JP6109043B2 - 車両の給電制御装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、車両の給電制御装置に関する。

近年、原動機としてモータおよびエンジンを備え、車載の発電機から入力される電力だけでなく、車両に外部から接続される充電プラグから入力される電力によっても車載のバッテリを充電可能なプラグインハイブリッド車が実用化されている。

プラグインハイブリッド車には、車両外部からの電力の入力および車両外部への電力の出力が可能な外部入出力端子と、車両の車室内に設けられ、電力の出力が可能な内部出力端子とを備えるものがある。

かかるプラグインハイブリッド車として、外部入出力端子およびバッテリ間を接続する充電経路と、バッテリおよび内部出力端子間を接続する内部電経路と、充電経路および内部給電経路間を接離可能なリレーを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−０９３８９１号公報

しかしながら、上述したリレーを備えるプラグインハイブリッド車では、リレーがＯＮ固着した場合、外部出力端子から入力される電力によってバッテリを充電中に、内部入力端子を使用すると、内部入力端子に接続される機器が破損するおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リレーのＯＮ固着による機器の破損を防止することができる車両の給電制御装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態によれば、車両の給電制御装置が提供される。車両の給電制御装置は、交流電力の入出力が可能な第１端子と、交流電力の出力が可能な第２端子とを介して、端子に接続された装置と車載のバッテリとの間で電力のやりとりが可能な車両に搭載される。車両の給電制御装置は、充電制御手段と、第１給電制御手段と、第２給電制御手段と、異常検出手段と、給電禁止制御手段とを備える。充電制御手段は、前記第１端子から第１接続部、交流電力を直流電力に変換する第１変換部、前記バッテリの順に接続する充電経路を用いて電力を供給する。第１給電制御手段は、前記バッテリから直流電力を交流電力に変換する第２変換部、第２接続部、第１リレー、前記第１接続部、前記第１端子の順に接続する第１給電経路を用いて電力を供給する。第２給電制御手段は、前記バッテリから前記第２変換部、前記第２接続部、第２リレー、前記第２端子の順に接続する第２給電経路を用いて電力を供給する。異常検出手段は、前記第２給電制御手段による電力の供給を開始する前に、前記第１リレーのＯＮ固着を検出する。給電禁止制御手段は、前記異常検出手段によって前記第１リレーのＯＮ固着が検出された場合には、前記第２給電制御手段による電力の供給を禁止する。

本発明の実施形態によれば、リレーのＯＮ固着による機器の破損を防止することができる。

図１は、実施形態に係る給電制御装置が搭載される車両を示す説明図である。 図２は、実施形態に係る車載配電システムの構成を示す説明図である。 図３は、実施形態に係る車載配電システムの動作を説明するための説明図である。 図４は、実施形態に係る車載配電システムの動作を説明するための説明図である。 図５は、実施形態に係る車載配電システムの動作を説明するための説明図である。 図６は、実施形態に係るＥＣＵが実行する処理を示すフローチャートである。 図７は、変形例に係る車載配電システムの構成を示す説明図である。

以下、実施形態に係る給電制御装置について説明する。まず、実施形態に係る給電制御装置が搭載される車両の構成について説明する。図１は、実施形態に係る給電制御装置が搭載される車両１を示す説明図である。なお、図１では、動力の伝達経路を太実線、電力の伝達経路を細点線矢印、制御信号の伝達経路を細実線矢印で示している。

実施形態に係る車両は、原動機としてモータおよびエンジンを備え、車載の発電機から入力される電力だけでなく、車両に外部から接続される充電プラグから入力される電力によっても車載のバッテリを充電可能なプラグインハイブリッド車である。なお、実施形態に係る給電制御装置は、プラグインハイブリッド車だけでなく、電気自動車等、車外との電力のやりとりが可能な他の車両にも適用することができる。

図１に示すように、車両１は、バッテリ１０、電力供給装置１１、モータ１２、エンジン１３、動力分割機構１４、補機１５、補機バッテリａ、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５ｂ、ギヤ機構１６、減速機１７、共用インレット３、車内コンセント４、充電器５、および制御部６を備える。

バッテリ１０は、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの充放電が可能な蓄電池である。電力供給装置１１は、インバータ２１およびインバータ２２を備える。
インバータ２１は、車両の走行や回生に用いられるモータ１２とバッテリ１０との間に接続される。かかるインバータ２１は、制御部６によって動作が制御され、バッテリ１０から入力される直流の電力を交流の電力へ変換してモータ１２へ出力する。また、インバータ２１は、モータ１２から出力される交流の回生電力を直流の電力へ変換してバッテリ１０へ出力する。

また、インバータ２２は、電力の入力側がバッテリ１０に接続され、電力の出力側が共用インレット３および車内コンセント４に接続される。そして、インバータ２２は、制御部６によって動作が制御され、バッテリ１０から入力される直流の電力を交流の電力へ変換して共用インレット３または車内コンセント４へ出力する。

