JP2017153255A - 車両用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力変換効率の算出精度を向上させる。【解決手段】外部電源を用いて高電圧バッテリ１３を充電する際に、外部電源が接続されるインレット１８と、高電圧バッテリ１３から外部機器に電力を供給する際に、外部機器が接続されるアウトレット２５と、交流電力を直流電力に変換する車載充電器１６と、直流電力を交流電力に変換するＶ２Ｌインバータ２３と、インレット１８と車載充電器１６とを接続する通電ライン１７ａ，１７ｂと、アウトレット２５とＶ２Ｌインバータ２３とを接続する通電ライン２４ａ，２４ｂと、通電ライン１７ａ，１７ｂと通電ライン２４ａ，２４ｂとが互いに接続された状態のもとで、Ｖ２Ｌインバータ２３から車載充電器１６に電力を供給する変換器制御部と、Ｖ２Ｌインバータ２３から車載充電器１６に電力が供給された状態のもとで、車載充電器１６の電力変換効率を算出する変換効率算出部と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、蓄電デバイスを備える車両用電源装置に関する。

外部電源による充電が可能な電気自動車として、電動モータのみを動力源として備えた電気自動車だけでなく、電動モータおよびエンジンを動力源として備えたハイブリッド型の電気自動車（所謂プラグインハイブリッド）がある。これらの電気自動車には交流電力を直流電力に変換する車載充電器が搭載されており、充電時には車載充電器を介して外部電源から蓄電デバイスに電力が供給される（特許文献１〜４参照）。

国際公開第２０１３／１２８９８７号 国際公開第２０１０／０８９８４３号 国際公開第２０１０／０６７４１７号 特開２０１５−１２６９７号公報

ところで、電力変換器である車載充電器においては、その電力変換効率が経年劣化等によって徐々に低下することが想定される。このように、車載充電器の電力変換効率が低下することは、外部電源による充電時のエネルギー効率が低下するだけでなく、充電時間を延ばしてしまう等の問題を招く要因となっていた。このため、定期的に車載充電器の電力変換効率を算出し、電力変換効率が所定の範囲を外れた場合には、乗員等に電力変換効率の低下を通知する等の対応が求められる。しかしながら、外部電源から車載充電器への入力電力は、外部要因によって電圧等にバラツキが生じる電力であることから、外部電源からの入力電力を用いて電力変換効率を算出することは、その算出精度を低下させる要因となっていた。

本発明の目的は、電力変換効率の算出精度を向上させることにある。

本発明の車両用電源装置は、蓄電デバイスを備える車両用電源装置であって、外部電源を用いて前記蓄電デバイスを充電する際に、前記外部電源が接続されるインレットと、前記蓄電デバイスから外部機器に電力を供給する際に、前記外部機器が接続されるアウトレットと、前記インレットと前記蓄電デバイスとの間に設けられ、交流電力を直流電力に変換する第１電力変換器と、前記アウトレットと前記蓄電デバイスとの間に設けられ、直流電力を交流電力に変換する第２電力変換器と、前記インレットと前記第１電力変換器とを接続する第１通電経路と、前記アウトレットと前記第２電力変換器とを接続する第２通電経路と、前記第１通電経路と前記第２通電経路とが互いに接続された状態のもとで、前記第２電力変換器から前記第１電力変換器に電力を供給する変換器制御部と、前記第２電力変換器から前記第１電力変換器に電力が供給された状態のもとで、前記第１電力変換器の電力変換効率を算出する変換効率算出部と、を有する。

本発明によれば、第１通電経路と第２通電経路とが互いに接続された状態のもとで、第２電力変換器から第１電力変換器に電力を供給する変換器制御部と、第２電力変換器から第１電力変換器に電力が供給された状態のもとで、第１電力変換器の電力変換効率を算出する変換効率算出部と、を有する。これにより、電力変換効率の算出精度を向上させることができる。

本発明の実施形態１としての車両用電源装置を示す概略図である。 効率診断制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 効率診断制御における車両用電源装置の作動状況を示す概略図である。 経年変化に伴う電力変換効率の推移の一例を示す図である。 電力変換効率の診断領域の一例を示す図である。 本発明の実施形態２としての車両用電源装置を示す概略図である。 車両用電源装置による効率診断制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 効率診断制御における車両用電源装置の作動状況を示す概略図である。

