JP2013070465A

JP2013070465A - 充電システムおよび充電器

Info

Publication number: JP2013070465A
Application number: JP2011205569A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Otomo; 洋祐大伴
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: JP5728347B2

Abstract

【課題】リレーに溶着故障が発生した場合の安全性を高める。
【解決手段】電動車両にはバッテリにリレーを介して繋がる受電コネクタ２９が設けられる。また、充電器には受電コネクタ２９に接続される給電コネクタ４２が設けられ、給電コネクタ４２にはロック機構６０が設けられる。ロック機構６０をロック状態に切り換えることにより、受電コネクタ２９と給電コネクタ４２との接続解除が禁止される。受電コネクタ２９に給電コネクタ４２が接続され、かつリレーに溶着故障が発生している場合には、タッチパネル４７に故障警告が表示されるとともに確認ボタン４７ａが表示される。そして、作業者によって確認ボタン４７ａが押されるまで、ロック機構６０はロック状態に保持される。これにより、リレーの溶着故障を作業者が認識するまで、受電コネクタ２９が露出することはなく、充電作業時の安全性を向上させることが可能となる。
【選択図】図７

Description

本発明は、充電システムおよび充電器に関し、特にリレーに溶着故障が発生した場合の安全性を高めるための技術に関する。

近年、動力源として電動モータを備える電動車両が開発されている。電動車両に搭載されるバッテリ等の蓄電デバイスを充電する際には、外部の充電器から延びる給電コネクタが電動車両の受電コネクタに接続される。また、動力源としてエンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド型の電動車両においても、外部の充電器によって蓄電デバイスを充電する所謂プラグイン方式の電動車両が開発されている。

このような電動車両に設けられる受電コネクタには、蓄電デバイスの端子電圧が印加されることから、受電コネクタが露出する充電作業時の安全を確保することが必要となる。このため、蓄電デバイスと受電コネクタとを接続する通電ラインにはリレーが設けられており、充電時以外にはリレーを切断することで受電コネクタに対する端子電圧の印加が防止されている。

このように通電ライン上に設置されるリレーには、充電時に大電流が供給されることから、溶着故障が発生してしまうおそれがある。そこで、充電終了後にリレーを切断状態に切り換えるとともに、リレー切断に伴う電圧変動を監視するようにした充電システムが提案されている(例えば、特許文献１参照)。この充電システムを用いることにより、リレーの溶着故障を検出することが可能となる。

特開２０１０−２３８５７６号公報

ところで、リレーの溶着故障が検出された場合には、受電コネクタに蓄電デバイスの端子電圧が印加される虞があることから、作業者に対して適切に警告を行う必要がある。しかしながら、単に警告ブザーや警告灯等を用いて警告するだけでは、受電コネクタに高電圧が印加され得るという故障状況を、作業者が十分に認識していないことも考えられる。このため、リレーの溶着故障が検出された場合には、作業者が受電コネクタに触れてしまうことがないように、充電器や電動車両側で対処することが望まれていた。

本発明の目的は、リレーに溶着故障が発生した場合の安全性を高めることにある。

本発明の充電システムは、蓄電デバイスにリレー手段を介して繋がる受電コネクタを電動車両に設け、前記受電コネクタに充電器の給電コネクタを接続し、前記充電器から前記蓄電デバイスに充電電力を供給する充電システムであって、前記受電コネクタと前記給電コネクタとの接続解除を禁止するロック状態と、前記受電コネクタと前記給電コネクタとの接続解除を許可する解除状態とに作動するロック機構と、前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続され、かつ前記リレー手段に溶着故障が発生している場合に、作業者に故障警告を発して作業者からの確認操作を受け付ける警告確認手段と、前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続され、かつ前記リレー手段に溶着故障が発生している場合に、前記警告確認手段に対して作業者による故障警告の確認操作が行われるまで、前記ロック機構をロック状態に保持するロック制御手段とを有することを特徴とする。

本発明の充電システムは、前記リレー手段に発生した溶着故障の情報が記憶される情報記憶手段を有し、前記警告確認手段および前記ロック制御手段は、前記情報記憶手段からの情報に基づき前記リレー手段の溶着故障を判断することを特徴とする。

本発明の充電システムは、前記ロック制御手段は、前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続されると前記ロック機構をロック状態に作動させることを特徴とする。

本発明の充電システムは、前記リレー手段は、前記蓄電デバイスと前記受電コネクタとを接続する一対の通電ラインの一方に設けられる第１リレーと、前記一対の通電ラインの他方に設けられる第２リレーとを備え、前記警告確認手段は、充電前に前記第１リレーと前記第２リレーとの一方に溶着故障が発生している場合に、作業者に充電警告を発して作業者からの確認操作を受け付け、前記警告確認手段に対して作業者による充電警告の確認操作が行われない場合には充電電力の供給を禁止する一方、前記警告確認手段に対して作業者による充電警告の確認操作が行われた場合には充電電力の供給を許可する充電制御手段を有することを特徴とする。

