JP5578274B2 - アダプタ、およびそれを用いて電力供給を行なう車両 - Google Patents
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Description
本発明は、アダプタ、およびそれを用いて電力供給を行なう車両に関し、より特定的には、車両により発生される電力を外部の電気機器に供給する技術に関する。
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置(たとえば二次電池やキャパシタなど)を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。
ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源(以下、単に「外部電源」とも称する。)から車載の蓄電装置の充電(以下、単に「外部充電」とも称する。)が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられたコンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。
このような外部充電が可能な車両においては、スマートグリッドなどに見られるように、車両を電力供給源として考え、車両外部の一般の電気機器に対して車両から電力を供給する構想が検討されている。また、キャンプや屋外での作業などで電気機器を使用する場合の電源として、車両が使用される場合もある。
特開2010−035277号公報(特許文献1)は、充電ケーブルを用いて車両に搭載されたバッテリを充電することができる車両において、車両外部の電気負荷の電源プラグが接続可能な、充電ケーブルとは異なる給電専用の電力ケーブルを用いて、車両からの電力を電気負荷に供給することができる充放電システムを開示する。
しかしながら、特開2010−035277号公報(特許文献1)に開示されたシステムにおいては、充電用および給電用のケーブルとが個別に必要となり、充電時と給電時とで使用する電力ケーブルを取り換える必要がある。そのため、2種類のケーブルを用意するためにコストが増加するとともに、ケーブルの取り換えのためにユーザの操作が煩雑になってしまうおそれがある。そのため、給電時にも充電用のケーブルを用いることができれば、1種類のケーブルによって充電および給電の両方が行なえるので好適である。
ここで、給電動作が行なわれている際に、ケーブルのプラグが抜かれた場合には、プラグの端子部分に給電電圧が印加されたままの状態になるおそれがあり、それによって機器の故障や劣化の原因となったり、周囲の機器へ影響を及ぼしたりする可能性がある。そのため、ケーブルのプラグが抜かれた場合には、速やかに給電動作を停止させることが望まれる。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、外部充電が可能な車両において、充電用の電力ケーブルを用いて車両から外部の電気機器に電力を供給することができるとともに、充電用の電力ケーブルが抜かれた場合に適切に給電動作を停止することができる変換アダプタを提供することである。
本発明によるアダプタは、充電ケーブルを介して外部電源から供給された電力を用いて搭載された蓄電装置を充電する外部充電が可能な車両において、蓄電装置を含む電力源からの電力を、充電ケーブルを用いて車両外部の電気機器に供給する際に用いるアダプタである。車両は、アダプタと充電ケーブルとが接続されることによって生じる給電を指示する信号に応答して、電気機器への電力供給を実行する。アダプタは、外部充電時に充電ケーブルにおいて外部電源に接続される電源プラグを接続することが可能な第1の接続部と、第1の接続部と電気的に接続されるとともに電気機器の電源プラグを接続することが可能な第2の接続部と、アダプタと充電ケーブルとが不完全な嵌合状態である場合に、第1の接続部と第2の接続部とを結ぶ電力伝達経路に漏電状態を生じさせる漏電発生回路とを備える。
好ましくは、漏電発生回路は、アダプタと充電ケーブルとが不完全な嵌合状態である場合に、電力伝達経路のうちの少なくとも1つの電力伝達経路を接地と電気的に接続することによって、漏電状態を発生させるように構成される。
好ましくは、漏電発生回路は、電力伝達経路と接地と間の接続および非接続を切換える切換部を含む。切換部は、アダプタと充電ケーブルとの嵌合状態が完全である場合は、電力伝達経路のすべてを接地と非接続の状態とし、アダプタと充電ケーブルとが不完全な嵌合状態である場合は、少なくとも1つの電力伝達経路を接地と電気的に接続した状態にする。
好ましくは、切換部は、アダプタと充電ケーブルとが接続された場合に、充電ケーブルの電源プラグに設けられた作動部材によって動作させられる。
好ましくは、アダプタと充電ケーブルとの嵌合状態が完全である場合に、充電ケーブルの電源プラグと係合するように構成された係止部と、係止部を動作させて、アダプタと電源プラグとの係合状態を解除するための操作部とをさらに備る。切換部は、ユーザによる操作部の操作に伴って、少なくとも1つの電力伝達経路を接地と電気的に接続した状態にする。
好ましくは、充電ケーブルは、漏電状態を検出するための漏電検出回路を含む。充電ケーブルは、漏電状態が検出された場合に、車両への給電を指示する信号の出力を停止する。
好ましくは、充電ケーブルは、漏電状態が検出された場合に、アダプタへの電力供給を遮断するための遮断回路をさらに含む。
好ましくは、車両は、漏電状態を検出するための漏電検出回路を含む。車両は、漏電状態が検出された場合には、充電ケーブルへの電力供給を停止する。
本発明による車両は、充電ケーブルを介して外部電源から供給された電力を用いて搭載された蓄電装置を充電する外部充電が可能であり、かつ充電ケーブルにアダプタを接続することによって外部の電気機器への給電が可能な車両である。車両は、蓄電装置を含む電力源と、外部充電の際に充電ケーブルを接続するためのインレットと、電力源からの電力を変換してインレットへ供給するための電力変換装置と、電力変換装置を制御するための制御装置とを備える。アダプタは、外部充電時に充電ケーブルにおいて外部電源に接続される電源プラグを接続することが可能な第1の接続部と、第1の接続部と電気的に接続されるとともに電気機器の電源プラグを接続することが可能な第2の接続部と、アダプタと充電ケーブルとが不完全な嵌合状態である場合に、第1の接続部と第2の接続部とを結ぶ電力伝達経路に漏電状態を生じさせる漏電発生回路とを含む。制御装置は、アダプタと充電ケーブルとが接続されることによって生じる給電を指示する信号の受信に応答して、電力変換装置を駆動して電力源からの電力を電気機器に供給する。そして、制御装置は、漏電状態を検出した場合は、電気機器への電力の供給を停止する。
本発明による変換アダプタを用いることによって、外部充電が可能な車両において、充電用の電力ケーブルを用いて車両から外部の電気機器に電力を供給することができるとともに、車両からの給電中にアダプタが充電用の電力ケーブルから取り外された場合に、適切に給電動作を停止することができる。
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り返さない。
[充電システムの説明]
図1は、実施の形態1に従う車両10の充電システムの概略図である。図1においては、外部電源402からの電力を用いて車両10に搭載された蓄電装置150を充電する場合について説明する。
図1は、実施の形態1に従う車両10の充電システムの概略図である。図1においては、外部電源402からの電力を用いて車両10に搭載された蓄電装置150を充電する場合について説明する。
