JP2023076279A - 電気システムの検査方法及び電気システム - Google Patents

Abstract

【課題】放電抵抗の状態を正確に判断できる電気システムの検査方法及び電気システムを提供する。【解決手段】車両の負荷に電力を供給する電力供給回路１上に設けられたコンデンサ１３と、コンデンサ１３と並列に設けられ、コンデンサ１３を放電可能な放電回路１２と、コンデンサ１３と並列に設けられた放電抵抗１４と、電力供給回路１上に設けられた補機１５，１６と、を備える電気システム１００の検査方法が提供される。この検査方法では、放電回路１２は、車両の運転終了時において、コンデンサ１３を放電し、コンデンサ１３の放電後、補機１５，１６の動作が停止していると見なすことができる所定の補機停止条件が成立した場合に、放電回路１２によるコンデンサ１３の放電を停止するとともに、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖの変化に基づき放電抵抗１４の正常または異常状態を判断する。【選択図】図４

Description

本発明は、電気システムの検査方法及び電気システムに関する。

車両用モータ等の負荷に電力を供給する回路（電力供給回路）においては、通常、インバータ及び平滑コンデンサが設けられ、電力供給停止時（車両の運転終了時）に、インバータ内の半導体素子（ＩＧＢＴ等）や他の放電回路を用いて、平滑コンデンサに溜まった電荷が放電される。また、このような電力供給回路では、半導体素子や他の放電回路が故障した場合でも、平滑コンデンサを放電できるように、放電抵抗が設けられている。

ところで、電力供給回路において半導体素子や他の放電回路が正常に機能している場合、平滑コンデンサは半導体素子や他の放電回路により高速放電されるため、放電抵抗はほぼ使用されない。このため、放電抵抗の異常を検出することが難しいという問題がある。

特許文献１には、平滑コンデンサを放電するための放電回路と、平滑コンデンサに並列に設けられた放電抵抗とを備える電力供給回路において、放電抵抗の健全性を判定する制御装置が開示されている。この制御装置では、モータ（負荷）への電力供給停止後、放電回路の動作が開始される前の平滑コンデンサの電圧変化に基づき放電抵抗の状態を判断している。

特開２０１８－９８８７５号公報

特許文献１に記載の制御装置による検査方法では、平滑コンデンサや放電抵抗を備える電力供給回路に、補機等のような、モータ（負荷）とは別の負荷（他の負荷）が接続されていると、他の負荷の影響により、平滑コンデンサの電圧が変化しうる。従って、放電抵抗の状態を正確に判断することが困難になる虞がある。

本発明は上記課題に鑑みたものであり、放電抵抗の状態を正確に判断できる電気システムの検査方法及び電気システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、車両の負荷に電力を供給する電力供給回路上に設けられたコンデンサと、コンデンサと並列に設けられ、コンデンサを放電可能な放電回路と、コンデンサと並列に設けられた放電抵抗と、電力供給回路上に設けられた補機と、を備える電気システムの検査方法が提供される。この検査方法では、放電回路は、車両の運転終了時において、コンデンサを放電し、コンデンサの放電後、補機の動作が停止していると見なすことができる所定の補機停止条件が成立した場合に、放電回路によるコンデンサの放電を停止するとともに、コンデンサの端子間電圧の変化に基づき放電抵抗の正常または異常状態を判断する。

本発明によれば、補機の動作が停止していると見なすことができる所定の補機停止条件が成立した場合に、放電回路によるコンデンサの放電を停止して放電抵抗の正常または異常状態を判断する。このように、補機が確実に停止している状態で放電抵抗の状態を判断するため、放電抵抗の状態を正確に判断することができる。

図１は、本発明の第１実施形態による電気システムの概略構成図である。 図２は、放電回路による放電開始時のシステム電圧の変化を示す図である。 図３は、電気システムの検査を実行する場合におけるシステム電圧の変化を示す図である。 図４は、第１実施形態による電気システムの検査方法を説明するフローチャートである。 図５は、第２実施形態による電気システムの概略構成図である。 図６は、電気システムの検査を実行する場合におけるシステム電圧の変化を示す図である。 図７は、第２実施形態による電気システムの検査方法を説明するフローチャートである。

以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による電気システム１００の概略構成図である。電気システム１００は、車両用駆動モータ等の電気的な負荷（車両の負荷）に電力を供給する電力供給回路１及びコントローラ２を含み、例えば、電気自動車や、ハイブリッド自動車に搭載される。

図１に示すように、電力供給回路１上には、バッテリ（第１バッテリ）１１、インバータ１２、コンデンサ１３、放電抵抗１４、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５、エアコン１６、リレー１７等が設けられている。

バッテリ（第１バッテリ）１１は、車両の駆動時等にインバータ１２を介して電力を駆動モータ（三相交流モータ）に供給する高電圧バッテリである。また、車両の制動時において、バッテリ１１には、駆動モータで発生した回生電流がインバータ１２を介して供給され、これによりバッテリ１１が充電される。

インバータ１２は、複数の半導体素子１２１を含み、バッテリ１１及びコンデンサ１３から供給される直流電力を、モータ（不図示）を駆動するための交流電力に変換する。インバータ１２の各半導体素子は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子である。図１では省略しているが、半導体素子１２１は駆動モータの各相にそれぞれ２個ずつ接続され、半導体素子１２１をオン／オフすることにより、バッテリ１１から供給される直流の電流を交流に変換し、駆動モータに所望の電流を流す。また、駆動モータの回生運転時には、発生する交流電流を直流電流に変換して、バッテリ１１に供給する。なお、半導体素子１２１のオン／オフの動作は、後述のコントローラ２により制御される。

