JP5454697B2 - 車両用電源装置およびそれを備える車両ならびに車載充電器の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両用電源装置およびそれを備える車両ならびに車載充電器の制御方法に関し、特に、車両外部の電源によって車載蓄電装置を充電可能な車両用電源装置およびそれを備える車両ならびに車載充電器の制御方法に関する。

特開平１０−２２４９０２号公報（特許文献１）は、電気自動車のモータ駆動制御装置を開示する。このモータ駆動制御装置においては、キースイッチのオフ後に、バッテリの全負荷を開閉する負荷開閉器を開路にするとともに補機回路を起動し、ＤＣリンクコンデンサの残留電荷を補機回路により放電する。

これにより、放電抵抗器を設置せずに、キースイッチオフ後にＤＣリンクコンデンサの残留電荷を速やかに放電することができるとされる。その結果、メインバッテリの無駄な電力消費が避けられ、キースイッチオフ後に速やかにメンテナンスに取り掛かることができるとされる（特許文献１参照）。

特開平１０−２２４９０２号公報 特開平１０−１６４７０９号公報 特開２００９−２２５５８７号公報

電気自動車や、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）によって車載の蓄電装置を充電可能なプラグインハイブリッド自動車においては、外部電源によって車載の蓄電装置を充電するための充電器が車両に搭載される。充電器には、蓄電装置へ出力される充電電力を平滑化するコンデンサが一般的に設けられる。

外部電源による蓄電装置の充電の終了後は、上記コンデンサの残留電荷を速やかに放電させる必要がある。コンデンサの残留電荷を放電させる手法としては、放電抵抗を設けることが知られているが、その分だけコストが上昇する。そこで、放電抵抗を用いずに充電器のコンデンサの残留電荷を速やかに放電させることが望まれるところ、この点について上記の特開平１０−２２４９０２号公報では特に検討されていない。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、充電器に設けられるコンデンサの残留電荷を、放電抵抗を用いることなく確実に放電可能な車両用電源装置およびそれを備える車両を提供することである。

また、この発明の別の目的は、充電器に設けられるコンデンサの残留電荷を、放電抵抗を用いることなく確実に放電可能な車載充電器の制御方法を提供することである。

この発明によれば、車両用電源装置は、主蓄電装置と、補機用蓄電装置と、充電器と、制御装置とを備える。主蓄電装置は、走行用の電力を蓄える。補機用蓄電装置は、補機用の電力を蓄える。充電器は、外部電源から電力を受けて主蓄電装置および補機用蓄電装置を充電するように構成される。制御装置は、充電器を制御する。充電器は、コンデンサを含む。コンデンサは、主蓄電装置へ出力される充電電力を平滑化する。制御装置は、充電制御部と、放電制御部とを含む。充電制御部は、コンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置が受入可能なように、充電器による補機用蓄電装置の充電を制御する。放電制御部は、充電器による主蓄電装置の充電の終了後、コンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置へ放電するように充電器を制御する。

好ましくは、充電制御部は、補機用蓄電装置の残存容量が所定量を超えないように補機用蓄電装置の充電を制御する。所定量は、コンデンサの蓄電量に基づいて決定される。

さらに好ましくは、充電制御部は、残存容量が所定量を超えると充電器による補機用蓄電装置の充電を停止し、残存容量が所定量以下であると充電器による補機用蓄電装置の充電を実行する。

好ましくは、所定量は、コンデンサの残留電荷の受入れに必要な補機用蓄電装置の空き容量を補機用蓄電装置の満充電容量から差引いた量である。

好ましくは、充電器は、主回路と、サブ電源部とをさらに含む。主回路は、外部電源から供給される電力を電圧変換して主蓄電装置へ出力する。サブ電源部は、主回路から出力される電力を電圧変換して補機用蓄電装置へ出力する。充電制御部は、コンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置が受入可能なように、サブ電源部による補機用蓄電装置の充電を制御する。放電制御部は、主蓄電装置の充電の終了後、コンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置へ放電するようにサブ電源部を制御する。

また、好ましくは、充電器は、主回路と、サブ電源部とをさらに含む。主回路は、外部電源から供給される電力を電圧変換して主蓄電装置へ出力する。サブ電源部は、主回路の入側に設けられ、外部電源から供給される電力を電圧変換して補機用蓄電装置へ出力する。主回路は、双方向に通電可能に構成される。充電制御部は、コンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置が受入可能なように、サブ電源部による補機用蓄電装置の充電を制御する。放電制御部は、主蓄電装置の充電の終了後、コンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置へ放電するように主回路およびサブ電源部を制御する。

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの車両用電源装置を備える。
また、この発明によれば、車載充電器の制御方法は、車両外部の電源から電力を受け、走行用の電力を蓄える主蓄電装置および補機用の電力を蓄える補機用蓄電装置を充電するように構成された車載充電器の制御方法である。車載充電器は、コンデンサを含む。コンデンサは、主蓄電装置へ出力される充電電力を平滑化する。そして、制御方法は、コンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置が受入可能なように、車載充電器による補機用蓄電装置の充電を制御するステップと、車載充電器による主蓄電装置の充電の終了後、コンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置へ放電するように車載充電器を制御するステップとを含む。

