JP2020150744A - パワーコントロールユニット - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧バッテリの充電用電力の平滑化で電荷が蓄積されたインバータユニットの、平滑コンデンサの充電終了後に開始する放電を、充電中のインバータ回路に過度の負担をかけずに短時間で行えるようにする。【解決手段】本来ならば、電動車両の走行時以外は車両統合コントローラ５から電源電圧ＶＣＣが供給されず作動しないパワーモジュール３１が、高電圧バッテリＨＢの充電終了時に一定期間だけ、コントローラ２７からの電源電圧ＶＣＣの供給を受けて作動する。充電終了時のパワーモジュール３１は、モータコントローラ３３の制御でドライブ回路３５が出力するパルス信号により作動し、推進用モータＭをゼロトルク駆動させる。そして、パワーモジュール３１は、充電中に電荷が蓄積された平滑コンデンサ２９の端子間電圧が一定電圧に低下するまで一定期間作動した後、コントローラ２７からの電源電圧ＶＣＣの供給終了に伴い停止する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータを推進源に用いる車両のパワーコントロールユニットに関する。

高電圧バッテリを推進用モータの電源とする電動車両では、高電圧バッテリの充放電に関係する機能を集約したパワーコントロールユニットが搭載される。パワーコントロールユニットに搭載されるのは、主に、インバータユニット、充電ユニット、ＤＣＤＣコンバータである。

インバータユニットは、電動車両を走行させるために高電圧バッテリの直流電力を交流に変換して推進用モータに供給するときに使用される。充電ユニットは、電動車両に充電用の電源を接続して高電圧バッテリを充電するときに使用される。ＤＣＤＣコンバータは、高電圧バッテリの直流電力をインバータが交流に変換する際、あるいは、高電圧バッテリを充電する際に、充電用の高電圧の直流電力の一部を降圧させて補機用の低電圧バッテリを充電するときに使用される。

つまり、ＤＣＤＣコンバータ以外のユニットは、同時に使用されることがない背反動作を行う。一方、ＤＣＤＣコンバータは、どのユニットが使用されるときにも同時に使用される常時動作を行う。

ところで、ＤＣＤＣコンバータは、半導体スイッチング素子のオンオフ動作により高電圧の直流電力を低電圧に降圧させる。このため、ＤＣＤＣコンバータには、半導体スイッチング素子のスイッチングによるスイッチングノイズが発生する。このスイッチングノイズは、インバータユニットで交流に変換される高電圧の直流電力と、充電ユニットにより高電圧バッテリに充電される高電圧の直流電力とのどちらにも重畳される。

そこで、電動車両では、スイッチングノイズが重畳された高電圧の直流電力を、平滑コンデンサを使って平滑化している。また、平滑コンデンサに蓄積された電荷は、例えば、高電圧バッテリの充電が終わってＤＣＤＣコンバータが停止した後に、放電回路を使って放電している（例えば、特許文献１）。

特開２０１８−２０７２６９号公報

ところで、電動車両に対しては、イグニッションスイッチのオフから一定の時間内に、上述した平滑コンデンサの端子間電圧を一定の電圧まで下げることが求められている。

ここで、インバータユニットには、電動車両の走行中に高電圧バッテリから供給される直流電力を平滑化する平滑コンデンサが設けられている。高電圧バッテリからの供給電力の平滑化によってこの平滑コンデンサに蓄積された電荷は、平滑化された電力が通過するインバータ回路の半導体スイッチング素子がオンオフ動作するときのスイッチング損失で消費される。このため、イグニッションスイッチのオフの時点で平滑コンデンサに残留している電荷はそれほど多くなく、その後に放電回路による放電を開始しても、一定時間内に平滑コンデンサの端子間電圧を一定の電圧まで下げることが十分に可能である。

これに対し、高電圧バッテリの充電の際、高電圧バッテリの充電用電力の平滑化によってインバータユニットの平滑コンデンサに蓄積された電荷は、停止中のインバータ回路を通過しないので、インバータ回路のスイッチング損失によって消費されない。このため、充電中の平滑コンデンサには大量の電荷が蓄積される。よって、充電終了後に開始した放電回路による放電だけでは、一定時間内に平滑コンデンサの端子間電圧を一定の電圧まで下げることができない。そこで、現状では、高電圧バッテリの充電中にも、本来は必要のないインバータ回路を作動させて、平滑コンデンサの蓄積電荷をインバータ回路のスイッチング損失によって消費させている。

このため、本来はインバータ回路が作動しない高電圧バッテリの充電中にもインバータ回路を作動させることで、インバータ回路の耐久時間が必要以上に減ってしまい、また、インバータ回路の作動による電力消費が必要以上に増えてしまう。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、高電圧バッテリの充電用電力の平滑化で電荷が蓄積されたインバータユニットの、平滑コンデンサの充電終了後に開始する放電を、充電中のインバータ回路に過度の負担をかけずに短時間で行えるようにすることにある。

上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によるパワーコントロールユニットは、
高電圧バッテリの充放電電力を降圧させて、補機の電源である低電圧バッテリに供給するＤＣＤＣコンバータと、
前記高電圧バッテリの充放電電力を平滑化する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサが平滑化した前記高電圧バッテリの放電電力を交流に変換して推進用モータに供給するインバータ回路と、
前記推進用モータの駆動時に前記インバータ回路を作動させる駆動部と、
前記高電圧バッテリに充電用電力を供給する充電電力供給部と、
前記充電電力供給部による前記充電用電力の前記高電圧バッテリに対する供給終了時に、前記駆動部により前記インバータ回路を一定期間作動させるコントローラと、
を備える。

本発明によれば、高電圧バッテリの充電用電力の平滑化で電荷が蓄積されたインバータユニットの、平滑コンデンサの充電終了後に開始する放電を、充電中のインバータ回路に過度の負担をかけずに短時間で行うことができる。

本発明の一実施形態に係る電動車両のパワーコントロールユニットを示すブロック図である。 図１のコントローラがプログラムにしたがって実行するパワーモジュールを高電圧バッテリの充電時に限定的に作動させる制御の手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の参考例に係る電動車両のパワーコントロールユニットを示すブロック図である。 図３のパワーモジュールの詳細な構成を示す回路図である。 図３のパワーコントロールユニットの要部の具体的な回路構成例を示す回路図である。 （ａ），（ｂ）は図３のパワーコントロールユニットにおける平滑コンデンサの放電時に形成される放電回路部分を抽出して示す回路図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る電動車両のパワーコントロールユニットを示すブロック図である。図１に示す本実施形態のパワーコントロールユニット１は、電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の電動車両に搭載される。

本実施形態のパワーコントロールユニット１は、電動車両に搭載された高電圧バッテリＨＢの充放電に関する要素と、同じく電動車両に搭載された低電圧バッテリＬＢの充電に関する要素とを集約したものである。

そして、パワーコントロールユニット１は、外部機器等の接続ポートとして、高電圧バッテリポートＨＢＰ、低電圧バッテリポートＬＢＰ、信号ポートＳＰ、電源ポートＰＰ、急速充電ポートＱＰ及び商用電源ポートＣＰを有している。

高電圧バッテリポートＨＢＰには、メインリレー（Ｍ／Ｒ）３を介して高電圧バッテリＨＢが接続される。したがって、高電圧バッテリポートＨＢＰと高電圧バッテリＨＢとは、メインリレー３のオンオフによって接続、遮断される。メインリレー３がオンされると、高電圧バッテリＨＢは高電圧バッテリポートＨＢＰに、高電圧の電力（例えば、直流４００Ｖ）を供給する。高電圧バッテリＨＢが供給する高電圧の電力は、電動車両の推進用モータＭの駆動に用いられる。

