JP2019198184A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】より確実に非常用電源として使用可能な電動車両を提供する。【解決手段】本発明に係る電動車両は、バッテリを用いた走行が可能な電動車両である。この電動車両は、バッテリの電力を外部給電装置に供給する際に、外部給電装置において動作用の電力として使用される制御電力を、その外部給電装置に供給するための給電ポート（１９）と、制御電力を生成する電源（１３）と給電ポートとの間に配置され、開閉により、電源と給電ポートとの接続、及び接続の切断を行う開閉器（１４２）と、電動車両が走行可能なモード時に、開閉器に発生した故障の検出を行う故障検出部（１８３）と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、バッテリを用いた走行が可能な電動車両に関する。

近年、対環境性能に優れるハイブリッド車、電気自動車等の電動車両が販売台数を伸ばしている。電動車両に搭載されたバッテリは、電動での走行を想定していない車両と比較して、大容量となっている。最近では、このことに注目し、一般家庭用の非常用電源として使用可能な電動車両が開発されている。電動車両からの給電には、通常、専用の装置である外部給電装置が用いられる。

電動車両は、停電時の非常用電源として用いられる可能性がある。このことから、従来の電動車両のなかには、停電時の使用を想定し、外部給電装置への動作用の電力である制御電力を供給可能にしつつ、外部給電装置の接続の確認により制御電力と比較して高電圧の電力を供給するものがある（例えば、特許文献１参照）。外部給電装置の接続を確認することにより、外部給電装置以外への給電を回避できることから、安全性が向上すると共に、バッテリの電力浪費が抑制される。制御電力と比較して高電圧の電力は、以降、便宜的に「通常電力」と表記する。

特開２０１３−１５８２１８号公報

従来の電動車両は、制御電力、通常電力を異なる専用のポートにより外部給電装置に供給する。制御電力用のポートには、開閉器を介して制御電力が供給される。それにより、非常用電源としての動作時、開閉器は閉状態とされて外部給電装置への制御電力の供給が可能となる。その後、外部給電装置との接続が確認できない場合、開閉器は開状態とされ、制御電力の供給は停止される。この場合、通常電力は供給されない。

外部給電装置と電動車両との接続の確認は、専用のポートを介した通信により行われる。外部給電装置は、制御電力の供給により、通信が可能な状態となる。そのため、電動車両は、外部給電装置との通信により、外部給電装置との接続の有無を判定することができる。

制御電力の供給、その供給の停止に用いられる開閉器は、故障する恐れがある。故障により、開閉器が開状態に固着した場合、外部給電装置を電動車両に接続したとしても、外部給電装置に制御電力は供給されない。制御電力が供給されなければ、通信が行えないことから、電動車両を非常用電源として利用することはできない。停電時に非常用電源として電動車両を使用するような状況を考慮すれば、電動車両は、より確実に非常用電源として使用できるようにすることが望まれる。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、その目的は、より確実に非常用電源として使用可能な電動車両を提供することにある。

本発明に係る電動車両は、バッテリを用いた走行が可能な電動車両であり、バッテリの電力を外部給電装置に供給する際に、外部給電装置において動作用の電力として使用される制御電力を、外部給電装置に供給するための給電ポートと、制御電力を生成する電源と給電ポートとの間に配置され、開閉により、電源と給電ポートとの接続、及び接続の切断を行う開閉器と、電動車両が走行可能なモード時に、開閉器に発生した故障の検出を行う故障検出部と、を備える。

本発明によれば、より確実に電動車両を非常用電源として使用することができる。

本発明の実施の形態１に係る電動車両、及び充放電装置の各機能構成例を示すブロック図である。 開閉制御部、及び開閉器の各構成例を示すブロック図である。 電動モード時におけるリレー制御処理を示すフローチャートである。 Ｆ／Ｓリレー故障判定処理を示すフローチャートである。 駆動リレー故障判定処理を示すフローチャートである。 駆動リレー駆動判定処理を示すフローチャートである。 外部給電開始処理を示すフローチャートである。 外部給電開始時における電動車両、及び充放電装置の動作例を示すタイミングチャートである。

以下、本発明に係る電動車両の実施の形態を、図を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動車両、及び充放電装置の各機能構成例を示すブロック図である。

電動車両１は、電気自動車、ハイブリッド車等の電動走行を想定した車両である。図１に示す機能構成例は、非常用電源としての使用に特に係わる構成要素のみを抜粋したものである。

充放電装置３は、電動車両１の充電、及び電動車両１から放電された電力の家庭用の電力への変換、が可能な専用の装置である。充放電装置３に接続された負荷機器４は、例えば家庭用の電力により動作する機器である。その負荷機器４への給電のために、充放電装置３には、外部給電装置が搭載されている。

電動車両１は、非常用電源の実現に係わる構成要素として、図１に示すように、駆動用バッテリ１１、コンタクタ１２、補助バッテリ１３、開閉器１４、負圧ポンプ１５、通信部１６、開閉押しボタン１７、開閉制御部１８、充放電コネクタ１９、表示部２０、ブレーキ倍力装置２１、及びブレーキペダル２２を備えている。

充放電コネクタ１９は、充放電装置３と図示しないケーブルにより接続するためのインターフェイスである。接続用のポートとして、充放電装置３との通信用の通信ポート１９ａ、充放電装置３の動作用となる低電圧電力を供給するための低電圧電力ポート１９ｂ、及び家庭用の電力生成用である高電圧電力を供給するための高電圧電力ポート１９ｃが含まれる。低電圧電力ポート１９ｂは、特許請求の範囲に記載の「給電ポート」に相当する。