本発明の充電システムは、前記充電制御手段は、前記第１リレーと前記第２リレーとの双方に溶着故障が発生している場合に、充電電力の供給を禁止することを特徴とする。

本発明の充電器は、蓄電デバイスとこれにリレー手段を介して繋がる受電コネクタとを備える電動車両に接続して使用され、前記蓄電デバイスに充電電力を供給する充電器であって、前記受電コネクタに着脱自在に接続される給電コネクタと、前記受電コネクタと前記給電コネクタとの接続解除を禁止するロック状態と、前記受電コネクタと前記給電コネクタとの接続解除を許可する解除状態とに作動するロック機構と、前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続され、かつ前記リレー手段に溶着故障が発生している場合に、作業者に故障警告を発して作業者からの確認操作を受け付ける警告確認手段と、前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続され、かつ前記リレー手段に溶着故障が発生している場合に、前記警告確認手段に対して作業者による故障警告の確認操作が行われるまで、前記ロック機構をロック状態に保持するロック制御手段とを有することを特徴とする。

本発明の充電器は、前記警告確認手段および前記ロック制御手段は、前記電動車両から送信される情報に基づき前記リレー手段の溶着故障を判断することを特徴とする。

本発明の充電器は、前記ロック制御手段は、前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続されると前記ロック機構をロック状態に作動させることを特徴とする。

本発明の充電器は、前記電動車両に設けられる前記リレー手段は、前記蓄電デバイスと前記受電コネクタとを接続する一対の通電ラインの一方に設けられる第１リレーと、前記一対の通電ラインの他方に設けられる第２リレーとを備え、前記警告確認手段は、充電前に前記第１リレーと前記第２リレーとの一方に溶着故障が発生している場合に、作業者に充電警告を発して作業者からの確認操作を受け付け、前記警告確認手段に対して作業者による充電警告の確認操作が行われない場合には充電電力の供給を禁止する一方、前記警告確認手段に対して作業者による充電警告の確認操作が行われた場合には充電電力の供給を許可する充電制御手段を有することを特徴とする。

本発明の充電器は、前記充電制御手段は、前記第１リレーと前記第２リレーとの双方に溶着故障が発生している場合に、充電電力の供給を禁止することを特徴とする。

本発明によれば、受電コネクタに給電コネクタが接続され、かつリレー手段に溶着故障が発生している場合には、作業者に故障警告を発して作業者による故障警告の確認操作が行われるまで、ロック機構をロック状態に保持している。これにより、作業者が溶着故障の発生を認識するまでは、受電コネクタから給電コネクタが取り外されることはなく、充電作業時の安全性を向上させることが可能となる。

本発明の一実施の形態である充電システムによる充電状況を示す説明図である。充電システムを構成する電動車両の内部構造を示す概略図である。充電システムを構成する充電器の内部構造を示す概略図である。電動車両に充電器を接続した状態を示す概略図である。リレー診断制御を実行する充電システムの要部を示す概略図である。リレー診断制御の実行手順を示す説明図である。受電コネクタと給電コネクタとの構造を示す概略図である。 (ａ)〜(ｄ)は受電コネクタと給電コネクタとの接続過程を示す説明図である。充電前制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。充電後制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。

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は本発明の一実施の形態である充電システム１０による充電状況を示す説明図である。また、図２は充電システム１０を構成する電動車両１１の内部構造を示す概略図である。さらに、図３は充電システム１０を構成する充電器１２の内部構造を示す概略図である。図１に示すように、電動車両１１には蓄電デバイスとしてバッテリ１３が搭載されており、バッテリ１３を充電する際には充電器１２の充電ケーブル１４が電動車両１１の充電口１５に接続される。

図２に示すように、電動車両１１は動力源であるモータジェネレータ２０を有しており、モータジェネレータ２０は駆動軸２１を介して駆動輪２２に連結されている。また、モータジェネレータ２０とバッテリ１３とは、直流電力と交流電力とを双方向に変換するインバータ２３を介して接続されている。バッテリ１３とインバータ２３とは電力ライン２４，２５を介して接続されており、電力ライン２４，２５にはメインリレー２６，２７が設けられている。また、電動車両１１の充電口１５は、車体側部に開閉自在に設けられる充電リッド２８と、充電リッド２８の内側に収容される受電コネクタ２９とによって構成されている。受電コネクタ２９には一対の受電端子２９ａ，２９ｂが設けられており、一方の受電端子２９ａは受電ライン(通電ライン)３０を介して正極側の電力ライン２４に接続され、他方の受電端子２９ｂは受電ライン(通電ライン)３１を介して負極側の電力ライン２５に接続されている。また、受電ライン３０には第１リレー(リレー手段)３２が設けられており、受電ライン３１には第２リレー(リレー手段)３３が設けられている。さらに、受電コネクタ２９には信号端子２９ｃが設けられており、信号端子２９ｃには通信ライン３４が接続されている。さらに、電動車両１１には、車両全体を統合制御する車両制御ユニット３５、バッテリ１３を制御するバッテリ制御ユニット３６、インバータ２３を制御するモータ制御ユニット３７が設けられている。これらの制御ユニット３５〜３７は、通信ネットワーク３８を介して相互に接続されている。なお、各制御ユニット３５〜３７はＣＰＵやメモリ等によって構成されている。

