JP6098653B2 - 給電装置及びそれを備えた車両 - Google Patents

Description

この発明は、給電装置及びそれを備えた車両に関し、特に、直流電源から給電口を通じて外部へ電力を供給する給電装置及びそれを備えた車両に関する。

特開２０１４−２０４４５５号公報（特許文献１）は、車両に搭載された蓄電装置からアウトレット（給電口）に接続された電気機器へ電力を供給可能な給電システムを開示する。アウトレットに接続される電力線には、リレーが設けられる。リレーとアウトレットとの間には、アウトレットから電気機器へ供給される電流を検出するための電流センサが設けられる（特許文献１参照）。

特開２０１４−２０４４５５号公報 特開２０１４−８７１５４号公報

上記のようなリレーに対しては、リレーが閉固着（閉状態で不動）していないかを確認するために、リレーの溶着診断が行なわれる。溶着診断は、一般的には、電力線対に設けられる一対のリレーの一方をオンにし他方をオフにしたときに、リレーとアウトレット等の外部端子との間において電力線対間の電圧を電圧センサにより検出することによって行なわれている。

上記のような給電システムにおいては、電気機器へ供給される電力を把握するために、リレーとアウトレットとの間に、アウトレットを通じて外部へ出力される電流を検出するための電流センサが設けられることがある。このような場合においても、リレーとアウトレット等の外部端子との間において電力線対間の電圧を検出する電圧センサを用いて、リレーが閉固着していないかを確認することが考えられるが、リレーとアウトレットとの間に電圧センサと電流センサとを設けることとなり、コスト高となる。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、直流電源から給電口を通じて外部へ電力を供給する給電装置において、リレーと給電口との間に設けられた電流センサによってリレーが閉固着していないか確認可能とすることである。

この発明によれば、給電装置は、直流電源と、給電口と、第１及び第２の電力線と、第１及び第２のリレーと、制御部と、電流センサと、接続回路とを備える。給電口は、直流電源から出力される電力を外部へ供給するためのものである。第１及び第２の電力線は、直流電源と給電口との間に配設される。第１のリレーは、第１の電力線に設けられ、第２のリレーは、第２の電力線に設けられる。制御部は、第１のリレーへ出力される第１の駆動信号及び第２のリレーへ出力される第２の駆動信号を制御する。電流センサは、第１のリレーと給電口との間に流れる電流を検出する。接続回路は、制御部によって第１及び第２の駆動信号のいずれか一方が活性化されたときに、第１の電力線における電流センサと給電口との間の第１部分と、第２の電力線における第２のリレーと給電口との間の第２部分とを電気的に接続するように構成される。

上記のような構成とすることにより、たとえば第１のリレーが溶着している場合には、制御部によって第２の駆動信号が活性化されたときに、接続回路を通じて第１及び第２の電力線間に電流が流れる。この電流を電流センサにより検出することによって、第１のリレーの溶着を検出することができる。したがって、この給電装置によれば、リレーの溶着診断用に電圧センサを設けることなく、電流センサによって溶着診断を実施することができる。

好ましくは、制御部は、第１の駆動信号が活性化されたときに電流センサにより電流が検知されると、第２のリレーが閉固着しているものと判定する。また、制御部は、第２の駆動信号が活性化されたときに電流センサにより電流が検知されると、第１のリレーが閉固着しているものと判定する。

この給電装置によれば、電流センサの検出値によって、第１及び第２のリレーの各々における閉固着の有無を判定することができる。

好ましくは、接続回路は、演算回路と、スイッチとを含む。演算回路は、第１及び第２の駆動信号の排他的論理和を出力する。スイッチは、第１の電力線の第１部分と第２の電力線の第２部分との間に設けられ、演算回路の出力が活性化されると、第１部分と第２部分とを電気的に接続する。

この給電装置においては、第１及び第２の駆動信号のいずれか一方が活性化されているとき、演算回路の出力が活性化され、スイッチにより第１部分と第２部分とが電気的に接続される。これにより、駆動信号が活性化されていない方のリレーが溶着している場合には、接続回路を通じて第１及び第２の電力線間に電流が流れる。したがって、この給電装置によれば、この電流を電流センサにより検出することによって、リレーの閉固着を検出することができる。