駆動用バッテリ１１は、走行用の電動モータを駆動する場合の電源となる二次電池である。非常用電源として機能する場合、駆動用バッテリ１１は、高電圧電力を供給するための電源として用いられる。

コンタクタ１２は、駆動用バッテリ１１と高電圧電力ポート１９ｃとの間に配置されている。それにより、コンタクタ１２は、駆動用バッテリ１１と高電圧電力ポート１９ｃとの間の接続、その接続の切断に用いられる。

補助バッテリ１３は、低電圧電力を供給する電源となる二次電池である。開閉器１４は、補助バッテリ１３と低電圧電力ポート１９ｂとの間に配置され、低電圧電力ポート１９ｂへの低電圧電力の供給、その供給の停止に用いられる。この開閉器１４は、補助バッテリ１３と負圧ポンプ１５との間にも位置している。そのため、開閉器１４は、負圧ポンプ１５への低電圧電力の供給、その供給の停止にも用いられる。具体的な構成は後述する。なお、この低電圧電力は、特許請求の範囲に記載の「制御電力」に相当する。

ブレーキ倍力装置２１は、ブレーキペダル２２が踏まれた場合に、その踏力を倍増させて、より大きい制動力を発生させるための装置である。負圧ポンプ１５は、踏力の倍増のために用いられる負圧を発生させるポンプである。

通信部１６は、通信ポート１９ａを介して充放電装置３と通信を行うための装置である。開閉押しボタン１７は、電動車両１を非常用電源としての使用を可能にする操作子である。開閉制御部１８は、開閉押しボタン１７への操作の有無に応じた制御を行い、電動車両１を非常用電源として使用するのを可能にさせる。そのために、コンタクタ１２、及び開閉器１４は、開閉制御部１８によって制御される。

表示部２０は、運転者に対し、伝達すべき情報の伝達に用いられる表示装置である。開閉制御部１８は、表示部２０を介して、運転者に伝達すべき情報をタイムリに伝達させることができる。

充放電装置３は、図１に示すように、コンタクタ３１、主回路部３２、電力変換器３３、通信部３４、及び制御部３５を備えている。

コンタクタ３１は、充放電装置３を電動車両１と接続させた場合に、充放電コネクタ１９の高電圧電力ポート１９ｃと主回路部３２との間に位置し、それらの間の接続、その接続の切断を管理するための部品である。

充放電装置３は、上記のように、電動車両１の充電、及び放電時の電力の変換を行う装置である。主回路部３２は、充電時には、商用電源からの交流電力を駆動用バッテリ１１充電用の直流の高電圧電力に変換し、その高電圧電力をコンタクタ３１に供給する。放電時には、主回路部３２は、コンタクタ３１から供給される高電圧電力を家庭用の交流電力に変換する。負荷機器４には、この交流電力が供給される。主回路部３２は、制御部３５の制御により、充電時の電力変換、及び放電時の電力変換のうちの何れかを行う。

電力変換器３３には、充電時に商用電源から家庭用の交流電力が供給される。このことから、電力変換器３３は、充電時、及び放電時ともに、家庭用の交流電力を低電圧電力に変換し、この低電圧電力を制御部３５に供給する。

通信部３４は、充放電装置３を電動車両１と接続させた場合に、通信ポート１９ａを介して電動車両１と通信を行うための装置である。電動車両１との通信は、制御部３５の制御により行われる。

制御部３５は、通信部３４を用いて電動車両１との間で情報の送受信を行う。また、制御部３５は、主回路部３２を制御し、充電時、放電時とで異なる電力変換を行わせる。それにより、制御部３５は、充放電装置３を充電装置、及び外部給電装置のうちの何れかとして動作させる。コンタクタ３１の開閉も制御部３５によって制御される。

図２は、開閉制御部、及び開閉器の各構成例を示すブロック図である。次に図２を参照し、開閉制御部１８、及び開閉器１４について詳細に説明する。

開閉器１４は、図２に示すように、駆動リレー１４１、及びＦ／Ｓ（Fail/Safe）リレー１４２を備えている。Ｆ／Ｓリレー１４２と駆動リレー１４１とは直列に接続されており、補助バッテリ１３からの電力は、Ｆ／Ｓリレー１４２、駆動リレー１４１を介して負圧ポンプ１５に供給することができる。Ｆ／Ｓリレー１４２は、特許請求の範囲に記載の「開閉器」に相当する。駆動リレー１４１は、特許請求の範囲に記載の「他の開閉器」に相当する。

Ｆ／Ｓリレー１４２は、補助バッテリ１３と直接、接続されたリレーである。駆動リレー１４１は、負圧ポンプ１５の圧力状態に応じて開閉されるリレーである。負圧ポンプ１５の駆動時には、駆動リレー１４１は閉状態とされると共に、Ｆ／Ｓリレー１４２も閉状態とされる。充放電コネクタ１９の高電圧電力ポート１９ｃは、Ｆ／Ｓリレー１４２、及び駆動リレー１４１と接続されている。それにより、高電圧電力ポート１９ｃは、Ｆ／Ｓリレー１４２が閉状態となっている場合に、駆動用バッテリ１１と接続される。

開閉制御部１８は、１つの情報処理装置、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、電動車両１の起動により、開閉制御部１８も起動する。図２では、開閉制御部１８の構成要素として、駆動用バッテリ１１の電力を外部に供給する放電に特に係わるもののみを示している。