モータ１２は、例えば、三相交流の電力によって回転する回転電機である。かかるモータ１２は、制御部６によって動作が制御され、インバータ２１から入力される電力を動力源として駆動する。かかるモータ１２は、発生させる動力をギヤ機構１６へ出力する。

また、モータ１２は、回生ブレーキが作動する場合や、動力分割１４を介してエンジン１３から動力が入力される場合に、発電機として機能して発電する回生電力をインバータ２１へ出力する。

エンジン１３は、例えば、ガソリンなどの化石燃料を動力源として駆動する内燃機関である。かかるエンジン１３は、制御部６によって動作が制御され、発生させる動力を動力分割機構１４へ出力する。動力分割機構１４は、エンジン１３から入力される動力をギヤ機構１６およびモータ１２の双方、または、いずれか一方へ出力する装置である。

ギヤ機構１６は、モータ１２および動力分割機構１４の双方、または、いずれか一方から入力される動力を減速機１７へ出力する装置である。減速機１７は、ギヤ機構１６から入力される動力（ギヤ機構１６が備えるギヤの回転力）を減速して、車両１の駆動輪を回転させる車軸１００へ伝達する装置である。

補機１５は、エンジン１３の始動や、エンジンの出力で発電を行うモータ（オルタネータ）である。補機バッテリ１５ａは、補機１５、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５ｂ、および制御部６に接続される。かかる補機バッテリ１５ａは、補機１５で発電される電力を蓄電する低圧バッテリである。補機バッテリ１５ａに蓄電される電力は、補機１５の駆動に用いられる他、制御部６へも供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１５ｂは、補機バッテリ１５ａとバッテリ１０との間で電圧の調整を行う。

共用インレット３は、交流電力の入出力が可能な第１端子として機能する。かかる共用インレット３は、車両１の外部から充電プラグが接続されて、車両１のバッテリ１０の充電を行う場合に、充電プラグから、例えば、１００Ｖまたは２００Ｖの商用の電力が入力される。

また、共用インレット３は、車両１の外部から電源プラグが接続されて、車両１のバッテリ１０に蓄電された電力を車外の給電装置（例えば、自宅等の施設や、他車両）に供給する場合に、インバータ２２から供給される交流の電力を出力する。車内コンセント４は、車室内に設けられ、交流電力の出力が可能な第２端子として機能する。

充電器５は、制御部６によって動作が制御され、共用インレット３から入力される交流の電力を直流の電力へ変換してバッテリ１０へ出力することによって、バッテリ１０を充電する装置である。

制御部６は、ＰＭ−ＥＣＵ（Power Management-Electronic Control Unit）６１と、ＰＬＧ−ＥＣＵ（Plug In-Electronic Control Unit）６２とを備える。ＰＭ−ＥＣＵ６１は、主に、エンジン１３、およびモータ１２などといった車両１に設けられる駆動系の機器の制御を行って主に電力のマネジメントを行う制御装置である。

一方、ＰＬＧ−ＥＣＵ６２は、主に、電力供給装置１１および充電器５などといった車両１に設けられる電気系の機器の制御を給電制御装置である。次に、かかるＰＬＧ−ＥＣＵ６２を含む車載配電システム７について、図２を参照して説明する。

図２は、実施形態に係る車載配電システム７の構成を示す説明図である。なお、図２では、矢尻のある接続線によって信号配線を示しており、矢尻のない接続線によって電力配線を示している。また、図２では、非接地側（ライブ）の電力配線と接地側（ニュートラル）の電力配線とを１本の電力配線によって示している。

図２に示すように、車載配電システム７は、共用インレット３、充電機５、バッテリ１０、インバータ２２、車内コンセント４、車内コンセントスイッチ４１、第１リレー３０、第２リレー４０、およびＰＬＧ−ＥＣＵ（以下、単に「ＥＣＵ」と記載する）６２を含む。

共有インレット３は、後述の充電プラグ７１（図３参照）を介して車外の充電装置が接続される場合に、電力の入力部となり、車外の給電装置の電源プラグが接続される場合に、電力の出力部となる。

そして、かかる共有インレット３は、電力配線によって充電器５および第１リレー３０に接続され、信号配線によってＥＣＵ６２に接続される。具体的には、共有インレット３は、電力端子３１、ＰＩＳＷ端子３２およびＣＰＬＴ端子３３を備える。なお、ここでは、図示を省略したが、共用インレット３には、接地端子も設けられる。

電力端子３１は、電力配線によって充電器５および第１リレー３０に接続され、電力の入出力端子として機能する。また、ＰＩＳＷ端子３２およびＣＰＬＴ端子３３は、信号配線によってＥＣＵ６２に接続される。

かかるＰＩＳＷ端子３２は、車両１の共用インレット３への充電プラグ７１の接続状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）が入力される端子であり、ＣＰＬＴ端子３３は、車両１と車外の充電装置とを接続する接続ケーブルに設けられる制御部である後述のＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）７２とＥＣＵ６２との間で、制御信号のやりとりを行うための端子である。

