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WO2023188193A1 - 車載制御装置 - Google Patents

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Publication number
WO2023188193A1
WO2023188193A1 PCT/JP2022/016277 JP2022016277W WO2023188193A1 WO 2023188193 A1 WO2023188193 A1 WO 2023188193A1 JP 2022016277 W JP2022016277 W JP 2022016277W WO 2023188193 A1 WO2023188193 A1 WO 2023188193A1
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WO
WIPO (PCT)
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contactor
control
vehicle
target
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/016277
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宏和 前澤
翔平 川野
紳司 秋吉
義典 冨田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to EP22935338.8A priority Critical patent/EP4501686A4/en
Priority to PCT/JP2022/016277 priority patent/WO2023188193A1/ja
Priority to US18/851,959 priority patent/US20250206141A1/en
Priority to CN202280094429.4A priority patent/CN118946473A/zh
Priority to JP2023535721A priority patent/JP7396543B1/ja
Publication of WO2023188193A1 publication Critical patent/WO2023188193A1/ja
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    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H02H9/002—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off limiting inrush current on switching on of inductive loads subjected to remanence, e.g. transformers

Definitions

  • This case relates to an on-vehicle control device that controls a contactor that connects and disconnects a high voltage circuit of a battery mounted on a vehicle.
  • electric vehicles such as electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) that can be externally charged or supplied with power have built-in batteries.
  • the high voltage circuit of a battery is provided with an electromagnetic contactor called a contactor for breaking the connection between the battery and a load device (for example, an inverter) in an emergency.
  • the on-off state of the contactor is controlled by an on-vehicle control device.
  • Patent Document 1 discloses a power supply system that determines a welding failure of each of a plurality of contactors based on the presence or absence of a voltage change in a smoothing capacitor provided in a load device when the system is stopped.
  • the in-vehicle control device of the present invention was devised in view of such problems, and one of its purposes is to eliminate the temporary short-circuit condition of the contactor.
  • other purposes of the present invention are not limited to this purpose, but also to achieve functions and effects that are derived from each configuration shown in the detailed description of the invention and that cannot be obtained by conventional techniques. be.
  • the disclosed in-vehicle control device can be realized as the aspects or application examples disclosed below, and solves at least part of the above problems.
  • the in-vehicle control device disclosed herein includes a determination unit that determines whether or not there is a possibility of welding of a target contactor that connects or disconnects a high voltage circuit of a battery mounted on a vehicle after the high voltage circuit is used; an off control unit that performs off control to prohibit energization of the target contactor for a certain period of time when it is determined by the unit that there is a possibility of welding of the target contactor.
  • the high voltage circuit includes a first contactor interposed on one of the positive electrode side and the negative electrode side, a second contactor interposed on the other of the positive electrode side and the negative electrode side, and the first contactor
  • a precharge contactor is provided, which is connected in parallel with the resistor and connected in series with the resistor.
  • the target contactor is the first contactor, and that the off control section maintains the second contactor and the precharge contactor in an on state while performing the off control.
  • the vehicle is provided with an auxiliary battery connected to the battery via each of the first contactor and the second contactor.
  • the off control unit charges the auxiliary battery when the charging rate of the auxiliary battery becomes equal to or less than a predetermined lower limit value while performing the off control.
  • the vehicle-mounted control device further includes a travel control unit that enables the vehicle to travel when a start signal requesting the vehicle to start traveling is received.
  • the off control section interrupts the off control when the start signal is received, and the travel control section puts the vehicle into a running state after the interruption of the off control, and responds to the user's operation.
  • the vehicle is controlled accordingly.
  • the vehicle-mounted control device further includes a vibration control unit that performs vibration control including target vibration control that repeatedly turns on and off the target contactor.
  • the determination unit determines again whether there is a possibility of welding of the target contactor after the off control is performed by the off control unit, and the vibration control unit determines whether or not there is a possibility of welding of the target contactor by the determination unit. It is preferable to implement the vibration control when it is determined again that there is a possibility of.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle to which an in-vehicle control device according to an embodiment is applied.
  • 2 is a circuit diagram showing electrical connections between a battery mounted on the vehicle of FIG. 1 and other devices, and a block configuration diagram of the vehicle-mounted control device of FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is a flowchart for explaining processing after the high voltage circuit is used, which is performed by the in-vehicle control device of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining off control performed in FIG. 3.
  • FIG. 2 is an example of a time chart illustrating the operation of the on-vehicle control device of FIG. 1.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle 1 to which an in-vehicle control device 10 (hereinafter also referred to as "ECU 10") according to the present embodiment is applied, and FIG. 2 shows a battery 2 and other devices mounted on the vehicle 1.
  • ECU 10 in-vehicle control device 10
  • FIG. 2 shows a battery 2 and other devices mounted on the vehicle 1.
  • 1 is a diagram showing both a circuit diagram showing electrical connections between and a block configuration diagram of an on-vehicle control device 10.
  • FIG. 10 in-vehicle control device 10
  • a vehicle 1 is an electric vehicle (an electric vehicle, a plug-in hybrid vehicle, etc.) equipped with a drive motor 3 that uses a battery 2 as a power source.
  • the vehicle 1 is provided with contactors 21 to 23 for interrupting a high voltage circuit (DC circuit) between the battery 2 and other devices in an emergency.
  • the ECU 10 has a function of controlling the on/off states of the contactors 21 to 23 and determining whether or not there is a possibility of welding to at least one of the contactors 21 to 23 after the high voltage circuit of the battery 2 is used.
  • “after use of the high voltage circuit” means, for example, after the vehicle 1 is running, after the battery 2 is charged from an external charger, or after external power supply, the vehicle 1 includes charging and discharging the battery 2. This means after a series of processing (one activation cycle) is completed.
  • the battery 2 is a secondary battery such as a lithium ion secondary battery or a nickel hydride battery, and is placed under the floor of the vehicle 1, for example.
  • the battery pack 20 including the battery 2 is provided with the above-mentioned contactors 21 to 23.
  • three contactors are used: a first contactor 21 and a second contactor 22, which are arranged on the positive and negative sides of the high voltage circuit of the battery 2, respectively, and a precharge contactor 23, which reduces rush current to the high voltage circuit.
  • Two contactors are provided.
  • the three contactors 21 to 23 are all constantly excited type contactors having a movable contact, a fixed contact, and an electromagnetic coil.
  • the contactors 21 to 23 are controlled to be turned on (connected state, closed state) by energizing the electromagnetic coils in response to a control signal transmitted from the ECU 10.
  • the electromagnetic coil is demagnetized and is controlled to be in an off state (disconnected state, open state).
  • the first contactor 21 is connected to the electric wire Lp on the positive side of the high voltage circuit (hereinafter referred to as "positive side electric wire Lp"), and the second contactor 22 is connected to the electric wire Ln on the negative side of the high voltage circuit (hereinafter referred to as “negative electrode side electric wire Lp"). (referred to as “side wire Ln”).
  • Precharge contactor 23 is connected in parallel to first contactor 21 and in series with precharge resistor 24 (resistor). The precharge contactor 23 is connected slightly before the first contactor 21 when the high voltage circuit starts to be used, so that the precharge resistor 24 suppresses excessive current from flowing into the high voltage circuit. It is.
  • the precharge contactor 23 is disconnected after a predetermined startup time Tsu has elapsed since the start of use of the high voltage circuit.
  • "when the use of the high-voltage circuit starts” means, for example, when the vehicle 1 starts running, when external charging starts, when external power supply starts, etc., a series of processing of the vehicle 1 including charging and discharging the battery 2 ( means the start of one activation cycle).
  • the startup time Tsu is the time required to charge a capacitor 42, which will be described later, provided in the high voltage circuit, and is set to, for example, one to several seconds.
  • the drive motor 3 is an AC motor generator that has both the function of rotationally driving wheels (for example, front wheels) using the electric power of the battery 2 and the function of regenerating electric power by generating power using the inertial torque of the wheels.
  • the drive motor 3 of this embodiment is arrange
  • the vehicle 1 may be a so-called four-wheel drive vehicle that includes two drive motors 3 that drive each of the front wheels and the rear wheels.
  • an inverter 4 is interposed on the circuit connecting the drive motor 3 and the battery 2.
  • the above-mentioned contactors 21 to 23 are interposed between the battery 2 and the inverter 4.
  • the inverter 4 includes, for example, an inverter circuit 41, a smoothing capacitor 42 (hereinafter simply referred to as "capacitor 42"), a discharge resistor 43, a discharge switch 44, a voltmeter 45, and an MCU (Motor Control Unit) 46. It consists of:
  • the inverter circuit 41 is connected to the positive electric wire Lp and the negative electric wire Ln of the high voltage circuit, respectively.
  • the inverter circuit 41 is a three-phase bridge circuit including a plurality of switching elements [for example, IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)], and drives the drive motor 3 by intermittently switching the connection state of each switching element. AC power is generated for
  • the capacitor 42 smoothes noise generated by switching in the inverter circuit 41, and is connected in parallel with the inverter circuit 41 to the positive electric wire Lp and the negative electric wire Ln, respectively.
  • the discharge resistor 43 discharges the charge stored in the capacitor 42 after the high voltage circuit is used, and is connected in parallel with the capacitor 42.
  • the discharge switch 44 connects the discharge resistor 43 to the high voltage circuit after the high voltage circuit is used, and is connected in series with the discharge resistor 43.
  • the voltmeter 45 measures the voltage V of the capacitor 42 (hereinafter also referred to as "capacitor voltage V"), and is connected in parallel with the capacitor 42.
  • the MCU 46 controls the inverter circuit 41 based on an output request to the drive motor 3 output from the ECU 10, and also controls the on/off state of the discharge switch 44 based on a signal output from the ECU 10. Furthermore, the MCU 46 transmits the capacitor voltage V measured by the voltmeter 45 to the ECU 10.
  • the vehicle 1 of this embodiment further includes an external charging port 5 for electrically connecting an external device of the vehicle 1 and the battery 2, and an auxiliary device that serves as a power source for on-vehicle electrical components including contactors 21 to 23.
  • a battery 6 is provided. That is, the vehicle 1 of this embodiment is a plug-in hybrid vehicle (PHEV) capable of at least one of external charging and external power supply.
  • PHEV plug-in hybrid vehicle
  • the external charging port 5 is, for example, an outlet for charging the battery 2 with an external charger, and is connected in parallel with the inverter 4 to the high voltage circuit of the battery 2.
  • a connection detection sensor 51 is provided near the external charging port 5 to detect whether a charging gun of an external charger is connected to the external charging port 5.
  • the connection detection sensor 51 is, for example, a voltage sensor for detecting that a charging gun of an external charger is connected to the external charging port 5.
  • the auxiliary battery 6 is a secondary battery with a lower voltage than the battery 2.
  • Auxiliary battery 6 is connected in parallel with inverter 4 to the high voltage circuit of battery 2 via DCDC converter 7 .
  • the DCDC converter 7 is, for example, a step-down device that steps down the voltage when charging the auxiliary battery 6 from the battery 2.
  • the operation of the DCDC converter 7 is controlled by the ECU 10.
  • the auxiliary battery 6 is provided with a BMU (Battery Management Unit) 61 that manages the state of the auxiliary battery 6 .
  • the BMU 61 calculates the state of charge (hereinafter referred to as "SOC") of the auxiliary battery 6 from the voltage, current, etc. of the auxiliary battery 6, and transmits the calculated SOC to the ECU 10.
  • SOC state of charge
  • the ECU 10 may be provided with a function to manage the state of the auxiliary battery 6, and the SOC of the auxiliary battery 6 may be calculated in the ECU 10.
  • the ECU 10 is an electronic control unit configured as an LSI device or a built-in electronic device that integrates, for example, a microprocessor, ROM, RAM, etc., and is connected to a communication line of the network of the vehicle 1.
  • a main power switch 8 power switch or engine switch
  • the contactors 21 to 23, the MCU 46, and the DCDC converter 7 are connected to the output side of the ECU 10.
  • the ECU 10 determines whether there is a possibility of welding to at least one of the contactors 21 to 23.