なお、車両10は、外部電源により充電可能な蓄電装置からの電力によって走行可能であれば、その構成は特に限定されるものではない。車両10には、たとえばハイブリッド自動車,電気自動車および燃料電池自動車などが含まれる。また、充電可能な蓄電装置が搭載された車両であれば、たとえば内燃機関によって走行する車両にも適用可能である。
図1を参照して、車両10は、インレット270と、電力変換装置160と、リレー155と、蓄電装置150と、駆動部20と、車両ECU(Electronic Control Unit)170と、電圧センサ182とを備える。駆動部20は、モータ駆動装置180と、モータジュネレータ(以下「MG(Motor Generator)」とも称する。)120と、駆動輪130と、エンジン140と、動力分割機構145とを含む。
インレット270には、充電ケーブル300に備えられるコネクタ310が接続される。
電力変換装置160は、電力線ACL1,ACL2によってインレット270と接続される。さらに、電力変換装置160は、リレー155を介して蓄電装置150と接続される。そして、電力変換装置160は、車両ECU170からの制御信号PWEに基づいて、車両の外部電源402から供給される交流電力を、蓄電装置150が充電可能な直流電力に変換して、蓄電装置150に供給する。
蓄電装置150は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置150は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
蓄電装置150は、電力変換装置160から供給される直流電力を蓄える。蓄電装置150は、MG120を駆動するモータ駆動装置180に接続され、車両を走行するための駆動力の発生に用いられる直流電力を供給する。また蓄電装置150は、MG120で発電された電力を蓄電する。
また、蓄電装置150は、いずれも図示しないが、蓄電装置150の電圧を検出するための電圧センサ、および、蓄電装置150に入出力される電流を検出するための電流センサをさらに含み、これらのセンサによって検出された電圧,電流の検出値を車両ECU170へ出力する。
モータ駆動装置180は、蓄電装置150およびMG120に接続される。そして、モータ駆動装置180は、車両ECU170によって制御されて、蓄電装置150から供給される電力を、MG120を駆動するための電力に変換する。モータ駆動装置180は、たとえば三相インバータを含んで構成される。
MG120は、モータ駆動装置180と、動力分割機構145を介して駆動輪130とに接続される。MG120は、モータ駆動装置180から供給された電力を受けて、車両10を走行させるための駆動力を発生する。また、MG120は、駆動輪130からの回転力を受けて交流電力を発生するとともに、車両ECU170からの回生トルク指令によって回生制動力を発生する。MG120は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータとY結線された三相コイルを有するステータとを備える三相交流電動発電機を含んで構成される。
MG120は、動力分割機構145を介してエンジン140とも接続される。車両ECU170により、エンジンおよびMG120の駆動力が最適な比率となるように制御が実行される。また、MG120は、エンジン140により駆動されることによって、発電機として動作することもできる。MG120による発電電力は、蓄電装置150に蓄電される。あるいは、MG120による発電電力は、後述するようにインレット270を通して車両外部の電気機器に供給され得る。
電圧センサ182は、電力線ACL1とACL2との間に接続され、外部電源402から供給される電力の電圧を検出する。そして、電圧センサ182は、その電圧の検出値VACを車両ECU170に出力する。
リレー155は、電力変換装置160と蓄電装置150とを結ぶ経路に介挿される。リレー155は、車両ECU170からの制御信号SEによって制御され、電力変換装置160と蓄電装置150との間の電力の供給と遮断とを切換える。なお、本実施の形態においては、リレー155が個別に設けられる構成としているが、蓄電装置150または電力変換装置160の内部にリレー155が含まれる構成としてもよい。
車両ECU170は、いずれも図1には図示しないがCPU(Central Processing Unit)、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の受信や各機器への制御指令の出力を行なうとともに、車両10および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で構築して処理することも可能である。
車両ECU170は、充電ケーブル300から、インレット270を介して、接続信号CNCTおよびパイロット信号CPLTを受ける。また、車両ECU170は、電圧センサ182から受電電力の電圧検出値VACを受ける。
車両ECU170は、蓄電装置150内に設置されたセンサ(図示せず)から電流、電圧、温度に関する検出値の入力を受け、蓄電装置150の充電状態を示す状態量(以下「SOC(State of Charge)」とも称する。)の算出を行なう。
そして、車両ECU170は、これらの情報に基づいて、蓄電装置150を充電するために、電力変換装置160およびリレー155などを制御する。
充電ケーブル300は、車両側の端部に設けられたコネクタ310と、外部電源側の端部に設けられたプラグ320と、充電回路遮断装置(以下、「CCID(Charging Circuit Interrupt Device)」とも称する。)330と、それぞれの機器間を接続して電力および制御信号を入出力する電線部340とを備える。
電線部340は、プラグ320とCCID330との間を接続する電線部340Aと、コネクタ310とCCID330との間を接続する電線部340Bとを含む。また、電線部340は、外部電源402からの電力を伝達するための電力線341を含む。
充電ケーブル300は、外部電源402(たとえば商用電源)のコンセント400と充電ケーブル300のプラグ320によって接続される。また、車両10のボディに設けられたインレット270と充電ケーブル300のコネクタ310とが接続され、車両の外部電源402からの電力が車両10へ伝達される。充電ケーブル300は、外部電源402および車両10に着脱可能である。
コネクタ310の内部には、コネクタ310の接続を検知する接続検知回路312が設けられ、インレット270とコネクタ310との接続状態を検知する。接続検知回路312は、接続状態を表わす接続信号CNCTを、インレット270を経由して、車両10の車両ECU170へ出力する。
接続検知回路312については、図1に示すようなリミットスイッチとする構成とし、コネクタ310をインレット270に接続したときに、接続信号CNCTの電位が接地電位(0V)となるようにしてもよい。あるいは、接続検知回路312を所定の抵抗値を有する抵抗器(図示しない)とする構成とし、接続時に接続信号CNCTの電位を所定の電位に低下させるようにしてもよい。いずれの場合においても、車両ECU170は、接続信号CNCTの電位を検出することによって、コネクタ310がインレット270に接続されたことを検出する。
CCID330は、CCIDリレー332と、コントロールパイロット回路334とを含む。CCIDリレー332は、充電ケーブル300内の電力線341に介挿される。CCIDリレー332は、コントロールパイロット回路334によって制御される。そして、CCIDリレー332が開放されているときは、充電ケーブル300内で電路が遮断される。一方、CCIDリレー332が閉成されると、外部電源402から車両10へ電力が供給される。