なお、高電圧バッテリＨＢは、端子電圧を測定する不図示のセンサを有している。センサが測定した高電圧バッテリＨＢの端子電圧は、後述する電動車両の車両統合コントローラ（ＶＣＭ）５に入力される。

低電圧バッテリポートＬＢＰには、低電圧バッテリＬＢが接続される。低電圧バッテリＬＢは、電動車両の補機（車載の計器、ランプ等の電装品類）ＡＣＣに、動作用の低電圧の電力（例えば、直流１２Ｖ）を供給する。

電動車両の補機ＡＣＣは、上述した車両統合コントローラ５と、後述するパワーコントロールユニット１のコントローラ２７とを含んでいる。このため、車両統合コントローラ５及びコントローラ２７は、低電圧バッテリＬＢから供給される低電圧の直流電力で動作する。

車両統合コントローラ５は、例えば、電動車両に複数搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit 又はEngine Control Unit ）のうちの１つで構成することができる。このため、車両統合コントローラ５は、例えば、ＥＣＵ同士の通信に用いる電動車両のＬＡＮを利用して、高電圧バッテリＨＢのセンサが接続された他のＥＣＵから、センサが測定した高電圧バッテリＨＢの端子電圧を取得することができる。

そして、車両統合コントローラ５は、取得した高電圧バッテリＨＢの端子電圧により、高電圧バッテリＨＢの充電状態（例えば、ＳＯＣ：State of Charge ）を検出する。さらに、車両統合コントローラ５は、検出した高電圧バッテリＨＢの充電状態に応じて、急速充電時のメインリレー３のオンオフを制御することができる。

また、車両統合コントローラ５は、不図示のセンサが検出した電動車両のアクセル操作量を取得する。車両統合コントローラ５は、例えば、アクセル操作量を検出する不図示のセンサが接続された他のＥＣＵから、電動車両のＬＡＮを介してアクセル操作量を取得することができる。そして、車両統合コントローラ５は、取得したアクセル操作量に応じて、推進用モータＭに対するトルク指令値を決定することができる。

信号ポートＳＰには、車両統合コントローラ５が接続されている。車両統合コントローラ５は、決定したトルク指令値を信号ポートＳＰに出力する。

電源ポートＰＰには、車両統合コントローラ５の外部電源出力ポート（図示せず）接続されている。車両統合コントローラ５は、低電圧バッテリＬＢから供給された低電圧の電力（例えば、直流１２Ｖ）から生成した電源電圧ＶＣＣを、電源ポートＰＰに出力する。

急速充電ポートＱＰには、急速充電器ＱＣの充電ケーブル７のコネクタ９が接続される。充電ケーブル７を急速充電ポートＱＰに接続すると、充電ケーブル７を介して急速充電器ＱＣから急速充電ポートＱＰに、高電圧バッテリＨＢの急速充電用の直流電力（例えば、最大直流６００Ｖ）が供給される。

また、充電ケーブル７を急速充電ポートＱＰに接続すると、急速充電器ＱＣの通信線がパワーコントロールユニット１内のＬＡＮに接続される。このＬＡＮには、上述したように、コントローラ２７が接続されている。したがって、充電ケーブル７を急速充電ポートＱＰに接続すると、急速充電器ＱＣとコントローラ２７とが通信可能に接続される。

商用電源ポートＣＰには、普通充電用の充電ケーブル１１のコネクタ１３が接続される。充電ケーブル１１は、コネクタ１３の反対側にプラグ１５を有している。充電ケーブル１１のプラグ１５は、商用電源の普通充電用コンセント（図示せず）に接続される。商用電源に接続された充電ケーブル１１を商用電源ポートＣＰに接続すると、商用電源の交流電力（例えば、単相交流２００Ｖ）が、充電ケーブル１１を介して商用電源ポートＣＰに供給される。

また、充電ケーブル１１は、コントロールボックス１７を有している。コントロールボックス１７には、充電ケーブル１１の通信線が接続されている。充電ケーブル１１を商用電源ポートＣＰに接続すると、充電ケーブル１１の通信線がパワーコントロールユニット１内のＬＡＮに接続される。したがって、充電ケーブル１１を商用電源ポートＣＰに接続すると、コントローラ２７がコントロールボックス１７と通信可能に接続される。

上述した外部機器等が接続されたパワーコントロールユニット１は、ジャンクションボックス（Ｊ／Ｂ）１９、プラグイン用充電器ＣＨＧ、ＤＣＤＣコンバータ２１及び強電監視部２２を内部に有している。また、パワーコントロールユニット１は、インバータユニット２３、放電回路２５及び上述したコントローラ２７を内部に有している。なお、ジャンクションボックス１９及びプラグイン用充電器ＣＨＧは、請求項中の充電電力供給部を構成している。

ジャンクションボックス１９は、不図示のＱＣリレーを有している。ＱＣリレーは、急速充電ポートＱＰと高電圧バッテリポートＨＢＰとの接続をオンオフする。ＱＣリレーのオンオフにより、急速充電ポートＱＰから入力される急速充電用の直流電力の、高電圧バッテリポートＨＢＰから高電圧バッテリＨＢへの出力が、許容、禁止される。

プラグイン用充電器ＣＨＧは、コントローラ２７から供給される電源電圧ＶＣＣによって動作する。プラグイン用充電器ＣＨＧは、商用電源ポートＣＰから入力される商用電源の交流電力を、高電圧バッテリＨＢの普通充電用の直流電力（例えば、最大直流４００Ｖ）に変換する。そして、変換した直流電力を、ジャンクションボックス１９と高電圧バッテリポートＨＢＰとを結ぶ電力経路２８を経て、高電圧バッテリポートＨＢＰから高電圧バッテリＨＢに出力する。

プラグイン用充電器ＣＨＧには、例えば、商用電源の交流電力を直流に変換する整流回路（図示せず）と、整流した直流電力を昇圧するＤＣＤＣコンバータ（図示せず）とを用いることができる。整流回路は、例えば、ダイオードブリッジ回路で構成することができる。また、ＤＣＤＣコンバータは、例えば、絶縁トランスとパワー半導体スイッチング素子とを有する絶縁型ＤＣＤＣコンバータで構成することができる。

なお、プラグイン用充電器ＣＨＧのパワー半導体スイッチング素子には、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor 、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を用いることができる。また、プラグイン用充電器ＣＨＧには、整流回路の前段（商用電源ポートＣＰ側）にＤＣリンク用コンデンサ（図示せず）を設けることができる。

ＤＣＤＣコンバータ２１は、ジャンクションボックス１９と高電圧バッテリポートＨＢＰとを結ぶ電力経路２８上の高電圧の直流電力の一部を、低電圧バッテリＬＢの充電用の直流電力（例えば、直流１２Ｖ）に変換する。

即ち、ＤＣＤＣコンバータ２１は、高電圧バッテリポートＨＢＰから入力される高電圧バッテリＨＢの直流電力の一部を、低電圧バッテリＬＢの充電用の直流電力に変換し、低電圧バッテリポートＬＢＰから低電圧バッテリＬＢに出力する。また、ＤＣＤＣコンバータ２１は、プラグイン用充電器ＣＨＧが出力する高電圧バッテリＨＢの普通充電用の直流電力の一部を、低電圧バッテリＬＢの充電用の直流電力に変換し、低電圧バッテリポートＬＢＰから低電圧バッテリＬＢに出力する。

