(57)【要約】【課題】地上電源から車載バッテリの充電を行う充電ケーブルの接続状態とその品種を低消費電力で高精度に検出する。【解決手段】車載の補助バッテリ３０１に接続された接続検出トランジスタ１４２ａが、ベース抵抗１４２ｂと充電ケーブル９００Ｂ内の第１抵抗９０４と第２抵抗９０５を介して通電駆動されると、中継用接続素子１４１ｂを介して給電開閉素子６０１ａが閉路して、安定化電源１２２を介して充電制御装置１２１内のマイクロプロセッサＢＣＵが作動開始し、多チャンネルＡＤ変換器１２４に入力された各部の測定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３によって第１抵抗９０４の抵抗値を算出することで、充電ケーブルの品種を検出する。充電ケーブル非接続時の消費電力が微小で、接続時にはケーブル品種を正確に検出することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載の主バッテリから走行用コンタクタを介して走行用モータに駆動電力を供給する駆動電力変換回路と、車両外部の電源に接続される充電ケーブルが接続されたときに車載の充電用コンタクタを介して前記主バッテリの充電を行う充電電力変換回路と、前記充電ケーブルの接続状態を検出して、前記主バッテリに対する充電経路に設けられた前記充電用コンタクタを開閉制御する充電開始制御回路と、前記主バッテリから降圧充電装置を介して充電される補助バッテリとを備え、
前記充電ケーブルは、車両外部の電源に接続される受電プラグと、前記受電プラグに対して一対の電源線を介して接続されて車両側の充電プラグに挿込まれる給電プラグと、前記給電プラグが前記充電プラグに対して完全に挿入されて、脱落防止用のロック機構が作用したことによって閉路又は開路動作するロックスイッチと、最大充電電流の差異によって異なる複数品種の充電ケーブルに対応した抵抗値を有する第１抵抗と、前記第１抵抗と直列接続され前記ロックスイッチに並列接続された第２抵抗とを有し、前記第１抵抗と前記第２抵抗との直列回路は信号端子を介して前記給電プラグから前記充電プラグに接続され、
前記充電開始制御回路は、前記補助バッテリから給電開閉素子を介して給電されて所定の第１の安定化電圧を発生する安定化電源と、前記安定化電源によって給電駆動されて前記充電電力変換回路を制御する充電制御装置と、前記補助バッテリから給電されて前記第１抵抗と前記第２抵抗との直列回路を介して閉路駆動される接続検出トランジスタと、前記接続検出トランジスタが閉路しているときに閉路駆動される前記給電開閉素子と、前記第１抵抗と前記第２抵抗との直列回路に印加される電圧に比例した電圧が入力される多チャンネルＡＤ変換器とを有し、
前記充電制御装置はマイクロプロセッサを包含し、前記マイクロプロセッサには前記多チャンネルＡＤ変換器によるデジタル信号が入力されて、前記第１抵抗の抵抗値と前記ロックスイッチの開閉状態を判定して、前記給電プラグが前記充電プラグに挿入完了して前記ロックスイッチが動作しているときに前記充電用コンタクタを閉路駆動して充電し、前記ロックスイッチが不作動になると、充電未完了であっても前記充電用コンタクタの駆動を停止するようにしたことを特徴とする車両の充電装置。
【請求項２】
前記補助バッテリから給電されて所定の第２の安定化電圧を発生する補助定電圧電源を備え、前記安定化電源の出力電圧である前記第１の安定化電圧は、給電ダイオードと直列給電抵抗とを介して前記第１抵抗と前記第２抵抗との直列回路に対して印加されているとともに、前記接続検出トランジスタは前記補助定電圧電源を介して給電され、前記接続検出トランジスタのベース抵抗の抵抗値は前記直列給電抵抗の抵抗値よりは大きな値となっており、前記直列給電抵抗の両端印加電圧である第１測定電圧と第２測定電圧は、前記多チャンネルＡＤ変換器の第１及び第２アナログ信号として入力され、前記充電制御装置を構成するマイクロプロセッサは、前記第１測定電圧の値と前記第２測定電圧の値と、既知の制御定数である前記直列給電抵抗の抵抗値の値を参照して、前記第１抵抗と前記第２抵抗との直列合成抵抗を算出し、前記第１抵抗は前記複数品種の充電ケーブルに対応して選択決定されている所定値以下の抵抗値であるのに対し、前記第２抵抗は前記第１抵抗の最大抵抗値よりも大きな抵抗値を有する既知の制御定数となる固定抵抗であり、前記マイクロプロセッサは、前記直列合成抵抗の抵抗値が前記第２抵抗の抵抗値よりも大きいか小さいかによって、前記ロックスイッチが開路又は閉路していると判定し、前記ロックスイッチが開路しているときには、前記直列合成抵抗の値から前記第２抵抗の抵抗値を減算して前記第１抵抗の抵抗値を算出し、前記ロックスイッチが閉路しているときには、前記直列合成抵抗の値が前記第１抵抗の抵抗値であると判定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両の充電装置。
【請求項３】
前記安定化電源の出力電圧である前記第１の安定化電圧は、給電ダイオードと直列給電抵抗とを介して前記第１抵抗と前記第２抵抗との直列回路に対して印加されているとともに、前記接続検出トランジスタは前記補助バッテリから直接給電され、前記直列給電抵抗の両端印加電圧である第１測定電圧と第２測定電圧は、前記多チャンネルＡＤ変換器の第１及び第２アナログ信号として入力されるとともに、前記接続検出トランジスタのベース抵抗に印加されるベース電圧は、一対の分圧抵抗の抵抗値による所定の分圧比αを掛けた第３測定電圧となって前記多チャンネルＡＤ変換器の第３アナログ信号として入力され、前記分圧比αは、前記第１の安定化電圧の値を前記補助バッテリの最大出力電圧で割って得られる固定の制御定数となっており、前記充電制御装置を構成する前記マイクロプロセッサは、前記第１測定電圧の値と前記第２測定電圧の値と前記第３測定電圧の値と、既知の制御定数である前記直列給電抵抗の抵抗値と、前記ベース抵抗の抵抗値と、前記分圧比αの値を参照して、前記第１抵抗と前記第２抵抗との直列合成抵抗を算出し、前記第１抵抗は前記複数品種の充電ケーブルに対応して選択決定されている所定値以下の抵抗値であるのに対し、前記第２抵抗は前記第１抵抗の最大抵抗よりも大きな抵抗値を有する既知の制御定数となる固定抵抗であり、前記マイクロプロセッサは、前記直列合成抵抗の抵抗値が、前記第２抵抗の抵抗値よりも大きいか小さいかによって、前記ロックスイッチが開路又は閉路していると判定し、前記ロックスイッチが開路しているときには、前記直列合成抵抗の値から前記第２抵抗の抵抗値を減算して前記第１抵抗の抵抗値を算出し、前記ロックスイッチが閉路しているときには、前記直列合成抵抗の値が前記第１抵抗の抵抗値であると判定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両の充電装置。
【請求項４】
前記マイクロプロセッサは、ウォッチドッグタイマと協働して正常運転信号を発生するとともに、前記マイクロプロセッサが制御動作を完了して、ウォッチドッグ信号を停止したことによって前記正常運転信号が停止する電源制御手段を備え、前記給電開閉素子は、前記接続検出トランジスタが閉路しているときに閉路駆動されるとともに、前記正常運転信号が発生しているときにも閉路駆動されて、前記給電開閉素子を介して前記安定化電源に対する自己保持給電が行われ、前記充電開始制御回路は、ＡＣ電圧検出回路と前記安定化電源に対する起動禁止回路とを備え、前記ＡＣ電圧検出回路は、前記給電プラグと前記充電プラグとを介して前記電源線から得られた交流電源電圧が、所定の閾値ＡＣ電圧以上の電圧を発生していることによってＡＣ電圧検出信号を発生し、前記起動禁止回路は、前記接続検出トランジスタと協働して前記ＡＣ電圧検出信号が発生しているときに前記給電開閉素子の閉路駆動を許可することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両の充電装置。
【請求項５】
前記充電電力変換回路は、前記充電用コンタクタを介して地上電源から交流電圧が印加されて、前記充電制御装置が不作動であるときには、前記交流電圧を電気的に絶縁して整流した所定の直流電圧を発生し、
前記充電開始制御回路は、前記補助バッテリからの電圧を検出する下限電圧検出回路と、前記充電用コンタクタに対する直接給電素子を備え、前記下限電圧検出回路は、前記接続検出トランジスタが閉路しているときに動作して、前記補助バッテリの電圧が所定の閾値ＤＣ電圧以上であるときにＤＣ電圧検出信号を発生する比較回路であり、前記所定の閾値ＤＣ電圧は、前記安定化電源が前記第１の安定化電圧Ｖｃｃを発生するのに必要とされる補助バッテリ電圧の第二電圧Ｖｂ２と、前記安定化電源が前記マイクロプロセッサの電源リセット電圧Ｖｒｓｔ（但し、Ｖｒｓｔ＜Ｖｃｃ）を発生するのに必要とされる補助バッテリ電圧の第一電圧Ｖｂ１（但し、Ｖｂ１＜Ｖｂ２）との間の電圧であって、前記マイクロプロセッサは前記電源リセット電圧Ｖｒｓｔ以上の電源電圧において制御動作を行うものであり、前記ＡＣ電圧検出回路の前記所定の閾値ＡＣ電圧と前記所定の直流電圧は、前記降圧充電装置によって前記補助バッテリを充電することが可能となる最小電圧以上の電圧であり、前記起動禁止回路は、前記ＤＣ電圧検出信号と前記ＡＣ電圧検出信号が共に発生しているときに閉路動作するものであり、前記直接給電素子は、前記ＡＣ電圧検出信号によって前記交流電源電圧が印加されていることが検知され、前記下限電圧検出回路が前記ＤＣ電圧検出信号を発生するに至らない低電圧であるときに作用して、前記充電用コンタクタを閉路駆動する開閉素子であって、前記直接給電素子の閉路時間は充電時間規制回路によって制限されていることを特徴とする請求項４に記載の車両の充電装置。
【請求項６】
前記マイクロプロセッサは、前記接続検出トランジスタが閉路したことにより制御動作を開始し、充電完了して前記充電用コンタクタを開路したとき、又は前記給電プラグが前記充電プラグから抜取られて前記接続検出トランジスタが開路したときまで制御動作を継続し、前記給電プラグ側又は前記充電プラグ側には、ケーブル側電源表示器又は車両側電源表示器である電源表示器が設けられ、前記充電開始制御回路は、前記電源表示器に対する点灯制御回路を備え、
前記点灯制御回路は、前記マイクロプロセッサが不作動であって、前記接続検出トランジスタが閉路しているときには低頻度又は短小パルスによる点滅出力を発生するとともに、前記直接給電素子が閉路しているときには連続状態の点灯出力を発生して前記電源表示器を点滅又は点灯駆動するとともに、前記マイクロプロセッサは、前記電源表示器を給電駆動する表示指令信号を発生して、前記接続検出トランジスタが閉路していて、前記充電用コンタクタが開路している期間において断続動作指令を行い、前記充電用コンタクタが閉路駆動されている期間においては前記補助バッテリの充電状態に応動する複数段階の通電デューティ又は頻度による断続駆動指令信号を発生する表示制御手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載の車両の充電装置。
【請求項７】
前記マイクロプロセッサは、前記接続検出トランジスタと前記起動禁止回路とに直列接続された駆動時間制限回路に応動する前記給電開閉素子を介して、前記安定化電源が前記補助バッテリから給電されて前記第１の安定化電圧を発生したことによって起動され、前記起動禁止回路は、前記ＡＣ電圧検出回路が前記ＡＣ電圧検出信号を発生していることによって導通して起動許可状態となり、前記駆動時間制限回路は、前記接続検出トランジスタと前記起動禁止回路とが共に閉路状態となってから所定の期間中で閉路状態となり、前記正常運転信号が発生するまでは前記給電開閉素子を閉路駆動し、前記マイクロプロセッサは、前記主バッテリに対する充電電流と充電電圧を監視して、その充電状態が適正状態に到達したかどうかを判定し、適正充電状態に到達して前記充電用コンタクタが開路されると、前記給電プラグが抜かれていなくて前記接続検出トランジスタが作動していても前記マイクロプロセッサが前記ウォッチドッグ信号を停止して自己停止する停止移行手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の車両の充電装置。
【請求項８】
前記マイクロプロセッサは、前記接続検出トランジスタと前記起動禁止回路に応動する前記給電開閉素子を介して、前記安定化電源が前記補助バッテリから給電されて前記第１の安定化電圧を発生したことによって起動され、前記起動禁止回路は、前記ＡＣ電圧検出回路が前記ＡＣ電圧検出信号を発生していることによって導通して起動許可状態となり、前記マイクロプロセッサは、前記主バッテリに対する充電電流と充電電圧を監視して、その充電状態が適正状態に到達したかどうかを判定し、適正充電状態に到達して前記充電用コンタクタが開路されるか、充電未完了であっても前記ロックスイッチが不作動となり、前記充電用コンタクタが開路されている場合に、前記給電プラグが挿入されたままで前記接続検出トランジスタが作動しておれば動作を持続し、前記給電プラグが抜かれて前記接続検出トランジスタが不作動となった場合に限ってウォッチドッグ信号を停止して自己停止する停止移行手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の車両の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、車両の走行用モータに給電する車載バッテリに対して、地上電源から充電ケーブルを介して充電するための車両の充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車またはハイブリッド車などの電動車両において、一般家庭用の商用電源である交流電源をそのまま使用して、車載バッテリを充電する普通充電方式の充電制御装置が普及している。
例えば、特許文献１には、車両側の普通充電口に接続される充電ガンには抵抗Ｒ６・Ｒ７が直列接続され、抵抗Ｒ７は充電ガンのロック解除ボタン押すことによって開路するスイッチＳ３が並列接続され、車両側には基準電圧が印加される分圧抵抗Ｒ４・Ｒ５が接続された電動車両の外部給電装置が開示されている。
【０００３】
そして、充電ガンが接続されると分圧抵抗Ｒ５に対して直列抵抗Ｒ６・Ｒ７が並列接続され、車両側で分圧抵抗Ｒ４・Ｒ５の分圧電圧である接続信号Ｓg３の電圧を監視することによって、充電ガンが接続されているかどうか、スイッＳ３が閉路しているかどうかを検知することができるようになっている。また、充電ガンの抵抗Ｒ６・Ｒ７の値を変更することによって充電ガンの種別が検出できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−３０２８３号公報（図４、段落００３２、００３３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の外部給電装置は、簡易な充電ケーブルを用いて家庭用電源からの普通充電を行うことができるが、充電ケーブルが接続されていない状態であっても、接続状態が発生したかどうかを検出するために基準電圧の発生と、接続信号の監視回路を有効にしておく必要があり、特に、多様な充電ケーブルの種別を判定するために高精度な監視回路を用いた場合の車載バッテリの消費電力が増大する問題点がある。