コントロールパイロット回路334は、コネクタ310およびインレット270を介して車両ECU170へパイロット信号CPLTを出力する。このパイロット信号CPLTは、コントロールパイロット回路334から車両ECU170へ充電ケーブル300の定格電流を通知するための信号である。また、パイロット信号CPLTは、車両ECU170によって操作されるパイロット信号CPLTの電位に基づいて、車両ECU170からCCIDリレー332を遠隔操作するための信号としても使用される。そして、コントロールパイロット回路334は、パイロット信号CPLTの電位変化に基づいてCCIDリレー332を制御する。
上述のパイロット信号CPLTおよび接続信号CNCT、ならびに、インレット270およびコネクタ310の形状,端子配置などの構成は、たとえば、米国のSAE(Society of Automotive Engineers)や日本電動車両協会等において規格化されている。
図2は、図1に示した充電回路をより詳細に説明するための図である。なお、図2において、図1と同じ参照符号が付された重複する要素についての説明は繰り返さない。
図2を参照して、CCID330は、CCIDリレー332およびコントロールパイロット回路334に加えて、電磁コイル606と、漏電検出器608と、CCID制御部610と、バッテリ615と、電圧センサ650と、電流センサ660とをさらに含む。また、コントロールパイロット回路334は、発振装置602と、抵抗R20と、電圧センサ604とを含む。
CCID制御部610は、いずれも図示しないが、CPUと、記憶装置と、入出力バッファとを含み、各センサおよびコントロールパイロット回路334の信号の入出力を行なうとともに、充電ケーブル300の充電動作を制御する。CCID制御部610は、CCID330に内蔵されるバッテリ615から電源が供給される。
発振装置602は、電圧センサ604によって検出されるパイロット信号CPLTの電位が規定の電位(たとえば、12V)のときは非発振の信号を出力し、パイロット信号CPLTの電位が上記の規定の電位から低下したとき(たとえば、9V)は、CCID制御部610により制御されて、規定の周波数(たとえば1kHz)およびデューティサイクルで発振する信号を出力する。
なお、パイロット信号CPLTの電位は、図3で後述するように、車両ECU170によって操作される。また、デューティサイクルは、外部電源402から充電ケーブル300を介して車両10へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。
パイロット信号CPLTは、上述のようにパイロット信号CPLTの電位が規定の電位から低下すると、規定の周期で発振する。ここで、外部電源402から充電ケーブル300を介して車両10へ供給可能な定格電流に基づいてパイロット信号CPLTのパルス幅が設定される。すなわち、この発振周期に対するパルス幅の比で示されるデューティによって、パイロット信号CPLTを用いてコントロールパイロット回路334から車両10の車両ECU170へ定格電流が通知される。
なお、定格電流は、充電ケーブル毎に定められており、充電ケーブル300の種類が異なれば定格電流も異なる。したがって、充電ケーブル300毎にパイロット信号CPLTのデューティも異なることになる。
車両ECU170は、コントロールパイロット線L1を介して受信したパイロット信号CPLTのデューティに基づいて、充電ケーブル300を介して車両10へ供給可能な定格電流を検知することができる。
車両ECU170によってパイロット信号CPLTの電位がさらに低下されると(たとえば、6V)、コントロールパイロット回路334は、電磁コイル606へ電流を供給する。電磁コイル606は、コントロールパイロット回路334から電流が供給されると電磁力を発生し、CCIDリレー332の接点を閉じて導通状態にする。
漏電検出器608は、CCID330内部において充電ケーブル300の電力線341の途中に設けられ、漏電の有無を検出する。具体的には、漏電検出器608は、対となる電力線341に互いに反対方向に流れる電流の平衡状態を検出し、その平衡状態が破綻すると漏電の発生を検知する。なお、特に図示しないが、漏電検出器608により漏電が検出されると、電磁コイル606への給電が遮断され、CCIDリレー332の接点が開放されて非導通状態となる。
電圧センサ650は、充電ケーブル300のプラグ320がコンセント400に差し込まれると、外部電源402から伝達される電源電圧を検知し、その検出値をCCID制御部610に通知する。また、電流センサ660は、電力線341に流れる充電電流を検知し、その検出値をCCID制御部610に通知する。
コネクタ310内に含まれる接続検知回路312は、上述のように、たとえばリミットスイッチであり、コネクタ310がインレット270に接続された状態で接点が閉じられ、コネクタ310がインレット270から切り離された状態で接点が開放される。
コネクタ310がインレット270から切り離された状態では、車両ECU170に含まれる電源ノード511の電圧およびプルアップ抵抗R10によって定まる電圧信号が接続信号CNCTとして接続信号線L3に発生する。また、コネクタ310がインレット270に接続された状態では、接続信号線L3が接地線L2と短絡されるため、接続信号線L3の電位は接地電位(0V)となる。
なお、接続検知回路312は抵抗器(図示せず)とすることも可能である。この場合には、コネクタ310がインレット270に接続された状態では、電源ノード511の電圧およびプルアップ抵抗R10と、この抵抗器とによって定まる電圧信号が、接続信号線L3に発生する。
接続検知回路312が、上記のようにリミットスイッチ,抵抗器のいずれの場合であっても、コネクタ310がインレット270に接続されたときと、切り離されたときとで、接続信号線L3に発生する電位(すなわち、接続信号CNCTの電位)が変化する。したがって、接続信号線L3の電位を検出することによって、車両ECU170は、コネクタ310の接続状態を検出することができる。
車両10においては、車両ECU170は、上記の電源ノード511およびプルアップ抵抗R10に加えて、抵抗回路502と、入力バッファ504,506と、CPU508とをさらに含む。
抵抗回路502は、プルダウン抵抗R1,R2と、スイッチSW1,SW2とを含む。プルダウン抵抗R1およびスイッチSW1は、パイロット信号CPLTが通信されるコントロールパイロット線L1と車両アース512との間に直列に接続される。プルダウン抵抗R2およびスイッチSW2も、コントロールパイロット線L1と車両アース512との間に直列に接続される。そして、スイッチSW1,SW2は、それぞれCPU508からの制御信号S1,S2に従って導通または非導通に制御される。
この抵抗回路502は、車両10側からパイロット信号CPLTの電位を操作するための回路である。
入力バッファ504は、コントロールパイロット線L1のパイロット信号CPLTを受け、その受けたパイロット信号CPLTをCPU508へ出力する。入力バッファ506は、コネクタ310の接続検知回路312に接続される接続信号線L3から接続信号CNCTを受け、その受けた接続信号CNCTをCPU508へ出力する。なお、接続信号線L3には上記で説明したように車両ECU170から電圧がかけられており、コネクタ310のインレット270への接続によって、接続信号CNCTの電位が変化する。CPU508は、この接続信号CNCTの電位を検出することによって、コネクタ310の接続状態を検出する。