ここでは、便宜的に、電動車両１は、一致する識別情報を無線通信で電動車両１と送受信するキーが存在する起動可能状況下で、電動車両１に設けられた特定のスイッチが操作されることで起動すると想定する。そのスイッチは「ＩＧ−Ｋｅｙ」と表記する。起動可能状況下の電動車両１は、ＩＧ−Ｋｅｙの操作により起動し、再度のＩＧ−Ｋｅｙの操作により終了する。

開閉制御部１８は、図２に示すように、放電に特に係わる構成要素として、Ｆ／Ｓリレー駆動部１８１、Ｆ／Ｓリレー駆動判定部１８２、Ｆ／Ｓリレー故障検出部１８３、駆動リレー駆動部１８４、駆動リレー駆動判定部１８５、駆動リレー故障検出部１８６、及び制御モード判定部１８７を備えている。

Ｆ／Ｓリレー駆動部１８１は、Ｆ／Ｓリレー１４２に出力する信号により、その状態の切り換えを行う。以降、Ｆ／Ｓリレー１４２に係わらず、開状態にさせる信号を「開指示信号」、閉状態にさせる信号を「閉指示信号」と表記する。

Ｆ／Ｓリレー駆動判定部１８２は、Ｆ／Ｓリレー駆動部１８１を制御し、必要に応じて、Ｆ／Ｓリレー１４２の状態を切り換えさせる。その切り換えのために、Ｆ／Ｓリレー駆動判定部１８２は、開閉押しボタン１７への操作を監視すると共に、制御モード判定部１８７から現在の制御モードを表すモード情報を入力する。

制御モード判定部１８７は、充放電コネクタ１９における充放電装置３の接続状態、ブレーキペダル２２、図示しないシフトレバー、図示しないアクセルペダル等の各状態より電動車両１の制御モードを判定する。ここでは、制御モードとして、停車モード、ドライブモード、及びチャージモードを想定する。停車モード、及びドライブモードは、以降「電動モード」と総称し、停車モード、及びドライブモードは共に、電動モードのサブモードとする。

停車モードは、電動車両１が停止しているモードである。この停止モードでは、アクセルペダルは踏まれていない状態となっている。ドライブモードは、電動車両１の車輪を回転させている状態、つまり走行用の電動モータ、或いはエンジンからの動力が車輪に伝達されている状態のモードである。このようなことから、停車モード、ドライブモードは、電動モードにおける電動車両１の状態に対応したモードである。

チャージモードは、駆動用バッテリ１１への充電、或いはその駆動用バッテリ１１からの放電が可能な状態のモードである。そのため、チャージモードでは、充放電コネクタ１９に充放電装置３が接続されていることが前提となる。

Ｆ／Ｓリレー駆動判定部１８２の詳細な動作を説明する前に、負圧ポンプ１５についてより詳細に説明する。

上記のように、負圧ポンプ１５は、運転者によるブレーキペダル２２への踏力では得にくい十分な制動力を確保するために、その踏力を倍増させるための負圧を発生させる。エンジンにより走行する車両では、走行中はそのエンジンが駆動していることから、エンジンに一般的に備わっている吸気マニホールド内の負圧を用いることができる。

一方、電動車両１では、エンジンが備わっていないか、たとえ備わっていても、電動モータのみの走行時にはエンジンは停止している。このため、電動車両１では、踏力倍増用の負圧をエンジンから確保することは期待できない。そこで、電動車両１には、負圧を確保するための負圧ポンプ１５が搭載されている。負圧は、走行中は確保する必要がある。

負圧ポンプ１５を動作させるためには、図２に示すように、Ｆ／Ｓリレー１４２、及び駆動リレー１４１を共に閉状態にする必要がある。そのため、Ｆ／Ｓリレー駆動判定部１８２は、制御モードが電動モード、つまりドライブモード、或いは停車モードであった場合、Ｆ／Ｓリレー駆動部１８１を介して、Ｆ／Ｓリレー１４２を閉状態とさせる。また、制御モードがチャージモードであった場合、Ｆ／Ｓリレー駆動判定部１８２は、開閉押しボタン１７への操作が確認された場合に、Ｆ／Ｓリレー駆動部１８１を介して、Ｆ／Ｓリレー１４２を閉状態とさせる。

Ｆ／Ｓリレー故障検出部１８３は、Ｆ／Ｓリレー１４２に発生した故障を検出する機能であり、Ｆ／Ｓリレー駆動部１８１がＦ／Ｓリレー１４２に出力する信号が入力される。それにより、Ｆ／Ｓリレー故障検出部１８３は、例えばＦ／Ｓリレー１４２が開状態、閉状態の状態別に、例えばＦ／Ｓリレー１４２と駆動リレー１４１との間の電圧の値を閾値と比較することにより、Ｆ／Ｓリレー１４２に発生した故障の有無を判定する。この判定による故障の検出結果は制御モード判定部１８７に出力される。なお、何れの状態時でも故障の判定を行うのは、Ｆ／Ｓリレー１４２が開状態、及び閉状態の何れであってもその状態を切り換えられない故障が発生しうるからである。電圧の値は、電圧センサの出力信号をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換器によりサンプリングすることで得ることができる。