好ましくは、補機用蓄電装置の充電を制御するステップは、補機用蓄電装置の残存容量が所定量を超えないように補機用蓄電装置の充電を制御するステップを含む。所定量は、コンデンサの蓄電量に基づいて決定される。

この発明においては、充電器に設けられるコンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置が受入可能なように、充電器による補機用蓄電装置の充電が制御される。そして、充電器による主蓄電装置の充電の終了後、コンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置へ放電するように充電器が制御される。したがって、この発明によれば、充電器に設けられるコンデンサの残留電荷を、放電抵抗を用いることなく確実に放電させることができる。

この発明の実施の形態１による車両用電源装置を搭載した車両の全体ブロック図である。 図１に示す充電器の詳細な構成を示すブロック図である。 図２に示す主回路の回路図である。 図１に示すＰＭ−ＥＣＵの構成を機能的に示す機能ブロック図である。 外部充電時における補機用蓄電装置の充電制御を説明するためのフローチャートである。 外部充電の終了後に実施されるコンデンサの放電制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２における充電器の構成を示すブロック図である。 図７に示す主回路の回路図である。 実施の形態２におけるコンデンサの放電制御を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による車両用電源装置を搭載した車両の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１００は、主蓄電装置１０と、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ（System Main Relay）」と称する。）１５と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」と称する。）２０と、モータジェネレータ２５と、駆動輪３０と、ＭＧ−ＥＣＵ３５と、電池ＥＣＵ４０とを備える。また、車両１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５と、補機用蓄電装置５０と、補機負荷５５とをさらに備える。さらに、車両１００は、充電インレット６０と、充電器６５と、充電リレー７０と、ＰＭ−ＥＣＵ７５とをさらに備える。

主蓄電装置１０は、走行用の電力を蓄える直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。主蓄電装置１０は、充電器６５を用いて外部電源８５により充電される（以下では、外部電源８５による主蓄電装置１０の充電を「外部充電」とも称する。）。また、車両１００の制動時や下り斜面での加速度低減時にも、主蓄電装置１０は、モータジェネレータ２５によって発電される電力をＰＣＵ２０から受けて充電される。そして、主蓄電装置１０は、蓄えられた電力をＰＣＵ２０へ出力する。なお、主蓄電装置１０として、二次電池に代えて大容量のキャパシタも採用可能である。

ＳＭＲ１５は、主蓄電装置１０とＰＣＵ２０との間に設けられる。ＳＭＲ１５は、車両１００を走行させるために車両システムが起動するとオン状態となり、充電器６５による主蓄電装置１０の充電時はオフ状態となる。

ＰＣＵ２０は、主蓄電装置１０から電力の供給を受け、ＭＧ−ＥＣＵ３５からの制御信号に基づいてモータジェネレータ２５を駆動する。また、車両１００の制動時等には、ＰＣＵ２０は、駆動輪３０から運動エネルギーを受けてモータジェネレータ２５が発電した電力を電圧変換して主蓄電装置１０へ出力する。ＰＣＵ２０は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含む三相ＰＷＭインバータによって構成される。なお、三相ＰＷＭインバータと主蓄電装置１０との間に昇圧コンバータを設けてもよい。

モータジェネレータ２５は、力行動作および回生動作可能な電動発電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動発電機によって構成される。モータジェネレータ２５は、ＰＣＵ２０によって駆動され、走行用の駆動トルクを発生して駆動輪３０を駆動する。また、車両１００の制動時等には、モータジェネレータ２５は、車両１００の有する運動エネルギーを駆動輪３０から受けて発電する。

ＭＧ−ＥＣＵ３５は、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）により構成され、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、ＰＣＵ２０の動作を制御する。具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ３５は、ＰＣＵ２０によりモータジェネレータ２５を駆動するための制御信号（たとえば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）を生成し、その生成された制御信号をＰＣＵ２０へ出力する。

電池ＥＣＵ４０も、ＥＣＵにより構成され、主蓄電装置１０の電圧および入出力電流の検出値に基づいて主蓄電装置１０の残存容量（以下では「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称し、主蓄電装置１０の容量に対する百分率で表す。）を推定する。なお、主蓄電装置１０の電圧および入出力電流は、それぞれ図示されない電圧センサおよび電流センサによって検出される。また、ＳＯＣの推定方法としては、主蓄電装置１０の開回路電圧（ＯＣＶ（Open Circuit Voltage））とＳＯＣとの関係を用いて算出する方法や、入出力電流の積算値を用いて算出する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。そして、電池ＥＣＵ４０は、外部充電時、ＳＯＣの推定値をＰＭ−ＥＣＵ７５へ出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、ＳＭＲ１５とＰＣＵ２０との間に配線される電源線ＰＬ２，ＮＬ２に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は、電源線ＰＬ２，ＮＬ２から受ける電力を補機電圧に変換（降圧）して補機用蓄電装置５０および補機負荷５５へ出力する。