好ましくは、接続回路は、演算回路と、検出回路と、スイッチとを含む。演算回路は、第１及び第２の駆動信号の排他的論理和を出力する。検出回路は、演算回路の出力の変化を検出する。スイッチは、第１の電力線の第１部分と第２の電力線の第２部分との間に設けられ、検出回路の出力が活性化されると、第１部分と第２部分とを電気的に接続する。

さらに好ましくは、検出回路は、演算回路の出力に対して微分演算を行なう微分回路と、微分回路の出力に対して絶対値演算を行なう絶対値回路とを含む。

このような構成とすることにより、第１の駆動信号と第２の駆動信号との一方が天絡（電源に接続されること）して活性化を解除できない場合においても、天絡していない側の駆動信号が活性化されると、検出回路の出力が活性化され、スイッチにより第１部分と第２部分とが電気的に接続される。したがって、この給電装置によれば、第１の駆動信号と第２の駆動信号との一方が天絡により活性化を解除できない場合であっても、第１及び第２のリレーの各々における閉固着の有無を判定することができる。

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの給電装置を備える。
したがって、この車両によれば、リレーと給電口との間に設けられた電流センサによってリレーが閉固着していないか確認することができる。

この発明によれば、直流電源から給電口を通じて外部へ電力を供給する給電装置において、リレーと給電口との間に設けられた電流センサによってリレーが閉固着していないか確認することができる。

この発明の実施の形態１による給電装置が適用された車両の全体構成図である。 リレー５０が溶着している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。 リレー５２が溶着している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。 図１に示すＥＣＵによって実行されるリレー溶着診断の処理手順を示したフローチャートである。 実施の形態１の構成において、リレー５０の駆動信号が天絡している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。 実施の形態１の構成において、リレー５２の駆動信号が天絡している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。 実施の形態２による給電装置が適用された車両の全体構成図である。 実施の形態２において、リレー５０の駆動信号が天絡している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。 実施の形態２において、リレー５２の駆動信号が天絡している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。 実施の形態２において、リレー５０が溶着している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。 実施の形態２において、リレー５２が溶着している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。

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、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による給電装置が適用された車両の全体構成図である。図１を参照して、車両１０は、蓄電装置１５と、燃料電池２０と、補機類２５と、電流センサ３０と、走行ユニット３５とを備える。また、車両１０は、給電口４０と、リレー５０，５２と、電流センサ５５と、接続回路６０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７５とをさらに備える。

蓄電装置１５及び燃料電池２０の各々は、電力線Ｌ１，Ｌ２に接続される直流電源である。蓄電装置１５は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池や、大容量の電気二重層キャパシタ等を含んで構成される。蓄電装置１５に蓄えられた電力は、電力線Ｌ１，Ｌ２を通じて、走行ユニット３５や、補機類２５、給電口４０等へ供給され得る。また、蓄電装置１５は、走行ユニット３５において車両１０の制動時等に回生発電される電力を蓄えることができる。電流センサ３０は、蓄電装置１５に入出力される電流を検出する。

燃料電池２０は、水素と酸素とを化学反応させて電力を生成し、たとえば固体高分子形燃料電池を含んで構成される。なお、燃料電池のタイプはこれに限定されるものではなく、公知の種々のタイプのものを採用し得る。燃料電池２０によって発電された電力は、電力線Ｌ１，Ｌ２を通じて、走行ユニット３５や補機類２５、給電口４０へ供給されたり、蓄電装置１５に充電されたりし得る。

補機類２５は、車両１０に搭載された各種補機及び補機電池を統括的に示したものである。補機類２５は、電力線Ｌ１，Ｌ２に接続され、蓄電装置１５や燃料電池２０から電力の供給を受ける。なお、詳しくは、補機類２５は、蓄電装置１５や燃料電池２０から受ける直流電力を補機電圧レベルに降圧して各種補機及び補機電池へ供給するＤＣ／ＤＣコンバータを含む。

走行ユニット３５は、駆動輪（図示せず）を駆動して走行するための駆動力を発生する。走行ユニット３５も、電力線Ｌ１，Ｌ２に接続され、蓄電装置１５及び燃料電池２０の少なくとも一方から電力の供給を受ける。特に図示しないが、走行ユニット３５は、蓄電装置１５や燃料電池２０から電力の供給を受けるコンバータやインバータ、インバータにより駆動されて駆動輪を駆動するモータ等を含む。なお、走行ユニット３５は、蓄電装置１５を充電するための電力を発生する発電機と、その発電機を駆動可能なエンジンとを含んでもよい。