ＤＣＤＣコンバータ２１には、例えば、非対称ハーフブリッジ型のＬＬＣコンバータを用いることができる。非対称ハーフブリッジ型のＬＬＣコンバータは、絶縁トランスの一次側にＬＬＣ回路を有しており、二次側に整流回路を有している。

この非対称ハーフブリッジ型のＬＬＣコンバータでは、一次側のＬＬＣ回路におけるパワー半導体スイッチング素子のオンオフ動作により、高電圧バッテリＨＢ又はプラグイン用充電器ＣＨＧからの直流電力の一部が交流に変換される。そして、トランスにおいて一次側コイルと二次側コイルとの巻数比に応じて降圧された交流電力が、整流回路で低電圧バッテリＬＢの充電用の直流電力に変換される。

なお、ＤＣＤＣコンバータ２１のパワー半導体スイッチング素子にも、プラグイン用充電器ＣＨＧと同じく、例えば、ＩＧＢＴを用いることができる。

強電監視部２２は、インバータユニット２３の接続箇所よりも高電圧バッテリポートＨＢＰ側の電力経路２８に設けられている。強電監視部２２は、電圧監視部２２Ａと電流センサ２２Ｂとを有している。

電圧監視部２２Ａは、例えば、電力経路２８の正極（Ｐ極）ライン２８Ｐに接続した分圧抵抗の直列回路（図示せず）によって構成することができる。分圧抵抗の直列回路上の測定点（抵抗同士の接続点）の電位は、本実施形態では、後述するインバータユニット２３のモータコントローラ３３において検出する。

電流センサ２２Ｂは、例えば、電力経路２８が内側を貫通するコアのギャップにホール素子を配置したホール素子方式の電流センサ（図示せず）によって構成することができる。電流センサ２２Ｂ（のホール素子）は、電力経路２８の通過電流に応じた信号レベルの検出信号を出力する。本実施形態では、電流センサ２２Ｂを、インバータユニット２３のモータコントローラ３３のアナログ入力ポート（図示せず）に接続している。

インバータユニット２３は、ジャンクションボックス１９と高電圧バッテリポートＨＢＰとを結ぶ電力経路２８に接続されている。インバータユニット２３は、車両統合コントローラ５から電源ポートＰＰを介して供給される電源電圧ＶＣＣによって動作する。また、インバータユニット２３は、コントローラ２７から供給される電源電圧ＶＣＣ（請求項中の電源用電力に相当）によっても動作することができる。

インバータユニット２３は、平滑コンデンサ２９、パワーモジュール（ＰＭ）３１（請求項中のインバータ回路に相当）、モータコントローラ（ＭＣ）３３及びドライブ回路（ＤＲ）３５を有している。モータコントローラ３３及びドライブ回路３５は、請求項中の駆動部を構成している。

平滑コンデンサ２９は、ジャンクションボックス１９と高電圧バッテリポートＨＢＰとを結ぶ電力経路２８を流れる高電圧の直流電力の電流を平滑化する。

即ち、ジャンクションボックス１９と高電圧バッテリポートＨＢＰとを結ぶ電力経路２８を流れる高電圧の直流電力には、スイッチングノイズが重畳される。このスイッチングノイズは、プラグイン用充電器ＣＨＧ又はＤＣＤＣコンバータ２１のパワー半導体スイッチング素子がオンオフ動作することで発生する。平滑コンデンサ２９は、パワー半導体スイッチング素子のスイッチングノイズが重畳された高電圧の直流電力の電流を平滑化する。そして、平滑コンデンサ２９は、平滑化した高電圧の直流電力を、ＤＣＤＣコンバータ２１に供給される一部を除いて、ＵＶＷの各相に分けてパワーモジュール３１に出力する。

パワーモジュール３１は、ＵＶＷ各相の上アーム及び下アームにパワー半導体スイッチング素子（図示せず）をそれぞれ有する三相交流のインバータ回路である。パワーモジュール３１では、各パワー半導体スイッチング素子のオンオフ動作により、平滑コンデンサ２９で平滑化された高電圧バッテリＨＢの直流電力が三相交流電力に変換される。パワー半導体スイッチング素子には、例えば、ＩＧＢＴを用いることができる。変換された三相交流電力は、推進用モータＭのＵＶＷの各相のコイルにそれぞれ供給される。

推進用モータＭは、インバータユニット２３のパワーモジュール３１からＵＶＷの各相のコイルに供給される交流電力によって回転する。推進用モータＭが回転することで、電動車両が走行する。

パワーモジュール３１の基板（図示せず）の接点には、電圧監視部２２Ａの測定点から引き回した配線が接続されている。この配線を接続した接点は、パワーモジュール３１の基板の不図示の導電パターンを介して、モータコントローラ３３のアナログ入力ポート（図示せず）に、電気的に接続される。

モータコントローラ３３は、パワーコントロールユニット１内のＬＡＮを介して、信号ポートＳＰ及びコントローラ２７に接続されている。モータコントローラ３３には、信号ポートＳＰに接続された車両統合コントローラ５からのトルク指令値が入力される。

また、モータコントローラ３３の２つのアナログ入力ポートには、パワーモジュール３１を介して電圧監視部２２Ａの測定点と、電流センサ２２Ｂとが接続される。モータコントローラ３３は、電圧監視部２２Ａの測定点の電位及び電流センサ２２Ｂの検出信号をデジタル値に変換し、電力経路２８の電圧及び通過電流を検出する。

モータコントローラ３３は、検出した電力経路２８の電圧（インバータのＤＣ入力間電圧）に基づいて、車両統合コントローラ５から入力されたトルク指令値に応じたトルクを推進用モータＭに発生させるためのパルス信号のデューティー比を決定する。そして、決定したデューティー比のパルス信号をドライブ回路３５に出力する。

但し、モータコントローラ３３が検出した電力経路２８の通過電流がパワーモジュール３１等の耐圧に対して過電流状態である場合は、パルス信号のデューティー比をトルク指令値に応じたデューティー比よりも下げる。パルス信号のデューティー比の下げ幅は、例えば、電力経路２８の通過電流の過電流状態が解消する程度とすることができる。

また、モータコントローラ３３は、車両統合コントローラ５からのトルク指令値の入力がない電動車両の非走行時において、コントローラ２７からインバータユニット２３に供給された電源電圧ＶＣＣにより起動された場合は、自身がトルク指令値を発生する。モータコントローラ３３が発生するトルク指令値は、例えば、ｑ軸（トルク成分）を含まずｄ軸（磁界成分）のみを含み推進用モータＭをゼロトルク駆動させる内容のトルク指令値とすることができる。

なお、モータコントローラ３３は、検出した電力経路２８の電圧及び通過電流を、パワーコントロールユニット１内のＬＡＮを介してコントローラ２７に転送する。

ドライブ回路３５は、モータコントローラ３３から入力されたパルス信号に基づいて制御信号（例えば、ＩＧＢＴのゲート駆動信号）を生成する。そして、生成した制御信号を、パワーモジュール３１の各パワー半導体スイッチング素子の制御端子（例えば、ＩＧＢＴのゲート）に出力する。この制御信号によりドライブ回路３５は、パワーモジュール３１の各パワー半導体スイッチング素子をオンオフ動作させる。