図３に示すように、充電器１２には、外部電源４０の交流電力から直流電力(充電電力)を生成する電力制御部４１が設けられている。この電力制御部４１は、整流回路、変圧器、スイッチング回路等によって構成されている。また、充電器１２に設けられる充電ケーブル１４の先端には、受電コネクタ２９に対して着脱自在となる給電コネクタ４２が設けられている。この給電コネクタ４２には、受電コネクタ２９の受電端子２９ａ，２９ｂに対応する一対の給電端子４２ａ，４２ｂが設けられている。一方の給電端子４２ａは給電ライン４３を介して電力制御部４１の正極端子４１ａに接続され、他方の給電端子４２ｂは給電ライン４４を介して電力制御部４１の負極端子４１ｂに接続されている。また、充電器１２には、給電ライン４３，４４間の電圧Ｖ１を計測する電圧センサ４５が設けられている。さらに、給電コネクタ４２には信号端子４２ｃが設けられており、信号端子４２ｃには通信ライン４６が接続されている。また、充電器１２には、警告確認手段として機能するタッチパネル４７が設けられるとともに、警告ブザー４８や警告灯４９が設けられている。さらに、充電器１２にはＣＰＵやメモリ等によって構成される充電制御ユニット５０が設けられており、充電制御手段として機能する充電制御ユニット５０によって電力制御部４１が制御されている。

図４は電動車両１１に充電器１２を接続した状態を示す概略図である。図４に示すように、充電口１５に充電ケーブル１４を接続する際には、車体の充電リッド２８を開いて受電コネクタ２９を露出させ、受電コネクタ２９に対して充電ケーブル１４の給電コネクタ４２が接続される。これにより、給電および受電ライン３０，３１，４３，４４を介して電力制御部４１とバッテリ１３とが接続されるとともに、通信ライン３４，４６を介して車両制御ユニット３５と充電制御ユニット５０とが接続された状態となる。そして、充電制御ユニット５０は、バッテリ１３の目標充電状態ＳＯＣ(例えば１００％)に対応する目標電圧(例えば４００Ｖ)を設定し、バッテリ１３の端子電圧が目標電圧に達するまで電力制御部４１からバッテリ１３に向けて充電電力を供給する。なお、電動車両１１に充電器１２が接続される充電時においては、充電器１２側の電圧センサ４５を用いて給電ライン４３，４４間の電圧Ｖ１つまりバッテリ１３の端子電圧を計測することが可能となっている。

前述したように、電動車両１１に充電器１２を接続する際には、受電コネクタ２９を覆う充電リッド２８を開くことにより、受電コネクタ２９を外部に露出させる必要がある。すなわち、電動車両１１に充電器１２を接続する際には、バッテリ１３に繋がる受電端子２９ａ，２９ｂが一時的に露出することになる。このため、受電ライン３０，３１には、接続状態と切断状態とに切り換えられるリレー３２，３３が設けられている。そして、コンタクタとも言われるリレー３２，３３を切断状態に切り換えることにより、受電端子２９ａ，２９ｂに対する高電圧の印加を防止することができ、充電作業時の安全を確保することが可能となる。ところで、受電ライン３０，３１には充電時に大きな電流が流れることから、受電ライン３０，３１上のリレー３２，３３に対して溶着故障や溶断故障が発生するおそれがある。そこで、車両制御ユニット３５は、バッテリ１３の充電終了後にリレー診断制御を実施することにより、リレー３２，３３における溶着故障や溶断故障の有無を検出している。以下、リレー診断制御について説明する。

図５はリレー診断制御を実行する充電システム１０の要部を示す概略図である。なお、図５において、図４に示す部品と同一の部品については、同一の符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、車両制御ユニット３５は、各リレー３２，３３の作動状態を制御するリレー制御部５１を有している。このリレー制御部５１は、リレー３２，３３の図示しない電磁コイルに対する通電を制御し、それぞれのリレー３２，３３を接続状態や切断状態に切り換えている。また、車両制御ユニット３５は、リレー３２，３３における溶着故障や溶断故障の発生を検出するリレー診断部５２を有している。このリレー診断部５２には、リレー制御部５１から各リレー３２，３３の制御状況が入力されるとともに、通信ライン３４，４６を介して充電器１２側から電圧Ｖ１が入力される。そして、リレー診断部５２は、各リレー３２，３３の切り換えに伴う電圧Ｖ１の変動状態に基づき、リレー３２，３３の溶着故障や溶断故障を診断している。また、車両制御ユニット３５は情報記憶部(情報記憶手段)５３を有しており、溶着故障や溶断故障が発生していると診断された場合には、溶着故障や溶断故障の情報が情報記憶部５３に格納される。