【０００６】
本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、充電ケーブルが接続されていないときの車載バッテリの消費電力を抑制するとともに、多様な充電ケーブルを識別して検出することができる車両の充電装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願に係る車両の充電装置は、車載の主バッテリから走行用コンタクタを介して走行用モータに駆動電力を供給する駆動電力変換回路と、車両外部の電源に接続される充電ケーブルが接続されたときに車載の充電用コンタクタを介して主バッテリの充電を行う充電電力変換回路と、充電ケーブルの接続状態を検出して、主バッテリに対する充電経路に設けられた充電用コンタクタを開閉制御する充電開始制御回路と、主バッテリから降圧充電装置を介して充電される補助バッテリとを備え、充電ケーブルは、車両外部の電源に接続される受電プラグと、受電プラグに対して一対の電源線を介して接続されて車両側の充電プラグに挿込まれる給電プラグと、給電プラグが充電プラグに対して完全に挿入されて、脱落防止用のロック機構が作用したことによって閉路又は開路動作するロックスイッチと、最大充電電流の差異によって異なる複数品種の充電ケーブルに対応した抵抗値を有する第１抵抗と、第１抵抗と直列接続されロックスイッチに並列接続された第２抵抗とを有し、第１抵抗と第２抵抗との直列回路は信号端子を介して給電プラグから充電プラグに接続され、充電開始制御回路は、補助バッテリから給電開閉素子を介して給電されて所定の第１の安定化電圧を発生する安定化電源と、安定化電源によって給電駆動されて充電電力変換回路を制御する充電制御装置と、補助バッテリから給電されて第１抵抗と第２抵抗との直列回路を介して閉路駆動される接続検出トランジスタと、接続検出トランジスタが閉路しているときに閉路駆動される給電開閉素子と、第１抵抗と第２抵抗との直列回路に印加される電圧に比例した電圧が入力される多チャンネルＡＤ変換器とを有し、充電制御装置はマイクロプロセッサを包含し、マイクロプロセッサには多チャンネルＡＤ変換器によるデジタル信号が入力されて、第１抵抗の抵抗値とロックスイッチの開閉状態を判定して、給電プラグが充電プラグに挿入完了してロックスイッチが動作しているときに充電用コンタクタを閉路駆動して充電し、ロックスイッチが不作動になると、充電未完了であっても充電用コンタクタの駆動を停止するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本願による車両の充電装置によれば、充電ケーブルの接続状態を探知して安定化電源を立ち上げることができるので、駐車状態における補助バッテリの消費電力を抑制することができる効果がある。また、安定化電源の起動によりマイクロプロセッサを作動させて高精度に充電ケーブルの抵抗値の測定が行えるため、多様な充電ケーブルを識別して検出できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１による車両の充電装置を示す全体回路ブロック図である。
【図２】実施の形態１による車両の充電装置に使用される充電開始制御回路を主体とする回路構成図である。
【図３】実施の形態１による車両の充電装置の電圧検出部を示す回路図及びロックスイッチのオフ時とオン時における電圧検出特性を示す一覧表の図である。
【図４Ａ】実施の形態１による車両の充電装置の動作説明用フローチャートの前段部を示す図である。
【図４Ｂ】実施の形態１による車両の充電装置の動作説明用フローチャートの中段部を示す図である。
【図４Ｃ】実施の形態１による車両の充電装置の動作説明用フローチャートの後段部を示す図である。
【図５】実施の形態２による車両の充電装置を示す全体回路ブロック図である。
【図６】実施の形態２による車両の充電装置に使用される充電開始制御回路を主体とする回路構成図である。
【図７】実施の形態２による車両の充電装置の電圧検出部を示す回路図である。
【図８Ａ】実施の形態２による車両の充電装置の動作説明用フローチャートの前段部を示す図である。
【図８Ｂ】実施の形態２による車両の充電装置の動作説明用フローチャートの中段部を示す図である。
【図８Ｃ】実施の形態２による車両の充電装置の動作説明用フローチャートの後段部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、本願の実施の形態１における車両の充電装置を図１から図４に基づいて説明する。
図１において、車両用電力変換装置１００Ａには、例えばＤＣ４００Ｖの主電源電圧Ｖａａを発生する主バッテリ３００からインバータ（略称ＩＮＶ）１１０を介して給電駆動される走行用モータ２００が接続されるとともに、絶縁型の降圧充電装置（略称ＣＨＧ）３０２を介して主バッテリ３００から充電されて、例えばＤＣ１２Ｖ系の補助バッテリ電圧Ｖｂを発生する補助バッテリ３０１が接続され、更には、充電ケーブル９００Ａを介して地上の商用交流電源と接続されるようになっている。
【００１１】
なお、演算制御装置５０１を含む上位制御装置５００は、車両の電源スイッチ６００が閉路されているときに、電源リレー６０１を介して補助バッテリ電圧Ｖｂが給電されて、例えばＤＣ５Ｖの安定化電圧Ｖｃｃを発生する安定化電源（略称ＣＶＲ）５０２を介して給電されるようになっていて、演算制御装置５０１の主体要素であるマイクロプロセッサ（略称ＥＣＵ）が、安定化電圧Ｖｃｃを供給されて正常運転信号ＲＵＮを発生すると、電源スイッチ６０１が開路しても電源リレー６０１の動作状態が維持されるようになっている。
【００１２】
そして、電源スイッチ６００が開路されると、演算制御装置５０１のマイクロプロセッサＥＣＵは車両の停止制御を行い、運転履歴情報などの記憶情報を保存してから制御動作を停止し、これによって正常運転信号ＲＵＮが停止したことによって電源リレー６０１が開路するようになっている。
また、充電ケーブル９００Ａは、車両外部の電源に接続される受電プラグ９０１と、この受電プラグ９０１に対して一対の電源線９０２ａ、９０２ｂを介して接続されて車両側の充電プラグ１９０に挿込まれる給電プラグ９０３を備えるとともに、少なくとも最大充電電流の差異によって異なる複数品種の充電ケーブルが適用されるようになっている。
【００１３】
充電ケーブル９００Ａは、更に給電プラグ９０３が充電プラグ１９０に対して完全に挿入されて、図示しない脱落防止用のロック機構が作用したことによって閉路又は開路動作するロックスイッチ９０６と、複数品種の充電ケーブルに対応した抵抗値を有する第１抵抗９０４と、この第１抵抗９０４と直列接続され、ロックスイッチ９０６に並列接続された第２抵抗９０５とを備えている。
このロックスイッチ９０６は、図示しないロック解除ボタンを押すことによって不作動となって、給電プラグ９０３の抜取り過程では開路又は閉路の不作動状態となり、第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路は信号端子を介して給電プラグ９０３から充電プラグ１９０に接続されている。
【００１４】
なお、給電プラグ９０３には、例えばＬＥＤであるケーブル側電源表示器９０７が設けられていて、このケーブル側電源表示器９０７は充電ケーブル９００Ａが接続されているときに、図２で後述する点灯制御回路１４７ａから点滅或いは点灯表示されるようになっている。
車両用電力変換装置１００Ａの主体要素となる駆動電力変換回路（略称ＩＮＶ）１１０は、図示しない三相全波ブリッジ回路を構成する三対の上流開閉素子と下流開閉素子を備え、その直列接続点には三相同期電動機である走行用モータ（略称Ｍ）２００が接続され、直列上流端は上流側の走行用コンタクタ１８０ｕを介して主バッテリ３００の正極端子に接続され、直列下流端は下流側の走行用コンタクタ１８０ｄを介して主バッテリ３００の負極端子に接続されている。
【００１５】
駆動電力変換回路１１０と協働するモータ制御装置１１１は、上位制御装置５００との間で制御及び監視信号をシリアル交信するモータ制御用のマイクロプロセッサＭＣＵと、補助バッテリ３０１から給電されて安定化電圧Ｖｃｃを発生し、モータ制御用のマイクロプロセッサＭＣＵに給電する安定化電源（略称ＣＶＲ）１１２を備えている。
一方、車両用電力変換装置１００Ａに付加された充電電力変換回路（略称ＣＮＶ）１２０には、充電ケーブル９００Ａを介して地上電源に接続される交流電圧が、一対の充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄを介して入力され、この充電電力変換回路１２０は入力された交流電圧を整流し、電気的に絶縁された直流出力電圧を発生して主バッテリ３００を充電するための可変出力電圧の直流電圧発生回路となっている。
【００１６】
そして、充電電力変換回路１２０と協働する充電制御装置１２１は、上位制御装置５００との間で制御及び監視信号をシリアル交信する充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵと、補助バッテリ３０１から給電されて安定化電圧Ｖｃｃを発生し、充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵに給電する安定化電源（略称ＣＶＲ）１２２を備えていて、充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵは主バッテリ３００に対する充電電流を監視しながらその直流出力電圧を可変制御するようになっている。
【００１７】
なお、充電電力変換回路１２０の出力電圧は、一対の走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄを介して主バッテリ３００に接続されるか、又は点線で図示したように主バッテリ３００に直接接続することも可能となっている。
そして、上流側と下流側の走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄを付勢する電磁コイルＭ１ｕ、Ｍ１ｄと、一対の充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄを付勢する電磁コイルＭ２ｕ、Ｍ２ｄは充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵによって個別に閉路駆動することができるようになっている。
【００１８】
図２で詳述する充電開始制御回路１４０Ａは、給電プラグ９０３と充電プラグ１９０との接続状態に応動し、充電制御装置１２１と共同して一対の充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄ、又は一対の充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄと、一対の走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄとが直列接続される一対の直列コンタクタである充電系コンタクタの開閉制御を行うようになっている。なお、直列接続される一対の充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄは、図１で示したとおり充電電力変換回路１２０の入力側に設けられるか、又は図示しない出力側に設けることもできるものである。
【００１９】
次に、図１に示す充電開始制御回路１４０Ａを主体とする詳細回路図である図２について、その構成を詳細に説明する。
まず、図２において、充電開始制御回路１４０Ａには、例えばＤＣ１２Ｖ系の補助バッテリ３０１の出力電圧である補助バッテリ電圧Ｖｂが直接印加されて、例えばＤＣ５Ｖの補助安定化電圧Ｖｄｄを発生する補助定電圧電源１４１ａと、補助バッテリ３０１から給電開閉素子６０１ａを介して二次電源電圧Ｖｂｂが印加されて、例えばＤＣ５Ｖの安定化電圧Ｖｃｃを発生する安定化電源１２２と、この安定化電圧Ｖｃｃによって動作する充電制御装置１２１が設けられている。
【００２０】
なお、給電開閉素子６０１ａは、例えば励磁コイルである駆動素子６０１ｂが付勢されたときに閉路する電磁リレーとして記載されているが、これは電界効果型トランジスタを用いた無接点方式のものに置き換えて、充電開始制御回路１４０Ａの内部に設置することも可能である。
ＰＮＰ接合型トランジスタである接続検出トランジスタ１４２ａのエミッタ端子には、補助安定化電圧Ｖｄｄが印加され、そのベース端子はダイオード１４２ｄと、ベース抵抗１４２ｂと、充電ケーブル９００Ａ内の第２抵抗９０５と第１抵抗９０４を介して車体グランド回路ＧＮＤに接続されていて、そのエミッタ端子とベース端子との間には開路安定抵抗１４２ｃが接続されている。
【００２１】
接続検出信号ＳＴＡを発生する接続検出トランジスタ１４２ａのコレクタ端子は、起動禁止回路１１７と、駆動時間制限回路１４３と、初期起動抵抗１４４ａと、中継用接続素子１４１ｂを介して駆動素子６０１ｂを付勢駆動するようになっている。
これによって給電開閉素子６０１ａが閉路すれば、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは、安定化電圧Ｖｃｃを受けたことによって運転開始してウォッチドッグ信号ＷＤＳを発生し、これに応動するウォッチドッグタイマ１２３が正常運転信号ＲＵＮを発生すると保持起動抵抗１４４ｂと中継用接続素子１４１ｂを介して給電開閉素子６０１ａが自己保持動作することになる。
【００２２】
ただし、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵの異常動作によってウォッチドッグ信号ＷＤＳのパルス幅が所定値を超過すると、ウォッチドッグタイマ１２３は正常運転信号ＲＵＮの発生を停止して給電開閉素子６０１ａの自己保持動作が解除されるとともに、リセット信号ＲＳＴを発生して充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵを初期化するようになっている。
なお、ＮＰＮ接合型トランジスタである中継用接続素子１４１ｂのベース端子とエミッタ端子との間には開路安定抵抗１４４ｄが接続されているとともに、充電ケーブル９００Ａが取外されて車両運転のために電源スイッチ６００が閉路されたときには、演算制御装置５０１が発生する起動指令信号ＳＴＢによって、運転起動抵抗１４４ｃを介して中継用接続素子１４１ｂを閉路駆動し、これによって給電開閉素子６０１ａを閉路することもできるようになっている。
【００２３】
ここで、前述した起動禁止回路１１７は、下限電圧検出回路１１３が発生するＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅと、ＡＣ電圧検出回路１１６が発生するＡＣ電圧検出信号Ｖａｅの論理が、共に例えば「Ｈ」レベルで優勢論理であるときに導通するものであり、駆動時間制限回路１４３は、接続検出トランジスタ１４２ａと起動禁止回路１１７とが共に閉路状態となってから所定の期間中で閉路状態となり、少なくとも正常運転信号ＲＵＮが発生するまでは給電開閉素子６０１ａを閉路駆動することができるようになっている。