また、インバータ１２は、車両の運転終了時（車両システムの停止時）において、後述のコンデンサ１３に充電された電荷を放電可能な放電回路としても機能する。即ち、電気システム１００を搭載した車両の運転終了時には、後述のリレー１７がオフされ、バッテリ１１から駆動モータへの電力供給が停止されるとともに、インバータ１２の半導体素子１２１のオン／オフ動作により、コンデンサ１３に蓄えられた電力が高速放電される。

コンデンサ１３は、インバータ１２内の半導体素子１２１のスイッチング動作に伴うリプル電圧を抑制する平滑コンデンサであり、バッテリ１１とインバータ１２とを接続するラインに、バッテリ１１と並列に接続される。コンデンサ１３は、インバータ１２から供給された回生電流を蓄電することで、直流電圧を平滑化（リプル電圧を低減）してバッテリ１１に供給する。なお、コンデンサ１３が設けられるラインには、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖを検知する不図示の電圧センサが設けられており、検知された電圧値の情報は、後述のコントローラ２に送信される。

放電抵抗１４は、車両の運転終了時（車両システムの停止時）において、コンデンサ１３に充電された電荷を放電するための抵抗であり、コンデンサ１３と並列に設けられる。但し、放電回路１２（半導体素子１２１）が正常に機能している場合、放電回路１２による放電は、放電抵抗１４を用いた放電に比べ高速であるため、コンデンサ１３に蓄えられた電力は主に放電回路１２により放電される。放電抵抗１４は、放電回路１２の半導体素子１２１が故障等により正常に動作しない場合において、コンデンサ１３に電荷が残ることを防止する為に設けられる。

ＤＣ－ＤＣコンバータ１５は、入力電圧を昇圧または降圧して出力する補機である。ＤＣ－ＤＣコンバータ１５は、バッテリ１１よりも弱電となる電源（不図示）に接続され、弱電電源に接続するラインの直流電圧を昇圧して弱電電源の電力を電力供給回路１に供給する。また、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５に接続する弱電電源が低電圧バッテリ等の場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５は、電力供給回路１の直流電圧を降圧して、駆動モータの回生電力等（場合によってはバッテリ１１の直流電力）を低電圧バッテリに接続するラインに供給し、低電圧バッテリを充電する。なお、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５が接続する弱電電源は、バッテリ１１よりも弱電の電源であれば低電圧バッテリに限られない。

エアコン１６は、車両用の補機であり、例えば乗員の操作によりスイッチがオン／オフされる。

リレー１７は、コンデンサ１３、放電抵抗１４及び補機１５，１６よりもバッテリ１１側の電力供給回路１に設けられ、リレー１７が操作されることで、バッテリ１１からインバータ１２（駆動モータ）への電力供給が制御される。即ち、リレー７がオンの場合、バッテリ１１からインバータ１２を介して駆動モータに電力が供給され、リレー１７がオフの場合、バッテリ１１から駆動モータへの電力供給が遮断される。なお、リレー１７のオン／オフの操作は、上位装置である不図示の車両コントローラからの指令により後述のコントローラ２により制御され、車両の運転終了時（車両システムの停止時）には、リレー１７はオフされる。

コントローラ２は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲΑＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたコンピュータで構成される。コントローラ２は、駆動モータのトルクが所望のトルクになるように、インバータ１２内の半導体素子１２１のスイッチングを制御するモータコントローラである。コントローラ２には、車速、アクセル開度、駆動モータの回転子位相、駆動モータの電流等の車両状態を示す信号が入力される。コントローラ２は、入力された信号に基づき、駆動モータを制御するためのＰＷＭ信号を生成し、当該ＰＷＭ信号に基づき、半導体素子１２１のスイッチングを制御する。

また、コントローラ２は、特定のプログラムを実行することにより、電気システム１００の制御のための処理を実行する。コントローラ２は、例えば、後述の放電抵抗１４の状態を判断する検査（電気システム１００の検査）処理を実行する。

上記の通り構成された電気システム１００では、車両の運転終了時（車両システムの停止時）に、リレー１７がオフされ、バッテリ１１から駆動モータへの電力供給が停止されるが、このとき、コンデンサ１３に溜まった電荷が残っていると、ディーラーでのサービス時等に、感電の虞がある。このため、電力供給停止時にコンデンサ１３を放電する必要がある。従って、通常、車両の運転終了時に、インバータ内の半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）や他の放電回路（以下、これらを放電回路とする）を用いて、コンデンサに溜まった電荷を放電する。また、放電回路が故障した場合にも、コンデンサを放電できるように、電力供給回路には放電抵抗が備えられる。前述の通り、電気システム１００においても、車両の運転終了時に、インバータ１２内の半導体素子１２１をスイッチング制御することで、コンデンサ１３を放電し、半導体素子１２１が正常に動作しない場合には、放電抵抗１４により、コンデンサ１３が放電される。

ところで、電力供給回路において、放電回路が正常に機能している場合、コンデンサは半導体素子や他の放電回路により高速放電されるため、放電抵抗はほぼ使用されない。このため、放電回路が正常に動作している間は、放電抵抗の異常を検出することができない。

これに対し、車両の運転終了時であって、放電回路の動作が停止している状態（例えば、放電回路を動作させる前）において、コンデンサの端子間の電圧変動や放電抵抗両端の電圧変動をモニタし、電圧変動の大きさで放電抵抗の状態を判断することが考えられる。