［実施形態１］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態１としての車両用電源装置１０を示す概略図である。なお、図示する車両用電源装置１０は、外部電源１１による充電が可能な電気自動車１２に搭載される車両用電源装置である。本発明の実施形態の車両用電源装置が適用される電気自動車１２として、例えば、電動モータのみを動力源として備えた電気自動車や、電動モータおよびエンジンを動力源として備えたハイブリッド型の電気自動車（所謂プラグインハイブリッド車両）がある。

図１に示すように、車両用電源装置１０は、図示しない駆動用モータ等に電力を供給する高電圧バッテリ（蓄電デバイス）１３を有している。高電圧バッテリ１３には、外部電源１１から電力を受け入れる外部充電系１４が接続されている。外部充電系１４は、高電圧バッテリ１３に通電ライン１５ａ，１５ｂを介して接続される車載充電器（第１電力変換器）１６と、車載充電器１６に通電ライン１７ａ，１７ｂを介して接続されるインレット１８と、を有している。外部電源１１によって高電圧バッテリ１３を充電する際には、充電ケーブル１９のコネクタ１９ａが電気自動車１２のインレット１８に接続され、充電ケーブル１９のプラグ１９ｂが外部電源１１のコンセント１１ａに接続される。そして、外部電源１１から出力される交流電力は、車載充電器１６を介して直流電力に変換されて高電圧バッテリ１３に供給される。車載充電器１６は、複数のスイッチング素子等によって構成されており、交流電力を直流電力に変換する機能を有している。

また、高電圧バッテリ１３には、外部の電気機器（外部機器）２０に電力を供給する電力供給系２１が接続されている。電力供給系２１は、高電圧バッテリ１３に通電ライン２２ａ，２２ｂを介して接続されるＶ２Ｌインバータ（第２電力変換器）２３と、Ｖ２Ｌインバータ２３に通電ライン２４ａ，２４ｂを介して接続されるアウトレット２５と、を有している。高電圧バッテリ１３から電気機器２０に電力を供給する際には、電気機器２０のプラグ２０ａが電気自動車１２のアウトレット２５に接続される。そして、高電圧バッテリ１３から出力される直流電力は、Ｖ２Ｌインバータ２３を介して交流電力に変換されて電気機器２０に供給される。Ｖ２Ｌインバータ２３は、複数のスイッチング素子等によって構成されており、直流電力を交流電力に変換する機能を有している。

このように、外部の電気機器２０に電力を供給する電力供給系２１は、Ｖ２ＬシステムやＶ２Ｈシステムと呼ばれている。Ｖ２Ｌとは、「Vehicle to Load」を略記したものであり、電気自動車１２から外部の電気機器２０に電力を供給することを意味している。また、Ｖ２Ｈとは、「Vehicle to Home」を略記したものであり、電気自動車１２から家庭内の電気機器に電力を供給することを意味している。

外部充電系１４や電力供給系２１の作動状況を把握するため、通電ライン１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂには各種センサＳ１〜Ｓ７が設けられている。インレット１８と車載充電器１６とを接続する通電ライン（第１通電経路）１７ａ，１７ｂには、電圧センサＳ１が設けられている。車載充電器１６と高電圧バッテリ１３とを接続する通電ライン（第３通電経路）１５ａ，１５ｂには、電圧センサＳ２および電流センサＳ３が設けられており、導通状態と遮断状態とに切り替えられるリレーＲ１が設けられている。また、アウトレット２５とＶ２Ｌインバータ２３とを接続する通電ライン（第２通電経路）２４ａ，２４ｂには、電圧センサＳ４および電流センサＳ５が設けられている。Ｖ２Ｌインバータ２３と高電圧バッテリ１３とを接続する通電ライン２２ａ，２２ｂには、電圧センサＳ６および電流センサＳ７が設けられており、導通状態と遮断状態とに切り替えられるリレーＲ２が設けられている。

高電圧バッテリ１３は、互いに並列接続される複数のバッテリパック３０，３１を有している。各バッテリパック３０，３１の正極端子には正極ライン３２が接続されており、各バッテリパック３０，３１の負極端子には負極ライン３３が接続されている。正極ライン３２および負極ライン３３には、導通状態と遮断状態とに切り替えられるリレーＲ３が設けられている。リレーＲ３を導通状態に切り替えることでバッテリパック３０，３１は電気的に接続される一方、リレーＲ３を遮断状態に切り替えることでバッテリパック３０，３１は電気的に分離される。すなわち、リレーＲ３を遮断状態に切り替えることにより、外部充電系１４に接続されるバッテリパック３０と電力供給系２１に接続されるバッテリパック３１とを電気的に分離することができる。