【００２４】
なお、ＡＣ電圧検出回路１１６は、図１における受電プラグ９０１から給電プラグ９０３と電源線９０２ａ、９０２ｂと充電プラグ１９０とを介して得られた交流電源電圧が、所定の閾値ＡＣ電圧以上の電圧を発生していることによって、例えばフォトカプラによって電気的に絶縁されたＡＣ電圧検出信号Ｖａｅを発生するものであり、ここでいう閾値ＡＣ電圧は、前述した降圧充電装置３０２によって補助バッテリ３０１を充電することが可能となる最小の交流電源電圧以上の電圧である。
【００２５】
また、下限電圧検出回路１１３は、接続検出トランジスタ１４２ａが閉路しているときに動作して、補助バッテリ電圧Ｖｂの電圧が所定の閾値ＤＣ電圧以上であるときにＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅを発生する比較回路である。ここでいう所定の閾値ＤＣ電圧は、安定化電源１２２が安定化電圧Ｖｃｃ（例えばＤＣ５Ｖ）を発生するのに必要とされる補助バッテリ電圧Ｖｂの第二電圧Ｖｂ２（例えばＤＣ７Ｖ）と、安定化電源１２２が充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵの電源リセット電圧Ｖｒｓｔ（例えばＤＣ４．５Ｖ）＜Ｖｃｃを発生するのに必要とされる補助バッテリ電圧Ｖｂの第一電圧Ｖｂ１（例えばＤＣ６Ｖ）（但し、Ｖｂ１＜Ｖｂ２）との間の電圧であって、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは電源リセット電圧Ｖｒｓｔ以上の電源電圧において制御動作を行うものである。
【００２６】
なお、下限電圧検出回路１１３には接続検出素子１１４ａを介して補助バッテリ電圧Ｖｂが印加され、接続検出素子１１４ａは接続検出トランジスタ１４２ａが閉路したことによってベース抵抗１１４ｂを介して閉路駆動されるようになっている。
給電ダイオード１４５ａは安定化電源１２２が発生する安定化電源Ｖｃｃが直列給電抵抗１４５ｂを介して充電ケーブル９００Ａ内の第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路に印加するとともに、直列給電抵抗１４５ｂの両端電圧である第１測定電圧Ｖ１と第２測定電圧Ｖ２は、高抵抗の第１入力抵抗１４６ａと第２入力抵抗１４６ｂとを介して多チャンネルＡＤ変換器１２４の入力端子に接続されている。
【００２７】
充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵから充電リレー駆動出力ＤＲＶによって給電付勢される電磁コイルＭ１ｕ、Ｍ１ｄ、Ｍ２ｕ、Ｍ２ｄは、図１における走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄと充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄを閉路駆動するものであるが、図２における直接給電素子１１５ａは充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄを閉路駆動するための電磁コイルＭ２ｕ、Ｍ２ｄだけを付勢する直接充電指令出力ＤＤＶを発生するようになっている。
この直接給電素子１１５ａは、充電時間規制回路１１５ｂを介して閉路駆動されるＮＰＮ接合型のトランジスタとして示されている。
【００２８】
また、充電時間規制回路１１５ｂは下限電圧検出回路１１３によるＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅの論理レベルが「Ｌ」であって、ＡＣ電圧検出回路１１６によるＡＣ電圧検出信号Ｖａｅの論理レベルが「Ｈ」となってから、所定の制限時間が経過するまでの期間において論理レベルが「Ｈ」となって、直接給電素子１１５ａを閉路駆動するようになっている。
従って、補助バッテリ電圧Ｖｂが異常低下していて、充電ケーブル９００Ａから得られる交流電圧が発生していると、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵが作動していない状態で電磁コイルＭ２ｕ、Ｍ２ｄが付勢されて、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄが閉路駆動されるようになっていて、これにより、充電電力変換回路１２０は入力された交流電圧を電気的に絶縁して整流した所定の直流電圧ＶＤＣを発生するようになっている。
【００２９】
接続検出トランジスタ１４２ａから給電駆動される点灯制御回路１４７ａは、表示駆動抵抗１４７ｂを介して充電ケーブル９００Ａに設けられたケーブル側電源表示器９０７を点灯制御するためのものであり、ケーブル側電源表示器９０７はこれに代わって車両側電源表示器１９７とすることも可能である。
点灯制御回路１４７ａは、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵが不作動であって、接続検出トランジスタ１４２ａが閉路しているときには低頻度又は短小パルスによる点滅出力を発生するとともに、直接給電素子１１５ａが閉路しているときには直接充電指令出力ＤＤＶの出力に応動して連続状態の点灯出力を発生して電源表示器９０７を点滅又は点灯駆動するようになっている。
【００３０】
一方、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは、電源表示器９０７を給電駆動する表示指令ＤＳＰを発生して、接続検出トランジスタ１４２ａが閉路していて、充電系コンタクタが開路している期間においては断続動作指令を行い、充電系コンタクタが閉路駆動されている期間においては補助バッテリ３０１の充電状態に応動する複数段階の通電デューティ又は頻度による断続駆動指令信号を発生するようになっている。
【００３１】
なお、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵには、前述した接続検出信号ＳＴＡ、ＡＣ電圧検出信号Ｖａｅ、ＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅなどの論理入力のほかに、多チャンネルＡＤ変換器１２４が発生するデジタル信号として、図３で後述する第１及び第２アナログ信号ＡＮ１、ＡＮ２のデジタル変換値、或いは図示しない主バッテリ３００が発生する主電源電圧Ｖａａ、主バッテリ３００に対する充電電流の値に対するデジタル変換値が入力されている。
【００３２】
次に、図２に示す電圧検出部を示す局部の詳細回路図である図３（ａ）と、図３（ａ）におけるロックスイッチオフ時の電圧検出特性を示す一覧表である図３（ｂ）と、図３（ａ）におけるロックスイッチオン時の電圧検出特性を示す一覧表である図３（ｃ）について、順次その構成を詳細に説明する。
まず、図３（ａ）において、抵抗値がＲ９０４である第１抵抗９０４と、抵抗値がＲ９０５である第２抵抗９０５とは互いに直列接続され、接続検出トランジスタ１４２ａのベース回路を構成するダイオード１４２ｄと、抵抗値がＲ１４２ｂであるベース抵抗１４２ｂとを介して、補助定電圧電源１４１ａが発生する例えばＤＣ５Ｖの補助安定化電圧Ｖｄｄが印加されている。
【００３３】
また、第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路には、更に給電ダイオード１４５ａと抵抗値がＲ１４５ｂである直列給電抵抗１４５ｂを介して、安定化電源１２２が発生する例えばＤＣ５Ｖの安定化電圧Ｖｃｃが印加されている。
そして、直列給電抵抗１４５ｂの負側電位である第１測定電圧Ｖ１は、抵抗値がＲ１４６ａである第１入力抵抗１４６ａを介して多チャンネルＡＤ変換器１２４の第１アナログ信号ＡＮ１として入力されている。
【００３４】
また、直列給電抵抗１４５ｂの正側電位である第２測定電圧Ｖ２は、抵抗値がＲ１４６ｂである第２入力抵抗１４６ｂを介して多チャンネルＡＤ変換器１２４の第２アナログ信号ＡＮ２として入力されている。
なお、多チャンネルＡＤ変換器１２４の電源端子には、駆動電圧Ｖａｄとして安定化電圧Ｖｃｃが印加され、基準電圧端子には基準電圧Ｖrｅfとして同じく安定化電圧Ｖｃｃが印加されている。
【００３５】
従って、多チャンネルＡＤ変換器１２４に対するアナログ入力電圧が、基準電圧Ｖrｅfである安定化電圧Ｖｃｃと等しくなったときに、このアナログ入力電圧に対するデジタル変換値は多チャンネルＡＤ変換器１２４の分解能によって定まる最大のデジタル値となるようになっている。
ここで、安定化電圧Ｖｃｃによって直列給電抵抗１４５ｂに流入する電流をＩ０、補助安定化電圧Ｖｄｄによってベース抵抗１４２ｂに流入する電流をΔＩ０とすると式（１）〜（４）の関係がある。
【００３６】
Ｖｃｃ−Ｖ１−Ｖｄ１＝Ｉ０×Ｒ１４５ｂ     ・・・・・・・（１）
Ｖｄｄ−Ｖ１−Ｖｄ２＝ΔＩ０×Ｒ１４２ｂ     ・・・・・・（２）
Ｖ２−Ｖ１＝Ｉ０×Ｒ１４５ｂ   ・・・・・・・・・・・・・（３）
Ｖ１＝（Ｉ０＋ΔＩ０）×（Ｒ９０５＋Ｒ９０４） 
＝Ｉ０×（１＋ΔＩ０/Ｉ０）×（Ｒ９０５＋Ｒ９０４）  ・・（４）
但し、Ｖｄ１は給電ダイオード１４５ａの降下電圧、Ｖｄ２は接続検出トランジスタ１４２ａのエミッタ端子とベース端子間の降下電圧とダイオード１４２ｄの降下電圧との加算値となっている。
【００３７】
式（１）（２）において、Ｖｄ２＞Ｖｄ１、Ｖｃｃ≒Ｖｄｄ、Ｒ１４２ｂ＞＞Ｒ１４５ｂとすれば、次の式（１２）が算出される。
ΔＩ０／Ｉ０＝（Ｒ１４５ｂ/Ｒ１４２ｂ）×（Ｖｃｃ−Ｖ１−Ｖｄ２）
／（Ｖｄｄ−Ｖ１−Ｖｄ１）＜（Ｒ１４５ｂ/Ｒ１４２ｂ）
＜＜１       ・・・・・（１２）
【００３８】
従って、式（３）（４）（１２）から次の式（５）が得られる。
Ｒ９０５＋Ｒ９０４＝Ｖ１/［Ｉ０（１＋ΔＩ０/Ｉ０）］
＝［Ｒ１４５ｂ×Ｖ１/（Ｖ２−Ｖ１）］/（１＋ΔＩ０/Ｉ０）
≒Ｒ１４５ｂ×Ｖ１/（Ｖ２−Ｖ１）  ・・・・（５）
また、式（５）を変形すると式（６）が得られる。
Ｖ１/Ｖ２≒（Ｒ９０４＋Ｒ９０５）/（Ｒ９０４＋Ｒ９０５＋Ｒ１４５ｂ）・・（６）
【００３９】
図３（ｂ）において、この表はロックスイッチ９０６が開路している状態において、一例として抵抗値Ｒ９０４を４００〜１２００Ωの間で５段階のどれかの値に選択設定し、抵抗値Ｒ９０５は１６００Ωとし、Ｒ１４５ｂは１.５ＫΩ、Ｒ１４２ｂは３０ＫΩとした場合の、電圧比率Ｖ１／Ｖ２の変化を示したものである。
図３（ｃ）において、この表はロックスイッチ９０６が閉路している状態において、抵抗値Ｒ９０４は図３（ｂ）の場合と同じ値を適用し、抵抗値Ｒ９０５はロックスイッチ９０６によって短絡されて０Ωとなっている場合の電圧比率Ｖ１／Ｖ２の変化を示したものである。
【００４０】
図３（ｂ）と図３（ｃ）から明らかなとおり、第１測定電圧Ｖ１と第２測定電圧Ｖ２との比率を算出することによって、ロックスイッチ９０６の開閉状態と、第１抵抗９０４の抵抗値Ｒ９０４を特定することができるようになっている。
なお、第１および第２測定電圧Ｖ１、Ｖ２のデジタル変換値は、多チャンネルＡＤ変換器１２４の基準電圧端子に印加された基準電圧Ｖrｅf、即ち安定化電圧Ｖｃｃの値に比例している。
従って、補助バッテリ電圧Ｖｂが異常低下して、安定化電源１２２が目標とするＤＣ５Ｖを発生することができない状態においては、得られたデジタル電圧は変動するが、両者の比率であるＶ１／Ｖ２はほぼ一定しており、電源電圧の変動の影響を受けないようになっている。
【００４１】
以下、図１から図３のとおりに構成された実施の形態１による電動車両の充電装置の車両用電力変換装置１００Ａについて、その作用および動作を詳細に説明する。
まず、図１と図２において、車両用電力変換装置１００Ａの通常運転時には、電源スイッチ６００が閉路されると電源リレー６０１と上位制御装置５００の安定化電源５０２を介して演算制御装置５０１に給電されてマイクロプロセッサＥＣＵが起動し、以降はマイクロプロセッサＥＣＵが発生する正常運転信号ＲＵＮによって自己保持給電が行われているとともに、起動指令信号ＳＴＢを発生してモータ制御装置１１１の安定化電源１１２と充電制御装置１２１の安定化電源１２２に対しても給電されて、モータ制御用のマイクロプロセッサＭＣＵと充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵが制御動作を開始する。
【００４２】
そして、モータ制御装置１１１は、駆動電力変換回路１１０を制御して走行用モータ２００に対して可変周波数の三相疑似正弦波電圧を印加して力行運転を行うとともに、車両の惰性走行または降坂走行時には走行用モータ２００を発電機として主バッテリ３００に対する回生充電制御を行うようになっている。
但し、充電制御装置１２１が充電ケーブル９００Ａの接続状態を検出しているときはこの情報が図示しないシリアル通信回路を介して演算制御装置５０１に通報されていて、演算制御装置５０１のマイクロプロセッサＥＣＵは起動指令信号ＳＴＢを発生せず、マイクロプロセッサＥＣＵ側からの指令で、モータ制御用のマイクロプロセッサＭＣＵおよび充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵが作動することはないようになっている。
【００４３】
一方、電源スイッチ６００が開路されている状態であっても、充電開始制御回路１４０Ａによって充電ケーブル９００Ａが接続されたことが検知されると、充電制御装置１２１の安定化電源１２２に給電されて、充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵが制御動作を開始するようになっている。
【００４４】
次に、図１に示す回路構成の動作説明用フローチャートの前段部であって、充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵが作動する前の充電開始制御回路１４０Ａの制御動作をフローチャートで示した図４Ａと、図１に示す回路構成の動作説明用フローチャートの中段部であって、充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵ自体の制御動作をフローチャートで示した図４Ｂと、図１に示す回路構成の動作説明用フローチャートの後段部であって、充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵがその動作を停止するときの制御動作をフローチャートで示した図４Ｃについて順次詳細に説明する。
【００４５】
図４Ａにおいて、ステップＳ４００は、電源スイッチ６００が開路され、充電ケーブル９００Ａは非接続となっている初期状態である。続くステップＳ４０１は、図２における接続検出トランジスタ１４２ａが閉路して接続検出信号ＳＴＡが発生したかどうかを判定し、充電ケーブル９００Ａが接続開始したことによってＹＥＳの判定を行ってステップＳ４０２へ移行し、接続検出信号ＳＴＡが発生していないときはＮＯの判定を行ってステップＳ４０１へ復帰する接続待機ステップである。
