオン故障時の電流経路と、リレー装置のオン故障を判定する方法を説明するための図である。
【図１０】実施例２における、リレー装置のオン故障の判定処理を示すフローチャートである。
【図１１】実施例２における、リレー装置のオン故障の判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１から図７を参照して、本発明の実施例１における電池システム（本発明の蓄電システムに相当する）について説明する。図１は、本実施例における電池システムの構成を示す概略図である。
【００２２】
バッテリ（本発明の蓄電装置に相当する）１０の正極端子には、正極ラインＰＬが接続されており、バッテリ１０の負極端子には、負極ラインＮＬが接続されている。正極ラインＰＬ及び負極ラインＮＬは、本発明におけるバッテリ１０を負荷（例えば、後述するインバータ２５やモータ・ジェネレータＭＧ２）に接続する正負極の第１接続ライン及び第２接続ラインを構成している。バッテリ１０は、複数の単電池を有しており、単電池の数は、適宜設定することができる。ここで、バッテリ１０を構成する複数の単電池は、直列に接続したり、並列に接続したりすることができる。
【００２３】
なお、バッテリ１０の代わりに、１つの単電池を用いることもできる。単電池としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。
【００２４】
バッテリ１０は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介して、昇圧回路２４（本発明の変換器に相当する）と接続されており、昇圧回路２４がインバータ２５と接続されている。インバータ２５は、バッテリ１０から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータＭＧ２に出力する。モータ・ジェネレータ（本発明の走行用モータに相当する）ＭＧ２は、インバータ２５から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギ（動力）を生成する。
【００２５】
モータ・ジェネレータＭＧ２は、トランスミッション（変速機）ＴＭを介して駆動輪２６に接続される駆動軸に接続され、モータ・ジェネレータＭＧ２の動力がトランスミッションＴＭを介して駆動軸に伝達され、駆動軸によって駆動輪２６に伝達される。モータ・ジェネレータＭＧ２が生成した動力がトランスミッションＴＭを介して駆動輪２６に伝達されることにより、バッテリ１０の電力を用いた車両走行を行わせることができる。
【００２６】
動力分割機構２７は、エンジン２８の動力を、駆動輪２６に伝達したり、モータ・ジェネレータＭＧ１に伝達したりする。モータ・ジェネレータＭＧ１は、エンジン２８の動力を受けて発電する発電機である。モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電力（交流電力）は、インバータ２５を介して、モータ・ジェネレータＭＧ２に供給されたり、昇圧回路２４を介してバッテリ１０や補機バッテリ４２に供給されたりする。モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電力を、モータ・ジェネレータＭＧ２に供給すれば、モータ・ジェネレータＭＧ２が生成した運動エネルギによって、駆動輪２６を駆動することができる。モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電力をバッテリ１０に供給すれば、バッテリ１０を充電することができる。補機バッテリ４２についても同様である。
【００２７】
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータＭＧ２は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ２５は、モータ・ジェネレータＭＧ２が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力をバッテリ１０に出力する。これにより、バッテリ１０は、回生電力を蓄えることができる。
【００２８】
昇圧回路２４は、バッテリ１０の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ２５に出力したり、インバータ２５の出力電圧を降圧して降圧後の電力をバッテリ１０に出力したりする電圧変換器である。
【００２９】
エンジン２８は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関である。エンジン２８は、モータ・ジェネレータＭＧ１をエンジン始動用モータ（スタータ）として用い、始動することができる。バッテリ１０から所定の電力がモータ・ジェネレータＭＧ１に供給され、動力分割機構２７を介してモータ・ジェネレータＭＧ１がエンジン２８の駆動軸を回転させ、エンジン２８を始動させるように構成することができる。
【００３０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、バッテリ１０やモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を補機４１や補機バッテリ４２に出力する。本実施例のＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、バッテリ１０と昇圧回路２４との間の電流経路に設けられる。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の一端が、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂおよび昇圧回路２４の間の正極ラインＰＬに接続され、他端が、バッテリ１０及びシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇの間の負極ラインＮＬに接続されている。
【００３１】
補機４１は、例えば、電池システムを搭載する車両の車室空調装置（エアコンのインバータやモータ等）、ＡＶ機器、車室内の照明装置、ヘッドライト等の電力消費機器である。補機バッテリ４２は、これらの補機４１に電力を供給する電源装置である。なお、車室空調装置は、昇圧回路２４を介してバッテリ１０から供給される電力で直接動作するように構成することもできる。
【００３２】
また、本実施例の電池システムは、外部電源５３からの外部電力をバッテリ１０の充電させるための充電器５０を含んで構成されている。充電器５０は、充電ラインＰＬ１，ＮＬ１を介してバッテリ１０に接続されている。充電ラインＰＬ１は、バッテリ１０の正極端子とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂとの間の正極ラインＰＬに接続される。一方、充電ラインＮＬ１は、バッテリ１０の負極端子とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇとの間の負極ラインＮＬであって、バッテリ１０の負極端子とＤＣ／ＤＣコンバータ４０との間（ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と負極ラインＮＬとの接点よりもバッテリ１０側）の負極ラインＮＬに接続される。
【００３３】
