JP7203795B2

JP7203795B2 - 移動体用制御装置及びその制御方法並びに移動体

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Publication number: JP7203795B2
Application number: JP2020161852A
Authority: JP
Inventors: 充昭矢野; 晋一横山; 雅彦佐藤; 智喜中原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2023-01-13
Anticipated expiration: 2040-09-28
Also published as: JP2022054686A; CN114285258B; EP3974241A1; US11607966B2; CN114285258A; EP3974241B1; US20220097541A1

Description

本発明は、移動体用制御装置及びその制御方法並びに移動体に関する。

特許文献１には、車両外部の電源装置から電力を受け蓄電装置に充電を行なうことが可能であるとともに蓄電装置から車両外部の負荷に放電を行なうことが可能に構成された充放電装置を備える車両の制御装置が開示されている。特許文献１の充放電装置のうちのインレット側には、突入電流防止抵抗と、当該突入電流防止抵抗を経由せずに電流を流すためのリレーとを含むプリチャージ回路が備えられている。

特開２０１４－７５８５３号公報

小型化を実現すべく、インレット側のプリチャージ回路等を削減することが待望されている。しかしながら、インレット側のプリチャージ回路等を単に削減した場合には、信頼性の低下を招きかねない。

本発明の目的は、信頼性の低下を招くことなく小型化を実現し得る移動体用制御装置及びその制御方法並びにその移動体用制御装置が備えられた移動体を提供することにある。

本発明の一態様による移動体用制御装置は、移動体の外部に位置する電源装置から接続部を介して供給される交流電力を直流電力に変換して前記移動体に備えられたバッテリに充電を行うことが可能であり、前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換して前記移動体の外部に位置する電気的負荷に給電を行うことが可能であるとともに、前記接続部側に位置する接続部側平滑コンデンサと、前記バッテリ側に位置するバッテリ側平滑コンデンサとを有する充給電部と、前記充給電部を制御し得る制御部と、を備え、前記制御部は、前記電源装置から供給される電力を用いて前記バッテリに充電を行う場合、前記電源装置からの電力が前記充給電部に供給され始める前に、前記バッテリから供給される電力を用いて、前記接続部側平滑コンデンサに対するプリチャージと前記バッテリ側平滑コンデンサに対するプリチャージとを完了させる。

本発明の他の態様による移動体は、上記のような移動体用制御装置を備える。

本発明の更に他の態様による移動体用制御装置の制御方法は、移動体の外部に位置する電源装置から接続部を介して供給される交流電力を直流電力に変換して前記移動体に備えられたバッテリに充電を行うことが可能であり、前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換して前記移動体の外部に位置する電気的負荷に給電を行うことが可能であるとともに、前記接続部側に位置する接続部側平滑コンデンサと、前記バッテリ側に位置するバッテリ側平滑コンデンサとを有する充給電部が備えられた移動体用制御装置の制御方法であって、前記電源装置からの電力が前記充給電部に供給され始める前に、前記バッテリから供給される電力を用いて、前記接続部側平滑コンデンサに対するプリチャージと前記バッテリ側平滑コンデンサに対するプリチャージとを行うステップと、前記接続部側平滑コンデンサに対する前記プリチャージと前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージとが完了した後に、前記電源装置から前記充給電部への電力の供給を開始し、前記電源装置から供給される電力を用いて前記バッテリに充電を行うステップと、を有する。

本発明によれば、信頼性の低下を招くことなく小型化を実現し得る移動体用制御装置及びその制御方法並びにその移動体用制御装置が備えられた移動体を提供することができる。

一実施形態による移動体用制御装置が備えられた移動体を示すブロック図である。一実施形態による移動体用制御装置の動作を示すタイムチャートである。一実施形態による移動体用制御装置の動作の他の例を示すタイムチャートである。

本発明による移動体用制御装置及びその制御方法並びに移動体について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。

［一実施形態］
一実施形態による移動体用制御装置及びその制御方法並びに移動体について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態による移動体用制御装置が備えられた移動体を示すブロック図である。ここでは、移動体１０が車両である場合を例に説明するが、移動体１０は車両に限定されるものではない。例えば、移動体１０がロボット等であってもよい。

図１に示すように、移動体１０には、充電及び給電を行い得る移動体用制御装置１２と、電力を貯蔵し得る充電式エネルギー貯蔵システム（ＲＥＥＳＳ：ＲＥｃｈａｒｇｅａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＳｙｓｔｅｍ）１４とが備えられている。なお、移動体１０には、これらの構成要素以外の構成要素も備えられているが、ここでは、図示を省略している。

移動体用制御装置（充放電装置）１２には、充給電部（充放電部）１６が備えられている。移動体用制御装置１２には、複数の動作モード、具体的には、充電モードと給電モードとが備えられている。充電モードにおいては、充給電部１６は、移動体１０の外部に位置する電源装置２０から供給される交流電力を直流電力に変換し、移動体１０に備えられた後述するバッテリ８８に対して充電を行い得る。給電モードにおいては、充給電部１６は、バッテリ８８から供給される直流電力を交流電力に変換し、移動体１０の外部に位置する電気的負荷１０８に交流電力を供給し得る。なお、移動体用制御装置１２の動作モードは、後述する制御部１０２によって決定され得る。

バッテリ８８に対して充電を行う際には、移動体１０の外部に位置する電源装置２０が充給電部１６に電気的に接続される。電源装置２０としては、例えば、ＥＶＳＥ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅＳｕｐｐｌｙＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）が挙げられるが、これに限定されるものではない。ＥＶＳＥとは、プラグインハイブリッド車、電気自動車等の車両に用いられる充電用ケーブルである。電源装置２０には、当該電源装置２０の状態、移動体１０の状態等を検知する機能が備えられている。また、電源装置２０には、充電の制御を行う機能が更に備えられている。

電源装置２０には、交流電源２６からの交流電力が供給され得る。交流電源２６から供給される交流電圧は、例えば２４０Ｖ程度であるが、これに限定されるものではない。電源装置２０には、接続部２３、即ち、充電用コネクタが備えられている。交流電源２６から供給される交流電力は、電源装置２０に備えられた一対の配線２２Ａ、２２Ｂを介して接続部２３に供給され得る。移動体１０には、接続部２４、即ち、インレットが備えられている。接続部２４は、充給電部１６に備えられた一対の配線３２Ａ、３２Ｂに接続されている。バッテリ８８に対して充電を行う際には、接続部２３と接続部２４とが接続され得る。

電源装置２０に備えられた一対の配線２２Ａ、２２Ｂの各々には、スイッチ２５Ａ、２５Ｂが備えられている。スイッチ２５Ａ、２５Ｂとしては、例えば、リレー接点等を用い得るが、これに限定されるものではない。スイッチ２５Ａ、２５Ｂがオフの状態においては、交流電源２６からの交流電力は充給電部１６に供給されない。スイッチ２５Ａ、２５Ｂがオン状態にされると、交流電源２６からの交流電力が、配線２２Ａ、２２Ｂ、スイッチ２５Ａ、２５Ｂ、及び、接続部２３、２４を介して、充給電部１６に供給される。

移動体１０の外部に位置する電気的負荷１０８に対して給電を行う際には、電気的負荷１０８が充給電部１６に電気的に接続される。より具体的には、電気的負荷１０８に備えられた不図示の接続部が、移動体１０に備えられた接続部２４に接続される。