【００４６】
ステップＳ４０２は、図２における点灯制御回路１４７ａが低頻度で短時間の閉路動作を行って、表示駆動抵抗１４７ｂを介してケーブル側電源表示器９０７又は車両側電源表示器１９７である電源表示器ＬＥＤを点滅駆動するステップである。
続くステップＳ４０３は、図２におけるＡＣ電圧検出回路１１６が、ＡＣ電圧検出信号Ｖａｅを発生したかどうかを判定し、発生しておればＹＥＳの判定を行ってステップＳ４０４へ移行し、発生していなければＮＯの判定を行ってステップＳ４０１へ復帰する待機ステップとなっている。
【００４７】
ステップＳ４０４は、図２における下限電圧検出回路１１３が、ＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅを発生したかどうかを判定し、発生しておればＹＥＳの判定を行ってステップＳ４０５ｂへ移行し、発生していなければＮＯの判定を行ってステップＳ４０５ａへ移行する判定ステップである。
ステップＳ４０５ａは、例えば数１００ｍｓの待機時間が経過するまではＮＯの判定を行ってステップＳ４０１へ復帰し、この待機時間が経過しても依然としてＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅが発生しなければＹＥＳの判定を行ってステップＳ４０６ａへ移行する判定ステップである。
【００４８】
ステップＳ４０６ａは、図２における直接給電素子１１５ａが閉路されて充電用リレーの電磁コイルＭ２ｕ、Ｍ２ｄが付勢され、これによって図１の充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄが閉路駆動されて発生する直流電圧によって降圧充電装置３０２を介して補助バッテリ３０１に対する一時充電が開始される。
続くステップＳ４０６ｂは、図２における直接充電指令出力ＤＤＶの発生に伴って、点灯制御回路１４７ａが連続導通状態となってケーブル側電源表示器９０７又は車両側電源表示器１９７を連続点灯させるステップである。
【００４９】
続くステップＳ４０７ａは、図２における下限電圧検出回路１１３が、ＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅを発生したかどうかを判定し、発生しておればＹＥＳの判定を行ってステップＳ４０９ａへ移行し、発生していなければＮＯの判定を行ってステップＳ４０７ｂへ移行する判定ステップである。
ステップＳ４０７ｂは、例えば数分間の一時充電期間が経過したかどうかを判定し、未経過であればＮＯの判定を行ってステップＳ４０６ａへ復帰して一時充電を継続し、時間経過であればＹＥＳの判定を行ってステップＳ４０８ａへ移行する判定ステップである。
【００５０】
ステップＳ４０８ａは、図２における直接給電素子１１５ａが開路されて充電用リレーの電磁コイルＭ２ｕ、Ｍ２ｄが消勢され、これによって図１の充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄが消勢開路され、補助バッテリ３０１に対する一時充電が停止されるステップである。
続くステップＳ４０８ｂは、図２における直接充電指令出力ＤＤＶの停止に伴って、点灯制御回路１４７ａが点滅動作状態となるステップである。
【００５１】
続くステップＳ４０８ｃは、充電ケーブル９００Ａを一旦抜取ってから再挿入するか、地上電源の電源スイッチを一旦切ってから再投入することによってステップＳ４０１へ復帰して、ステップＳ４０６ａによる一時充電を再開することができるようになっている。
ステップＳ４０４の判定がＹＥＳであったときに移行するステップＳ４０５ｂは、例えば数１００ｍｓの待機時間が経過するまではＮＯの判定を行ってステップＳ４０４へ復帰し、この待機時間中に引き続くＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅが発生しておればＹＥＳの判定を行ってステップＳ４０９ａへ移行する判定ステップである。
【００５２】
ステップＳ４０９ａは、図２における起動禁止回路１１７が閉路して、補助定電圧電源１４１ａから接続検出トランジスタ１４２ａ、起動禁止回路１１７、駆動時間制限回路１４３、中継用接続素子１４１ｂを介して給電リレーの駆動素子６０１ｂが付勢されるステップであり、続くステップＳ４０９ｂは、駆動素子６０１ｂによって給電開閉素子６０１ａが閉路駆動され、安定化電源１２２が安定化電圧Ｖｃｃを発生するとともに、中継端子Ｂを介して図４ＢのステップＳ４１０へ移行するステップである。
【００５３】
図４Ｂにおいて、ステップＳ４１０は充電制御装置１２１の主体要素であるマイクロプロセッサＢＣＵが制御動作を開始するステップである。
続くステップＳ４１１ａは、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵがウォッチドッグ信号ＷＤＳを発生し、これに応動する図２のウォッチドッグタイマ１２３が正常運転信号ＲＵＮを発生して、保持起動抵抗１４４ｂと中継用接続素子１４１ｂを介して駆動素子６０１ｂを自己保持駆動する電源制御手段となるステップである。
なお、ウォッチドッグタイマ１２３は、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵが発生するウォッチドッグ信号ＷＤＳのパルス周期が所定値を超過した場合にリセット信号ＲＳＴを発生してマイクロプロセッサＢＣＵを初期化して再起動するようになっている。
【００５４】
続くステップＳ４１１ｂは、図２における多チャンネルＡＤ変換器１２４の第１及び第２アナログ信号ＡＮ１、ＡＮ２のデジタル変換値の比率によって、第１及び第２測定電圧Ｖ１、Ｖ２の比率（Ｖ１／Ｖ２）を算出するステップである。
続くステップＳ４１１ｃは、ステップＳ４１１ｂで算出された電圧比率Ｖ１／Ｖ２の値が、図３（ｂ）又は図３（ｃ）の下段で示された０.２１１〜０.６５１の各数値のどれかの値に対して、例えば±１％の範囲で一致しているかどうかを判定し、一致しておればＹＥＳの判定を行ってステップＳ４１２へ移行し、一致しているものがなければＮＯの判定を行ってステップＳ４１５ｂへ移行する判定ステップである。
【００５５】
ステップＳ４１２は、ステップＳ４１１ｂで算出された電圧比率Ｖ１／Ｖ２の値が、図３（ｂ）の下段で示された０.５７１〜０.６５１の各数値の例えば±１％の範囲で一致しているかどうかを判定し、合致しておればロックスイッチ９０６は開路状態であると判定するとともに、算出された電圧比率（Ｖ１／Ｖ２）の値が図３（ｃ）の下段で示された０.２１１〜０.４４４の各数値の例えば±１％の範囲で一致しているかどうかを判定し、合致しておればロックスイッチ９０６は閉路状態であると判定するステップである。
【００５６】
続くステップＳ４１３は、ステップＳ４１２で算出された電圧比率（Ｖ１／Ｖ２）の値に対応した第１抵抗９０４の抵抗値Ｒ９０４を算出決定するステップであり、例えば（Ｖ１／Ｖ２）の値が０.５９５であれば、ロックスイッチ９０６はオフであって、Ｒ９０４＝６００Ωが決定され、（Ｖ１／Ｖ２）の値が０.３４８であれば、ロックスイッチ９０６はオンであって、Ｒ９０４＝８００Ωが決定される。
そして、算出された抵抗値Ｒ９０４の値に応じて充電ケーブル９００Ａの品種が判定され、例えば、この品種に対応して定められた最大充電電流以下の電流で主バッテリ３００に対する充電制御が行われるようになっていて、ステップＳ４１２とステップＳ４１３は抵抗値検出手段となっている。
【００５７】
続くステップＳ４１４ａは、主バッテリ３００による主電源電圧Ｖａａの値が所定値以下であって、充電することが望ましいときにはＹＥＳの判定を行ってステップＳ４１４ｂへ移行し、満充電状態であるときにはＮＯの判定を行ってステップＳ４１５ｂへ移行する判定ステップであり、実態としては満充電でなければＹＥＳとなって充電が開始し、その結果として満充電になればＮＯの判定が行われて充電完了するステップとなっている。
【００５８】
ステップＳ４１４ｂは、図２におけるＡＣ電圧検出回路１１６がＡＣ電圧検出信号Ｖａｅを発生して、充電ケーブル９００Ａから得られた交流電圧が所定の閾値ＡＣ電圧以上であるときにＹＥＳの判定を行ってステップＳ４１４ｃへ移行し、交流電圧が得られていないときにはＮＯの判定を行ってステップＳ４１５ｂへ移行する判定ステップである。
ステップＳ４１４ｃは、ロック解除ボタンが押されてロックスイッチ９０６がオンからオフに変化したことによってＹＥＳの判定が行われてステップＳ４１５ｂへ移行し、変化がなければＮＯの判定を行ってステップＳ４１４ｄへ移行する判定ステップである。
【００５９】
ステップＳ４１４ｄは、給電プラグ９０３が車両側の充電プラグ１９０に完全挿入されて、ロックスイッチ９０６がオフからオンになったことによってＹＥＳの判定が行われてステップＳ４１５ａへ移行し、変化がなければＮＯの判定を行ってステップＳ４１４ｅへ移行する判定ステップである。
【００６０】
ステップＳ４１４ｅは、図４ＡのステップＳ４０１で接続検出信号ＳＴＡが発生したことに伴って充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵが起動してから、ステップＳ４１４ｄによってロックスイッチ９０６が閉路判定されるまでの経過時間が、例えば数１００ｍｓを超過したかどうかを判定し、閉路動作が遅れておればＹＥＳの判定を行ってステップＳ４１５ｂへ移行し、時間超過していなければＮＯの判定を行って動作終了ステップＳ４２０へ移行する判定ステップである。
【００６１】
ステップＳ４１５ａは、ステップＳ４１４ｄがＹＥＳの判定を行って、ロックスイッチ９０６の閉路判定が行われたことによって充電リレー駆動出力ＤＲＶを発生し、図２における電磁コイルＭ１ｕ、Ｍ１ｄ、Ｍ２ｕ、Ｍ２ｄが駆動されて、図１における充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄと、充電電力変換回路１２０と、走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄを介して地上電源から主バッテリ３００への充電が開始するとともに、充電電力変換回路１２０の出力電圧は、降圧充電装置３０２を介して補助バッテリ３０１の充電を開始する。
【００６２】
なお、図４ＡのステップＳ４０７ａがＹＥＳの判定を行った結果として、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵが起動された場合には、直接給電素子１１５ａによる直接充電指令出力ＤＤＶに代わって、図４ＢのステップＳ４１５ａおける充電リレー駆動出力ＤＲＶによる補助バッテリ３０１への充電が継続することになる。
続くステップＳ４１６ａは、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵが主バッテリ３００に対する充電電流を監視しながら充電電力変換回路１２０の出力電圧の調整を行う充電制御ステップであり、補助バッテリ３０１に対する充電制御は降圧充電装置３０２によって行われるようになっている。
【００６３】
続くステップＳ４１７ａは、ケーブル側電源表示器９０７又は車両側電源表示器１９７を断続点灯させる表示指令信号ＤＳＰを発生し、この表示指令信号ＤＳＰは例えば主バッテリ３００に対する充電電流が大きいときには通電率を大きくして充電度合いが観測できるように数段階の点灯モードで変化するようになっている。
【００６４】
ステップＳ４１５ｂは、ステップＳ４１１ｃの判定で第１抵抗９０４の抵抗値Ｒ９０４が適正でなかったとき、又はステップＳ４１４ａの判定で主バッテリ３００が満充電状態に充電されたとき、又はステップＳ４１４ｂの判定で充電ケーブル９００Ａから適正な交流電源電圧が得られていないとき、又はステップＳ４１４ｃの判定でロックスイッチ９０６が開路されたとき、又はステップＳ４１４ｅの判定で給電プラグ９０３の不完全挿入状態の時間が長すぎるときに実行されて、ステップＳ４１５ａで発生した充電リレー駆動出力ＤＲＶを停止するか、充電リレー駆動出力ＤＲＶが停止中であればこれを持続するステップであり、ステップＳ４１５ａとステップＳ４１５ｂは充電系コンタクタ制御手段となっている。
【００６５】
続くステップＳ４１７ｂは、ケーブル側電源表示器９０７又は車両側電源表示器１９７を点滅動作させる表示指令信号ＤＳＰを発生し、この表示指令信号ＤＳＰは例えば図４ＡのステップＳ４０２におけるハードウエア上の点滅動作より、少し点灯時間比率を高めるか、点滅周期を早くして、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵが作動中であることが識別できるようになっていて、ステップＳ４１７ａとステップＳ４１７ｂとは充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵによる表示制御手段となっている。
【００６６】
続くステップＳ４１８ａは、図２における接続検出信号ＳＴＡが引き続き発生中であるかどうかを判定し、発生中であればＹＥＳの判定を行ってステップＳ４１８ｂへ移行し、接続検出信号ＳＴＡが停止しておればＮＯの判定を行って、中継端子Ｃを介して図４ＣのステップＳ４３０へ移行する判定ステップである。
ステップＳ４１８ｂは、主バッテリ３００が満充電状態であるかどうかを判定し、満充電状態であればＹＥＳの判定を行って、中継端子Ｃを介して図４ＣのステップＳ４３０へ移行し、満充電状態でなければＮＯの判定を行って動作終了ステップＳ４２０へ移行する判定ステップである。
【００６７】
なお、ステップＳ４１８ａとステップＳ４１８ｂによって構成されたブロックのステップＳ４１８は停止移行手段となるものであり、ステップＳ４１８ａにおいて接続検出信号ＳＴＡが停止して給電プラグ９０３が抜き取られているか、ステップＳ４１８ｂにおいて主バッテリ３００の満充電状態が検出されたことによって充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵの停止状態に移行するようになっている。
動作終了ステップＳ４２０では、他の制御プログラムを行って、例えば５ｍｓ以下の所定時間以内に動作開始ステップＳ４１０へ復帰して、以下のステップを繰り返して実行するようになっている。
【００６８】
図４Ｃにおいて、電源制御手段となるステップＳ４３０では、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは停止処理動作を実行してからウォッチドッグ信号ＷＤＳの発生を停止する。
続くステップＳ４３１ではウォッチドッグタイマ１２３が正常運転信号ＲＵＮの発生を停止し、これにより給電開閉素子６０１ａを開路して、安定化電源１２２への給電が停止する。続くステップＳ４３２において、給電プラグ９０３の抜取りが完了するとＹＥＳの判定となって、図４Ａの冒頭で示されたケーブル非接続の初期状態に復帰することになる。
【００６９】