各充電ラインＰＬ１，ＮＬ１には、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２がそれぞれ設けられている。充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２及びシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂがオンにされ、かつ、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオフにされることで、バッテリ１０及び充電器５０（外部電源５３）が電気的に接続される。
【００３４】
本実施例の充電器５０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂがオン状態かつシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオフ状態であっても、バッテリ１０に外部電力を充電可能な電流経路上に設けられている。また、充電器５０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオフ状態に制御され、バッテリ１０と昇圧回路２４との接続が遮断状態、すなわち、昇圧回路２４と接続しなくても、充電器５０からＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介した補機バッテリ４２への電流経路が確保されるように構成されている。
【００３５】
充電器５０は、車両外装に設けられるインレット５１と接続されている。インレット５１には、充電プラグ５２が接続される。充電プラグ５２は、外部電源５３から延びる充電ケーブルに設けられた接続コネクタである。充電プラグ５２をインレット５１に接続することにより、外部電源５３の外部電力が、充電器５０を介してバッテリ１０に供給可能となる。これにより、外部電源５３を用いて、バッテリ１０を充電することができる。外部電源５３が交流電力を供給するとき、充電器５０は、ＡＣ／ＤＣコンバータを備えることができ、外部電源５３からの交流電力を直流電力に変換したり、昇圧したりして直流電力をバッテリ１０に供給する。外部電源５３の電力をバッテリ１０に供給して、バッテリ１０を充電することを外部充電という。外部電源５３としては、例えば、商用電源がある。
【００３６】
なお、本実施例では、充電プラグ５２をインレット５１に接続することにより、外部充電を行うようにしているが、これに限るものではない。具体的には、いわゆる非接触方式の充電システムを用いることにより、外部電源５３の電力をバッテリ１０に供給することができる。非接触方式の充電システムでは、電磁誘導や共振現象を利用することにより、ケーブルを介さずに電力を供給することができる。非接触方式の充電システムとしては、公知の構成を適宜採用することができる。
【００３７】
電圧センサ２０は、バッテリ１０の端子間電圧値ＶＢを検出し、検出結果をコントローラ６０に出力する。また、電圧センサ２０は、バッテリ１０を構成する各単電池の電圧値を検出することもできる。電流センサ２１は、バッテリ１０の正極端子とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂとの間の電流経路上のバッテリ１０の電流値ＩＢを検出し、検出結果をコントローラ６０に出力する。
【００３８】
図１において、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬにはコンデンサＣが接続されている。コンデンサＣは、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬの間における電圧を平滑化するために用いられる。電圧センサ２２は、コンデンサＣの電圧値ＶＬを検出し、検出結果をコントローラ６０に出力する。
【００３９】
電流センサ２３は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂと昇圧回路２４の間の電流経路上に設けられ、バッテリ１０から昇圧回路２４に出力される電流や昇圧回路２４からバッテリ１０に出力される電流の各電流値ＩＬを検出し、検出結果をコントローラ６０に出力する。
【００４０】
電圧センサ４３は、補機バッテリ４２の端子間電圧ＶＢ_ａを検出し、検出結果をコントローラ６０に出力する。また、電流センサ４４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０から出力される電流値ＩＢ_ａを検出し、検出結果をコントローラ６０に出力する。
【００４１】
コントローラ６０は、電圧センサ２０や電流センサ２１、不図示の温度センサからの検出値に基づいてバッテリ１０のＳＯＣ（state of Charge）や満充電容量を算出してバッテリ１０の状態を管理するとともに、この管理情報を車両制御装置８０に送信する。コントローラ６０は、メモリ６０ａを有し、メモリ６０ａは、本実施例で説明する処理に必要な情報を記憶する。なお、メモリ６０ａは、コントローラ６０に対して外付けされる態様であってもよい。
【００４２】
コントローラ６０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ、及び充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２のオン／オフを制御し、各リレー装置は、コントローラ６０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。また、コントローラ６０は、昇圧回路２４、インバータ２５、モータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０及び充電器５０の各動作制御し、電池システム全体の充放電制御及び外部充電制御を行うことができる。
【００４３】
エンジン制御装置７０は、車両制御装置８０からのエンジン制御信号に基づいてエンジン２８を制御する。エンジン制御装置７０は、回転数センサなどの各種センサの検出値に基づいて、車両制御装置８０によって定められた目標回転数及び目標トルクで動作するように、エンジン２８の燃料噴射量や吸気する空気量、点火時期などを制御する。
【００４４】
車両制御装置８０は、車両全体の制御を行うメインコントローラである。車両制御装置８０は、車両全体で要求される車両要求出力に応じてエンジン２８の出力制御及びバッテリ１０の入出力制御を行う。車両制御装置８０は、運転状態に応じて車両の動力源を選択し、エンジン２８及びモータ・ジェネレータＭＧ２のうちの一方又は両方からの駆動力を用いた車両の走行制御を遂行する。なお、コントローラ６０、エンジン制御装置７０及び車両制御装置８０は、１つの制御装置として構成してもよい。また、例えば、コントローラ６０において、リレー装置のオン／オフ制御や充放電制御、外部充電制御のそれぞれが、個別の制御コントローラとして構成されてもよい。
【００４５】
図２は、本実施例の車両の挙動に応じたリレー装置のオン／オフ状態を表す図である。コントローラ６０は、車両のイグニッションスイッチがオン（ＩＧ−ＯＮ）されたとき、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフからオンに制御し、バッテリ１０と昇圧回路２４（インバータ２５）とを接続して電池システムを起動（Ready-On）する。一方、電池システムが起動されている状態で車両のイグニッションスイッチがオフ（ＩＧ−ＯＦＦ）されたとき、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに制御し、バッテリ１０と昇圧回路２４（インバータ２５）との接続を遮断し、電池システムを未起動状態（Ready-off）にする。イグニッションスイッチのオン／オフに伴うシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇのオン／オフ制御において、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２は、常にオフに制御される。イグニッションスイッチのオン／オフ信号は、車両制御装置８０を介して又はコントローラ６０に直接、入力される。