図６はリレー診断制御の実行手順を示す説明図である。図６に示すように、バッテリ１３に対する充電が終了すると、第２リレー３３を接続状態(ＯＮ)に保持したまま第１リレー３２が切断状態(ＯＦＦ)に切り換えられる。そして、第１リレー３２が切断操作される所定時間Ｔａ１(例えば１秒)内に、電圧Ｖ１が所定の判定電圧Ｌ(例えば２７０Ｖ)を下回るか否かが判定される。所定時間Ｔａ１内に電圧Ｖ１が判定電圧Ｌを下回る場合(符号ａ)、つまり第１リレー３２の切断に伴って受電端子２９ａ，２９ｂ間の電圧低下が確認された場合には、第１リレー３２に溶着故障が発生していないと判定される。一方、所定時間Ｔａ１内に電圧Ｖ１が判定電圧Ｌまで低下しなかった場合、つまり第１リレー３２の切断に伴って所定の電圧低下が確認できなかった場合には、第１リレー３２に溶着故障が発生していると判定される。このように溶着故障が検出された場合には、溶着故障の情報が車両制御ユニット３５の情報記憶部５３に格納される。

続いて、第２リレー３３を接続状態に保持したまま第１リレー３２が接続状態に切り換えられる。そして、第１リレー３２が接続操作される所定時間Ｔｂ１(例えば０．５秒)内に、電圧Ｖ１が所定の判定電圧Ｈ(例えば３００Ｖ)を上回るか否かが判定される。所定時間Ｔｂ１内に電圧Ｖ１が判定電圧Ｈを上回る場合(符号ｂ)、つまり第１リレー３２の接続に伴って受電端子２９ａ，２９ｂ間の電圧上昇が確認された場合には、第１リレー３２に溶断故障が発生していないと判定される。一方、所定時間Ｔｂ１内に電圧Ｖ１が判定電圧Ｈまで上昇しなかった場合、つまり第１リレー３２の接続に伴って所定の電圧上昇が確認できなかった場合には、第１リレー３２に溶断故障が発生していると判定される。このように溶断故障が検出された場合には、溶断故障の情報が車両制御ユニット３５の情報記憶部５３に格納される。

次いで、第１リレー３２を接続状態に保持したまま第２リレー３３が切断状態に切り換えられる。そして、第２リレー３３が切断操作される所定時間Ｔａ２(例えば１秒)内に、電圧Ｖ１が所定の判定電圧Ｌを下回るか否かが判定される。所定時間Ｔａ２内に電圧Ｖ１が判定電圧Ｌを下回る場合(符号ｃ)、つまり第２リレー３３の切断に伴って受電端子２９ａ，２９ｂ間の電圧低下が確認された場合には、第２リレー３３に溶着故障が発生していないと判定される。一方、所定時間Ｔａ２内に電圧Ｖ１が判定電圧Ｌまで低下しなかった場合、つまり第２リレー３３の切断に伴って所定の電圧低下が確認できなかった場合には、第２リレー３３に溶着故障が発生していると判定される。このように溶着故障が検出された場合には、溶着故障の情報が車両制御ユニット３５の情報記憶部５３に格納される。

続いて、第１リレー３２を接続状態に保持したまま第２リレー３３が接続状態に切り換えられる。そして、第２リレー３３が接続操作される所定時間Ｔｂ２(例えば０．５秒)内に、電圧Ｖ１が所定の判定電圧Ｈを上回るか否かが判定される。所定時間Ｔｂ２内に電圧Ｖ１が判定電圧Ｈを上回る場合(符号ｄ)、つまり第２リレー３３の接続に伴って受電端子２９ａ，２９ｂ間の電圧上昇が確認された場合には、第２リレー３３に溶断故障が発生していないと判定される。一方、所定時間Ｔｂ２内に電圧Ｖ１が判定電圧Ｈまで上昇しなかった場合、つまり第２リレー３３の接続に伴って所定の電圧上昇が確認できなかった場合には、第２リレー３３に溶断故障が発生していると判定される。このように溶断故障が検出された場合には、溶断故障の情報が車両制御ユニット３５の情報記憶部５３に格納される。

なお、前述の説明では、リレー診断制御における判定電圧Ｈの例として３００Ｖを挙げているが、これは充電状態ＳＯＣが０％の時にバッテリ１３の端子電圧が３００Ｖを示すためである。すなわち、バッテリ１３の充電状態ＳＯＣに拘わらず、バッテリ１３の端子電圧は３００Ｖ以上に保たれることから、双方のリレー３２，３３が接続されていれば、電圧センサ４５によって直ちに３００Ｖ以上の電圧が検出されるため、この下限電圧である３００Ｖを判定電圧Ｈとして設定している。このように、判定電圧Ｈをバッテリ１３の下限電圧に設定することにより、判定時間を短縮しながら確実にリレー３２，３３の溶断故障を検出することが可能となる。なお、判定電圧Ｈとしては３００Ｖに限られることはなく、バッテリ１３の下限電圧以上の値であれば他の値を採用しても良い。また、リレー診断制御における判定電圧Ｌの例として２７０Ｖを挙げているが、これに限られることはなく、バッテリ１３の下限電圧を下回る値であれば他の値を採用しても良い。