CPU508は、入力バッファ504,506から、パイロット信号CPLTおよび接続信号CNCTをそれぞれ受ける。
CPU508は、接続信号CNCTの電位を検出し、コネクタ310の接続状態を検出する。
また、CPU508は、パイロット信号CPLTの発振状態およびデューティサイクルを検知することによって、上述のように充電ケーブル300の定格電流を検出する。
そして、CPU508は、接続信号CNCTの電位およびパイロット信号CPLTの発振状態に基づいて、スイッチSW1,SW2の制御信号S1,S2を制御することによって、パイロット信号CPLTの電位を操作する。これによって、CPU508は、CCIDリレー332を遠隔操作することができる。そして、充電ケーブル300を介して外部電源402から車両10への電力の伝達が行なわれる。
図1および図2を参照して、CCIDリレー332の接点が閉じられると、電力変換装置160に外部電源402からの交流電力が与えられ、外部電源402から蓄電装置150への充電準備が完了する。CPU508は、電力変換装置160に対し制御信号PWEを出力することによって、外部電源402からの交流電力を蓄電装置150が充電可能な直流電力に変換する。そして、CPU508は、制御信号SEを出力してリレー155の接点を閉じることにより、蓄電装置150への充電を実行する。
図3は、図2の充電システムにおける充電制御を説明するためのタイムチャートである。図3の横軸には時間が示され、縦軸には外部電源402へのプラグ320の接続状態、パイロット信号CPLTの電位、接続信号CNCTの電位、スイッチSW1,SW2の状態、CCIDリレー332の状態、および充電処理の実行状態が示される。
図2および図3を参照して、時刻t10になるまでは、充電ケーブル300は、車両10および外部電源402のいずれにも接続されていない状態である。この状態においては、スイッチSW1,SW2およびCCIDリレー332はオフの状態であり、パイロット信号CPLTの電位は0Vである。また、接続信号CNCTの電位は、V11(>0V)である。
時刻t10において、充電ケーブル300のプラグ320が外部電源402のコンセント400に接続されると、コントロールパイロット回路334がパイロット信号CPLTを発生する。
なお、この時刻t10では、充電ケーブル300のコネクタ310はインレット270に接続されていない。また、パイロット信号CPLTの電位はV1(たとえば12V)であり、パイロット信号CPLTは非発振状態である。
時刻t11において、コネクタ310がインレット270に接続されると、接続検知回路312によって、接続信号CNCTの電位が低下する。
そして、CPU508は、接続信号CNCTの電位が低下したことを検出することによって、コネクタ310とインレット270との接続を検出する。それに応じて、CPU508によって制御信号S1が活性化されて、スイッチSW1がオンされる。そうすると、抵抗回路502のプルダウン抵抗R1によってパイロット信号CPLTの電位はV2(たとえば9V)に低下する。
時刻t12において、CCID制御部610によってパイロット信号CPLTの電位がV2に低下したことが検出される。これに応じて、CCID制御部610は、パイロット信号CPLTを発振周期Tchr(=1/Fchr)で発振させる。なお、Fchrは発振周波数を示す。
CPU508は、パイロット信号CPLTが発振されたことを検出すると、上述のようにパイロット信号CPLTのデューティによって、充電ケーブル300の定格電流を検出する。
そして、CPU508は充電動作を開始するために制御信号S2を活性化させてスイッチSW2をオンする。これに応じて、プルダウン抵抗R2によって、パイロット信号CPLTの電位がV3(たとえば6V)に低下する(図3中の時刻t13)。
このパイロット信号CPLTの電位がV3に低下したことが、CCID制御部610によって検出されると、時刻t14においてCCIDリレー332の接点が閉じられて、外部電源402からの電力が充電ケーブル300を介して車両10に伝達される。
その後、車両10において交流電圧VACが検出されると、CPU508によってリレー155(図1)の接点が閉じられるとともに、電力変換装置160(図1)が制御されることによって、蓄電装置150(図1)の充電が開始される(図3中の時刻t15)。
蓄電装置150の充電が進み、蓄電装置150が満充電となったことが判定されると、CPU508は充電処理を終了する(図3中の時刻t16)。そして、CPU508は、制御信号S2を非活性化してスイッチSW2を非導通状態とする(図3中の時刻t17)。これによって、パイロット信号CPLTの電位がV2となり、それに応じて充電処理が停止されるとともにCCIDリレー332が非導通状態とされて(時刻t18)、充電動作が終了する。その後、CPU508が、制御信号S1を非活性化してスイッチSW1を非導通状態とすることによって、システムが遮断される。
上記のように外部充電が可能な車両では、商用電源などの車両外部の電源からの電力を車両の蓄電装置に蓄えることが可能である。
一方で、いわゆるスマートグリッドのように、車両を電力供給源として考え、車両に蓄えられた電力を車両外部の電気機器や電力網へ供給することが検討されている。また、キャンプや屋外での作業などで電気機器を使用する場合の電源として、車両が使用される場合もある。
この場合、図4に示されるように、外部充電を行なう際に用いる充電ケーブル300を利用して車両からの電力供給を行なうことができれば、電気機器接続用のアウトレットを別個に設ける必要がなく車両側の改造の必要性が不要または削減できるだけでなく、給電専用の電力ケーブルを準備する必要がないので好適である。
そこで、本実施の形態においては、図4の下段に示されるように、外部充電の際に用いる充電ケーブル300のプラグ320、および車両外部の電気機器700の電源プラグ710が接続可能であり、充電ケーブル300を介して車両10からの電力を車両外部の電気機器700へ給電(以下、「外部給電」とも称する。)可能とするための変換用のアダプタ800を提供する。
このアダプタ800を接続することによって、以下で説明されるように、車両10の電力変換装置160で、電力発生装置である蓄電装置150に蓄積された直流電力を電気機器700が使用可能な交流電力(たとえば、AC100V,200Vなど)に変換し、変化された電力を電気機器700へ供給する。
なお、車両10の電力発生装置としては、上記の蓄電装置150の他に、図1に示したようなエンジン140を有するハイブリッド自動車の場合は、電力発生装置にはエンジン140およびMG120が含まれる。この場合には、エンジン140によってMG120を駆動して発生された発電電力(交流電力)を、モータ駆動装置180および電力変換装置160を用いて、電気機器700が使用可能な交流電力に変換し、電気機器700へ電力を供給することができる。さらに、図1には図示しないが、車両10に含まれる補機装置に電源電圧を供給するための補機バッテリからの電力を用いることも可能である。あるいは、車両10が燃料電池車の場合には、燃料電池によって発電された電力を供給することも可能である。
そのため、本実施の形態で用いる電力変換装置160は、上述した外部電源402からの電力を蓄電装置150への充電電力に変換する機能に加えて、車両10に蓄えられた電力、および/または、車両10で生成された電力を外部の電気機器700の駆動電力に変換する機能を有することが必要である。なお、電力変換装置160として、外部充電と外部給電の双方向の電力変換動作が可能な1つの電力変換装置を設けるようにしてもよいし、外部充電を専用に行なう電力変換装置と、外部給電を専用に行なう電力変換装置とを個別に設けるようにしてもよい。