しかしながら、この場合であっても、平滑コンデンサや放電抵抗を備える電力供給回路に、モータ（負荷）とは別の他の負荷（補機等）が接続されていると、他の負荷の影響により、平滑コンデンサの電圧Ｖが変化しうる。コントローラの判断により他の負荷の動作を停止することが可能であれば、動作を停止して放電抵抗の状態を検査することもできるが、動作停止できない受動的な負荷の場合、他の負荷の影響で平滑コンデンサの電圧変動が発生し、放電抵抗の状態を正確に判断できなくなる虞がある。本実施形態の電気システム１００においても、放電回路（インバータ）１２の動作が停止していても、電力供給回路１上の補機であるＤＣ－ＤＣコンバータ１５やエアコン１６の影響により、コンデンサ１３の電圧Ｖが変動する虞がある。

そこで本実施形態においては、補機（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５、エアコン１６）の動作が停止していると見なすことができる所定の補機停止条件が成立した場合に、放電回路１２によるコンデンサ１３の放電を停止して放電抵抗１４の正常または異常状態を判断することとした。ここでの補機停止条件とは、例えば、システム電圧（コンデンサ１３の電圧）Ｖが、補機１５，１６の動作が停止する下限電圧Ｖ_２以下になった場合等であり、このような状態においては、補機の動作は確実に停止している。このように、補機（他の負荷）１５，１６が確実に停止している状態において放電抵抗１４の状態を判断することで、補機１５，１６による影響を受けずに、放電抵抗１４の状態を正確に判断することができる。

以下、本実施形態において実行される放電抵抗１４の状態を判断する検査（電気システム１００の検査）処理の詳細を説明する。

図２は、放電回路１２による放電開始時における電気システム１００のシステム電圧（以下、システム電圧とする）Ｖの変化を示す図である。

図２のＶ_１は、車両システムが駆動している場合におけるシステム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）である。

図２の時刻ｔ_１において、車両システム（駆動モータへの電力供給）が停止されると、放電回路１２によるコンデンサ１３の放電が開始され、システム電圧Ｖは急速に減少する。ここで、図２のｆ_１は、車両システム停止後、補機であるＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６（以下、他の負荷とする）も動作していない場合におけるシステム電圧Ｖの変化を表している。一方、図２のｆ_２は、車両システム停止後にもＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６が動作している場合におけるシステム電圧Ｖの変化を表している。

図２に示すように、車両システム停止後にも他の負荷が動作している場合、コンデンサ１３に溜まっている電荷は他の負荷によっても放電され得るため、他の負荷が動作していない場合に比べて、コンデンサ１３の放電速度が上昇する。ここで、ｆ_２の傾きの絶対値は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６の動作状態に応じて、ｆ_１の傾きの絶対値よりも小さくならない範囲で変化し得る。即ち、ｆ_２が通過し得る領域は、図２のＳで示される領域であり、ｆ_２は、他の負荷の動作状態に応じて、この範囲で変化し得る。

このように、車両システム停止後、コンデンサ１３の放電速度（即ち、ｆ_２の傾き）は他の負荷の動作状態によって変化するため、車両システム停止後に放電回路１２の動作を停止したとしても、放電抵抗１４の状態を正確に判断することは難しい。

図３は、放電抵抗１４の状態を判断する検査（電気システム１００の検査）処理を実行する場合におけるシステム電圧Ｖの変化を示す図である。図２と同様に、図３のｆ_１は、他の負荷が動作していない場合におけるシステム電圧Ｖの変化を、ｆ_２は、他の負荷が動作している場合におけるシステム電圧Ｖの変化を示している。

図２と同様に、時刻ｔ_１において、車両システム（駆動モータへの電力供給）が停止されると、放電回路１２によるコンデンサ１３の放電が開始され、システム電圧Ｖは急速に減少する。

ここで、電気システム１００の検査処理を実行する場合、コンデンサ１３の放電開始後、システム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）Ｖが、他の負荷（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６）の動作が停止する下限電圧Ｖ_２になると、コントローラ２により、放電回路（インバータ）１２の動作が停止される。下限電圧Ｖ_２以下では、他の負荷（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６）も動作しないため、コンデンサ１３は、放電抵抗１４によってのみ放電される。従って、システム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）Ｖが下限電圧Ｖ_２まで減少した後は、図３に示すように、システム電圧Ｖは緩やかに下降していく。

このように、システム電圧Ｖが下限電圧Ｖ_２以下になると、コンデンサ１３は、放電抵抗１４によってのみ放電される。このため、本実施形態では、下限電圧Ｖ_２を放電抵抗１４の状態の判断を開始する放電目標電圧Ｖ_ｔに定める。そして、システム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）Ｖが放電目標電圧Ｖ_ｔ（Ｖ_２）まで下降すると、コントローラ２は放電回路１２の動作を停止して、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖの変化に基づき放電抵抗１４の状態を判断する。具体的には、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが所定の時間Δｔ_ｔ内に、所定の値ΔＶ_ｔ以上低下した場合に、放電抵抗１４が正常状態であると判断し、所定の値ΔＶ_ｔより低下しない場合には、放電抵抗１４が異常状態であると判断する。

なお、放電回路１２の動作を停止して放電抵抗１４の状態を判断する検査を開始する放電目標電圧Ｖ_ｔは、下限電圧Ｖ_２よりもさらに低い値に定めてもよい。

以上のとおり、本実施形態では、放電回路１２によってシステム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）Ｖが、補機１５，１６の動作が停止する下限電圧Ｖ_２以下になるまでコンデンサ１３を放電してから、放電回路１２を停止して放電抵抗１４の状態を判断する。このため、放電抵抗１４の状態を検査している間、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖの値は他の負荷（補機１５，１６）の影響を受けない。