前述したように、リレー３２，３３に溶着故障が発生している状況は、受電コネクタ２９に対して高電圧が印加される虞がある状況であることから、作業者にリレー３２，３３の溶着故障を通知するとともに、作業者が誤って受電コネクタ２９に触れることが無いように対処する必要がある。そこで、充電制御ユニット５０は、タッチパネル４７等を用いて作業者に溶着故障の発生を認識させるとともに、作業者が溶着故障を認識する迄は後述するロック機構６０を用いて給電コネクタ４２の取り外しを禁止している。以下、ロック機構６０の構成について説明した後に、充電制御ユニット５０によって実行される充電前制御および充電後制御について説明する。なお、充電前制御とは、受電コネクタ２９に給電コネクタ４２を接続してから充電を開始するまでの間に実施される制御である。また、充電後制御とは、充電が終了してから給電コネクタ４２を取り外すまでの間に実施される制御である。

まず、給電コネクタ４２に設けられるロック機構６０について説明する。図７は受電コネクタ２９と給電コネクタ４２との構造を示す概略図である。なお、図７において、図２および図３に示す部品と同一の部品については、同一の符号を付してその説明を省略する。図７に示すように、電動車両１１側に設けられる受電コネクタ２９は、円筒ハウジング６１を有している。円筒ハウジング６１には受電端子２９ａ，２９ｂや信号端子２９ｃが保持されており、円筒ハウジング６１の外周面には係合溝６２が形成されている。また、充電器１２側に設けられる給電コネクタ４２は、作業者に把持されるグリップ６３を備えた本体カバー６４と、この本体カバー６４の開口部から突出する円筒ハウジング６５とを有している。また、給電コネクタ４２の円筒ハウジング６５には、給電端子４２ａ，４２ｂや信号端子４２ｃが保持されている。さらに、給電コネクタ４２の本体カバー６４内には、受電コネクタ２９に係合するロック機構６０が設けられている。このロック機構６０は、支点ピン６６を中心に揺動自在となるロックレバー６７と、ロックレバー６７の後端部を付勢するバネ部材６８と、ロックレバー６７の後端部の近傍に設置されるアクチュエータ６９とによって構成されている。また、ロックレバー６７の先端部には受電コネクタ２９の係合溝６２に噛み合う係合爪７０が形成されており、ロックレバー６７の後端部には係合溝６２から係合爪７０を抜く際に操作される解除ボタン７１が設けられている。また、ロック機構６０のアクチュエータ６９は、実線で示す解除位置と破線で示すロック位置とに回動自在となるロック板７２を備えている。さらに、アクチュエータ６９には図示しない電磁駆動部が設けられており、ロック制御手段として機能する充電制御ユニット５０からの制御信号に応じて、ロック板７２を解除位置やロック位置に回動させることが可能となっている。

続いて、図８(ａ)〜(ｄ)は受電コネクタ２９と給電コネクタ４２との接続過程を示す説明図である。図８(ａ)に示すように、受電コネクタ２９から給電コネクタ４２が外された状態では、アクチュエータ６９のロック板７２は解除位置に作動している。図８(ｂ)に示すように、受電コネクタ２９に給電コネクタ４２が挿し込まれると、ロックレバー６７の係合爪７０は円筒ハウジング６１の外周面に乗り上げ、ロックレバー６７はバネ部材６８を圧縮しながら矢印α方向に傾動する。さらに、図８(ｃ)に示すように、端子同士が接続されるまで給電コネクタ４２が挿し込まれると、バネ部材６８のバネ力によってロックレバー６７が矢印β方向に傾動し、ロックレバー６７の係合爪７０と円筒ハウジング６１の係合溝６２とが噛み合った状態となる。そして、図８(ｄ)に示すように、受電コネクタ２９に対する給電コネクタ４２の接続が完了すると、充電制御ユニット５０からアクチュエータ６９に制御信号が出力され、アクチュエータ６９はロック板７２をロック位置に回動させる。このように、アクチュエータ６９のロック板７２をロック位置に回動させることにより、ロックレバー６７の解除ボタン７１を押し込むことが不可能となる。すなわち、ロック板７２をロック位置に回動させることにより、ロック機構６０は受電コネクタ２９と給電コネクタ４２との接続解除を禁止するロック状態に制御される。また、受電コネクタ２９から給電コネクタ４２を取り外す際には、図８(ｃ)に示すように、ロック板７２を解除位置に回動させた後に、図８(ｂ)に示すように、ロックレバー６７の解除ボタン７１を押し込みながら給電コネクタ４２が引き抜かれる。すなわち、ロック板７２を解除位置に回動させることにより、ロック機構６０は受電コネクタ２９と給電コネクタ４２との接続解除を許可する解除状態に制御される。