充給電部１６には、電圧センサ（検出部）２７が備えられている。電圧センサ２７の一方の入力端子は、配線３２Ａに接続されている。電圧センサ２７の他方の入力端子は、配線３２Ｂに接続されている。電圧センサ２７は、一対の配線３２Ａ、３２Ｂ間の電圧ＶＡＣ、即ち、電源装置２０から移動体用制御装置１２に供給される電圧を検出し得る。

充給電部１６には、電力変換部（第１電力変換部）２８と、接続部側平滑コンデンサ４４と、電力変換部（第２電力変換部）５０と、バッテリ側平滑コンデンサ６８とが備えられている。電力変換部２８と、接続部側平滑コンデンサ４４と、電力変換部５０と、バッテリ側平滑コンデンサ６８とによって、接続部２４の交流電力とバッテリ８８側の直流電力とを相互に変換するＡＣ／ＤＣ変換部が構成されている。

電源装置２０からの交流電力は、配線３２Ａ、３２Ｂを介して電力変換部２８に供給され得る。電力変換部２８は、充電モードにおいては、電源装置２０から供給される交流電力を直流電力に変換し、接続部側平滑コンデンサ４４側に直流電力を供給し得る。また、電力変換部２８は、給電モードにおいては、接続部側平滑コンデンサ４４側から供給される直流電力を交流電力に変換して、接続部２４側に交流電力を供給し得る。

電力変換部５０には、変換部５２と、絶縁トランス５４と、変換部５６とが備えられている。電力変換部５０は、絶縁トランス５４を介して電力の授受を行い得る。絶縁トランス５４に対して接続部２４側に位置している接続部側平滑コンデンサ４４側から供給される直流電力は、変換部５２によって交流電力に変換され、当該交流電力は、絶縁トランス５４を介して変換部５６側に供給され得る。絶縁トランス５４を介して授受される交流電力は、変換部５６によって直流電力に変換され、絶縁トランス５４に対してバッテリ８８側に位置している平滑コンデンサ６８側に供給され得る。また、絶縁トランス５４に対してバッテリ８８側に位置している平滑コンデンサ６８側から供給される直流電力は、変換部５６によって交流電力に変換され、当該交流電力は、絶縁トランス５４を介して変換部５２側に供給され得る。絶縁トランス５４を介して授受される交流電力は、変換部５２によって直流電力に変換され、絶縁トランス５４に対して接続部２４側に位置している接続部側平滑コンデンサ４４側に供給され得る。

電力変換部２８には、一対の配線３２Ａ、３２Ｂの各々に対応して、パワー素子部３４Ａ、３４Ｂが備えられている。

配線３２Ａに対応したパワー素子部３４Ａには、上アーム側のダイオード３６Ａｕと、下アーム側のダイオード３６Ａｄと、上アーム側のスイッチング素子（半導体スイッチング素子）３８Ａｕと、下アーム側のスイッチング素子３８Ａｄとが備えられている。

配線３２Ｂに対応したパワー素子部３４Ｂには、上アーム側のダイオード３６Ｂｕと、下アーム側のダイオード３６Ｂｄと、上アーム側のスイッチング素子３８Ｂｕと、下アーム側のスイッチング素子３８Ｂｄとが備えられている。

上アーム側のダイオード一般について説明する際には、符号３６ｕを用い、個々の上アーム側のダイオードについて説明する際には、符号３６Ａｕ、３６Ｂｕを用いる。また、下アーム側のダイオード一般について説明する際には、符号３６ｄを用い、個々の下アーム側のダイオードについて説明する際には、符号３６Ａｄ、３６Ｂｄを用いる。

スイッチング素子一般について説明する際には、符号３８を用い、個々のスイッチング素子について説明する際には、符号３８Ａｕ、３８Ａｄ、３８Ｂｕ、３８Ｂｄを用いる。また、上アーム側のスイッチング素子一般について説明する際には、符号３８ｕを用い、個々の上アーム側のスイッチング素子について説明する際には、符号３８Ａｕ、３８Ｂｕを用いる。また、下アーム側のスイッチング素子一般について説明する際には、符号３８ｄを用い、個々の下アーム側のスイッチング素子について説明する際には、符号３８Ａｄ、３８Ｂｄを用いる。

スイッチング素子３８は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用い得るが、これに限定されるものではない。ＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）をスイッチング素子３８として用いるようにしてもよい。

上アーム側のダイオード３６ｕと、下アーム側のダイオード３６ｄとは、互いに直列に接続されている。上アーム側のダイオード３６ｕのカソードは、一対の配線４０Ａ、４０Ｂのうちの一方の配線４０Ａに接続されている。上アーム側のダイオード３６ｕのアノードは、下アーム側のダイオード３６ｄのカソードに接続されている。下アーム側のダイオード３６ｄのアノードは、一対の配線４０Ａ、４０Ｂのうちの他方の配線４０Ｂに接続されている。

これらのダイオード３６Ａｕ、３６Ａｄ、３６Ｂｕ、３６Ｂｄによって整流回路が構成されている。

上アーム側のスイッチング素子３８ｕと、下アーム側のスイッチング素子３８ｄとは、互いに直列に接続されている。上アーム側のスイッチング素子３８ｕの第１端子は、上アーム側のダイオード３６ｕのカソードに接続されている。スイッチング素子３８が例えばＩＧＢＴである場合、第１端子はコレクタであり、スイッチング素子３８が例えばＦＥＴである場合、第１端子はソース／ドレインの一方である。上アーム側のスイッチング素子３８ｕの第２端子は、上アーム側のダイオード３６ｕのアノードに接続されている。スイッチング素子３８が例えばＩＧＢＴである場合、第２端子はエミッタであり、スイッチング素子３８が例えばＦＥＴである場合、第２端子はソース／ドレインの他方である。下アーム側のスイッチング素子３８ｄの第１端子は、下アーム側のダイオード３６ｄのカソードに接続されている。下アーム側のスイッチング素子３８ｄの第２端子は、下アーム側のダイオード３６ｄのアノードに接続されている。

上アーム側のダイオード３６Ａｕのアノードと、上アーム側のスイッチング素子３８Ａｕの第２端子と、下アーム側のダイオード３６Ａｄのカソードと、下アーム側のスイッチング素子３８Ａｄの第１端子とに接続されたノード４２Ａは、配線３２Ａに接続されている。

上アーム側のダイオード３６Ｂｕのアノードと、上アーム側のスイッチング素子３８Ｂｕの第２端子と、下アーム側のダイオード３６Ｂｄのカソードと、下アーム側のスイッチング素子３８Ｂｄの第１端子とに接続されたノード４２Ｂは、配線３２Ｂに接続されている。

移動体用制御装置１２には、制御回路４６が更に備えられている。制御回路４６は、電力変換部２８に対する制御を行い得る。具体的には、制御回路４６は、後述する制御装置１８から供給される信号（指令）に基づいて、スイッチング素子３８の第３端子（ゲート）に電圧を印加することによって、スイッチング素子３８をスイッチングする。スイッチング素子３８が適宜スイッチングされることにより、力率の改善が図られる。