また、車載充電器１６の電力変換効率を診断するため、外部充電系１４の通電ライン１７ａ，１７ｂと、電力供給系２１の通電ライン２４ａ，２４ｂとは、通電ライン（接続経路）４０ａ，４０ｂを介して互いに接続されている。また、通電ライン４０ａ，４０ｂには、導通状態と遮断状態とに切り替えられるリレー（スイッチ）Ｒ４が設けられている。このリレーＲ４を遮断状態に切り替えることにより、車載充電器１６の入力側とＶ２Ｌインバータ２３の出力側とを電気的に分離することができる。一方、リレーＲ４を導通状態に切り替えることにより、車載充電器１６の入力側とＶ２Ｌインバータ２３の出力側とを電気的に接続することができる。

車両用電源装置１０は、外部充電系１４および電力供給系２１の作動状態を制御するコントローラ４１を有している。コントローラ４１は、車載充電器１６、Ｖ２Ｌインバータ２３およびリレーＲ１〜Ｒ４等に制御信号を出力し、外部充電系１４および電力供給系２１の作動状態を制御する。また、コントローラ４１には、外部充電系１４および電力供給系２１の各種センサＳ１〜Ｓ７が接続されている。さらに、コントローラ４１には、乗員や作業者に対して情報を通知するディスプレイ４２が接続されている。なお、コントローラ４１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータや、制御電流を生成する駆動回路部等によって構成される。

また、コントローラ４１は、定期的に車載充電器１６の電力変換効率を算出するとともに、経年変化等に伴う電力変換効率の低下を診断する効率診断制御を実行する。この効率診断制御を実行するため、コントローラ４１には、実行判定部５０、リレー制御部５１、変換器制御部５２、変換効率算出部５３および変換効率判定部５４等の各機能部が設けられている。後述するように、実行判定部５０によって、所定の実行時期に到達したと判定され、かつ所定の診断条件が成立したと判定されると、車載充電器１６の効率診断制御が開始される。その後、リレー制御部５１によってリレーＲ１〜Ｒ４が制御され、変換器制御部５２によってＶ２Ｌインバータ２３および車載充電器１６が制御される。そして、変換効率算出部５３によって車載充電器１６の電力変換効率が算出され、変換効率判定部５４によって電力変換効率が正常範囲であるか否かが判定される。

［効率診断制御（実施形態１）］
以下、コントローラ４１によって実行される効率診断制御について説明する。図２は効率診断制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図３は効率診断制御における車両用電源装置１０の作動状況を示す概略図である。図２においては、車載充電器１６およびＶ２Ｌインバータ２３の作動状態を「ＯＮ」と記載し、リレーＲ１〜Ｒ４の導通状態を「ＣＬＯＳＥ」と記載する。

図２に示すように、ステップＳ１０では、効率診断制御の実行時期に到達したか否かが判定される。ここで、効率診断制御の実行時期に到達する場合とは、例えば、外部充電の回数が所定回数に達した場合や、外部充電の積算時間が所定時間に達した場合である。ステップＳ１０において、実行時期に到達したと判定された場合には、ステップＳ１１に進み、所定の診断条件が成立しているか否かが判定される。ここで、所定の診断条件が成立する場合とは、例えば、車両停止中であり、リレーＲ１〜Ｒ４が遮断状態であり、かつ車載充電器１６およびＶ２Ｌインバータ２３が停止中であった場合である。ステップＳ１１において、所定の診断条件が成立していると判定された場合には、ステップＳ１２に進み、電力変換効率ＣＥの診断処理が開始される。なお、ステップＳ１０において、実行時期に到達していないと判定された場合や、ステップＳ１１において、診断条件が成立していないと判定された場合には、電力変換効率ＣＥの診断処理を開始することなくルーチンを抜ける。