給電口４０は、電力線Ｌ１，Ｌ２に接続され、蓄電装置１５及び燃料電池２０の少なくとも一方から出力される電力を車両外部へ供給するための出力端子である。給電口４０には、車両外部に設けられる給電器８０が電気的に接続され、給電口４０から出力される電力が給電器８０を通じて車両外部の電気負荷（図示せず。以下「外部電気負荷」と称する。）へ供給される。なお、以下では、給電器８０を通じて給電口４０に電気的に接続される外部電気負荷への給電を「外部給電」と称する。

リレー５０，５２は、直流電源の蓄電装置１５及び燃料電池２０と給電口４０との間に配設される電力線Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ設けられる。リレー５０，５２がオン（導通状態）のときに、蓄電装置１５及び燃料電池２０の少なくとも一方から、給電口４０及び給電器８０を通じて外部電気負荷へ電力を供給することができる。一方、走行中など外部給電が行なわれないときは、リレー５０，５２はオフ（電力遮断状態）に制御される。リレー５０，５２は、それぞれＥＣＵ７５から出力される駆動信号Ｄ１，Ｄ２によって駆動される。

電流センサ５５は、外部給電時に給電口４０から出力される電流を検出するために設けられる。なお、蓄電装置１５にも電流センサ３０が設けられているが、外部給電時においても蓄電装置１５から補機類２５やＥＣＵ７５へ電力が供給されるので、給電口４０から外部電気負荷へ実際に供給される電力（電流）を検出するために電流センサ５５が設けられている。具体的には、電流センサ５５は、電力線Ｌ１においてリレー５０と給電口４０との間に設けられ、リレー５０，５２を通じて流れる電流Ｉを検出してＥＣＵ７５へ出力する。

ＥＣＵ７５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、車両１０における各種制御を行なう。代表的なものとして、ＥＣＵ７５は、外部給電が要求されると、リレー５０，５２の溶着診断を実行する（詳細は後述）。そして、リレー５０，５２が正常であると判断されると、ＥＣＵ７５は、リレー５０，５２の双方をオンにして外部給電を実行する。なお、リレー５０，５２の溶着診断は、外部給電の終了時に実行してもよい。また、ＥＣＵ７５は、イグニッションキー（スイッチでもよい）がオンされて走行ユニット３５を含む走行システムの起動が要求されると、車両１０の走行制御を実行する。

接続回路６０は、電流センサ５５の検出値を用いてリレー５０，５２の溶着診断を実施するために設けられる。接続回路６０は、スイッチ６２と、制限抵抗６４と、演算回路６６とを含む。

スイッチ６２及び制限抵抗６４は、電力線Ｌ１における電流センサ５５と給電口４０との間の部分（線Ｌ１２）と、電力線Ｌ２におけるリレー５２と給電口４０との間の部分（線Ｌ２１）との間に直列に接続される。スイッチ６２は、演算回路６６から出力される信号Ｓ１が活性化されるとオン（導通状態）となり、信号Ｓ１が非活性のときはオフ（遮断状態）となる。制限抵抗６４は、スイッチ６２がオンのときに、スイッチ６２を通じて電力線Ｌ１から電力線Ｌ２へ大電流が流れるのを防止するために設けられる。

演算回路６６は、リレー５０，５２をそれぞれ駆動するための駆動信号Ｄ１，Ｄ２を受ける。そして、演算回路６６は、駆動信号Ｄ１，Ｄ２の排他的論理和を演算し、その演算結果を信号Ｓ１としてスイッチ６２へ出力する。すなわち、演算回路６６は、駆動信号Ｄ１，Ｄ２のいずれか一方が活性化されているときに信号Ｓ１を活性化し、駆動信号Ｄ１，Ｄ２の双方が活性又は非活性のときは、信号Ｓ１を非活性とする。

このような構成によって、接続回路６０は、駆動信号Ｄ１，Ｄ２のいずれか一方が活性化された場合に、スイッチ６２がオン（導通状態）となることによって、電力線Ｌ１の線Ｌ１２の部分と電力線Ｌ２の線Ｌ２１の部分とを電気的に接続する。