  • the ECU 10 of this embodiment determines whether there is a possibility that the first contactor 21 will be welded.
  • the first contactor 21 will also be referred to as the "target contactor 21.”
  • the determination of whether or not there is a possibility of welding of the target contactor 21 is determined based on, for example, whether or not the target contactor 21 is short-circuited.
  • short circuit here refers to a state where the movable contacts and fixed contacts of the contactors 21 to 23 are in contact regardless of on/off instructions, or regardless of on/off instructions to the contactors 21 to 23. This refers to a state in which conduction of the electric wires (circuits) in which the contactors 21 to 23 are interposed is no longer interrupted.
  • welding determination control the control for determining whether or not there is a possibility of welding with respect to the target contactor 21.
  • the cause of the short circuit between the contactors 21 to 23 is other than welding of the contactors 21 to 23.
  • the displacement of the movable contacts of the contactors 21 to 23 is temporarily inhibited due to the thermal expansion of the electromagnetic coils of the contactors 21 to 23, or if the displacement of the movable contacts of the contactors 21 to 23 is temporarily inhibited, or if the position of the parts within the contactors 21 to 23 is temporarily
  • Another cause is that the movable contacts and fixed contacts of the contactors 21 to 23 are in contact with each other. Such a temporary short circuit state of the contactors 21 to 23 can be eliminated if the cause of the short circuit is eliminated.
  • the short circuit state can be resolved.
  • the short circuit state can be resolved if the positions of the components within the contactors 21 to 23 return to their original (normal) positions.
  • the ECU 10 determines that there is a possibility of welding in the target contactor 21 as a result of the welding determination control, it performs control to eliminate the temporary contactor short circuit as described above. Specifically, off control is performed as control to eliminate the short circuit caused by the thermal expansion of the electromagnetic coil described above. In addition, vibration control is performed as a control to eliminate short circuits caused by the above-mentioned deviation.
  • the ECU 10 does not determine the presence or absence of a welding failure only based on the presence or absence of a short circuit in the target contactor 21, but by performing control to eliminate a temporary short circuit, the ECU 10 Prevents electrical wires downstream of ⁇ 23 from being maintained in a high voltage state (exposing live wires). Specifically, the ECU 10 performs the following four types of control as necessary, including the above-described welding determination control, off control, and vibration control, as processing after the high voltage circuit is used. (1) Welding judgment control (2) Off control (3) Vibration control (4) Voltage equalization control
  • the ECU 10 when the ECU 10 receives a start signal requesting the start of running of the vehicle 1 while performing the above-mentioned off control or vibration control, the ECU 10 interrupts the off control or vibration control and returns the vehicle 1 to a driveable state.
  • the start signal include an on signal output from the main power switch 8 when the user turns on the main power switch 8, and a signal that starts the vehicle 1 by automatic operation (for example, in an emergency) regardless of the user's operation.
  • An example of this is a signal that is generated when there is a need to do so.
  • the welding determination control is a control for determining whether or not there is a possibility that the target contactor 21 will be welded.
  • the EUC 10 performs this welding determination control after using the high voltage circuit, after performing off control, and after performing vibration control.
  • the ECU 10 controls the electric wire Lp on the side where the target contactor 21 is interposed to be in an open state and connects the discharge resistor 43 to the high voltage circuit for a predetermined determination time Tj. Then, the capacitor 42 is discharged. Then, after the determination time Tj has elapsed, the ECU 10 determines whether there is a possibility that the target contactor 21 is welded by detecting the capacitor voltage V.
  • the determination time Tj is longer than the predetermined time (about 1 second) required for discharging the capacitor 42, and is set to a value of, for example, 2 to 20 seconds, taking into account variations in parts (such as the capacitor 42 and discharge resistor 43) required for discharging the capacitor 42. Set to seconds.
  • the voltage of the capacitor 42 takes a value equivalent to the voltage of the battery 2 (battery voltage Vb).
  • the ECU 10 stops the control signals transmitted to each of the contactors 21 and 23 so that the first contactor 21 and precharge contactor 23 on the positive electrode side are in the OFF state during the determination time Tj, and also controls the MCU 46
  • the discharge switch 44 is controlled to be in the on state via the . Note that while the welding determination control is being performed, the ECU 10 maintains transmission of the control signal so that the second contactor 22 on the negative electrode side is in the on state.
  • the capacitor voltage V decreases.
  • the high voltage circuit remains closed even if the control signal to the first contactor 21 and precharge contactor 23 is stopped. Therefore, the charge stored in the capacitor 42 is not discharged, and the capacitor voltage V is maintained at the battery voltage Vb.
  • the ECU 10 determines that the target contactor 21 is not welded, that is, is normal. Furthermore, if the capacitor voltage V is larger than the determination threshold Vth after the determination time Tj has elapsed, the ECU 10 determines that there is a possibility that the target contactor 21 is welded.
  • the determination threshold value Vth is set, for example, to a value higher than the capacitor voltage V expected after the determination time Tj has elapsed in a state in which the capacitor 42 is normally discharged, and a value lower than the battery voltage Vb.
  • the off control is a control that is performed when it is determined that there is a possibility of welding of the target contactor 21 as a result of the determination in the welding determination control, and is a control that is performed when it is determined that there is a possibility of welding of the target contactor 21.
  • This control attempts to resolve temporary short circuits caused by In the off control, the ECU 10 prohibits the excitation of the electromagnetic coil of the target contactor 21 by prohibiting (stopping) the transmission of a control signal to the target contactor 21 during a predetermined off time Toff (fixed time).
  • the ECU 10 thus prohibits energization (energization on the excitation side) to the target contactor 21 during the off time Toff, thereby cooling the electromagnetic coil of the target contactor 21 and eliminating the temporary short circuit.
  • the off time Toff is the time required for the thermally expanded electromagnetic coil of the target contactor 21 to cool down to a temperature equivalent to the outside air temperature, and is set to, for example, 1 to 2 hours.
  • the ECU 10 of this embodiment maintains the second contactor 22 and the precharge contactor 23 in the on state while performing the off control, and interrupts the off control when the start signal is input. That is, the ECU 10 controls the second contactor 22 and the precharge contactor 23 as described above, thereby enabling the vehicle 1 to run quickly after the off-control is interrupted. Furthermore, welding determination control after off-control can be efficiently performed. Note that the ECU 10 controls the discharge switch 44 to be in the OFF state during execution of the OFF control.
  • the ECU 10 of the present embodiment activates the DCDC converter 7 to charge the auxiliary battery 6 when the SOC of the auxiliary battery 6 becomes equal to or lower than a predetermined lower limit value TH during off-control.
  • the lower limit value TH is set to a value larger than 0, and is set to a value that can output the power necessary to start up various electrical components installed in the vehicle at least when the high voltage circuit starts to be used.
  • the vibration control is performed when it is determined that there is a possibility that the target contactor 21 is welded as a result of the welding determination control performed after the off control.
  • the vibration control is a control that attempts to eliminate a temporary short circuit caused by the displacement of the target contactor 21. In other words, if the short circuit is not resolved even after performing off-control, it is considered that the short circuit is not caused by thermal expansion, so try another method to resolve the temporary short circuit. .
  • the ECU 10 performs target vibration control in which the target contactor 21 is repeatedly turned on and off by intermittently transmitting a control signal to the target contactor 21.
  • the ECU 10 performs target vibration control in this manner and intermittently supplies an electrical control signal to the target contactor 21 to eliminate a temporary short circuit caused by the displacement of the target contactor 21.
  • the ECU 10 also physically vibrates the movable contact of the target contactor 21 to eliminate misalignment of components within the target contactor 21.
  • the ECU 10 of the present embodiment performs asymmetric vibration control in which the precharge contactor 23 is repeatedly turned on and off by intermittently transmitting a control signal to the precharge contactor 23.
  • Non-target vibration control is performed before target vibration control is implemented.
  • the ECU 10 vibrates the precharge contactor 23 and uses the vibration to eliminate the deviation within the target contactor 21.
  • the vibrations of the precharge contactor 23 are transmitted to the target contactor 21 via, for example, a bus bar and a harness (none of which are shown) provided in the high voltage circuit. Further, when the precharge contactor 23 is adjacent to the target contactor 21, the vibration of the precharge contactor 23 can be directly transmitted to the target contactor 21.
  • the ECU 10 of the present embodiment maintains the first contactor 21 in the ON state while implementing the non-target vibration control, and maintains the precharge contactor 23 in the ON state while implementing the target vibration control. Furthermore, while the vibration control is being performed, the ECU 10 maintains the second contactor 22 in the on state. In this way, when one of the two contactors 21 and 23 connected in parallel is repeatedly turned on and off, the ECU 10 maintains the other in the on state, thereby reducing the voltage of the high voltage circuit (on the capacitor 42 side). voltage) is maintained at a value equivalent to the battery voltage Vb. This prevents one of the contactors 21 and 23, which are repeatedly turned on and off, from being welded together due to the inrush current at the time of turning on and off. Furthermore, welding determination control after vibration control can be efficiently performed. Note that during the vibration control, the ECU 10 controls the discharge switch 44 to be in the off state.
  • the voltage equalization control is control performed before the vibration control, and is control to equalize the voltage of the capacitor 42 and the battery 2. This voltage equalization control is used to prevent the subsequent This is done to prevent inrush current from flowing into high voltage circuits during vibration control.
  • the causes of the above-mentioned erroneous determination include, for example, abnormalities related to electrical signals such as errors in the ECU 10 and failures in the voltmeter 45.
  • the ECU 10 controls the second contactor 22 and the precharge contactor 23 to be in the on state and the first contactor 21 to be in the off state during a predetermined voltage equalization time Tep, and also controls the discharge switch 44 to be in the off state. is controlled to the off state.
  • the voltage equalization time Tep is the time required to charge the capacitor 42, and is set to, for example, several hundred milliseconds to one second.
  • the start control is a control that makes the vehicle 1 ready to travel after the off control or vibration control is interrupted.
  • the ECU 10 outputs a control signal to the second contactor 22 and the precharge contactor 23 to turn them on, and also turns the discharge switch 44 off, and then slightly follows from there to turn the discharge switch 44 on to the first contactor 21. Outputs a control signal.
  • the ECU 10 turns off the precharge contactor 23 by stopping the control signal to the precharge contactor 23 after the startup time Tsu has elapsed since turning on the precharge contactor 23 .
  • the inverter 4 and the drive motor 3 are in a driveable state, that is, the vehicle 1 is in a driveable state.
  • the ECU 10 when the ECU 10 receives a signal from the connection detection sensor 51 indicating that a charging gun of an external charger is connected to the external charging port 5 while performing the off control or vibration control, the ECU 10 also interrupts the off control or vibration control.
  • the above-mentioned start control may be implemented.
  • the high voltage circuit enters a state in which the battery 2 can be charged from an external charger.
  • the ECU 10 includes a determination section 11, an off control section 12, a re-determination section 13, a voltage equalization control section 14, a vibration control section 15, a final A determination section 16, an interruption instruction section 17, and a start control section (travel control section) 18 are provided.
  • These elements are shown by classifying the functions of the ECU 10 for convenience. Each of these elements may be realized by electronic circuits (hardware), may be programmed as software, or some of these functions may be provided as hardware and other parts may be provided as software. It may be something.
  • the determination unit 11 performs the above-mentioned welding determination control after the high voltage circuit is used. Specifically, the determination unit 11 controls each of the contactors 21 to 23 and the discharge switch 44 as described above during the determination time Tj, and after the determination time Tj has elapsed, the capacitor voltage is measured from the voltmeter 45 via the MCU 46. Get V. If the acquired voltage V is less than or equal to the determination threshold Vth, the determination unit 11 determines that the target contactor 21 is normal and turns off all the contactors 21 to 23. On the other hand, if the acquired voltage V is higher than the determination threshold Vth, the determination unit 11 determines that there is a possibility that the target contactor 21 is welded, and transmits the determination result to the off control unit 12.