次いで、充電制御ユニット５０によって実行される充電前制御について説明する。図９は充電前制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。充電器１２を用いてバッテリ１３を充電するため、受電コネクタ２９に給電コネクタ４２が接続されると、図９のフローチャートに沿って充電前制御が開始される。図９に示すように、ステップＳ１では、ロック機構６０がロック状態に切り換えられ、ステップＳ２では、車両制御ユニット３５の情報記憶部５３から送信される故障情報に基づき、リレー３２，３３に溶着故障が発生しているか否かが判定される。ステップＳ２において、リレー３２，３３に溶着故障が発生していないと判定された場合には、ステップＳ３に進み、バッテリ１３に対する充電が許可されてルーチンを抜ける。一方、ステップＳ２において、リレー３２，３３に溶着故障が発生していると判定された場合には、ステップＳ４に進み、両方のリレー３２，３３に溶着故障が発生しているか否かが判定される。ステップＳ４において、両方のリレー３２，３３に溶着故障が発生していると判定された場合には、続くステップＳ５において、タッチパネル４７に「リレー故障のため充電できません」という旨の内容が表示され、続くステップＳ６において、タッチパネル４７に「高電圧が印加されるため受電コネクタに触れないでください」という旨の内容が表示される。すなわち、ステップＳ５およびＳ６において、作業者に対してタッチパネル４７から故障警告が発せられる。なお、警告ブザー４８や警告灯４９を用いて故障警告を発しても良い。そして、ステップＳ７では、図７に示すようにタッチパネル４７に確認ボタン４７ａが表示されるとともに、この確認ボタン４７ａが作業者によって操作されたか否かが判定される。ステップＳ７において、作業者による確認ボタン４７ａが押された場合、つまり作業者が故障警告に対する確認操作を行った場合には、ステップＳ８に進み、ロック機構６０が解除状態に切り換えられて給電コネクタ４２の取り外しが許可される。一方、ステップＳ７において、作業者が故障警告に対する確認操作を行わなかった場合には、ステップＳ９に進み、ロック機構６０がロック状態に維持されて給電コネクタ４２の取り外しが禁止される。このように、双方のリレー３２，３３に溶着故障が発生している場合、つまり既に受電コネクタ２９に対して高電圧が印加されている場合には、作業者に警告を発するとともに作業者に対して溶着故障を認識させてから、ロック機構６０を解除状態に切り換えている。これにより、リレー３２，３３の溶着故障を作業者が認識する迄は、受電コネクタ２９を露出させることがなく、充電作業時の安全性を向上させることが可能となる。

一方、ステップＳ４において、リレー３２，３３の一方だけに溶着故障が発生していると判定された場合には、続くステップＳ１０において、タッチパネル４７に「リレー故障が発生しています」という旨の内容が表示され、続くステップＳ１１において、タッチパネル４７に「充電によって故障範囲が拡大する虞があります」という旨の内容が表示される。すなわち、ステップＳ１０およびＳ１１において、作業者に対してタッチパネル４７から充電警告が発せられる。なお、警告ブザー４８や警告灯４９を用いて充電警告を発しても良い。そして、ステップＳ１２では、タッチパネル４７に確認ボタン４７ａが表示されるとともに、この確認ボタン４７ａが作業者によって操作されたか否かが判定される。ステップＳ１２において、作業者による確認ボタン４７ａが押された場合、つまり作業者が充電警告に対する確認操作を行った場合には、ステップＳ１３に進み、バッテリ１３に対する充電が許可されてルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１２において、作業者が充電警告に対する確認操作を行わなかった場合には、充電を許可することなくステップＳ１４に進み、ロック機構６０がロック状態に維持される。このように、作業者による確認操作が行われなかった場合には、ステップＳ５に進み、前述したように、作業者に故障警告を発するとともに、作業者が溶着故障に伴う危険を認識してから、ロック機構６０を解除状態に切り換えている。このように、リレー３２，３３の一方だけに溶着故障が発生している場合には、作業者に故障拡大の警告を行った上でバッテリ１３の充電を許可している。これにより、バッテリ１３の電力が枯渇していた場合であっても、バッテリ１３を充電して電動車両１１を整備工場等まで走行させることが可能となり、非常時における電動車両１１の使い勝手を向上させることが可能となる。また、充電を行わずに給電コネクタ４２を取り外す際には、前述したように、作業者に警告を発するとともに作業者に対して溶着故障を認識させてから、ロック機構６０を解除状態に切り換えている。これにより、リレー３２，３３の溶着故障を作業者が認識する迄は、受電コネクタ２９を露出させることがなく、充電作業時の安全性を向上させることが可能となる。