そして、接続回路６０が設けられることによって、ＥＣＵ７５は、電流センサ５５により検出される電流Ｉに基づいてリレー５０，５２の溶着診断を実行することができる。以下、この実施の形態１に従う給電装置において実行されるリレー５０，５２の溶着診断について説明する。

リレーの溶着診断については、車両外部の電源から受電口を通じて電力の供給を受けて車載の蓄電装置を充電する車両においては、一般的に、充電用の電力線対に設けられる一対のリレーと受電口との間に、溶着診断用の電圧センサが設けられる。そして、一対のリレーの一方のみをオンにしたときに電圧センサによって電圧が検出されると、オフ側のリレーが溶着しているものと判定される。

一方、この実施の形態１における車両１０は、外部給電可能に構成され、給電口４０から外部電気負荷へ実際に供給される電力（電流）を検出するために、電流センサ５５が設けられている。この電流センサ５５に加えて溶着診断用に電圧センサも設けることは、コスト高となる。そこで、この実施の形態１に従う給電装置では、リレー５０，５２の溶着診断用に電圧センサを別途設けることなく、電流センサ５５を用いてリレー５０，５２の溶着診断を行なうこととしたものである。

電流センサ５５を用いたリレー５０，５２の溶着診断を可能とするために、この実施の形態１に従う給電装置では、上記の接続回路６０が設けられる。リレー５０，５２の溶着診断においては、駆動信号Ｄ１，Ｄ２のいずれか一方が活性化されることによって、リレー５０，５２のいずれか一方のみがオン（導通状態）にされる。接続回路６０は、駆動信号Ｄ１，Ｄ２のいずれか一方が活性化されると、スイッチ６２がオン（導通状態）となることによって、電力線Ｌ１の線Ｌ１２の部分と電力線Ｌ２の線Ｌ２１の部分とを電気的に接続する。この場合に電流センサ５５によって非零の電流Ｉが検出されると、ＥＣＵ７５は、オフ側のリレー（駆動信号を活性化していない側のリレー）が導通しているために接続回路６０を通じて電流が流れたと判断して、オフ側のリレーが溶着しているものと判定する。

図２は、リレー５０が溶着している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。また、図３は、リレー５２が溶着している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。

図２とともに図１を参照して、時刻ｔ１において、リレー５０を駆動するための駆動信号Ｄ１が活性化される（リレー５２を駆動するための駆動信号Ｄ２は非活性）。そうすると、接続回路６０において信号Ｓ１が活性化され、スイッチ６２がオン（導通状態）となる。しかしながら、非活性の駆動信号Ｄ２によってリレー５２がオフ（電力遮断状態）にされているので、接続回路６０を通じて電流が流れることはなく、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは０である。これにより、ＥＣＵ７５は、リレー５２は正常であると判定する。

時刻ｔ２において、駆動信号Ｄ１が非活性となり（信号Ｓ１も非活性となる。）、時刻ｔ３において、駆動信号Ｄ２が活性化される（駆動信号Ｄ１は非活性）。そうすると、接続回路６０において信号Ｓ１が再び活性化され、スイッチ６２がオン（導通状態）となる。このとき、駆動信号Ｄ１は非活性であるけれども、リレー５０が溶着しているので、接続回路６０を通じて電流が流れ、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは非零となる。これにより、ＥＣＵ７５は、リレー５０が溶着しているものと判定する。

図３とともに図１を参照して、リレー５２が溶着している場合は、時刻ｔ１において、駆動信号Ｄ１が活性化されたときに、接続回路６０を通じて電流が流れ、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは非零となる。これにより、ＥＣＵ７５は、リレー５２が溶着しているものと判定する。

なお、時刻ｔ３において、駆動信号Ｄ２が活性化されたときは、信号Ｓ１は活性化されるけれども、非活性の駆動信号Ｄ１に応じてリレー５０がオフ（電力遮断状態）となる。したがって、接続回路６０を通じて電流が流れることはなく、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは０である。これにより、ＥＣＵ７５は、リレー５０は正常であると判定する。