電力変換効率ＣＥの診断処理を開始するため、ステップＳ１２では、Ｖ２Ｌインバータ２３の入力側に位置するリレーＲ２が導通状態に制御され、ステップＳ１３では、Ｖ２Ｌインバータ２３の出力側に位置するリレーＲ４が導通状態に制御される。このように、Ｖ２Ｌインバータ２３の前後に位置するリレーＲ２，Ｒ４が導通状態になると、ステップＳ１４に進み、Ｖ２Ｌインバータ２３が停止状態から作動状態に制御される。続くステップＳ１５では、車載充電器１６の出力側に位置するリレーＲ１が導通状態に制御される。そして、車載充電器１６の前後に位置するリレーＲ１，Ｒ４が導通状態になると、ステップＳ１６に進み、車載充電器１６が停止状態から作動状態に制御される。これにより、図３に黒塗りの矢印で示すように、Ｖ２Ｌインバータ２３から車載充電器１６に対して交流電力を供給することができ、Ｖ２Ｌインバータ２３を車載充電器１６の電源として機能させることができる。このように、効率診断制御においては、通電ライン１７ａ，１７ｂと通電ライン２４ａ，２４ｂとが互いに接続された状態のもとで、Ｖ２Ｌインバータ２３から車載充電器１６に電力が供給される。

ステップＳ１７では、以下の式（１）に示すように、車載充電器１６の出力電力Ｗｏを入力電力Ｗｉで除算することにより、車載充電器１６における電力変換効率ＣＥが算出される。すなわち、ステップＳ１７においては、電圧センサＳ２によって検出される車載充電器１６の出力電圧Ｖｏと、電流センサＳ３によって検出される車載充電器１６の出力電流Ａｏとが乗算され、高電圧バッテリ１３に向けて車載充電器１６から出力される出力電力Ｗｏが算出される。また、電圧センサＳ４によって検出される車載充電器１６の入力電圧Ｖｉと、電流センサＳ５によって検出される車載充電器１６の入力電流Ａｉとが乗算され、Ｖ２Ｌインバータ２３から車載充電器１６に入力される入力電力Ｗｉが算出される。そして、出力電力Ｗｏを入力電力Ｗｉで除算することにより、車載充電器１６の電力変換効率ＣＥが算出される。このように、効率診断制御においては、Ｖ２Ｌインバータ２３から車載充電器１６に電力が供給された状態のもとで、車載充電器１６の電力変換効率ＣＥが算出される。また、前述したように、電圧センサＳ２および電流センサＳ３によって、車載充電器１６の第１出力電力Ｗｏを検出する第１電力検出部が構成されている。また、電圧センサＳ４および電流センサＳ５によって、Ｖ２Ｌインバータ２３の第２出力電力を検出する第２電力検出部、つまり車載充電器１６の入力電力Ｗｉを検出する第２電力検出部が構成されている。
ＣＥ＝Ｗｏ／Ｗｉ ・・（１）

続いて、ステップＳ１８では、電力変換効率ＣＥが所定の正常範囲に収まるか否か、つまり電力変換効率ＣＥが所定の判定値Ｅｍｉｎを上回るか否かが判定される。ステップＳ１８において、電力変換効率ＣＥが判定値Ｅｍｉｎ以下であり、電力変換効率ＣＥが正常範囲から外れると判定された場合には、ステップＳ１９に進み、ディスプレイ４２等を用いて乗員や作業者に車載充電器１６の効率低下が通知され、乗員や作業者に対して販売店等での点検作業が促される。一方、ステップＳ１８において、電力変換効率ＣＥが判定値Ｅｍｉｎを上回っており、電力変換効率ＣＥが正常範囲に収まると判定された場合には、車載充電器１６の効率低下を通知することなくルーチンを抜ける。

これまで説明したように、車載充電器１６の電力変換効率ＣＥを算出する際には、リレーＲ４を導通状態に切り替えることにより、Ｖ２Ｌインバータ２３の出力側と車載充電器１６の入力側とが互いに接続される。これにより、Ｖ２Ｌインバータ２３から車載充電器１６に電力を供給することができるため、コントローラが車載充電器１６の入力電力を高精度に把握することができ、電力変換効率ＣＥの算出精度を高めることができる。すなわち、車載充電器１６に入力される入力電力とは、一般的に電圧等のバラツキを伴う外部電源１１から供給される電力であるが、この電力をＶ２Ｌインバータ２３から出力される出力電力に置き換えることにより、電力変換効率ＣＥを精度良く算出することができる。しかも、Ｖ２Ｌインバータ２３の出力電力は、センサＳ４，Ｓ５によって検出されることから、車載充電器１６の入力側に接続される通電ライン１７ａ，１７ｂに電流センサを設けることなく、電力変換効率ＣＥの算出精度を高めることができる。