駆動リレー駆動部１８４は、開指示信号、及び閉指示信号のうちの一方を出力することにより、駆動リレー１４１の状態の切り換えを行う。駆動リレー駆動判定部１８５は、制御モード判定部１８７から入力するモード情報が表す制御モード、及び負圧ポンプ１５が発生させている負圧を用いた駆動リレー駆動部１８４の制御を通して、駆動リレー駆動部１８４の状態の切り換えを行わせる。それにより、駆動リレー駆動判定部１８５は、電動モード時、十分な負圧が得られていない場合に、駆動リレー駆動部１８４に駆動リレー１４１を閉状態にさせ、負圧ポンプ１５を駆動させる。

駆動リレー故障検出部１８６は、駆動リレー１４１に発生した故障を検出する機能であり、駆動リレー駆動部１８４が駆動リレー１４１に出力する信号が入力される。それにより、駆動リレー故障検出部１８６も、開状態、閉状態の状態別に、負圧の程度による故障判定を行う。この判定による故障の検出結果は制御モード判定部１８７に出力される。なお、何れの状態時でも故障の判定を行うのは、Ｆ／Ｓリレー１４２と同様に、開状態、及び閉状態の何れであってもその状態を切り換えられない故障が駆動リレー１４１に発生しうるからである。

制御モード判定部１８７は、Ｆ／Ｓリレー故障検出部１８３、及び駆動リレー故障検出部１８６からそれぞれ入力する検出結果を制御に反映させる。Ｆ／Ｓリレー故障検出部１８３、及び駆動リレー故障検出部１８６のうちの少なくとも一方が故障を検出した場合、制御モード判定部１８７は、電動モード時ではＦ／Ｓリレー駆動判定部１８２、及び駆動リレー駆動判定部１８５に対し、共に開指示信号を出力させる指示を行う。

制御モードが電動モードであった場合、制御モード判定部１８７は更に、例えば表示部２０に、運転の中止を促すためのメッセージ、開閉器１４の故障によって電動車両１が非常用電源として使用できない旨を通知するためのメッセージを表示させる処理を併せて行う。運転の中止を促すのは、Ｆ／Ｓリレー１４２、及び駆動リレー１４１のうちの何れが故障したとしても、十分な負圧が確保できない恐れがあるからである。

一方、制御モードがチャージモードであった場合、制御モード判定部１８７は、Ｆ／Ｓリレー１４２に故障が検出されることにより、駆動用バッテリ１１からの高電圧電力の放電を禁止させる。また、制御モード判定部１８７は、例えば表示部２０に、開閉器１４に故障が発生している旨、その故障により電動車両１が非常用電源として使用できない旨を使用者に伝えるためのメッセージを表示させる。

このように、制御モード判定部１８７は、制御モード、及び故障が検出されたリレーに応じて、運転者に伝えるべき情報を伝えるための処理を行う。Ｆ／Ｓリレー１４２、及び駆動リレー１４１に対する故障検出は、本実施の形態１では、チャージモード時の他に、電動モード時でも行う。つまり、制御モードに係わらず、電動車両１の起動により行う。そのため、運転者は、電動車両１の使用時に、その電動車両１が非常用電源として使用できるか否かを知ることができる。それにより、運転者にとっては、電動車両１を非常用電源として使用できなくなったとしても、電動車両１を非常用電源として実際に使用する状況となる前の修理が行えるようになる。従って、運転者は、電動車両１をより確実に非常用電源として使用することができる。

なお、本実施の形態１では、Ｆ／Ｓリレー１４２に駆動リレー１４１、及び低電圧電力ポート１９ｂを接続させているが、Ｆ／Ｓリレー１４２に駆動リレー１４１を接続しなくとも良い。つまりＦ／Ｓリレー１４２の補助バッテリ１３と接続させていない方の接点を、低電圧電力ポート１９ｂ、及び開閉制御部１８とのみ接続させても良い。その場合、補助バッテリ１３と負圧ポンプ１５との接続、その接続の切断を駆動リレー１４１のみの開閉により行うようにしても良い。

開状態、及び閉状態の何れであってもその状態を切り換えられない故障が発生しうることから、故障検出は、Ｆ／Ｓリレー１４２の状態を切り換えて、状態別に行うのが好ましい。しかし、低電圧電力の供給時、Ｆ／Ｓリレー１４２は閉状態とされることから、閉状態時のＦ／Ｓリレー１４２を対象とする故障検出を随時、行うようにしても良い。たとえ閉状態時のＦ／Ｓリレー１４２を対象とする故障検出のみを行ったとしても、電動車両１を非常用電源として使用できる可能性をより高めることが期待できる。

また、本実施の形態１では、低電圧電力を供給する負荷装置を負圧ポンプ１５としている。しかしながら、負荷装置は、電動車両の走行時、及び停車時、つまり電動モード時に動作させる装置であれば、負圧ポンプ１５とは異なる装置であっても良い。例えばその負荷装置は、常時、点灯させる照明装置、或いは表示灯であっても良い。そのような負荷装置に低電圧電力を供給するようにした場合、点灯／非点灯により、Ｆ／Ｓリレー１４２の故障、或いは故障の可能性を運転者に知らせることができる。

図３は、電動モード時におけるリレー制御処理を示すフローチャートである。この電動モード時におけるリレー制御処理は、電動車両１を電動モードで起動した場合に、Ｆ／Ｓリレー１４２、及び駆動リレー１４１の状態の切り換え制御を行うために実行される一連の処理である。この一連の処理は、例えば電動車両１に搭載された情報処理装置であるＥＣＵのＣＰＵ（Central Processing Unit）が、そのＥＣＵの不揮発性の記録媒体に格納された専用のプログラムを実行することで実現される。次に図３を参照し、電動モード時におけるリレー制御処理について詳細に説明する。この処理を実行する主体としては、基本的に開閉制御部１８を想定する。