【００４６】
なお、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ又はシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇのいずれか一方に、直列に接続されたリレー装置および抵抗素子を並列に接続することができる。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，抵抗素子が直列に接続されるリレー装置のオン／オフを制御することで、電池システム起動時の突入電流を抑制することができる。
【００４７】
次に、外部充電のとき、コントローラ６０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオンに制御するとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフに制御する。これにより、バッテリ１０と昇圧回路２４とが遮断状態となる。そして、コントローラ６０は、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２を共にオンに制御し、充電器５０とバッテリ１０とを接続する。
【００４８】
このとき、図１に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の他端が、バッテリ１０及びシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇの間の負極ラインＮＬに接続されている。このため、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオフ状態であっても、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂがオン状態なので、昇圧回路２４に充電電流が流れない電流経路でバッテリ１０を充電することができるとともに、昇圧回路２４と接続しなくても外部充電の際にＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させて補機バッテリ４２への充電を行うことができる。
【００４９】
したがって、外部充電のときに外部電力（外部充電電流）が昇圧回路２４を流れないため、昇圧回路２４の耐久性低下を抑制することができるとともに、バッテリ１０と昇圧回路２４との間の電流経路から補機バッテリ４２への出力及び外部充電の際の補機バッテリ４２への出力の双方に対し、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ４０が共有して利用されるため、部品点数を削減でき、かつ電池システム全体の体格（サイズ）の大型化を抑制することができる。
【００５０】
一方、バッテリ１０に異常が発生した場合、バッテリ保護や電池システムの回路保護の観点から、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフに制御して、バッテリ１０と昇圧回路２４との電気的な接続を遮断することができる。この場合、エンジン２８だけを動力源とする車両走行（バッテリレス走行）に切り替えて、車両走行を可能にすることができる。
【００５１】
バッテリレス走行では、エンジン２８だけを動力原とするので、基本的に、バッテリ１０と昇圧回路２４との電流経路が遮断されていればよいが、モータ・ジェネレータＭＧ２の回生電力やモータ・ジェネレータＭＧ１の発電電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して補機４１に供給したり、補機バッテリ４２に充電したりする必要がある。このため、単にバッテリ１０と昇圧回路２４との電気的な接続を遮断してしまうと、昇圧回路２４とＤＣ／ＤＣコンバータ４０との間の電流経路が遮断されてしまい、バッテリレス走行時にモータ・ジェネレータＭＧ１によって発電された電力をＤＣ／ＤＣコンバータ４０に供給できないことがある。
【００５２】
そこで、本実施例では、バッテリ異常が発生した場合に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂのみをオフ状態に制御することで、バッテリ１０と昇圧回路２４との電気的な接続を遮断しつつ、昇圧回路２４とＤＣ／ＤＣコンバータ４０との電気的な接続を維持させることができる。上述したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の一端が、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂおよび昇圧回路２４の間の正極ラインＰＬに接続され、他端が、バッテリ１０及びシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇの間の負極ラインＮＬに接続されているからである。
【００５３】
このように構成することで、エンジン２８だけを動力源とする車両走行に切り替えても、バッテリ１０との電気的な接続を遮断しつつ、モータ・ジェネレータＭＧ２の回生電力やモータ・ジェネレータＭＧ１の発電電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させて補機４１又は／及び補機バッテリ４２を給電することができる。したがって、バッテリレス走行時の補機電源を確保したり、回生電力の充電場所を確保できる。
【００５４】
本実施例の電池システムは、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ４０によって、外部充電の際に外部電力が昇圧回路２４を流れないようにして補機バッテリ４２に電力を供給することができ、かつバッテリレス走行においてもモータ・ジェネレータＭＧ１によって発電された電力をＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して補機４１又は補機バッテリ４２へ供給することができるようになる。１つのＤＣ／ＤＣコンバータ４０が共有して利用できるため、昇圧回路２４の耐久性低下を抑制しつつ、部品点数を削減することができる。
【００５５】
図３は、車両の挙動に応じた各リレー装置の制御フローを示すフローチャートであり、コントローラ６０によって遂行される。
【００５６】
図３に示すように、コントローラ６０は、車両のイグニッションスイッチがオン（ＩＧ−ＯＮ）されると（Ｓ１０１のＹＥＳ）、バッテリレス走行を行うか否かを判別する。例えば、コントローラ６０は、バッテリ１０の電圧値ＶＢや劣化状態に基づいて、所定のバッテリ異常検出処理を行うことができる。バッテリ異常検出結果は、メモリ６０ａに記憶される。コントローラ６０は、ステップＳ１０２において、メモリ６０ａに記憶されたバッテリ異常検出結果を参照し、バッテリ異常と判定される場合、バッテリレス走行を行うと判定して電池システムの起動を禁止する。一方、バッテリ異常と判定されていない場合は、バッテリレス走行を行わずに、電池システムの起動を許可する。
【００５７】