  • the off control unit 12 executes the above-mentioned off control when receiving the determination result from the determination unit 11. Specifically, the off control section 12 controls each of the contactors 21 to 23 and the discharge switch 44 as described above. Further, the off control device 12 obtains the SOC of the auxiliary battery 6 from the BMU 61 during the off control, and when the SOC of the auxiliary battery 6 becomes lower limit value TH or less, the OFF control device 12 switches the DCDC converter 7 to the above-mentioned state. Control as follows. After completing the off control, the off control unit 12 notifies the re-determination unit 13 that the off control has been completed. Moreover, when the off control unit 12 receives an interruption instruction from the interruption instruction unit 17, it interrupts the above-mentioned off control.
  • the re-determination unit 13 When the re-determination unit 13 receives a signal indicating completion of the off-control from the off-control unit 12, the re-judgment unit 13 executes the above-described welding determination control similarly to the determination unit 11. If the acquired voltage V is equal to or lower than the determination threshold value Vth after the determination time Tj has elapsed, the re-determination unit 13 determines that the target contactor 21 is normal and turns all the contactors 21 to 23 into an OFF state. do. On the other hand, if the acquired voltage V is higher than the determination threshold Vth, the re-determination unit 13 determines that there is a possibility of welding of the target contactor 21, and transmits the determination result to the voltage equalization control unit 14 and vibration control unit 13. The information is transmitted to the control unit 15.
  • the voltage equalization control unit 14 performs the voltage equalization control described above when receiving the determination result from the re-determination unit 13. Specifically, the voltage equalization control unit 14 controls each contactor 21 to 23 and the discharge switch 44 as described above during the voltage equalization time Tep, and after the voltage equalization time Tep has elapsed, the voltage equalization is performed. The fact that the control has been completed is transmitted to the vibration control section 15.
  • the vibration control unit 15 performs the vibration control described above when receiving the determination result from the re-determination unit 13 and receiving a signal indicating completion of voltage equalization control from the voltage equalization control unit 14. . Specifically, the vibration control unit 15 performs non-target vibration control and target vibration control in this order as the above-described vibration control. In the non-targeted vibration control, the vibration control unit 15 repeats turning on and off the precharge contactor 23 a predetermined number of times (for example, several tens of times), and controls the first contactor 21, the second contactor 22, and the discharge switch 44 as described above. do.
  • the vibration control unit 15 repeats turning on and off the first contactor 21 a predetermined number of times (for example, several tens of times), and turns on the second contactor 22, precharge contactor 23, and discharge switch 44 as described above. Control. After the vibration control is completed, the vibration control unit 15 notifies the final determination unit 16 that the vibration control has been completed. Moreover, when the vibration control unit 13 receives an interruption instruction from the interruption instruction unit 17, it interrupts the vibration control described above.
  • the final determination unit 16 When the final determination unit 16 receives a signal indicating the completion of vibration control from the vibration control unit 15, the final determination unit 16 executes the above-described welding determination control similarly to the determination unit 11 and the re-determination unit 13. If the acquired voltage V is equal to or less than the determination threshold value Vth after the determination time Tj has elapsed, the final determination unit 16 determines that the target contactor 21 is normal and turns all the contactors 21 to 23 into an OFF state. do. On the other hand, if the acquired voltage V is higher than the determination threshold Vth, the final determination unit 16 determines that the target contactor 21 has a welding failure.
  • the final determination unit 16 determines that the target contactor 21 has a welding failure, it turns off all the contactors 21 to 23 and executes fail-safe processing for the vehicle 1.
  • the final determination unit 16 may prohibit the vehicle 1 from being able to run, or may activate an on-vehicle alarm device (not shown) as execution of the failsafe process.
  • the interruption instruction section 17 transmits an instruction to interrupt the off control or an instruction to interrupt the vibration control to the off control section 12 or the vibration control section 15. If the interruption instruction section 17 receives the above-mentioned start signal while implementing the off-control, it transmits the interruption instruction to the off-control section 12, and if it receives the above-mentioned start signal while implementing the vibration control, the interruption instruction section 17 transmits the interruption instruction to the off-control section 12. , transmits an interruption instruction to the vibration control unit 15. Note that the interruption instruction unit 17 of the present embodiment also instructs the off control unit 12 or The interruption instruction is transmitted to the vibration control unit 15. When the suspension instruction is transmitted, the suspension instruction section 17 transmits a signal indicating that the suspension instruction has been transmitted to the start control section 18.
  • the start control unit 18 When the start control unit 18 receives a signal from the interruption instruction unit 17, it performs start control by controlling each of the contactors 21 to 23 and the discharge switch 44 as described above. Further, after completion of the start control, the start control unit 18 drives the drive motor 3 by controlling the inverter circuit 41 via the MCU 46 in response to the user's operation, thereby causing the vehicle 1 to travel.
  • flowchart] 3 and 4 are flowchart examples for explaining the processing performed by the ECU 10 after the high voltage circuit is used. This flowchart is executed after the high voltage circuit is used, for example, when the main power switch 8 is turned off or when the external charger is removed from the external charging port 5.
  • step S1 the above-described welding determination control is performed, and the process proceeds to step S2.
  • step S2 it is determined whether or not there is a possibility that the target contactor 21 is welded.
  • step S2 if it is determined that there is no possibility of welding of the target contactor 21, it is determined that the target contactor 21 is normal, and this flow ends. On the other hand, if it is determined in step S2 that there is a possibility of welding of the target contactor 21, the process advances to step S3.
  • step S3 the processes of steps S21 to S30 in FIG. 4 are executed to implement the above-described off control.
  • a count T of a timer built in the ECU 10 is started as the start of off control, and the process proceeds to step S22, where the first contactor 21 (P contactor) is turned off and the second contactor 21 (P contactor) is turned off. 22 (N contactor) and precharge contactor 23 (Pre contactor) are turned on.
  • a start signal requesting the vehicle 1 to start traveling is received. If the start signal has not been received, in the subsequent step S24, the external charger is connected to the external charging port 5. A determination is made whether the gun is connected.
  • step S23 If it is determined in step S23 that a start signal requesting the start of running of the vehicle 1 has been received, or if it is determined in step S24 that the charging gun of the external charger is connected to the external charging port 5, , the process advances to step S28, and the off control is interrupted. Then, the process advances to step S29, the above-described start control is performed, and this flow ends.
  • step S25 the SOC of the auxiliary battery 6 reaches the lower limit value TH. It is determined whether or not the value is below. If it is determined in step S25 that the SOC of the auxiliary battery 6 is higher than the lower limit value TH, the process advances to step S27. On the other hand, if it is determined in step S25 that the SOC of the auxiliary battery 6 is less than or equal to the lower limit value TH, the DCDC converter 7 is activated in step S26, and then the process proceeds to step S27.
  • step S27 it is determined whether the count T is greater than or equal to the off time Toff. If it is determined in step S27 that the count T is less than the off time Toff, the process returns to step S23, and the processes in steps S23 to S26 are repeated until the determination in step S27 is satisfied. If the determination in step S27 is satisfied, the count T is reset in step S30, and the process returns to step S4 in FIG. 3.
  • step S4 after the off control is completed, welding determination control is performed again. Then, the process proceeds to step S5, and it is determined again whether or not there is a possibility that the target contactor 21 is welded.
  • step S5 if it is determined that there is no possibility of welding of the target contactor 21, it is determined that the target contactor 21 is normal because the temporary short circuit caused by thermal expansion of the electromagnetic coil has been resolved. It is determined that this is the case, and this flow ends. On the other hand, if it is determined in step S5 that there is a possibility of welding of the target contactor 21, the process proceeds to step S6.
  • step S6 the voltage equalization control described above is performed, and in the subsequent step S7, the vibration control described above is started, and the process proceeds to step S8.
  • step S8 it is determined whether or not a start signal requesting the start of running of the vehicle 1 has been received. If the start signal has not been received, in the following step S9, the charging gun of the external charger is connected to the external charging port 5. It is determined whether or not it is connected. If the charging gun is not connected, both step S8 and step S9 are not established, so the process proceeds to step S10, where it is determined whether vibration control is completed. If it is determined in step S10 that the vibration control has not been completed, the process returns to step S8, and the determinations in steps S8 and S9 are repeated until it is determined in step S10 that the vibration control has been completed.
  • step S8 if it is determined in step S8 that a start signal requesting the start of running of the vehicle 1 has been received, or if it is determined in step S9 that the charging gun of the external charger is connected to the external charging port 5. If so, the process advances to step S11 and vibration control is interrupted. Then, the process advances to step S12, where the above-described start control is implemented, and this flow ends.
  • step S10 If the vibration control is completed without either step S8 or step S9 being true, step S10 is true and the process proceeds to step S13.
  • step S13 final welding determination control is performed. Then, the process proceeds to step S14, where a final determination is made as to whether or not there is a possibility that the target contactor 21 will be welded.
  • step S14 if it is determined that there is no possibility of welding of the target contactor 21, it is determined that the target contactor 21 is normal because the temporary short circuit caused by the misalignment has been resolved. Finish this flow.
  • step S14 determines whether there is a possibility of welding of the target contactor 21 has a welding failure. If it is finally determined in step S14 that there is a possibility of welding of the target contactor 21, it is determined that the target contactor 21 has a welding failure, and fail-safe processing of the vehicle 1 is performed in step S15. Implemented. Finish this flow.
  • the ECU 10 performs welding determination control ( P welding determination) is performed.
  • the first contactor 21 (P contactor) and the precharge contactor 23 (Pre contactor) on the positive electrode side are controlled to be in the OFF state, and the second contactor 22 (N contactor) is controlled to be in the ON state.
  • both the first contactor 21 and the precharge contactor 23 are not short-circuited, as shown by the broken line in FIG. It gradually decreases toward t2 and becomes below the determination threshold value Vth.
  • the ECU 10 determines that the target contactor 21 is normal when the capacitor voltage V is equal to or lower than the determination threshold value Vth at time t2.
  • the capacitor 42 is not discharged, so that the capacitor voltage V increases from time t1 to time t2, as shown by the solid line in FIG. The voltage is maintained near the battery voltage Vb without falling below the determination threshold Vth.
  • the capacitor voltage V is higher than the determination threshold value Vth at time t2, it is determined that there is a possibility that the target contactor 21 is welded.
  • the ECU 10 performs off control from time t2 until the off time Toff elapses.
  • the first contactor 21 is controlled to be in the off state until the off time Toff elapses, so that energization of the first contactor 21 is prohibited.
  • the electromagnetic coil of the target contactor 21 has thermally expanded, the electromagnetic coil will radiate heat and shrink over time to a temperature equivalent to the outside air temperature. Therefore, the displacement of the movable contact that has been inhibited by the thermally expanded electromagnetic coil is allowed, and the short circuit caused by the thermal expansion is eliminated.
  • the second contactor 22 and the precharge contactor 23 are controlled to be in the on state.
  • the capacitor voltage V is maintained near the battery voltage Vb, as shown by the solid line in FIG. Therefore, subsequent welding determination control can be carried out efficiently.
  • the off control when the SOC of the auxiliary battery 6 becomes equal to or lower than a predetermined lower limit value TH, the DCDC converter 7 is activated and the auxiliary battery 6 is charged. This prevents the auxiliary battery 6 from running out of power while the off control is being performed. Furthermore, as described above, in the off control of this embodiment, the second contactor 22 and the precharge contactor 23 are controlled to be in the on state, so that the capacitor voltage V is maintained near the battery voltage Vb. , charging of the auxiliary battery 6 can be started promptly.
  • the ECU 10 performs the welding determination control again.
  • the capacitor voltage V gradually decreases from time t3 to time t4 after the elapse of the determination time Tj, as shown by the broken line in FIG. do.
  • the ECU 10 determines that the target contactor 21 is normal when the capacitor voltage V is equal to or less than the determination threshold value Vth at time t4.
  • the capacitor voltage V does not become equal to or lower than the determination threshold Vth even after performing the off control, at least one of the first contactor 21 and the precharge contactor 23 is short-circuited, which is indicated by a solid line in FIG. As such, the capacitor voltage V is maintained near the battery voltage Vb. Therefore, the ECU 10 determines that there is a possibility that the target contactor 21 is welded because the capacitor voltage V is higher than the determination threshold value Vth at time t4.