図４は、図１に示したＥＣＵ７５によって実行されるリレー５０，５２の溶着診断の処理手順を示したフローチャートである。図４を参照して、ＥＣＵ７５は、外部給電が要求されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。たとえば、外部給電を要求するための入力装置がユーザにより操作されたり、給電口４０への給電器８０の接続や、給電口４０に接続された給電器８０への外部電気負荷の接続が検知されたりした場合に、外部給電が要求されたものと判定することができる。外部給電が要求されていないときは（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＥＣＵ７５は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ１００へ処理を移行する。

ステップＳ１０において外部給電が要求されたものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７５は、電流センサ５５の動作チェックを実行する（ステップＳ２０）。たとえば、リレー５０，５２がともにオフにされているこの段階では、電流センサ５５による電流Ｉの検出値は０を示すべきであるところ、検出値が非零を示している場合には、検出値を０とする校正が行なわれる。

次いで、ＥＣＵ７５は、駆動信号Ｄ１をオン（活性化）にする（ステップＳ３０）。なお、駆動信号Ｄ２はオフ（非活性）である。そして、ＥＣＵ７５は、電流センサ５５によって検出される電流Ｉが非零の所定のしきい値Ｉｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４０）。このしきい値Ｉｔｈは、接続回路６０を通じて電流が流れたか否かを判定するための判定値であり、たとえば制限抵抗６４の大きさに基づいて適宜設定される。

そして、ステップＳ４０において電流Ｉがしきい値Ｉｔｈよりも大きいと判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７５は、リレーが溶着しているものと判定する（ステップＳ８０）。具体的には、ステップＳ４０においてＹＥＳと判定された場合には、ＥＣＵ７５は、リレー５２が溶着しているものと判定する。そして、ＥＣＵ７５は、リレーの溶着が検出されたときの所定の処理を実行する（ステップＳ９０）。

この所定の処理では、種々の処理を実行し得る。たとえば、ＥＣＵ７５は、駆動信号Ｄ１，Ｄ２を非活性化して外部給電を禁止にしてもよいし、リレーの溶着が検出されたことを警報として出力しつつ、駆動信号Ｄ１，Ｄ２を活性化して外部給電を実行してもよい。後者については、外部給電は非常時に実行されるので、リレーの溶着検出をもって直ちに外部給電を中止せずに、警報を出力しつつ外部給電を可能とするものである。

ステップＳ４０において、電流Ｉがしきい値Ｉｔｈ以下であると判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、ＥＣＵ７５は、駆動信号Ｄ１をオフ（非活性）にするとともに、駆動信号Ｄ２をオン（活性化）にする（ステップＳ５０）。そして、ＥＣＵ７５は、再び、電流センサ５５によって検出される電流Ｉがしきい値Ｉｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６０）。

そして、電流Ｉがしきい値Ｉｔｈよりも大きいと判定されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７５は、ステップＳ８０へ処理を移行し、リレーが溶着しているものと判定する。具体的には、ステップＳ６０においてＹＥＳと判定された場合には、ＥＣＵ７５は、リレー５０が溶着しているものと判定する。

ステップＳ６０において、電流Ｉがしきい値Ｉｔｈ以下であると判定されると（ステップＳ６０においてＮＯ）、ＥＣＵ７５は、駆動信号Ｄ１，Ｄ２の双方をオン（活性化）にする（ステップＳ７０）。これにより、リレー５０，５２の双方がオンにされ、蓄電装置１５及び燃料電池２０の少なくとも一方による外部給電が開始される。

なお、駆動信号Ｄ１，Ｄ２の双方がオン（活性化）にされる場合は、接続回路６０において、信号Ｓ１がオフ（非活性）となることによりスイッチ６２がオフ（遮断状態）となり、接続回路６０を通じて電流が流れることはない。

以上のように、この実施の形態１によれば、接続回路６０が設けられるので、リレー５０，５２の溶着診断用に電圧センサを設けることなく、電流センサ５５を用いてリレー５０，５２の溶着診断を実施することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、リレー５０，５２を駆動する駆動信号Ｄ１，Ｄ２が天絡（電源に接続されること）することによってオフ（非活性）にできない場合は、リレー５０，５２の閉固着を検出することはできない。

図５は、実施の形態１の構成において、リレー５０の駆動信号Ｄ１が天絡している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。また、図６は、実施の形態１の構成において、リレー５２の駆動信号Ｄ２が天絡している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。