電源装置２０から電力変換部２８に供給される交流電力は、スイッチング素子３８のスイッチングによって力率の改善が図られ、ダイオード３６Ａｕ、３６Ａｄ、３６Ｂｕ、３６Ｂｄによって構成される整流回路によって直流電力に変換され得る。このように、電力変換部２８は、充電モードにおいては、力率改善（ＰＦＣ：ＰｏｗｅｒＦａｃｔｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路として機能し得る。

接続部側平滑コンデンサ４４の一端は、配線４０Ａに接続されている。接続部側平滑コンデンサ４４の他端は、配線４０Ｂに接続されている。接続部側平滑コンデンサ４４は、一対の配線４０Ａ、４０Ｂ間の直流電圧を平滑化し得る。即ち、接続部側平滑コンデンサ４４は、電力変換部２８において生成される直流電圧を平滑化し得る。接続部側平滑コンデンサ４４によって平滑化された直流電力は、電力変換部５０に供給され得る。接続部側平滑コンデンサ４４は、電力変換部２８と電力変換部５０との間に位置する中間コンデンサである。

制御回路４６は、スイッチング素子３８を適宜スイッチングすることにより、接続部側平滑コンデンサ４４側、即ち、電力変換部５０側から供給される直流電力を交流電力に変換し得る。こうして生成される交流電力は、配線３２Ａ、３２Ｂ及び接続部２４を介して、電気的負荷１０８に供給され得る。このように、電力変換部２８は、給電モードにおいては、インバータとして機能し得る。

充給電部１６には、電圧センサ（検出部）４８が更に備えられている。電圧センサ４８の一方の入力端子は、接続部側平滑コンデンサ４４の一端に接続されている。電圧センサ４８の他方の入力端子は、接続部側平滑コンデンサ４４の他端に接続されている。電圧センサ４８は、接続部側平滑コンデンサ４４の電圧、即ち、接続部側平滑コンデンサ４４の両端の電圧ＶＢを検出し得る。

上述したように、電力変換部５０には、変換部５２と、絶縁トランス５４と、変換部５６とが備えられている。

変換部５２は、接続部側平滑コンデンサ４４側、即ち、電力変換部２８側から供給される直流電力を絶縁トランス５４に供給し得る。

変換部５２には、絶縁トランス５４に接続された一対の配線５８Ａ、５８Ｂの各々に対応して、パワー素子部６０Ａ、６０Ｂが備えられている。パワー素子部６０Ａ、６０Ｂによって、Ｈブリッジ回路が構成されている。

配線５８Ａに対応したパワー素子部６０Ａには、上アーム側のダイオード６２Ａｕと、下アーム側のダイオード６２Ａｄと、上アーム側のスイッチング素子６４Ａｕと、下アーム側のスイッチング素子６４Ａｄとが備えられている。

配線５８Ｂに対応したパワー素子部６０Ｂには、上アーム側のダイオード６２Ｂｕと、下アーム側のダイオード６２Ｂｄと、上アーム側のスイッチング素子６４Ｂｕと、下アーム側のスイッチング素子６４Ｂｄとが備えられている。

上アーム側のダイオード一般について説明する際には、符号６２ｕを用い、個々の上アーム側のダイオードについて説明する際には、符号６２Ａｕ、６２Ｂｕを用いる。また、下アーム側のダイオード一般について説明する際には、符号６２ｄを用い、個々の下アーム側のダイオードについて説明する際には、符号６２Ａｄ、６２Ｂｄを用いる。

スイッチング素子一般について説明する際には、符号６４を用い、個々のスイッチング素子について説明する際には、符号６４Ａｕ、６４Ａｄ、６４Ｂｕ、６４Ｂｄを用いる。また、上アーム側のスイッチング素子一般について説明する際には、符号６４ｕを用い、個々の上アーム側のスイッチング素子について説明する際には、符号６４Ａｕ、６４Ｂｕを用いる。また、下アーム側のスイッチング素子一般について説明する際には、符号６４ｄを用い、個々の下アーム側のスイッチング素子について説明する際には、符号６４Ａｄ、６４Ｂｄを用いる。

スイッチング素子６４は、上述したスイッチング素子３８と同様に、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタを用い得るが、これに限定されるものではない。ＦＥＴをスイッチング素子６４として用いるようにしてもよい。

上アーム側のダイオード６２ｕと、下アーム側のダイオード６２ｄとは、互いに直列に接続されている。上アーム側のダイオード６２ｕのカソードは、配線４０Ａに接続されている。上アーム側のダイオード６２ｕのアノードは、下アーム側のダイオード６２ｄのカソードに接続されている。下アーム側のダイオード６２ｄのアノードは、配線４０Ｂに接続されている。

上アーム側のスイッチング素子６４ｕと、下アーム側のスイッチング素子６４ｄとは、互いに直列に接続されている。上アーム側のスイッチング素子６４ｕの第１端子は、上アーム側のダイオード６２ｕのカソードに接続されている。スイッチング素子６４が例えばＩＧＢＴである場合、第１端子はコレクタであり、スイッチング素子６４が例えばＦＥＴである場合、第１端子はソース／ドレインの一方である。上アーム側のスイッチング素子６４ｕの第２端子は、上アーム側のダイオード６２ｕのアノードに接続されている。スイッチング素子６４が例えばＩＧＢＴである場合、第２端子はエミッタであり、スイッチング素子６４が例えばＦＥＴである場合、第２端子はソース／ドレインの他方である。下アーム側のスイッチング素子６４ｄの第１端子は、下アーム側のダイオード６２ｄのカソードに接続されている。下アーム側のスイッチング素子６４ｄの第２端子は、下アーム側のダイオード６２ｄのアノードに接続されている。

上アーム側のダイオード６２Ａｕのアノードと、上アーム側のスイッチング素子６４Ａｕの第２端子と、下アーム側のダイオード６２Ａｄのカソードと、下アーム側のスイッチング素子６４Ａｄの第１端子とに接続されたノード６６Ａは、配線５８Ａに接続されている。

上アーム側のダイオード６２Ｂｕのアノードと、上アーム側のスイッチング素子６４Ｂｕの第２端子と、下アーム側のダイオード６２Ｂｄのカソードと、下アーム側のスイッチング素子６４Ｂｄの第１端子とに接続されたノード６６Ｂは、配線５８Ｂに接続されている。

制御回路４６は、変換部５２に対してパルス幅変調（ＰＷＭ：ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行い得る。具体的には、制御回路４６は、制御装置１８から供給される信号に基づいて、スイッチング素子６４の第３端子（ゲート）に電圧を印加することによって、スイッチング素子６４をスイッチングする。スイッチング素子６４が制御回路４６によって適宜スイッチングされることにより、接続部側平滑コンデンサ４４側、即ち、電力変換部２８側から供給される直流電力が交流電力に変換され得る。こうして生成される交流電力は、配線５８Ａ、５８Ｂを介して、絶縁トランス５４側に供給され得る。このように、変換部５２は、充電モードにおいては、インバータとして機能し得る。

ダイオード６２Ａｕ、６２Ａｄ、６２Ｂｕ、６２Ｂｄによって整流回路が構成されている。絶縁トランス５４側から供給される交流電力は、ダイオード６２Ａｕ、６２Ａｄ、６２Ｂｕ、６２Ｂｄによって構成された整流回路によって直流電力に変換される。こうして生成される直流電力は、配線４０Ａ、４０Ｂを介して接続部側平滑コンデンサ４４側、即ち、電力変換部２８側に供給され得る。