例えば、ＰＩＳＷ端子３２からＥＣＵ６２へは、充電プラグ７１が接続されたことを示す信号がＰＩＳＷ端子３２を介して出力される。また、ＣＰＬＴ端子３３からＥＣＵ６２へは、例えば、電力端子３１から充電器５へ入力中の電力の状態を示すコントロールパイロット信号が入力される。また、ＥＣＵ６２からＣＰＬＴ端子３３へは、例えば、充電中に何らかの問題が生じた場合に、電力の入力を遮断させる制御信号が出力される。

充電器５は、入力側が共用インレット３に接続され、出力側がバッテリ１０に接続される。かかる充電器５は、ＥＣＵ６２による制御に従って動作し、共用インレット３から入力される交流の電力を直流の電力へ変換してバッテリ１０へ出力する処理部である。充電器５は、充電用電圧センサ５１と、コンバータ５２とを備える。充電用電圧センサ５１は、充電器５へ入力される電力の電圧を検出するセンサである。

また、コンバータ５２は、入力される交流の電力を直流の電力へ変換するＡＣ／ＤＣコンバータである。なお、充電用電圧センサ５１は、必ずしも充電器５内に設ける必要はなく、共用インレット３とコンバータ５２および第１リレー３０とを接続する配線部分の任意の箇所に設けてもよい。

バッテリ１０は、入力側が充電器５に接続され、インバータ２２に接続される。なお、図２では、バッテリ１０の充電、共用インレット３または車内コンセント４への電力供給に関係する構成を選択的に図示している。

インバータ２２は、入力側がバッテリ１０に接続され、出力側が第２リレー４０および第１リレー３０に接続される。かかるインバータ２２は、ＥＣＵ６２による制御に従って動作し、バッテリ１０から入力される直流の電力を交流の電力へ変換して出力するＤＣ／ＡＣコンバータである。

第１リレー３０は、ＥＣＵ６２による制御によってＯＮとＯＦＦとが切り替えられるリレーである。かかる第１リレー３０は、例えば、共用インレット３に接続される給電装置へ電力を出力する場合にＯＮとなる。

第２リレー４０は、ＥＣＵ６２による制御によってＯＮとＯＦＦとが切り替えられるリレーである。かかる第２リレー４０は、例えば、車内コンセント４に接続される電化製品へ電力を出力する場合にＯＮとなる。

車内コンセント４は、車室内に設けられ、第２リレー４０の出力側に接続される。かかる車内コンセント４は、一般の電化製品の電源プラグを接続することができ、家電製品へ交流の電力を供給することができる。

車内コンセントスイッチ４１は、ＥＣＵ６２に接続され、車内コンセント４の使用を所望する使用者が操作するスイッチ、もしくは、車内コンセント４への電源プラグの接続状態によってＯＮ／ＯＦＦするスイッチである。

かかる車内コンセントスイッチ４１は、使用者によってＯＮまたはＯＦＦされる操作が行われた場合、もしくは、車内コンセント４に電源プラグが接続された場合に、その旨を示す信号をＥＣＵ６２へ出力する。つまり、車内コンセントスイッチ４１は、車内コンセント４の使用要求を受け付ける要求受付部として機能し、使用要求を受け付けた場合に、その旨をＥＣＵ６２へ通知する。

ＥＣＵ６２は、共用インレット３、充電器５、インバータ２２、車内コンセントスイッチ４１、第１リレー３０、および第２リレー４０などに接続され、主に車外と電力のやりとりを行う際の車載配電システム７を含む車両１全体の配電制御を行う。

ＥＣＵ６２は、例えば、共用インレット３から入力される電力をバッテリ１０へ充電する充電制御や、バッテリ１０から共用インレット３または車内コンセント４への電力の供給制御などを行う。

次に、かかるＥＣＵ６２によって制御される車載配電システム７の動作について、図３〜図５を参照して説明する。図３〜図５は、実施形態に係る車載配電システム７の動作を説明するための説明図である。なお、以下の説明では、既に説明した車載配電システム７の各構成要素について、図２で付した符号と同様の符号を付することにより、その説明を省略する。

ここでは、車載配電システム７が奏する効果を明確にするため、まず、車載配電システム７の基本動作を説明した後に、車載配電システム７によって解決される課題を説明し、その後、課題を解決する車載配電システム７の動作を説明する。

図３に示すように、車載配電システム７は、充電経路Ｌ１と、第１給電経路Ｌ２と、第２給電経路Ｌ３と、とを備える。充電経路Ｌ１は、第１端子である共用インレット３から第１接続部Ｐ１、交流電力を直流電力へ変換する第１変換部として機能するコンバータ５２、バッテリ１０の順に接続される経路である。

第１給電経路Ｌ２は、バッテリ１０から直流電力を交流電力に変換する第２変換部として機能するインバータ２２、第２接続部Ｐ２、第１リレー３０、第１接続部Ｐ１、第１端子である共用インレット３の順に接続される経路である。第２給電経路Ｌ３は、バッテリ１０からインバータ２２、第２接続部Ｐ２、第２リレー４０、第２端子である車内コンセント４の順に接続される経路である。

