JP5179639B1 - 給電コネクタ、および、給電対象へ電力を供給することが可能な電源 - Google Patents

Abstract

【課題】接続されたときに電源への充電又は電源からの給電のいずれを行うかを適切に判定する給電コネクタ及び電源を提供する。
【解決手段】給電コネクタは、電源と、電源から電力を供給される対象である給電対象と、を連結する。給電コネクタは、給電コネクタと電源との電気的な接続状態に応じて値が変化し且つ電源から給電対象への電力の供給を許可する指示に応じて値が変化する信号を給電コネクタと電源との間において伝達する信号経路を閉じた系として形成する構成、を備える。電源は、電力が供給される対象である給電対象に給電コネクタを介して連結されることによって給電対象へ電力を供給することができる。電源は、電源と給電コネクタとの電気的な接続状態に応じて値が変化し且つ電源から給電対象への電力の供給を許可する指示に応じて値が変化する信号を電源と給電コネクタとの間において伝達する信号経路を閉じた系として形成する構成、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源と、電源から電力を供給される対象である給電対象と、を連結する給電コネクタ、および、給電対象と給電コネクタを介して連結されることによって給電対象へ電力を供給することが可能な電源、に関する。

従来から、電気エネルギを蓄積または放出することが可能な電源が提案されている。この種の電源は、周知のように、種々の用途に用いられる。例えば、電源としての蓄電装置（例えば、二次電池およびキャパシタなど）は、電気エネルギを利用して駆動される動力源（例えば、モータなど）を備えると共にその動力源から生じる駆動力を用いて走行することが可能な車両に適用されている。この種の車両として、例えば、電気自動車（ＥＶ）およびハイブリッド自動車（ＨＶ）などが挙げられる。

上述した車両（ＥＶ，ＨＶ）に適用された蓄電装置への電気エネルギの蓄積（以下、「充電」とも称呼される。）については、種々の方法・構成が提案されている。例えば、この充電のための構成として、一般家庭に供給されている商用電源を外部電源として用いる構成、および、車両の運転状態に応じてモータを発電機として作動させるとともに（いわゆる、回生ブレーキの作動時に）同モータを内部電源として用いる構成、などが提案されている。

さらに、近年、車両に適用された蓄電装置から所定の給電対象への電気エネルギの放出（以下、「給電」とも称呼される。）についても、環境保護の観点および災害時などにおいて電力の不足を緩和する観点などから、いくつかの方法・構成が提案されている。例えば、従来の充放電装置の一つ（以下、「従来装置」とも称呼される。）は、車両と住宅との間における充電・給電システム（いわゆる、ＨＥＭＳ）に適用されている。この従来装置においては、車両に接続されるケーブルが充電用ケーブルである場合と給電用ケーブルである場合とで異なる制御信号が所定の信号線（後述される規格に定められているＣＰＬＴ信号を伝送する信号線）を介して車両に送信されることにより、「車両への充電」または「車両から給電対象への給電」のいずれかを車両に実行せしめるようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。

ここで、車両内の蓄電装置を住宅から充電することが可能な車両については、アメリカ合衆国における規格として、ＳＡＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）によって「エスエーイー・エレクトリック・ビークル・コンダクティブ・チャージ・カプラ（ＳＡＥ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｒ）」が制定されている（非特許文献１を参照。）。また、日本における規格として、「電気自動車用コンダクティブ充電システム一般要求事項」が制定されている（非特許文献２を参照。）。

上述した非特許文献１及び非特許文献２においては、一例として、コントロールパイロットに関する規格が定められている。具体的に述べると、コントロールパイロットは、構内配線から車両へ電力を供給するＥＶＳＥ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｕｐｐｌｙ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）の制御回路と車両の接地部とを車両側の制御回路を介して接続する制御線、として定義されている。そして、この制御線（コントロールパイロット）を介して伝達される信号（いわゆる、ＣＰＬＴ信号）に基づき、充電用ケーブルが車両に接続されているか否か、電源から車両への充電が許可されているか否か、および、ＥＶＳＥの定格電流、などが判断されることになっている。

特開２０１０−０３５２７７号公報

「エスエーイー・エレクトリック・ビークル・コンダクティブ・チャージ・カプラ（ＳＡＥ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｒ）」、（アメリカ合衆国）、エスエーイー規格（ＳＡＥ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）、エスエーイー・インターナショナル（ＳＡＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）、２００１年１１月 「電気自動車用コンダクティブ充電システム一般要求事項」、日本電動車両協会規格（日本電動車両規格）、２００１年３月２９日

従来装置は、上記規格に準じるように構成された上で、充電または給電のいずれを行うべきか（充電用ケーブルまたは給電用ケーブルの区別）についての情報を、上記信号線を介して伝達される信号（ＣＰＬＴ信号）として車両に伝達するようになっている。ところが、上述したように、上記信号線を介して伝達される信号（ＣＰＬＴ信号）は、充電または給電のいずれを行うべきかについての情報だけではなく、他の情報（例えば、充電用ケーブルが車両に接続されているか否か、電源から車両への充電が許可されているか否か、および、ＥＶＳＥの定格電流など）を伝達するためにも用いられる。

従来装置において、充電または給電のいずれを行うべきかについての情報を伝達する信号と、他の情報を伝達する信号と、は、それら信号が別個の信号であると車両において認識されるように設計されている。そのため、従来装置が正常に作動する限り、それら信号は混同されない。ところが、種々の要因（例えば、信号線の経年劣化、および、充電用ケーブルまたは給電用ケーブルと車両側の接続部との接触不良、などの外的要因）に起因して従来装置が正常に作動しないこととなった場合、それら信号が混同される可能性は完全には否定されない。このような混同が生じた場合、充電または給電のいずれを行うべきかについての判定が車両において適切に行われれない可能性がある。