ステップＳ１０２において電池システムの起動が許可されると、コントローラ６０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフからオンに制御し、バッテリ１０と昇圧回路２４（インバータ２５）とを接続して電池システムを起動（Ready-On）する。このとき、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２は、オフに制御される（Ｓ１０３）。
【００５８】
電池システム起動後も、コントローラ６０は、上述したバッテリ１０の異常検出処理を行うことができ、ステップＳ１０２と同様に、バッテリレス走行を行うか否かを判別する（Ｓ１０４）。ステップＳ１０４において、バッテリ異常と判定されていない場合は、コントローラ６０は、バッテリ１０と昇圧回路２４との接続状態を維持し、バッテリ１０の充放電制御を行う。
【００５９】
ステップＳ１０２及びＳ１０４において、コントローラ６０は、バッテリレス走行を行うと判定された場合、ステップＳ１０６に進み、バッテリレス走行用のリレー装置のオン／オフ制御を行う。具体的には、ステップＳ１０２においてバッテリレス走行を行うと判別された場合、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオフのまま、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇのみをオンに制御して、バッテリ１０と昇圧回路２４との間の電流経路を遮断しつつ、昇圧回路２４とＤＣ／ＤＣコンバータ４０との間の電流経路を確保する。ステップＳ１０４においてバッテリレス走行を行うと判別された場合は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオンからオフに制御しつつ、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオンに制御する。
【００６０】
コントローラ６０は、車両のイグニッションスイッチがオフされたとき（Ｓ１０５）、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇを共にオフに制御する。このときも充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２は、オフに制御される（Ｓ１０７）。
【００６１】
図３の例において、コントローラ６０は、車両のイグニッションスイッチがオンされなかったとき（Ｓ１０１のＮＯ）、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８において、コントローラ６０は、外部充電を行うか否かを判別する。外部充電を行うか否かの判別は、例えば、インレット５１に充電プラグ５２が接続されるか否かを判別したり、インレット５１に充電プラグ５２が接続される状態で、タイマー充電の充電開始時刻であるか否かを判別することによって、行うことができる。
【００６２】
コントローラ６０は、ステップＳ１０８において、外部充電を行わないと判別された場合（Ｓ１０８のＮＯ）、本処理を終了する。一方、外部充電を行うと判別された場合（Ｓ１０８のＹＥＳ）、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２をオフからオンに制御するとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂのみをオフからオンに制御し、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇは、オフのままに制御する（Ｓ１０９）。
【００６３】
コントローラ６０は、ステップＳ１１０において、外部充電が終了したと判別された場合、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２を全てオフに制御する（Ｓ１１１）。外部充電が終了したか否かは、例えば、バッテリ１０のＳＯＣが所定の上限値に達したか否か、タイマー充電の充電終了時刻であるか否かを判別することによって行うことができる。
【００６４】
なお、外部充電のとき、コントローラ６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させて、補機バッテリ４２に、充電器５０から出力される外部電力を充電させるように制御することができる。また、バッテリ１０に蓄積された電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して補機バッテリ４２に充電させることもできる。この場合、充電器５０から出力される外部電力を一旦バッテリ１０に充電し、外部充電中の所定のタイミングでＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させてバッテリ１０に充電された電力を、補機バッテリ４２に充電させるように構成することができる。
【００６５】
図４は、本実施例の電池システムの第１変形例を示す概略構成図である。図４に示す第１変形例は、図１に示した電池システムの構成に対し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇとの接続位置が逆となっている。
【００６６】
具体的には、第１変形例のＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、バッテリ１０と昇圧回路２４との間の電流経路に設けられるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の一端が、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇおよび昇圧回路２４の間の負極ラインＮＬに接続され、他端が、バッテリ１０及びシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂの間の正極ラインＰＬに接続されている。充電ラインＰＬ１は、バッテリ１０の正極端子とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂとの間の正極ラインＰＬであって、バッテリ１０の正極端子とＤＣ／ＤＣコンバータ４０との間（ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と正極ラインＰＬとの接点よりもバッテリ１０側）の正極ラインＰＬに接続される。一方、充電ラインＮＬ１は、バッテリ１０の負極端子とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇとの間の負極ラインＮＬに接続される。
【００６７】
図４に示す第１変形例の場合でも、図１に示した電池システムと同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の一端が、バッテリ１０及びシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂとの間の正極ラインＰＬに接続されている。このため、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂがオフ状態であっても、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオン状態なので、昇圧回路２４に充電電流が流れない電流経路でバッテリ１０を充電することができるとともに、昇圧回路２４と接続しなくてもＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介した補機バッテリ４２への電流経路が確保されることになる。また、図３に示したリレー装置のオン／オフ制御に図４に示す第１変形例を適用した場合、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇのオン／オフが逆となる。