なお、図３には、共用インレット３にＣＣＩＤ７２を備える充電プラグ７１が接続され、車内コンセント４に電子機器８の電源プラグ８１が接続された状態を示している。ＣＣＩＤ７２は、充電時の制御を行う制御部で、ＥＣＵ６２からの制御信号によって共用インレット３への電力の入力を遮断することが可能な装置である。

つまり、ＣＣＩＤ７２は、第１端子である共用インレット３よりも車外側の給電経路をＥＣＵ６２によって遮断可能な装置である。かかる共用インレット３には、ＣＣＩＤ７２を備えない充電プラグが接続される場合もある。

なお、ＣＣＩＤ７２は、車両１に接続するプラグ部分ではなく、車両１側の充電プラグ７１よりも車外の充電装置側（例えば、接続ケーブルの途中の部分）に設けるように構成してもよい。

ＥＣＵ６２は、充電経路Ｌ１を使用してバッテリ１０の充電を行う場合、第１リレー３０および第２リレー４０をＯＦＦとした状態（少なくとも第１リレー３０をＯＦＦとした状態）で充電器５を動作させる。これにより、共用インレット３から入力される交流の電力は、充電器５によって直流の電力へ変換されてバッテリ１０へ入力され、バッテリ１０が充電される。

また、ＥＣＵ６２は、第２給電経路Ｌ３を使用して車内コンセント４へ電力を供給する場合、第２リレー４０をＯＮとし、第１リレー３０をＯＦＦとした状態でインバータ２２を動作させる。これにより、バッテリ１０から出力される直流の電力は、インバータ２２によって交流の電力へ変換されて車内コンセント４へ供給される。

第２給電経路Ｌ３を使用して電力を車内コンセント４へ電力を供給する場合、第１リレー３０をＯＦＦとすることで、充電経路Ｌ１と第２給電経路Ｌ３とが分離されるので、同時に充電経路Ｌ１を使用してバッテリ１０の充電を行うことも可能である。

また、ＥＣＵ６２は、第１給電経路Ｌ２を使用して共用インレット３へ電力を供給する場合、第１リレー３０をＯＮとし、第２リレー４０をＯＦＦとした状態でインバータ２２を動作させる。これにより、バッテリ１０から出力される直流の電力は、インバータ２２によって交流の電力へ変換されて共用インレット３へ供給される。なお、充電器５とバッテリ１０との間に図示しない充電リレーを設けている場合には、この充電リレーについてもＯＦＦするようにしたほうがよい。

このように、ＥＣＵ６２は、第１給電経路Ｌ２を使用して共用インレット３へ電力を供給する場合に限り、第１リレー３０をＯＮとする。しかしながら、第１リレー３０は、何らかの原因によって溶着が発生してＯＮ固着となるおそれがある。

そして、例えば、図４に示すように、共用インレット３に充電プラグ７１が接続され、且つ、第１リレー３０がＯＮ固着しているような場合に、車内コンセント４から電子機器８へ電力を供給しようとすると、車載配電システム７には、電力の入力経路Ｌ４が形成される。

かかる場合、共用インレット３から入力経路Ｌ４を経由して入力される電力と、図４に示す出力経路Ｌ５を経由してインバータ２２から出力される電力との衝突が発生し、インバータ２２が破損するおそれがある。

また、かかる場合に、例えば、充電プラグ７１から入力される電力の電圧が２００Ｖであり、車内コンセント４に接続されている電子機器８が１００Ｖで動作するものであると、電子機器８へ２００Ｖの電圧がかかり、電子機器８が破損するおそれがある。

そこで、ＥＣＵ６２は、第２給電経路Ｌ３を使用して車内コンセント４へ電力を供給する場合、電力を供給する前に、第１リレー３０がＯＮ固着しているか否かのチェックを行う。そして、ＥＣＵ６２は、第１リレー３０がＯＮ固着していない場合に、第２給電経路Ｌ３を使用しての車内コンセント４への電力供給を許可する処理を行う。例えば、ＥＣＵ６２は、インバータ２２を起動させる処理や、車内給電リレー４０をＯＮとする処理などを行う。一方、ＥＣＵ６２は、第１リレー３０がＯＮ固着している場合に、第２給電経路Ｌ３を使用しての車内コンセント４への電力供給を禁止する処理を行う。

したがって、車載配電システム７によれば、第１リレー３０がＯＮ固着した場合に、車部コンセント４に接続された電子機器８およびインバータ２２の破損を防止することができる。

具体的には、図５に示すように、ＥＣＵ６２は、充電プラグ７１が共用インレット３に接続され、且つ第１リレー３０がＯＮ固着している状態で、使用者が車内コンセントスイッチ４１をＯＮとした場合、まず、第１リレー３０がＯＦＦ状態にないようであれば、第１リレー３０をＯＦＦする処理を行う。これにより、共用インレット３から経路Ｌ６経由で入力される電力が遮断される。