図５とともに図１を参照して、リレー５０を駆動するための駆動信号Ｄ１は天絡しており、常時活性化された状態（オン状態）となっている。時刻ｔ１は、ＥＣＵ７５により駆動信号Ｄ１を活性化するタイミングである（駆動信号Ｄ２は非活性）。駆動信号Ｄ１が天絡しているので、駆動信号Ｄ２が非活性の間は、信号Ｓ１は活性化され、スイッチ６２はオン（導通状態）となる。しかしながら、非活性の駆動信号Ｄ２によってリレー５２がオフ（電力遮断状態）にされているので、接続回路６０を通じて電流が流れることはなく、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは０である。これにより、ＥＣＵ７５は、リレー５２は正常であると判定する。

時刻ｔ３において、駆動信号Ｄ２が活性化されると、駆動信号Ｄ１が天絡しているために、信号Ｓ１は非活性となり、スイッチ６２はオフ（遮断状態）となる。これにより、接続回路６０を通じて電流が流れることはなく、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは０となる。したがって、実施の形態１の構成では、駆動信号Ｄ１の天絡によるリレー５０の閉固着を検出することができない。

図６とともに図１を参照して、リレー５２の駆動信号Ｄ２が天絡している場合は、時刻ｔ１において、駆動信号Ｄ１が活性化されると、信号Ｓ１が非活性となり、スイッチ６２はオフ（遮断状態）となる。これにより、接続回路６０を通じて電流が流れることはなく、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは０である。したがって、実施の形態１の構成では、リレー５２についても、駆動信号Ｄ２の天絡によるリレー５２の閉固着を検出することはできない。

そこで、この実施の形態２では、駆動信号Ｄ１，Ｄ２の一方が天絡することによりリレー５０，５２のいずれかで閉固着が生じているか検出可能とし、かつ、天絡していない駆動信号で駆動されるリレーでの溶着診断を可能とする構成が示される。

図７は、実施の形態２による給電装置が適用された車両の全体構成図である。図７を参照して、車両１０Ａは、図１に示した車両１０の構成に対して、接続回路６０に代えて接続回路６０Ａを備える。

接続回路６０Ａは、図１に示した接続回路６０の構成に対して、検出回路６８をさらに含む。検出回路６８は、微分回路７０と、絶対値回路７２とを含む。微分回路７０は、駆動信号Ｄ１，Ｄ２の排他的論理和を演算する演算回路６６から出力される信号Ｓ１に対して微分演算を行なう。この微分回路７０は、信号Ｓ１に対して微分演算を行なうことにより、信号Ｓ１の状態変化を検出するものである。

絶対値回路７２は、微分回路７０の出力に対して絶対値演算を行ない、その演算結果を信号Ｓ２としてスイッチ６２へ出力する。微分回路７０は、信号Ｓ１の状態変化の方向に応じた符号付の信号を出力するので、絶対値回路７２により、信号Ｓ１の状態変化の方向によらない信号Ｓ２が生成される。このように、微分回路７０と絶対値回路７２とを含む検出回路６８は、信号Ｓ１の状態変化の方向に拘わらず、信号Ｓ１の状態変化を検出するための回路である。

そして、スイッチ６２は、検出回路６８から出力される信号Ｓ２が活性化されるとオン（導通状態）となり、信号Ｓ２が非活性のときはオフ（遮断状態）となる。このような接続回路６０Ａを備えることによって、駆動信号Ｄ１，Ｄ２の天絡によるリレー５０，５２の閉固着を検出することが可能となる。なお、信号Ｓ２はパルス状の信号となり得るので、信号Ｓ２が活性化された場合に信号Ｓ２を適度にホールドする機能を設けてもよい。

図８は、実施の形態２において、リレー５０の駆動信号Ｄ１が天絡している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。また、図９は、実施の形態２において、リレー５２の駆動信号Ｄ２が天絡している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。

図８とともに図７を参照して、駆動信号Ｄ１は天絡しており、常時活性化された状態（オン状態）となっている。時刻ｔ１は、ＥＣＵ７５により駆動信号Ｄ１を活性化するタイミングであり（駆動信号Ｄ２は非活性）、時刻ｔ２は、ＥＣＵ７５により駆動信号Ｄ１を非活性にするタイミングである。時刻ｔ１から時刻ｔ２において、検出回路６８から出力される信号Ｓ２は非活性であり、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは０である。これにより、ＥＣＵ７５は、リレー５２は正常であると判定する。