但し、ステップＳ４３２において、給電プラグ９０３の抜取りが完了していないときはＮＯの判定となってステップＳ４３３へ移行して、図２における点灯制御回路１４７ａによって電源表示器が点滅動作を行うことになる。そして、続くステップＳ４３４において地上電源側の電源スイッチが閉路状態のままであればＮＯの判定が行われてステップＳ４３２へ移行し、電源スイッチが再投入されるとＹＥＳの判定が行われてステップＳ４３５へ移行する。ステップＳ４３５では図２における駆動時間制限回路１４３が初期化されて図４Ａにおける初期状態に復帰するようになっている。
【００７０】
以上の説明で明らかなとおり、実施の形態１においては、図２の駆動時間制限回路１４３によって、接続検出トランジスタ１４２ａによって充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵの起動開始タイミングを制限しているが、若しも駆動時間制限回路１４３を廃止すると、充電ケーブル９００Ａが接続されて地上電源から交流電圧が供給され、補助バッテリ電圧Ｖｂが正常であれば、接続検出トランジスタ１４２ａと起動禁止回路１１７によって給電開閉素子６０１ａは常時閉路駆動されているので、この状態では充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵを停止させることができないようになっている。
【００７１】
一方、図４ＢにおけるステップＳ４１８によって充電ケーブル９００Ａが接続されたままであっても、主バッテリ３００が満充電になれば充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは作動停止するようになっているので、補助バッテリ３０１の消費電力を抑制することができるが、これを可能にするために図２における駆動時間制限回路１４３を有効にしておく必要がある。
【００７２】
しかし、駆動時間制限回路１４３を設けた状態で充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵを停止すると、図２における駆動時間制限回路１４３を初期化しておかなければマイクロプロセッサＢＣＵの再起動ができない構成となっており、そのための対応策として図４ＣにおけるステップＳ４３４で示したＡＣ電源の再投入が行われている。但し、再投入操作に代わって充電ケーブル９００Ａの受電プラグ９０１を抜くか、給電プラグ９０３を抜いて接続検出信号ＳＴＡを一旦解除することによっても充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵの再起動は可能となっている。
【００７３】
以上の説明で明らかなとおり実施の形態１による車両の充電装置は、車載の主バッテリ３００から、走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄを介して走行用モータ２００に駆動電力を供給する駆動電力変換回路１１０と、車両外部の電源に接続された充電ケーブル９００Ａに接続される車載の充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄ、又はこの充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄと走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄによって構成された一対の直列コンタクタを含む充電系コンタクタを介して主バッテリ３００の充電を行う充電電力変換回路１２０と、充電ケーブル９００Ａの接続状態を検出して、主バッテリ３００に対する充電経路に設けられた充電系コンタクタを開閉制御する充電開始制御回路１４０Ａを備えるとともに、少なくとも、主バッテリ３００から走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄと降圧充電装置３０２を介して充電される補助バッテリ３０１から制御用電力が供給される車両用電力変換装置１００Ａであって、充電ケーブル９００Ａは、車両外部の電源に接続される受電プラグ９０１と、この受電プラグ９０１に対して一対の電源線９０２ａ、９０２ｂを介して接続されて車両側の充電プラグ１９０に挿込まれる給電プラグ９０３を備えるとともに、少なくとも最大充電電流の差異によって異なる複数品種の充電ケーブルが適用され、充電ケーブル９００Ａは、更に給電プラグ９０３が充電プラグ１９０に対して完全に挿入されて、脱落防止用のロック機構が作用したことによって閉路又は開路動作するロックスイッチ９０６と、複数品種の充電ケーブルに対応した抵抗値を有する第１抵抗９０４と、この第１抵抗９０４と直列接続され、ロックスイッチ９０６に並列接続された第２抵抗９０５を備えている。
【００７４】
そして、ロックスイッチ９０６は、ロック解除ボタンを押すことによって不作動となって、給電プラグ９０３の抜取り過程では開路又は閉路の不作動状態となり、第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路は信号端子を介して給電プラグ９０３から充電プラグ１９０に接続されており、充電開始制御回路１４０Ａは、充電電力変換部１２０の出力電圧と出力電流を制御する充電制御装置１２１と協働し、充電制御装置１２１は補助バッテリ３０１から給電開閉素子６０１ａを介して給電されて所定の安定化電圧Ｖｃｃを発生する安定化電源１２２によって給電駆動されるとともに、補助バッテリ３０１から直接給電されて所定の安定化電圧Ｖｄｄを発生する補助定電圧電源１４１ａからベース抵抗１４２ｂと第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路を介して閉路駆動される接続検出トランジスタ１４２ａと、この接続検出トランジスタ１４２ａが閉路しているときに閉路駆動される給電開閉素子６０１ａと、第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路に印加される電圧に比例した電圧が入力される多チャンネルＡＤ変換器１２４とを備えている。
【００７５】
多チャンネルＡＤ変換器１２４は、安定化電圧ＶｃｃがＡＤ変換器の駆動電圧Ｖａｄ及びＡＤ変換のための基準電圧Ｖrｅfとして使用され、充電制御装置１２１はマイクロプロセッサＢＣＵを包含し、このマイクロプロセッサＢＣＵは、多チャンネルＡＤ変換器１２４によるデジタル信号が入力されて、第１抵抗９０４の抵抗値とロックスイッチ９０６の開閉状態を判定して、給電プラグ９０３が挿入完了してロックスイッチ９０６が動作しているときに充電系コンタクタを通電駆動して充電し、ロック解除ボタンが押されてロックスイッチ９０６が不作動になると、充電未完了であっても充電系コンタクタの駆動を停止する充電系コンタクタ制御手段４１５ａ、４１５ｂを備えている。
【００７６】
従って、充電ケーブル９００Ａは充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄを内蔵せず、充電制御仕様を発信するための能動素子を持たない簡易な構成のものが使用でき、主要な制御電力を発生する安定化電源１２２が不作動の状態で充電ケーブル９００Ａの接続状態を探知して、安定化電源１２２を立ち上げることができるので，駐車状態における補助バッテリ３０１の消費電力を抑制することができる効果がある。
また、安定化電源１２２が立上ってから充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵと協働する多チャンネルＡＤ変換器１２４は、充電ケーブル９００Ａ内の第１抵抗９０４、又は第１抵抗９０４と第２抵抗９０５の直列回路に対する各部の電圧を測定し、これを対比することによって正確な抵抗値の測定が可能となり、補助バッテリ３０１の電源電圧が異常低下して、安定化電圧Ｖｃｃが不足しているときであっても、マイクロプロセッサＢＣＵの自己停止電圧以上の電圧であれば、正確な抵抗値の測定が行えて誤った充電制御が行われないようにすることができる効果がある。
【００７７】
なお、ここでは，接続検出トランジスタ１４２ａによって給電プラグ９０３が車両側の充電プラグ１９０に接続開始したかどうかを検出する動作は第一ステージとなり、安定化電源１２２を起動してマイクロプロセッサＢＣＵを作動させロックスイッチ９０６の開閉状態と第１抵抗９０４の抵抗値を測定する動作は第二ステージとなって分割されているので、第一ステージでは補助バッテリ３０１の消費電力は微小となり、第二ステージではマイクロプロセッサＢＣＵを用いて高精度に抵抗値の測定が行える構成となっており、充電ケーブル９００Ａが接続されていてマイクロプロセッサＢＣＵが不作動となる状態で長時間放置された場合には補助バッテリ３０１の損失抑制に対して顕著な効果を発揮するとともに、マイクロプロセッサＢＣＵによらないで抵抗値の測定を行うものに比べて、高精度な抵抗値の測定が行えて多様な制御定数の選択設定が行える効果がある。
【００７８】
さらに実施の形態１による車両の充電装置は、安定化電源１２２の出力電圧である安定化電圧Ｖｃｃは、給電ダイオード１４５ａと直列給電抵抗１４５ｂとを介して第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路に対して印加されているとともに、接続検出トランジスタ１４２ａは補助定電圧電源１４１ａを介して給電され、ベース抵抗１４２ｂの抵抗値Ｒ１４２ｂは直列給電抵抗１４５ｂの抵抗値Ｒ１４５ｂよりは大きな値となっており、直列給電抵抗１４５ｂの両端印加電圧である第１測定電圧Ｖ１と第２測定電圧Ｖ２は、それぞれ多チャンネルＡＤ変換器１２１の第１及び第２アナログ信号ＡＮ１、ＡＮ２として入力され、充電制御装置１２１を構成するマイクロプロセッサＢＣＵは、第１測定電圧Ｖ１の値と第２測定電圧Ｖ２の値と、既知の制御定数である直列給電抵抗１４５ｂの抵抗値Ｒ１４５ｂの値を参照して、第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列合成抵抗を算出し、第１抵抗９０４は、複数品種の充電ケーブルに対応して選択決定されている所定値以下の抵抗値であるのに対し、第２抵抗９０５は第１抵抗９０４の最大抵抗よりも大きな抵抗値を有する既知の制御定数となる固定抵抗であり、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは、更に算出された直列合成抵抗の抵抗値が、第２抵抗９０５の抵抗値Ｒ９０５よりも大きいか小さいかによって、ロックスイッチ９０６が開路又は閉路していると判定し、ロックスイッチ９０６が開路しているときには、算出された直列合成抵抗の値から第２抵抗９０５の抵抗値Ｒ９０５を減算して第１抵抗９０４の抵抗値Ｒ９０４を算出し、ロックスイッチ９０６が閉路しているときには、算出された直列合成抵抗の値が第１抵抗９０４の抵抗値Ｒ９０４であると判定する抵抗値検出手段４１２、４１３を備えている。
【００７９】
以上のとおり、充電ケーブル９００Ａ内に設けられた第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路には、給電ダイオード１４５ａと直列給電抵抗１４５ｂを介して安定化電圧Ｖｃｃが印加され、この直列給電抵抗１４５ｂの両端印加電圧は多チャンネルＡＤ変換器１２４を介して充電制御装置１２１を構成するマイクロプロセッサＢＣＵに入力されているとともに、接続検出トランジスタ１４２ａは補助定電圧電源１４１ａを介して給電され、そのベース抵抗１４２ｂの抵抗値Ｒ１４２ｂは直列給電抵抗Ｒ１４５ｂよりは大きな値となっている。そして、第１抵抗９０４は、複数品種の充電ケーブルに対応して選択決定されている所定値以下の抵抗値であるのに対し、第２抵抗９０５は第１抵抗９０４の最大抵抗よりも大きな抵抗値を有する既知の制御定数となる固定抵抗となっており、これによって第２抵抗９０５がロックスイッチ９０６によって短絡されているか否かを判別したうえで、第１抵抗９０４の抵抗値を検出するようになっている。
【００８０】
従って、マイクロプロセッサＢＣＵによって第１抵抗９０４の抵抗値を測定するときには、第１抵抗９０４と第２抵抗９０５の直列回路に対して安定化電圧Ｖｃｃが印加されているとともに、補助定電圧電源１４１ａ側から第１抵抗９０４に流入する電流は、抵抗値Ｒ１４２ｂの値を抵抗値Ｒ１４５ｂの値の例えば１０倍以上に大きくしておけば微小となり、直列給電抵抗１４５ｂの両端印加電圧を測定するだけで、電源電圧の変動の影響を受けないで正確に抵抗値の算出が行える特徴がある。また、充電ケーブル９００Ａが接続されていないときには、補助定電圧電源１４１ａの負荷電流が発生せず、充電ケーブル９００Ａが接続されているときであっても接続検出トランジスタ１４２ａのベース電流及びコレクタ電流が微小であるため、非充電状態における補助バッテリ３０１の消費電力を抑制することができる特徴がある。
【００８１】
また実施の形態１による車両の充電装置は、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは、ウォッチドッグタイマ１２３と協働して正常運転信号ＲＵＮを発生するとともに、マイクロプロセッサＢＣＵが制御動作を完了して、ウォッチドッグ信号ＷＤＳを停止したことによって正常運転信号ＲＵＮが停止する電源制御手段４１１ａ、４３０を備え、給電開閉素子６０１ａは、少なくとも接続検出トランジスタ１４２ａが閉路しているときに閉路駆動されるとともに、正常運転信号ＲＵＮが発生しているときにも閉路駆動されて、給電開閉素子６０１ａを介して安定化電源１２２に対する自己保持給電が行われ、充電開始制御回路１４０Ａは、更にＡＣ電圧検出回路１１６と安定化電源１２２に対する起動禁止回路１１７とを備え、ＡＣ電圧検出回路１１６は、給電プラグ９０３と充電プラグ１９０とを介して、電源線９０２ａ、９０２ｂから得られた交流電源電圧が、所定の閾値ＡＣ電圧以上の電圧を発生していることによって電気的に絶縁されたＡＣ電圧検出信号Ｖａｅを発生するものであり、起動禁止回路１１７は、接続検出トランジスタ１４２ａと協働して、少なくともＡＣ電圧検出信号Ｖａｅが発生しているときに給電開閉素子６０１ａの閉路駆動を許可するものである。
【００８２】
以上のとおり、充電開始制御回路１４０Ａは、更にＡＣ電圧検出回路１１６と安定化電源１２２に対する起動禁止回路１１７とを備えていて、起動禁止回路１１７は、接続検出トランジスタ１４２ａと協働して、充電プラグ１９０から得られるＡＣ電圧が所定の閾値電圧以下であるときには、安定化電源１２２に対する給電を禁止して、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵの起動を禁止するようになっている。
【００８３】
これにより、充電ケーブル９００Ａが地上電源に接続された活線状態で車両側の充電プラグ１９０に接続された場合であれば、充電プラグ１９０の接触開始にともなって安定化電源１２２に対する起動が行われて充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは第１抵抗９０４の抵抗値とロックスイッチ９０６の開閉状態を判定して、ロックスイッチ９０６が動作しておれば充電系コンタクタに対する給電駆動が行われるとともに、充電ケーブル９００Ａが地上電源に接続されていない状態で車両側の充電プラグ１９０に接続された場合であれば、たとえ、充電プラグ１９０が接触開始し、やがて接触完了してロックスイッチ９０６の動作状態となっていても、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵが不作動であるため第１抵抗９０４の抵抗値とロックスイッチ９０６の開閉状態を判定は行われず、安定化電源１２２の作動待ちの状態となっている。