充電または給電のいずれを行うべきかについて誤った判定がなされることは、上記種々の要因に相当する事態が生じた場合であっても、出来る限り防がれることが望ましい。また、車両に備えられた蓄電装置に限らず、電源への充電または電源からの給電のいずれを行うべきかについての判定は、適切に行われることが望ましい。

本発明の目的は、上記課題に鑑み、電源に接続されたときに電源への充電または電源からの給電のいずれを行うべきかについての判定が適切に行われる「給電コネクタ」および同給電コネクタを介して給電対象に適切に電力を供給することができる「電源」を提供することにある。

まず、上記課題を解決するための本発明による「給電コネクタ」が、以下に説明される。
本発明の給電コネクタは、電源と、前記電源から電力を供給される対象である給電対象と、を連結するコネクタである。

本発明の給電コネクタは、
「当該給電コネクタと前記電源との電気的な接続状態」に応じて値が変化し且つ「前記電源から前記給電対象への電力の供給を許可する指示」に応じて値が変化する信号を当該給電コネクタと前記電源との間において伝達する信号経路を、閉じた系として、形成する構成を備えている。

以下、便宜上、上述した「給電コネクタと前記電源との電気的な接続状態に応じて値が変化し且つ電源から給電対象への電力の供給を許可する指示に応じて値が変化する信号」は、「給電コネクタ接続信号」とも称呼される。

上記構成によれば、本発明の給電コネクタが電源に電気的に接続されたとき、給電コネクタは、給電コネクタと電源との間にて閉じた系としての信号経路（例えば、閉回路）を形成する。そのため、その閉じた系の外部の状態に起因する他の信号（例えば、上記ＣＰＬＴ信号）が、給電コネクタ接続信号とともに信号経路を伝達されることがない。よって、給電コネクタ接続信号と、そのような他の信号と、が混同されることが防がれ得る。

さらに、上記構成によれば、本発明の給電コネクタが電源に電気的に接続されたとき、「給電コネクタと前記電源との電気的な接続状態」に応じて値が変化する信号（換言すると、同接続状態を表す信号）だけではなく、「電源から給電対象への電力の供給を許可する指示」に応じて値が変化する信号（換言すると、同指示を表す信号）が、信号経路を介して伝達される。そのため、電源に接続されたコネクタが給電コネクタであるか否か（つまり、電源からの給電を行うべきか否か）が判定されるとき、それら２つの信号に基づいて同判定が行われ得る。よって、従来装置のように給電コネクタと電源との電気的な接続状態を表す信号「のみ」に応じて同判定が行われる場合に比べ、より確実に同判定が行われ得る。

したがって、本発明の給電コネクタによれば、給電コネクタが電源に接続されたとき、電源に接続されたコネクタが給電コネクタであるか否か（換言すると、電源への充電または電源からの給電のいずれを行うべきか）についての判定が適切に行われることになる。

ところで、上記「給電対象」とは、電源から電力を供給される対象（電気的負荷）であればよく、特に制限されない。例えば、給電対象として、ラジオおよび電灯などの一般的な家庭用電化製品、家庭用エネルギ管理システム（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎｅｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ。いわゆる、ＨＥＭＳ）上の特定の要素（充放電スタンド、住宅内給電コンセント等）、および、電力会社などが提供する電力網、などが採用され得る。

また、上記「給電」とは、電源から給電対象に電力が供給されることを表し、電源自体の状態（例えば、電源が予め蓄えられている電気エネルギを放電するか、または、電源が発電を行いながら電気エネルギを供給するか、など）は特に制限されない。例えば、蓄電装置を備えた車両が電源として採用される場合、給電には、車両のエンジンが稼働していない状態での給電（放電）と、車両のエンジンが稼働している状態での給電（発電）と、が含まれる。

上記「閉じた系」とは、給電コネクタ接続信号が伝達される信号経路上を、その系の外部の状態に起因する信号（例えば、上述したＣＰＬＴ信号）が伝達されることがないことを表し、その具体的な構成は特に制限されない。例えば、閉じた系として、給電コネクタと電源との間に形成される閉回路が挙げられる。

上記「接続状態」とは、給電コネクタと電源との電気的な接続に関連する状態を表し、少なくとも、給電コネクタと電源とが電気的に接続されていない状態、および、それらが電気的に接続されている状態、の２つの状態を含む。

上記「電源から給電対象への電力の供給を許可する指示」は、電源から給電対象への電力の供給を許可するために行われる指示であればよく、特に制限されない。例えば、この指示は、給電コネクタの操作者の物理的な操作によって給電コネクタに与えられる指示であってもよく、他の部材（例えば、電源）によって給電コネクタに与えられる電気的な指示であってもよい。また、例えば、この指示は、給電コネクタに与えられる指示であってもよく、電源に与えられる指示であってもよい。

上記「信号経路」は、上記信号を伝達することができる経路であればよく、特に制限されない。例えば、信号経路として、電気回路などの有線による信号経路、および、無線による信号経路、などが挙げられる。

以下、本発明の給電コネクタのいくつかの具体的な態様が説明される。

本発明の給電コネクタは、上述したように、「給電コネクタ接続信号を伝達する信号経路」を給電コネクタと電源との間において形成するように構成される。具体的に述べると、一の態様として、本発明の給電コネクタは、
前記電源と前記給電コネクタとが電気的に接続されているときの前記信号経路のインピーダンスの大きさが第１の値であり、かつ、前記電源から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じ、前記信号経路のインピーダンスの大きさが、前記第１の値と同一または異なる第２の値と、前記第２の値とは異なる第３の値と、の間にて変化する、ように構成され得る。

上記構成によれば、給電コネクタ接続信号として信号経路のインピーダンスに関連する値（以下、便宜上、「インピーダンス関連値」とも称呼される。）が採用された場合、そのインピーダンス関連値を伝達する信号経路が給電コネクタと電源との間において形成されることになる。