【００６８】
図５は、本実施例の電池システムの第２変形例を示す概略構成図である。図５に示す第２変形例は、図１に示した電池システムの構成に対し、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂと充電リレーＲｃｈ１とを共通の１つのリレー装置ＳＭＲ−Ｃで構成している。
【００６９】
図５に示すように、正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂに相当するリレー装置ＳＭＲ−Ｃが設けられている。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の一端は、リレー装置ＳＭＲ−Ｃと昇圧回路２４との間の正極ラインＰＬに接続され、他端は、図１同様に、バッテリ１０の負極端子とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇとの間の負極ラインＮＬに接続されている。
【００７０】
そして、充電器５０と接続される充電ラインＰＬ１は、リレー装置ＳＭＲ−ＣとＤＣ／ＤＣコンバータ４０の接点との間の正極ラインＰＬに接続されている。このとき、充電ラインＰＬ１には、リレー装置（充電リレーＲｃｈ１）は設けられていない。なお、充電ラインＮＬ１は、図１同様に、バッテリ１０とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇとの間であって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の他端との接点よりもバッテリ１０側の負極ラインＮＬに接続されている。
【００７１】
図６は、第２変形例における、車両の挙動に応じた各リレー装置のオン／オフ状態を表す図である。図６に示すように、コントローラ６０は、車両のイグニッションスイッチがオンされたとき、リレー装置ＳＭＲ−Ｃ，システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに制御し、電池システムを起動する。一方、車両のイグニッションスイッチがオフされたとき、リレー装置ＳＭＲ−Ｃ，システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオンからオフに制御し、電池システムを未起動状態にする。イグニッションスイッチのオン／オフに伴うリレー装置ＳＭＲ−Ｃ，システムメインリレーＳＭＲ−Ｇのオン／オフ制御において、充電リレーＲｃｈ２は、常にオフに制御される。
【００７２】
外部充電のとき、コントローラ６０は、リレー装置ＳＭＲ−Ｃをオンに制御するとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフに制御する。これにより、バッテリ１０と昇圧回路２４とが遮断状態となる。そして、コントローラ６０は、充電リレーＲｃｈ２をオフからオンに制御し、充電器５０とバッテリ１０とを接続する。
【００７３】
このときも、図５に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の他端が、バッテリ１０及びシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇの間の負極ラインＮＬに接続されている。このため、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオフ状態であっても、リレー装置ＳＭＲ−Ｃがオン状態なので、昇圧回路２４に充電電流が流れない電流経路でバッテリ１０を充電することができるとともに、昇圧回路２４と接続しなくてもＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介した補機バッテリ４２への電流経路が確保されることになる。
【００７４】
また、バッテリ１０と昇圧回路２４との電気的な接続を遮断して、エンジン２８だけを動力源とする車両走行（バッテリレス走行）を行うとき、コントローラ６０は、リレー装置ＳＭＲ−Ｃをオフに制御しつつ、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに（又はオンのまま維持するように）制御する。リレー装置ＳＭＲ−Ｃのみをオフ状態に制御することで、バッテリ１０と昇圧回路２４との電気的な接続を遮断しつつ、昇圧回路２４とＤＣ／ＤＣコンバータ４０との電気的な接続を維持することができる。
【００７５】
図７は、本実施例の電池システムの第３変形例を示す概略構成図である。図７に示す第３変形例は、図５に示した第２変形例の電池システムの構成に対し、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇと充電リレーＲｃｈ２とを共通の１つのリレー装置ＳＭＲ−Ｃで構成している。
【００７６】
図７に示すように、負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇに相当するリレー装置ＳＭＲ−Ｃが設けられている。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の一端は、バッテリ１０の正極端子とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂとの間の正極ラインＰＬに接続され、他端は、リレー装置ＳＭＲ−Ｃと昇圧回路２４との間の負極ラインＮＬに接続されている。
【００７７】
そして、充電器５０と接続される充電ラインＰＬ１は、バッテリ１０とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂとの間であって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の一端との接点よりもバッテリ１０側の正極ラインＰＬに接続されている。また、充電ラインＮＬ１は、リレー装置ＳＭＲ−ＣとＤＣ／ＤＣコンバータ４０の接点との間の負極ラインＮＬに接続されている。このとき、充電ラインＮＬ１には、リレー装置（充電リレーＲｃｈ２）は設けられていない。
【００７８】
第３変形例において、図６で示した車両の挙動に応じた各リレー装置のオン／オフ状態は、イグニッションスイッチのオン／オフに伴うリレー装置ＳＭＲ−Ｃ，システムメインリレーＳＭＲ−Ｂのオン／オフ制御は同様である。また、外部充電のときは、コントローラ６０は、リレー装置ＳＭＲ−Ｃをオンに制御するとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオフに制御する。さらに、バッテリレス走行を行うとき、コントローラ６０は、リレー装置ＳＭＲ−Ｃをオフに制御しつつ、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオフからオンに（又はオンのまま維持するように）制御する。
【００７９】