【００８４】
この状態で地上電源の電源スイッチが投入されると、安定化電源１２２に対する起動が行われてマイクロプロセッサＢＣＵは第１抵抗９０４の抵抗値とロックスイッチ９０６の開閉状態を判定して、充電系コンタクタに対する給電駆動が行われることになる。従って、充電ケーブル９００Ａの活線状態又は非活線状態のいずれの場合であっても、充電ケーブル９００Ａの接続が完了してから充電系コンタクタが閉路駆動されるので、受電プラグ９０１または給電プラグ９０３の挿入中に通電が行われることがない特徴があるとともに、不必要に安定化電源１２２が起動されないようにして消費電力を抑制することができる特徴がある。なお、受電プラグ９０１または給電プラグ９０３を抜取るときには、ロック解除ボタンを押してロックスイッチ９０６を不作動にする必要があり、これによって充電系コンタクタが消勢開路されるので、通電中の抜取り操作は行えないようになっている。
【００８５】
また実施の形態１による車両の充電装置は、充電系コンタクタは、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄ及び走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄによって構成された一対の直列コンタクタによって構成されているとともに、充電電力変換回路１２０は、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄを介して地上電源から交流電圧が印加されて、充電制御装置１２１が不作動であるときには、交流電圧を電気的に絶縁して整流した所定の直流電圧ＶＤＣを発生するようになっていて、充電開始制御回路１４０Ａは、更に補助バッテリ電圧Ｖｂの下限電圧検出回路１１３と、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄに対する直接給電素子１１５ａを備え、下限電圧検出回路１１３は、接続検出トランジスタ１４２ａが閉路しているときに動作して、補助バッテリ電圧Ｖｂの電圧が所定の閾値ＤＣ電圧以上であるときにＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅを発生する比較回路であり、所定の閾値ＤＣ電圧は、安定化電源１２２が安定化電圧Ｖｃｃを発生するのに必要とされる補助バッテリ電圧Ｖｂの第二電圧Ｖｂ２と、安定化電源１２２がマイクロプロセッサＢＣＵの電源リセット電圧Ｖｒｓｔ＜Ｖｃｃを発生するのに必要とされる補助バッテリ電圧Ｖｂの第一電圧Ｖｂ１（但し、Ｖｂ１＜Ｖｂ２）との間の電圧であって、マイクロプロセッサＢＣＵは電源リセット電圧Ｖｒｓｔ以上の電源電圧において制御動作を行うものであり、ＡＣ電圧検出回路１１６に関する所定の閾値ＡＣ電圧と、所定の直流電圧ＶＤＣは、降圧充電装置３０２によって補助バッテリ３０１を充電することが可能となる最小電圧以上の電圧であり、起動禁止回路１１７は、ＤＣ電圧検出信号ＶｂｅとＡＣ電圧検出信号Ｖａｅが共に発生しているときに閉路動作するものであり、直接給電素子１１５ａは、ＡＣ電圧検出信号Ｖａｅによって交流電源電圧が印加されていることが検知され、更に、下限電圧検出回路１１３がＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅを発生するに至らない低電圧であるときに作用して、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄを閉路駆動する開閉素子であって、この直接給電素子１１５ａの閉路時間は、充電時間規制回路１１５ｂによって制限されている。
【００８６】
以上のとおり、充電系コンタクタは、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄ及び走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄによって構成された一対の直列コンタクタによって構成され、充電開始制御回路１４０Ａは、更に電圧検出信号Ｖａｅによって交流電源電圧が検知され、補助バッテリ電圧がＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅを発生するに至らない低電圧であるときに作用して、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄを閉路駆動する直接給電素子１１５ａを備え、この直接給電素子１１５ａの閉路時間は、充電時間規制回路１１５ｂによって制限されている。
【００８７】
従って、補助バッテリ電圧Ｖｂが異常低下して、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵの制御動作が行えない状態となっている場合に、補助バッテリ３０１によって充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄの閉路駆動が行える状態であれば、充電電力変換回路１２０と降圧充電装置３０２を介して補助バッテリ３０１の充電が可能となり、補助バッテリ電圧の上昇に伴ってマイクロプロセッサＢＣＵの制御動作が開始して正常状態に復帰することが可能となる特徴がある。
なお、直接給電素子１１５ａによる補助バッテリ３０１の充電では、マイクロプロセッサＢＣＵが作動していない状態であるため、ロックスイッチ９０６の閉路状態も確認されておらず、これに代わる対策として接続検出トランジスタ１４２ａの閉路持続状態を確認してから実行されるとともに、受電電圧の印加による補助バッテリ３０１の電圧上昇を待機するための短時間の充電時間に規制するようになっている。
【００８８】
また実施の形態１による車両の充電装置は、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは、少なくとも接続検出トランジスタ１４２ａが閉路したことにより制御動作を開始し、充電完了して充電系コンタクタを開路したとき、又は給電プラグ９０３が抜取られて接続検出トランジスタ１４２ａが開路したときまで制御動作を継続し、給電プラグ９０３側又は充電プラグ１９０側には、ケーブル側電源表示器９０７又は車両側電源表示器１９７である電源表示器が設けられ、充電開始制御回路１４０Ａ、１４０Ｂは、更に電源表示器に対する点灯制御回路１４７ａを備え、点灯制御回路１４７ａは、マイクロプロセッサＢＣＵが不作動であって、接続検出トランジスタ１４２ａが閉路しているときには低頻度又は短小パルスによる点滅出力を発生するとともに、直接給電素子１１５ａが閉路しているときには連続状態の点灯出力を発生して電源表示器を点滅又は点灯駆動するとともに、マイクロプロセッサＢＣＵは、電源表示器を給電駆動する表示指令ＤＳＰを発生して、接続検出トランジスタ１４２ａが閉路していて、充電系コンタクタが開路している期間において断続動作指令を行い、充電系コンタクタが閉路駆動されている期間においては補助バッテリ３０１の充電状態に応動する複数段階の通電デューティ又は頻度による断続駆動指令信号を発生する表示制御手段４１７ａ、４１７ｂを備えている。
【００８９】
以上のとおり、給電プラグ９０３側又は充電プラグ１９０側には、ケーブル側電源表示器９０７又は車両側電源表示器１９７である電源表示器が設けられているとともに、この電源表示器は充電ケーブル９００Ａが接続されていて、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵが不作動であるときに作動する点灯制御回路１４７ａによって点滅又は点灯駆動されるようになっている。また、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵを駆動する安定化電源１２２の給電回路に設けられた給電開閉素子６０１ａは、マイクロプロセッサＢＣＵが正常動作中に発生する正常運転信号によって自己保持動作し、マイクロプロセッサＢＣＵが発生する表示指令信号ＤＳＰは、充電ケーブル９００Ａが接続されて充電系コンタクタが開路しているときには電源表示器を断続駆動し、充電ケーブ９００Ａルが接続されて充電系コンタクタが閉路しているときには連続駆動、又は断続駆動が行われるようになっている。
従って、補助バッテリ３０１の充電状態に対応した電源表示器の点灯制御はマイクロプロセッサＢＣＵによって行われ、マイクロプロセッサＢＣＵが停止した後は、簡単なハードウエア構成の点灯制御回路１４７ａによって点滅又は点灯制御が行われて、充電ケーブル９００Ａの接続状態と充電中であるかどうかの識別が行えて消費電力が抑制される特徴がある。
【００９０】
また実施の形態１による車両の充電装置は、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは、接続検出トランジスタ１４２ａと起動禁止回路１１７とに直列接続された駆動時間制限回路１４３に応動する給電開閉素子６０１ａを介して、安定化電源１２２が補助バッテリ３０１から給電されて安定化電圧Ｖｃｃを発生したことによって起動され、起動禁止回路１１７は、少なくともＡＣ電圧検出回路１１６がＡＣ電圧検出信号Ｖａｅを発生していることによって導通して起動許可状態となり、駆動時間制限回路１４３は、接続検出トランジスタ１４２ａと起動禁止回路１１７とが共に閉路状態となってから所定の期間中で閉路状態となり、少なくとも正常運転信号ＲＵＮが発生するまでは給電開閉素子６０１ａを閉路駆動し、マイクロプロセッサＢＣＵは、更に主バッテリ３００に対する充電電流と充電電圧を監視して、その充電状態が適正状態に到達したかどうかを判定し、適正充電状態に到達して充電系コンタクタが開路されると、給電プラグ９０３が抜かれていなくて接続検出トランジスタ１４２ａが作動していてもマイクロプロセッサＢＣＵがウォッチドッグ信号ＷＤＳを停止して自己停止する停止移行手段４１８を備えている。
【００９１】
以上のとおり、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵの電源回路を起動するための接続検出トランジスタ１４２ａには、起動禁止回路１１７と駆動時間制限回路１４３が接続されていて、マイクロプロセッサＢＣＵが起動されて、正常運転信号ＲＵＮによって自己保持給電が行われている状態で主バッテリ３００が適正充電状態に到達すると、給電プラグ９０３が抜かれていなくても正常運転信号ＲＵＮが停止し、自己保持給電回路が遮断されてマイクロプロセッサＢＣＵが作動停止するようになっている。
【００９２】
従って、適正充電状態に到達すると、給電プラグ９０３の挿抜状態とは無関係に安定化電源１２２と充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵが停止し、給電プラグ９０３を挿入した状態で長時間放置されているのきの補助バッテリ３０１の消費電力を抑制することができる特徴がある。また、充電完了しても給電プラグ９０３が挿入されたままで放置されているときには、接続検出トランジスタ１４２ａには充電ケーブル９００Ａ内の第１抵抗９０４を通じてベース電流が流れ、電源表示器を有するものであれば、これが点滅動作を行って微小電力の消費を行うことになるが、これにより充電ケーブル９００Ａの抜取りを促すことができるようになっている。
【００９３】
実施の形態２．
次に、実施の形態２による車両の充電装置を図５から図８に基づいて説明する。
車両の充電装置の全体回路ブロック図である図５と、充電開始制御回路を主体とする詳細回路図である図６について、図１と図２のものとの相違点を中心にして、その構成を詳細に説明する。
なお、各図において同一符号は同一又は相当部分を示し、車両用電力変換装置１００Ａは車両用電力変換装置１００Ｂとなり、充電開始制御回路１４０Ａは充電開始制御回路１４０Ｂとなり、充電ケーブル９００Ａは充電ケーブル９００Ｂとなって、符号末尾の大文字の英字によって実施の形態の区分を示している。
【００９４】
図５において、図１との第１の相違点は、それぞれが図２と図６で示された異なる型式の充電開始制御回路１４０Ａ、１４０Ｂが適用されていることであって、これについては図６において詳述する。第２の相違点は、図１の場合には充電ケーブル９００Ａ内にケーブル側電源表示器９０７を備え、これに代わって、車両側電源表示器１９７（図２参照）を車両側に設けても良いとするものであったが、図５の場合には車両側電源表示器１９７を車両側に設け、これに代わって充電ケーブル９００Ｂ内にケーブル側電源表示器９０７（図６参照）を備えてもよいとするものである。
【００９５】
次に、図５に示す充電開始制御回路１４０Ｂを主体とする詳細回路図である図６について、図２のものとの相違点を中心にして、その構成を詳細に説明する。
図６において、図２との第１の相違点は、図２における接続検出トランジスタ１４２ａは、補助定電圧電源１４１ａを介して補助バッテリ３０１から給電されているのに対し、図６における接続検出トランジスタ１４２ａは、補助バッテリ３０１から直接給電されていて、補助定電圧電源１４１ａが使用されていないことである。その結果、図２における下限電圧検出回路１１３の下流側に接続されていた接続検出素子１１４ａが不要となって、図６では下限電圧検出回路１１３の上流側に接続検出トランジスタ１４２ａが接続されている。
また、図２における点灯制御回路１４７ａは、補助定電圧電源１４１ａから接続検出トランジスタ１４２ａを介して給電されていたが、図６では補助バッテリ３０１から接続検出トランジスタ１４２ａを介して給電されるようになっている。
【００９６】
図６において、図２との第２の相違点は、図２における多チャンネルＡＤ変換器１２４には、直列給電抵抗１４５ｂの両端電位が第１アナログ信号ＡＮ１と第２アナログ信号ＡＮ２として入力されていたが、図６における多チャンネルＡＤ変換器１２４には、これに加えて補助バッテリ電圧Ｖｂを監視するための第３アナログ信号ＡＮ３が付加されていることであり、その詳細は図７によって説明する。
【００９７】
次に、図６に示す電圧検出部を示す局部の詳細回路図である図７について、その構成を詳細に説明する。
図７において、抵抗値がＲ９０４である第１抵抗９０４と、抵抗値がＲ９０５である第２抵抗９０５とは互いに直列接続され、接続検出トランジスタ１４２ａのベース回路を構成するダイオード１４２ｄと、抵抗値がＲ１４２ｂであるベース抵抗１４２ｂとを介して、補助バッテリ３０１が発生する例えばＤＣ６〜１５Ｖの補助バッテリ電圧Ｖｂが印加されている。そして、ベース抵抗１４２ｂの上流側電位であるベース電圧Ｖ０は、分圧抵抗１４８ａ、１４８ｂによって分圧されて第３測定電圧Ｖ３となり、これが抵抗値Ｒ１４８ｃの第３入力抵抗１４８ｃを介して第３アナログ信号ＡＮ３として多チャンネルＡＤ変換器１２４に入力されている。
【００９８】