制御回路４６は、スイッチング素子６４を適宜スイッチングすることにより、絶縁トランス５４側から接続部側平滑コンデンサ４４側、即ち、電力変換部２８側に供給される直流電力の電圧を調整し得る。絶縁トランス５４側から供給される交流電力は、このようにして変換部５２によって直流電力に変換され得る。このように、変換部５２は、給電モードにおいては、コンバータとして機能し得る。

接続部側平滑コンデンサ４４は、変換部５２側から供給される直流電圧、即ち、ダイオード６２Ａｕ、６２Ａｄ、６２Ｂｕ、６２Ｂｄによって構成された整流回路によって整流された直流電圧を平滑化し得る。

絶縁トランス５４は、変換部５２側と変換部５６側とを電気的に絶縁するために備えられ得る。

変換部５６は、絶縁トランス５４側から供給される交流電力を直流電圧に変換して平滑コンデンサ６８側、即ち、充電式エネルギー貯蔵システム１４側に供給し得る。

変換部５６には、絶縁トランス５４に接続された一対の配線７０Ａ、７０Ｂの各々に対応して、パワー素子部７２Ａ、７２Ｂが備えられている。パワー素子部７２Ａ、７２Ｂによって、Ｈブリッジ回路が構成されている。

配線７０Ａに対応したパワー素子部７２Ａには、上アーム側のダイオード７４Ａｕと、下アーム側のダイオード７４Ａｄと、上アーム側のスイッチング素子７６Ａｕと、下アーム側のスイッチング素子７６Ａｄとが備えられている。

配線７０Ｂに対応したパワー素子部７２Ｂには、上アーム側のダイオード７４Ｂｕと、下アーム側のダイオード７４Ｂｄと、上アーム側のスイッチング素子７６Ｂｕと、下アーム側のスイッチング素子７６Ｂｄとが備えられている。

上アーム側のダイオード一般について説明する際には、符号７４ｕを用い、個々の上アーム側のダイオードについて説明する際には、符号７４Ａｕ、７４Ｂｕを用いる。また、下アーム側のダイオード一般について説明する際には、符号７４ｄを用い、個々の下アーム側のダイオードについて説明する際には、符号７４Ａｄ、７４Ｂｄを用いる。

スイッチング素子一般について説明する際には、符号７６を用い、個々のスイッチング素子について説明する際には、符号７６Ａｕ、７６Ａｄ、７６Ｂｕ、７６Ｂｄを用いる。また、上アーム側のスイッチング素子一般について説明する際には、符号７６ｕを用い、個々の上アーム側のスイッチング素子について説明する際には、符号７６Ａｕ、７６Ｂｕを用いる。また、下アーム側のスイッチング素子一般について説明する際には、符号７６ｄを用い、個々の下アーム側のスイッチング素子について説明する際には、符号７６Ａｄ、７６Ｂｄを用いる。

スイッチング素子７６は、上述したスイッチング素子３８、６４と同様に、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタを用い得るが、これに限定されるものではない。ＦＥＴをスイッチング素子７６として用いるようにしてもよい。

上アーム側のダイオード７４ｕと、下アーム側のダイオード７４ｄとは、互いに直列に接続されている。上アーム側のダイオード７４ｕのカソードは、配線７８Ａに接続されている。上アーム側のダイオード７４ｕのアノードは、下アーム側のダイオード７４ｄのカソードに接続されている。下アーム側のダイオード７４ｄのアノードは、配線７８Ｂに接続されている。

上アーム側のスイッチング素子７６ｕと、下アーム側のスイッチング素子７６ｄとは、互いに直列に接続されている。上アーム側のスイッチング素子７６ｕの第１端子は、上アーム側のダイオード７４ｕのカソードに接続されている。スイッチング素子７６が例えばＩＧＢＴである場合、第１端子はコレクタであり、スイッチング素子７６が例えばＦＥＴである場合、第１端子はソース／ドレインの一方である。上アーム側のスイッチング素子７６ｕの第２端子は、上アーム側のダイオード７４ｕのアノードに接続されている。スイッチング素子７６が例えばＩＧＢＴである場合、第２端子はエミッタであり、スイッチング素子７６が例えばＦＥＴである場合、第２端子はソース／ドレインの他方である。下アーム側のスイッチング素子７６ｄの第１端子は、下アーム側のダイオード７４ｄのカソードに接続されている。下アーム側のスイッチング素子７６ｄの第２端子は、下アーム側のダイオード７４ｄのアノードに接続されている。

上アーム側のダイオード７４Ａｕのアノードと、上アーム側のスイッチング素子７６Ａｕの第２端子と、下アーム側のダイオード７４Ａｄのカソードと、下アーム側のスイッチング素子７６Ａｄの第１端子とに接続されたノード８０Ａは、配線７０Ａに接続されている。

上アーム側のダイオード７４Ｂｕのアノードと、上アーム側のスイッチング素子７６Ｂｕの第２端子と、下アーム側のダイオード７４Ｂｄのカソードと、下アーム側のスイッチング素子７６Ｂｄの第１端子とに接続されたノード８０Ｂは、配線７０Ｂに接続されている。

ダイオード７４Ａｕ、７４Ａｄ、７４Ｂｕ、７４Ｂｄによって整流回路が構成されている。絶縁トランス５４側から供給される交流電力は、ダイオード７４Ａｕ、７４Ａｄ、７４Ｂｕ、７４Ｂｄによって構成された整流回路によって直流電力に変換される。こうして生成される直流電力は、配線７８Ａ、７８Ｂを介して平滑コンデンサ６８側に供給され得る。

制御回路４６は、変換部５６に対してパルス幅変調制御を行い得る。具体的には、制御回路４６は、制御装置１８から供給される信号に基づいて、スイッチング素子７６の第３端子（ゲート）に電圧を印加することによって、スイッチング素子７６をスイッチングする。制御回路４６は、スイッチング素子７６を適宜スイッチングすることにより、絶縁トランス５４側から平滑コンデンサ６８側に供給される直流電力の電圧を調整し得る。絶縁トランス５４側から供給される交流電力は、このようにして変換部５６によって直流電力に変換され得る。このように、変換部５６は、充電モードにおいては、コンバータとして機能し得る。

スイッチング素子７６が制御回路４６によって適宜スイッチングされることにより、平滑コンデンサ６８側から供給される直流電力が交流電力に変換され得る。こうして生成される交流電力が、配線７０Ａ、７０Ｂを介して、絶縁トランス５４側に供給され得る。このように、変換部５６は、給電モードにおいては、インバータとして機能し得る。

平滑コンデンサ６８は、電力変換部５０に対してバッテリ８８側に備えられている。平滑コンデンサ６８の一端は、配線７８Ａに接続されている。平滑コンデンサ６８の他端は、配線７８Ｂに接続されている。平滑コンデンサ６８は、変換部５６側から供給される直流電圧、即ち、ダイオード７４Ａｕ、７４Ａｄ、７４Ｂｕ、７４Ｂｄによって構成された整流回路によって整流された直流電圧を平滑化し得る。

充給電部１６には、電圧センサ（検出部）８２が更に備えられている。電圧センサ８２の一方の入力端子は、平滑コンデンサ６８の一端に接続されている。電圧センサ８２の他方の入力端子は、平滑コンデンサ６８の他端に接続されている。電圧センサ８２は、平滑コンデンサ６８の電圧、即ち、平滑コンデンサ６８の両端の電圧ＶＤＣを検出し得る。