時刻ｔ３において、駆動信号Ｄ２が活性化されると、演算回路６６から出力される信号Ｓ１の状態変化（活性→非活性）に応じて信号Ｓ２が活性化され、スイッチ６２がオン（導通状態）となる。このとき、駆動信号Ｄ１の天絡によりリレー５０がオン（導通状態）となっているので、接続回路６０Ａを通じて電流が流れ、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは非零となる。これにより、ＥＣＵ７５は、リレー５０が閉固着しているものと判定する。

なお、時刻ｔ４においても、駆動信号Ｄ２が非活性化されると、信号Ｓ１の状態変化に応じて信号Ｓ２が活性化されるが、このタイミングでリレー５２がオフするので（リレー５２は正常とする。）、接続回路６０Ａを通じて電流は流れない。

図９とともに図７を参照して、駆動信号Ｄ２が天絡している場合は、時刻ｔ１において、駆動信号Ｄ１が活性化されると、演算回路６６から出力される信号Ｓ１の状態変化（活性→非活性）に応じて信号Ｓ２が活性化され、スイッチ６２がオン（導通状態）となる。このとき、駆動信号Ｄ２の天絡によりリレー５２がオン（導通状態）となっているので、接続回路６０Ａを通じて電流が流れ、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは非零となる。これにより、ＥＣＵ７５は、リレー５２が閉固着しているものと判定する。

なお、時刻ｔ２においても、駆動信号Ｄ１が非活性化されると、信号Ｓ１の状態変化に応じて信号Ｓ２が活性化されるが、このタイミングでリレー５０がオフするので（リレー５０は正常とする。）、接続回路６０Ａを通じて電流は流れない。

また、時刻ｔ３は、ＥＣＵ７５により駆動信号Ｄ２を活性化するタイミングであり（駆動信号Ｄ１は非活性）、時刻ｔ４は、ＥＣＵ７５により駆動信号Ｄ２を非活性にするタイミングである。時刻ｔ３から時刻ｔ４において、検出回路６８から出力される信号Ｓ２は非活性であり、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは０である。これにより、ＥＣＵ７５は、リレー５０は正常であると判定する。

なお、この実施の形態２に従う給電装置によれば、駆動信号Ｄ１，Ｄ２の天絡によらないリレー５０，５２の溶着も検出可能である。

図１０は、実施の形態２において、リレー５０が溶着している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。また、図１１は、実施の形態２において、リレー５２が溶着している場合の、リレー溶着診断時の各信号及び電流の波形を示した図である。

図１０とともに図７を参照して、時刻ｔ１において、駆動信号Ｄ１が活性化される（駆動信号Ｄ２は非活性）。そうすると、演算回路６６から出力される信号Ｓ１の状態変化（非活性→活性）に応じて、接続回路６０Ａにおいて信号Ｓ２が活性化され、スイッチ６２がオン（導通状態）となる。しかしながら、非活性の駆動信号Ｄ２によってリレー５２がオフ（電力遮断状態）にされているので、接続回路６０Ａを通じて電流が流れることはなく、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは０である。これにより、ＥＣＵ７５は、リレー５２は正常であると判定する。

時刻ｔ２において、駆動信号Ｄ１が非活性となり、時刻ｔ３において、駆動信号Ｄ２が活性化される（駆動信号Ｄ１は非活性）。そうすると、信号Ｓ１の状態変化（非活性→活性）に応じて、接続回路６０Ａにおいて信号Ｓ２が活性化され、スイッチ６２がオン（導通状態）となる。このとき、駆動信号Ｄ１は非活性であるけれども、リレー５０が溶着しているので、接続回路６０Ａを通じて電流が流れ、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは非零となる。これにより、ＥＣＵ７５は、リレー５０が溶着しているものと判定する。

図１１とともに図７を参照して、リレー５２が溶着している場合は、時刻ｔ１において、駆動信号Ｄ１が活性化されたときに、演算回路６６から出力される信号Ｓ１の状態変化（非活性→活性）に応じて、接続回路６０Ａにおいて信号Ｓ２が活性化され、スイッチ６２がオン（導通状態）となる。よって、接続回路６０Ａを通じて電流が流れ、電流センサ５５によって検出される電流Ｉは非零となる。これにより、ＥＣＵ７５は、リレー５２が溶着しているものと判定する。