補機用蓄電装置５０は、各種補機やＥＣＵ用の電力を蓄える直流電源であり、たとえば、鉛電池やニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池によって構成される。補機用蓄電装置５０は、車両走行目的で車両システムが起動されているとき（ＳＭＲ１５がオン状態）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５によって充電される。一方、外部充電時は（ＳＭＲ１５はオフ状態であり、充電リレー７０がオン状態である。）、補機用蓄電装置５０は、充電器６５によって充電される。そして、補機用蓄電装置５０は、蓄えられた電力を補機負荷５５および各ＥＣＵへ供給する。

また、補機用蓄電装置５０は、補機用蓄電装置５０の電圧ＶＢを検出する電圧センサ、および補機用蓄電装置５０に入出力される電流ＩＢを検出する電流センサを含み（いずれも図示せず）、電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各検出値をＰＭ−ＥＣＵ７５へ出力する。補機負荷５５は、車両１００に搭載される多数の補機類を総括して表示したものである。

充電インレット６０は、外部電源８５に接続されるコネクタ８０と嵌合可能に構成され、外部電源８５から供給される電力を受けて充電器６５へ出力する。なお、充電インレット６０に代えて、外部電源８５のコンセントに接続可能に構成された充電プラグを設けてもよい。

充電器６５は、外部電源８５から電力を受けて主蓄電装置１０および補機用蓄電装置５０を充電するように構成される。より詳しくは、外部充電が行なわれるとき、充電器６５は、外部電源８５から電力の供給を受け、ＰＭ−ＥＣＵ７５からの制御信号に基づいて主蓄電装置１０および補機用蓄電装置５０を充電する。充電器６５には、主蓄電装置１０へ出力される充電電力を平滑化するコンデンサが設けられている（図１では図示せず）。そして、外部充電が終了すると、上記コンデンサの残留電荷が補機用蓄電装置５０へ放電される。なお、充電器６５の構成については、後ほど詳しく説明する。

充電リレー７０は、主蓄電装置１０およびＳＭＲ１５間に配線される電源線ＰＬ１，ＮＬ１と充電器６５との間に設けられる。充電リレー７０は、外部充電時にオン状態となり、外部充電が終了するとオフ状態となる。

ＰＭ−ＥＣＵ７５も、ＥＣＵにより構成され、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、充電器６５の動作を制御する。具体的には、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、主蓄電装置１０のＳＯＣの推定値を電池ＥＣＵ４０から受け、補機用蓄電装置５０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各検出値を補機用蓄電装置５０から受ける。そして、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、外部充電時、それらの値に基づいて、充電器６５により主蓄電装置１０および補機用蓄電装置５０を充電するための制御信号を生成し、その生成された制御信号を充電器６５へ出力する。

また、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、外部充電の終了後、充電器６５に設けられるコンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置５０へ放電するように充電器６５を制御する。すなわち、この実施の形態１では、コンデンサを放電させるための放電抵抗を設けずに、コンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置５０へ放電するようにＰＭ−ＥＣＵ７５が充電器６５を制御する。

ここで、外部充電中は充電器６５により補機用蓄電装置５０も充電されるところ、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、外部充電の終了後にコンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置５０が受入可能なように、充電器６５による補機用蓄電装置５０の充電を制御する。詳しくは、外部充電終了後のコンデンサの残留電荷を補機用蓄電装置５０が受入可能なように、コンデンサの蓄電量に基づいて補機用蓄電装置５０の基準ＳＯＣが決定される。そして、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、外部充電中、補機用蓄電装置５０のＳＯＣが基準ＳＯＣを超えないように、充電器６５による補機用蓄電装置５０の充電を制御する。

図２は、図１に示した充電器６５の詳細な構成を示すブロック図である。図２を参照して、充電器６５は、主回路２１０と、コンデンサ２２０と、サブ電源部２３０と、コントローラ２４０とを含む。主回路２１０は、コントローラ２４０によって駆動され、外部電源８５（図１）から供給される電力を主蓄電装置１０（図１）の電圧レベルに電圧変換して主蓄電装置１０へ出力する。

コンデンサ２２０は、主回路２１０の出側（主蓄電装置１０側）に設けられ、詳しくは、主回路２１０出側の電力線対間に接続される。コンデンサ２２０は、主蓄電装置１０へ出力される充電電力を平滑化する。