上記「信号経路のインピーダンス」とは、上記信号が通過する経路全体における電圧と電流との比（別の言い方をすると、経路全体における合成インピーダンス）を表す。

上記「第１の値」、「第２の値」および「第３の値」は、電源と給電コネクタとの電気的な接続状態および電源から給電対象への電力の供給を許可する指示が認識され得る値であればよく、特に制限されない。ここで、第１の値と第２の値とは、同一の値であってもよく、異なる値であってもよい。

より具体的に述べると、一の態様として、本発明の給電コネクタは、
前記信号経路のインピーダンスの大きさが、前記電源から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じ、「予め定められた変化パターン」に従って前記第２の値と前記第３の値との間にて変化する、ように構成され得る。

上記構成によれば、給電コネクタ接続信号として信号経路のインピーダンスに関連する値が採用された場合、信号経路のインピーダンスが上記変化パターンに従って変化したときのインピーダンス関連値の変化により、電源から給電対象への電力の供給を許可する指示が認識され得ることになる。

上記「変化パターン」は、電源から給電対象への電力の供給を許可する指示が認識され得るパターンであればよく、特に制限されない。例えば、変化パターンとして、信号経路のインピーダンスの大きさが所定の期間内に第２の値と第３の値との間を所定の回数（例えば、２回）だけ往復するパターン、および、信号経路のインピーダンスの大きさが第２の値から第３の値に変化し且つ所定の時間長さだけ第３の値に維持された後に第２の値に戻るパターン、などが採用され得る。

次いで、「電源から給電対象への電力の供給を許可する指示」について具体的に述べると、一の態様として、本発明の給電コネクタは、
前記電源から前記給電対象への電力の供給を許可する指示が、前記給電コネクタに設けられた指示部を介して行われる、ように構成され得る。

より具体的に述べると、一の態様として、本発明の給電コネクタは、
前記指示部が、前記信号経路のインピーダンスの大きさを前記第２の値または前記第３の値に切り替えることが可能な部材であって、当該指示部を予め定められたパターンに従って操作することによって前記信号経路のインピーダンスの大きさが前記変化パターンに従って変化する部材である、ように構成され得る。

上記構成によれば、上記指示部を操作することにより、電源から給電対象への電力の供給を許可する指示が給電コネクタと電源との間において伝達されることになる。

以上、本発明の給電コネクタのいくつかの態様が説明された。
ところで、本発明の給電コネクタにおける「給電コネクタ接続信号」は、信号経路を通じて伝達され得る信号であればよく、特に制限されない。例えば、給電コネクタ接続信号として、前記信号経路上の特定の位置における「電圧の大きさ」が採用され得る。

さらに、本発明の給電コネクタが接続される「電源」は、給電対象に電力を供給し得る電源であればよく、特に制限されない。例えば、前記電源として、充電および放電が可能な蓄電装置を備えた「車両」が採用され得る。

上記「車両」として、例えば、蓄電装置（例えば、二次電池やキャパシタなど）を搭載したハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグイン・ハイブリッド自動車（ＰＨＶ）および、電気自動車（ＥＶ）などの電動車両が挙げられる。本発明の給電コネクタは、これら車両に設けられた接続部（例えば、インレット）などを介して蓄電装置に接続され得る。

上記「蓄電装置」は、充電および放電が可能な装置であればよく、特に制限されない。例えば、蓄電装置として、二次電池およびキャパシタなどが採用され得る。

さらに、蓄電装置を備えた車両が電源として採用される場合、前記信号経路として、ＳＡＥによるＪ１７７２規格に準じた「充電用コネクタと接続部との嵌合状態を判定するための情報を伝達する信号」を伝達する信号経路が採用され得る。

上述したプラグイン・ハイブリッド自動車（ＰＨＶ）などの電動車両が搭載する蓄電装置への充電を行うための充電システムは、上述したアメリカ合衆国におけるＳＡＥが定める規格に準拠することが主流となっている。ＳＡＥが定める種々の規格のうち、車両が搭載する蓄電装置への充電を行う充電システムにおける種々の制御信号、ケーブルおよびコネクタなどに関する規格として、Ｊ１７７２規格が定められている。このＪ１７７２規格には、充電用コネクタと接続部（インレット）との嵌合状態を判定するための情報を伝達する信号（ケーブル接続信号）が定められている。

そこで、この規格に準じた上記信号を伝達する信号経路を本発明における給電コネクタ接続信号を伝達する信号経路として利用することにより、同規格に準じた車両等に本発明の給電コネクタが容易に適用され得る。

以上が、本発明による給電コネクタの説明である。

次いで、上記課題を解決するための本発明による「電源」が、以下に説明される。ただし、以下の説明においては、上述した本発明による給電コネクタについて述べられた説明と同様の内容についての説明は、適宜省略される。

本発明の電源は、電力が供給される対象である給電対象に給電コネクタを介して連結されることによって前記給電対象へ電力を供給することが可能な電源である。

本発明の電源は、
当該電源と前記給電コネクタとの電気的な接続状態に応じて値が変化し且つ前記電源から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じて値が変化する信号を当該電源と当該給電コネクタとの間において伝達する信号経路を閉じた系として形成する構成、を備えている。

さらに、本発明の電源は、一の態様として、
前記電源と前記給電コネクタとが電気的に接続されていることを表す値である信号が前記信号経路を通じて伝送され且つ前記電源から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じた値である信号が前記信号経路を通じて伝送されたとき、前記電源に前記給電コネクタが電気的に接続されていると判定すること、および、前記電源から前記給電対象へ電力を供給すること、の一方または双方を行う、ように構成され得る。

上記構成によれば、電源に給電コネクタが接続されたとき、「給電コネクタと前記電源との電気的な接続状態」に応じて値が変化する信号（換言すると、同接続状態を表す信号）、および、「電源から給電対象への電力の供給を許可する指示」に応じて値が変化する信号（換言すると、同指示を表す信号）、の２つの信号に基づき、「電源に給電コネクタが電気的に接続されているとの判定」および「電源から給電対象への電力の供給」の一方または双方が行われることになる。