  • the ECU 10 performs voltage equalization control from time t4 until the voltage equalization time Tep has elapsed.
  • the precharge contactor 23 is controlled to be in the on state while the first contactor 21 is kept in the off state and the second contactor 22 is kept in the on state.
  • the capacitor 42 is not discharged in the welding determination control performed first. Therefore, capacitor voltage V is maintained near battery voltage Vb at time t4. Therefore, as shown by the solid line in FIG. 5, the capacitor voltage V does not vary from time t4 to time t5 after the voltage equalization time Tep has elapsed, and is maintained near the battery voltage Vb.
  • the ECU 10 determines that there is a possibility of welding even though the actual voltage V of the capacitor 42 is close to 0 at time t4. be.
  • the capacitor voltage V is charged to around the battery voltage Vb as the capacitor 42 is charged from time t4 to time t5, as shown by the two-dot chain line in FIG. be done. This suppresses inrush current from flowing into the high voltage circuit at the start of the subsequent vibration control.
  • the ECU 10 starts vibration control.
  • vibration control non-target vibration control and target vibration control are performed in this order.
  • the non-target vibration control the precharge contactor 23 is repeatedly turned on and off. Thereby, the vibration of the precharge contactor 23 is transmitted to the first contactor 21, and the short circuit caused by the displacement of the first contactor 21 is eliminated. Further, if the determination result in the previously executed welding determination control is that the short circuit of the precharge contactor 23 is caused, the short circuit caused by the displacement of the precharge contactor 23 is resolved.
  • the first contactor 21 is repeatedly turned on and off. In this way, by intermittently applying an electrical control signal to the target contactor 21, it is possible to eliminate a temporary short circuit caused by the displacement of the target contactor 21. In addition, by physically vibrating the movable contact within the first contactor 21, short circuits caused by the displacement of the first contactor 21 can be eliminated. In addition, if the determination result in the previously executed welding determination control is that it is caused by a short circuit in the precharge contactor 23, the vibration of the first contactor 21 is transmitted to the precharge contactor 23, and the precharge Short circuits caused by misalignment of the contactor 23 can be eliminated.
  • the vibration control while the second contactor 22 is kept in the on state, the first contactor 21 is controlled to be in the on state by non-target vibration control, and the precharge contactor 23 is controlled to be in the on state by target vibration control. .
  • the capacitor voltage V is maintained in the vicinity of the battery voltage Vb, as shown by the solid line in FIG. Control can be carried out efficiently.
  • the vibration control eliminates not only the misalignment of the first contactor 21 and the precharge contactor 23 but also short circuits caused by light welding of the contactors 21 and 22.
  • the ECU 10 performs the final welding determination control. At this time, if the short circuit in the target contactor 21 (or the precharge contactor 23, or both) is eliminated by implementing the vibration control, the capacitor voltage V will change from time t6 to the determination period as shown by the broken line in FIG. It gradually decreases toward time t7 after Tj has elapsed. The ECU 10 determines that the target contactor 21 is normal when the capacitor voltage V is equal to or lower than the determination threshold value Vth at time t7.
  • the capacitor voltage V is lower than the battery voltage Vb. maintained in the vicinity. Therefore, in the ECU 10, since the capacitor voltage V is larger than the determination threshold value Vth at time t7, it is determined that the target contactor 21 has a welding failure, and fail-safe processing is performed.
  • the second contactor 22 and the precharge contactor 23 are controlled to be in the on state.
  • the high voltage circuit enters a closed circuit state and is maintained near the battery voltage Vb while the off control is being performed. Therefore, when it becomes necessary to charge the auxiliary battery 6 during off control, the process of recharging the capacitor 42 is not required, and the auxiliary battery 6 can be quickly charged by simply starting the DCDC converter 7. Can be charged. Furthermore, after the off-control is interrupted, the vehicle 1 can be quickly returned to a driveable state. In addition, even when the welding determination is performed again after the off control is performed, there is no need to perform the process of recharging the capacitor 42, and the subsequent welding determination control can be performed efficiently.
  • the off control unit 12 charges the auxiliary battery 6 when the SOC of the auxiliary battery 6 becomes equal to or lower than the lower limit value TH, thereby preventing the battery from running out during or after the off control is completed. be able to.
  • each of the contactors 21 to 23 of this embodiment is turned on using the power of the auxiliary battery 6, so that the OFF control can be continued by appropriately charging the auxiliary battery 6.
  • the configuration of the ECU 10 and the control performed by the ECU 10 described above are examples.
  • the target contactor for which the possibility of welding is determined after use of the high voltage circuit is not limited to the first contactor 21, but may be the second contactor 22 or the precharge contactor 23. Further, the ECU 10 may perform the above-described control on all contactors provided in the high voltage circuit after the high voltage circuit is used.
  • contactors 21 to 23 may be placed either inside or outside the case housing the battery 2.
  • Precharge contactor 23 may be connected in parallel with second contactor 22.
  • the high voltage circuit may be provided with two precharge contactors 23 connected in parallel to each of the first contactor 21 and the second contactor 22.