図４は、第１実施形態による電気システム１００の検査方法（電気システム１００の検査処理）を説明するフローチャートである。以下の制御は、いずれもコントローラ２により実行される。なお、コントローラ２は、コンデンサ１３の端子間電圧（システム電圧）Ｖを所定時間ごとに常時取得する。

イグニッションスイッチがオフにされる等すると、キースイッチの情報に基づき上位装置である車両コントローラからモータコントローラ２にシステム停止要求が送信され、コントローラ２は、電気システム１００の停止処理及び検査処理を開始する。

ステップＳ１０１において、コントローラ２は、リレー１７をオフにする。これにより、バッテリ１１から駆動モータへの電力供給が遮断される。

ステップＳ１０２において、コントローラ２は、インバータ（放電回路）１２内の半導体素子１２１を用いて、コンデンサ１３に溜まっている電荷を高速放電する１次放電を実行する。１次放電は、駆動モータのトルクが発生しないようにインバータ１２内の半導体素子１２１のオン／オフ操作して行われる。これにより、システム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）Ｖが急速に低下する。

ステップＳ１０３において、コントローラ２は、システム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）Ｖが予め設定した放電目標電圧Ｖ_ｔ以下であるか否かを判断する。放電目標電圧Ｖ_ｔは、補機であるＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６の動作が停止する下限電圧Ｖ_２以下に定められる。

ステップＳ１０３において、システム電圧Ｖが放電目標電圧Ｖ_ｔよりも大きい場合、コントローラ２は、システム電圧Ｖが放電目標電圧Ｖ_ｔになるまで１次放電を継続する。

一方、ステップＳ１０３において、システム電圧Ｖが放電目標電圧Ｖ_ｔになると、コントローラ２は、ステップＳ１０４の処理を実行する。

ステップＳ１０４において、コントローラ２は、インバータ（放電回路）１２内の半導体素子１２１のオン／オフ操作を停止して、１次放電を停止する。これにより、放電回路１２による放電が停止され、コンデンサ１３は、放電抵抗１４によってのみ放電される（２次放電）。

ステップＳ１０５において、コントローラ２は、システム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）Ｖの変動を検知して、放電抵抗１４の状態を判断する検査を開始する。

ステップＳ１０６において、コントローラ２は、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが、所定の時間Δｔ_ｔ内に、所定の値ΔＶ_ｔ以上低下したか否かを判定する。具体的な判定方法は特に限定されないが、例えば、タイマー等を用いて所定の時間Δｔ_ｔだけコンデンサ１３の端子間電圧Ｖをモニタし、所定の値ΔＶ_ｔ以上の電圧降下が見られた場合、所定の時間Δｔ_ｔ内に、所定の値ΔＶ_ｔ以上低下したと判定する。また、例えば、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが所定の値ΔＶ_ｔだけ降下する時間Δｔ_ｄを計測し、その時間Δｔ_ｄが所定の時間Δｔ_ｔ以下である場合、所定の時間Δｔ_ｔ内に、所定の値ΔＶ_ｔ以上低下したと判定してもよい。

ステップＳ１０６において、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが、所定の時間Δｔ_ｔ内に、所定の値ΔＶ_ｔ以上低下した場合、コントローラ２は、ステップＳ１０７の処理を実行する。

ステップＳ１０７において、コントローラ２は、放電抵抗１４が正常に動作していると判断し、ステップＳ１０９において電気システム１００を停止して、電気システム１００の停止処理及び検査処理を終了する。

一方、ステップＳ１０６において、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが、所定の時間Δｔ_ｔ内に、所定の値ΔＶ_ｔ以上低下しない場合、コントローラ２は、ステップＳ１０８の処理を実行する。

ステップＳ１０８において、コントローラ２は、放電抵抗１４が異常状態であると判断し、異常フラグを記憶する。これにより、コントローラ２に異常履歴が残る。

ステップＳ１０８において、異常フラグを記憶すると、コントローラ２は、ステップＳ１０９において電気システム１００を停止して、電気システム１００の停止処理及び検査処理を終了する。

なお、異常フラグが記憶された場合、電気システム１００の次回起動時に、放電抵抗異常を示す警告灯等を表示させ、乗員等に放電抵抗１４の異常を報知する。

上記した第１実施形態の電気システム１００の検査方法及び電気システム１００によれば、以下の効果を得ることができる。

電気システム１００の検査方法は、補機（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５、エアコン１６）の動作が停止していると見なすことができる所定の補機停止条件が成立した場合に、放電回路１２によるコンデンサ１３の放電を停止するとともに、放電抵抗１４の正常または異常状態を判断する。このように、補機（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５、エアコン１６）が確実に停止している状態において放電抵抗１４の状態を判断することで、補機１５、１６による影響を受けずに、放電抵抗１４の状態を正確に判断することができる。

電気システム１００の検査方法は、システム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）Ｖが、補機（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５、エアコン１６）の動作が停止する下限電圧Ｖ_２以下になった場合に、放電回路１２によるコンデンサ１３の放電を停止するとともに、放電抵抗１４の正常または異常状態を判断する。これにより、補機（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５、エアコン１６）による影響を受けずに、放電抵抗１４の状態を正確に判断することができる。

電気システム１００の検査方法は、補機停止条件が成立した場合に、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが所定の時間Δｔ_ｔ内に、所定の値ΔＶ_ｔ以上低下した場合に、放電抵抗１４が正常状態であると判断し、所定の値ΔＶ_ｔより低下しない場合には、放電抵抗１４が異常状態であると判断する。このように、補機停止条件が成立した後、補機１５，１６による影響を受けない状態で、時間とコンデンサ１３の端子間電圧Ｖの降下量とに基づき放電抵抗１４の状態を判断するため、放電抵抗１４の状態を正確に判断することができる。