したがって、本発明の電源によれば、電源に給電コネクタが接続されたとき、電源に接続されたコネクタが給電コネクタであるか否か（換言すると、電源への充電または電源からの給電のいずれを行うべきか）についての判定が適切に行われることになる。

さらに、本発明の電源は、一の態様として、
前記電源と前記給電コネクタとが電気的に接続されているときの前記信号経路のインピーダンスの大きさが第１の値であり、かつ、前記電源から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じ、前記信号経路のインピーダンスの大きさが、前記第１の値と同一または異なる第２の値と、前記第２の値とは異なる第３の値と、の間にて変化する、ように構成され得る。

より具体的に述べると、本発明の電源は、一の態様として、
前記信号経路のインピーダンスの大きさが、前記電源から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じ、予め定められた変化パターンに従って前記第２の値と前記第３の値との間にて変化する、ように構成され得る。

さらに、本発明の電源における給電コネクタ接続信号（給電コネクタと前記電源との電気的な接続状態に応じて値が変化し且つ電源から給電対象への電力の供給を許可する指示に応じて値が変化する信号）として、前記信号経路上の特定の位置における電圧の大きさが採用され得る。ここで、本発明の電源は、前記電圧の大きさの基準を定めるための電圧である基準電圧を提供する経路が前記信号経路のうちの前記電源に属する経路に接続される、ように構成され得る。

ここで、給電コネクタ接続信号として信号経路上の特定の位置における電圧の大きさが採用される場合、本発明の電源は、一の態様として、
前記電源と前記給電コネクタとが電気的に接続されていることを表す値である信号として、前記信号経路のインピーダンスの大きさが前記第１の値であるときの前記特定の位置における電圧の大きさが採用され、
前記電源から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じた値である信号として、前記信号経路のインピーダンスの大きさが前記変化パターンに従って変化したときの前記特定の位置における電圧の大きさが採用される、ように構成され得る。

上記構成によれば、上記特定の位置における電圧の大きさを確認することにより、電源と給電コネクタとの電気的な接続状態および電源から給電対象へ電力の供給を許可する指示が認識され得ることになる。

以上、本発明の電源のいくつかの態様が説明された。
本発明による電源は、上述したように、給電対象に電力を供給し得る電源であればよく、特に制限されない。例えば、前記電源として、充電および放電が可能な蓄電装置を備えた「車両」が採用され得る。

さらに、蓄電装置を備えた車両が電源として採用される場合、前記信号経路として、ＳＡＥによるＪ１７７２規格に準じた「充電用コネクタと接続部との嵌合状態を判定するための情報を伝達する信号」を伝達する信号経路が採用され得る。

以上が、本発明における電源についての説明である。

図１は、本発明の実施形態に係る給電コネクタと、本発明の実施形態に係る電源と、の構成の概念を示す概略図である。
図２は、ＥＣＵが取得する電圧の大きさVpiswと、給電コネクタと電源との接続状態と、の関係を示す電圧分布マップである。
図３は、信号経路上の所定の位置における電圧の大きさと、時間経過と、の関係を表す模式図である。

以下、本発明による給電コネクタの一の実施形態、および、本発明による電源の一の実施形態が、図面を参照しながら説明される。

＜給電コネクタおよび電源の概要＞
図１は、本発明の実施形態に係る給電コネクタと、本発明の実施形態に係る電源と、の構成の概念を示す概略図である。図１においては、給電コネクタ１０と、電源としての車両２０と、が電気的に接続されるとともに、車両２０と、給電対象としての家庭用エネルギ管理システム（ＨＥＭＳ）３０における充電・給電用スタンド３１（以下、単に「スタンド３１」とも称呼される。）と、が給電コネクタ１０を介して連結される態様が示されている。

給電コネクタ１０は、電力を伝達する経路（電力伝達経路）に対応するＡＣＩＨ端子（ＨＯＴ側端子）１１、ＡＣＩＣ端子（ＣＯＬＤ側端子）１２、ＳＡＥによるＪ１７７２規格に準じた「充電用コネクタと接続部との嵌合状態を判定するための情報を伝達する信号を伝達する信号経路」に対応するＰＩＳＷ端子１３、接地線に対応するＧＮＤ端子１４、および、上記規格に準じたＣＰＬＴ信号を伝達する信号経路に対応するＣＰＬＴ端子１５、を有している。

ＡＣＩＨ端子１１を一端とする電力伝達経路１１ａおよびＡＣＩＣ端子１２を一端とする電力伝達経路１２ａは、給電コネクタ１０内を通過してスタンド３１に接続されている。ＰＩＳＷ端子１３を一端とする信号経路１３ａは、複数の抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３およびスイッチＳ１，Ｓ２（詳細は後述される。）を経由して、他端であるＧＮＤ端子１４に接続されている。すなわち、ＰＩＳＷ端子１３とＧＮＤ端子１４とを繋ぐ信号経路１３ａは、スタンド３１に接続されていない。一方、ＣＰＬＴ端子１５を一端とする信号経路１５ａは、ＰＩＳＷ端子１３とＧＮＤ端子１４とを繋ぐ信号経路と接続されることなく、スタンド３１に接続されている。

車両２０は、給電コネクタのＡＣＩＨ端子１１、ＡＣＩＣ端子１２、ＰＩＳＷ端子１３、ＧＮＤ端子１４およびＣＰＬＴ端子１５にそれぞれ対応するＡＣＩＨ端子２１、ＡＣＩＣ端子２２、ＰＩＳＷ端子２３、ＧＮＤ端子２４およびＣＰＬＴ端子２５、を有している。