  • the re-determination section 13, the voltage equalization control section 14, the vibration control section 15, the final determination section 16, the interruption instruction section 17, and the start control section 18 may be omitted.
  • the ECU 10 may have a configuration that does not interrupt vibration control or off-control during execution of these controls, or may have a configuration that does not perform vibration control, or may not perform voltage equalization control before vibration control. It may be a configuration.
  • the re-determination section 13 transmits the determination result only to the vibration control section 15, and when the vibration control section 15 receives the determination result, the vibration control section 15 performs the vibration control described above. All you have to do is carry out the following. Note that the determination of whether there is a possibility of welding does not need to be performed multiple times.
  • the off control unit 12 may not charge the auxiliary battery 6 during the off control. Further, during implementation of the off control, the off control section 12 may turn off the second contactor 22 and the precharge contactor 23. In this case, the power consumption of the auxiliary battery 6 by the second contactor 22 and the precharge contactor 23 during off-control is suppressed.

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Abstract

車載制御装置（１０）は、車両に搭載されたバッテリ（２）の高電圧回路を断接する対象コンタクタ（２１）の溶着の可能性の有無を高電圧回路の使用後に判定する判定部（１１）と、判定部（１１）により対象コンタクタ（２１）の溶着の可能性があると判定された場合に、対象コンタクタ（２１）への通電を一定時間のあいだ禁止するオフ制御を実施するオフ制御部（１２）と、を備える。これにより、対象コンタクタ（２１）の一過性の短絡状態の解消を図る。

Description

車載制御装置
　本件は、車両に搭載されたバッテリの高電圧回路を断接するコンタクタを制御する車載制御装置に関する。
　従来、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）や外部充電または外部給電が可能なプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）といった電動車両に内蔵されるバッテリの高電圧回路には、非常時にバッテリと負荷装置（例えばインバータ）との接続を遮断するためのコンタクタとよばれる電磁接触器が設けられている。コンタクタは、車載制御装置によりそのオンオフが制御される。
　このようなコンタクタは、システム停止時（例えば、運転者によってイグニッションスイッチがオフ操作されたとき）に、溶着故障していないかどうかが判定されることが知られている。例えば、特許文献１には、システム停止時に、負荷装置に設けられた平滑コンデンサの電圧変化の有無に基づいて、複数のコンタクタのそれぞれの溶着故障を判定する電源システムが開示されている。
特開２０２０－２０２６０５号公報
　ところで、特許文献１に開示の溶着故障判定では、溶着故障以外の原因で電圧が変化しない場合、例えば、コンタクタ内の部品がずれて接触状態が維持されてしまっている場合や、コンタクタの電磁式コイルの熱膨張により一時的にコンタクタがオフ状態とならなくなっている場合も溶着故障と判定される。このような一時的な（一過性の）コンタクタの短絡（コンタクタが介装される電線の導通が遮断されなくなっている状態）は、当該短絡の原因（ずれや熱膨張など）が解消されれば解消され得るため、車載制御装置には、このような一過性のコンタクタの短絡を解消する制御が組み込まれていることが望ましい。
　本件の車載制御装置は、このような課題に鑑み案出されたもので、一過性のコンタクタの短絡状態の解消を図ることを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。
　開示の車載制御装置は、以下に開示する態様又は適用例として実現でき、上記の課題の少なくとも一部を解決する。
　（１）ここで開示する車載制御装置は、車両に搭載されたバッテリの高電圧回路を断接する対象コンタクタの溶着の可能性の有無を前記高電圧回路の使用後に判定する判定部と、前記判定部により前記対象コンタクタの溶着の可能性があると判定された場合に、前記対象コンタクタへの通電を一定時間のあいだ禁止するオフ制御を実施するオフ制御部と、を備える。
　（２）前記高電圧回路には、正極側及び負極側の一方に介装された第一コンタクタと、前記正極側及び前記負極側の他方に介装された第二コンタクタと、前記第一コンタクタに並列接続されるとともに抵抗器と直列接続されたプリチャージコンタクタと、が設けられていることが好ましい。この場合、前記対象コンタクタは、前記第一コンタクタであり、前記オフ制御部は、前記オフ制御の実施中に、前記第二コンタクタ及び前記プリチャージコンタクタをオン状態に維持することが好ましい。
　（３）前記車両には、前記第一コンタクタ及び前記第二コンタクタのそれぞれを介して前記バッテリに接続される補機バッテリが設けられていることが好ましい。この場合、前記オフ制御部は、前記オフ制御の実施中に、前記補機バッテリの充電率が所定の下限値以下になった場合に前記補機バッテリを充電することが好ましい。
　（４）前記車載制御装置は、前記車両の走行開始を要求する開始信号を受信した場合に、前記車両を走行可能とする走行制御部をさらに備えていることが好ましい。この場合、前記オフ制御部は、前記開始信号が受信された場合に、前記オフ制御を中断し、前記走行制御部は、前記オフ制御の中断後に前記車両を走行可能状態とし、ユーザの操作に応じて前記車両を制御することが好ましい。
　（５）前記車載制御装置は、前記対象コンタクタのオンオフを繰り返す対象振動制御を含む振動制御を実施する振動制御部をさらに備えていることが好ましい。この場合、前記判定部は、前記オフ制御部による前記オフ制御の実施後に、前記対象コンタクタの溶着の可能性の有無を再度判定し、前記振動制御部は、前記判定部により前記対象コンタクタの溶着の可能性があると再度判定された場合に、前記振動制御を実施することが好ましい。
　開示の車載制御装置によれば、一過性のコンタクタの短絡状態の解消を図ることができる。
一実施形態に係る車載制御装置が適用された車両の模式図である。 図１の車両に搭載されたバッテリと他の装置との間の電気的な接続を示す回路図と、図１の車載制御装置のブロック構成図と、を示す図である。 図１の車載制御装置で実施される高電圧回路使用後の処理を説明するためのフローチャートである。 図３で実施されるオフ制御を説明するためのフローチャートである。 図１の車載制御装置の作用を説明するタイムチャートの一例である。
　図面を参照して、実施形態としての車載制御装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
［１．全体構成］
　図１は、本実施形態に係る車載制御装置１０（以下、「ＥＣＵ１０」ともよぶ）が適用された車両１の模式図であり、図２は、車両１に搭載されたバッテリ２と他の装置と間の電気的な接続を示す回路図と、車載制御装置１０のブロック構成図と、を併せて示す図である。
　図１に示すように、車両１は、バッテリ２を動力源とする駆動用モータ３が搭載された電動車両（電気自動車，プラグインハイブリッド自動車等）である。車両１には、図２に示すように、バッテリ２と他の装置との間の高電圧回路（直流回路）を緊急時に遮断するためのコンタクタ２１～２３が設けられる。ＥＣＵ１０は、このコンタクタ２１～２３のオンオフ状態を制御するとともに、バッテリ２の高電圧回路の使用後にコンタクタ２１～２３の少なくとも一つに対して溶着の可能性の有無を判定する機能を有する。ここで、「高電圧回路の使用後」とは、例えば、車両１の走行後や外部充電器からのバッテリ２への充電後や外部給電後など、バッテリ２への充放電を含む車両１の一連の処理（一起動周期）の終了後を意味する。
　バッテリ２は、リチウムイオン二次電池，ニッケル水素電池などの二次電池であり、例えば車両１の床下に配置される。本実施形態において、バッテリ２を含むバッテリパック２０には、上述のコンタクタ２１～２３が配設される。ここでは、バッテリ２の高電圧回路の正極側及び負極側のそれぞれに配置された第一コンタクタ２１及び第二コンタクタ２２と、高電圧回路への突入電流を緩和するプリチャージコンタクタ２３と、の三つのコンタクタが設けられている。
　三つのコンタクタ２１～２３は、いずれも可動接点，固定接点及び電磁式コイルを有する常時励磁式のコンタクタである。コンタクタ２１～２３は、ＥＣＵ１０から伝達される制御信号を受けて、電磁式コイルが励磁されることでオン状態（接続状態，閉鎖状態）に制御される。一方、制御信号のない状態では電磁式コイルが消磁されることでオフ状態（切断状態，開放状態）に制御される。
　第一コンタクタ２１は高電圧回路の正極側の電線Ｌｐ（以下、「正極側電線Ｌｐ」とよぶ）に介装され、第二コンタクタ２２は高電圧回路の負極側の電線Ｌｎ（以下、「負極側電線Ｌｎ」とよぶ）に介装される。プリチャージコンタクタ２３は、第一コンタクタ２１に並列接続されるとともにプリチャージ抵抗器２４（抵抗器）と直列接続される。プリチャージコンタクタ２３は、高電圧回路の使用開始時に、第一コンタクタ２１よりもわずかに先行して接続されることで過剰な電流が高電圧回路に流れることをプリチャージ抵抗器２４によって抑制するものである。プリチャージコンタクタ２３は、高電圧回路の使用開始から所定のスタートアップ時間Ｔｓｕの経過後に切断される。ここで、「高電圧回路の使用開始時」とは、例えば、車両１の走行開始時や外部充電開始時や外部給電開始時など、バッテリ２への充放電を含む車両１の一連の処理（一起動周期）の開始時を意味する。また、スタートアップ時間Ｔｓｕは、高電圧回路に設けられた後述するコンデンサ４２の充電にかかる時間であり、例えば、１～数秒に設定される。
　駆動用モータ３は、バッテリ２の電力で車輪（例えば、前輪）を回転駆動する機能と、車輪の慣性トルクを利用した発電によって電力を回生する機能とを兼ね備えた交流電動発電機である。なお、本実施形態の駆動用モータ３は、図１に示すように、車両前側に配置されているが、駆動用モータ３は車両後側に設けられていてもよい。すなわち、駆動用モータ３は、車両の後輪を回転駆動するものであってもよい。また、車両１は、前輪及び後輪のそれぞれを駆動する二つの駆動用モータ３を備えた、いわゆる四輪駆動車両であってもよい。
　駆動用モータ３とバッテリ２とを接続する回路上には、図２に示すように、インバータ４が介装される。バッテリ２とインバータ４との間には、上述のコンタクタ２１～２３が介装される。インバータ４は、例えば、インバータ回路４１と、平滑化コンデンサ４２（以下、単に「コンデンサ４２」とよぶ）と、放電抵抗４３と、放電スイッチ４４と、電圧計４５と、ＭＣＵ（Motor Control Unit）４６とを含んで構成される。
　インバータ回路４１は、高電圧回路の正極側電線Ｌｐ及び負極側電線Ｌｎにそれぞれ接続される。インバータ回路４１は、複数のスイッチング素子〔例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）〕を含む三相ブリッジ回路であり、各スイッチング素子の接続状態が断続的に切り替えられることで、駆動用モータ３を駆動するための交流電力が生成される。
　コンデンサ４２は、インバータ回路４１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もので、インバータ回路４１と並列に正極側電線Ｌｐ及び負極側電線Ｌｎにそれぞれ接続される。放電抵抗４３は、高電圧回路の使用後にコンデンサ４２に蓄えられた電荷を放電するもので、コンデンサ４２と並列に接続される。放電スイッチ４４は、高電圧回路の使用後に放電抵抗４３を高電圧回路に接続させるもので、放電抵抗４３と直列に接続される。
　電圧計４５は、コンデンサ４２の電圧Ｖ（以下「コンデンサ電圧Ｖ」ともいう）を測定するもので、コンデンサ４２と並列に接続される。ＭＣＵ４６は、ＥＣＵ１０から出力される駆動用モータ３への出力要求に基づいてインバータ回路４１を制御するとともに、ＥＣＵ１０から出力される信号に基づいて放電スイッチ４４のオンオフ状態を制御する。また、ＭＣＵ４６は、電圧計４５によって測定されたコンデンサ電圧ＶをＥＣＵ１０に送信する。
　本実施形態の車両１には、さらに、車両１の外部装置とバッテリ２とを電気的に接続させるための外部充電口５と、コンタクタ２１～２３を含む車載電装品の電力源となる補機バッテリ６とが設けられる。つまり、本実施形態の車両１は、外部充電及び外部給電の少なくとも一方が可能なプラグインハイブリッド車両（PHEV）である。