続いて、充電制御ユニット５０によって実行される充電後制御について説明する。図１０は充電後制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。受電コネクタ２９に給電コネクタ４２を接続してバッテリ１３の充電が終了すると、受電コネクタ２９から給電コネクタ４２を取り外す前に、図１０のフローチャートに沿って充電後制御が開始される。図１０に示すように、ステップＳ２１では、ロック機構６０がロック状態に維持され、ステップＳ２２では、車両制御ユニット３５の情報記憶部５３から送信される故障情報に基づき、リレー３２，３３に溶着故障が発生しているか否かが判定される。ステップＳ２２において、リレー３２，３３に溶着故障が発生していないと判定された場合には、ステップＳ２３に進み、ロック機構６０が解除状態に切り換えられ、給電コネクタ４２の取り外しが可能となる。一方、ステップＳ２２において、リレー３２，３３に溶着故障が発生していると判定された場合には、ステップＳ２４に進み、タッチパネル４７に「高電圧が印加されるため受電コネクタに触れないでください」という旨の内容が表示される。すなわち、ステップＳ２４において、作業者に対してタッチパネル４７から故障警告が発せられる。なお、警告ブザー４８や警告灯４９を用いて故障警告を発しても良い。そして、ステップＳ２５では、タッチパネル４７に確認ボタン４７ａが表示されるとともに、この確認ボタン４７ａが作業者によって操作されたか否かが判定される。ステップＳ２５において、作業者による確認ボタン４７ａが押された場合、つまり作業者が故障警告に対する確認操作を行った場合には、ステップＳ２６に進み、ロック機構６０が解除状態に切り換えられて給電コネクタ４２の取り外しが許可される。一方、ステップＳ２５において、作業者が故障警告に対する確認操作を行わなかった場合には、ステップＳ２７に進み、ロック機構６０がロック状態に維持されて給電コネクタ４２の取り外しが禁止される。このように、リレー３２，３３の一方または双方に溶着故障が発生している場合、つまり受電コネクタ２９に対して高電圧が印加され得る場合には、作業者に警告を発するとともに作業者に対して溶着故障を認識させてから、ロック機構６０を解除状態に切り換えている。これにより、リレー３２，３３の溶着故障を作業者が認識する迄は、受電コネクタ２９を露出させることがなく、充電作業時の安全性を向上させることが可能となる。

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。前述の説明では、ロック機構６０を充電器１２側の給電コネクタ４２に設けているが、これに限られることはなく、ロック機構６０を電動車両１１側の受電コネクタ２９等に設けても良い。この場合には、車両制御ユニット３５がロック制御手段として機能することになる。また、前述の説明では、リレー診断部５２や情報記憶部５３を電動車両１１側の車両制御ユニット３５に組み込んでいるが、これに限られることはなく、リレー診断部５２や情報記憶部５３を充電器１２側の充電制御ユニット５０に組み込むようにしても良い。さらに、前述の説明では、充電器１２内に給電ライン４３，４４間の電圧を測定する電圧センサ４５を設けているが、これに限られることはなく、電動車両１１内に受電ライン３０，３１間の電圧を測定する電圧センサを設けるようにしても良い。また、前述の説明では、警告確認手段としてタッチパネル４７を用いているが、これに限られることはなく、タッチパネル４７、警告ブザー４８、警告灯４９、機械的な押しボタン等を組み合わせて警告確認手段を構成しても良い。

また、前述したように、受電コネクタ２９に対する給電コネクタ４２の接続が完了すると、充電制御ユニット５０からアクチュエータ６９に対して制御信号が出力され、ロック機構６０がロック状態に制御される。この場合には、通信ライン３４，４６を介して充電制御ユニット５０と車両制御ユニット３５とが接続されることから、充電制御ユニット５０は制御ユニット３５，５０間の通信状態に基づいてコネクタ２９，４２の接続状態を判定している。しかしながら、コネクタ２９，４２の接続状態を判定する方法としては、これに限られることはなく、コネクタ２９，４２の接続状態を判定するセンサを設けても良い。また、アクチュエータ６９によってロック板７２を回動させ、ロック機構６０をロック状態に制御しているが、これに限られることはなく、他の機構を用いてロック機構をロック状態に制御しても良い。

また、前述の説明では、バッテリ１３の正極側と負極側との双方にリレー３２，３３が設けられているが、バッテリ１３の正極側だけにリレー３２を備える電動車両や、バッテリ１３の負極側だけにリレー３３を備える電動車両を充電する際にも、本発明を適用することが可能である。なお、充電作業時における安全性を高める観点からは、バッテリ１３の正極側と負極側との双方にリレー３２，３３を設けることが望ましい。さらに、前述の説明では、バッテリ１３の充電終了後にリレー診断制御を実施しているが、これに限られることはなく、バッテリ１３の充電前にリレー診断制御を実施しても良い。また、図示する電動車両１１は、駆動源としてモータジェネレータ２０のみを備えた電動車両であるが、駆動源としてモータジェネレータ２０およびエンジンを備えたハイブリッド型の電動車両であっても良い。また、蓄電デバイスとして、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等のバッテリ１３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、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタを用いても良い。