なお、上記のように、電動車両１は、一致する識別情報を無線通信で電動車両１と送受信するキーが存在する起動可能状況下で、ＩＧ−Ｋｅｙが操作されることにより起動される。起動時の制御モードは電動モードである。起動された電動車両１は、再度のＩＧ−Ｋｅｙの操作により終了する。

電動車両１を電動モードで起動した場合、先ず、ステップＳ１では、開閉制御部１８は、Ｆ／Ｓリレー１４２に故障が発生しているか否かを確認するためのＦ／Ｓリレー故障判定処理を実行する。続くステップＳ２では、開閉制御部１８は、Ｆ／Ｓリレー１４２の故障が検出されなかったか否か判定する。Ｆ／Ｓリレー１４２に故障が発生していた場合、ステップＳ２の判定はＮｏとなってステップＳ７に移行する。Ｆ／Ｓリレー１４２に故障が発生していない場合、ステップＳ２の判定はＹｅｓとなってステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、開閉制御部１８は、駆動リレー１４１に故障が発生しているか否かを確認するための駆動リレー故障判定処理を実行する。続くステップＳ４では、開閉制御部１８は、駆動リレー１４１の故障が検出されなかったか否か判定する。駆動リレー１４１に故障が発生していた場合、ステップＳ４の判定はＮｏとなってステップＳ７に移行する。駆動リレー１４１に故障が発生していない場合、ステップＳ４の判定はＹｅｓとなってステップＳ５に移行する。

ステップＳ７では、開閉制御部１８は、Ｆ／Ｓリレー１４２に開指示信号を出力する。続くステップＳ８では、開閉制御部１８は、駆動リレー１４１に開指示信号を出力し、故障が検出されたリレー、及び故障内容を表す故障情報を保存すると共に、メッセージを表示部２０に表示させる。そのメッセージとは、上記のように、運転の中止を促すためのメッセージ、開閉器１４の故障によって電動車両１が非常用電源として使用できない旨を通知するためのメッセージ等である。その後、ステップＳ６に移行する。なお、Ｆ／Ｓリレー１４２、及び駆動リレー１４１に対し、共に開指示信号を出力したとしても、故障が発生しているリレーは開状態になるとは限らない。

ステップＳ５では、開閉制御部１８は、駆動リレー１４１の状態を状況に応じて切り換えるための駆動リレー駆動判定処理を実行する。次に移行するステップＳ６では、開閉制御部１８は、上記ＩＧ−Ｋｅｙが操作されたか否か、つまり電動車両１の終了が指示されたか否か判定する。運転者がＩＧ−Ｋｅｙを操作した場合、ステップＳ６の判定はＹｅｓとなってステップＳ９に移行する。運転者がＩＧ−Ｋｅｙを操作していない場合、ステップＳ６の判定はＮｏとなって上記ステップＳ２に戻る。

このように、電動車両１が電動モードで動作している場合、Ｆ／Ｓリレー１４２、及び駆動リレー１４１の両方に故障が発生していない状況下では、ステップＳ２〜Ｓ６で形成される処理ループが繰り返し、例えば定められた時間間隔で実行される。それにより、必要に応じた駆動リレー１４１の状態の切り換え、及び駆動リレー１４１に発生した故障の検出が随時、行われる。

ステップＳ９では、開閉制御部１８は、Ｆ／Ｓリレー１４２に開指示信号を出力する。続くステップＳ１０では、開閉制御部１８は、駆動リレー１４１に開指示信号を出力し、故障情報を保存していた場合、その故障情報の内容を伝えるためのメッセージ、電動車両１が非常用電源として使用できない旨を通知するためのメッセージ等を一定時間、表示部２０上に表示させる。その後、この電動モード時におけるリレー制御処理が終了する。

なお、本実施の形態１では、電動車両１の起動時にのみ、Ｆ／Ｓリレー１４２の故障検出を行っているが、ステップＳ２〜Ｓ６の間でその故障検出を行うようにしても良い。これは、閉指示信号が出力されたＦ／Ｓリレー１４２が実際に閉状態となっているか否かを確認する故障検出を行うことにより、閉状態から開状態に切り換わる故障の発生にタイムリに対応できるからである。その対応により、電動車両１を非常用電源として使用できる可能性はより高くすることができる。

本実施の形態１では、駆動リレー１４１の故障の検出により、駆動リレー１４１、及びＦ／Ｓリレー１４２を共に開状態に切り換えるようにしている。これは、駆動リレー１４１の故障は、Ｆ／Ｓリレー１４２の故障によって検出される可能性があるからである。このことから、駆動リレー１４１の故障の検出により、Ｆ／Ｓリレー１４２の故障、何らかの理由によってＦ／Ｓリレー１４２の故障を検出できなくなった状況、等に対応することができる。

次に、図４〜図６を参照し、上記電動モード時におけるリレー制御処理内で実行されるサブルーチン処理について詳細に説明する。

図４は、Ｆ／Ｓリレー故障判定処理を示すフローチャートである。サブルーチン処理では、始めに図４を参照し、上記ステップＳ１として実行されるＦ／Ｓリレー故障判定処理について詳細に説明する。