ここで、このようなアダプタ800を用いた外部給電を行なっている最中に、活線状態でアダプタ800が充電ケーブル300のプラグ320から取り外された場合、端子間でアーク電流が生じたり、車両側での給電動作終了動作が完了するまでの間、プラグ320側において露出した端子部に電圧がかかったままの状態となったりする可能性がある。そうすると、端子部間の短絡や地絡が生じ、それによって流れる過大な電流のために機器の劣化や故障の要因となったり、あるいは周囲へ影響を及ぼしたりするおそれがある。
そこで、本実施の形態において提案されるアダプタ800は、プラグ320からアダプタ800が取り外される際に、電力供給に用いられる電力伝達経路を接地と電気的に接続することによって、人為的に漏電状態を生じさせる漏電発生回路を設ける。充電ケーブル300および/または車両10には、事故および故障を防止するために、一般的に漏電検出回路および電力遮断回路が備えられる。そのため、上記のような漏電状態を人為的に生じさせることによって、車両10からの電力供給を直ちに停止することができる。
[実施の形態1]
図5および図6は、図4で説明したような、外部給電を行なう際に用いるアダプタ800の例を示す概略図である。
図5および図6は、図4で説明したような、外部給電を行なう際に用いるアダプタ800の例を示す概略図である。
図5および図6を参照して、アダプタ800は、充電ケーブル300のプラグ320を接続するための接続部801と、外部電気機器700の電源プラグ710を接続するための接続部805と、操作部807と、係止部808とを有する。
充電ケーブル300側の接続部801には、プラグ320の端子が接続される端子部802が設けられる。また、接続部801には、アダプタ800とプラグ320とが接続された場合に、プラグ320に設けられた、図6に示されるような突起状の作動部材322を挿入することができる挿入口803がさらに設けられる。作動部材322の機能については後述する。
係止部808は、アダプタ800と充電ケーブル300のプラグ320とが接続された際に、プラグ320に設けられた凹部321と係合する。そして、係止部808と凹部321とが係合することによって、アダプタ800がプラグ320から容易には抜けないようにすることができる。
係止部808は、アダプタ800に備えられる操作部807(たとえば、押しボタン)と連動しており、操作部807が操作されることによって、図5または図6中の矢印の方向に動作する。これによって、係止部808と凹部321との係合状態が解除される。
なお、この係止部808および操作部807は、本発明においては必須の構成ではないが、このような構成を有することにより、アダプタ800がプラグ320から意図せずに抜けてしまうことが防止できるので好適である。
一方、電気機器700側の接続部805には、電気機器700の電源プラグ710の端子形状に対応した端子部806が設けられる。この端子部806の形状は、たとえば、使用する電圧(100V,200Vなど)や、使用する国の規格に適合した形状とされる。
なお、図5においては、接続部801,805は同じ筐体内に収納された一体構造となっている場合の例を示すが、図には示さないが、充電ケーブル側のコネクタと、電気機器側のコネクタとが分離され、それらが、電力伝達媒体であるケーブルによって結合されるような構成とすることもできる。
次に、アダプタ800を用い、充電ケーブル300を用いて車両10から電気機器700へ給電する際の回路構成について説明する。
図7は、実施の形態1に従うアダプタ800を用いて給電を行なう場合の回路の詳細図である。車両10の構成は図2と同様であり、図7においては車両10および充電ケーブル300における構成要素の一部は図示されていない。なお、図7において、図2と重複する要素の説明は繰り返さない。
図7を参照して、アダプタ800は、接続部801,805に加えて、信号生成部850と、漏電発生回路860とを備える。
信号生成部850は、アダプタ800が充電ケーブル300のプラグ320へ接続されると、図6には示していない他の端子部によって、充電ケーブル300内の信号線L4に電気的に接続される。信号生成部850は、アダプタ800がプラグ320へ接続されることによって、信号線L4を介して、アダプタ800とプラグ320との接続を示す信号CNCT2をCCID制御部610へ提供する。なお、信号生成部850は、CPUを有する制御装置であってもよいし、所望の機能を発揮する制御回路であってもよい。信号生成部850が駆動用の電源電圧を必要とする場合には、当該電源電圧は、アダプタ800に内蔵されたバッテリ(図示せず)から供給される。
CCID制御部610は、信号生成部850からの信号CNCT2に基づいて、充電ケーブル300とアダプタ800とが接続されているか否かを判定する。CCID制御部610は、充電ケーブル300とアダプタ800とが接続されていると判定した場合には、パイロット信号CPLTを、外部充電時とは異なる周波数および/または電位を用いて車両ECU170へ出力する。これによって、CCID制御部610は、車両ECU170へ、給電動作を行なわせることができる。
漏電発生回路860は、切換部であるスイッチSW10と、抵抗R30とを含む。スイッチSW10は、たとえば2つの接点CN1,CN2を有するスイッチであり、スイッチSW10の動作に伴って接点CN1,CN2のいずれか一方が閉成される。
接点CN1の一方端は、アダプタ800内の電力線ACL1へとつながる電力伝達経路に接続され、他方端は接地線に接続される。接点CN1が閉成されると、電力線ACL1へとつながる電力伝達経路と接地線とが抵抗R30を介して接続される。そのため、この電力伝達経路に電流が流れているときに接点CN1が閉成されると、漏電状態が生じることになる。一方、接点CN2の両方はいずれも接地線に接続される。
スイッチSW10は、アダプタ800がプラグ320に接続されていない状態、あるいはアダプタ800とプラグ320との嵌合状態が不完全な状態では、接点CN1が閉成され、かつ接点CN2が開放された状態となる。そして、アダプタ800がプラグ320に完全に嵌合した状態にされると、プラグ320に設けられた作動部材322によって、スイッチSW10が動作させられ、接点CN1が開放されるとともに接点CN2が閉成される。
このような漏電発生回路860の構成においては、アダプタ800とプラグ320とが完全に嵌合した状態の場合には、接点CN1が開放されているので、車両10から電気機器700へ電力を供給しても漏電状態にはならない。一方、アダプタ800とプラグ320とが不完全な嵌合状態となっている場合には、接点CN1が閉成されることによって漏電状態が生じる。このとき、上述のCCID330に含まれる漏電検出器608によって、漏電状態が検出される。そして、CCID制御部610は、漏電検出器608からの漏電検出信号LKGに応答して、CCIDリレー332を開放することによって、電気機器700への電力を遮断する。
したがって、外部給電中にユーザがアダプタ800を取り外した場合、アダプタ800の取り外しの過程において、アダプタ800とプラグ320とが不完全な嵌合状態となったタイミングで漏電状態が発生し、それによって電力供給が停止される。これによって、アダプタ800が取り外されたときにはプラグ320の端子部を無電圧状態とすることができる。
なお、スイッチSW10は、アダプタ800内の電力伝達経路と接地との間の接続と非接続とを切換えられる構成であれば、図7のような2つの接点を有する構成には限られない。たとえば、図7における接点CN2のない、1つの接点を有する構成であってもよい。