また、電力変換効率ＣＥの算出精度を高めることができるため、電力変換効率ＣＥの低下状況を精度良く診断することができる。ここで、図４は経年変化に伴う電力変換効率ＣＥの推移の一例を示す図である。図４に示すように、車載充電器１６の電力変換効率ＣＥは、経年変化によって緩やかに低下することが多い。符号αで示すように、電力変換効率ＣＥの緩やかな低下を早期に検出するためには、電力変換効率ＣＥの下限値に相当する判定値Ｅｍｉｎを上げることが必要である。しかしながら、外部電源１１と車載充電器１６とが接続された状態のもとで電力変換効率ＣＥを診断する際には、車載充電器１６に対する入力電力のバラツキによって電力変換効率ＣＥの算出精度が低下するため、図４に矢印Ａ１，Ａ２で示すように、電力変換効率ＣＥには大きなバラツキが生じることになる。したがって、電力変換効率ＣＥの誤診断を回避するためには、符号Ｂ１で示すように、電力変換効率ＣＥのバラツキ量に応じて判定値Ｅｍｉｎを下げることが必要であった。これに対し、車両用電源装置１０においては、電力変換効率ＣＥを精度良く算出することができるため、矢印Ｂ２で示すように、誤診断を招くことなく判定値Ｅｍｉｎを上げて設定することができ、電力変換効率ＣＥの診断精度を向上させることができる。

また、車載充電器１６の電力変換効率ＣＥを算出する際には、Ｖ２Ｌインバータ２３と車載充電器１６とが互いに接続されるため、Ｖ２Ｌインバータ２３を制御することで車載充電器１６の入力電力を増減させることができる。これにより、車載充電器１６の入力電力を変化させながら電力変換効率ＣＥを算出することができ、電力変換効率ＣＥの診断範囲つまり診断領域を拡大することができる。ここで、図５は電力変換効率ＣＥの診断領域の一例を示す図である。外部電源１１と車載充電器１６とを接続した状態のもとで電力変換効率ＣＥを診断する場合には、外部電源１１の電圧に応じた診断領域においてのみ電力変換効率ＣＥが診断される。例えば、図５に示すように、外部充電時に１００Ｖの外部電源１１が使用される車両においては、１００Ｖの入力電圧に対応する領域ａ１でのみ電力変換効率ＣＥが診断される。また、外部充電時に２００Ｖの外部電源１１が使用される車両においては、２００Ｖの入力電圧に対応する領域ａ２でのみ電力変換効率ＣＥが診断される。このように、外部電源１１と車載充電器１６とを接続した状態のもとで電力変換効率ＣＥを診断する場合には、ピンポイントつまり狭い領域で電力変換効率ＣＥが診断されていた。

これに対し、車両用電源装置１０においては、Ｖ２Ｌインバータ２３の出力電圧を変化させることにより、車載充電器１６の入力電力を自在に調整することができる。すなわち、電力変換効率ＣＥの診断領域を自在に設定することができるため、電力変換効率ＣＥの診断精度を向上させることができる。例えば、前述した領域ａ１や領域ａ２だけでなく、領域ａ１，ａ２間の領域ａ３においても、電力変換効率ＣＥを診断することが可能である。このように、電力変換効率ＣＥの診断領域を拡大することにより、図５に破線ｂ１で示すように、領域ａ１，ａ２を外れて効率が低下していた場合であっても、この局所的な効率低下を検出することができるため、電力変換効率ＣＥの診断精度を向上させることができる。なお、特定の領域だけに効率低下が認められる場合であっても、時間経過とともに他の領域に効率低下が広がる虞もあることから、幅広い診断領域で電力変換効率ＣＥを診断することが望ましい。

また、図３に示すように、効率診断制御においては、高電圧バッテリ１３に設けられるリレーＲ３が遮断状態に切り替えられ、バッテリパック３０とバッテリパック３１とが電気的に分離される。これにより、効率診断制御において、車載充電器１６から充電されるバッテリパック３０と、Ｖ２Ｌインバータ２３に放電するバッテリパック３１とが切り離されるため、車両用電源装置１０の通電状況を安定させることができ、電力変換効率ＣＥの算出精度を高めることができる。なお、効率診断制御において、高電圧バッテリ１３のリレーＲ３が導通状態に保持したまま、電力変換効率ＣＥを算出して診断しても良いことはいうまでもない。