ＡＣＩＨ端子２１を一端とする動力伝達経路２１ａおよびＡＣＩＣ端子２２を一端とする動力伝達経路２２ａは、車両２０内の蓄電装置２６に接続されている。なお、これら動力伝達経路は、他の部材（例えば、インバータなど）を介して蓄電装置２６に接続されてもよい。ＰＩＳＷ端子２３を一端とする信号経路２３ａは、抵抗器Ｒ４を経由してＧＮＤ端子２４に接続されている。また、ＰＩＳＷ端子２３を一端とする信号経路２３ａの特定の位置Ｐに、基準電圧２７が抵抗器Ｒ５を経由して接続されている。さらに、同特定の位置Ｐに、車両２０のＥＣＵが接続されている。ＥＣＵは、この特定の位置Ｐにおける電圧を「給電コネクタ接続信号」として取得するようになっている。一方、ＣＰＬＴ端子２５を一端とする信号経路２５ａは、ダイオード２８を介してＥＣＵに接続されている。また、ＣＰＬＴ端子２５を一端とする信号経路２５ａは、抵抗器Ｒ６，Ｒ７およびスイッチＳ３を介して接地されている。

上述した構成を有する給電コネクタ１０と車両２０とが電気的に接続されたとき、図１に示すように、給電コネクタ１０のＰＩＳＷ端子１３とＧＮＤ端子１４とを繋ぐ信号経路１３ａと、車両２０のＰＩＳＷ端子２３とＧＮＤ端子２４とを繋ぐ信号経路２３ａと、によって閉回路（閉じた系）が形成される。以下、便宜上、この閉回路は、「ＰＩＳＷ信号経路」とも称呼される。

次いで、給電コネクタ１０のＰＩＳＷ信号経路上に配置された抵抗器およびスイッチが、より詳細に説明される。給電コネクタ１０は、ＰＩＳＷ信号経路上に配置された抵抗器Ｒ１、ＰＩＳＷ信号経路が２つの信号経路に分割されて得られるそれぞれの信号経路上に配置された抵抗器Ｒ２および抵抗器Ｒ３（よって、抵抗器Ｒ２と抵抗器Ｒ３とは並列に配置されている。）、抵抗器Ｒ３が配置される信号経路上に直列に配置されたスイッチＳ１、および、抵抗器Ｒ３に対して並列に配置されたスイッチＳ２、を有している。

スイッチＳ１は、給電コネクタ１０と車両２０との電気的な接続状態に応じて開閉するスイッチである。具体的に述べると、スイッチＳ１は、給電コネクタ１０と車両２０とを電気的に接続するために給電コネクタ１０が車両２０の接続部（インレット。図示省略。）に挿入される動作、および、給電コネクタ１０を車両２０に固定するために給電コネクタ１０に設けられた凸部（図示省略。）が車両２０に設けられた凹部に嵌合される動作、に連動して開閉するようになっている。

より具体的に述べると、スイッチＳ１は、給電コネクタ１０が車両２０の接続部に挿入されていないとき（以下、「第１の状態」とも称呼される。）に「閉じる」ように設定されている。次いで、スイッチＳ１は、給電コネクタ１０が車両２０の接続部に挿入されて給電コネクタ１０と車両２０とが電気的に接続されたとき（以下、「第２の状態」とも称呼される。）に「開く」ように設計されている。そして、スイッチＳ１は、給電コネクタ１０の凸部が車両２０の凹部に嵌合されて給電コネクタ１０が車両２０に固定されたとき（以下、「第３の状態」とも称呼される。）に再び「閉じる」ように設計されている。

以下、給電コネクタ１０と車両２０とが第１の状態から第２の状態を経て第３の状態に至るまでの間における、ＰＩＳＷ信号経路のインピーダンスの大きさ（ＰＩＳＷ信号経路における接地位置Ｇから位置Ｐまでの合成インピーダンスの大きさ）、および、位置Ｐにおける電圧の大きさVpisw、が、図１および図２を参照しながら説明される。

まず、給電コネクタ１０と車両２０とが第１の状態である場合、車両２０のＰＩＳＷ端子２３とＧＮＤ端子２４との間が開放されているので、ＰＩＳＷ信号経路のインピーダンスの大きさは、抵抗器Ｒ４のインピーダンスの大きさに相当する。抵抗器Ｒ４は、この場合における位置Ｐの電圧の大きさV1が図２に示す電圧分布マップの領域VR1に属する値であるように、設定されている。

次いで、給電コネクタ１０と車両２０とが第２の状態である場合、スイッチＳ１が開いているので、ＰＩＳＷ信号経路のインピーダンスの大きさは、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２および抵抗器Ｒ４の合成インピーダンスの大きさに相当する。抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２および抵抗器Ｒ４のインピーダンスの大きさは、この場合における位置Ｐの電圧の大きさV2が図２に示す電圧分布マップの領域VR2に属する値であるように、設定されている。

そして、給電コネクタ１０と車両２０とが第３の状態である場合、スイッチＳ１が閉じているので、ＰＩＳＷ信号経路のインピーダンスの大きさは、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３および抵抗器Ｒ４の合成インピーダンスの大きさに相当する。抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３および抵抗器Ｒ４のインピーダンスの大きさは、この場合における位置Ｐの電圧の大きさV3が図２に示す電圧分布マップの領域VR3に属する値であるように、設定されている。

次いで、スイッチＳ２は、車両２０からスタンド３１への電力の供給を許可する指示に応じて開閉するスイッチである。具体的に述べると、スイッチＳ２は、上述した第３の状態（給電コネクタ１０が車両２０に固定された状態）において「開く」ように設計されている。そして、スイッチＳ２は、上記指示を行うためにスイッチＳ２が操作されるとき（以下、「第４の状態」とも称呼される。）に「閉じる」ように設計されている。

給電コネクタ１０と車両２０とが第４の状態である場合、抵抗器Ｒ２の両端が短絡された状態であるので、ＰＩＳＷ信号経路のインピーダンスの大きさは、抵抗器Ｒ１および抵抗器Ｒ４の合成インピーダンスの大きさに相当する。抵抗器Ｒ１および抵抗器Ｒ４のインピーダンスの大きさは、この場合における位置Ｐの電圧の大きさV4が図２に示す電圧分布マップの領域VR4に属する値であるように、設定されている。