第２変形例及び第３変形例では、上述した図１等の電池システムと同様の効果が得られると共に、バッテリ１０と昇圧回路２４との電流経路を接続したり遮断したりするシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇのいずれか一方と、充電器５０に接続される充電ラインＰＬ１、充電ラインＮＬ１に設けられる充電リレーＲｃｈ１，充電リレーＲｃｈ２のいずれか一方とを、共通の１つのリレー装置ＳＭＲ−Ｃで構成しているので、リレー装置の数を低減させることができ、部品点数の削減を図ることができる。
【００８０】
（実施例２）
図８から図１１を参照して、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、上述した電池システムのシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇのオン故障判定（検出）方法について説明する。
【００８１】
システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、可動接点および固定接点を有しており、可動接点が固定接点に固着するおそれがある。固着が生じると、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇは、オンのままとなる。そこで、このようなリレー装置の固着が発生しているか否かを判別する必要がある。
【００８２】
図８は、本実施例における、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂのオン故障時の電流経路と、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂのオン故障を判定する方法を説明するための図である。なお、上記実施例１の図１で示した電池システムの回路構成を一例に、本実施例のオン故障検出方法について説明する。
【００８３】
図８に示すように、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが固着し、オン故障が生じると、バッテリ１０とＤＣ／ＤＣコンバータ４０とが通電される電流経路が形成される。したがって、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂのオン故障は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ及びＳＭＲ−Ｇの双方をオフに制御した状態でＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させることで、判定することができる。
【００８４】
すなわち、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ及びＳＭＲ−Ｇの双方をオフに制御した状態でＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させても、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂがオン故障していなければ、バッテリ１０とＤＣ／ＤＣコンバータ４０との間の電流経路は遮断されているはずなので、バッテリ１０の電流値ＩＢ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０から出力される電流値ＩＢ_ａに変動がないことになる。
【００８５】
したがって、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ及びＳＭＲ−Ｇの双方をオフに制御した状態でＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させた際に、バッテリ１０の電流値ＩＢやＤＣ／ＤＣコンバータ４０から出力される電流値ＩＢ_ａに変動があった場合に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂがオン故障していると判別することができる。また、電流値ＩＢ、ＩＢ_ａ以外にも、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作前後のバッテリ１０の電圧値ＶＢや補機バッテリ４２の電圧値ＶＢ_ａの変動を監視して、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂのオン故障を判別することもできる。
【００８６】
図９は、本実施例における、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇのオン故障時の電流経路と、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇのオン故障を判定する方法を説明するための図である。図９に示すように、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが固着し、オン故障が生じると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と昇圧回路２４とが通電される電流経路が形成される。したがって、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇのオン故障は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ及びＳＭＲ−Ｇの双方をオフに制御した状態で、エンジン２８を動作させてモータ・ジェネレータＭＧ１による発電動作中にＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させることで、判定することができる。
【００８７】
すなわち、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ及びＳＭＲ−Ｇの双方をオフに制御した状態でＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させても、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオン故障していなければ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と昇圧回路２４の間の電流経路は遮断されているはずなので、モータ・ジェネレータＭＧ１によって発電された電力がＤＣ／ＤＣコンバータ４０には流れず、昇圧回路２４の電流値ＩＬやＤＣ／ＤＣコンバータ４０から出力される電流値ＩＢ_ａに変動がないことになる。
【００８８】
したがって、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ及びＳＭＲ−Ｇの双方をオフに制御した状態でエンジン２８を動作させてモータ・ジェネレータＭＧ１による発電動作中にＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させる。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作中の電流値ＩＬや電流値ＩＢ_ａに変動があった場合に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオン故障していると判別することができる。なお、電流値ＩＬ、ＩＢ_ａ以外にも、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作前後の補機バッテリ４２の電圧値ＶＢ_ａの変動を監視して、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇのオン故障を判別することもできる。