なお、この実施の形態２において、ＥＣＵ７５によって実行されるリレー５０，５２の溶着診断の処理手順は、図４に示した実施の形態１における処理手順と基本的に同じである。この実施の形態２では、ステップＳ８０において、リレーの溶着だけでなく、駆動信号の天絡によりリレーが閉固着していることも判定される。

以上のように、この実施の形態２においては、接続回路６０Ａが設けられることにより、駆動信号Ｄ１又はＤ２が天絡している場合においても、天絡していない側の駆動信号が活性化されると、スイッチ６２がオン（導通状態）となる。したがって、この実施の形態２によれば、駆動信号Ｄ１，Ｄ２が天絡することによるリレー５０，５２の閉固着についても、電流センサ５５を用いて検出することができる。

なお、上記の実施の形態１，２においては、車両１０，１０Ａは、直流電源として燃料電池２０を搭載するものとしたが、この発明は、燃料電池２０を搭載しない車両にも適用可能である。また、この発明は、走行ユニット３５がエンジンとモータとを含むハイブリッド車両にも、或いは走行ユニット３５がエンジンを含まない電気自動車にも適用可能である。

なお、上記において、蓄電装置１５及び燃料電池２０の各々は、この発明における「直流電源」の一実施例に対応する。また、リレー５０，５２は、この発明における「第１及び第２のリレー」の一実施例に対応し、ＥＣＵ７５は、この発明における「制御部」の一実施例に対応する。

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、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及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。

１０，１０Ａ 車両、１５ 蓄電装置、２０ 燃料電池、２５ 補機類、３０，５５ 電流センサ、３５ 走行ユニット、４０ 給電口、５０，５２ リレー、６０，６０Ａ 接続回路、６２ スイッチ、６４ 制限抵抗、６６ 演算回路、６８ 検出回路、７０ 微分回路、７２ 絶対値回路、７５ ＥＣＵ、８０ 給電器、Ｌ１，Ｌ２ 電力線。

Claims (6)

1. 直流電源と、
   前記直流電源から出力される電力を外部へ供給するための給電口と、
   前記直流電源と前記給電口との間に配設される第１及び第２の電力線と、
   前記第１の電力線に設けられる第１のリレーと、
   前記第２の電力線に設けられる第２のリレーと、
   前記第１のリレーへ出力される第１の駆動信号及び前記第２のリレーへ出力される第２の駆動信号を制御する制御部と、
   前記第１のリレーと前記給電口との間に流れる電流を検出するための電流センサと、
   前記制御部によって前記第１及び第２の駆動信号のいずれか一方が活性化されたときに、前記第１の電力線における前記電流センサと前記給電口との間の第１部分と、前記第２の電力線における前記第２のリレーと前記給電口との間の第２部分とを電気的に接続するように構成された接続回路とを備える給電装置。
2. 前記制御部は、
   前記第１の駆動信号が活性化されたときに前記電流センサにより電流が検知されると、前記第２のリレーが閉固着しているものと判定し、
   前記第２の駆動信号が活性化されたときに前記電流センサにより電流が検知されると、前記第１のリレーが閉固着しているものと判定する、請求項１に記載の給電装置。
3. 前記接続回路は、
   前記第１及び第２の駆動信号の排他的論理和を出力する演算回路と、
   前記第１部分と前記第２部分との間に設けられ、前記演算回路の出力が活性化されると前記第１部分と前記第２部分とを電気的に接続するスイッチとを含む、請求項１又は請求項２に記載の給電装置。
4. 前記接続回路は、
   前記第１及び第２の駆動信号の排他的論理和を出力する演算回路と、
   前記演算回路の出力の変化を検出する検出回路と、
   前記第１部分と前記第２部分との間に設けられ、前記検出回路の出力が活性化されると前記第１部分と前記第２部分とを電気的に接続するスイッチとを含む、請求項１又は請求項２に記載の給電装置。
5. 前記検出回路は、
   前記演算回路の出力に対して微分演算を行なう微分回路と、
   前記微分回路の出力に対して絶対値演算を行なう絶対値回路とを含む、請求項４に記載の給電装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の給電装置を備えた車両。

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