図8および図9は、実施の形態1における給電時の制御を説明するためのタイムチャートである。ここで、図8は外部給電中にアダプタが取り外されない通常の場合のタイムチャートであり、図9は外部給電中にアダプタが取り外された場合のタイムチャートである。図8および図9のいずれも、横軸には時間が示され、縦軸にはアダプタ800の接続状態、パイロット信号CPLTの電位、接続信号CNCTの電位、接続信号CNCT2の状態、スイッチSW1,SW2の状態、CCIDリレー332の状態、給電処理の実行状態、および漏電検出器608からの漏電検出信号LKGの状態が示される。
図7および図8を参照して、時刻t20までは、充電ケーブル300はインレット270に接続されていない状態である。この状態においては、スイッチSW1,SW2およびCCIDリレー332はオフの状態であり、パイロット信号CPLTの電位は0Vである。また、接続信号CNCTの電位は、V11(>0V)であり、接続信号CNCT2はオフの状態である。
時刻t20において、充電ケーブル300がインレット270に接続されると、CCID330はパイロット信号CPLTを発生する。なお、この時刻t20では、パイロット信号CPLTの電位はV1(たとえば12V)であり、パイロット信号CPLTは非発振状態である。
また、充電ケーブル300が接続されると、接続検知回路312によって、接続信号CNCTの電位が低下する。CPU508は、接続信号CNCTの電位が低下したことを検出することによって、充電ケーブル300がインレット270へ接続されたことを検出する。それに応じて、CPU508によって制御信号S1が活性化されてスイッチSW1がオンされる(時刻t21)。そうすると、図3での説明と同様に、抵抗回路502のプルダウン抵抗R1によってパイロット信号CPLTの電位はV2(たとえば9V)に低下する。
時刻t22において、アダプタ800に充電ケーブル300のプラグ320が接続されると、アダプタ800の信号生成部850により接続信号CNCT2がオンの状態になる。これによって、CCID制御部610は、アダプタ800に充電ケーブル300のプラグ320が接続されたことを認識する。これに応答して、CCID制御部610は、図3の外部充電の場合における発振周期Tchrよりも長い発振周期Tsup(=1/Fsup)で、パイロット信号CPLTを発振させる。すなわち、Tchr<Tsup(Fchr>Fsup)である。さらに時刻t22において、CCID制御部610は、CCIDリレー332を閉成する。
CPU508は、パイロット信号CPLTが発振されたことを検出するが、上述のように、給電動作の場合にCCID330から出力されるパイロット信号CPLTの発振周波数Fsupは充電動作の場合の発振周波数Fchrより低いので、この発振周波数の違いに基づいて、CPU508は、充電ケーブル300にアダプタ800が接続されたこと、および給電動作が指示されたことを認識する。
そして、CPU508は、リレー155の接点を閉じるとともに、電力変換装置160(図1)を制御することによって、蓄電装置150(図1)から電力の供給が開始される(時刻t23)。
この状態においては、通常のコンセントと同様に、アダプタ800内部の端子部(図5の端子部806)に電圧がかけられた状態であるので、アダプタ800に電気機器700を接続することによって電気機器700に電力が供給される。なお、図8の場合においては、アダプタ800が取り外されていないので、漏電検出器608により漏電状態が検出されないので、漏電検出信号LKGはオフのままである。
次に、図9を参照して、時刻t33までは、図8における時刻t23と同様であるので、その説明は繰り返さないが、時刻t33以降は、蓄電装置150からの電力が充電ケーブル300を介してアダプタ800まで給電されており、電気機器700をアダプタ800に接続することによって電気機器700の使用が可能となる。
ここで、時刻t34において、蓄電装置150から電気機器700に電力供給中に、ユーザによってアダプタ800が取り外された場合を考える。図7で説明したように、アダプタ800が取り外される過程において、アダプタ800とプラグ320とが不完全な嵌合状態となったときに、アダプタ800における漏電発生回路860によって漏電状態が形成される。そうすると、CCID330内の漏電検出器608が漏電状態を検出し、漏電検出信号LKGがオンに設定される。
漏電検出信号LKGがオンとなったことに応答して、CCID制御部610がCCIDリレー332を開放し、アダプタ800への電力を遮断する(時刻t35)。
また、アダプタ800の取り外しにより、接続信号CNCT2がオフになるので、CCID制御部610は、パイロット信号CPLTの発振を停止する。これによって、車両ECU170の充電処理が停止する(時刻t36)。
このように、外部充電中にアダプタが取り外された場合に、漏電状態を形成することによって、車両の給電処理が停止されるまでの間に、迅速に充電ケーブルのプラグへの電力を遮断することができる。
図10は、実施の形態1において、CCID制御部610で実行される、パイロット信号CPLTの発振制御処理を説明するためのフローチャートである。図10のフローチャートは、CCID制御部610に予め格納されたプログラムが所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア(電子回路)を構築して処理を実現することも可能である。
図7および図10を参照して、CCID制御部610は、ステップ(以下、ステップをSと略す。)300にて、漏電検出器608によって漏電状態が検出されているか否か、すなわち漏電検出信号LKGがオンになっているか否かを判定する。
漏電状態が検出されていない場合(S300にてNO)は、処理がS310に進められ、CCID制御部610は、接続信号CNCT2を取得する。そして、CCID制御部610は、S320にて、接続信号CNCT2がオンであるか否か、すなわち充電ケーブル300とアダプタ800とが接続されたか否かを判定する。
接続信号CNCT2がオフの場合(S320にてNO)は、CCID制御部610は、アダプタ800が充電ケーブル300に接続されておらず、通常の外部充電のモードであると認識する。そして、CCID制御部610は、S340にて、パイロット信号CPLTの発振周波数Fcpltを、外部充電を行なうための周波数Fchrに設定して、パイロット信号CPLTを発振させる。
一方、接続信号CNCT2がオンの場合(S320にてYES)は、CCID制御部610は、アダプタ800が充電ケーブル300に接続されており、外部給電を行なうモードであると認識する。そして、CCID制御部610は、S330にて、パイロット信号CPLTの発振周波数Fcpltを、外部充電の場合の周波数Fchrより低い周波数Fsup(Fsup<Fchr)に設定して、パイロット信号CPLTを発振させる。
また、漏電が検出されている場合(S300にてYES)は、処理がS350に進められ、CCID制御部610は、パイロット信号CPLTの発振を停止する。これによって、CCID制御部610は、車両ECU170の給電動作を停止させる。
図11は、実施の形態1において、車両ECU170で実行される、充電処理および給電処理の切換制御処理を説明するためのフローチャートである。図11のフローチャートは、車両ECU170のCPU508に予め格納されたプログラムが所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア(電子回路)を構築して処理を実現することも可能である。
図7および図11を参照して、CPU508は、S100にて、パイロット信号CPLTが発振しているか否かを判定する。
パイロット信号CPLTが発振していない場合(S100にてNO)は、充電ケーブル300がインレット270に接続されていないので、CPU508は処理を終了する。