このように、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３および抵抗器Ｒ４のインピーダンスの大きさは、第１の状態、第２の状態、第３の状態および第４の状態のそれぞれにおいてＰＩＳＷ信号経路のインピーダンスの大きさが異なるように（換言すると、位置Ｐの電圧の大きさVpiswが異なるように）設定されている。

ところで、図１においては、給電コネクタ１０が車両２０に固定された状態（第３の状態）における給電コネクタ１０および車両２０の概要が示されている。そのため、図１において、スイッチＳ１は閉じており、スイッチＳ２は開いている。

なお、図２に示す電圧分布マップにおける領域VR1、領域VR2、領域VR3および領域VR4以外の領域は、本発明の給電コネクタおよび電源においては用いられない領域である。これら領域は、本発明の給電コネクタおよび電源において行われる判定とは異なる判定（例えば、充電用のコネクタが電源に接続されたか否かの判定など）を行うとき等に用いられる。

＜実際の作動＞
上述したように構成された給電コネクタ１０および車両２０において行われる「給電コネクタ１０が車両２０に電気的に接続されているか否か」の判定、および、「車両２０からスタンド３１への電力の供給を許可する指示がなされたか否か」の判定、が図３を参照しながら説明される。

図３は、ＰＩＳＷ信号経路上の位置Ｐにおける電圧の大きさVpiswと、時間経過と、の関係の一例を表すタイムチャートである。図３において、「Ｉ」は第１の状態を、「ＩＩ」は第２の状態を、「ＩＩＩ」は第３の状態を、「ＩＶ」は第４の状態を、それぞれ表す。

まず、時刻t0において、給電コネクタ１０は車両２０に接続されていない（第１の状態）。よって、位置Ｐの電圧の大きさVpiswは値V1である。次いで、時刻t1において給電コネクタ１０が車両２０の接続部に挿入されると（第２の状態）、位置Ｐの電圧の大きさVpiswは値V2に減少する。さらに、時刻t2において給電コネクタ１０が車両２０に固定されると（第３の状態）、位置Ｐの電圧の大きさVpiswは値V3に減少する。

車両２０のＥＣＵは、位置Ｐの電圧の大きさVpiswが値V3であるとき（別の言い方をすると、電圧分布マップの領域VR3に属する値であるとき）、「給電コネクタ１０が車両２０に電気的に接続されている」と判定するように構成されている。よって、本例において、ＥＣＵは、時刻t2において「給電コネクタ１０が車両２０に電気的に接続されている」と判定する。

次いで、時刻t3から時刻t6までの期間において、スイッチＳ２が車両２０からスタンド３１への電力の供給を許可する指示を行うために操作される。具体的に述べると、この期間において、スイッチＳ２を開閉することが２回繰り返される。より具体的に述べると、時刻t3においてスイッチＳ２が閉じられることにより（第４の状態）、位置Ｐの電圧の大きさVpiswが値V4に減少する。次いで、時刻t4においてスイッチＳ２が開かれることにより（第３の状態）、位置Ｐの電圧の大きさVpiswが値V3に増大する。さらに、時刻t5において再びスイッチＳ２が閉じられることにより（第４の状態）、位置Ｐの電圧の大きさVpiswが再び値V4に低下する。そして、時刻t6において再びスイッチＳ２が開かれることにより（第３の状態）、位置Ｐの電圧の大きさVpiswが再び値V3に増大する。

車両２０のＥＣＵは、位置Ｐの電圧の大きさVpiswが所定の期間内（時刻t3から時刻t6までの期間と同一、または、同期間よりも長い期間）にスイッチＳ２が２回開閉される操作に対応するように変化したとき、「車両２０からスタンド３１への電力の供給を許可する指示がなされた」と判定するように構成されている。つまり、車両２０のＥＣＵは、給電コネクタ１０が車両２０の接続部に挿入された後（または、挿入された上で固定された後）の位置Ｐの電圧の大きさVpiswの変化（または、合成インピーダンスの大きさの変化）に基づき、車両２０からスタンド３１への電力の供給を許可する指示がなされたと判定する。よって、本例において、ＥＣＵは、時刻t6において「車両２０からスタンド３１への電力の供給を許可する指示がなされた」と判定する。そして、時刻t6において又は時刻t6から所定の時間長さが経過した後、車両２０からスタンド３１への給電を開始する。

その後、スイッチＳ２が特に操作されなければ、ＥＣＵは、車両２０からスタンド３１への給電を継続する。そして、図３に示すように、時刻t7から時刻t8においてスイッチＳ２が１回開閉されると（第４の状態を経て第３の状態に戻ると）、車両２０からスタンド３１への給電を中断する。

その後、時刻t9において車両２０への給電コネクタ１０の固定が解除され（第２の状態）、時刻t10において車両２０の接続部から給電コネクタ１０が取り外される（第１の状態）。

このように、本態様の給電コネクタ１０および車両２０においては、ＰＩＳＷ信号経路上の位置Ｐにおける電圧の大きさVpisw（換言すると、同信号経路のインピーダンスの大きさ）およびその電圧の大きさVpiswの変化、に基づき、「給電コネクタ１０が車両２０に電気的に接続されているか否か」の判定、および、「車両２０からスタンド３１への電力の供給を許可する指示がなされたか否か」の判定、が行われる。
以上が、本発明の給電コネクタおよび電源の実施形態についての説明である。

＜実施形態の総括＞
図１〜図３を参照しながら説明したように、本発明の実施形態に係る給電コネクタは、電源（蓄電装置２６を備えた車両２０）と、前記電源２０から電力を供給される対象である給電対象（ＨＥＭＳ３０の充放電スタンド３１）と、を連結する給電コネクタ１０である。