［実施形態２］
以下、本発明の他の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図６は本発明の実施形態２としての車両用電源装置６０を示す概略図である。また、図７は車両用電源装置６０による効率診断制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。さらに、図８は効率診断制御における車両用電源装置６０の作動状況を示す概略図である。なお、図６および図８において、図１に示す部材や部品と同様の部材や部品については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、図７に示すように、破線で囲まれるステップＸ１は、作業者によって実行されるステップである。

図６に示すように、車両用電源装置６０は、外部充電系１４および電力供給系２１の作動状態を制御するコントローラ６１を有している。コントローラ６１は、車載充電器１６、Ｖ２Ｌインバータ２３およびリレーＲ１〜Ｒ３等に制御信号を出力し、外部充電系１４および電力供給系２１の作動状態を制御する。また、コントローラ６１には、外部充電系１４および電力供給系２１の各種センサＳ１〜Ｓ７が接続されている。さらに、コントローラ６１には、乗員や作業者に対して情報を通知するディスプレイ４２が接続されている。なお、コントローラ６１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータや、制御電流を生成する駆動回路部等によって構成される。

また、コントローラ６１は、定期的に車載充電器１６の電力変換効率ＣＥを算出するとともに、経年変化等に伴って電力変換効率ＣＥが過度に低下しているか否かを診断する効率診断制御を実行する。この効率診断制御を実行するため、コントローラ６１には、実行判定部５０、作業指示部６２、リレー制御部５１、変換器制御部５２、変換効率算出部５３および変換効率判定部５４等の各機能部が設けられている。後述するように、実行判定部５０によって、所定の実行時期に到達したと判定され、かつ所定の診断条件が成立したと判定されると、車載充電器１６の効率診断制御が開始される。その後、作業指示部６２によって充電ケーブル１９の接続作業が指示され、リレー制御部５１によってリレーＲ１〜Ｒ３が制御され、変換器制御部５２によってＶ２Ｌインバータ２３および車載充電器１６が制御される。そして、変換効率算出部５３によって車載充電器１６の電力変換効率ＣＥが算出され、変換効率判定部５４によって電力変換効率ＣＥが正常範囲であるか否かが判定される。

［効率診断制御（実施形態２）］
以下、コントローラ６１によって実行される効率診断制御について説明する。図７に示すように、ステップＳ２０では、効率診断制御の実行時期に到達したか否かが判定される。ここで、効率診断制御の実行時期に到達する場合とは、例えば、外部充電の回数が所定回数に達した場合や、外部充電の積算時間が所定時間に達した場合である。ステップＳ２０において、実行時期に到達したと判定された場合には、ステップＳ２１に進み、所定の診断条件が成立しているか否かが判定される。ここで、所定の診断条件が成立する場合とは、例えば、車両停止中であり、リレーＲ１〜Ｒ３が遮断状態であり、かつ車載充電器１６およびＶ２Ｌインバータ２３が停止中であった場合である。ステップＳ２１において、所定の診断条件が成立していると判定された場合には、ステップＳ２２に進み、電力変換効率ＣＥの診断処理が開始される。なお、ステップＳ２０において、実行時期に到達していないと判定された場合や、ステップＳ２１において、診断条件が成立していないと判定された場合には、電力変換効率ＣＥの診断処理を開始することなくルーチンを抜ける。

電力変換効率ＣＥの診断処理を開始するため、ステップＳ２２では、充電ケーブル１９を用いたインレット１８とアウトレット２５との接続作業が指示される。ステップＳ２２においては、例えば、ディスプレイ４２に対して充電ケーブル１９を用いた接続作業を指示するメッセージが表示され、乗員や作業者に対してインレット１８とアウトレット２５との接続作業が指示される。続くステップＸ１では、メッセージを確認した作業者によって、充電ケーブル１９のプラグ１９ｂがアウトレット２５に接続され、充電ケーブル１９のコネクタ１９ａがインレット１８に接続される。このように、効率診断制御においては、充電ケーブル１９を介して通電ライン１７ａ，１７ｂと通電ライン２４ａ，２４ｂとを接続するため、充電ケーブル１９の接続作業が指示される。なお、充電ケーブル１９の接続作業を指示する際には、音声等によって接続作業の指示メッセージを発しても良い。