ドライブ回路３５から制御端子に入力される制御信号により、パワーモジュール３１の各パワー半導体スイッチング素子は、車両統合コントローラ５からのトルク指令値に応じたトルクを推進用モータＭに出力させるパターンでオンオフ動作する。

なお、インバータユニット２３は、直流電力を三相以上の多相交流電力に変換するものであってもよい（その場合のインバータの構成の説明は省略する）。

放電回路２５は、平滑コンデンサ２９の残留電荷を放電させる回路で、例えば、放電抵抗３７と不図示の放電スイッチとの直列回路を含む構成とすることができる。この直列回路は、ジャンクションボックス１９と高電圧バッテリポートＨＢＰとを結ぶ電力経路２８上の、インバータユニット２３とジャンクションボックス１９との間に設けられる。

放電抵抗３７と放電スイッチとの直列回路は、電力経路２８の正極（Ｐ極）ライン２８Ｐと負極（Ｎ極）ライン２８Ｎとの間に跨がって接続されている。不図示の放電スイッチは、通常はオフ（開放）されている。平滑コンデンサ２９の残留電荷を放電回路２５で放電させるときには、不図示の放電スイッチが、コントローラ２７の制御によってオン（閉成）される。放電スイッチがオンされると、電力経路２８の正極（Ｐ極）ライン２８Ｐと負極（Ｎ極）ライン２８Ｎとが放電抵抗３７により接続されて、平滑コンデンサ２９の両端子を電力経路２８及び放電抵抗３７により接続する放電回路２５が形成される。

コントローラ２７は、低電圧バッテリＬＢから低電圧バッテリポートＬＢＰを経て供給される低電圧の直流電力で動作する。コントローラ２７は、信号ポートＳＰ及びインバータユニット２３のモータコントローラ３３の他、ＤＣＤＣコンバータ２１及びプラグイン用充電器ＣＨＧにも、パワーコントロールユニット１内のＬＡＮを介して接続されている。

コントローラ２７は、急速充電ポートＱＰに急速充電器ＱＣの充電ケーブル７が接続されて急速充電器ＱＣとの通信が確立すると、ジャンクションボックス１９のＱＣリレーをオンさせる。これにより、急速充電ポートＱＰと高電圧バッテリポートＨＢＰとが電力経路２８を介して接続されて、高電圧バッテリＨＢの急速充電が可能な状態となる。

また、コントローラ２７は、商用電源に接続された普通充電用の充電ケーブル１１が商用電源ポートＣＰに接続されて、充電ケーブル１１のコントロールボックス１７から接続確認の信号を受信すると、ジャンクションボックス１９のＱＣリレーをオフさせる。これにより、急速充電ポートＱＰが電力経路２８から切り離されると共に、プラグイン用充電器ＣＨＧと高電圧バッテリポートＨＢＰとが電力経路２８を介して接続されて、高電圧バッテリＨＢの普通充電が可能な状態となる。

なお、高電圧バッテリＨＢの急速充電及び普通充電のどちらが可能な状態においても、高電圧バッテリＨＢの充電と並行して、ＤＣＤＣコンバータ２１により変換された低電圧の直流電力による低電圧バッテリＬＢの充電が可能となる。

また、インバータユニット２３により三相交流電力に変換された高電圧バッテリＨＢの高電圧の直流電力で推進用モータＭが駆動される電動車両の走行時には、コントローラ２７は、ジャンクションボックス１９のＱＣリレーをオフさせる。そして、コントローラ２７は、インバータユニット２３の駆動等を開始させる。

さらに、コントローラ２７は、高電圧バッテリＨＢの端子電圧に応じて、普通充電時の充電電流の目標値を決定し、プラグイン用充電器ＣＨＧに通知することができる。高電圧バッテリＨＢの端子電圧は、例えば、高電圧バッテリＨＢに設けた電圧センサの測定値を、車両統合コントローラ５から取得することができる。あるいは、高電圧バッテリＨＢの急速充電及び推進用モータＭの回転が行われていないときにモータコントローラ３３が電圧監視部２２Ａの出力から検出した電力経路２８の電圧を、高電圧バッテリＨＢの端子電圧として取得してもよい。

また、コントローラ２７は、取得した高電圧バッテリＨＢの端子電圧により、インバータユニット２３の平滑コンデンサ２９の端子間電圧（インバータのＤＣ入力間電圧）を監視する。そして、監視したＤＣ入力間電圧の高さに応じて、プラグイン用充電器ＣＨＧの動作を制御する。さらに、コントローラ２７は、放電回路２５の不図示の放電スイッチのオンオフによる平滑コンデンサ２９の蓄積電荷の放電動作を制御する。

さらに、コントローラ２７は、急速充電用又は普通充電用の充電ケーブル７，１１の急速充電ポートＱＰ又は商用電源ポートＣＰに対する接続を検出すると、その旨を、信号ポートＳＰに接続された車両統合コントローラ５に通知することができる。

なお、パワーコントロールユニット１内のＬＡＮは、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network ）等の通信プロトコルを用いる車載ネットワークによって構成することができる。

以上のように構成された本実施形態のパワーコントロールユニット１では、車両統合コントローラ５によりメインリレー３がオンされると、高電圧バッテリＨＢの高電圧の直流電力がメインリレー３を介して高電圧バッテリポートＨＢＰに入力される。高電圧バッテリポートＨＢＰに入力された高電圧の直流電力の一部はＤＣＤＣコンバータ２１に供給され、残りは全てインバータユニット２３に供給される。

ＤＣＤＣコンバータ２１に供給された高電圧の直流電力は、低電圧の直流電力に変換され、低電圧バッテリＬＢの充電用電力として低電圧バッテリポートＬＢＰに出力される。インバータユニット２３に供給された高電圧の直流電力は、インバータユニット２３により三相交流電力に変換され、推進用モータＭのＵＶＷの各相のコイルにそれぞれ供給される。三相交流電力が供給された推進用モータＭは、車両統合コントローラ５がアクセルの操作量に応じて決定したトルク指令値に応じた速度で回転される。

また、パワーコントロールユニット１では、電動車両の駐車中に、急速充電用の充電ケーブル７の急速充電ポートＱＰに対する接続をコントローラ２７が検出すると、ジャンクションボックス１９のＱＣリレーがコントローラ２７によってオンされる。また、コントローラ２７から通知された車両統合コントローラ５によりメインリレー３がオンされる。

ＱＣリレーがＯＮされると、急速充電器ＱＣからの高電圧の直流電力が急速充電ポートＱＰに入力される。急速充電ポートＱＰに入力された高電圧の直流電力の一部はＤＣＤＣコンバータ２１に供給され、残りは全て高電圧バッテリポートＨＢＰに供給される。

ＤＣＤＣコンバータ２１に供給された高電圧の直流電力は、低電圧の直流電力に変換され、低電圧バッテリＬＢの充電用電力として低電圧バッテリポートＬＢＰに出力される。高電圧バッテリポートＨＢＰに供給された高電圧の直流電力は、高電圧バッテリＨＢの急速充電用の電力として、メインリレー３を介して高電圧バッテリＨＢに出力される。