充電式エネルギー貯蔵システム１４には、平滑コンデンサ８４と、プリチャージ回路８６と、バッテリ８８とが備えられている。

平滑コンデンサ８４は、バッテリ８８に対して移動体用制御装置１２側に備えられている。平滑コンデンサ８４の一端は、配線７８Ａに接続されている。平滑コンデンサ８４の他端は、配線７８Ｂに接続されている。

プリチャージ回路８６は、例えば、バッテリ８８と平滑コンデンサ８４との間における配線７８Ａ上に備えられている。プリチャージ回路８６には、抵抗器９０と、スイッチ９２と、スイッチ９４とが備えられている。

スイッチ９４は、バッテリ８８と平滑コンデンサ６８、８４との間における配線７８Ａ上に設けられている。スイッチ９４としては、例えば、リレー接点等を用い得るが、これに限定されるものではない。

抵抗器９０は、スイッチ９４に対して並列に接続されている。スイッチ９２は、抵抗器９０に対して直列に接続されている。スイッチ９２としては、例えば、リレー接点等を用い得るが、これに限定されるものではない。抵抗器９０の一端は、バッテリ８８の一端に電気的に接続されている。抵抗器９０の他端は、スイッチ９２及び配線７８Ａを介して、平滑コンデンサ６８、８４の一端に接続されている。

スイッチ９２がオンにされた際には、抵抗器９０の他端は、配線７８Ａを介して平滑コンデンサ６８、８４に接続され得る。一方、スイッチ９２がオフにされた際には、抵抗器９０の他端は、平滑コンデンサ６８、８４に接続されていない状態となる。

スイッチ９２がオンにされた状態でスイッチ９４がオンにされた際には、抵抗器９０の両端が短絡された状態となる。スイッチ９４がオフにされた際には、抵抗器９０の両端が短絡されていない状態となる。

バッテリ８８側から充給電部１６への直流電力の供給を開始する際には、スイッチ９４をオフにした状態でスイッチ９２をオンにする。スイッチ９４をオフにした状態でスイッチ９２をオンにすると、抵抗器９０を介して平滑コンデンサ６８、８４にバッテリ８８からの電力が供給される。このため、バッテリ８８側から平滑コンデンサ６８、８４への電力の供給が抵抗器９０によって制限される。バッテリ８８側から平滑コンデンサ６８、８４への電力の供給が抵抗器９０によって制限されるため、平滑コンデンサ６８、８４に大きな突入電流が流入するのを防止することができる。平滑コンデンサ６８、８４に十分な電荷が充電された後には、スイッチ９４は閉じられ得る。

バッテリ８８と平滑コンデンサ８４との間における配線７８Ｂ上には、スイッチ９６が備えられている。スイッチ９６としては、例えば、リレー接点等を用い得るが、これに限定されるものではない。

充電式エネルギー貯蔵システム１４には、電圧センサ（検出部）９７が更に備えられている。電圧センサ９７の一方の入力端子は、バッテリ８８の一端に接続されている。電圧センサ９７の他方の入力端子は、バッテリ８８の他端に接続されている。電圧センサ９７は、バッテリ８８の電圧、即ち、バッテリ８８の両端の電圧ＶＥＳを検出し得る。

なお、ここでは、バッテリ８８と、電圧センサ９７と、プリチャージ回路８６と、スイッチ９６とが、充電式エネルギー貯蔵システム１４に備えられている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。バッテリ８８と電圧センサ９７とが充電式エネルギー貯蔵システム１４に備えられており、プリチャージ回路８６とスイッチ９６とが充電式エネルギー貯蔵システム１４と別個に備えられていてもよい。

移動体用制御装置１２には、制御装置１８が更に備えられている。制御装置１８は、移動体用制御装置１２の全体の制御を司る。制御装置１８には、演算部９８と、記憶部１００とが備えられている。演算部９８は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等のプロセッサによって構成され得るが、これに限定されるものではない。記憶部１００には、例えば、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとが備えられている。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等が挙げられる。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等が挙げられる。プログラム、データ、テーブル等が、記憶部１００に記憶され得る。

演算部９８には、制御部１０２と、故障判定部（故障検知部）１０４とが備えられている。制御部１０２と、故障判定部１０４とは、記憶部１００に記憶されているプログラムが演算部９８によって実行されることによって実現され得る。

制御部１０２は、充給電部１６を制御し得る。制御部１０２は、電源装置２０から供給される電力を用いてバッテリ８８に充電を行う場合、即ち、動作モードが充電モードである場合、以下のような制御を行い得る。かかる場合、制御部１０２は、電源装置２０からの電力が充給電部１６に供給され始める前に、バッテリ８８から供給される電力を用いて、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージと平滑コンデンサ６８、８４に対するプリチャージとを完了させる。

制御部１０２は、平滑コンデンサ６８、８４に対するプリチャージが完了した後、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージを行い得る。より具体的には、制御部１０２は、平滑コンデンサ６８、８４に対するプリチャージが完了した後、スイッチ９４をオンにした状態で、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージを行い得る。

制御部１０２は、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージと、平滑コンデンサ６８、８４に対するプリチャージとを同時に行うことも可能である。スイッチ９４がオフにされている状態でスイッチ９２がオンにされることにより、抵抗器９０を介して電力が供給され、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージと、平滑コンデンサ６８、８４に対するプリチャージとが同時に行われる。

制御装置１８には、電源装置２０との間で通信を行うための通信部１０６が更に備えられている。制御部１０２は、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージと平滑コンデンサ６８、８４に対するプリチャージとが完了した場合、以下のような制御を行い得る。即ち、かかる場合、制御部１０２は、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージと平滑コンデンサ６８、８４に対するプリチャージとが完了したことを示す情報を、通信部１０６を介して電源装置２０に対して送信し得る。

故障判定部１０４は、充給電部１６の故障判定を行い得る。より具体的には、故障判定部１０４は、電圧センサ２７、４８、８２、９７等から供給される情報に基づいて、充給電部１６の故障判定を行い得る。電源装置２０からの電力が充給電部１６に供給され始めた後でなければ、電源装置２０から出力される交流電力の電圧を電圧センサ２７によって正常に測定し得ない。このため、制御部１０２は、電源装置２０からの電力が充給電部１６に供給され始めた後に、故障判定部１０４による故障判定を許可する。

電源装置２０から供給される電力を用いて移動体１０に対して充電を行う際には、例えば、ＳＡＥＪ１７７２規格に基づく制御が行われ得る。ここでは、ＳＡＥＪ１７７２規格に基づく制御を例に説明するが、これに限定されるものではない。

図２は、本実施形態による移動体用制御装置の動作を示すタイムチャートである。平滑コンデンサ６８側に対するプリチャージが完了した後に、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージが行われる場合の例が図２には示されている。

状態Ｂ２よりも前の段階における移動体用制御装置１２の動作は、ＳＡＥＪ１７７２規格に準じている。状態Ｂ２は、電源装置２０が移動体１０に接続されており、且つ、電源装置２０において充電の準備が完了しているが、移動体１０においては充電の準備が完了していない状態である。状態Ｃは、電源装置２０が移動体１０に接続されており、且つ、移動体１０においても電源装置２０においても充電の準備が完了している状態である。制御パイロット信号ＣＰＬは、電源装置２０から出力される電気信号である。