サブ電源部２３０は、主回路２１０出側（主蓄電装置１０側）の電力線対に接続される。サブ電源部２３０は、コントローラ２４０によって駆動され、主回路２１０から出力される電力の一部を電圧変換して補機用蓄電装置５０（図１）へ出力する。また、サブ電源部２３０は、外部充電の終了後もコントローラ２４０によって駆動され、コンデンサ２２０の残留電荷を補機用蓄電装置５０へ放電する。このサブ電源部２３０は、外部充電時の充電制御用の電力（外部充電時に駆動される補機やＥＣＵ用の電力）を確保するためのものであり、主回路２１０やＤＣ／ＤＣコンバータ４５（図１）と比べて小容量である。サブ電源部２３０は、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータによって構成される。

コントローラ２４０は、専用の電子回路によるハードウェア処理および／または予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理により、主回路２１０およびサブ電源部２３０の動作を制御する。具体的には、コントローラ２４０は、ＰＭ−ＥＣＵ７５から制御信号を受け、その受けた制御信号に基づいて主回路２１０およびサブ電源部２３０を駆動する。

図３は、図２に示した主回路２１０の回路図である。図３を参照して、主回路２１０は、ＡＣ／ＤＣ変換部３１０，３２０と、絶縁トランス３３０と、整流部３４０とを含む。ＡＣ／ＤＣ変換部３１０，３２０の各々は、単相ブリッジ回路から成る。ＡＣ／ＤＣ変換部３１０は、コントローラ２４０（図２）からの駆動信号に基づいて、外部電源８５から充電インレット６０（図１）に与えられる交流電力を直流電力に変換してＡＣ／ＤＣ変換部３２０へ出力する。ＡＣ／ＤＣ変換部３２０は、コントローラ２４０からの駆動信号に基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換部３１０から供給される直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス３３０へ出力する。

絶縁トランス３３０は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＡＣ／ＤＣ変換部３２０および整流部３４０に接続される。そして、絶縁トランス３３０は、ＡＣ／ＤＣ変換部３２０から受ける高周波の交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧レベルに変換して整流部３４０へ出力する。整流部３４０は、絶縁トランス３３０から出力される交流電力を直流電力に整流して主蓄電装置１０（図１）へ出力する。

図４は、図１に示したＰＭ−ＥＣＵ７５の構成を機能的に示す機能ブロック図である。図４を参照して、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、充電制御部１１０と、補機用蓄電装置５０（図１）のＳＯＣを推定するＳＯＣ推定部１２０と、補機用蓄電装置５０の充電を制御する充電制御部１３０と、放電制御部１４０とを含む。

充電制御部１１０は、電池ＥＣＵ４０（図１）から受ける主蓄電装置１０のＳＯＣ推定値に基づいて、充電器６５による主蓄電装置１０の充電を制御する。詳しくは、充電制御部１１０は、外部充電の開始を示す充電開始トリガを受けると、充電器６５により主蓄電装置１０を充電するための制御信号を生成し、その生成された制御信号を充電器６５（より詳しくは、充電器６５のコントローラ２４０（図２））へ出力する。

また、充電制御部１１０は、充電器６５による主蓄電装置１０の充電中、その旨をＳＯＣ推定部１２０、充電制御部１３０および放電制御部１４０へ通知する。さらに、充電制御部１１０は、主蓄電装置１０のＳＯＣが予め定められた上限値に達したり、外部充電の終了を示す充電終了トリガを受けたりすると、外部充電が終了したことをＳＯＣ推定部１２０、充電制御部１３０および放電制御部１４０へ通知する。

ＳＯＣ推定部１２０は、外部充電中、補機用蓄電装置５０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各検出値に基づいて補機用蓄電装置５０のＳＯＣを推定する。なお、ＳＯＣの推定方法としては、主蓄電装置１０のＳＯＣ推定と同様に、補機用蓄電装置５０のＯＣＶとＳＯＣとの関係を用いて算出する方法や、補機用蓄電装置５０の入出力電流の積算値を用いて算出する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。

充電制御部１３０は、外部充電中、ＳＯＣ推定部１２０により推定された補機用蓄電装置５０のＳＯＣに基づいて、充電器６５による補機用蓄電装置５０の充電を制御する。詳しくは、充電制御部１３０は、外部充電中である旨の通知を受けているとき、充電器６５のサブ電源部２３０（図２）を駆動するための制御信号を生成し、その生成された制御信号を充電器６５のコントローラ２４０へ出力する。

ここで、充電器６５のコンデンサ２２０（図２）の残留電荷を補機用蓄電装置５０が受入可能なように、コンデンサ２２０の蓄電量に基づいて補機用蓄電装置５０の基準ＳＯＣが予め決定される。一例として、基準ＳＯＣは、コンデンサ２２０の残留電荷の受入れに必要な補機用蓄電装置５０の空き容量を補機用蓄電装置５０の満充電容量から差引いた値である。

そして、充電制御部１３０は、外部充電中、補機用蓄電装置５０のＳＯＣが基準ＳＯＣを超えないように補機用蓄電装置５０の充電を制御する。詳しくは、補機用蓄電装置５０のＳＯＣが基準ＳＯＣを超えると、充電制御部１３０は、サブ電源部２３０を駆動するための制御信号の生成を停止する。