そして、ＥＣＵ６２は、充電用電圧センサ５１が所定値以上の電圧を検知したか否かを判別することによって、共用インレット３から経路Ｌ６経由で入力される電力が遮断されたか否かを判定する。ここで、ＥＣＵ６２は、充電用電圧センサ５１によって、０Ｖもしくは０Ｖ近辺の値以上の電圧が検出されているか否かを判定することによって、所定値以上の電圧が検知されたか否かを判別する。

なお、このとき、共用インレット３に充電プラグが接続されていて充電制御を行っている場合、充電用電圧センサ５１によって所定値以上の電圧が検出される。かかる場合、ＥＣＵ６２は、充電器５を停止させるとともに、ＣＣＩＤ７２（ＣＰＬＴ端子３３）に対して充電プラグ７１より車外側での充電経路Ｌ１の切断を指示する処理を行う。これにより、ＥＣＵ６２は、第１端子である共用インレット３よりも車外側の給電経路を遮断する。

そして、この処理を行っても、充電用電圧センサ５１によって所定値以上の電圧が検出されるような場合には、第２給電経路Ｌ３を使用しての車内コンセント４への電力供給を禁止する処理を行う。例えば、ＥＣＵ６２は、インバータ２２の動作を禁止する処理や、第２リレー４０をＯＦＦの状態に維持する処理などを行う。

図５に示す例では、共用インレット３には、ＣＣＩＤ７２を備える充電プラグ７１が接続されているため、ＥＣＵ６２からＣＣＩＤ７２へ電力入力を中止させる制御信号を出力した場合、充電用電圧センサ５１は、所定値以上の電圧を検知しない。

かかる場合、ＥＣＵ６２は、続いてインバータ２２を起動し、経路Ｌ７を経由してインバータ２２から第１リレー３０へ電力を供給する。そして、ＥＣＵ６２は、充電用電圧センサ５１によって所定値以上の電圧が検知されるか否かを判別することで、第１リレー３０がＯＮ固着しているか否かをチェックする。

このとき、ＥＣＵ６２は、充電用電圧センサ５１が所定値以上の電圧を検知すれば、第１リレー３０がＯＮ固着していると判定し、充電用電圧センサ５１が所定値以上の電圧を検知しなければ、第１リレー３０がＯＮ固着していないと判定する。

そして、ＥＣＵ６２は、第１リレー３０がＯＮ固着していないことを条件として、第２リレー４０をＯＮとし、第２給電経路Ｌ３を使用して車内コンセント４へ電力を供給する。一方、第１リレー３０がＯＮ固着していた場合、ＥＣＵ６２は、第２リレー４０をＯＦＦとし、第２給電経路Ｌ３を使用しての車内コンセント４への電力供給を禁止する。

かかる車載配電システム７によれば、第１リレー３０がＯＮ固着した状態で充電プラグ７１が接続されている場合に、使用者が車内コンセント４を使用しようとしても、車内コンセント４に接続された電子機器８およびインバータ２２の破損を防止することができる。

また、車載配電システム７は、第１リレー３０のＯＮ固着チェックを行う前に、共用インレット３からの電力の入力を遮断する処理を行い、その結果、電力の入力が遮断されない場合にも、第２給電経路Ｌ３を使用しての車内コンセント４への電力供給を禁止する。

したがって、車載配電システム７によれば、第１リレー３０がＯＮ固着した状態で、ＣＣＩＤ７２を備えない充電プラグが共用インレット３に接続されているような場合や、ＣＣＩＤ７２を備えた充電プラグ７１が共用インレット３に接続されていても充電経路Ｌ１の遮断ができないような場合に、車内コンセント４に接続された電子機器８およびインバータ２２の破損を防止することができる。

次に、図６を参照して、ＥＣＵ６２が実行する処理について説明する。図６は、実施形態に係るＥＣＵ６２が実行する処理を示すフローチャートである。なお、ここでは、ＥＣＵ６２が行う第１リレー３０のＯＮ固着チェックに関する処理について説明し、ＥＣＵ６２が行う他の処理については、説明を省略する。

図６に示すように、ＥＣＵ６２は、まず、車内コンセントスイッチ４１がＯＮされたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。そして、ＥＣＵ６２は、車内コンセントスイッチ４１がＯＮされていないと判定した場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、処理を終了する。

なお、ＥＣＵ６２は、処理を終了した場合、再度、図６に示す処理を開始する。このとき、基本的に第１リレー３０はＯＦＦ状態にあることとし、もし、第１リレー３０がＯＦＦ状態にないようであれば、第１リレー３０をＯＦＦする処理を行う。