【００８９】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が上述した降圧機能と共に、昇圧機能をさらに備えることができる。この場合、例えば、補機バッテリ４２から昇圧回路２４に電力を出力することができるので、昇圧回路２４を流れる電流値ＩＬの変動や平滑コンデンサＣの電圧値ＶＬ、インバータ２５に設けられる不図示の平滑コンデンサなどの電圧値の変動を監視して、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオン故障していると判別することができる。
【００９０】
図１０は、本実施例における、リレー装置のオン故障の判定処理を示すフローチャートである。図１０に示す例は、エンジン２８を動作させてモータ・ジェネレータＭＧ１による発電動作中に行われる、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇのオン故障判定処理である。
【００９１】
コントローラ６０は、エンジン２８が動作している状態の任意のタイミングで、オン故障判定処理を遂行することができる。また、オン故障判定のために、コントローラ６０は、車両制御装置８０を介して停止中のエンジン２８を始動させるようにすることもできる。
【００９２】
コントローラ６０は、例えば、電池システム起動後、エンジン２８が始動している任意のタイミングで、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの双方をオンからオフに制御する（Ｓ３０１）。
【００９３】
コントローラ６０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの双方をオンからオフに制御した後、エンジン２８の動力によってモータ・ジェネレータＭＧ１が発電するように制御するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させ（Ｓ３０２）、モータ・ジェネレータＭＧ１が発電した電力を補機４１又は補機バッテリ４２に降圧して出力するように制御する（Ｓ３０３）。
【００９４】
コントローラ６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の降圧動作中の電流センサ２３の検出電流値ＩＬが、閾値ＩＬ_ｔｈよりも大きいか否かを判別する（Ｓ３０４）。閾値ＩＬ_ｔｈは、電流センサ２３の検出誤差に基づいて設定される。
【００９５】
コントローラ６０は、電流センサ２３の検出電流値ＩＬが、閾値ＩＬ_ｔｈ以下と判別された場合（Ｓ３０４のＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と昇圧回路２４との間の電流経路が遮断されている状態、すなわち、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオフであると判別し、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが正常（オン故障していない）と判別する（Ｓ３０５）。
【００９６】
一方、コントローラ６０は、ステップＳ３０４において、電流センサ２３の検出電流値ＩＬが、閾値ＩＬ_ｔｈよりも大きいと判別された場合（Ｓ３０４のＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と昇圧回路２４との間の電流経路が遮断されておらず、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオンであると判別し、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが異常（オン故障している）と判別する（Ｓ３０６）。なお、ステップＳ３０５及びＳ３０６では、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇのオン故障フラグをオンまたはオフに制御する。オン故障フラグは、メモリ６０ａに記憶される。
【００９７】
続いて、コントローラ６０は、モータ・ジェネレータＭＧ１の発電動作を停止する（Ｓ３０７）。このとき、コントローラ６０は、動作中のＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作を継続させるように制御し、電流センサ２１の検出電流値ＩＢを取得する。
【００９８】
コントローラ６０は、モータ・ジェネレータＭＧ１の発電動作を停止してＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させたときの電流センサ２１の検出電流値ＩＢが、閾値ＩＢ_ｔｈよりも大きいか否かを判別する（Ｓ３０８）。閾値ＩＢ_ｔｈは、電流センサ２１の検出誤差に基づいて設定される。
【００９９】
コントローラ６０は、電流センサ２１の検出電流値ＩＢが、閾値ＩＢ_ｔｈ以下と判別された場合（Ｓ３０８のＮＯ）、バッテリ１０とＤＣ／ＤＣコンバータ４０との間の電流経路が遮断されている状態、すなわち、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂがオフであると判別し、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが正常（オン故障していない）と判別する（Ｓ３０９）。
【０１００】
一方、コントローラ６０は、ステップＳ３０８において、電流センサ２１の検出電流値ＩＢが、閾値ＩＢ_ｔｈよりも大きいと判別された場合（Ｓ３０８のＹＥＳ）、バッテリ１０とＤＣ／ＤＣコンバータ４０との間の電流経路が遮断されておらず、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂがオンであると判別し、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが異常（オン故障している）と判別する（Ｓ３１０）。ステップＳ３０９及びＳ３１０では、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂのオン故障フラグをオンまたはオフに制御する。オン故障フラグは、メモリ６０ａに記憶される。
【０１０１】
なお、図１０の例のオン故障判定処理では、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの双方のオン故障判定を一度に行っているが、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの各判定処理を個別に行うように構成してもよい。すなわち、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂのみを対象としたオン故障判定、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇのみを対象にしたオン故障判定を、個別に適用することも可能である。後述する図１１のオン故障判定処理についても同様である。
【０１０２】
図１１は、本実施例における、リレー装置のオン故障の判定処理を示すフローチャートである。図１１に示す例は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が、降圧機能と共に、昇圧機能を有する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータで構成されている際に行われる、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇのオン故障判定処理である。図１１に示す処理は、コントローラ６０によって遂行される。