放電制御部１４０は、外部充電が終了した旨の通知を充電制御部１１０から受けると、充電器６５のコンデンサ２２０の残留電荷を補機用蓄電装置５０へ放電するように充電器６５を制御する。詳しくは、外部充電が終了すると、放電制御部１４０は、コンデンサ２２０の残留電荷を補機用蓄電装置５０へ放電するように、充電器６５のサブ電源部２３０を駆動するための制御信号を生成し、その生成された制御信号を充電器６５のコントローラ２４０へ出力する。

図５は、外部充電時における補機用蓄電装置５０の充電制御を説明するためのフローチャートである。図５を参照して、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、外部充電中か否かを判定する（ステップＳ１０）。外部充電中でないと判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ６０へ処理を移行する。

ステップＳ１０において外部充電中であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、補機用蓄電装置５０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各検出値に基づいて、補機用蓄電装置５０のＳＯＣを推定する（ステップＳ２０）。次いで、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、補機用蓄電装置５０のＳＯＣが基準ＳＯＣよりも高いか否かを判定する（ステップＳ３０）。なお、上述のように、基準ＳＯＣは、コンデンサ２２０の蓄電量に基づいて決定される。

そして、ステップＳ３０において、補機用蓄電装置５０のＳＯＣが基準ＳＯＣよりも高いと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、充電器６５のサブ電源部２３０（図２）を駆動するための制御信号の生成を停止する。これにより、サブ電源部２３０は停止する（ステップＳ４０）。

一方、ステップＳ３０において、補機用蓄電装置５０のＳＯＣが基準ＳＯＣ以下であると判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、充電器６５のサブ電源部２３０を駆動するための制御信号を生成し、その生成された制御信号を充電器６５のコントローラ２４０（図２）へ出力する。これにより、サブ電源部２３０は駆動される（ステップＳ５０）。

図６は、外部充電の終了後に実施されるコンデンサ２２０の放電制御を説明するためのフローチャートである。図６を参照して、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、外部充電の終了が指示されたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。たとえば、主蓄電装置１０のＳＯＣが上限値に達したり、充電終了トリガを受けたりすると、外部充電の終了が指示されたものと判定される。外部充電は終了していないと判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ１８０へ処理を移行する。

ステップＳ１１０において外部充電の終了が指示されたものと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、充電器６５の主回路２１０（図２）を駆動するための制御信号の生成を停止する。これにより、主回路２１０が停止する（ステップＳ１２０）。また、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、充電器６５のサブ電源部２３０（図２）を駆動するための制御信号の生成を停止する。これにより、サブ電源部２３０が停止する（ステップＳ１３０）。さらに、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、充電リレー７０（図１）をオフさせる（ステップＳ１４０）。これにより、充電器６５は、主蓄電装置１０から電気的に切離される。

充電リレー７０がオフされると、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、充電器６５のサブ電源部２３０を駆動するための制御信号を生成する。これにより、サブ電源部２３０が再び駆動され、サブ電源部２３０によるコンデンサ２２０から補機用蓄電装置５０への放電が開始される（ステップＳ１５０）。

サブ電源部２３０が駆動すると、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、コンデンサ２２０の放電が完了したか否かを判定する（ステップＳ１６０）。コンデンサ２２０の放電が完了したか否かは、たとえば、コンデンサ２２０の電圧を検出可能な図示されない電圧センサの検出値に基づいて判定される。ステップＳ１６０において放電が完了していないと判定されると（ステップＳ１６０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、ステップＳ１５０へ処理を戻す。

そして、ステップＳ１６０においてコンデンサ２２０の放電が完了したと判定されると（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、サブ電源部２３０を駆動するための制御信号の生成を停止する。これにより、サブ電源部２３０が最終的に停止する（ステップＳ１７０）。

以上のように、この実施の形態１においては、充電器６５は、外部電源８５により主蓄電装置１０および補機用蓄電装置５０を充電可能に構成される。外部充電中、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、補機用蓄電装置５０のＳＯＣが基準ＳＯＣを超えないように、充電器６５のサブ電源部２３０による補機用蓄電装置５０の充電を制御する。すなわち、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、外部充電の終了後に充電器６５のコンデンサ２２０の残留電荷を補機用蓄電装置５０が受入可能なように、外部充電中の補機用蓄電装置５０の充電を制御する。そして、外部充電が終了すると、ＰＭ−ＥＣＵ７５は、コンデンサ２２０の残留電荷を補機用蓄電装置５０へ放電するように充電器６５を制御する。したがって、この実施の形態１によれば、充電器６５に設けられるコンデンサ２２０の残留電荷を、放電抵抗を用いることなく確実に放電させることができる。

［実施の形態２］
上記の実施の形態１では、サブ電源部２３０は、主回路２１０出側（主蓄電装置１０側）の電力線対に接続されるものとしたが、主回路の入側（外部電源８５側）にサブ電源部を設けてもよい。