電気システム１００は、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが補機１５，１６の動作が停止する下限電圧Ｖ_２以下の場合、放電回路１２によるコンデンサ１３の放電を停止するとともに、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖの変化に基づき放電抵抗１４の正常または異常状態を判断するコントローラ２を備える。これにより、補機１５，１６による影響を受けない状態で放電抵抗１４の状態を判断することができる。従って、放電抵抗１４の状態を正確に判断することができる。

なお、本実施形態においては、インバータ１２を、コンデンサ１３を高速放電する放電回路として用いているが、必ずしもこれに限られない。例えば、インバータ１２とは別に、コンデンサ１３を高速放電する放電回路を設けてもよい。

また、本実施形態においては、電力供給回路１に複数の補機（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６）が設けられる構成としたが、必ずしもこれに限られず、電力供給回路１には１つの補機のみ設けられている構成であってもよい。例えば、電力供給回路１にＤＣ－ＤＣコンバータ１５のみが設けられていてもよく、また、エアコン１６のみが設けられていてもよい。

また、本実施形態においては、電力供給回路１に設けられる補機をＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６としたが、電力供給回路１に設けられる補機の種類はこれに限られない。

また、本実施形態においては、リレー１７はコントローラ２によりオン／オフ制御される構成としたが、車両コントローラがリレー１７を直接オン／オフする構成であってもよい。

（第２実施形態）
図５～７を参照して、第２実施形態の電気システム１００の検査方法及び電気システム１００を説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図５は、第２実施形態による電気システム１００の概略構成図である。

図５に示すように、第２実施形態では、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５が低電圧バッテリ（第２バッテリ）３に、エアコン１６が乗客等のユーザーに操作されるスイッチ４に接続されている。そして、第２実施形態においては、補機（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５、エアコン１６）の動作が停止していると見なすことができる所定の補機停止条件として、低電圧バッテリ３が開放電圧以下の場合及びスイッチ４がオフの場合を含める点が第１実施形態と異なる。

低電圧バッテリ（第２バッテリ）３は、例えば１２Ｖのバッテリであり、負荷（モータ）に電力を供給する第１バッテリ１１とは別に設けられる。低電圧バッテリ３は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５に接続され、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５に電力を供給する。ＤＣ－ＤＣコンバータ１５が動作している場合、低電圧バッテリ３の電圧Ｖ_Ｌは、開放電圧Ｖ_ｏよりも上昇する。例えば、開放電圧Ｖ_ｏが１２Ｖの場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５が動作している間は低電圧バッテリ３の電圧Ｖ_Ｌが１４Ｖに上昇する。

低電圧バッテリ３が設けられるラインには、低電圧バッテリ３の電圧Ｖ_Ｌを検知する電圧センサ３１が設けられている。電圧センサ３１により検知された低電圧バッテリ３の電圧値Ｖ_Ｌは、コントローラ２に送信される。

エアコン１６は、スイッチ４によりオン／オフが制御され、スイッチ４は、ユーザー（車両の乗員等）により操作される。スイッチ４の状態の情報は、上位装置である車両コントローラ５に送信される。車両コントローラ５は、スイッチ４の状態、即ちスイッチ４がオンまたはオフであるかの情報信号（スイッチ４のオン／オフ状態情報）をコントローラ２に送信する。なお、スイッチ４の状態の情報が、車両コントローラ５を介さず、コントローラ２に直接送信される構成であってもよい。

第１実施形態と同様に、コントローラ２は、車両の運転終了時（車両システムの停止時）において放電抵抗１４の状態を判断する検査（電気システム１００の検査）処理を実行する。但し、以下で説明するように、本実施形態においては、低電圧バッテリ３が開放電圧Ｖ_ｏ以下、且つスイッチ４がオフの場合にも放電抵抗１４の正常または異常状態を判断する。放電抵抗１４の状態は、第１実施形態と同様に、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖの変化に基づき判断する。

ここで、コンデンサ１３の放電にかかる時間ｔは、以下の式（１）で表される。

なお、式（１）における各パラメータは下記の通りである。
Ｒ：放電抵抗値（ｋΩ）
Ｃ：（平滑）コンデンサ容量（μＦ）
ＬＯＧ：自然対数
ＶＨ：放電開始電圧
ＶＬ：放電終了電圧
ｔ：放電時間

式（１）によると、電圧（放電開始電圧）ＶＨが高いほど、同じ電圧降下代が発生する時間が短くなる。例えば、放電抵抗１００ｋΩ、コンデンサ容量１０００μＦにおいて、放電開始電圧ＶＨが２００Ｖの場合、５Ｖの電圧降下が生じるまでの時間ｔは約２．５秒となる。一方、放電開始電圧ＶＨが６０Ｖの場合、５Ｖの電圧降下が生じるまでの時間ｔは約８．７秒となる。このように、放電抵抗１４による放電開始電圧ＶＨが高いほど、短時間により大きな電圧降下が生じる。従って、より高い電圧において放電抵抗１４の正常または異常状態を判断するほうが、放電抵抗１４の状態を判断する検査（電気システム１００の検査）処理をより短時間に、より正確に行うことができる。