また、第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路には、更に給電ダイオード１４５ａと抵抗値がＲ１４５ｂである直列給電抵抗１４５ｂを介して、安定化電源１２２が発生する例えばＤＣ５Ｖの安定化電圧Ｖｃｃが印加されている。そして、直列給電抵抗１４５ｂの負側電位である第１測定電圧Ｖ１は、抵抗値がＲ１４６ａである第１入力抵抗１４６ａを介して多チャンネルＡＤ変換器１２４の第１アナログ信号ＡＮ１として入力されている。
【００９９】
また、直列給電抵抗１４５ｂの正側電位である第２測定電圧Ｖ２は、抵抗値がＲ１４６ｂである第２入力抵抗１４６ｂを介して多チャンネルＡＤ変換器１２４の第２アナログ信号ＡＮ２として入力されている。なお、多チャンネルＡＤ変換器１２４の電源端子には駆動電圧Ｖａｄとして安定化電圧Ｖｃｃが印加され、基準電圧端子には基準電圧Ｖrｅfとして同じく安定化電圧Ｖｃｃが印加されている。従って、多チャンネルＡＤ変換器１２４に対するアナログ入力電圧が基準電圧Ｖrｅfである安定化電圧Ｖｃｃと等しくなったときに、このアナログ入力電圧に対するデジタル変換値はフルスケール値となるようになっている。
【０１００】
ここで、ベース抵抗１４２ｂに印加されるベース電圧Ｖ０と、一対の分圧抵抗１４８ａ、１４８ｂの抵抗値Ｒ１４８ａ、Ｒ１４８ｂによって分圧して得られる第３測定電圧Ｖ３との関係は式（７）で示されるとおりである。
α＝Ｖ３/Ｖ０＝＝Ｒ１４８ｂ/（Ｒ１４８ａ＋Ｒ１４８ｂ）  ・・・・・（７）
但し、Ｒ１４２ｂ＋Ｒ９０５＋Ｒ９０４＜＜Ｒ１４８ａ＋Ｒ１４８ｂ  とする。
【０１０１】
なお、分圧比αは、安定化電圧Ｖｃｃの値を補助バッテリ３０１の最大出力電圧Ｖｂｍａｘで割って得られる固定の制御定数となっており、これにより、多チャンネルＡＤ変換器１２４には安定化電圧Ｖｃｃ以上の電圧が入力されないようになっている。一方、ベース抵抗１４２ｂから第１抵抗９０４と第２抵抗９０５に流入する電流をＩｘとし、直列給電抵抗１４５ｂから第１抵抗９０４と第２抵抗９０５に流入する電流をＩｙとすると、次の式（８）〜（１０）が成立する。
Ｉｘ＝（Ｖ０−Ｖ１）/Ｒ１４２ｂ＝（Ｖ３/α−Ｖ１）／Ｒ１４２ｂ・・・（８）
Ｉｙ＝（Ｖ２−Ｖ１）/Ｒ１４５ｂ  ・・・・・・・・・・・・・・・・・（９）
Ｉｘ＋Ｉｙ＝Ｖ１/（Ｒ９０４＋Ｒ９０５）  ・・・・・・・・・・・・・（１０）
【０１０２】
式（８）〜（１０）を合成すると（１１）式が成立する。
Ｒ９０４＋Ｒ９０５＝Ｖ１/（Ｉｘ＋Ｉｙ）
＝Ｒ１４２ｂ×Ｒ１４５ｂ/［Ｒ１４５ｂ×（Ｖ３/（αＶ１）−１）
＋Ｒ１４２ｂ×（Ｖ２/Ｖ１−１）］  ・・・・・・・・・・・・（１１）
式（１１）において、抵抗値Ｒ１４２ｂ、抵抗値Ｒ１４５ｂ、分圧比αは既知の固定定数であり、第１〜第３測定電圧Ｖ１〜Ｖ３は、第１〜第３アナログ信号ＡＮ１〜ＡＮ３として多チャンネルＡＤ変換器１２４に入力され、そのデジタル変換値が充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵに入力されているので、マイクロプロセッサＢＣＵはこれらの固定定数と可変の測定値に基づいて直列合成抵抗Ｒ９０４＋Ｒ９０５の値を算出することができる。
【０１０３】
なお、式(１１）において、補助バッテリ電圧Ｖｂの異常な電圧低下によって、安定化電源１２２の出力電圧が、所定の安定化電圧Ｖｃｃを維持できなくなって変動すると、これに反比例して第１〜第３測定電圧Ｖ１〜Ｖ３が変動するが、電圧比率（Ｖ３／Ｖ１）と（Ｖ２／Ｖ１）が変動することはないので、電源電圧の変動があっても高精度に抵抗値の測定が行えるようになっている。
【０１０４】
以下、図５から図７のとおりに構成された実施の形態２による電動車両の充電装置における、車両用電力変換装置１００Ｂについて、その作用・動作を詳細に説明する。
まず、図５と図６において、車両用電力変換装置１００Ｂの通常運転時には、電源スイッチ６００が閉路されると電源リレー６０１と上位制御装置５００の安定化電源５０２を介して演算制御装置５０１に給電されてマイクロプロセッサＥＣＵが起動し、以降はマイクロプロセッサＥＣＵが発生する正常運転信号ＲＵＮによって自己保持給電が行われているとともに、起動指令信号ＳＴＢを発生してモータ制御装置１１１の安定化電源１１２と充電制御装置１２１の安定化電源１２２に対しても給電されて、モータ制御用のマイクロプロセッサＭＣＵと充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵが制御動作を開始する。そして、モータ制御装置１１１は、駆動電力変換回路１１０を制御して走行用モータ２００に対して可変周波数の三相疑似正弦波電圧を印加して力行運転を行うとともに、車両の惰性走行または降坂走行時には走行用モータ２００を発電機として主バッテリ３００に対する回生充電制御を行うようになっている。
【０１０５】
但し、充電制御装置１２１が充電ケーブル９００Ｂの接続状態を検出しているときはこの情報が図示しないシリアル通信回路を介して演算制御装置５０１に通報されていて、マイクロプロセッサＥＣＵは起動指令信号ＳＴＢを発生せず、マイクロプロセッサＥＣＵ側からの指令でマイクロプロセッサＭＣＵまたはマイクロプロセッサＢＣＵが作動することはないようになっている。一方、電源スイッチ６００が開路されている状態であっても、充電開始制御回路１４０Ｂによって充電ケーブル９００Ｂが接続されたことが検知されると、充電制御装置１２１の安定化電源１２２に給電されて、充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵが制御動作を開始するようになっている。
【０１０６】
次に、図５に示す回路構成の動作説明用フローチャートの前段部であって、充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵが作動する前の充電開始制御回路１４０Ｂの制御動作をフローチャートで示した図８Ａと、図５に示す回路構成の動作説明用フローチャートの中段部であって、充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵ自体の制御動作をフローチャートで示した図８Ｂと、図５に示す回路構成の動作説明用フローチャートの後段部であって、充電制御用のマイクロプロセッサＢＣＵがその動作を停止するときの制御動作をフローチャートで示した図８Ｃについて、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃとの相違点を中心にして順次詳細に説明する。
【０１０７】
図８Ａにおいて、ステップＳ８００からステップＳ８０８ｃ又はステップＳ８０９ｂに至るまでの全ステップと、図４ＡにおけるステップＳ４００からステップＳ４０８ｃ又はステップＳ４０９ｂに至るまでの全ステップとは同一であり、マイクロプロセッサＢＣＵが作動する前の制御動作については、実施の形態１と実施の形態２との間で差異はない。
図８Ｂにおいて、ステップＳ８１０からステップＳ８２０に至るまでの全ステップと、図４ＢにおけるステップＳ４１０からステップＳ４２０までの全ステップとは、ステップＳ８１８とステップＳ４１８を除いて同一であり、マイクロプロセッサＢＣＵ自体の制御動作については、この特定ステップ以外の部分では実施の形態１と実施の形態２との間で差異はない。
【０１０８】
この特定ステップについて詳細に説明すると、図４Ｂの場合では、ステップＳ４１５ｂとステップＳ４１７ｂによって充電リレー駆動出力ＤＲＶと表示指令信号ＤＳＰとが停止されてから、動作終了ステップＳ４２０を経由して動作開始ステップＳ４１０へ復帰することによって制御動作を繰返して実行するための要件は、接続検出信号ＳＴＡが発生していて、しかも主バッテリ３００が満充電状態であることとなっており、接続検出信号ＳＴＡが発生していないか又は主バッテリ３００が満充電状態になると、図４Ｃのステップへ移行してマイクロプロセッサＢＣＵは停止状態に移行するようになっている。
【０１０９】
しかし、図８Ｂの場合では、ステップＳ８１５ｂとステップＳ８１７ｂによって充電リレー駆動出力ＤＲＶと表示指令信号ＤＳＰとが停止されてから、動作終了ステップＳ８２０を経由して動作開始ステップＳ８１０へ復帰することによって制御動作を繰返して実行するための要件は、接続検出信号ＳＴＡが発生していることのみとなっていて、主バッテリ３００が満充電になっていても、接続検出信号ＳＴＡが発生しているかぎりはマイクロプロセッサＢＣＵは制御動作を続け、接続検出信号ＳＴＡが不作動であればＮＯの判定を行って図８Ｃのステップへ移行して、マイクロプロセッサＢＣＵは停止状態に移行するようになっている。
【０１１０】
図８Ｃにおいて、電源制御手段となるステップＳ８３０では、マイクロプロセッサＢＣＵは停止処理動作を実行してからウォッチドッグ信号ＷＤＳの発生を停止する。続くステップＳ８３１ではウォッチドッグタイマ１２３が正常運転信号ＲＵＮの発生を停止し、これにより安定化電源１２２への給電が停止する。続くステップＳ８３２において、表示指令信号ＤＳＰが停止、この時点では、前述のステップＳ８１８によって接続検出信号ＳＴＡの解除が検出されているので点灯制御回路１４７ａによる点滅表示動作も停止している。そして、ステップＳ８３２に続いて図８Ａの初期ステップＳ８００へ復帰することになる。
【０１１１】
以上の説明で明らかなとおり、実施の形態２においては、図８ＢにおけるステップＳ８１８によって接続検出信号ＳＴＡが発生している限りは、たとえ主バッテリ３００が満充電になっていてもマイクロプロセッサＢＣＵは作動停止することがないので、補助バッテリ３０１の消費電力の抑制という観点では不利な構成となっているが、図２で示したような駆動時間制限回路１４３が不要となり、これに伴って図４Ｃで示したようなマイクロプロセッサＢＣＵの再始動処理が不要となる特徴がある。
【０１１２】
以上の説明では、実施の形態２では多チャンネルＡＤ変換器１２４に対して３点のアナログ入力信号を入力するようにしたが、実施の形態１の場合であっても、図２のダイオード１４２ｄとベース抵抗１４２ｂとの接続点の電位をベースで電圧Ｖ０として多チャンネルＡＤ変換器１２４に入力して、より高精度に抵抗値の算出が行えるようにすることができる。また、実施の形態２では、実施の形態１の図２における駆動時間制限回路１４３を削除したが、これを実施の形態１と同様に追加して、制御動作についても図４Ｂ、図４Ｃと同様の制御にすることが可能である。
【０１１３】
以上の説明で明らかなとおり実施の形態２による車両の充電装置は、車載の主バッテリ３００から、走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄを介して走行用モータ２００に駆動電力を供給する駆動電力変換回路１１０と、車両外部の電源に接続された充電ケーブル９００Ｂに接続される車載の充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄ、又はこの充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄと走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄによって構成された一対の直列コンタクタを含む充電系コンタクタを介して主バッテリ３００の充電を行う充電電力変換回路１２０と、充電ケーブル９００Ｂの接続状態を検出して、主バッテリ３００に対する充電経路に設けられた充電系コンタクタを開閉制御する充電開始制御回路１４０Ｂと備えるとともに、少なくとも、主バッテリ３００から走行用コンタクタ１８０ｕ、８０ｄと降圧充電装置３０２を介して充電される補助バッテリ３０１から制御用電力が供給される車両用電力変換装置１００Ｂであって、充電ケーブル９００Ｂは、車両外部の電源に接続される受電プラグ９０１と、この受電プラグ９０１に対して一対の電源線９０２ａ、９０２ｂを介して接続されて車両側の充電プラグ１９０に挿込まれる給電プラグ９０３を備えるとともに、少なくとも最大充電電流の差異によって異なる複数品種の充電ケーブルが適用され、充電ケーブル９００Ｂは、更に給電プラグ９０３が充電プラグ１９０に対して完全に挿入されて、脱落防止用のロック機構が作用したことによって閉路又は開路動作するロックスイッチ９０６と、複数品種の充電ケーブルに対応した抵抗値を有する第１抵抗９０４と、この第１抵抗９０４と直列接続され、ロックスイッチ９０６に並列接続された第２抵抗９０５を備えている。
【０１１４】
そして、ロックスイッチ９０６は、ロック解除ボタンを押すことによって不作動となって、給電プラグ９０３の抜取り過程では開路又は閉路の不作動状態となり、第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路は信号端子を介して給電プラグ９０３から充電プラグ１９０に接続されており、充電開始制御回路１４０Ｂは、充電電力変換部１２０の出力電圧と出力電流を制御する充電制御装置１２１と協働し、充電制御装置１２１は補助バッテリ３０１から給電開閉素子６０１ａを介して給電されて所定の安定化電圧Ｖｃｃを発生する安定化電源１２２によって給電駆動されるとともに、補助バッテリ３０１からベース抵抗１４２ｂと第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路を介して閉路駆動される接続検出トランジスタ１４２ａと、この接続検出トランジスタ１４２ａが閉路しているときに閉路駆動される給電開閉素子６０１ａと、第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路に印加される電圧に比例した電圧が入力される多チャンネルＡＤ変換器１２４とを備え、多チャンネルＡＤ変換器１２４は、安定化電圧ＶｃｃがＡＤ変換器の駆動電圧Ｖａｄ及びＡＤ変換のための基準電圧Ｖrｅfとして使用され、充電制御装置１２１はマイクロプロセッサＢＣＵを包含し、このマイクロプロセッサＢＣＵには多チャンネルＡＤ変換器１２４によるデジタル信号が入力されて、第１抵抗９０４の抵抗値と、ロックスイッチ９０６の開閉状態を判定して、給電プラグ９０３が挿入完了してロックスイッチ９０６が動作しているときに充電系コンタクタを通電駆動し、ロック解除ボタンが押されてロックスイッチ９０６が不作動になると、充電未完了であっても充電系コンタクタの駆動を停止する充電系コンタクタ制御手段８１５ａ、８１５ｂを備えている。
【０１１５】