【０１０３】
コントローラ６０は、イグニッションスイッチがオンされた後、イグニッションスイッチがオフされた後、又は外部充電の際の任意のタイミングで、図１１に示すオン故障判定処理を遂行することができる。
【０１０４】
コントローラ６０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇの双方をオフに制御し（Ｓ５０１）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０に昇圧動作を開始させる（Ｓ５０２）。コントローラ６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の昇圧動作後、電流センサ２３の検出電流値ＩＬが、閾値ＩＬ_ｔｈよりも大きいか否かを判別する（Ｓ５０３）。
【０１０５】
コントローラ６０は、電流センサ２３の検出電流値ＩＬが、閾値ＩＬ_ｔｈ以下と判別された場合（Ｓ５０３のＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と昇圧回路２４との間の電流経路が遮断されている状態、すなわち、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオフであると判別し、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが正常（オン故障していない）と判別する（Ｓ５０４）。
【０１０６】
一方、コントローラ６０は、ステップＳ５０３において、電流センサ２３の検出電流値ＩＬが、閾値ＩＬ_ｔｈよりも大きいと判別された場合（Ｓ５０３のＹＥＳ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と昇圧回路２４との間の電流経路が遮断されておらず、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇがオンであると判別し、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが異常（オン故障している）と判別する（Ｓ５０５）。ステップＳ５０４及びＳ５０５では、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇのオン故障フラグをオンまたはオフに制御する。オン故障フラグは、メモリ６０ａに記憶される。
【０１０７】
続いて、コントローラ６０は、昇圧動作中のＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作を停止し、降圧動作をさせるように制御する（Ｓ５０６）。コントローラ６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の降圧動作中の電流センサ２１の検出電流値ＩＢを取得する。
【０１０８】
コントローラ６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を降圧動作させたときの電流センサ２１の検出電流値ＩＢが、閾値ＩＢ_ｔｈよりも大きいか否かを判別する（Ｓ５０７）。閾値ＩＢ_ｔｈは、電流センサ２１の検出誤差に基づいて設定される。
【０１０９】
コントローラ６０は、電流センサ２１の検出電流値ＩＢが、閾値ＩＢ_ｔｈ以下と判別された場合（Ｓ５０７のＮＯ）、バッテリ１０とＤＣ／ＤＣコンバータ４０との間の電流経路が遮断されている状態、すなわち、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂがオフであると判別し、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが正常（オン故障していない）と判別する（Ｓ５０８）。
【０１１０】
一方、コントローラ６０は、ステップＳ５０７において、電流センサ２１の検出電流値ＩＢが、閾値ＩＢ_ｔｈよりも大きいと判別された場合（Ｓ５０７のＹＥＳ）、バッテリ１０とＤＣ／ＤＣコンバータ４０との間の電流経路が遮断されておらず、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂがオンであると判別し、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが異常（オン故障している）と判別する（Ｓ５０９）。ステップＳ５０８及びＳ５０９では、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂのオン故障フラグをオンまたはオフに制御する。オン故障フラグは、メモリ６０ａに記憶される。
【０１１１】
以上、本発明の実施例について説明したが、上記説明において、車両の動力源としてエンジン２８及びバッテリ１０から供給される電力によって駆動するモータ・ジェネレータＭＧ２（走行用モータ）を備えたハイブリッド車両を一例に説明しているが、これに限るものではない。本実施例の電池システム及びオン故障判定処理は、車両を走行させる動力源として電池システム（バッテリ）だけを備えた電気自動車にも適用可能である。この場合、オン故障判定処理は、図１１に示したオン故障判定処理を適用することができる。
【０１１２】
また、実施例２の図１０及び図１１の各オン故障判定処理は、実施例１の図４、図５、及び図７に示した各電池システムの構成にも適用可能である。図４の電池システムでは、システムメインリレーＳＭＲ−ＢとシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇのオン故障判定処理が逆となる。また、図５の電池システムでは、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが共通のリレー装置ＳＭＲ−Ｃに置き換わる。また、図７の電池システムでは、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂを共通のリレー装置ＳＭＲ−Ｃに置き換えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂに相当するリレー装置ＳＭＲ−ＣとシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇのオン故障判定処理が逆となる。
【符号の説明】
【０１１３】
１０：バッテリ、２０，２２，４３：電圧センサ、２１，２３，４４：電流センサ、２４：昇圧回路、２５：インバータ、２６：駆動輪、２７：動力分割機構、２８：エンジン、４０：ＤＣ／ＤＣコンバータ、４２：補機バッテリ、５０：充電器、６０：コントローラ、ＰＬ：正極ライン、ＮＬ：負極ライン、ＰＬ１，ＮＬ１：充電ライン、ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ：システムメインリレー、Ｒｃｈ１，Ｒｃｈ２：充電リレー、ＳＭＲ−Ｃ：共通リレー
【図１１】
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【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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