さらに、パワーコントロールユニット１では、電動車両の駐車中に、商用電源に接続された普通充電用の充電ケーブル１１の商用電源ポートＣＰに対する接続をコントローラ２７が検出すると、商用電源の交流電力が商用電源ポートＣＰに入力される。商用電源ポートＣＰに入力された商用電源の交流電力は、プラグイン用充電器ＣＨＧで高電圧の直流電力に変換される。変換された高電圧の直流電力は高電圧バッテリポートＨＢＰに供給される。高電圧バッテリポートＨＢＰに供給された高電圧の直流電力は、高電圧バッテリＨＢの普通充電用の電力として、メインリレー３を介して高電圧バッテリＨＢに出力される。

ところで、急速充電器ＱＣによる高電圧バッテリＨＢの急速充電や、プラグイン用充電器ＣＨＧによる高電圧バッテリＨＢの普通充電は、電動車両が駐車中のときに行われる。そして、電動車両の駐車中にコントローラ２７がモータコントローラ３３から取得する電力経路２８の電圧及び通過電流は、高電圧バッテリＨＢの端子電圧及び充放電電流と見倣すことができる。即ち、電動車両の駐車中は推進用モータＭが停止していて、推進用モータＭが高電圧バッテリＨＢの電力を消費することはない。また、駐車中の電動車両は動かないことから、推進用モータＭの回生電流が電力経路２８を流れることもない。

そこで、コントローラ２７は、電動車両の駐車中にモータコントローラ３３から転送される電力経路２８の電圧及び通過電流を、高電圧バッテリＨＢの端子電圧及び充放電電流として取得する。そして、コントローラ２７は、取得した高電圧バッテリＨＢの端子電圧及び充放電電流を、急速充電や普通充電の充電条件の決定、充電中における高電圧バッテリＨＢの状態の把握等に利用することができる。

次に、コントローラ２７が、高電圧バッテリＨＢの急速充電又は普通充電の際に、充電終了時からの一定期間に亘って停止中のインバータユニット２３のパワーモジュール３１を作動させて平滑コンデンサ２９の蓄積電荷を放電させる場合について説明する。

図２は、コントローラ２７がプログラムにしたがって実行するパワーモジュール３１を高電圧バッテリＨＢの充電時に限定的に作動させる制御の手順の一例を示すフローチャートである。コントローラ２７は、図２のフローチャートに示す手順を、周期的に繰り返し実行する。

まず、コントローラ２７は、電動車両が駐車中であるか否かを確認する（ステップＳ１）。駐車中でない場合は（ステップＳ１でＮＯ）、高電圧バッテリＨＢの充電が行われていないものとして、一連の処理を終了する。また、電動車両が駐車中である場合は（ステップＳ１でＹＥＳ）、コントローラ２７は、高電圧バッテリＨＢの充電（急速充電又は普通充電）が行われているか否かを確認する（ステップＳ３）。

充電が行われていない場合は（ステップＳ３でＮＯ）、一連の処理を終了する。また、充電が行われている場合は（ステップＳ３でＹＥＳ）、コントローラ２７は、充電が終了したか否かを確認する（ステップＳ５）。充電が終了していない場合は（ステップＳ５でＮＯ）、一連の処理を終了する。

一方、充電が終了した場合は（ステップＳ５でＹＥＳ）、コントローラ２７は、ＤＣＤＣコンバータ２１の動作を停止させる（ステップＳ７）。また、コントローラ２７は、放電回路２５の不図示の放電スイッチをオンさせて一定期間後にオフさせ、放電回路２５を一定期間限定的に形成させる（ステップＳ９）。また、コントローラ２７は、インバータユニット２３に電源電圧ＶＣＣを供給し、一定期間後に供給を終了して、インバータユニット２３のモータコントローラ３３及びドライブ回路３５によりパワーモジュール３１を一定期間限定的に作動させる（ステップＳ１１）。

放電回路２５とパワーモジュール３１とを限定的に形成又は作動させる一定期間は、例えば、高電圧バッテリＨＢの充電中に電荷が蓄積されたインバータユニット２３の平滑コンデンサ２９がこの期間中に放出できる電荷量に基づいて決定することができる。詳しくは、放電回路２５での放電とパワーモジュール３１のパワー半導体スイッチング素子のスイッチング損失とで、充電中の蓄積電荷を消費した平滑コンデンサ２９の端子間電圧が一定の電圧まで下がるのに要する期間を、実測又は計算により求め、これを一定期間の目安にすることができる。

また、一定期間の長さは固定でなく可変であってもよい。その場合、一定期間を、例えば、平滑コンデンサ２９の端子間電圧が実際に一定の値まで下がると終了する期間とすることができる。

平滑コンデンサ２９の端子間電圧は、例えば、上述した強電監視部２２の電圧監視部２２Ａの出力を用いて、モータコントローラ３３で検出することができる。即ち、電動車両の駐車中には、パワーモジュール３１が停止している。そして、高電圧バッテリＨＢの急速充電及び普通充電がいずれも行われていないときには、メインリレー３とジャンクションボックス１９内のＱＣリレーとがいずれもオフされている。この状態で、放電抵抗３７により電力経路２８の正極（Ｐ極）ライン２８Ｐと負極（Ｎ極）ライン２８Ｎとが接続されると、両ライン２８Ｐ，２８Ｎの間に平滑コンデンサ２９の端子間電圧の電位差が現れるはずである。

このため、放電回路２５における平滑コンデンサ２９の放電中に、モータコントローラ３３から転送される電力経路２８の電圧は、平滑コンデンサ２９の端子間電圧と見倣すことができる。そこで、図２のフローチャートのステップＳ９及びステップＳ１１の手順において、モータコントローラ３３から転送される電力経路２８の電圧が一定の値まで下がるまで、放電回路２５の形成及びパワーモジュール３１の作動を一定時間継続するようにしてもよい。

なお、ステップＳ９の放電回路２５を一定期間形成させる手順と、ステップＳ１１のインバータユニット２３に電源電圧ＶＣＣを一定期間供給する手順とは、順番を入れ替えてもよく、同時に実行してもよい。また、ステップＳ７のＤＣＤＣコンバータ２１の動作を停止させる手順は、ステップＳ９及びステップＳ１１の手順と同時に行ってもよい。しかし、充電終了後に平滑コンデンサ２９の蓄積電荷量をさらに増やしてしまわないように、ステップＳ９及びステップＳ１１の手順の後にステップＳ７の手順を行うのは、少なくとも避けた方がよい。そして、ステップＳ１１までの手順を終えたら、一連の処理を終了する。

このように本実施形態では、本来ならば、電動車両の走行時以外は車両統合コントローラ５から電源電圧ＶＣＣが供給されず作動しないパワーモジュール３１が、高電圧バッテリＨＢの充電終了時に一定期間だけ、コントローラ２７からの電源電圧ＶＣＣの供給を受けて作動する。充電終了時のパワーモジュール３１は、モータコントローラ３３の制御でドライブ回路３５が出力するパルス信号により作動し、推進用モータＭをゼロトルク駆動させる。

したがって、パワーモジュール３１は、ゼロトルク駆動により推進用モータＭを殆ど回転させることなく、各パワー半導体スイッチング素子のオンオフ動作で発生したスイッチング損失により、平滑コンデンサ２９の蓄積電荷を消費する。

なお、高電圧バッテリＨＢの充電終了時には、電力経路２８の正極（Ｐ極）ライン２８Ｐと負極（Ｎ極）ライン２８Ｎとを放電抵抗３７で接続した放電回路２５も一定期間形成される。したがって、高電圧バッテリＨＢの充電終了時から一定期間の間には、パワーモジュール３１における平滑コンデンサ２９の蓄積電荷の消費と併せて、放電回路２５における平滑コンデンサ２９の放電が行われる。