この実施の形態２における車両の全体構成は、図１に示した実施の形態１における車両１００と同じである。

図７は、実施の形態２における充電器６５Ａの構成を示すブロック図である。図７を参照して、充電器６５Ａは、主回路２１０Ａと、コンデンサ２２０と、サブ電源部２３０Ａと、コントローラ２４０Ａとを含む。

主回路２１０Ａは、コントローラ２４０Ａによって駆動され、外部電源８５（図１）から供給される電力を主蓄電装置１０（図１）の電圧レベルに電圧変換して主蓄電装置１０へ出力する。また、主回路２１０Ａは、外部充電の終了後もコントローラ２４０Ａによって駆動され、コンデンサ２２０の残留電荷をサブ電源部２３０Ａへ放電させる。すなわち、主回路２１０Ａは、双方向に通電可能に構成される。主回路２１０Ａの構成については、後ほど説明する。

サブ電源部２３０Ａは、主回路２１０Ａ入側（外部電源８５側）の電力線対に接続される。サブ電源部２３０Ａは、コントローラ２４０Ａによって駆動され、外部電源８５から供給される電力の一部を電圧変換して補機用蓄電装置５０へ出力する。また、サブ電源部２３０Ａは、外部充電の終了後もコントローラ２４０Ａによって駆動され、主回路２１０Ａから受けるコンデンサ２２０の残留電荷を補機用蓄電装置５０へ放電する。サブ電源部２３０Ａは、ＤＣ／ＤＣ変換も可能なＡＣ／ＤＣコンバータによって構成される。

コントローラ２４０Ａは、専用の電子回路によるハードウェア処理および／または予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理により、主回路２１０Ａおよびサブ電源部２３０Ａの動作を制御する。具体的には、コントローラ２４０Ａは、ＰＭ−ＥＣＵ７５Ａ（図１）から制御信号を受け、その受けた制御信号に基づいて主回路２１０Ａおよびサブ電源部２３０Ａを駆動する。

この実施の形態２においては、サブ電源部２３０Ａは、主回路２１０Ａ入側に設けられ、外部充電時、外部電源８５から供給される電力の一部を電圧変換して補機用蓄電装置５０を充電する。そして、外部充電が終了すると、主回路２１０Ａおよびサブ電源部２３０Ａが駆動され、コンデンサ２２０の残留電荷が主回路２１０Ａおよびサブ電源部２３０Ａを介して補機用蓄電装置５０へ放電される。

図８は、図７に示した主回路２１０Ａの回路図である。図８を参照して、この主回路２１０Ａは、図３に示した実施の形態１における主回路２１０の構成において、整流部３４０に代えてＡＣ／ＤＣ変換部３４０Ａを含む。

ＡＣ／ＤＣ変換部３４０Ａは、単相ブリッジ回路から成る。ＡＣ／ＤＣ変換部３４０Ａは、コントローラ２４０Ａ（図７）からの駆動信号に基づいて、絶縁トランス３３０から出力される交流電力を直流電力に変換して主蓄電装置１０（図１）へ出力する。

また、ＡＣ／ＤＣ変換部３１０，３２０，３４０Ａおよび絶縁トランス３３０の各々は、双方向に電力変換可能である。そして、この実施の形態２においては、外部充電が終了すると、ＡＣ／ＤＣ変換部３４０Ａ，３２０，３１０の各々は、主蓄電装置１０側から外部電源８５側へ電力を流すように、コントローラ２４０Ａからの駆動信号に基づいて動作する。これにより、外部充電の終了後、主蓄電装置１０側に設けられるコンデンサ２２０（図７）の残留電荷が主回路２１０Ａを介してサブ電源部２３０Ａ（図７）へ出力され、サブ電源部２３０Ａによって補機用蓄電装置５０へ放電される。

再び図４を参照して、実施の形態２におけるＰＭ−ＥＣＵ７５Ａは、実施の形態１におけるＰＭ−ＥＣＵ７５の構成において、放電制御部１４０に代えて放電制御部１４０Ａを含む。放電制御部１４０Ａは、外部充電が終了した旨の通知を充電制御部１１０から受けると、充電器６５Ａのコンデンサ２２０の残留電荷を補機用蓄電装置５０へ放電するように充電器６５Ａを制御する。詳しくは、外部充電が終了すると、放電制御部１４０Ａは、コンデンサ２２０の残留電荷を補機用蓄電装置５０へ放電するように、充電器６５Ａの主回路２１０Ａおよびサブ電源部２３０Ａを駆動するための制御信号を生成し、その生成された制御信号を充電器６５Ａのコントローラ２４０Ａへ出力する。

図９は、実施の形態２におけるコンデンサ２２０の放電制御を説明するためのフローチャートである。図９を参照して、このフローチャートは、実施の形態１におけるコンデンサ２２０の放電制御を示した図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１５０，Ｓ１７０に代えてそれぞれステップＳ１５５，Ｓ１７５を含む。