　外部充電口５は、例えば、外部充電器でバッテリ２を充電するためのコンセントであり、バッテリ２の高電圧回路に対してインバータ４と並列に接続される。外部充電口５の近傍には、外部充電口５に外部充電器の充電ガンが接続されたか否かを検出する接続検出センサ５１が設けられる。接続検出センサ５１は、例えば、外部充電器の充電ガンが外部充電口５に接続されたことを検出するための電圧センサである。
　補機バッテリ６は、バッテリ２よりも低電圧の二次電池である。補機バッテリ６は、ＤＣＤＣコンバータ７を介して、バッテリ２の高電圧回路に対してインバータ４と並列に接続される。ＤＣＤＣコンバータ７は、例えば、バッテリ２から補機バッテリ６に充電する際に電圧を降圧する降圧器である。ＤＣＤＣコンバータ７の作動はＥＣＵ１０により制御される。補機バッテリ６には、補機バッテリ６の状態を管理するＢＭＵ（Battery Management Unit）６１が設けられる。ＢＭＵ６１は、補機バッテリ６の電圧や電流等から補機バッテリ６の充電率（State Of Charge、以下「ＳＯＣ」とよぶ）を算出し、算出したＳＯＣをＥＣＵ１０に送信する。なお、ＥＣＵ１０に、補機バッテリ６の状態を管理する機能を設け、ＥＣＵ１０において補機バッテリ６のＳＯＣを算出してもよい。
　ＥＣＵ１０は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成された電子制御装置であり、車両１のネットワーク網の通信ラインに接続されている。ＥＣＵ１０の入力側には、上述のＭＣＵ４６，ＢＭＵ６１及び接続検出センサ５１に加えて主電源スイッチ８（パワースイッチやエンジンスイッチ）が接続される。主電源スイッチ８からは、ユーザによって主電源スイッチ８がオン操作されたかオフ操作されたかの情報（信号）がＥＣＵ１０に伝達される。また、ＥＣＵ１０の出力側には、コンタクタ２１～２３，ＭＣＵ４６及びＤＣＤＣコンバータ７が接続される。
［２．制御概要］
　ＥＣＵ１０は、上述の通り、バッテリ２の高電圧回路の使用後に、コンタクタ２１～２３の少なくとも一つに対して溶着の可能性の有無を判定する。本実施形態のＥＣＵ１０は、第一コンタクタ２１の溶着の可能性の有無を判定する。以下、第一コンタクタ２１を「対象コンタクタ２１」ともよぶ。対象コンタクタ２１の溶着の可能性の有無の判定は、例えば、対象コンタクタ２１の短絡の有無により判定される。なお、ここでいう「短絡」とは、コンタクタ２１～２３の可動接点と固定接点とがオンオフの指示に関わらず接触してしまっている状態や、コンタクタ２１～２３へのオンオフ指示に関わらず、コンタクタ２１～２３が介装される電線（回路）の導通が遮断されなくなっている状態を意味する。以下、対象コンタクタ２１に対して溶着の可能性の有無を判定する制御を「溶着判定制御」とよぶ。
　ここで、コンタクタ２１～２３の短絡の原因には、コンタクタ２１～２３の溶着以外のものがある。例えば、コンタクタ２１～２３の電磁式コイルの熱膨張により一時的にコンタクタ２１～２３の可動接点の変位が阻害されてしまっている場合や、コンタクタ２１～２３内の部品の位置のずれにより一時的にコンタクタ２１～２３の可動接点と固定接点とが接触状態となってしまっている場合などが他の原因として挙げられる。このような一過性のコンタクタ２１～２３の短絡状態は、当該短絡の原因が解消されれば解消され得る。例えば、電磁式コイルの熱膨張に起因する短絡では、電磁式コイルが冷めれば、電磁式コイルが収縮するため、短絡状態が解消され得る。また、ずれに起因する短絡では、コンタクタ２１～２３内の部品の位置が元の（正常な）位置に戻れば、短絡状態が解消され得る。
　そこで、ＥＣＵ１０は、溶着判定制御の結果、対象コンタクタ２１に溶着の可能性があると判定した場合には、上述のような一過性のコンタクタの短絡を解消する制御を実施する。具体的には、上述の電磁式コイルの熱膨張に起因する短絡の解消を図る制御としてオフ制御を実施する。また、上述のずれに起因する短絡の解消を図る制御として振動制御を実施する。
　このように、ＥＣＵ１０は、対象コンタクタ２１の短絡の有無のみで溶着故障の有無を断定するのではなく、一過性の短絡を解消する制御を実施することで、高電圧回路の使用後にコンタクタ２１～２３よりも下流側の電線が高電圧状態に維持されること（活線露出）を防ぐ。具体的には、ＥＣＵ１０は、高電圧回路の使用後の処理として、上述の溶着判定制御，オフ制御及び振動制御を含め以下の四種類の制御を必要に応じて実施する。
　　（１）溶着判定制御
　　（２）オフ制御
　　（３）振動制御
　　（４）等電圧化制御
　また、ＥＣＵ１０は、上記のオフ制御や振動制御の実施中に、車両１の走行開始を要求する開始信号を受信した場合には、オフ制御や振動制御を中断し、車両１を走行可能状態とする開始制御を実施する。開始信号としては、例えば、ユーザが主電源スイッチ８をオン操作したときに主電源スイッチ８から出力されるオン信号や、ユーザ操作によらず、自動運転により（例えば緊急で）車両１を走行開始させる必要が生じた場合に発生される信号が挙げられる。
　溶着判定制御は、上述の通り、対象コンタクタ２１の溶着の可能性の有無を判定する制御である。本実施形態において、ＥＵＣ１０は、高電圧回路の使用後，オフ制御の実施後、及び振動制御の実施後のそれぞれにおいて、この溶着判定制御を実施する。
　溶着判定制御において、ＥＣＵ１０は、所定の判定時間Ｔｊのあいだ、対象コンタクタ２１が介装される側の電線Ｌｐを開状態とするとともに、放電抵抗４３を高電圧回路に接続するように制御することで、コンデンサ４２を放電させる。そして、ＥＣＵ１０は、判定時間Ｔｊの経過後、コンデンサ電圧Ｖを検出することで、対象コンタクタ２１の溶着の可能性の有無を判定する。判定時間Ｔｊは、コンデンサ４２の放電にかかる所定の時間（１秒程度）よりも長く、コンデンサ４２の放電にかかる部品（コンデンサ４２や放電抵抗４３など）のバラツキを考慮して、例えば２～２０秒に設定される。
　詳述すると、高電圧回路の使用直後において、コンデンサ４２の電圧は、バッテリ２の電圧と同等の値（バッテリ電圧Ｖｂ）をとる。ＥＣＵ１０は、溶着判定制御として、判定時間Ｔｊのあいだ、正極側の第一コンタクタ２１及びプリチャージコンタクタ２３がオフ状態となるように各コンタクタ２１，２３へ伝達される制御信号を停止するとともに、ＭＣＵ４６を介して放電スイッチ４４がオン状態となるように制御する。なお、溶着判定制御の実施中、ＥＣＵ１０は、負極側の第二コンタクタ２２がオン状態となるように制御信号の伝達を維持する。
　ここで、第一コンタクタ２１及びプリチャージコンタクタ２３が短絡していなければ（正常であれば）、正極側電線Ｌｐは開状態となるため、コンデンサ４２に蓄えられた電荷が放電抵抗４３により放電されて、コンデンサ電圧Ｖが低下する。一方で、第一コンタクタ２１及びプリチャージコンタクタ２３の少なくとも一方が短絡している場合には、第一コンタクタ２１及びプリチャージコンタクタ２３への制御信号が停止されても高電圧回路が閉回路のままとなるため、コンデンサ４２に蓄えられた電荷が放電されず、コンデンサ電圧Ｖがバッテリ電圧Ｖｂに維持されてしまう。
　ＥＣＵ１０は、判定時間Ｔｊの経過後に、コンデンサ電圧Ｖが所定の判定閾値Ｖｔｈ以下となった場合には、対象コンタクタ２１の溶着が無い、すなわち、正常であると判定する。また、ＥＣＵ１０は、判定時間Ｔｊの経過後に、コンデンサ電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈよりも大きい場合には、対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると判定する。判定閾値Ｖｔｈは、例えば、コンデンサ４２の放電が正常に行われる状態で判定時間Ｔｊの経過後に想定されるコンデンサ電圧Ｖよりも高い値であって、バッテリ電圧Ｖｂよりも低い値に設定される。
　オフ制御は、上述の通り、溶着判定制御での判定の結果、対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると判定された場合に実施される制御であり、対象コンタクタ２１の電磁式コイルの熱膨張に起因する一過性の短絡の解消を試みる制御である。オフ制御において、ＥＣＵ１０は、所定のオフ時間Ｔｏｆｆ（一定時間）のあいだ、対象コンタクタ２１への制御信号の送信を禁止（停止）することで、対象コンタクタ２１の電磁式コイルの励磁を禁止する。ＥＣＵ１０は、このように対象コンタクタ２１への通電（励磁側の通電）をオフ時間Ｔｏｆｆのあいだ禁止することで、対象コンタクタ２１の電磁式コイルを冷まし、一過性の短絡の解消を図る。なお、ここで、オフ時間Ｔｏｆｆは、対象コンタクタ２１の熱膨張した電磁式コイルが外気温と同等の温度まで冷めるのにかかる時間であり、例えば、１～２時間に設定される。
　オフ制御の実施時間は、溶着判定制御や後述する振動制御及び等電圧化制御に比べて長いことから、オフ制御の実施中に、上記の走行開始を要求する開始信号が入力される可能性がある。本実施形態のＥＣＵ１０は、オフ制御の実施中、第二コンタクタ２２及びプリチャージコンタクタ２３をオン状態に維持し、開始信号が入力されたらオフ制御を中断する。つまり、ＥＣＵ１０は、上記のように第二コンタクタ２２及びプリチャージコンタクタ２３を制御することで、オフ制御中断後の車両１の速やかな走行を可能にする。さらに、オフ制御後の溶着判定制御を効率良く実施できる。なお、ＥＣＵ１０は、オフ制御の実施中、放電スイッチ４４をオフ状態に制御する。
　さらに、本実施形態のＥＣＵ１０は、オフ制御の実施中、補機バッテリ６のＳＯＣが所定の下限値ＴＨ以下となった場合に、ＤＣＤＣコンバータ７を起動して、補機バッテリ６を充電する。ここで、下限値ＴＨは、０よりも大きい値であって、少なくとも高電圧回路の使用開始時に車載の各種電装品の起動に必要な電力を出力可能な値に設定される。ＥＣＵ１０は、このように制御することでオフ制御の実施中の補機バッテリ６のバッテリ上がりを抑制する。
　振動制御は、オフ制御後に実施される溶着判定制御での判定の結果、対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると判定された場合に実施される。振動制御は、上述の通り、対象コンタクタ２１のずれに起因する一過性の短絡の解消を試みる制御である。すなわち、オフ制御を実施しても短絡解消に至らなかった場合、熱膨張に起因して短絡しているわけではないと考えられるため、別の手法にて、一過性の短絡の解消を試みる。
　振動制御において、ＥＣＵ１０は、対象コンタクタ２１への制御信号を断続的に送信することで、対象コンタクタ２１のオンオフを繰り返す対象振動制御を実施する。ＥＣＵ１０は、このように対象振動制御を実施し、対象コンタクタ２１へ電気的な制御信号を断続的に与えることで、対象コンタクタ２１のずれに起因する一過性の短絡の解消を図る。また、ＥＣＵ１０は、対象コンタクタ２１の可動接点を物理的にも振動させることで、対象コンタクタ２１内の部品の位置ずれの解消を図る。
　また、本実施形態のＥＣＵ１０は、振動制御として、プリチャージコンタクタ２３への制御信号を断続的に送信することで、プリチャージコンタクタ２３のオンオフを繰り返す非対象振動制御を実施する。非対象振動制御は、対象振動制御の実施前に実施される。ＥＣＵ１０は、このように非対象振動制御を実施することで、プリチャージコンタクタ２３を振動させて、当該振動により対象コンタクタ２１内のずれの解消を図る。プリチャージコンタクタ２３の振動は、例えば、高電圧回路に設けられたバスバーやハーネス（いずれも図示せず）を介して対象コンタクタ２１に伝達される。また、プリチャージコンタクタ２３が対象コンタクタ２１に隣接されている場合には、プリチャージコンタクタ２３の振動が直接的に対象コンタクタ２１に伝達され得る。
　本実施形態のＥＣＵ１０は、非対象振動制御の実施中に第一コンタクタ２１をオン状態に維持し、対象振動制御の実施中にプリチャージコンタクタ２３をオン状態に維持する。また、振動制御の実施中、ＥＣＵ１０は、第二コンタクタ２２をオン状態に維持する。ＥＣＵ１０は、このように、並列接続された二つのコンタクタ２１，２３のうちの一方のオンオフを繰り返しているときに、他方をオン状態に維持することで、高電圧回路の電圧（コンデンサ４２側の電圧）をバッテリ電圧Ｖｂと同等の値に維持させる。これにより、オンオフを繰り返している一方のコンタクタ２１，２３が、オンオフ時の突入電流により溶着することが抑制される。さらに、振動制御後の溶着判定制御を効率良く実施できる。なお、振動制御中、ＥＣＵ１０は、放電スイッチ４４をオフ状態に制御する。
　等電圧化制御は、振動制御の前に実施される制御であり、コンデンサ４２をバッテリ２と等電圧化する制御である。この等電圧化制御は、万一、溶着判定制御でコンデンサ４２の放電が正常に行われていたにも関わらず、ＥＣＵ１０にて「溶着の可能性がある」と誤判定された場合に、後続する振動制御で高電圧回路に突入電流が流れることを防ぐために実施される。上記の誤判定の原因としては、例えば、ＥＣＵ１０のエラーや電圧計４５の故障などの電気信号に関する異常が挙げられる。
　等電圧化制御として、ＥＣＵ１０は、所定の等電圧化時間Ｔｅｐのあいだ、第二コンタクタ２２及びプリチャージコンタクタ２３をオン状態に制御して第一コンタクタ２１をオフ状態に制御するとともに、放電スイッチ４４をオフ状態に制御する。等電圧化時間Ｔｅｐは、コンデンサ４２の充電にかかる時間であり、例えば、数百ミリ～１秒に設定される。
　開始制御は、上述のように、オフ制御や振動制御の中断後に、車両１を走行可能状態とする制御である。開始制御として、ＥＣＵ１０は、第二コンタクタ２２とプリチャージコンタクタ２３に制御信号を出力することでオン状態とするとともに放電スイッチ４４をオフ状態とし、そこからわずかに後行して第一コンタクタ２１に制御信号を出力する。また、ＥＣＵ１０は、プリチャージコンタクタ２３をオン状態としてからスタートアップ時間Ｔｓｕの経過後に、プリチャージコンタクタ２３への制御信号を停止することでオフ状態とする。これにより、インバータ４及び駆動用モータ３が駆動可能な状態、すなわち、車両１が走行可能状態となる。
　なお、ＥＣＵ１０は、オフ制御や振動制御の実施中に、外部充電口５に外部充電器の充電ガンが接続された信号を接続検出センサ５１から受信した場合にも、オフ制御や振動制御を中断し、上述の開始制御を実施してもよい。ＥＣＵ１０が、開始制御を実施することで、高電圧回路が外部充電器からバッテリ２を充電可能な状態となる。
［３．制御構成］