一方、車内コンセントスイッチ４１がＯＮされたと判定した場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６２は、第２リレー４０をＯＦＦとする（ステップＳ１０２）。続いて、ＥＣＵ６２は、充電用電圧センサ５１が所定値以上の電圧を検知したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここで、ＥＣＵ６２は、前述したように、充電用電圧センサ５１によって、０Ｖもしくは０Ｖ近辺の値以上の電圧が検出されているか否かを判定することによって、所定値以上の電圧が検知されたか否かを判別する。

そして、ＥＣＵ６２は、充電用電圧センサ５１が所定値以上の電圧を検知したと判定した場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１１０へ移す。一方、ＥＣＵ６２は、充電用電圧センサ５１が所定値以上の電圧を検知していないと判定した場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、処理をステップＳ１０４へ移す。

ステップＳ１１０において、ＥＣＵ６２は、判定回数または時間が閾値以下か否かの判定を行う。ここでの判定回数とは、ＥＣＵ６２がステップＳ１０３でＹｅｓと判定した回数である。また、時間とは、ＥＣＵ６２がステップＳ１０３でＹｅｓと連続して繰り返し判定した時間である。なお、判定回数と比較する閾値と、時間と比較する閾値とは異なる値である。

そして、ＥＣＵ６２は、判定回数または時間が閾値以下でないと判定した場合、すなわち、判定回数または時間が閾値を超えたと判定した場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、車内給電禁止を行い（ステップＳ１１１）、処理を終了する。ここでの車内給電禁止とは、第２給電経路Ｌ３を使用しての車内コンセント４への電力供給を禁止することである。

一方、判定回数または時間が閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６２は、充電器５の動作を停止させるとともに、ＣＣＩＤ７２に充電プラグ７１から共用インレット３への電力の入力経路を切断させることによって、第１端子である共用インレット３よりも車外側の給電経路を遮断する（ステップＳ１１２）。

このように、充電用電圧センサ５１によって所定値以上の電圧が検出された場合には、充電器５の停止とともにＣＣＩＤ７２による充電プラグ５１より車外側での充電経路の切断が試みられるので、ＣＣＩＤ７２を備える充電プラグが用いられている場合には、充電プラグ７１が接続されている状態であっても、充電用電圧センサ５１によって所定値以上の電圧が検出されない状態になって車内給電が可能な状態になる。

また、ＣＣＩＤ７２を備えない充電プラグが接続されている場合には、ＣＣＩＤ７２（ＣＰＬＴ端子３３）に対して充電プラグより車外側での充電経路の切断を指示しても充電用電圧センサ５１によって所定値以上の電圧が検出されない状態にならないので、充電プラグが接続されている状態では車内給電を許可することはできないとして、車内給電を禁止する。

また、ステップＳ１０４において、ＥＣＵ６２は、インバータ２２を起動させる。続いて、ＥＣＵ６２は、充電用電圧センサ５１が所定値以上の電圧を検知したか否かの判定を行う（ステップＳ１０５）。そして、ＥＣＵ６２は、充電用電圧センサ５１が所定値以上の電圧を検知した場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、第１リレー３０がＯＮ固着していると判定して、車内給電禁止を行い（ステップＳ１０９）、処理を終了する。

一方、充電用電圧センサ５１が所定値以上の電圧を検知しない場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、ＥＣＵ６２は、第１リレー３０がＯＮ固着していないと判定して、インバータ２２を一旦停止させる（ステップＳ１０６）。

続いて、ＥＣＵ６２は、第２リレー４０をＯＮとし（ステップＳ１０７）、その後、インバータ２２を起動して（ステップＳ１０８）、処理を終了する。これにより、車内コンセント４の安全な使用が可能となる。

なお、上述した車載配電システム７の構成およびＥＣＵ６２が行う処理は、一例であり、種々の変形が可能である。次に、図７を参照して、変形例に係る車載配電システム７ａの構成およびＥＣＵ６２ａが行う処理について説明する。

図７は、変形例に係る車載配電システム７ａの構成を示す説明図である。なお、図７では、図２に示す構成要素と同様の構成要素については、図２に示す符号と同一の符号を付している。

図７に示すように、車載配電システム７ａは、第１リレー３０とインバータ２２との間に給電用電圧センサ９を備える点を除き、図２に示す車載配電システム７と同様の構成である。かかる車載配電システム７ａによれば、ＥＣＵ６２ａは、インバータ２２を起動しなくても、共用インレット３に充電プラグ７１が接続されて充電制御が行われている際のように、第１リレー３０よりも共用インレット３や充電器５側の電圧が高くなっている状態にあるときに、給電用電圧センサ９が所定値以上の電圧を検知したか否かを判定するだけで、第１リレー３０のＯＮ固着を検知することができる。

例えば、共用インレット３に充電プラグ７１が接続され、第１リレー３０がＯＮ固着している場合、充電プラグ７１から経路Ｌ８を経由して給電用電圧センサ９へ電力が入力される。このため、給電用電圧センサ９は、所定値以上の電圧を検知する。