すなわち、ステップＳ１４０において充電リレー７０（図１）がオフされると、ＰＭ−ＥＣＵ７５Ａは、充電器６５の主回路２１０Ａおよびサブ電源部２３０Ａを駆動するための制御信号を生成する。これにより、主回路２１０Ａおよびサブ電源部２３０Ａが再び駆動され、主回路２１０Ａおよびサブ電源部２３０Ａを介してコンデンサ２２０から補機用蓄電装置５０への放電が開始される（ステップＳ１５５）。

そして、ステップＳ１６０においてコンデンサ２２０の放電が完了したと判定されると（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ７５Ａは、主回路２１０Ａおよびサブ電源部２３０Ａを駆動するための制御信号の生成を停止する。これにより、主回路２１０Ａおよびサブ電源部２３０Ａが最終的に停止する（ステップＳ１７５）。

以上のように、この実施の形態２においては、充電器６５Ａの主回路２１０Ａの入側（外部電源８５側）にサブ電源部２３０Ａが設けられる。そして、主回路２１０Ａは、双方向に通電可能に構成され、外部充電が終了すると、主回路２１０Ａおよびサブ電源部２３０Ａによってコンデンサ２２０の残留電荷が補機用蓄電装置５０へ放電される。外部充電中は、補機用蓄電装置５０のＳＯＣが基準ＳＯＣを超えないように、サブ電源部２３０Ａによる補機用蓄電装置５０の充電が制御される。したがって、この実施の形態２によっても、充電器６５Ａに設けられるコンデンサ２２０の残留電荷を、放電抵抗を用いることなく確実に放電させることができる。

なお、上記の各実施の形態においては、車両１００は、モータジェネレータ２５を動力源とする電動車両としたが、車両１００は、モータジェネレータ２５のみを動力源とする電気自動車であってもよいし、モータジェネレータ２５に加えてエンジン（図示せず）をさらに搭載したハイブリッド自動車であってもよい。

なお、上記において、ＰＭ−ＥＣＵ７５，７５Ａは、この発明における「制御装置」の一実施例に対応し、補機用蓄電装置５０の充電を制御する充電制御部１３０は、この発明における「充電制御部」の一実施例に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 主蓄電装置、１５ ＳＭＲ、２０ ＰＣＵ、２５ モータジェネレータ、３０ 駆動輪、３５ ＭＧ−ＥＣＵ、４０ 電池ＥＣＵ、４５ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５０ 補機用蓄電装置、５５ 補機負荷、６０ 充電インレット、６５，６５Ａ 充電器、７０ 充電リレー、７５，７５Ａ ＰＭ−ＥＣＵ、８０ コネクタ、８５ 外部電源、１００ 車両、１１０，１３０ 充電制御部、１２０ ＳＯＣ推定部、１４０，１４０Ａ 放電制御部、２１０，２１０Ａ 主回路、２２０ コンデンサ、２３０，２３０Ａ サブ電源部、２４０，２４０Ａ コントローラ、３１０，３２０，３４０Ａ ＡＣ／ＤＣ変換部、３３０ 絶縁トランス、３４０ 整流部、ＰＬ１，ＰＬ２，ＮＬ１，ＮＬ２ 電源線。

Claims (7)