そして、充電終了時に作動したパワーモジュール３１は、充電中に電荷が蓄積された平滑コンデンサ２９の端子間電圧が一定電圧に低下するまで一定期間作動した後、コントローラ２７からの電源電圧ＶＣＣの供給終了に伴い停止する。

このため、充電中に平滑コンデンサ２９に蓄積される電荷を、パワーモジュール３１のスイッチング損失による消費も利用して、充電終了後から限られた時間が経過するまでの間に十分に放出させるために、インバータユニット２３のパワーモジュール３１を充電中から作動させておかなくても済むようになる。

つまり、パワーモジュール３１を作動させて高電圧バッテリＨＢの直流電力を交流に変換する必要がある電動車両の走行時（推進用モータＭの回転中）以外の、高電圧バッテリＨＢの急速充電又は普通充電中に、パワーモジュール３１を作動させる必要がなくなる。よって、パワーモジュール３１のパワー半導体スイッチング素子の耐久時間が、パワーモジュール３１による電力変換を必要としない高電圧バッテリＨＢの充電中に必要以上に消費されて減ってしまうのを抑制することができる。また、パワーモジュール３１による電力消費も、高電圧バッテリＨＢの充電中の作動によって必要以上に増えてしまうのを抑制できる。

ところで、以上に説明した実施形態では、電源ポートＰＰに接続された車両統合コントローラ５が、電動車両の走行中にインバータユニット２３に電源電圧ＶＣＣを供給し、低電圧バッテリＬＢから電源電圧ＶＣＣの供給を受けたコントローラ２７が、電動車両の充電中にインバータユニット２３に電源電圧ＶＣＣを供給するものとした。つまり、電動車両の状態によって、車両統合コントローラ５とコントローラ２７とのどちらかが、モータコントローラ３３及びドライブ回路３５に電源電圧ＶＣＣを供給してインバータユニット２３のパワーモジュール３１を作動させる構成とした。

このように、電動車両の状態によって異なる要素がパワーコントロールユニット１の１つの要素を動作させる構成は、他にも考えられる。その一例として、２つの要素が電動車両の状態によって平滑コンデンサ２９の放電に関する要素を動作させる構成について説明する。

図３は本発明の参考例に係る電動車両のパワーコントロールユニットを示すブロック図である。図３に示す参考例のパワーコントロールユニット１Ａでは、図１に示す先の実施形態のパワーコントロールユニット１における、高電圧バッテリＨＢの充電終了時から一定期間、コントローラ２７からインバータユニット２３に電源電圧ＶＣＣを供給する構成を、省略している。

また、図３のパワーコントロールユニット１Ａは、ジャンクションボックス１９のＱＣリレーのオンオフを、コントローラ２７に加えてインバータユニット２３のモータコントローラ３３が行えるようにした点で、図１のパワーコントロールユニット１とは異なる構成を有している。

さらに、図３のパワーコントロールユニット１Ａでは、放電回路２５にもう一組の放電抵抗３９と不図示の放電スイッチとの直列回路を追加した点で、図１のパワーコントロールユニット１とは異なる構成を有している。

なお、放電抵抗３７と放電スイッチとの直列回路の一端は、ジャンクションボックス１９（のＱＣリレー）を挟んだ高電圧バッテリポートＨＢＰ側で、電力経路２８の正極（Ｐ極）ライン２８Ｐと接続されている。また、他端は、ジャンクションボックス１９（のＱＣリレー）を挟んだ急速充電ポートＱＰ側で、電力経路２８の負極（Ｎ極）ライン２８Ｎと接続されている。

これに対し、放電抵抗３９と放電スイッチとの直列回路の一端は、ジャンクションボックス１９（のＱＣリレー）を挟んだ急速充電ポートＱＰ側で、電力経路２８の正極（Ｐ極）ライン２８Ｐと接続されている。また、他端は、ジャンクションボックス１９（のＱＣリレー）を挟んだ高電圧バッテリポートＨＢＰ側で、電力経路２８の負極（Ｎ極）ライン２８Ｎと接続されている。

図４は本参考例のパワーモジュール３１の詳細な構成を示す回路図である。図４に示すように、インバータユニット２３のパワーモジュール３１は、推進用モータＭの各相のコイル（図示せず）に対応する上アーム及び下アームのパワー半導体スイッチング素子を有している。本参考例のパワーモジュール３１は、パワー半導体スイッチング素子として、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor 、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）Ｑ１〜Ｑ６を用いている。

各相の上アームのＩＧＢＴＱ１〜Ｑ３と下アームのＩＧＢＴＱ４〜Ｑ６とは、正極（Ｐ極）ライン３１Ｐと負極（Ｎ極）ライン３１Ｎとの間に推進用モータＭへの出力線３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗを挟んで直列に接続されている。正極（Ｐ極）ライン３１Ｐ及び負極（Ｎ極）ライン３１Ｎには、メインリレー３、電力経路２８の正極（Ｐ極）ライン２８Ｐ及び負極（Ｎ極）ライン２８Ｎ、平滑コンデンサ２９を介して、高電圧バッテリＨＢからの高電圧の直流電力が供給される。

なお、図３のブロック図では、平滑コンデンサ２９につながるパワーモジュール３１の正極（Ｐ極）ライン３１Ｐ及び負極（Ｎ極）ライン３１Ｎを、ＵＶＷの３相に分けてそれぞれ記載している。しかし、図４の回路図では、ＵＶＷの各相の正極（Ｐ極）ライン３１Ｐ及び負極（Ｎ極）ライン３１Ｎを、模式的に１本の線でそれぞれ示している。

そして、図５では、図３のジャンクションボックス１９内に設けられたＱＣリレー４１が記載されている。ＱＣリレー４１は、急速充電ポートＱＰから入力される急速充電用の直流電力の平滑コンデンサ２９に対する出力を許容、遮断する。ＱＣリレー４１は、電力経路２８の正極（Ｐ極）ライン２８Ｐ上のリレー４３と、負極（Ｎ極）ライン２８Ｎ上のリレー４５とを有している。

図３に示す放電回路２５は、図５に示すように、ＱＣリレー４１のリレー４３，４５を設けた電力経路２８の正極（Ｐ極）ライン２８Ｐと負極（Ｎ極）ライン２８Ｎとの間を接続する２つの放電ライン４７，４９のうちどちらか一方で構成される。放電回路２５を構成するのは、リレー４３，４５がオンされたどちらか一方の放電ライン４７，４９となる。各放電ライン４７，４９上にはそれぞれ放電抵抗３７，３９が設けられている。放電抵抗３７，３９の抵抗値は任意である。

なお、放電抵抗３７が設けられた放電ライン４７は、正極（Ｐ極）ライン２８Ｐのリレー４３よりも平滑コンデンサ２９側と、負極（Ｎ極）ライン２８Ｎのリレー４５よりも急速充電ポートＱＰ側とを接続する。

また、放電抵抗３９が設けられた放電ライン４９は、負極（Ｎ極）ライン２８Ｎのリレー４５よりも平滑コンデンサ２９側と、正極（Ｐ極）ライン２８Ｐのリレー４３よりも急速充電ポートＱＰ側とを接続する。

コントローラ２７は、急速充電ポートＱＰに急速充電器ＱＣの充電ケーブル７が接続されて、急速充電器ＱＣとの通信が確立すると、メインリレー３とＱＣリレー４１の各リレー４３，４５とをオンさせる。