ステップＳ２２において、充電ケーブル１９の接続作業が指示されると、続くステップＳ２３では、Ｖ２Ｌインバータ２３の入力側に位置するリレーＲ２が導通状態に制御される。このように、Ｖ２Ｌインバータ２３の前後が導通状態になると、ステップＳ２４に進み、Ｖ２Ｌインバータ２３が停止状態から作動状態に制御される。続くステップＳ２５では、車載充電器１６の出力側に位置するリレーＲ１が導通状態に制御される。そして、車載充電器１６の前後が導通状態になると、ステップＳ２６に進み、車載充電器１６が停止状態から作動状態に制御される。これにより、図８に黒塗りの矢印で示すように、Ｖ２Ｌインバータ２３から車載充電器１６に対して交流電力を供給することができ、Ｖ２Ｌインバータ２３を車載充電器１６の電源として機能させることができる。このように、効率診断制御においては、通電ライン１７ａ，１７ｂと通電ライン２４ａ，２４ｂとが互いに接続された状態のもとで、Ｖ２Ｌインバータ２３から車載充電器１６に電力が供給される。

ステップＳ２７では、前述の式（１）に示すように、車載充電器１６の出力電力Ｗｏを入力電力Ｗｉで除算することにより、車載充電器１６における電力変換効率ＣＥが算出される。すなわち、ステップＳ２７においては、電圧センサＳ２によって検出される車載充電器１６の出力電圧Ｖｏと、電流センサＳ３によって検出される車載充電器１６の出力電流Ａｏとが乗算され、高電圧バッテリ１３に向けて車載充電器１６から出力される出力電力Ｗｏが算出される。また、電圧センサＳ４によって検出される車載充電器１６の入力電圧Ｖｉと、電流センサＳ５によって検出される車載充電器１６の入力電流Ａｉとが乗算され、Ｖ２Ｌインバータ２３から車載充電器１６に入力される入力電力Ｗｉが算出される。そして、出力電力Ｗｏを入力電力Ｗｉで除算することにより、車載充電器１６の電力変換効率ＣＥが算出される。このように、効率診断制御においては、Ｖ２Ｌインバータ２３から車載充電器１６に電力が供給された状態のもとで、車載充電器１６の電力変換効率ＣＥが算出される。

続いて、ステップＳ２８では、電力変換効率ＣＥが所定の正常範囲に収まるか否か、つまり電力変換効率ＣＥが所定の判定値Ｅｍｉｎを上回るか否かが判定される。ステップＳ２８において、電力変換効率ＣＥが判定値Ｅｍｉｎ以下であり、電力変換効率ＣＥが正常範囲から外れると判定された場合には、ステップＳ２９に進み、ディスプレイ４２等を用いて乗員や作業者に車載充電器１６の効率低下が通知され、乗員や作業者に対して販売店等での点検作業が促される。一方、ステップＳ２８において、電力変換効率ＣＥが判定値Ｅｍｉｎを上回っており、電力変換効率ＣＥが正常範囲に収まると判定された場合には、車載充電器１６の効率低下を通知することなくルーチンを抜ける。

これまで説明したように、車載充電器１６の電力変換効率ＣＥを算出する際には、インレット１８およびアウトレット２５に対する充電ケーブル１９の接続作業が指示される。これにより、前述した実施形態１の車両用電源装置１０と同様に、実施形態２の車両用電源装置６０においても、電力変換効率ＣＥの算出精度を高めることができ、電力変換効率ＣＥの診断精度を高めることができる。すなわち、充電ケーブル１９を介してＶ２Ｌインバータ２３と車載充電器１６とが接続されるため、車載充電器１６の効率診断制御において、Ｖ２Ｌインバータ２３を車載充電器１６の電源として機能させることができる。これにより、電力変換効率ＣＥの算出精度を高めることができ、電力変換効率ＣＥの診断精度を高めることができる。

また、図７に示すフローチャートにおいては、ステップＳ２２において、充電ケーブル１９の接続作業が指示された後に、ステップＳ２３において、リレーＲ２が導通状態に制御されているが、これに限られることはない。例えば、ステップＳ２２とステップＳ２３との間に、インレット１８やアウトレット２５に対する充電ケーブル１９の接続状況を判定するステップを設けても良い。このように、充電ケーブル１９の接続を確認するステップを設けることにより、効率診断制御の信頼性を向上させることができる。なお、充電ケーブル１９の接続状況を判定する際には、電圧センサや接触スイッチ等の検出信号を用いることが可能である。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図２および図７に、効率診断制御の実行手順の一例を示しているが、これに限られることはなく、各リレーＲ１〜Ｒ４の制御順序や、車載充電器１６およびＶ２Ｌインバータ２３の制御順序を変えても良い。また、効率診断制御においては、Ｖ２Ｌインバータ２３の出力電圧を変化させることにより、電力変換効率ＣＥの診断領域を全域に拡大することが可能であるが、これに限られることはない。例えば、効率診断制御において、Ｖ２Ｌインバータ２３の出力電圧を固定することにより、特定の診断領域において電力変換効率ＣＥを診断しても良い。また、前述の説明では、蓄電デバイスとしてバッテリを採用しているが、これに限られることはなく、蓄電デバイスとしてキャパシタを採用しても良い。また、前述の説明では、各種通電ラインにリレーＲ１〜Ｒ４を設けているが、これらのリレーＲ１〜Ｒ４は、機械的な接点を持たない半導体スイッチであっても良く、機械的な接点を備えたスイッチであっても良い。