そこで、本実施形態では、補機（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５、エアコン１６）の動作が停止していると見なすことができる所定の補機停止条件に、低電圧バッテリ３が開放電圧Ｖ_ｏ以下、且つスイッチ４がオフの場合（第２条件とする）を含めることとした。ＤＣ－ＤＣコンバータ１５が動作している場合、これに電力を供給する低電圧バッテリ３の電圧Ｖ_Ｌは、開放電圧Ｖ_ｏよりも大きくなる。従って、低電圧バッテリ３が開放電圧Ｖ_ｏ以下の場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５は停止しているものと見なすことができる。また、エアコン１６のスイッチ４がオフであれば、エアコン１６の動作は停止しているものと見なすことができる。本実施形態においては、第２条件を満たしていれば、システム電圧（コンデンサ１３の電圧）Ｖが、補機の動作が停止する下限電圧Ｖ_２以下であるという条件（第１条件とする）を満たしていなくても、放電抵抗１４の状態を判断する検査処理を実行する。

以下、第２実施形態における電気システム１００の検査方法の詳細を説明する。

図６は、第２実施形態による電気システム１００の検査方法を説明する図であり、放電抵抗１４の状態を判断する検査（電気システム１００の検査）処理を実行する場合におけるシステム電圧Ｖの変化を示す図である。

時刻ｔ_１において、車両システム（駆動モータへの電力供給）が停止されると、放電回路１２によるコンデンサ１３の放電が開始され、システム電圧Ｖは急速に低下する。なお、第１実施形態で説明したように、電力供給回路１に接続する補機（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６）の動作状態によって、システム電圧Ｖの降下速度（即ち、グラフの傾き）は異なってくる。

ここで、時刻ｔ_２において、低電圧バッテリ３が開放電圧Ｖ_ｏ以下となり且つスイッチ４がオフにされる（第２条件が成立する）と、コントローラ２により、放電回路（インバータ）１２の動作が停止される。低電圧バッテリ３が開放電圧Ｖ_ｏ以下の場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５の動作は停止されており、スイッチ４がオフの場合、エアコン１６の動作は停止されている。即ち、時刻ｔ_２において他の負荷（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６）の動作が停止され、且つ放電回路１２の動作が停止されるため、コンデンサ１３は、放電抵抗１４によってのみ放電される。従って、時刻ｔ_２以降、システム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）Ｖは、図６に示すように緩やかに下降していく。

このように、第２条件が成立する場合、補機（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６）の動作は停止しているため、本実施形態では、第２条件が成立すると、コントローラ２は放電回路１２の動作を停止して、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖの変化に基づき放電抵抗１４の状態を判断する。補機の動作が停止する下限電圧以下に降下（第１条件）していない場合でも、第２条件が成立していれば、放電抵抗１４の状態の判断処理を実行するため、より高い電圧において放電抵抗１４の正常または異常状態を判断することができる。これにより、放電抵抗１４の状態を判断する検査（電気システム１００の検査）処理をより短い時間で、より正確に行うことができる。

時刻ｔ_３において、放電抵抗１４の状態の判断処理が完了すると、放電回路１２による高速放電が再開され、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが急速に低下する。

図７は、第２実施形態による電気システム１００の検査方法を説明するフローチャートである。第１実施形態と同様に、以下の制御は、いずれもコントローラ２により実行される。なお、コントローラ２は、コンデンサ１３の端子間電圧（システム電圧）Ｖ、低電圧バッテリ３の電圧値Ｖ_Ｌ、及びスイッチ４のオン／オフ状態情報を所定時間ごとに常時取得する。

イグニッションスイッチがオフにされる等すると、キースイッチの情報に基づき上位装置である車両コントローラ５からモータコントローラ２にシステム停止要求が送信され、コントローラ２は、電気システム１００の停止処理及び検査処理を開始する。

ステップＳ１０１及びＳ１０２は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ２０１において、コントローラ２は、車両コントローラ５から受信したスイッチ４のオン／オフ状態情報から、エアコン１６の動作状態を判断する。コントローラ２は、スイッチ４がオンの場合、エアコン１６は動作していると判断し、オフの場合、エアコン１６は停止していると判断する。

スイッチ４がオフであり、エアコン１６が停止していると判断した場合、コントローラ２は、ステップＳ２０２の処理を実行する。一方、スイッチ４がオンであり、エアコン１６が動作していると判断した場合、コントローラ２は、ステップＳ１０３の処理を実行する。

ステップＳ２０２において、コントローラ２は、電圧センサ３１から受信した低電圧バッテリ３の電圧値Ｖ_Ｌから、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５の動作状態を判断する。コントローラ２は、低電圧バッテリ３の電圧値Ｖ_Ｌが開放電圧Ｖ_ｏよりも大きい場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５は動作していると判断し、開放電圧Ｖ_ｏ以下の場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５は停止していると判断する。

低電圧バッテリ３の電圧値Ｖ_Ｌが開放電圧Ｖ_ｏ以下であり、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５が停止していると判断した場合、コントローラ２は、ステップＳ２０３の処理を実行する。一方、低電圧バッテリ３の電圧値Ｖ_Ｌが開放電圧Ｖ_ｏよりも大きく、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５が動作していると判断した場合、コントローラ２は、ステップＳ１０３の処理を実行する。

ステップＳ２０３～Ｓ２０９は、スイッチ４がオフ（Ｓ２０１）であり、且つ低電圧バッテリ３の電圧値Ｖ_Ｌが開放電圧Ｖ_ｏ以下（Ｓ２０２）である、第２条件が成立する場合の処理である。

ステップＳ２０３において、コントローラ２は、インバータ（放電回路）１２内の半導体素子１２１のオン／オフ操作を停止して、１次放電を停止する。これにより、放電回路１２による放電が停止され、コンデンサ１３は、放電抵抗１４によってのみ放電される（２次放電）。

ステップＳ２０４において、コントローラ２は、システム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）Ｖの変動を検知して、放電抵抗１４の状態を判断する検査を開始する。

ステップＳ２０５において、コントローラ２は、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが、所定の時間Δｔ_ｔ内に、所定の値ΔＶ_ｔ以上低下したか否かを判定する。