また、コントローラ２７は、商用電源ポートＣＰに普通充電用の充電ケーブル１１が接続されて、接続確認の信号を受信すると、ＱＣリレー４１の各リレー４３，４５をオフさせると共に、メインリレー３をオンさせて、プラグイン用充電器ＣＨＧを介した普通充電を許容する。

さらに、高電圧バッテリＨＢの高電圧の直流電力がインバータユニット２３のパワーモジュール３１で三相交流電力に変換され、それが供給された推進用モータＭが駆動される電動車両の走行時には、コントローラ２７は、ＱＣリレー４１の各リレー４３，４５をオフ状態にし、その後、メインリレー３をオンさせてから、パワーモジュール３１等の駆動を開始させる。ＤＣＤＣコンバータ２１により低電圧に変換された高電圧バッテリＨＢの電力で低電圧バッテリＬＢが充電される際にも、コントローラ２７は同様のことを行う。

また、コントローラ２７は、電圧印加中に平滑コンデンサ２９に蓄積された電荷を放出する放電時に、メインリレー３をオフさせた後、ＱＣリレー４１のリレー４３，４５のうちどちらか一方をオンさせ、他方をオフに維持する。

具体的には、例えばコントローラ２７がリレー４３をオンさせてリレー４５をオフに維持した場合は、図６（ａ）の回路図に示すように、平滑コンデンサ２９の正極から正極（Ｐ極）ライン２８Ｐ、リレー４３、放電ライン４９、放電抵抗３９及び負極（Ｎ極）ライン２８Ｎを経て平滑コンデンサ２９の負極に至る放電回路２５が形成される。

一方、例えばコントローラ２７がリレー４５をオンさせてリレー４３をオフに維持した場合は、図６（ｂ）の回路図に示すように、平滑コンデンサ２９の正極から正極（Ｐ極）ライン２８Ｐ、放電ライン４７、放電抵抗３７、リレー４５及び負極（Ｎ極）ライン２８Ｎを経て平滑コンデンサ２９の負極に至る放電回路２５が形成される。

そして、平滑コンデンサ２９の放電時に、いずれの放電ライン４７，４９を選択しても、ＱＣリレー４１の両方のリレー４３，４５がコントローラ２７の制御により同時にオンにされることはない。このため、平滑コンデンサ２９の放電時における急速充電ポートＱＰは、平滑コンデンサ２９側と電気的に接続された活電状態にはならない。

なお、平滑コンデンサ２９の放電時に急速充電ポートＱＰを活電状態にしない構成としているのは、次のような理由によるものである。

即ち、パワーモジュール３１やＤＣＤＣコンバータ２１の駆動終了後に、平滑コンデンサ２９の放電を開始しようとしてメインリレー３をオフにしても、そのときの平滑コンデンサ２９の電圧は、高電圧バッテリＨＢの電圧と実質的に等価となっている。

そこで、平滑コンデンサ２９が高電圧バッテリＨＢと実質的に等価な電圧となっている状態で急速充電ポートＱＰが開蓋された場合の、作業時の安全性を確保するために、平滑コンデンサ２９の放電時に急速充電ポートＱＰを活電状態にしない構成を採用している。

本参考例では、平滑コンデンサ２９の放電時に、コントローラ２７の制御によって、ＱＣリレー４１のリレー４３，４５のうちどちらか一方をオフ状態に維持しているため、急速充電ポートＱＰの露出可能な急速充電コンセントに平滑コンデンサ２９の高電圧（高電圧バッテリＨＢの電圧と等価な電圧）が現れる状態となるのを確実に防ぐことができる。

その上で、平滑コンデンサ２９の放電回路２５を、新規のリレーを増設せずに既存のＱＣリレー４１（のリレー４３，４５）を用いて構成することができる。また、平滑コンデンサ２９が蓄積電荷の放電を行わない電動車両の走行状態（乗車状態）において、放電抵抗３７，３９を正極（Ｐ極）ライン２８Ｐや負極（Ｎ極）ライン２８Ｎから切り離して消費電力を抑えることができる。

なお、平滑コンデンサ２９の蓄積電荷を放電する毎に、コントローラ２７がＱＣリレー４１のリレー４３，４５を交互にオンさせるようにしてもよい。そのようにすれば、片方のリレー４３，４５が偏ってオンオフされて一方の劣化だけが進むのを防ぐことができる。

また、放電ライン４７及び放電ライン４９のどちらか一方を省略して、放電ライン４７を省略した場合はＱＣリレー４１のリレー４５だけを、放電ライン４９を省略した場合はＱＣリレー４１のリレー４３だけを、平滑コンデンサ２９の放電時に毎回オンさせる構成としてもよい。

ところで、が配置される正極（Ｐ極）ライン２８Ｐや負極（Ｎ極）ライン２８Ｎは、急速充電器ＱＣから平滑コンデンサ２９への高電圧の直流電力の供給経路である。このような正極（Ｐ極）ライン２８Ｐや負極（Ｎ極）ライン２８Ｎ上でオンオフされるＱＣリレー４１の各リレー４３，４５は、オンオフを繰り返すうちにオン状態で固着してしまう可能性がある。

仮に、平滑コンデンサ２９の放電時にコントローラ２７がＱＣリレー４１のリレー４３をオンさせた場合に、コントローラ２７が制御上オフさせているＱＣリレー４１のもう一方のリレー４５がオン状態で固着していると、正極（Ｐ極）ライン２８Ｐと負極（Ｎ極）ライン２８Ｎの両リレー４３，４５が同時にオン状態となる。

すると、急速充電ポートＱＰが平滑コンデンサ２９と接続された活電状態となり、高電圧バッテリＨＢの電圧と等価な平滑コンデンサ２９の高電圧が急速充電ポートＱＰに現れる状態となる。平滑コンデンサ２９の放電時には、急速充電ポートＱＰに急速充電器ＱＣの充電ケーブル７が接続されないので、急速充電ポートＱＰが開蓋された場合の作業時の安全性を確保する必要がある。

このため、ＱＣリレー４１のリレー４３，４５を利用して平滑コンデンサ２９の放電回路２５を形成する場合は、リレー４３，４５がオン状態で固着しているかどうかを診断できるようにすることが望ましい。

本参考例のパワーコントロールユニット１Ａでは、ＱＣリレー４１のリレー４３，４５を利用して平滑コンデンサ２９を放電させるのに当たって、リレー４３，４５がオン状態で固着しているかどうかを診断できるようにするための構成を実現することができる。以下、リレー４３，４５のオン固着を診断するのに必要な構成、手順等について説明する。

まず、リレー４３，４５のオン固着を診断できるようにするために、放電ライン４７，４９上の放電抵抗３７，３９の抵抗値を異ならせる必要がある。放電抵抗３７，３９の抵抗値が異なっていれば、正極（Ｐ極）ライン２８Ｐのリレー４３と負極（Ｎ極）ライン２８Ｎのリレー４５のうちどれがオン固着しているかによって、平滑コンデンサ２９の正負両極間の電位差が異なるパターンで変動するからである。

なお、以下の説明では、放電ライン４７上の放電抵抗３７の抵抗値よりも放電ライン４９上の放電抵抗３９の抵抗値を大きくしているものとする。

そして、電動車両の走行停止に伴いコントローラ２７が正極（Ｐ極）ライン２８Ｐと負極（Ｎ極）ライン２８Ｎの両リレー４３，４５を制御上オフさせた際に、平滑コンデンサ２９の正負両極間の電位差に生じる変動パターンを取得する。このとき、電位差の変動パターンは、メインリレー３がオフされている状態で取得する。