給電コネクタ１０は、
当該給電コネクタ１０と前記電源２０との電気的な接続状態に応じて値が変化し且つ前記電源２０から前記給電対象３１への電力の供給を許可する指示に応じて値が変化する信号（給電コネクタ接続信号）を当該給電コネクタ１０と前記電源２０との間において伝達する信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）を閉じた系（給電コネクタ１０の信号経路１３ａと、車両２０の信号経路２３ａと、によって形成される閉回路）として形成する構成、を備えている。

この給電コネクタ１０は、
前記電源２０と前記給電コネクタ１０とが電気的に接続されているときの前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）のインピーダンスの大きさが第１の値（抵抗器Ｒ４のインピーダンスの大きさに相当。）であり、かつ、前記電源２０から前記給電対象３１への電力の供給を許可する指示に応じ、前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）のインピーダンスの大きさが、前記第１の値と同一または異なる第２の値（抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３および抵抗器Ｒ４の合成インピーダンスの大きさに相当。）と、前記第２の値とは異なる第３の値（抵抗器Ｒ１および抵抗器Ｒ４の合成インピーダンスの大きさに相当。）と、の間にて変化する、ように構成されている。

この給電コネクタ１０は、
前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）のインピーダンスの大きさが、前記電源２０から前記給電対象３１への電力の供給を許可する指示（スイッチＳ２を開閉する操作）に応じ、予め定められた変化パターンに従って前記第２の値と前記第３の値との間にて変化する（位置Ｐの電圧の大きさVpiswを図３の時刻t3〜時刻t6に示すように変化させる）ように構成されている。

この給電コネクタ１０においては、
前記電源２０から前記給電対象３１への電力の供給を許可する指示は、前記給電コネクタ１０に設けられた指示部（スイッチＳ２）を介して行われる。

この給電コネクタ１０において、
前記指示部Ｓ２は、前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）のインピーダンスの大きさを前記第２の値または前記第３の値に切り替えることが可能な部材であって（図２を参照。）、当該指示部Ｓ２を予め定められたパターンに従って操作することによって（図３の時刻t3〜時刻t6の期間内に２回開閉させることによって）前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）のインピーダンスの大きさが前記変化パターンに従って変化する部材である。

この給電コネクタ１０において、
前記信号（給電コネクタ接続信号）として、前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）上の特定の位置Ｐにおける電圧の大きさVpiswが採用されている。

この給電コネクタ１０において、
前記電源２０は、充電および放電が可能な蓄電装置２６を備えた車両２０である。

この給電コネクタ１０において、
前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路。図１の信号経路１３ａおよび２３ａ）は、ＳＡＥによるＪ１７７２規格に準じた「充電用コネクタと接続部との嵌合状態を判定するための情報を伝達する信号」を伝達する信号経路である。

さらに、図１〜図３を参照しながら説明したように、本発明の実施形態に係る電源は、電力が供給される対象である給電対象３１に給電コネクタ１０を介して連結されることによって前記給電対象３１へ電力を供給することが可能な電源（車両２０）である。

この電源２０は、
当該電源２０と前記給電コネクタ１０との電気的な接続状態に応じて値が変化し且つ前記電源２０から前記給電対象３１への電力の供給を許可する指示に応じて値が変化する信号を当該電源２０と当該給電コネクタ１０との間において伝達する信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）を閉じた系として形成する構成、を備えている。

この電源２０は、
前記電源２０と前記給電コネクタ１０とが電気的に接続されていることを表す値である信号が前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）を通じて伝送され（位置Ｐの電圧の大きさVpiswが値V3であり）且つ前記電源２０から前記給電対象３１への電力の供給を許可する指示に応じた値である信号が前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）を通じて伝送されたとき（位置Ｐの電圧の大きさVpiswが図３の時刻t3〜時刻t6に示すように変化したとき）、前記電源２０に前記給電コネクタ１０が電気的に接続されていると判定すること、および、前記電源２０から前記給電対象３１へ電力を供給すること、の一方または双方を行う。

この電源２０は、
前記電源２０と前記給電コネクタ１０とが電気的に接続されているときの前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）のインピーダンスの大きさが第１の値（上記参照。）であり、かつ、前記電源２０から前記給電対象３１への電力の供給を許可する指示に応じ、前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）のインピーダンスの大きさが、前記第１の値と同一または異なる第２の値（上記参照。）と、前記第２の値とは異なる第３の値（上記参照。）と、の間にて変化する、ように構成されている。

この電源２０は、
前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）のインピーダンスの大きさが、前記電源２０から前記給電対象３１への電力の供給を許可する指示に応じ、予め定められた変化パターン（上記参照。）に従って前記第２の値と前記第３の値との間にて変化する、ように構成されている。

この電源２０において、
前記信号（給電コネクタ接続信号）として、前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）上の特定の位置Ｐにおける電圧の大きさが採用されている。ここで、電源２０は、前記電圧の大きさの基準を定めるための電圧である基準電圧２７を提供する経路が前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）のうちの前記電源２０に属する経路（図１における位置Ｐ）に接続される、ように構成されている。

この電源２０において、
前記電源２０と前記給電コネクタ１０とが電気的に接続されていることを表す値である信号として、前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）のインピーダンスの大きさが前記第１の値であるときの前記特定の位置Ｐにおける電圧の大きさVpiswが採用され、
前記電源２０から前記給電対象３１への電力の供給を許可する指示に応じた値である信号として、前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）のインピーダンスの大きさが前記変化パターンに従って変化したときの前記特定の位置Ｐにおける電圧の大きさVpiswが採用されている。

この電源２０において、
前記電源２０は、充電および放電が可能な蓄電装置２６を備えた車両である。

この電源２０において、
前記信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）は、ＳＡＥ Ｊ１７７２規格に準じた「充電用コネクタと接続部との嵌合状態を判定するための情報を伝達する信号」を伝達する信号経路（ＰＩＳＷ信号経路）である。

本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、上記実施形態においては、蓄電装置２６を備えた車両２０が電源として採用されている。しかし、本発明における電源は、給電コネクタを介して給電対象に電力を供給することが可能な電源であればよく、車両２０に限られない。