一方、共用インレット３に充電プラグ７１が接続され、第１リレー３０がＯＮ固着していない場合、給電用電圧センサ９は、所定値以上の電圧を検知しない。したがって、ＥＣＵ６２ａは、給電用電圧センサ９が所定値以上の電圧を検知したか否かを判定するだけで、第１リレー３０のＯＮ固着を検知することができる。

また、ＥＣＵ６２ａは、給電用電圧センサ９の故障を考慮しつつ、第１リレー３０がＯＮ固着していないことを検知する制御を行うこともできる。例えば、仮に、給電用電圧センサ９が故障していた場合、給電用電圧センサ９は、共用インレット３に充電プラグ７１が接続され、第１リレー３０がＯＮ固着していても、所定値以上の電圧を検知しない。

かかる場合に、給電用電圧センサ９が所定値以上の電圧を検知しないからといって、使用者が車内コンセントスイッチ４１をＯＮした際に、第２リレー４０をＯＮとしてインバータ２２を起動すると、図４に示す状況が発生し、電子機器８およびインバータ２２が破損する。

そこで、ＥＣＵ６２ａは、共用インレット３に充電プラグ７１が接続された状態で、インバータ２２を駆動しておらず、第２リレー４０をＯＦＦしている状態にあるときに、第１リレー３０をＯＮに制御し、給電用電圧センサ９が所定値以上の電圧を検知したか否かを判定する。

ここで、給電用電圧センサ９が所定値以上の電圧を検知する場合には、給電用電圧センサは正常であると判断する。なお、給電用電圧センサ９が所定値以上の電圧を検知しない場合は、第１リレー３０がＯＦＦ状態で固着しているか、若しくは、給電用電圧センサ９が故障しているかのいずれかである。

このため、ＥＣＵ６２ａは、給電用電圧センサ９が所定値以上の電圧を検知しない場合に、第１リレー３０をＯＦＦに制御するとともに、インバータ２２を起動させる。その結果、ＥＣＵ６２ａは、給電用電圧センサ９が所定値以上の電圧を検出すれば、給電用電圧センサ９は故障しておらず、第１リレー３０がＯＦＦ状態で溶着している可能性があると判定する。

なお、第１リレー３０がＯＦＦ状態で固着状態にある場合には、充電電力がインバータ２２や車内コンセント４側に流れてくることはないので、第２リレー４０をＯＮとして車内給電を許可するようにしてもよい。

なお、インバータ２２を起動する前には、前述した車載配電システム７と同様に、共用インレット３へ車両１の外部から入力される電力を遮断する処理を行うことが望ましい。これにより、給電用電圧センサ９が故障している場合に、共用インレット３に充電プラグ７１が接続されていても、インバータ２２の起動時にインバータ２２が破損することを防止することができる。

一方、インバータ２２を起動させても、給電用電圧センサ９が所定値以上の電圧を検出しなければ、給電用電圧センサ９が故障していると判定し、第１リレー３０がＯＮ固着しているか否かを不明と判定して、第２リレー４０をＯＦＦとして車内給電を禁止する。なお、給電用電圧センサ９が故障している場合には、前述した車載配電システム７と同様に、給電用電圧センサ９を用いずに第１リレー３０の溶着を検出するようにしてもよい。

かかる制御により、ＥＣＵ６２ａは、給電用電圧センサ９の故障を考慮しつつ、第１リレー３０がＯＮ固着していないことを検知して、車内給電を許可するので、車内コンセント４の安全な使用が可能となる。

上述したように、実施形態に係る給電制御装置は、交流電力の入出力が可能な第１端子と、交流電力の出力が可能な第２端子とを介して、端子に接続された装置と車載のバッテリとの間で電力のやりとりが可能な車両に搭載される。

給電制御装置は、前記第１端子から第１接続部、交流電力を直流電力に変換する第１変換部、前記バッテリの順に接続する充電経路を用いて電力をバッテリに充電する充電制御手段と、前記バッテリから直流電力を交流電力に変換する第２変換部、第２接続部、第１リレー、前記第１接続部、前記第１端子の順に接続する第１給電経路を用いて電力を供給する第１給電制御手段と、前記バッテリから前記第２変換部、前記第２接続部、第２リレー、前記第２端子の順に接続する第２給電経路を用いて電力を供給する第２給電制御手段とを備える。

さらに、給電制御装置は、前記第２給電制御手段による電力の供給を開始する前に、前記第１リレーのＯＮ固着を検出する異常検出手段と、前記異常検出手段によって前記第１リレーのＯＮ固着が検出された場合には、前記第２給電制御手段による電力の供給を禁止する給電禁止制御手段とを備える。したがって、実施形態に係る制御装置によれば、リレーのＯＮ固着による機器の破損を防止することができる。

なお、上述した実施形態に係る車載配電システム７、７ａは、共用インレット３の内部に、車両１の外部から入力される電力を遮断するユニットを備える構成であってもよい。かかる構成によれば、ＣＣＩＤを備えない充電プラグが共用インレット３に接続される場合にも、第１リレー３０のＯＮ固着チェックを行う際に、共用インレット３側で車両１の外部から入力される電力を遮断することができる。