タイミングｔ１において、電源装置２０において充電の準備が完了すると、状態Ｂ２となる。状態Ｂ２は、上述したように、電源装置２０が移動体１０に接続されており、且つ、電源装置２０において充電の準備が完了しているが、移動体１０においては充電の準備が完了していない状態である。タイミングｔ１においては、供給可能な電流量を示す制御パイロット信号ＣＰＬの伝達が開始される。制御パイロット信号ＣＰＬは、電源装置２０から出力される電気信号である。

タイミングｔ２において、制御部１０２は、信号ＲＹＤＣＮをＬレベルからＨレベルに遷移させる。信号ＲＹＤＣＮは、スイッチ９６のオン／オフを制御するための信号である。信号ＲＹＤＣＮがＨレベルに遷移すると、スイッチ９６がオン状態になる。

タイミングｔ３において、制御部１０２は、信号ＲＹＰｒｅＣをＬレベルからＨレベルに遷移させる。信号ＲＹＰｒｅＣは、スイッチ９２のオン／オフを制御するための信号である。信号ＲＹＰｒｅＣがＨレベルに遷移すると、スイッチ９２がオン状態になる。

タイミングｔ４において、平滑コンデンサ６８、８４の両端の電圧ＶＤＣが上昇し始める。プリチャージ回路８６に備えられた抵抗器９０を介して平滑コンデンサ６８、８４に電力が供給されるため、平滑コンデンサ６８、８４の両端の電位は徐々に上昇する。即ち、平滑コンデンサ６８、８４に大きな突入電流が流入することが防止される。

タイミングｔ５において、制御部１０２は、信号ＲＹＤＣＰをＬレベルからＨレベルに遷移させる。信号ＲＹＤＣＰは、スイッチ９４のオン／オフを制御するための信号である。信号ＲＹＤＣＰがＨレベルに遷移すると、スイッチ９４がオン状態になる。

タイミングｔ６において、制御部１０２は、信号ＲＹＰｒｅＣをＬレベルに遷移させる。信号ＲＹＰｒｅＣがＬレベルに遷移すると、スイッチ９２がオフ状態になる。

タイミングｔ７において、バッテリ８８から供給される電力を用いて接続部側平滑コンデンサ４４へのプリチャージが開始される。この際、制御部１０２は、電力変換部５０を適宜制御することにより、接続部側平滑コンデンサ４４に直流電力を供給する。接続部側平滑コンデンサ４４へのプリチャージが行われている際には、バッテリ８８から電力変換部５０に向かって直流電流ＩＤＣが供給される。電力変換部５０から接続部側平滑コンデンサ４４側に供給される直流電圧、即ち、接続部側平滑コンデンサ４４の両端の電圧ＶＢは、徐々に上昇していく。電力変換部５０から接続部側平滑コンデンサ４４に供給される直流電圧が徐々に上昇していくため、接続部側平滑コンデンサ４４に大きな突入電流が流入することが防止される。

タイミングｔ８において、制御部１０２は、信号Ｓ２ＳＷをＬレベルからＨレベルに遷移させる。信号Ｓ２ＳＷは、移動体１０において充電の準備が完了したことを示す信号である。換言すれば、信号Ｓ２ＳＷは、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージと平滑コンデンサ６８、８４に対するプリチャージとが完了したことを示す信号である。制御部１０２は、通信部１０６を介して電源装置２０に信号Ｓ２ＳＷを送信する。

タイミングｔ９において、状態Ｂ２から状態Ｃに遷移する。状態Ｃは、上述したように、電源装置２０が移動体１０に接続されており、且つ、移動体１０においても電源装置２０においても充電の準備が完了している状態である。

タイミングｔ１０において、電源装置２０は、信号ＲＹＥＶＳＥをＬレベルからＨレベルに遷移させる。信号ＲＹＥＶＳＥは、スイッチ２５Ａ、２５Ｂのオン／オフを制御するための信号である。信号ＲＹＥＶＳＥがＨレベルに遷移すると、スイッチ２５Ａ、２５Ｂがオン状態になる。スイッチ２５Ａ、２５Ｂがオン状態になると、交流電源２６からの交流電力が移動体用制御装置１２に供給される状態となる。スイッチ２５Ａ、２５Ｂがオン状態になると、電源装置２０から供給される交流電力の電圧ＶＡＣが上昇する。

タイミングｔ１１において、状態Ｃが状態Ｃ２に遷移する。状態Ｃ２は、電源装置２０から充給電部１６への交流電力の供給は開始されたけれども、電力変換部２８等への電力の供給は開始されていない状態である。

タイミングｔ１２において、充給電部１６から充電式エネルギー貯蔵システム１４に直流電流ＩＤＣが供給される状態になる。また、タイミングｔ１２において、電源装置２０から充給電部１６に交流電流ＩＡＣが供給され始める。タイミングｔ１２において、状態Ｃ２が状態Ｃ３に遷移する。状態Ｃ３は、バッテリ８８に対する充電が行われている状態である。状態Ｃ３においては、制御部１０２は、故障判定部１０４による故障判定を許可する。

このように、図２に示す例においては、平滑コンデンサ６８、８４側に対するプリチャージが完了した後に、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージが行われる。

図３は、本実施形態による移動体用制御装置の動作の他の例を示すタイムチャートである。平滑コンデンサ６８、８４側に対するプリチャージと、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージとが同時に行われる場合の例が図３には示されている。

タイミングｔ１からタイミングｔ４までは、図２を用いて上述した例と同様である。タイミングｔ３においては、上述したように、制御部１０２は、信号ＲＹＰｒｅＣをＬレベルからＨレベルに遷移させる。信号ＲＹＰｒｅＣがＨレベルに遷移すると、スイッチ９２がオン状態になる。タイミングｔ４においては、上述したように、平滑コンデンサ６８、８４の両端の電圧ＶＤＣが上昇し始める。プリチャージ回路８６に備えられた抵抗器９０を介して平滑コンデンサ６８、８４に電力が供給されるため、平滑コンデンサ６８、８４の両端の電位は徐々に上昇する。即ち、平滑コンデンサ６８、８４に大きな突入電流が流入することが防止される。

タイミングｔ２０において、バッテリ８８から供給される電力を用いて接続部側平滑コンデンサ４４へのプリチャージが開始される。この際、制御部１０２は、電力変換部５０を適宜制御することにより、接続部側平滑コンデンサ４４に直流電力を供給する。接続部側平滑コンデンサ４４へのプリチャージが行われている際には、バッテリ８８から電力変換部５０に向かって直流電流ＩＤＣが供給される。電力変換部５０から接続部側平滑コンデンサ４４側に供給される直流電圧、即ち、接続部側平滑コンデンサ４４の両端の電圧ＶＢは、徐々に上昇していく。電力変換部５０から接続部側平滑コンデンサ４４に供給される直流電圧が徐々に上昇していくため、接続部側平滑コンデンサ４４に大きな突入電流が流入することが防止される。

タイミングｔ２１において、制御部１０２は、信号Ｓ２ＳＷをＬレベルからＨレベルに遷移させる。信号Ｓ２ＳＷは、移動体１０において充電の準備が完了したことを示す信号である。換言すれば、信号Ｓ２ＳＷは、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージと平滑コンデンサ６８、８４に対するプリチャージとが完了したことを示す信号である。制御部１０２は、通信部１０６を介して電源装置２０に信号Ｓ２ＳＷを送信する。