パイロット信号CPLTが発振している場合(S100にてYES)は、CPU508は、充電ケーブル300がインレット270に接続されていることを認識し、S110にて、パイロット信号CPLTの発振周波数Fcpltを取得する。
次に、CPU508は、S120にて、取得した発振周波数Fcpltが、充電動作の場合の発振周波数Fchrであるか否かを判定する。なお、S120における判定においては、取得した発振周波数Fcpltが充電動作時の発振周波数Fchrと完全に一致している必要はなく、発振周波数Fcpltと発振周波数Fchrとの差が所定の範囲内に入っていればよい(|Fcplt−Fchr|<α1)。
発振周波数Fcpltが発振周波数Fchrである場合(S120にてYES)は、CPU508は、充電ケーブル300にアダプタ800が接続されていないと認識する。そして、処理がS130に処理が進められて、CPU508は、図3で説明したような充電処理を実行する。
一方、発振周波数Fcpltが発振周波数Fchrでない場合(S120にてNO)は、処理がS140に進められて、CPU508は、取得した発振周波数Fcpltが、給電動作時の発振周波数Fsupであるか否かを判定する。なお、この場合にも、S120での判定の場合と同様に、取得した発振周波数Fcpltが給電動作時の発振周波数Fsupと完全に一致している必要はなく、発振周波数Fcpltと発振周波数Fsupとの差が所定の範囲内に入っていればよい(|Fcplt−Fsup|<α2)。
発振周波数Fcpltが発振周波数Fsupである場合(S140にてYES)は、CPU508は、充電ケーブル300にアダプタ800が接続されていると認識する。そして、処理がS150に進められ、図8で説明したような給電処理を実行する。
一方、発振周波数Fcpltが発振周波数Fsupでない場合(S140にてNO)は、CPU508は、充電動作であるか給電動作であるかが判定できないため、処理を終了する。
以上のような処理に従って制御を行なうことによって、外部充電が可能な車両において、充電ケーブル用の変換アダプタを用いて、充電ケーブルを用いて車両からの電力を車両外部の電気機器に供給することができる。さらに、外部給電中にアダプタが取り外された場合には、アダプタに設けられた漏電発生回路の動作によって、迅速に電力の供給を停止させることができる。これによって、充電ケーブルのプラグの露出した端子部に電圧がかかったままの状態となることを防止し、機器の劣化や故障、および周囲への影響を抑制することが可能となる。
(漏電発生回路の変形例)
なお、上述の図7において説明した漏電発生回路860は、車両の電力線ACL1につながる電力伝達経路と接地とを電気的に接続することによって漏電状態を形成する構成について説明したが、漏電状態の形成はこの構成には限定されない。
なお、上述の図7において説明した漏電発生回路860は、車両の電力線ACL1につながる電力伝達経路と接地とを電気的に接続することによって漏電状態を形成する構成について説明したが、漏電状態の形成はこの構成には限定されない。
たとえば、図12に示した漏電発生回路860Aのように、もう一方の電力伝達経路、すなわち、車両の電力線ACL2につながる電力伝達経路を、抵抗R31を介して接地と電気的に接続する構成としてもよい。あるいは、図13に示す漏電発生回路860Bのように、両方の電力伝達経路を接地と電気的に接続する構成としてもよい。
さらに、アダプタ800が係止部808およびその操作部807を有する構成である場合には、図14に示す漏電発生回路860Cのように、漏電発生回路のスイッチSW10の動作を、アダプタ800の係止部808を動作させるための操作部807の動作と連動させるようにしてもよい。漏電発生回路860Cにおいては、操作部807が操作されることによって、スイッチSW10の接点CN2が閉成されて漏電状態が形成される。
このような構成では、アダプタ800とプラグ320とが完全に嵌合している状態(すなわち、係止部808が適切にプラグ320に係合している状態)から、ユーザがアダプタ800をプラグ320から取り外す場合には、必ず操作部807が操作される。そのため、操作部807が操作されたときには、アダプタ800が取り外される可能性が大きいので、操作部807が操作されたことに応答して漏電状態を形成することによって、より迅速に給電動作を停止させることができる。
[実施の形態2]
実施の形態1においては、充電ケーブルのCCIDにおいて漏電検出を行なう構成について説明したが、漏電検出については、車両側で行なうようにすることも可能である。
実施の形態1においては、充電ケーブルのCCIDにおいて漏電検出を行なう構成について説明したが、漏電検出については、車両側で行なうようにすることも可能である。
図15は、実施の形態2において、アダプタを用いて充電ケーブルにより給電を行なう場合の回路の詳細図である。図15においては、車両10に漏電検出器190が設けられる。なお、図15においては、理解を容易にするために、図7で示したような充電ケーブル300のCCID330内の漏電検出器608を記載していないが、図7と同様にCCID330内にも漏電検出器を有する構成であってもよい。
図15を参照して、漏電検出器190は、電力線ACL1,ACL2において漏電状態が生じているか否かを検出する。車両ECU170は、漏電検出器190により漏電状態が検出された場合には、電力変換装置160の給電動作を停止させるとともに、抵抗回路502を用いてパイロット信号CPLTの電位を制御することによって、充電ケーブル300のCCIDリレー332を開放させる。
それとともにまたはそれに代えて、車両ECU170は、車両10におけるリレー155を開放して、蓄電装置150から電力変換装置160への電力を遮断する。あるいは、電力変換装置160とインレット270との間に、漏電時の電力遮断専用のリレー(図示せず)を新たに設けて、そのリレーを開放することによって電力を遮断するようにしてもよい。
このような構成とすることによって、漏電検出器を有しない充電ケーブルを用いる場合、あるいは、充電ケーブルの漏電検出器が故障等により適切に動作しない場合であっても、アダプタが充電ケーブルから取り外されたことに応答して、適切に車両からの電力供給を停止することができる。
[実施の形態3]
実施の形態1および実施の形態2においては、充電ケーブルがCCIDを有する構成について説明したが、充電ケーブルには、CCIDのような制御装置を有していないものもある。
実施の形態1および実施の形態2においては、充電ケーブルがCCIDを有する構成について説明したが、充電ケーブルには、CCIDのような制御装置を有していないものもある。
図16は、CCIDを有しない充電ケーブル300Aを用いた場合の回路の詳細図である。図16を参照して、充電ケーブル300Aは、CCIDを有していないので、実施の形態1で説明したように、アダプタと充電ケーブルとの接続の有無をCCIDで判定し、パイロット信号CPLTを利用して車両に給電動作を行なわせることはできない。
そのため、このような場合には、たとえば、充電ケーブル300Aに含まれる信号線L5を用いて、アダプタ800の信号生成部850からの接続を示す信号を直接車両ECU170のCPU508へ伝達して、車両ECU170にアダプタ800と充電ケーブル300Aとの接続を認識させる。
また、図16においては、充電ケーブル300Aには漏電検出器が含まれないので、アダプタ800の漏電発生回路860によって発生された漏電状態は、実施の形態2と同様に、車両10に備えられる漏電検出器190によって検出される。