また、上述した実施形態では、共有インレット３を介して、車両１の外部から入力される電力によってバッテリ１０が充電する場合について説明したが、実施形態に係る車載配電システム７、７ａは、他の場合にも適用可能である。

例えば、実施形態に係る車載配電システム７、７ａは、車両に搭載されるソーラーパネルからバッテリ１０へ電力が入力される場合や、非接触で車両へ電力を入力可能な施設からバッテリ１０へ電力が入力される場合にも適用が可能である。

また、本願実施形態では、車載配電システムと、車外の充電装置や車内の電子機器との電力のやりとりを有線で行う場合を例に挙げて説明したが、電力のやりとりは、有線に限定するものではなく、無線によるもの（ワイヤレス給電）であってもよい。

１ 車両
２２ インバータ
３ 共用インレット
３０ 第１リレー
４ 車内コンセント
４０ 第２リレー
４１ 車内コンセントスイッチ
５ 充電器
５１ 充電用電圧センサ
５２ コンバータ
６ 制御部
６２ ＥＣＵ
７１ 充電プラグ
７２ ＣＣＩＤ
８ 電子機器
８１ 電源プラグ
９ 給電用電圧センサ
１０ バッテリ
Ｌ１ 充電経路
Ｌ２ 第１給電経路
Ｌ３ 第２給電経路
Ｐ１ 第１接続部
Ｐ２ 第２接続部

Claims (6)

1. 交流電力の入出力が可能な第１端子と、交流電力の出力が可能な第２端子とを介して、端子に接続された装置と車載のバッテリとの間で電力のやりとりが可能な車両に搭載される、給電制御装置であって、
   前記第１端子から第１接続部、交流電力を直流電力に変換する第１変換部、前記バッテリの順に接続する充電経路を用いて電力を供給する充電制御手段と、
   前記バッテリから直流電力を交流電力に変換する第２変換部、第２接続部、第１リレー、前記第１接続部、前記第１端子の順に接続する第１給電経路を用いて電力を供給する第１給電制御手段と、
   前記バッテリから前記第２変換部、前記第２接続部、第２リレー、前記第２端子の順に接続する第２給電経路を用いて電力を供給する第２給電制御手段と、
   前記第２接続部と前記第２変換部との間に設けられる給電用電圧センサと、
   前記第２給電制御手段による電力の供給を開始する前に、前記第１リレーのＯＮ固着を検出する異常検出手段と、
   前記異常検出手段によって前記第１リレーのＯＮ固着が検出された場合には、前記第２給電制御手段による電力の供給を禁止する給電禁止制御手段と
   を備え、
   前記異常検出手段は、
   前記第１リレーをＯＦＦ状態に制御し、前記第２変換部の動作を停止させた状態で、前記第１端子に充電プラグが接続されて前記充電制御手段によって充電制御が行われているときに、前記給電用電圧センサによって、所定値以上の電圧が検出された場合に、前記第１リレーがＯＮ固着状態にあると判定する
   ことを特徴とする車両の給電制御装置。
2. 前記異常検出手段は、前記第１リレーをＯＦＦ状態に制御し、前記第１端子からの電力の入力が遮断されている状態で、前記第２変換部を動作させているときに、前記第１端子と前記第１変換部と前記第１リレーとの間の何れかの位置に設けられた充電用電圧センサによって、所定値以上の電圧が検出された場合に、前記第１リレーがＯＮ固着状態にあると判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の給電制御装置。
3. 前記異常検出手段は、前記第１端子と前記第１変換部と前記第１リレーとの間の何れかの位置に設けられた充電用電圧センサによって、所定値以上の電圧が検出されていない場合に、前記第１リレーをＯＦＦ状態に制御している状態で、前記第２変換部を動作させ、その際に、前記充電用電圧センサによって所定値以上の電圧が検出されると、前記第１リレーがＯＮ固着状態にあると判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の給電制御装置。
4. 前記給電禁止制御手段は、前記第１端子と前記第１変換部と前記第１リレーとの間の何れかの位置に設けられた充電用電圧センサによって、所定値以上の電圧が検出されている場合には、前記第２給電制御手段による電力の供給を禁止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の給電制御装置。
5. 前記充電用電圧センサによって所定値以上の電圧が検出されている場合には、前記第１端子より車外側の給電経路を遮断するように制御する
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両の給電制御装置。
6. 前記給電禁止制御手段は、
   前記第１端子と前記第１変換部と前記第１リレーとの間の何れかの位置に設けられた充電用電圧センサによって、所定値以上の電圧が検出されている場合に、前記第１端子より車外側の給電経路を遮断する処理、および、前記充電用電圧センサによる電圧の検出結果を取得する処理を繰り返し、前記充電用電圧センサによって連続して所定値以上の電圧が検知された回数または時間が閾値を超えた場合に、前記第２給電制御手段による電力の供給を禁止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の給電制御装置。

Images