さらに、上記実施形態においては、信号経路のインピーダンスの変化パターン（位置Ｐの電圧の大きさVpiswの変化のパターン）として、信号経路のインピーダンスの大きさが所定の期間内に第２の値と第３の値との間を２回往復するパターンが採用されている。しかし、信号経路のインピーダンスの変化パターンは、電源から給電対象への給電を許可する指示が認識され得るパターンであればよく、このパターンに限られない。

１０…給電コネクタ、２０…車両、２６…蓄電装置、３０…ＨＥＭＳ、３１…充電・給電用スタンド、１１，２１…ＡＣＩＨ端子、１２，２２…ＡＣＩＣ端子、１３，２３…ＰＩＳＷ端子、１４，２４…ＣＰＬＴ端子

Claims (13)

1. 充電および放電が可能な蓄電装置を備えた車両と、前記車両から電力を供給される対象である給電対象と、を連結する給電コネクタであって、
   当該給電コネクタと前記車両の接続部との電気的な接続状態に応じて値が変化し且つ前記車両から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じて値が変化する信号を当該給電コネクタと前記車両との間において伝達する信号経路として、ＳＡＥによるＪ１７７２規格に準じた充電用コネクタと前記接続部との嵌合状態を判定するための情報を伝達する信号を伝達するための信号経路を用いるとともに、前記信号経路を閉じた系として形成する構成、を備えた給電コネクタ。
2. 請求項１に記載の給電コネクタにおいて、
   前記車両の接続部と前記給電コネクタとが電気的に接続されているときの前記給電コネクタと前記車両との間において形成される信号経路のインピーダンスの大きさが第１の値であり、かつ、前記車両から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じ、当該信号経路のインピーダンスの大きさが、前記第１の値と同一または異なる第２の値と、前記第２の値とは異なる第３の値と、の間にて変化する、ように構成された給電コネクタ。
3. 請求項１または請求項２に記載の給電コネクタにおいて、
   前記給電コネクタと前記車両との間において形成される信号経路のインピーダンスの大きさが、前記車両から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じ、予め定められた変化パターンに従って前記第２の値と前記第３の値との間にて変化する、ように構成された給電コネクタ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の給電コネクタにおいて、
   前記車両から前記給電対象への電力の供給を許可する指示が、前記給電コネクタに設けられた指示部を介して行われる、給電コネクタ。
5. 請求項４に記載の給電コネクタにおいて、
   前記指示部が、前記給電コネクタと前記車両との間において形成される信号経路のインピーダンスの大きさを前記第２の値または前記第３の値に切り替えることが可能な部材であって、当該指示部を予め定められたパターンに従って操作することによって当該信号経路のインピーダンスの大きさが前記変化パターンに従って変化する部材である、給電コネクタ。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の給電コネクタにおいて、
   前記給電コネクタと前記車両との間において形成される信号経路を介して伝達される信号として、当該信号経路上の特定の位置における電圧の大きさが採用される、給電コネクタ。
7. 充電および放電が可能な蓄電装置を備えた車両であって、電力が供給される対象である給電対象に給電コネクタを介して連結されることによって当該車両から前記給電対象へ電力を供給することが可能な車両であって、
   当該車両の接続部と前記給電コネクタとの電気的な接続状態に応じて値が変化し且つ前記車両から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じて値が変化する信号を当該車両と当該給電コネクタとの間において伝達する信号経路として、ＳＡＥによるＪ１７７２規格に準じた充電用コネクタと前記接続部との嵌合状態を判定するための情報を伝達する信号を伝達するための信号経路を用いるとともに、前記信号経路を閉じた系として形成する構成、を備えた車両。
8. 請求項７に記載の車両において、
   前記車両と前記給電コネクタとの間において形成される信号経路を介して伝達される信号が前記車両の接続部と前記給電コネクタとが電気的に接続されていることを表す値であるとき、前記車両の接続部に前記給電コネクタが電気的に接続されていると判定し、
   前記車両の接続部に前記給電コネクタが電気的に接続されていると判定している場合において、当該信号が前記車両から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じた値であるとき、前記車両から前記給電対象へ電力を供給する、車両。
9. 請求項７または請求項８に記載の車両において、
   前記車両の接続部と前記給電コネクタとが電気的に接続されているときの前記車両と前記給電コネクタとの間において形成される信号経路のインピーダンスの大きさが第１の値であり、かつ、前記車両から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じ、当該信号経路のインピーダンスの大きさが、前記第１の値と同一または異なる第２の値と、前記第２の値とは異なる第３の値と、の間にて変化する、ように構成された車両。
10. 請求項７〜請求項９のいずれか一項に記載の車両において、
    前記車両と前記給電コネクタとの間において形成される信号経路のインピーダンスの大きさが、前記車両から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じ、予め定められた変化パターンに従って前記第２の値と前記第３の値との間にて変化する、ように構成された車両。
11. 請求項７〜請求項１０のいずれか一項に記載の車両において、
    前記車両と前記給電コネクタとの間において形成される信号経路を介して伝達される信号として、当該信号経路上の特定の位置における電圧の大きさが採用される、車両。
12. 請求項１１に記載の車両において、
    前記電圧の大きさの基準を定めるための電圧である基準電圧を提供する経路が、前記車両と前記給電コネクタとの間において形成される信号経路のうちの前記車両に属する経路に接続される、ように構成された車両。
13. 請求項１１または請求項１２に記載の車両において、
    前記車両の接続部と前記給電コネクタとが電気的に接続されていることを表す値である信号として、前記車両と前記給電コネクタとの間において形成される信号経路のインピーダンスの大きさが前記第１の値であるときの前記特定の位置における電圧の大きさが採用され、
    前記車両から前記給電対象への電力の供給を許可する指示に応じた値である信号として、当該信号経路のインピーダンスの大きさが前記変化パターンに従って変化したときの前記特定の位置における電圧の大きさが採用される、車両。
    

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