１０充電システム
１１電動車両
１２充電器
１３バッテリ(蓄電デバイス)
２９受電コネクタ
３０受電ライン(通電ライン)
３１受電ライン(通電ライン)
３２第１リレー(リレー手段)
３３第２リレー(リレー手段)
４２給電コネクタ
４７タッチパネル(警告確認手段)
５０充電制御ユニット(ロック制御手段，充電制御手段)
５３情報記憶部(情報記憶手段)
６０ロック機構

Claims

蓄電デバイスにリレー手段を介して繋がる受電コネクタを電動車両に設け、前記受電コネクタに充電器の給電コネクタを接続し、前記充電器から前記蓄電デバイスに充電電力を供給する充電システムであって、
前記受電コネクタと前記給電コネクタとの接続解除を禁止するロック状態と、前記受電コネクタと前記給電コネクタとの接続解除を許可する解除状態とに作動するロック機構と、
前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続され、かつ前記リレー手段に溶着故障が発生している場合に、作業者に故障警告を発して作業者からの確認操作を受け付ける警告確認手段と、
前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続され、かつ前記リレー手段に溶着故障が発生している場合に、前記警告確認手段に対して作業者による故障警告の確認操作が行われるまで、前記ロック機構をロック状態に保持するロック制御手段とを有することを特徴とする充電システム。
請求項１記載の充電システムにおいて、
前記リレー手段に発生した溶着故障の情報が記憶される情報記憶手段を有し、
前記警告確認手段および前記ロック制御手段は、前記情報記憶手段からの情報に基づき前記リレー手段の溶着故障を判断することを特徴とする充電システム。
請求項１または２記載の充電システムにおいて、
前記ロック制御手段は、前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続されると前記ロック機構をロック状態に作動させることを特徴とする充電システム。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の充電システムにおいて、
前記リレー手段は、前記蓄電デバイスと前記受電コネクタとを接続する一対の通電ラインの一方に設けられる第１リレーと、前記一対の通電ラインの他方に設けられる第２リレーとを備え、
前記警告確認手段は、充電前に前記第１リレーと前記第２リレーとの一方に溶着故障が発生している場合に、作業者に充電警告を発して作業者からの確認操作を受け付け、
前記警告確認手段に対して作業者による充電警告の確認操作が行われない場合には充電電力の供給を禁止する一方、前記警告確認手段に対して作業者による充電警告の確認操作が行われた場合には充電電力の供給を許可する充電制御手段を有することを特徴とする充電システム。
請求項４記載の充電システムにおいて、
前記充電制御手段は、前記第１リレーと前記第２リレーとの双方に溶着故障が発生している場合に、充電電力の供給を禁止することを特徴とする充電システム。
蓄電デバイスとこれにリレー手段を介して繋がる受電コネクタとを備える電動車両に接続して使用され、前記蓄電デバイスに充電電力を供給する充電器であって、
前記受電コネクタに着脱自在に接続される給電コネクタと、
前記受電コネクタと前記給電コネクタとの接続解除を禁止するロック状態と、前記受電コネクタと前記給電コネクタとの接続解除を許可する解除状態とに作動するロック機構と、
前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続され、かつ前記リレー手段に溶着故障が発生している場合に、作業者に故障警告を発して作業者からの確認操作を受け付ける警告確認手段と、
前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続され、かつ前記リレー手段に溶着故障が発生している場合に、前記警告確認手段に対して作業者による故障警告の確認操作が行われるまで、前記ロック機構をロック状態に保持するロック制御手段とを有することを特徴とする充電器。
請求項６記載の充電器において、
前記警告確認手段および前記ロック制御手段は、前記電動車両から送信される情報に基づき前記リレー手段の溶着故障を判断することを特徴とする充電器。
請求項６または７記載の充電器において、
前記ロック制御手段は、前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続されると前記ロック機構をロック状態に作動させることを特徴とする充電器。
請求項６〜８のいずれか１項に記載の充電器において、
前記電動車両に設けられる前記リレー手段は、前記蓄電デバイスと前記受電コネクタとを接続する一対の通電ラインの一方に設けられる第１リレーと、前記一対の通電ラインの他方に設けられる第２リレーとを備え、
前記警告確認手段は、充電前に前記第１リレーと前記第２リレーとの一方に溶着故障が発生している場合に、作業者に充電警告を発して作業者からの確認操作を受け付け、
前記警告確認手段に対して作業者による充電警告の確認操作が行われない場合には充電電力の供給を禁止する一方、前記警告確認手段に対して作業者による充電警告の確認操作が行われた場合には充電電力の供給を許可する充電制御手段を有することを特徴とする充電器。
請求項９記載の充電器において、
前記充電制御手段は、前記第１リレーと前記第２リレーとの双方に溶着故障が発生している場合に、充電電力の供給を禁止することを特徴とする充電器。