タイミングｔ２２において、制御部１０２は、信号ＲＹＤＣＰをＬレベルからＨレベルに遷移させる。信号ＲＹＤＣＰは、上述したように、スイッチ９４のオン／オフを制御するための信号である。信号ＲＹＤＣＰがＨレベルに遷移すると、スイッチ９４がオン状態になる。タイミングｔ２２において、状態Ｂ２から状態Ｃに遷移する。状態Ｃは、上述したように、電源装置２０が移動体１０に接続されており、且つ、移動体１０においても電源装置２０においても充電の準備が完了している状態である。

タイミングｔ２３において、制御部１０２は、信号ＲＹＰｒｅＣをＬレベルに遷移させる。信号ＲＹＰｒｅＣがＬレベルに遷移すると、スイッチ９２がオフ状態になる。

タイミングｔ１０以降は、図２を用いて上述した例と同様である。

このように、平滑コンデンサ６８、８４側に対するプリチャージと、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージとが同時に行われるようにしてもよい。図２と図３とを比較して分かるように、図３に示す例によれば、図２に示す例と比較して、状態Ｂ２の期間を短くすることができる。従って、図３に示す例によれば、バッテリ８８に対する充電をより速やかに開始することができる。

このように、本実施形態によれば、電源装置２０から供給される電力を用いてバッテリ８８に充電を行う場合、電源装置２０からの電力が充給電部１６に供給され始める前に、以下のような処理が行われる。即ち、バッテリ８８から供給される電力を用いて、接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージと平滑コンデンサ６８、８４に対するプリチャージとが行われる。本実施形態によれば、バッテリ８８から供給される電力を用いて接続部側平滑コンデンサ４４に対するプリチャージと平滑コンデンサ６８、８４に対するプリチャージとが行われるため、プリチャージ回路を接続部２４と接続部側平滑コンデンサ４４との間に備えることを要しない。このため、本実施形態によれば、信頼性の低下を招くことなく小型化を実現し得る移動体用制御装置１２を提供することができる。

本発明についての好適な実施形態を上述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

上記実施形態をまとめると以下のようになる。

移動体用制御装置（１２）は、移動体（１０）の外部に位置する電源装置（２０）から接続部（２４）を介して供給される交流電力を直流電力に変換して前記移動体に備えられたバッテリ（８８）に充電を行うことが可能であり、前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換して前記移動体の外部に位置する電気的負荷（１０８）に給電を行うことが可能であるとともに、前記接続部側に位置する接続部側平滑コンデンサ（４４）と、前記バッテリ側に位置するバッテリ側平滑コンデンサ（６８）とを有する充給電部（１６）と、前記充給電部を制御し得る制御部（１０２）と、を備え、前記制御部は、前記電源装置から供給される電力を用いて前記バッテリに充電を行う場合、前記電源装置からの電力が前記充給電部に供給され始める前に、前記バッテリから供給される電力を用いて、前記接続部側平滑コンデンサに対するプリチャージと前記バッテリ側平滑コンデンサに対するプリチャージとを完了させる。このような構成によれば、電源装置から供給される電力を用いてバッテリに充電を行う場合、電源装置からの電力が充給電部に供給され始める前に、以下のような処理が行われる。即ち、バッテリから供給される電力を用いて、接続部側平滑コンデンサに対するプリチャージとバッテリ側平滑コンデンサに対するプリチャージとが行われる。このような構成によれば、バッテリから供給される電力を用いて接続部側平滑コンデンサに対するプリチャージとバッテリ側平滑コンデンサに対するプリチャージとが行われるため、接続部と平滑コンデンサとの間にプリチャージ回路を備えることを要しない。このため、このような構成によれば、信頼性の低下を招くことなく小型化を実現し得る移動体用制御装置を提供することができる。

前記充給電部は、絶縁トランス（５４）を含み、前記接続部側平滑コンデンサは、前記絶縁トランスに対して前記接続部側に位置しており、前記バッテリ側平滑コンデンサは、前記絶縁トランスに対して前記バッテリ側に位置しているようにしてもよい。

前記充給電部は、前記接続部と前記接続部側平滑コンデンサとの間に備えられ、前記電源装置から供給される交流電力を直流電力に変換して前記接続部側平滑コンデンサ側に供給し得るとともに、前記接続部側平滑コンデンサ側から供給される直流電力を交流電力に変換して前記接続部側に供給し得る第１電力変換部（２８）と、前記接続部側平滑コンデンサと前記バッテリ側平滑コンデンサとの間に備えられ、前記絶縁トランスを介して電力の授受を行い得る第２電力変換部（５０）と、を備え、前記接続部側平滑コンデンサは、前記第１電力変換部と前記第２電力変換部との間に位置する中間コンデンサであるようにしてもよい。

前記バッテリと前記バッテリ側平滑コンデンサとの間にスイッチ（９４）が設けられており、前記バッテリ側平滑コンデンサに供給される電力を制限する抵抗器（９０）が前記スイッチに対して並列に接続されており、前記制御部は、前記スイッチをオフにした状態で前記抵抗器を介して前記バッテリ側平滑コンデンサに電力を供給することにより、前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージを行うようにしてもよい。

前記制御部は、前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージが完了した後、前記接続部側平滑コンデンサに対する前記プリチャージを行うようにしてもよい。

前記制御部は、前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージが完了した後、前記スイッチをオンにした状態で、前記接続部側平滑コンデンサに対する前記プリチャージを行うようにしてもよい。

前記制御部は、前記スイッチをオフにした状態で前記抵抗器を介した電力の供給を行うことにより、前記接続部側平滑コンデンサに対する前記プリチャージと、前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージとを同時に行うようにしてもよい。このような構成によれば、バッテリに対する充電をより速やかに開始することができる。

前記電源装置との間で通信を行うための通信部（１０６）を更に備え、前記制御部は、前記接続部側平滑コンデンサ及び前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージが完了した際に、前記接続部側平滑コンデンサ及び前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージが完了したことを示す情報を、前記通信部を介して前記電源装置に対して送信するようにしてもよい。

前記充給電部の故障判定を行う故障判定部（１０４）を更に備え、前記制御部は、前記電源装置からの電力が前記充給電部に供給され始めた後に、前記故障判定部による前記故障判定を許可するようにしてもよい。電源装置からの電力が充給電部に供給され始めた後であれば、各部の電圧を電圧センサ等によって確実に測定し得るため、故障判定を的確に行うことができる。

移動体は、上記のような移動体用制御装置を備える。

移動体用制御装置の制御方法は、移動体の外部に位置する電源装置から接続部を介して供給される交流電力を直流電力に変換して前記移動体に備えられたバッテリに充電を行うことが可能であり、前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換して前記移動体の外部に位置する電気的負荷に給電を行うことが可能であるとともに、前記接続部側に位置する接続部側平滑コンデンサと、前記バッテリ側に位置するバッテリ側平滑コンデンサとを有する充給電部が備えられた移動体用制御装置の制御方法であって、前記電源装置からの電力が前記充給電部に供給され始める前に、前記バッテリから供給される電力を用いて、前記接続部側平滑コンデンサに対するプリチャージと前記バッテリ側平滑コンデンサに対するプリチャージとを行うステップ（Ｂ２）と、前記接続部側平滑コンデンサに対する前記プリチャージと前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージとが完了した後に、前記電源装置から前記充給電部への電力の供給を開始し、前記電源装置から供給される電力を用いて前記バッテリに充電を行うステップ（Ｃ３）と、を有する。