先ず、ステップＳ２１では、開閉制御部１８は、Ｆ／Ｓリレー１４２に開指示信号を出力する。次にステップＳ２２では、開閉制御部１８は、Ｆ／Ｓリレー１４２が開状態か否か判定する。Ｆ／Ｓリレー１４２の開状態が確認された場合、ステップＳ２２の判定はＹｅｓとなってステップＳ２３に移行する。Ｆ／Ｓリレー１４２の開状態が確認できなかった場合、ステップＳ２２の判定はＮｏとなってステップＳ２６に移行する。

なお、Ｆ／Ｓリレー１４２が開状態か否かの確認は、上記のように、Ｆ／Ｓリレー１４２の駆動リレー１４１と接続された側の端子に電圧センサを接続することにより、測定された電圧値から行うことができる。これは、Ｆ／Ｓリレー１４２が閉状態か否かの確認でも同様である。

ステップＳ２６では、開閉制御部１８は、開状態に切り換えられない故障がＦ／Ｓリレー１４２に発生していると判定する。その後、このＦ／Ｓリレー故障判定処理が終了する。なお、開状態に切り換えられない故障内容を表す故障情報は、上記ステップＳ８の処理の実行時に保存されることとなる。

ステップＳ２３では、開閉制御部１８は、Ｆ／Ｓリレー１４２に閉指示信号を出力する。次にステップＳ２４では、開閉制御部１８は、Ｆ／Ｓリレー１４２が閉状態か否か判定する。Ｆ／Ｓリレー１４２の閉状態が確認された場合、ステップＳ２４の判定はＹｅｓとなり、ここでＦ／Ｓリレー故障判定処理が終了する。一方、Ｆ／Ｓリレー１４２の閉状態が確認できなかった場合、ステップＳ２４の判定はＮｏとなってステップＳ２５に移行する。

ステップＳ２５では、開閉制御部１８は、閉状態に切り換えられない故障がＦ／Ｓリレー１４２に発生していると判定する。その後、このＦ／Ｓリレー故障判定処理が終了する。この場合も、開状態に切り換えられない故障内容を表す故障情報は、上記ステップＳ８の処理の実行時に保存されることとなる。

図５は、駆動リレー故障判定処理を示すフローチャートである。次に図５を参照し、図３に示す電動モード時におけるリレー制御処理内でステップＳ３として実行される駆動リレー故障判定処理について詳細に説明する。

上記のように、開閉制御部１８の機能上の構成要素である駆動リレー駆動判定部１８５は、負圧ポンプ１５により十分な負圧を発生させるように、駆動リレー１４１の状態の切り換えを行う。その結果、負圧とする圧力は予め定めた適切な範囲内に維持される。このことから、負圧の状態から駆動リレーの故障判定を行う駆動リレー故障検出部１８６は、圧力の下限値として設定された閾値である負圧過小値、及び圧力の上限値として設定された閾値である負圧過大値を用いて、故障判定を行うようになっている。この駆動リレー故障検出部１８６は、駆動リレー故障判定処理の実行により実現される。

先ず、ステップＳ３１では、開閉制御部１８は、駆動リレー１４１が開状態か否か判定する。駆動リレー１４１に対し、開指示信号が出力された場合、ステップＳ３１の判定はＹｅｓとなってステップＳ３２に移行する。閉指示信号が駆動リレー１４１に対して出力されている場合、ステップＳ３１の判定はＮｏとなってステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３２では、開閉制御部１８は、測定された負圧の値が上記負圧過大値より大きいか否か判定する。測定された負圧の値が負圧過大値より大きい場合、ステップＳ３２の判定はＹｅｓとなってステップＳ３３に移行する。測定された負圧の値が負荷過大値以下の場合、ステップＳ３２の判定はＮｏとなり、ここで駆動リレー故障判定処理が終了する。なお、負圧の測定値は、例えば圧力センサの出力信号をＡ／Ｄ変換器によりサンプリングすることで得ることができる。

ステップＳ３３では、開閉制御部１８は、圧力が異常に高圧となっていることから、駆動リレー１４１に、開状態から切り換えられない故障である溶着が発生していると判定する。その後、この駆動リレー故障判定処理が終了する。なお、開状態から切り換えられない故障内容を表す故障情報は、図３に示すステップＳ８の処理の実行時に保存されることとなる。

上記ステップＳ３１の判定がＮｏとなって移行するステップＳ３４では、開閉制御部１８は、測定された負圧の値が上記負圧過小値より小さいか否か判定する。測定された負圧の値が負圧過小値より小さい場合、ステップＳ３４の判定はＹｅｓとなってステップＳ３５に移行する。測定された負圧の値が負荷過小値以上の場合、ステップＳ３４の判定はＮｏとなり、ここで駆動リレー故障判定処理が終了する。

ステップＳ３５では、開閉制御部１８は、圧力が異常に低圧となっていることから、駆動リレー１４１に、閉状態から切り換えられない故障である固着が発生していると判定する。その後、この駆動リレー故障判定処理が終了する。なお、閉状態から切り換えられない故障内容を表す故障情報は、図３に示すステップＳ８の処理の実行時に保存されることとなる。

図６は、駆動リレー駆動判定処理を示すフローチャートである。最後に図６を参照し、図３に示す電動モード時におけるリレー制御処理内でステップＳ５として実行される駆動リレー駆動処理について詳細に説明する。