　図２に示すように、ＥＣＵ１０には、上述の各制御を実施するための要素として、判定部１１，オフ制御部１２，再判定部１３，等電圧化制御部１４，振動制御部１５，最終判定部１６，中断指示部１７及び開始制御部（走行制御部）１８が設けられる。これらの要素は、ＥＣＵ１０の機能を便宜的に分類して示したものである。これらの各要素は電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。
　判定部１１は、高電圧回路の使用後に上述の溶着判定制御を実施するものである。具体的には、判定部１１は、判定時間Ｔｊのあいだ、上述のように各コンタクタ２１～２３及び放電スイッチ４４を制御し、判定時間Ｔｊの経過後、ＭＣＵ４６を介して電圧計４５からコンデンサ電圧Ｖを取得する。判定部１１は、取得した電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈ以下である場合には、対象コンタクタ２１は正常であると判定して、全てのコンタクタ２１～２３をオフ状態とする。一方で、判定部１１は、取得した電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈよりも高い場合には、対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると判定して、判定結果をオフ制御部１２に伝達する。
　オフ制御部１２は、判定部１１から判定結果を受信した場合に、上述のオフ制御を実施するものである。具体的には、オフ制御部１２は、上述のように各コンタクタ２１～２３及び放電スイッチ４４を制御する。また、オフ制御装置１２は、オフ制御の実施中、ＢＭＵ６１から補機バッテリ６のＳＯＣを取得し、補機バッテリ６のＳＯＣが下限値ＴＨ以下となった場合には、ＤＣＤＣコンバータ７を上述のように制御する。オフ制御部１２は、オフ制御の完了後、オフ制御が完了したことを再判定部１３に伝達する。また、オフ制御部１２は、中断指示部１７から中断指示を受信した場合には、上述のオフ制御を中断する。
　再判定部１３は、オフ制御部１２からオフ制御の完了の信号を受信した場合に、判定部１１と同様に、上述の溶着判定制御を実施するものである。再判定部１３は、判定時間Ｔｊの経過後、取得した電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈ以下である場合には、対象コンタクタ２１は正常であると判定して、全てのコンタクタ２１～２３をオフ状態とする。一方で、再判定部１３は、取得した電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈよりも高い場合には、対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると判定して、判定結果を等電圧化制御部１４及び振動制御部１５に伝達する。
　等電圧化制御部１４は、再判定部１３から判定結果を受信した場合に、上述の等電圧化制御を実施するものである。具体的には、等電圧化制御部１４は、等電圧化時間Ｔｅｐのあいだ、上述のように各コンタクタ２１～２３及び放電スイッチ４４を制御し、等電圧化時間Ｔｅｐの経過後、等電圧化制御が完了したことを振動制御部１５に伝達する。
　振動制御部１５は、再判定部１３から判定結果を受信し、且つ、等電圧化制御部１４から等電圧化制御の完了の信号を受信した場合に、上述の振動制御を実施するものである。具体的には、振動制御部１５は、上述の振動制御として、非対象振動制御と対象振動制御とをこの順に実施する。非対象振動制御において、振動制御部１５は、プリチャージコンタクタ２３のオンオフを所定回数（例えば、数十回）繰り返すとともに、上述のように第一コンタクタ２１，第二コンタクタ２２及び放電スイッチ４４を制御する。また、対象振動制御において、振動制御部１５は、第一コンタクタ２１のオンオフを所定回数（例えば、数十回）繰り返すとともに、上述のように第二コンタクタ２２，プリチャージコンタクタ２３及び放電スイッチ４４を制御する。振動制御の完了後、振動制御部１５は、振動制御が完了したことを最終判定部１６に伝達する。また、振動制御部１３は、中断指示部１７から中断指示を受信した場合には、上述の振動制御を中断する。
　最終判定部１６は、振動制御部１５から振動制御の完了の信号を受信した場合に、判定部１１及び再判定部１３と同様に上述の溶着判定制御を実施するものである。最終判定部１６は、判定時間Ｔｊの経過後、取得した電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈ以下である場合には、対象コンタクタ２１は正常であると判定して、全てのコンタクタ２１～２３をオフ状態とする。一方で、最終判定部１６は、取得した電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈよりも高い場合には、対象コンタクタ２１が溶着故障していると判定する。最終判定部１６は、対象コンタクタ２１が溶着故障していると判定した場合には、全てのコンタクタ２１～２３をオフ状態とするとともに、車両１のフェールセーフ処理を実行する。最終判定部１６は、フェールセーフ処理の実行として、車両１を走行可能状態とすることを禁止してもよく、車載の図示しない警報装置を作動させてもよい。
　中断指示部１７は、オフ制御の中断指示又は振動制御の中断指示を、オフ制御部１２又は振動制御部１５に伝達するものである。中断指示部１７は、オフ制御の実施中に上記の開始信号を受信した場合には、オフ制御部１２に中断指示を伝達し、振動制御の実施中に上記の開始信号を受信した場合には、振動制御部１５に中断指示を伝達する。なお、本実施形態の中断指示部１７は、オフ制御又は振動制御の実施中に、外部充電口５に外部充電器の充電ガンが接続された信号を受信した場合にも、オフ制御部１２又は振動制御部１５に中断指示を伝達する。中断指示部１７は、中断指示を伝達した場合には、中断指示を伝達したことを示す信号を開始制御部１８に伝達する。
　開始制御部１８は、中断指示部１７から信号を受信した場合に、上述のように各コンタクタ２１～２３及び放電スイッチ４４を制御することで開始制御を実施するものである。また、開始制御部１８は、開始制御の完了後、ユーザの操作に応じて、ＭＣＵ４６を介しインバータ回路４１を制御することで駆動用モータ３を駆動させて、車両１を走行させる。
［４．フローチャート］
　図３及び図４は、ＥＣＵ１０で実施される高電圧回路の使用後の処理を説明するためのフローチャート例である。このフローチャートは、高電圧回路の使用後、例えば、主電源スイッチ８がオフ操作された場合、又は、外部充電器が外部充電口５から外された場合に実施される。
　ステップＳ１では、上述の溶着判定制御が実施されてステップＳ２に進む。ステップＳ２では、対象コンタクタ２１の溶着の可能性があるか否かが判定される。ステップＳ２において、対象コンタクタ２１の溶着の可能性がないと判定された場合には、対象コンタクタ２１は正常であると判定されて、このフローを終了する。一方で、ステップＳ２で対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると判定された場合には、ステップＳ３に進む。
　ステップＳ３では、上述のオフ制御の実施として、図４のステップＳ２１～３０の処理が実施される。具体的には、ステップＳ２１では、オフ制御の開始としてＥＣＵ１０に内蔵されたタイマのカウントＴが開始され、ステップＳ２２に進み、第一コンタクタ２１（Ｐコンタクタ）がオフ状態とされるとともに第二コンタクタ２２（Ｎコンタクタ）及びプリチャージコンタクタ２３（Ｐｒｅコンタクタ）がオン状態とされる。これにより、第一コンタクタ２１への通電が禁止される。続くステップＳ２３では、車両１の走行開始を要求する開始信号を受信したか否かが判定され、開始信号を受信していない場合は、続くステップＳ２４において、外部充電口５に外部充電器の充電ガンが接続されたか否かが判定される。
　ステップＳ２３において、車両１の走行開始を要求する開始信号を受信したと判定された場合、又は、ステップＳ２４において、外部充電口５に外部充電器の充電ガンが接続されたと判定された場合には、ステップＳ２８に進み、オフ制御が中断される。そして、ステップＳ２９に進み、上述の開始制御が実施されて、このフローを終了する。
　一方で、開始信号の受信がなく、且つ、充電ガンが接続されていない場合は、ステップＳ２３及びステップＳ２４の双方において不成立であるため、ステップＳ２５に進み、補機バッテリ６のＳＯＣが下限値ＴＨ以下となったか否かが判定される。ステップＳ２５において、補機バッテリ６のＳＯＣが下限値ＴＨよりも高いと判定された場合には、ステップＳ２７に進む。一方で、ステップＳ２５において、補機バッテリ６のＳＯＣが下限値ＴＨ以下と判定された場合には、ステップＳ２６でＤＣＤＣコンバータ７が起動されてからステップＳ２７に進む。
　ステップＳ２７では、カウントＴがオフ時間Ｔｏｆｆ以上であるか否かが判定される。ステップＳ２７において、カウントＴがオフ時間Ｔｏｆｆ未満であると判定された場合には、ステップＳ２３に戻り、ステップＳ２７の判定が成立するまで、ステップＳ２３～２６の処理が繰り返される。そして、ステップＳ２７の判定が成立すると、ステップＳ３０でカウントＴがリセットされて、この処理をリターンし、図３のステップＳ４に進む。
　オフ制御完了後のステップＳ４では、再度、溶着判定制御が実施される。そして、ステップＳ５に進み、対象コンタクタ２１の溶着の可能性があるか否かが再度判定される。ステップＳ５において、対象コンタクタ２１の溶着の可能性がないと判定された場合には、電磁式コイルの熱膨張に起因した一過性の短絡状態が解消されたことで対象コンタクタ２１は正常であるものと判定されて、このフローを終了する。一方で、ステップＳ５で対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると判定された場合には、ステップＳ６に進む。
　ステップＳ６では、上述の等電圧化制御が実施され、その後のステップＳ７では、上述の振動制御が開始され、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、車両１の走行開始を要求する開始信号を受信したか否かが判定され、開始信号を受信していない場合は、続くステップＳ９において、外部充電口５に外部充電器の充電ガンが接続されたか否かが判定される。充電ガンが接続されていない場合は、ステップＳ８及びステップＳ９の双方において不成立であるため、ステップＳ１０に進み、振動制御が完了したか否かが判定される。ステップＳ１０において、振動制御が完了していないと判定された場合には、ステップＳ８に戻り、ステップＳ１０において振動制御が完了した判定されるまで、ステップＳ８，Ｓ９の判定が繰り返される。
　一方で、ステップＳ８において、車両１の走行開始を要求する開始信号を受信したと判定された場合、又は、ステップＳ９において、外部充電口５に外部充電器の充電ガンが接続されたと判定された場合には、ステップＳ１１に進み、振動制御が中断される。そして、ステップＳ１２に進み、上述の開始制御が実施されて、このフローを終了する。
　ステップＳ８及びステップＳ９のいずれも成立することなく、振動制御が完了すると、ステップＳ１０が成立してステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、最後の溶着判定制御が実施される。そして、ステップＳ１４に進み、対象コンタクタ２１の溶着の可能性があるか否かが最終判定される。ステップＳ１４において、対象コンタクタ２１の溶着の可能性がないと判定された場合には、ずれに起因した一過性の短絡状態が解消されたことで対象コンタクタ２１は正常であると判定されて、このフローを終了する。一方で、ステップＳ１４で対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると最終判定された場合には、対象コンタクタ２１が溶着故障しているものと判定されて、ステップＳ１５で車両１のフェールセーフ処理が実施されて。このフローを終了する。
［５．タイムチャート］
　図５を参照して、ＥＣＵ１０の作用を説明する。図５のタイムチャートの横軸は時間である。図５では、時刻ｔ０で、例えば、主電源スイッチ８がオフ操作されたことに伴い高電圧回路の使用が終了したものとする。
　ＥＣＵ１０では、時刻ｔ０で高電圧回路の使用が終了したことに伴い、時刻ｔ１において、高電圧回路使用後のはじめの処理として、時刻ｔ１から判定時間Ｔｊが経過するまでのあいだ、溶着判定制御（Ｐ溶着判定）が実施される。溶着判定制御では、正極側の第一コンタクタ２１（Ｐコンタクタ）及びプリチャージコンタクタ２３（Ｐｒｅコンタクタ）がオフ状態に制御され、第二コンタクタ２２（Ｎコンタクタ）がオン状態に制御される。
　このとき、第一コンタクタ２１及びプリチャージコンタクタ２３の双方が短絡していなければ、図５に破線で示すように、コンデンサ電圧Ｖは、コンデンサ４２の放電により時刻ｔ１から判定時間Ｔｊ経過後の時刻ｔ２にかけて徐々に低下して、判定閾値Ｖｔｈを下回る。ＥＣＵ１０では、時刻ｔ２の時点でコンデンサ電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈ以下となっていることを以て、対象コンタクタ２１が正常であると判定される。
　一方で、第一コンタクタ２１及びプリチャージコンタクタ２３の少なくとも一方が短絡している場合には、コンデンサ４２が放電されないため、図５に実線で示すように、コンデンサ電圧Ｖが時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて判定閾値Ｖｔｈよりも下回ることなく、バッテリ電圧Ｖｂの近傍で維持される。ＥＣＵ１０では、時刻ｔ２の時点でコンデンサ電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈよりも高いことを以て、対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると判定される。
　対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると判定された場合、ＥＣＵ１０では、時刻ｔ２からオフ時間Ｔｏｆｆが経過するまでのあいだ、オフ制御が実施される。オフ制御では、オフ時間Ｔｏｆｆが経過するまでのあいだ、第一コンタクタ２１がオフ状態に制御されることで、第一コンタクタ２１への通電が禁止される。これにより、対象コンタクタ２１の電磁式コイルが熱膨張していた場合には、当該電磁式コイルが、時間が経つにつれて外気温と同等の温度まで放熱されて縮小する。よって、熱膨張した電磁式コイルによって阻害されていた可動接点の変位が許容され、熱膨張に起因した短絡の解消が図られる。