1. 走行用の電力を蓄える主蓄電装置と、
   補機用の電力を蓄える補機用蓄電装置と、
   車両外部の電源から電力を受けて前記主蓄電装置および前記補機用蓄電装置を充電するように構成された充電器と、
   前記充電器を制御する制御装置とを備え、
   前記充電器は、前記主蓄電装置へ出力される充電電力を平滑化するコンデンサを含み、
   前記制御装置は、
   前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置が受入可能なように、前記充電器による前記補機用蓄電装置の充電を制御する充電制御部と、
   前記充電器による前記主蓄電装置の充電の終了後、前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置へ放電するように前記充電器を制御する放電制御部とを含み、
   前記充電制御部は、前記補機用蓄電装置の残存容量が所定量を超えないように前記補機用蓄電装置の充電を制御し、
   前記所定量は、前記コンデンサの蓄電量に基づいて決定され、
   前記充電器は、
   前記電源から供給される電力を電圧変換して前記主蓄電装置へ出力する主回路と、
   前記主回路から出力される電力を電圧変換して前記補機用蓄電装置へ出力するサブ電源部とをさらに含み、
   前記充電制御部は、前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置が受入可能なように、前記サブ電源部による前記補機用蓄電装置の充電を制御し、
   前記放電制御部は、前記主蓄電装置の充電の終了後、前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置へ放電するように前記サブ電源部を制御する、車両用電源装置。
2. 走行用の電力を蓄える主蓄電装置と、
   補機用の電力を蓄える補機用蓄電装置と、
   車両外部の電源から電力を受けて前記主蓄電装置および前記補機用蓄電装置を充電するように構成された充電器と、
   前記充電器を制御する制御装置とを備え、
   前記充電器は、前記主蓄電装置へ出力される充電電力を平滑化するコンデンサを含み、
   前記制御装置は、
   前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置が受入可能なように、前記充電器による前記補機用蓄電装置の充電を制御する充電制御部と、
   前記充電器による前記主蓄電装置の充電の終了後、前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置へ放電するように前記充電器を制御する放電制御部とを含み、
   前記充電制御部は、前記補機用蓄電装置の残存容量が所定量を超えないように前記補機用蓄電装置の充電を制御し、
   前記所定量は、前記コンデンサの蓄電量に基づいて決定され、
   前記充電器は、
   前記電源から供給される電力を電圧変換して前記主蓄電装置へ出力する主回路と、
   前記主回路の入側に設けられ、前記電源から供給される電力を電圧変換して前記補機用蓄電装置へ出力するサブ電源部とをさらに含み、
   前記主回路は、双方向に通電可能に構成され、
   前記充電制御部は、前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置が受入可能なように、前記サブ電源部による前記補機用蓄電装置の充電を制御し、
   前記放電制御部は、前記主蓄電装置の充電の終了後、前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置へ放電するように前記主回路および前記サブ電源部を制御する、車両用電源装置。
3. 前記充電制御部は、前記残存容量が前記所定量を超えると前記充電器による前記補機用蓄電装置の充電を停止し、前記残存容量が前記所定量以下であると前記充電器による前記補機用蓄電装置の充電を実行する、請求項１または２に記載の車両用電源装置。
4. 前記所定量は、前記コンデンサの残留電荷の受入れに必要な前記補機用蓄電装置の空き容量を前記補機用蓄電装置の満充電容量から差引いた量である、請求項１または２に記載の車両用電源装置。
5. 請求項１または２に記載の車両用電源装置を備える車両。
6. 車両外部の電源から電力を受け、走行用の電力を蓄える主蓄電装置および補機用の電力を蓄える補機用蓄電装置を充電するように構成された車載充電器の制御方法であって、前記車載充電器は、前記主蓄電装置へ出力される充電電力を平滑化するコンデンサを含み、
   前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置が受入可能なように、前記車載充電器による前記補機用蓄電装置の充電を制御するステップと、
   前記車載充電器による前記主蓄電装置の充電の終了後、前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置へ放電するように前記車載充電器を制御するステップとを含み、
   前記補機用蓄電装置の充電を制御するステップは、前記補機用蓄電装置の残存容量が所定量を超えないように前記補機用蓄電装置の充電を制御するステップを含み、
   前記所定量は、前記コンデンサの蓄電量に基づいて決定され、
   前記車載充電器は、
   前記電源から供給される電力を電圧変換して前記主蓄電装置へ出力する主回路と、
   前記主回路から出力される電力を電圧変換して前記補機用蓄電装置へ出力するサブ電源部とをさらに含み、
   前記補機用蓄電装置の充電を制御するステップは、前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置が受入可能なように、前記サブ電源部による前記補機用蓄電装置の充電を制御するステップを含み、
   前記車載充電器を制御するステップは、前記主蓄電装置の充電の終了後、前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置へ放電するように前記サブ電源部を制御するステップを含む、車載充電器の制御方法。
7. 車両外部の電源から電力を受け、走行用の電力を蓄える主蓄電装置および補機用の電力を蓄える補機用蓄電装置を充電するように構成された車載充電器の制御方法であって、前記車載充電器は、前記主蓄電装置へ出力される充電電力を平滑化するコンデンサを含み、
   前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置が受入可能なように、前記車載充電器による前記補機用蓄電装置の充電を制御するステップと、
   前記車載充電器による前記主蓄電装置の充電の終了後、前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置へ放電するように前記車載充電器を制御するステップとを含み、
   前記補機用蓄電装置の充電を制御するステップは、前記補機用蓄電装置の残存容量が所定量を超えないように前記補機用蓄電装置の充電を制御するステップを含み、
   前記所定量は、前記コンデンサの蓄電量に基づいて決定され、
   前記車載充電器は、
   前記電源から供給される電力を電圧変換して前記主蓄電装置へ出力する主回路と、
   前記主回路の入側に設けられ、前記電源から供給される電力を電圧変換して前記補機用蓄電装置へ出力するサブ電源部とをさらに含み、
   前記主回路は、双方向に通電可能に構成され、
   前記補機用蓄電装置の充電を制御するステップは、前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置が受入可能なように、前記サブ電源部による前記補機用蓄電装置の充電を制御するステップを含み、
   前記車載充電器を制御するステップは、前記主蓄電装置の充電の終了後、前記コンデンサの残留電荷を前記補機用蓄電装置へ放電するように前記主回路および前記サブ電源部を制御するステップを含む、車載充電器の制御方法。

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