ステップＳ２０５において、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが、所定の時間Δｔ_ｔ内に、所定の値ΔＶ_ｔ以上低下した場合、コントローラ２は、ステップＳ２０６の処理を実行する。

ステップＳ２０６において、コントローラ２は、放電抵抗１４が正常に動作していると判断し、ステップＳ２０８において放電回路１２による高速放電（１次放電）を再開する。

一方、ステップＳ２０５において、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが、所定の時間Δｔ_ｔ内に、所定の値ΔＶ_ｔ以上低下しない場合、コントローラ２は、ステップＳ２０７の処理を実行する。

ステップＳ２０７において、コントローラ２は、放電抵抗１４が異常状態であると判断し、異常フラグを記憶する。これにより、コントローラ２に異常履歴が残る。

ステップＳ２０７において、異常フラグを記憶すると、コントローラ２は、ステップＳ２０８において放電回路１２による高速放電（１次放電）を再開する。

ステップＳ２０９において、コントローラ２は、システム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）Ｖが予め設定した放電目標電圧Ｖ_ｔ以下であるか否かを判断する。第１実施形態と同様に、放電目標電圧Ｖ_ｔは、補機（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５、エアコン１６）の動作が停止する下限電圧Ｖ_２以下に設定される。

ステップＳ２０９において、システム電圧Ｖが放電目標電圧Ｖ_ｔ以下である場合、コントローラ２は、ステップＳ１０９において放電回路１２による高速放電（１次放電）を停止し、電気システム１００を停止して、電気システム１００の停止処理及び検査処理を終了する。

一方、ステップＳ２０９において、システム電圧Ｖが放電目標電圧Ｖ_ｔより大きい場合、コントローラ２は、システム電圧Ｖが放電目標電圧Ｖ_ｔ以下になるまで１次放電を継続する。

ステップＳ２０１においてスイッチ４がオンの場合、またはステップＳ２０２において低電圧バッテリ３の電圧値Ｖ_Ｌが開放電圧Ｖ_ｏよりも大きい場合、即ち、第２条件が成立しない場合、コントローラ２は、ステップＳ１０３の処理を実行する。

ステップＳ１０３は、第１実施形態と同様の処理であり、コントローラ２は、システム電圧（コンデンサ１３の端子間電圧）Ｖが予め設定した放電目標電圧Ｖ_ｔ以下であるか否かを判断する。第１実施形態と同様に、放電目標電圧Ｖ_ｔは、補機であるＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６の動作が停止する下限電圧Ｖ_２以下に定められる。

ステップＳ１０３において、システム電圧Ｖが放電目標電圧Ｖ_ｔよりも大きい場合、コントローラ２は、一次放電を継続し、ステップＳ２０１の処理に戻る。一方、ステップＳ１０３において、システム電圧Ｖが放電目標電圧Ｖ_ｔ以下の場合、コントローラ２は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６の動作が停止していると判断し、ステップＳ１０４～Ｓ１０９の処理を実行する。

ステップＳ１０４～Ｓ１０９は、放電抵抗１４の正常または異常状態を具体的に判断する工程であり、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

なお、ステップＳ２０７またはステップＳ１０８において、異常フラグが記憶された場合、電気システム１００の次回起動時に、放電抵抗異常を示す警告灯等を表示させ、乗員等に放電抵抗１４の異常を報知する。

以上のとおり、本実施形態においては、低電圧バッテリ３が開放電圧以下且つスイッチ４がオフである第２条件が成立する場合、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが、補機の動作が停止する下限電圧Ｖ_２以下まで降下していなくても、放電抵抗１４の正常または異常状態を判断する。

なお、本実施形態においては、電力供給回路１に補機としてＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６が設けられている例を説明したが、必ずしもこれに限られず、電力供給回路１にＤＣ－ＤＣコンバータ１５のみ、またはエアコン１６のみが設けられる構成であってもよい。この場合、低電圧バッテリ（第２バッテリ）３の電圧Ｖ_Ｌが開放電圧Ｖ_ｏ以下の場合、またはスイッチ４がオフの場合の一方の場合のみがそれぞれ補機停止条件に含まれる。

上記した第２実施形態の電気システム１００の検査方法及び電気システム１００によれば、以下の効果を得ることができる。

電気システム１００の検査方法は、電気システム１００が、負荷（駆動モータ）に電力を供給するバッテリ（第１バッテリ）１１とは異なる低電圧バッテリ（第２バッテリ）３からの電力により動作するＤＣ－ＤＣコンバータ１５（補機）を備える。そして、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５（補機）の動作が停止していると見なすことができる所定の補機停止条件に、低電圧バッテリ（第２バッテリ）３の電圧Ｖ_Ｌが開放電圧Ｖ_ｏ以下の場合を含む。即ち、低電圧バッテリ（第２バッテリ）３の電圧Ｖ_Ｌが開放電圧Ｖ_ｏ以下の場合には、コンデンサ１３の端子間電圧ＶがＤＣ－ＤＣコンバータ１５（補機）の動作が停止する下限電圧Ｖ_２以下に降下していなくても、放電抵抗１４の正常または異常状態を判断する。従って、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが、より高い状態において放電抵抗１４の正常または異常状態を判断することができる。これにより、放電抵抗１４の状態をより短い時間で、より正確に判断することができる。