　また、オフ制御では、第二コンタクタ２２及びプリチャージコンタクタ２３がオン状態に制御される。これにより、コンデンサ電圧Ｖは、図５に実線で示すように、バッテリ電圧Ｖｂの近傍で維持される。よって、後続の溶着判定制御を効率良く実施できる。
　さらに、オフ制御では、補機バッテリ６のＳＯＣが所定の下限値ＴＨ以下となった場合に、ＤＣＤＣコンバータ７が起動されて、補機バッテリ６の充電が実施される。これにより、オフ制御の実施中の補機バッテリ６のバッテリ上がりが抑制される。さらに、上述のように、本実施形態のオフ制御では、第二コンタクタ２２及びプリチャージコンタクタ２３がオン状態に制御されることで、コンデンサ電圧Ｖがバッテリ電圧Ｖｂの近傍に維持されていることから、速やかに補機バッテリ６の充電を開始することができる。
　オフ制御の実施後の時刻ｔ３において、ＥＣＵ１０では、再度溶着判定制御が実施される。このとき、オフ制御の実施によって、対象コンタクタ２１の短絡が解消されていれば、図５に破線で示すように、コンデンサ電圧Ｖは、時刻ｔ３から判定時間Ｔｊ経過後の時刻ｔ４にかけて徐々に低下する。ＥＣＵ１０では、時刻ｔ４の時点でコンデンサ電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈ以下となっていることを以て、対象コンタクタ２１が正常であると判定される。
　一方で、オフ制御を実施してもなお、コンデンサ電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈ以下とならない場合には、第一コンタクタ２１及びプリチャージコンタクタ２３の少なくとも一方が短絡しており、図５に実線で示すように、コンデンサ電圧Ｖがバッテリ電圧Ｖｂの近傍で維持される。このため、ＥＣＵ１０では、時刻ｔ４の時点でコンデンサ電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈよりも高いことを以て、対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると判定される。
　時刻ｔ４において対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると判定された場合、ＥＣＵ１０では、時刻ｔ４から等電圧化時間Ｔｅｐが経過するまでのあいだ、等電圧化制御が実施される。等電圧化制御では、第一コンタクタ２１のオフ状態及び第二コンタクタ２２のオン状態が維持されたまま、プリチャージコンタクタ２３がオン状態に制御される。
　上述の通り、第一コンタクタ２１及びプリチャージコンタクタ２３の少なくとも一方が短絡している場合には、先に実施される溶着判定制御でコンデンサ４２が放電されない。このため、コンデンサ電圧Ｖは時刻ｔ４の時点でバッテリ電圧Ｖｂの近傍で維持されている。よって、図５に実線で示すように、コンデンサ電圧Ｖは、時刻ｔ４から等電圧化時間Ｔｅｐ経過後の時刻ｔ５にかけて変動することなく、バッテリ電圧Ｖｂの近傍で維持される。
　一方で、電気信号に関する異常により、時刻ｔ４においてコンデンサ４２の実際の電圧Ｖが０付近の値となっているにも関わらず、ＥＣＵ１０が「溶着の可能性あり」と判定してしまう可能性がある。この場合には、等電圧化制御の実施により、図５に二点鎖線で示すように、コンデンサ電圧Ｖは、時刻ｔ４から時刻ｔ５にかけてコンデンサ４２が充電されることで、バッテリ電圧Ｖｂ付近まで充電される。これにより、後続する振動制御の開始時に、高電圧回路に突入電流が流れることが抑制される。
　等電圧化制御の実施後の時刻ｔ５において、ＥＣＵ１０では、振動制御が開始される。振動制御では、非対象振動制御と対象振動制御とがこの順に実施される。非対象振動制御では、プリチャージコンタクタ２３のオンオフが繰り返される。これにより、プリチャージコンタクタ２３の振動が第一コンタクタ２１に伝達されて、第一コンタクタ２１のずれによる短絡の解消が図られる。また、先に実施された溶着判定制御での判定結果がプリチャージコンタクタ２３の短絡に起因したものであった場合には、プリチャージコンタクタ２３のずれに起因した短絡の解消が図られる。
　対象振動制御では、第一コンタクタ２１のオンオフが繰り返される。このように、対象コンタクタ２１へ電気的な制御信号が断続的に与えられることで、対象コンタクタ２１のずれに起因する一過性の短絡の解消が図られる。また、第一コンタクタ２１内の可動接点が物理的に振動することでも、第一コンタクタ２１のずれに起因した短絡の解消が図られる。また、先に実施された溶着判定制御での判定結果がプリチャージコンタクタ２３の短絡に起因したものであった場合には、第一コンタクタ２１の振動がプリチャージコンタクタ２３に伝達されて、プリチャージコンタクタ２３のずれに起因した短絡の解消が図られる。
　また、振動制御では、第二コンタクタ２２のオン状態が維持されたまま、非対象振動制御で第一コンタクタ２１がオン状態に制御され、対象振動制御でプリチャージコンタクタ２３がオン状態に制御される。これにより、コンデンサ電圧Ｖが、図５に実線で示すように、バッテリ電圧Ｖｂの近傍で維持されるため、オンオフが繰り返される一方のコンタクタ２１，２３の溶着が抑制されるとともに、後続する溶着判定制御を効率良く実施できる。なお、振動制御では、第一コンタクタ２１やプリチャージコンタクタ２３のずれだけでなく、各コンタクタ２１，２２の軽溶着に起因した短絡の解消も図られる。
　振動制御の実施後の時刻ｔ６において、ＥＣＵ１０では、最後の溶着判定制御が実施される。このとき、振動制御の実施によって、対象コンタクタ２１（又はプリチャージコンタクタ２３又はその両方）の短絡が解消されていれば、図５に破線で示すように、コンデンサ電圧Ｖは、時刻ｔ６から判定時間Ｔｊ経過後の時刻ｔ７にかけて徐々に低下する。ＥＣＵ１０では、時刻ｔ７の時点でコンデンサ電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈ以下となっていることを以て、対象コンタクタ２１が正常であると判定される。
　一方で、振動制御を実施してもなお、第一コンタクタ２１及びプリチャージコンタクタ２３の少なくとも一方が短絡している場合には、図５に実線で示すように、コンデンサ電圧Ｖがバッテリ電圧Ｖｂの近傍で維持される。このため、ＥＣＵ１０では、時刻ｔ７の時点でコンデンサ電圧Ｖが判定閾値Ｖｔｈよりも大きいことを以て、対象コンタクタ２１が溶着故障していると判定されて、フェールセーフ処理が実施される。
［６．効果］
　（１）上述したＥＣＵ１０によれば、高電圧回路の使用後、対象コンタクタ２１の溶着の可能性がある場合に、オフ制御が実施されるため、対象コンタクタ２１の電磁式コイルの熱膨張による一過性の短絡の解消を図ることができる。また、このように、高電圧回路の使用後に、対象コンタクタ２１の溶着の可能性の有無を判定するだけでなく、オフ制御を実施して対象コンタクタ２１の一過性の短絡の解消を図ることで、高電圧回路の使用後の活線露出を防ぐことができる。さらには、不要なフェールセーフによって、車両１が走行できなくなる状態を防ぐことができる。また、オフ制御では、対象コンタクタ２１への通電をオフ時間Ｔｏｆｆのあいだ禁止することで当該一過性の短絡の解消が図られることから、新たな装置や部品などを設ける必要がなく、車両１の複雑化やコストアップを抑制することができる。
　（２）オフ制御の実施中、第二コンタクタ２２及びプリチャージコンタクタ２３は、オン状態に制御される。これにより、オフ制御の実施中、高電圧回路は閉回路状態となり、バッテリ電圧Ｖｂ近傍に維持される。このため、オフ制御の実施中に補機バッテリ６を充電する必要が生じた場合に、コンデンサ４２を再充電させる処理を要さず、ＤＣＤＣコンバータ７を起動させるだけで、素早く補機バッテリ６を充電することができる。また、オフ制御の中断後に、車両１を素早く走行可能な状態に復帰させることができる。加えて、オフ制御の実施後に再度溶着判定が実施される場合にも、コンデンサ４２を再充電させる処理が必要なく、効率良く後続の溶着判定制御を実施できる。
　（３）オフ制御部１２は、補機バッテリ６のＳＯＣが下限値ＴＨ以下になった場合に補機バッテリ６を充電するため、オフ制御の実施中やオフ制御の完了後のバッテリ上がりを防ぐことができる。特に、本実施形態の各コンタクタ２１～２３は、上述の通り、補機バッテリ６の電力を利用してオン状態となるため、補機バッテリ６が適宜充電されることでオフ制御を継続できる。
　（４）上述したＥＣＵ１０によれば、車両１の走行開始を要求する開始信号が受信された場合には、オフ制御が実施中であってもその制御が中断され、開始制御部１８により車両１が走行可能状態とされる。これにより、緊急で車両１を動かさなければならない場合やサービスエリアなどで一時的に車両１を停車している場合に、車両１が動かせなくなる事態を回避することができるため、車両１の利便性を向上させることができる。
　（５）上述したＥＣＵ１０によれば、オフ制御の実施後の溶着判定制御において再度対象コンタクタ２１の溶着の可能性があると判定された場合には、振動制御が実施される。これにより、対象コンタクタ２１の熱膨張とは異なる理由、すなわち、ずれによる一過性の短絡の解消を図ることができる。また、振動制御に含まれる対象振動制御は、対象コンタクタ２１そのものを対象として行われるため、当該一過性の短絡の解消を図るための新たな装置や部品などを設ける必要がなく、車両１の複雑化やコストアップを抑制することができる。
［７．変形例］
　上述のＥＣＵ１０の構成及びＥＣＵ１０で実施される制御は一例である。高電圧回路の使用後に溶着の可能性の有無が判定される対象コンタクタは、第一コンタクタ２１に限らず、第二コンタクタ２２やプリチャージコンタクタ２３であってもよい。また、ＥＣＵ１０は、高電圧回路の使用後に、高電圧回路に設けられた全てのコンタクタに対して上述の制御を実施してもよい。
　また、コンタクタ２１～２３は、バッテリ２を収容するケースの内部及び外部のいずれに配置されていてもよい。プリチャージコンタクタ２３は、第二コンタクタ２２と並列接続されていてもよい。また、高電圧回路には、第一コンタクタ２１及び第二コンタクタ２２のそれぞれに並列接続された、二つのプリチャージコンタクタ２３が設けられていてもよい。
　上述のＥＣＵ１０に設けられた要素１１～１８のうち、再判定部１３，等電圧化制御部１４，振動制御部１５，最終判定部１６，中断指示部１７及び開始制御部１８は省略されてもよい。すなわち、ＥＣＵ１０は、振動制御やオフ制御の実施中にこれらの制御を中断しない構成であってもよく、振動制御を実施しない構成であってもよく、振動制御前に等電圧化制御を実施しない構成であってもよい。例えば、等電圧化制御部１４を省略する場合には、再判定部１３は、判定結果を振動制御部１５のみに伝達し、振動制御部１５は、判定結果を受信した場合に上記の振動制御を実施すればよい。なお、溶着の可能性の有無の判定を複数回実施するものでなくてもよい。
　オフ制御部１２は、オフ制御の実施中に補機バッテリ６を充電しないものであってもよい。また、オフ制御の実施中、オフ制御部１２は、第二コンタクタ２２及びプリチャージコンタクタ２３をオフ状態としてもよい。この場合、オフ制御の実施中の第二コンタクタ２２及びプリチャージコンタクタ２３による補機バッテリ６の電力消費が抑制される。
　１　車両
　２　バッテリ
　１０　ＥＣＵ（車載制御装置）
　１１　判定部
　１２　オフ制御部
　１５　振動制御部
　１８　開始制御部（走行制御部）
　２１　第一コンタクタ（対象コンタクタ）
　２２　第二コンタクタ
　２３　プリチャージコンタクタ
　２４　プリチャージ抵抗器（抵抗器）
　４２　平滑化コンデンサ（コンデンサ）
　Ｔｏｆｆ　オフ時間（一定時間）

Claims (5)

  1. 　車両に搭載されたバッテリの高電圧回路を断接する対象コンタクタの溶着の可能性の有無を前記高電圧回路の使用後に判定する判定部と、
    　前記判定部により前記対象コンタクタの溶着の可能性があると判定された場合に、前記対象コンタクタへの通電を一定時間のあいだ禁止するオフ制御を実施するオフ制御部と、を備える
    ことを特徴とする、車載制御装置。
  2. 　前記高電圧回路には、正極側及び負極側の一方に介装された第一コンタクタと、前記正極側及び前記負極側の他方に介装された第二コンタクタと、前記第一コンタクタに並列接続されるとともに抵抗器と直列接続されたプリチャージコンタクタと、が設けられており、
    　前記対象コンタクタは、前記第一コンタクタであり、
    　前記オフ制御部は、前記オフ制御の実施中に、前記第二コンタクタ及び前記プリチャージコンタクタをオン状態に維持する
    ことを特徴とする、請求項１に記載の車載制御装置。
  3. 　前記車両には、前記第一コンタクタ及び前記第二コンタクタのそれぞれを介して前記バッテリに接続される補機バッテリが設けられ、
    　前記オフ制御部は、前記オフ制御の実施中に、前記補機バッテリの充電率が所定の下限値以下になった場合に前記補機バッテリを充電する
    ことを特徴とする、請求項２に記載の車載制御装置。
  4. 　前記車両の走行開始を要求する開始信号を受信した場合に、前記車両を走行可能とする走行制御部をさらに備え、
    　前記オフ制御部は、前記開始信号が受信された場合に、前記オフ制御を中断し、
    　前記走行制御部は、前記オフ制御の中断後に前記車両を走行可能状態とし、ユーザの操作に応じて前記車両を制御する
    ことを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の車載制御装置。
  5. 　前記対象コンタクタのオンオフを繰り返す対象振動制御を含む振動制御を実施する振動制御部をさらに備え、
    　前記判定部は、前記オフ制御部による前記オフ制御の実施後に、前記対象コンタクタの溶着の可能性の有無を再度判定し、
    　前記振動制御部は、前記判定部により前記対象コンタクタの溶着の可能性があると再度判定された場合に、前記振動制御を実施する
    ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の車載制御装置。
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