１０：移動体１２：移動体用制御装置
１４：充電式エネルギー貯蔵システム１６：充給電部
１８：制御装置２０：電源装置
２２Ａ、２２Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、４０Ａ、４０Ｂ、５８Ａ、５８Ｂ、７０Ａ、７０Ｂ、７８Ａ、７８Ｂ：配線２３、２４：接続部
２５Ａ、２５Ｂ、９２、９４、９６：スイッチ
２６：交流電源２７、４８、８２、９７：電圧センサ
２８、５０：電力変換部
３４Ａ、３４Ｂ、６０Ａ、６０Ｂ、７２Ａ、７２Ｂ：パワー素子部
３６Ａｄ、３６Ａｕ、３６Ｂｄ、３６Ｂｕ、６２Ａｄ、６２Ａｕ、６２Ｂｄ、６２Ｂｕ、７４Ａｄ、７４Ａｕ、７４Ｂｄ、７４Ｂｕ：ダイオード
３８Ａｄ、３８Ａｕ、３８Ｂｄ、３８Ｂｕ、６４Ａｄ、６４Ａｕ、６４Ｂｄ、６４Ｂｕ、７６Ａｄ、７６Ａｕ、７６Ｂｄ、７６Ｂｕ：スイッチング素子
４２Ａ、４２Ｂ、６６Ａ、６６Ｂ、８０Ａ、８０Ｂ：ノード
４４：接続部側平滑コンデンサ４６：制御回路
５２、５６：変換部５４：絶縁トランス
６８：バッテリ側平滑コンデンサ８４：平滑コンデンサ
８６：プリチャージ回路８８：バッテリ
９０：抵抗器９８：演算部
１００：記憶部１０２：制御部
１０４：故障判定部１０６：通信部
１０８：電気的負荷
Ｂ２、Ｃ、Ｃ２、Ｃ３：状態
ＣＰＬ：制御パイロット信号ＩＡＣ：交流電流
ＩＤＣ：直流電流
ＲＹＤＣＮ、ＲＹＤＣＰ、Ｓ２ＳＷ：信号
ＶＡＣ、ＶＤＣ、ＶＥＳ、ＶＢ：電圧

Claims

移動体の外部に位置する電源装置から接続部を介して供給される交流電力を直流電力に変換して前記移動体に備えられたバッテリに充電を行うことが可能であり、前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換して前記移動体の外部に位置する電気的負荷に給電を行うことが可能であるとともに、前記接続部側に位置する接続部側平滑コンデンサと、前記バッテリ側に位置するバッテリ側平滑コンデンサとを有する充給電部と、
前記充給電部を制御し得る制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電源装置から供給される電力を用いて前記バッテリに充電を行う場合、前記電源装置からの電力が前記充給電部に供給され始める前に、前記バッテリから供給される電力を用いて、前記接続部側平滑コンデンサに対するプリチャージと前記バッテリ側平滑コンデンサに対するプリチャージとを完了させ、
前記バッテリと前記バッテリ側平滑コンデンサとの間にスイッチが設けられており、
前記バッテリ側平滑コンデンサに供給される電力を制限する抵抗器が前記スイッチに対して並列に接続されており、
前記制御部は、前記スイッチをオフにした状態で前記抵抗器を介して前記バッテリ側平滑コンデンサに電力を供給することにより、前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージを行い、前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージが完了した後、前記接続部側平滑コンデンサに対する前記プリチャージを行う、移動体用制御装置。
請求項１に記載の移動体用制御装置において、
前記充給電部は、絶縁トランスを含み、
前記接続部側平滑コンデンサは、前記絶縁トランスに対して前記接続部側に位置しており、
前記バッテリ側平滑コンデンサは、前記絶縁トランスに対して前記バッテリ側に位置している、移動体用制御装置。
請求項２に記載の移動体用制御装置において、
前記充給電部は、
前記接続部と前記接続部側平滑コンデンサとの間に備えられ、前記電源装置から供給される交流電力を直流電力に変換して前記接続部側平滑コンデンサ側に供給し得るとともに、前記接続部側平滑コンデンサ側から供給される直流電力を交流電力に変換して前記接続部側に供給し得る第１電力変換部と、
前記接続部側平滑コンデンサと前記バッテリ側平滑コンデンサとの間に備えられ、前記絶縁トランスを介して電力の授受を行い得る第２電力変換部と、
を備え、
前記接続部側平滑コンデンサは、前記第１電力変換部と前記第２電力変換部との間に位置する中間コンデンサである、移動体用制御装置。
請求項１に記載の移動体用制御装置において、
前記制御部は、前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージが完了した後、前記スイッチをオンにした状態で、前記接続部側平滑コンデンサに対する前記プリチャージを行う、移動体用制御装置。
請求項１～４のいずれか１項に記載の移動体用制御装置において、
前記電源装置との間で通信を行うための通信部を更に備え、
前記制御部は、前記接続部側平滑コンデンサ及び前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージが完了した際に、前記接続部側平滑コンデンサ及び前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージが完了したことを示す情報を、前記通信部を介して前記電源装置に対して送信する、移動体用制御装置。
請求項１～５のいずれか１項に記載の移動体用制御装置において、
前記充給電部の故障判定を行う故障判定部を更に備え、
前記制御部は、前記電源装置からの電力が前記充給電部に供給され始めた後に、前記故障判定部による前記故障判定を許可する、移動体用制御装置。
請求項１～６のいずれか１項に記載の移動体用制御装置を備える、移動体。
移動体の外部に位置する電源装置から接続部を介して供給される交流電力を直流電力に変換して前記移動体に備えられたバッテリに充電を行うことが可能であり、前記バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換して前記移動体の外部に位置する電気的負荷に給電を行うことが可能であるとともに、前記接続部側に位置する接続部側平滑コンデンサと、前記バッテリ側に位置するバッテリ側平滑コンデンサとを有する充給電部が備えられた移動体用制御装置の制御方法であって、
前記電源装置からの電力が前記充給電部に供給され始める前に、前記バッテリから供給される電力を用いて、前記接続部側平滑コンデンサに対するプリチャージと前記バッテリ側平滑コンデンサに対するプリチャージとを行うステップと、
前記接続部側平滑コンデンサに対する前記プリチャージと前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージとが完了した後に、前記電源装置から前記充給電部への電力の供給を開始し、前記電源装置から供給される電力を用いて前記バッテリに充電を行うステップと、
を有し、
前記プリチャージを行うステップでは、前記バッテリと前記バッテリ側平滑コンデンサとの間に設けられたスイッチをオフにした状態で、前記スイッチに対して並列に接続されるとともに前記バッテリ側平滑コンデンサに供給される電力を制限する抵抗器を介して前記バッテリ側平滑コンデンサに電力を供給することにより、前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージを行い、前記バッテリ側平滑コンデンサに対する前記プリチャージが完了した後、前記接続部側平滑コンデンサに対する前記プリチャージを行う、移動体用制御装置の制御方法。