上記のように、負圧とする圧力は予め定めた範囲内に維持される。その維持のために、
開閉制御部１８の機能上の構成要素である駆動リレー駆動判定部１８５は、圧力の下限値として設定された閾値である負圧最小値、及び圧力の上限値として設定された閾値である負圧最大値を用いて、駆動リレー１４１の状態切り換えを行うようになっている。この駆動リレー駆動判定部１８５、及び駆動リレー駆動部１８４は、図６に示す駆動リレー駆動判定処理の実行により実現される。なお、閾値間の大小関係は、負圧過小値＜負圧最小値＜負圧最大値＜負圧過大値、となっている。

先ず、ステップＳ４１では、開閉制御部１８は、測定された負圧の値が負圧最大値より大きいか否か判定する。測定された負圧の値が負圧最大値より大きい場合、ステップＳ４１の判定はＹｅｓとなってステップＳ４２に移行する。測定された負圧の値が負荷最大値以下の場合、ステップＳ４１の判定はＮｏとなってステップＳ４３に移行する。

ステップＳ４２では、開閉制御部１８は、圧力を下げる必要があるとして、駆動リレー１４１に閉指示信号を出力する。その後、この駆動リレー駆動判定処理が終了する。

一方、ステップＳ４３では、開閉制御部１８は、測定された負圧の値が上記負圧最小値より小さいか否か判定する。測定された負圧の値が負圧最小値より小さい場合、ステップＳ４３の判定はＹｅｓとなってステップＳ４４に移行する。測定された負圧の値が負荷最小値以上の場合、ステップＳ４３の判定はＮｏとなり、ここで駆動リレー駆動判定処理が終了する。

ステップＳ４４では、開閉制御部１８は、圧力を下げる必要がないとして、駆動リレー１４１に開指示信号を出力する。その後、この駆動リレー駆動判定処理が終了する。

図７は、外部給電開始処理を示すフローチャートである。この外部給電開始処理は、起動可能状況下で、ケーブルを介して充放電コネクタ１９に充放電装置３が接続され、且つ開閉押しボタン１７が操作されることによって実行される処理である。次に図７を参照し、この外部給電開始処理について詳細に説明する。この処理を実行する主体としては、ここでも開閉制御部１８を想定する。

先ず、ステップＳ５１では、開閉制御部１８は、図４に示すＦ／Ｓリレー故障判定処理を実行する。続くステップＳ５２では、開閉制御部１８は、Ｆ／Ｓリレー１４２の故障が検出されなかったか否か判定する。Ｆ／Ｓリレー１４２に故障が発生していた場合、ステップＳ５２の判定はＮｏとなり、例えば表示部２０を用いて、Ｆ／Ｓリレー１４２の故障により外部への給電が行えない旨の通知を行った後、この外部給電開始処理が終了する。一方、Ｆ／Ｓリレー１４２に故障が発生していない場合、ステップＳ５２の判定はＹｅｓとなってステップＳ５３に移行する。

Ｆ／Ｓリレー１４２が故障していない場合、Ｆ／Ｓリレー１４２、低電圧電力ポート１９ｂ、及びケーブルを介して、低電圧電力が充放電装置３の制御部３５に供給される。この低電圧電力の供給により、制御部３５は起動し、通信部３４を用いて、充放電装置３が起動を開始した旨を示す起動情報を電動車両１に送信する。

このことから、ステップＳ５３では、開閉制御部１８は、通信部１６が起動情報を受信するのを待つ。起動情報を通信部１６が受信するまでステップＳ５３の判定はＮｏとなり、そのステップＳ５３の判定処理を開閉制御部１８は繰り返し実行する。通信部１６が起動情報を受信した場合、ステップＳ５３の判定はＹｅｓとなってステップＳ５４に移行する。

ステップＳ５４では、開閉制御部１８は、コンタクタ１２を閉状態にさせる閉指示信号をそのコンタクタ１２に出力する。続くステップＳ５５では、開閉制御部１８は、コンタクタ１２を閉状態にした旨を示すコンタクタ接続情報を通信部１６に送信させる。その送信後、ステップＳ５６に移行する。

コンタクタ１２を閉状態にすることにより、そのコンタクタ１２、高電圧電力ポート１９ｃ、及びケーブルを介して充放電装置３に高電圧電力が供給される。その高電圧電力の供給により、主回路部３２は家庭用の交流電力を出力し、電力変換器３３は、その交流電力を低電圧電源に変換する。この低電圧電力は制御部３５に供給される。そのために、制御部３５は、起動情報を通信部３４に送信させた後、コンタクタ３１を閉状態にし、高電圧電力を家庭用の交流電力に変換させる設定を主回路部３２に対して行う。このような制御を行った後、制御部３５は、充放電装置３の起動が完了した旨を示す起動完了情報を通信部３４から送信させる。

このようなことから、ステップＳ５６では、開閉制御部１８は、通信部１６が起動完了情報を受信するのを待つ。起動完了情報を通信部１６が受信するまでステップＳ５６の判定はＮｏとなり、そのステップＳ５６の判定処理を開閉制御部１８は繰り返し実行する。通信部１６が起動完了情報を受信した場合、ステップＳ５６の判定はＹｅｓとなってステップＳ５７に移行する。

ステップＳ５７では、開閉制御部１８は、起動完了情報の受信により、低電圧電力の供給は不要になったとして、Ｆ／Ｓリレー１４２に開指示信号を出力する。その後、この外部給電開始処理が終了する。