平滑コンデンサ２９の正負両極間の電位差は、電動車両が上述した状態にあるときの、モータコントローラ３３が検出した電力経路２８の電圧から、取得することができる。この状態においてモータコントローラ３３が電圧監視部２２Ａの出力から検出する電圧は、平滑コンデンサ２９の端子間電圧と見倣すことができるからである。

取得した平滑コンデンサ２９の正負両極間の電位差が変化しなければ、どちらのリレー４３，４５もオン固着していないと判断することができる。一方、平滑コンデンサ２９の正負両極間の電位差が変化したら、どちらかのリレー４３，４５又は両方のリレー４３，４５がオン固着していると判断することができる。そして、どのリレー４３，４５がオン固着しているかは、平滑コンデンサ２９の正負両極間の電位差変化の傾斜から、特定することができる。

なお、オン固着診断の詳細な内容は、本出願人らが過去に出願し先行文献として本明細書に記載した特開２０１８−２０７２６９号公報の記載を参照されたい。

上述したように、平滑コンデンサ２９の放電回路２５を形成する際にオンオフさせるＱＣリレー４１のリレー４３，４５のオン固着診断は、平滑コンデンサ２９の正負両極間の電位差の変化を監視することで実行することができる。その際に、平滑コンデンサ２９の端子間電圧と見倣すことができる、電圧監視部２２Ａの出力からモータコントローラ３３が検出する電圧を利用するのであれば、モータコントローラ３３がＱＣリレー４１のリレー４３，４５をオンオフさせるのが、極めて合理的である。

そこで、本参考例では、図３に示すように、コントローラ２７によってオンオフさせることができるジャンクションボックス１９のＱＣリレー４１（リレー４３，４５）を、インバータユニット２３のモータコントローラ３３からもオンオフさせることができるようにしている。

電圧監視部２２Ａの出力から平滑コンデンサ２９の正負両極間の電位差（端子間電圧）を検出できるモータコントローラ３３が、リレー４３，４５を自らオンオフさせることができれば、リレー４３，４５のオン固着診断処理を、これまでリレー４３，４５のオンオフを一手に行ってきたコントローラ２７と連携して行う必要がなくなる。このため、診断処理がスムーズに行え、また、モータコントローラ３３が検出した平滑コンデンサ２９の端子間電圧をそのまま診断に反映させることができるので、オン固着診断を高い精度で行うことができる。

なお、ＱＣリレー４１（リレー４３，４５）のオンオフについてコントローラ２７の制御とモータコントローラ３３の制御とが衝突しないように、パワーコントロールユニット１内のＬＡＮ上で制御権を取得した方が制御権を有している間（有限期間）、ＱＣリレー４１（リレー４３，４５）をオンオフさせることができるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、パワーコントロールユニット１が、急速充電器ＱＣから高電圧バッテリＨＢへの電力経路２８上で急速充電用の電力の高電圧バッテリＨＢへの供給をオンオフする不図示のＱＣリレーを有するジャンクションボックス１９と、普通充電用の電力を高電圧バッテリＨＢに供給するプラグイン用充電器ＣＨＧとを、充電電力供給部として有している場合について説明した。

しかし、パワーコントロールユニット１が有する高電圧バッテリＨＢの充電電力供給部は、急速充電と普通充電とのどちらか一方のユニットのみであってもよい。

本発明は、モータを推進源に用いる車両のパワーコントロールユニットにおいて利用することができる。

１，１Ａ パワーコントロールユニット
３ メインリレー（Ｍ／Ｒ）
５ 車両統合コントローラ
７ 急速充電器の充電ケーブル
９ コネクタ
１１ 普通充電用の充電ケーブル
１３ コネクタ
１５ プラグ
１７ コントロールボックス
１９ ジャンクションボックス（Ｊ／Ｂ、充電電力供給部）
２１ ＤＣＤＣコンバータ
２２ 強電監視部
２２Ａ 電圧監視部
２２Ｂ 電流センサ
２３ インバータユニット
２５ 放電回路
２７ コントローラ
２８ 電力経路（高電圧ライン）
２８Ｎ 電力経路の負極（Ｎ極）ライン
２８Ｐ 電力経路の正極（Ｐ極）ライン
２９ 平滑コンデンサ
３１ パワーモジュール（インバータ回路）
３１Ｎ パワーモジュールの負極（Ｎ極）ライン
３１Ｐ パワーモジュールの正極（Ｐ極）ライン
３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ パワーモジュールの出力線
３３ モータコントローラ（駆動部）
３５ ドライブ回路（駆動部）
３７，３９ 放電抵抗
４１ ＱＣリレー
４３，４５ リレー
４７，４９ 放電ライン
ＡＣＣ 補機
ＣＨＧ プラグイン用充電器（充電電力供給部）
ＣＰ 商用電源ポート
ＨＢ 高電圧バッテリ
ＨＢＰ 高電圧バッテリポート
ＬＢ 低電圧バッテリ
ＬＢＰ 低電圧バッテリポート
Ｍ 推進用モータ
ＰＰ 電源ポート
ＱＣ 急速充電器
ＱＰ 急速充電ポート
ＳＰ 信号ポート
ＶＣＣ 電源電圧

Claims (4)

1. 高電圧バッテリ（ＨＢ）の充放電電力を降圧させて、補機（ＡＣＣ）の電源である低電圧バッテリ（ＬＢ）に供給するＤＣＤＣコンバータ（２１）と、
   前記高電圧バッテリ（ＨＢ）の充放電電力を平滑化する平滑コンデンサ（２９）と、
   前記平滑コンデンサ（２９）が平滑化した前記高電圧バッテリ（ＨＢ）の放電電力を交流に変換して推進用モータ（Ｍ）に供給するインバータ回路（３１）と、
   前記推進用モータ（Ｍ）の駆動時に前記インバータ回路（３１）を作動させる駆動部（３３，３５）と、
   前記高電圧バッテリ（ＨＢ）に充電用電力を供給する充電電力供給部（１９，ＣＨＧ）と、
   前記充電電力供給部（１９，ＣＨＧ）による前記充電用電力の前記高電圧バッテリ（ＨＢ）に対する供給終了時に、前記駆動部（３３，３５）により前記インバータ回路（３１）を一定期間作動させるコントローラ（２７）と、
   を備えるパワーコントロールユニット（１）。
2. 前記コントローラ（２７）は、前記平滑コンデンサ（２９）の蓄積電荷の放電期間の間、前記駆動部（３３，３５）により前記インバータ回路（３１）を作動させる請求項１記載のパワーコントロールユニット（１）。
3. 前記コントローラ（２７）は、前記ＤＣＤＣコンバータ（２１）の停止中に前記駆動部（３３，３５）により前記インバータ回路（３１）を前記一定期間作動させる請求項１又は２記載のパワーコントロールユニット（１）。
4. 前記コントローラ（２７）は、前記駆動部（３３，３５）に電源用電力（ＶＣＣ）を前記一定期間供給することで、前記推進用モータ（Ｍ）の非駆動時に前記駆動部（３３，３５）により前記インバータ回路（３１）を一定期間作動させる請求項１、２又は３記載のパワーコントロールユニット（１）。

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