電気システム１００の検査方法は、電気システム１００が、エアコン１６（補機）を備え、エアコン１６は、エアコン１６（補機）の動作をオンまたはオフするスイッチ４に接続される。そして、エアコン１６（補機）の動作が停止していると見なすことができる所定の補機停止条件に、スイッチ４がオフの場合を含む。即ち、スイッチ４がオフの場合には、コンデンサ１３の端子間電圧ＶがＤＣ－ＤＣコンバータ１５（補機）の動作が停止する下限電圧Ｖ_２以下に降下していなくても、放電抵抗１４の正常または異常状態を判断する。従って、コンデンサ１３の端子間電圧Ｖが、より高い状態において放電抵抗１４の正常または異常状態を判断することができる。これにより、放電抵抗１４の状態をより短い時間で、より正確に判断することができる。

電気システム１００の検査方法は、電気システム１００が備える複数の補機（ＤＣ－ＤＣコンバータ１５、エアコン１６）のすべてについて補機停止条件が成立した場合に、放電抵抗１４の正常または異常状態を判断する。従って、放電抵抗１４の状態をより正確に判断することができる。

電気システム１００の検査方法は、所定の補機停止条件が、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５に接続する低電圧バッテリ（第２バッテリ）３の電圧Ｖ_Ｌが開放電圧Ｖ_Ｏ以下且つエアコン１６に接続するスイッチ４がオフの場合、及びコンデンサ１３の端子間電圧ＶがＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６の動作が停止する下限電圧Ｖ_２以下の場合である。これにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６のどちらの動作も停止した状態で放電抵抗１４の正常または異常状態を判断することができる。従って、ＤＣ－ＤＣコンバータ１５及びエアコン１６による影響を受けずに、放電抵抗１４の状態を正確に判断することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記した各実施形態は、それぞれ単独の実施形態として説明したが、適宜組み合わせてもよい。

１、電力供給回路，２、コントローラ，１１、バッテリ（第１バッテリ），１２、インバータ（放電回路），１３、コンデンサ，１４、放電抵抗，１５、ＤＣ－ＤＣコンバータ（補機），１６、エアコン（補機），１７、リレー

Claims (9)

1. 車両の負荷に電力を供給する電力供給回路上に設けられたコンデンサと、前記コンデンサと並列に設けられ、前記コンデンサを放電可能な放電回路と、前記コンデンサと並列に設けられた放電抵抗と、前記電力供給回路上に設けられた補機と、を備える電気システムの検査方法であって、
   前記放電回路は、前記車両の運転終了時において、前記コンデンサを放電し、
   前記コンデンサの放電後、前記補機の動作が停止していると見なすことができる所定の補機停止条件が成立した場合に、前記放電回路による前記コンデンサの放電を停止するとともに、前記コンデンサの端子間電圧の変化に基づき前記放電抵抗の正常または異常状態を判断する、
   電気システムの検査方法。
2. 請求項１に記載の電気システムの検査方法であって、
   前記補機停止条件は、前記コンデンサの端子間電圧が前記補機の動作が停止する電圧以下の場合である、
   電気システムの検査方法。
3. 請求項１または２に記載の電気システムの検査方法であって、
   前記補機は、前記負荷に電力を供給する第１バッテリとは異なる第２バッテリからの電力供給により動作し、
   前記補機停止条件は、さらに前記第２バッテリの電圧が開放電圧以下の場合を含む、
   電気システムの検査方法。
4. 請求項１または２に記載の電気システムの検査方法であって、
   前記補機は、前記補機の動作をオンまたはオフするスイッチに接続され、
   前記補機停止条件は、さらに前記スイッチがオフの場合を含む、
   電気システムの検査方法。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の電気システムの検査方法であって、
   前記電気システムは、前記補機を複数備え、
   複数の前記補機のすべてについて前記補機停止条件が成立した場合に、前記放電抵抗の正常または異常状態を判断する、
   電気システムの検査方法。
6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の電気システムの検査方法であって、
   前記補機は、ＤＣ－ＤＣコンバータ及びエアコンの少なくとも一方を含む、
   電気システムの検査方法。
7. 請求項１から６のいずれか一つに記載の電気システムの検査方法であって、
   前記補機は、ＤＣ－ＤＣコンバータ及びエアコンであり、
   前記電気システムは、前記ＤＣ－ＤＣコンバータに接続する第２バッテリ及び前記エアコンをオンまたはオフするスイッチを備え、
   前記補機停止条件は、前記第２バッテリの電圧が開放電圧以下且つ前記スイッチがオフの場合、または、前記コンデンサの端子間電圧が前記ＤＣ－ＤＣコンバータ及び前記エアコンの動作が停止する電圧以下の場合である、
   電気システムの検査方法。
8. 請求項１から７のいずれか一つに記載の電気システムの検査方法であって、
   前記補機停止条件の成立した時に、前記コンデンサの端子間電圧が所定の時間内に、所定の値以上低下した場合には、前記放電抵抗が正常状態であると判断し、前記所定の値より低下しない場合には、前記放電抵抗が異常状態であると判断する、
   電気システムの検査方法。
9. 車両の負荷に電力を供給する電力供給回路上に設けられたコンデンサと、
   前記コンデンサと並列に設けられ、前記コンデンサを放電可能な放電回路と、
   前記コンデンサと並列に設けられた放電抵抗と、
   前記電力供給回路上に設けられた補機と、
   前記放電抵抗の正常または異常状態を判断するコントローラと、を備える電気システムであって、
   前記コントローラは、
   前記車両の運転終了時において、前記放電回路により前記コンデンサを放電し、
   前記コンデンサの放電後、前記コンデンサの端子間電圧が前記補機の動作が停止する電圧以下の場合、前記放電回路による前記コンデンサの放電を停止するとともに、前記コンデンサの端子間電圧の変化に基づき前記放電抵抗の正常または異常状態を判断する、
   電気システム。

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