１０ 車両用電源装置
１１ 外部電源
１３ 高電圧バッテリ（蓄電デバイス）
１５ａ，１５ｂ 通電ライン（第３通電経路）
１６ 車載充電器（第１電力変換器）
１７ａ，１７ｂ 通電ライン（第１通電経路）
１８ インレット
１９ 充電ケーブル
２０ 電気機器（外部機器）
２３ Ｖ２Ｌインバータ（第２電力変換器）
２４ａ，２４ｂ 通電ライン（第２通電経路）
２５ アウトレット
４０ａ，４０ｂ 通電ライン（接続経路）
４１ コントローラ
Ｒ４ リレー（スイッチ）
５２ 変換器制御部
５３ 変換効率算出部
６０ 車両用電源装置
６１ コントローラ
６２ 作業指示部
ＣＥ 電力変換効率
Ｗｏ 出力電力（第１出力電力）
Ｗｉ 入力電力（第２出力電力）
Ｓ２ 電圧センサ（第１電力検出部）
Ｓ３ 電流センサ（第１電力検出部）
Ｓ４ 電圧センサ（第２電力検出部）
Ｓ５ 電流センサ（第２電力検出部）

Claims (6)

1. 蓄電デバイスを備える車両用電源装置であって、
   外部電源を用いて前記蓄電デバイスを充電する際に、前記外部電源が接続されるインレットと、
   前記蓄電デバイスから外部機器に電力を供給する際に、前記外部機器が接続されるアウトレットと、
   前記インレットと前記蓄電デバイスとの間に設けられ、交流電力を直流電力に変換する第１電力変換器と、
   前記アウトレットと前記蓄電デバイスとの間に設けられ、直流電力を交流電力に変換する第２電力変換器と、
   前記インレットと前記第１電力変換器とを接続する第１通電経路と、
   前記アウトレットと前記第２電力変換器とを接続する第２通電経路と、
   前記第１通電経路と前記第２通電経路とが互いに接続された状態のもとで、前記第２電力変換器から前記第１電力変換器に電力を供給する変換器制御部と、
   前記第２電力変換器から前記第１電力変換器に電力が供給された状態のもとで、前記第１電力変換器の電力変換効率を算出する変換効率算出部と、
   を有する、車両用電源装置。
2. 請求項１記載の車両用電源装置において、
   前記変換器制御部は、前記第２電力変換器の出力電圧を変化させる、車両用電源装置。
3. 請求項１または２記載の車両用電源装置において、
   前記第１電力変換器と前記蓄電デバイスとを接続する第３通電経路に設けられ、前記第１電力変換器の第１出力電力を検出する第１電力検出部と、
   前記第２通電経路に設けられ、前記第２電力変換器の第２出力電力を検出する第２電力検出部と、を有し、
   前記変換効率算出部は、前記第１出力電力と前記第２出力電力とに基づいて前記第１電力変換器の電力変換効率を算出する、車両用電源装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用電源装置において、
   前記第１通電経路と前記第２通電経路とを接続する接続経路と、
   前記接続経路に設けられ、導通状態と遮断状態とに切り替えられるスイッチと、を有し、
   前記スイッチを導通状態に切り替えることにより、前記第１通電経路と前記第２通電経路とは互いに接続される、車両用電源装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用電源装置において、
   前記インレットと前記アウトレットとに接続される充電ケーブルを介して、前記第１通電経路と前記第２通電経路とは互いに接続される、車両用電源装置。
6. 請求項５記載の車両用電源装置において、
   前記充電ケーブルを用いた前記インレットと前記アウトレットとの接続作業を作業者に指示する作業指示部、を有する、車両用電源装置。

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