このように、充電ケーブルに制御装置が設けられない場合であっても、車両側の制御装置で、アダプタと充電ケーブルとの接続の検出および漏電状態の有無の検出を行なうことによって、アダプタを利用して充電ケーブルを介した外部給電ができるとともに、外部給電中のアダプタの取り外しに応答して迅速に電力供給を停止することが可能となる。
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説明ではなく、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 車両、20 駆動部、120 モータジェネレータ、130 駆動輪、140 エンジン、145 動力分割機構、150 蓄電装置、155 リレー、160 電力変換装置、170 車両ECU、180 モータ駆動装置、182,604,650 電圧センサ、190,608 漏電検出器、270 インレット、300,300A 充電ケーブル、310 コネクタ、312 接続検知回路、320 プラグ、321 凹部、322 作動部材、330 CCID、332 CCIDリレー、334 コントロールパイロット回路、340,340A,340B 電線部、341,ACL1,ACL2 電力線、400 コンセント、402 外部電源、502 抵抗回路、504,506 入力バッファ、511 電源ノード、512 車両アース、602 発振装置、606 電磁コイル、610 CCID制御部、615 バッテリ、660 電流センサ、700 電気機器、710 電源プラグ、800 アダプタ、801,805 接続部、802,806 端子部、803 挿入口、807 操作部、808 係止部、850 信号生成部、860,860A,860B,860C 漏電発生回路、CN1,CN2 接点、L1 コントロールパイロット線、L2 接地線、L3〜L5 信号線、R1、R2,R10,R20,R30,R31 抵抗、SW1,SW2,SW10 スイッチ。
Claims (9)
- 充電ケーブル(300)を介して外部電源(402)から供給された電力を用いて搭載された蓄電装置(150)を充電する外部充電が可能な車両(10)において、前記蓄電装置(150)を含む電力源(150;120,140)からの電力を、前記充電ケーブル(300)を用いて前記車両(10)外部の電気機器(700)に供給する際に用いるアダプタであって、
前記車両(10)は、前記アダプタ(800)と前記充電ケーブル(300)とが接続されることによって生じる給電を指示する信号に応答して、前記電気機器(700)への電力供給を実行し、
前記アダプタ(800)は、
外部充電時に前記充電ケーブル(300)において前記外部電源に接続される電源プラグ(320)を接続することが可能な第1の接続部(801)と、
前記第1の接続部(801)と電気的に接続されるとともに、前記電気機器(700)の電源プラグを接続することが可能な第2の接続部(805)と、
前記アダプタ(800)と前記充電ケーブル(300)とが不完全な嵌合状態である場合に、前記第1の接続部(801)と前記第2の接続部(805)とを結ぶ電力伝達経路に漏電状態を生じさせる漏電発生回路(860,860A,860B,860C)とを備える、アダプタ。 - 前記漏電発生回路(860,860A,860B,860C)は、前記アダプタ(800)と前記充電ケーブル(300)とが不完全な嵌合状態である場合に、前記電力伝達経路のうちの少なくとも1つの電力伝達経路を接地と電気的に接続することによって、前記漏電状態を発生させるように構成される、請求項1に記載のアダプタ。
- 前記漏電発生回路(860,860A,860B,860C)は、
前記電力伝達経路と接地と間の接続および非接続を切換える切換部(SW10)を含み、
前記切換部(SW10)は、前記アダプタ(800)と前記充電ケーブル(300)との嵌合状態が完全である場合は、前記電力伝達経路のすべてを接地と非接続の状態とし、前記アダプタ(800)と前記充電ケーブル(300)とが不完全な嵌合状態である場合は、前記少なくとも1つの電力伝達経路を接地と電気的に接続した状態にする、請求項2に記載のアダプタ。 - 前記切換部(SW10)は、前記アダプタ(800)と前記充電ケーブル(300)とが接続された場合に、前記充電ケーブル(300)の電源プラグ(320)に設けられた作動部材(803)によって動作させられる、請求項3に記載のアダプタ。
- 前記アダプタ(800)と前記充電ケーブル(300)との嵌合状態が完全である場合に、前記充電ケーブル(300)の電源プラグ(320)と係合するように構成された係止部(808)と、
前記係止部(808)を動作させて、前記アダプタ(800)と前記電源プラグとの係合状態を解除するための操作部(807)とをさらに備え、
前記切換部(SW10)は、ユーザによる前記操作部(807)の操作に伴って、前記少なくとも1つの電力伝達経路を接地と電気的に接続した状態にする、請求項3に記載のアダプタ。 - 前記充電ケーブル(300)は、前記漏電状態を検出するための漏電検出回路(608)を含み、
前記充電ケーブル(300)は、前記漏電状態が検出された場合に、前記車両(10)への前記給電を指示する信号の出力を停止する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のアダプタ。 - 前記充電ケーブル(300)は、前記漏電状態が検出された場合に、前記アダプタ(800)への電力供給を遮断するための遮断回路(332)をさらに含む、請求項6に記載のアダプタ。
- 前記車両(10)は、前記漏電状態を検出するための漏電検出回路(190)を含み、
前記車両(10)は、前記漏電状態が検出された場合には、前記充電ケーブル(300)への電力供給を停止する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のアダプタ。 - 充電ケーブル(300)を介して外部電源(402)から供給された電力を用いて搭載された蓄電装置(150)を充電する外部充電が可能であり、かつ前記充電ケーブル(300)にアダプタ(800)を接続することによって外部の電気機器(700)への給電が可能な車両であって、
前記蓄電装置(150)を含む電力源(150;120,140)と、
外部充電の際に前記充電ケーブル(300)を接続するためのインレット(270)と、
前記電力源(150;120,140)からの電力を変換して前記インレット(270)へ供給するための電力変換装置(160)と、
前記電力変換装置(160)を制御するための制御装置(170)とを備え、
前記アダプタ(800)は、
外部充電時に前記充電ケーブル(300)において前記外部電源に接続される電源プラグ(320)を接続することが可能な第1の接続部(801)と、
前記第1の接続部(801)と電気的に接続されるとともに、前記電気機器(700)の電源プラグを接続することが可能な第2の接続部(805)と、
前記アダプタ(800)と前記充電ケーブル(300)とが不完全な嵌合状態である場合に、前記第1の接続部(801)と前記第2の接続部(805)とを結ぶ電力伝達経路に漏電状態を生じさせる漏電発生回路(860,860A,860B,860C)とを含み、
前記制御装置(170)は、前記アダプタ(800)と前記充電ケーブル(300)とが接続されることによって生じる給電を指示する信号の受信に応答して、前記電力変換装置(160)を駆動して前記電力源(150;120,140)からの電力を前記電気機器(700)に供給し、
前記制御装置(170)は、前記漏電状態を検出した場合は、前記電気機器(700)への電力の供給を停止する、車両。
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