外部給電は、駆動用バッテリ１１の残量が閾値以下となるか、外部給電の停止が指示されることにより終了する。この外部給電を終了させる際に実行される処理の内容は、従来と同様であっても良いため、ここでは詳細な説明は省略する。

図８は、外部給電開始時における電動車両、及び充放電装置の動作例を示すタイミングチャートである。次に図８を参照し、上記外部給電開始処理の実行による電動車両１、及び充放電装置３の各構成要素の動作の例について詳細に説明する。ここでは、電動車両１の構成要素として、充放電コネクタ１９、コンタクタ１２、開閉押しボタン１７、及びＦ／Ｓリレー１４２を示している。充放電装置３では、構成要素として、制御部３５、コンタクタ３１、主回路部３２、及び電力変換器３３を示している。Ｆ／Ｓリレー１４２の故障は検出されないことを想定している。

図８に示す例では、充放電コネクタ１９に、時刻ｔ２１にケーブルが接続され、時刻ｔ２２に、開閉押しボタン１７が操作されている。開閉押しボタン１７の操作により、図７に示す外部給電開始処理の実行が開始され、ステップＳ５１でＦ／Ｓリレー故障判定処理が実行される。そのため、Ｆ／Ｓリレー１４２は、閉状態に切り換えられ、その切り換えにより、充放電装置３の制御部３５に低電圧電力が供給される。このため、制御部３５が起動する。

制御部３５は、起動により、上記起動情報を通信部３４に送信させる。その送信は時刻ｔ２３になる前に行われる。そのため、コンタクタ１２は、時刻ｔ２３に、起動情報を受信した開閉制御部１８により閉状態に切り換えられる。

起動情報を送信させた制御部３５は、上記のように、コンタクタ３１を閉状態に切り換え、主回路部３２に、高電圧電力を家庭用の交流電力に変換させる設定を行う。そのため、時刻ｔ２４に、コンタクタ３１は閉状態に切り換えられ、主回路部３２は、その切り換えによって供給される高電圧電力の家庭用の交流電力への変換を開始し、電力変換器３３は家庭用の交流電力の低電圧電力への変換を開始する。

制御部３５は、コンタクタ３１、主回路部３２への制御を行った後、起動完了情報を通信部３４から送信させる。その送信により、Ｆ／Ｓリレー１４２は、開閉制御部１８によって時刻ｔ２５に開状態に切り換えられる。この結果、時刻ｔ２５以降、電動車両１からは高電圧電力のみが充放電装置３に供給される。

なお、本実施の形態１では、低電圧電力の供給に用いる電源を補助バッテリ１３としているが、補助バッテリ１３に代えて、駆動用バッテリ１１の高電圧電力を低電圧電力に変換する電力変換部を電源として用いても良い。その駆動用バッテリ１１は、充電可能な二次電池である。駆動用バッテリ１１の代わりに燃料電池を用いるようにしても良い。つまり、電動車両１は、燃料電池車であっても良い。特許請求の範囲に記載の「バッテリ」には、二次電池の他に、燃料電池も含まれる。

１ 電動車両、３ 充放電装置、１１ 駆動用バッテリ、１２ コンタクタ、１３ 補助バッテリ、１４ 開閉器、１５ 負圧ポンプ、１６ 通信部、１７ 開閉押しボタン、１８ 開閉制御部、１９ 充放電コネクタ、１９ａ 通信ポート、１９ｂ 低電圧電力ポート、１９ｃ 高電圧電力ポート、２０ 表示部、２１ ブレーキ倍力装置、２２ ブレーキペダル、１４１ 駆動リレー、１４２ Ｆ／Ｓリレー、１８１ Ｆ／Ｓリレー駆動部、１８２ Ｆ／Ｓリレー駆動判定部、１８３ Ｆ／Ｓリレー故障検出部、１８４ 駆動リレー駆動部、１８５ 駆動リレー駆動判定部、１８６ 駆動リレー故障検出部、１８７ 制御モード判定部。

Claims (5)

1. バッテリを用いた走行が可能な電動車両であって、
   前記バッテリの電力を外部給電装置に供給する際に、前記外部給電装置において動作用の電力として使用される制御電力を、前記外部給電装置に供給するための給電ポートと、
   前記制御電力を生成する電源と前記給電ポートとの間に配置され、開閉により、前記電源と前記給電ポートとの接続、及び前記接続の切断を行う開閉器と、
   前記電動車両が走行可能なモード時に、前記開閉器に発生した故障の検出を行う故障検出部と、
   を備える電動車両。
2. 前記制御電力により動作する負荷装置と、
   前記開閉器及び前記給電ポートの間に一端が接続されると共に、前記負荷装置に他端が接続され、開閉により、前記開閉器と前記負荷装置との間の接続、及び前記接続の切断を行う他の開閉器と、を更に備え、
   前記故障検出部は、前記開閉器を介して前記他の開閉器に供給される前記制御電力により、前記開閉器に発生した故障の検出を行う、
   請求項１に記載の電動車両。
3. 前記電動車両は、前記故障検出部が前記開閉器に発生した故障を検出した場合に、前記バッテリの電力の前記外部給電装置への給電を禁止する、
   請求項１または２に記載の電動車両。
4. 前記電源は、前記バッテリとは異なる他のバッテリ、及び前記バッテリからの電力を変換する電力変換部のうちの一方である、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の電動車両。
5. 前記負荷装置は、前記電動車両の走行時に動作させる装置である、
   請求項２に記載の電動車両。

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