さらに実施の形態２による車両の充電装置は、安定化電源１２２の出力電圧である安定化電圧Ｖｃｃは、給電ダイオード１４５ａと直列給電抵抗１４５ｂとを介して第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路に対して印加されているとともに、接続検出トランジスタ１４２ａは補助バッテリ３０１から直接給電され、直列給電抵抗１４５ｂの両端印加電圧である第１測定電圧Ｖ１と第２測定電圧Ｖ２は、それぞれ多チャンネルＡＤ変換器１２４の第１及び第２アナログ信号ＡＮ１、ＡＮ２として入力されるとともに、ベース抵抗１４２ｂに印加されるベース電圧Ｖ０は、一対の分圧抵抗１４８ａ、１４８ｂの抵抗値Ｒ１４８ａ、Ｒ１４８ｂによる所定の分圧比αを掛けた第３測定電圧Ｖ３となって多チャンネルＡＤ変換器１２４の第３アナログ信号ＡＮ３として入力され、分圧比αは、安定化電圧Ｖｃｃの値を補助バッテリ３０１の最大出力電圧Ｖｂｍａｘで割って得られる固定の制御定数となっており、充電制御装置１２１を構成するマイクロプロセッサＢＣＵは、第１測定電圧Ｖ１の値と第２測定電圧Ｖ２の値と、第３測定電圧Ｖ３の値と、既知の制御定数である直列給電抵抗１４５ｂの抵抗値Ｒ１４５ｂの値と、ベース抵抗１４２ｂの抵抗値Ｒ１４２ｂの値と、分圧比αの値を参照して、第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列合成抵抗を算出し、第１抵抗９０４は、複数品種の充電ケーブルに対応して選択決定されている所定値以下の抵抗値であるのに対し、第２抵抗９０５は第１抵抗９０４の最大抵抗よりも大きな抵抗値を有する既知の制御定数となる固定抵抗であり、マイクロプロセッサＢＣＵは、更に算出された直列合成抵抗の抵抗値が、第２抵抗９０５の抵抗値Ｒ９０５よりも大きいか小さいかによって、ロックスイッチ９０６が開路又は閉路していると判定し、ロックスイッチ９０６が開路しているときには、算出された直列合成抵抗の値から第２抵抗９０５の抵抗値Ｒ９０５を減算して第１抵抗９０４の抵抗値Ｒ９０４を算出し、ロックスイッチ９０６が閉路しているときには、算出された直列合成抵抗の値が第１抵抗９０４の抵抗値Ｒ９０４であると判定する抵抗値検出手段８１２、８１３を備えている。
【０１１６】
以上のとおり、充電ケーブル９００Ｂ内に設けられた第１抵抗９０４と第２抵抗９０５との直列回路には、給電ダイオード１４５ａと直列給電抵抗１４５ｂを介して安定化電圧Ｖｃｃが印加され、この直列給電抵抗１４５ｂの両端印加電圧である第１測定電圧Ｖ１と第２測定電圧Ｖ２は、多チャンネルＡＤ変換器１２４を介して充電制御装置１２１を構成するマイクロプロセッサＢＣＵに入力されているとともに、接続検出トランジスタ１４２ａは補助バッテリ３０１から直接給電され、そのベース抵抗１４２ｂに対する印加電圧は所定の分圧比を有する分圧抵抗を介して第３測定電圧Ｖ３として多チャンネルＡＤ変換器１２４を介して充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵに入力されている。
【０１１７】
そして、第１抵抗９０４は、複数品種の充電ケーブルに対応して選択決定されている所定値以下の抵抗値であるのに対し、第２抵抗９０５は第１抵抗９０４の最大抵抗よりも大きな抵抗値を有する既知の制御定数となる固定抵抗となっており、これによって第２抵抗９０５がロックスイッチ９０６によって短絡されているか否かを判別したうえで、第１抵抗９０４の抵抗値を検出するようになっている。
従って、マイクロプロセッサＢＣＵによって第１抵抗９０４の抵抗値を測定するときには、第１抵抗９０４と第２抵抗９０５の直列回路に対して安定化電圧が印加されているとともに、補助バッテリ３０１側からベース抵抗１４２ｂに流入する電流は、第３測定電圧Ｖ３によって測定されているので、補助バッテリ電圧が変動しても正確に第１抵抗９０４の抵抗値の算出が行える特徴がある。また、充電ケーブル９００Ｂが接続されていないときには、補助バッテリ３０１に対する負荷電流が発生せず、充電ケーブル９００Ｂが接続されているときであっても接続検出トランジスタ１４２ａのベース電流及びコレクタ電流が微小であるため、非充電状態における補助バッテリ３０１の消費電力を抑制することができる特徴がある。
【０１１８】
また実施の形態２による車両の充電装置は、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは、ウォッチドッグタイマ１２３と協働して正常運転信号ＲＵＮを発生するとともに、マイクロプロセッサＢＣＵが制御動作を完了して、ウォッチドッグ信号ＷＤＳを停止したことによって正常運転信号ＲＵＮが停止する電源制御手段８１１ａ、８３０を備え、給電開閉素子６０１ａは、少なくとも接続検出トランジスタ１４２ａが閉路しているときに閉路駆動されるとともに、正常運転信号ＲＵＮが発生しているときにも閉路駆動されて、給電開閉素子６０１ａを介して安定化電源１２２に対する自己保持給電が行われ、充電開始制御回路１４０Ｂは、更にＡＣ電圧検出回路１１６と安定化電源１２２に対する起動禁止回路１１７とを備え、ＡＣ電圧検出回路１１６は、給電プラグ９０３と充電プラグ１９０とを介して、電源線９０２ａ、９０２ｂから得られた交流電源電圧が、所定の閾値ＡＣ電圧以上の電圧を発生していることによって電気的に絶縁されたＡＣ電圧検出信号Ｖａｅを発生するものであり、起動禁止回路１１７は、接続検出トランジスタ１４２ａと協働して、少なくともＡＣ電圧検出信号Ｖａｅが発生しているときに給電開閉素子６０１ａの閉路駆動を許可するものである。
【０１１９】
以上のとおり、充電開始制御回路１４０Ｂは、更にＡＣ電圧検出回路１１６と安定化電源１２２に対する起動禁止回路１１７とを備えていて、起動禁止回路１１７は、接続検出トランジスタ１４２ａと協働して、充電プラグ１９０から得られるＡＣ電圧が所定の閾値電圧以下であるときには、安定化電源１２２に対する給電を禁止して、マイクロプロセッサＢＣＵの起動を禁止するようになっている。従って、実施の形態１の場合と同様の特徴がある。
【０１２０】
また実施の形態２による車両の充電装置は、充電系コンタクタは、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄ及び走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄによって構成された一対の直列コンタクタによって構成されているとともに、充電電力変換回路１２０は、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄを介して地上電源から交流電圧が印加されて、充電制御装置１２１が不作動であるときには、交流電圧を電気的に絶縁して整流した所定の直流電圧ＶＤＣを発生するようになっていて、充電開始制御回路１４０Ｂは、更に補助バッテリ電圧Ｖｂの下限電圧検出回路１１３と、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄに対する直接給電素子１１５ａを備え、下限電圧検出回路１１３は、接続検出トランジスタ１４２ａが閉路しているときに動作して、補助バッテリ電圧Ｖｂの電圧が所定の閾値ＤＣ電圧以上であるときにＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅを発生する比較回路であり、所定の閾値ＤＣ電圧は、安定化電源１２２が安定化電圧Ｖｃｃを発生するのに必要とされる補助バッテリ電圧Ｖｂの第二電圧Ｖｂ２と、安定化電源１２２がマイクロプロセッサＢＣＵの電源リセット電圧Ｖｒｓｔ（但し、Ｖｒｓｔ＜Ｖｃｃ）を発生するのに必要とされる補助バッテリ電圧Ｖｂの第一電圧Ｖｂ１（但し、Ｖｂ１＜Ｖｂ２）との間の電圧であって、マイクロプロセッサＢＣＵは電源リセット電圧Ｖｒｓｔ以上の電源電圧において制御動作を行うものであり、ＡＣ電圧検出回路１１６に関する所定の閾値ＡＣ電圧と、所定の直流電圧ＶＤＣは、降圧充電装置３０２によって補助バッテリ３０１を充電することが可能となる最小電圧以上の電圧であり、起動禁止回路１１７は、ＤＣ電圧検出信号ＶｂｅとＡＣ電圧検出信号Ｖａｅが共に発生しているときに閉路動作するものであり、直接給電素子１１５ａは、ＡＣ電圧検出信号Ｖａｅによって交流電源電圧が印加されていることが検知され、更に、下限電圧検出回路１１３がＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅを発生するに至らない低電圧であるときに作用して、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄを閉路駆動する開閉素子であって、この直接給電素子１１５ａの閉路時間は、充電時間規制回路１１５ｂによって制限されている。
【０１２１】
以上のとおり、充電系コンタクタは、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄ及び走行用コンタクタ１８０ｕ、１８０ｄによって構成された一対の直列コンタクタによって構成され、充電開始制御回路１４０Ｂは、更に電圧検出信号Ｖａｅによって交流電源電圧が検知され、補助バッテリ電圧がＤＣ電圧検出信号Ｖｂｅを発生するに至らない低電圧であるときに作用して、充電用コンタクタ１９０ｕ、１９０ｄを閉路駆動する直接給電素子１１５ａを備え、この直接給電素子１１５ａの閉路時間は、充電時間規制回路１１５ｂによって制限されている。従って、実施の形態１の場合と同様の特徴がある。
【０１２２】
また実施の形態２による車両の充電装置は、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは、少なくとも接続検出トランジスタ１４２ａが閉路したことにより制御動作を開始し、充電完了して充電系コンタクタを開路したとき、又は給電プラグ９０３が抜取られて接続検出トランジスタ１４２ａが開路したときまで制御動作を継続し、給電プラグ９０３側又は充電プラグ１９０側には、ケーブル側電源表示器９０７又は車両側電源表示器１９７である電源表示器が設けられ、充電開始制御回路１４０Ｂは、更に電源表示器に対する点灯制御回路１４７ａを備え、点灯制御回路１４７ａは、マイクロプロセッサＢＣＵが不作動であって、接続検出トランジスタ１４２ａが閉路しているときには低頻度又は短小パルスによる点滅出力を発生するとともに、直接給電素子１１５ａが閉路しているときには連続状態の点灯出力を発生して電源表示器を点滅又は点灯駆動するとともに、マイクロプロセッサＢＣＵは、電源表示器を給電駆動する表示指令ＤＳＰを発生して、接続検出トランジスタ１４２ａが閉路していて、充電系コンタクタが開路している期間において断続動作指令を行い、充電系コンタクタが閉路駆動されている期間においては補助バッテリ３０１の充電状態に応動する複数段階の通電デューティ又は頻度による断続駆動指令信号を発生する表示制御手段８１７ａ、８１７ｂを備えている。
【０１２３】
以上のとおり、給電プラグ９０３側又は充電プラグ１９０側には、ケーブル側電源表示器９０７又は車両側電源表示器１９７である電源表示器が設けられているとともに、この電源表示器は充電ケーブル９００Ｂが接続されていて、マイクロプロセッサＢＣＵが不作動であるときに作動する点灯制御回路１４７ａによって点滅又は点灯駆動されるようになっている。また、マイクロプロセッサＢＣＵを駆動する安定化電源１２２の給電回路に設けられた給電開閉素子６０１ａは、マイクロプロセッサＢＣＵが正常動作中に発生する正常運転信号ＲＵＮによって自己保持動作し、マイクロプロセッサＢＣＵが発生する表示指令信号ＤＳＰは、充電ケーブル９００Ｂが接続されて充電系コンタクタが開路しているときには電源表示器を断続駆動し、充電ケーブル９００Ｂが接続されて充電系コンタクタが閉路しているときには連続駆動、又は断続駆動が行われるようになっている。従って、実施の形態１の場合と同様の特徴がある。
【０１２４】
また実施の形態２による車両の充電装置は、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵは、接続検出トランジスタ１４２ａと起動禁止回路１１７に応動する給電開閉素子６０１ａを介して、安定化電源１２２が補助バッテリ３０１から給電されて安定化電圧Ｖｃｃを発生したことによって起動され、起動禁止回路１１７は、少なくともＡＣ電圧検出回路１１６がＡＣ電圧検出信号Ｖａｅを発生していることによって導通して起動許可状態となり、マイクロプロセッサＢＣＵは、更に主バッテリ３００に対する充電電流と充電電圧を監視して、その充電状態が適正状態に到達したかどうかを判定し、適正充電状態に到達して充電系コンタクタが開路されるか、充電未完了であってもロック解除ボタンが押されてロックスイッチ９０６が不作動となり、充電系コンタクタが開路されている場合に、給電プラグ９０３が挿入されたままで接続検出トランジスタ１４２ａが作動しておれば動作を持続し、給電プラグ９０３が抜かれて接続検出トランジスタ１４２ａが不作動となった場合に限ってウォッチドッグ信号ＷＤＳを停止して自己停止する停止移行手段８１８を備えている。
【０１２５】
以上のとおり、充電制御装置１２１のマイクロプロセッサＢＣＵの電源回路を起動するための接続検出トランジスタ１４２ａには、起動禁止回路１１７が接続されているとともに、マイクロプロセッサＢＣＵが起動されて、正常運転信号ＲＵＮによって自己保持給電が行われている状態で主バッテリ３００が適正充電状態に到達するか、充電未完了であってもロック解除ボタンが押されてロックスイッチ９０６が不作動となった状態で、給電プラグ９０３が抜取られた場合に、ウォッチドッグタ信号ＷＤＳを停止して自己停止する停止移行手段８１８を備えている。
【０１２６】
従って、主バッテリ３００の充電状態とは無関係に、充電系コンタクタが開路して、給電プラグ９０３を抜いて接続検出トランジスタ１４２ａが不作動になるまではマイクロプロセッサＢＣＵ制御動作が維持されているとともに、充電未完了状態でロックスイッチ９０６が一時的に不作動とされた場合には、ロックスイッチ９０６が再作動することによって手軽に充電が再開される特徴がある。
なお、充電完了状態において、充電ケーブル９００Ｂを接続したままで放置されているときには、接続検出トランジスタ１４２ａには充電ケーブル９００Ｂ内の第１抵抗９０４を通じてベース電流が流れ、電源表示器を有するものであれば、これが点滅動作を行って微小電力の消費を行うことになるが、これにより充電ケーブル９００Ｂの抜取りを促すことができるようになっている。また、この状態ではマイクロプロセッサＢＣＵも動作状態を持続していて、電源表示器を有するものであればマイクロプロセッサＢＣＵによって電源表示器の断続動作を行うことができる特徴がある。
【０１２７】
本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１２８】
１００Ａ、１００Ｂ：車両用電力変換装置、１１０：駆動電力変換回路、
１１３：下限電圧検出回路、１１５ａ：直接給電素子、１１５ｂ：充電時間規制回路、
１１６：ＡＣ電圧検出回路、１１７：起動禁止回路、１２０：充電電力変換回路、
１２１：充電制御装置、１２２：安定化電源、１２３：ウォッチドッグタイマ、
１２４：多チャンネルＡＤ変換器、１４０Ａ、１４０Ｂ：充電開始制御回路、
１４１ａ：補助定電圧電源、１４２ａ：接続検出トランジスタ、
１４２ｂ：ベース抵抗、１４３：駆動時間制限回路、１４５ａ：給電ダイオード、
１４５ｂ：直列給電抵抗、１４７ａ：点灯制御回路、１４８ａ：分圧抵抗、
１４８ｂ：分圧抵抗、１８０ｕ：走行用コンタクタ（上流）、
１８０ｄ：走行用コンタクタ（下流）、１９０：充電プラグ、
１９０ｕ：充電用コンタクタ、１９０ｄ：充電用コンタクタ、
１９７：車両側電源表示器、２００：走行用モータ、３００：主バッテリ、
３０１：補助バッテリ、３０２：降圧充電装置、４１１ａ、４３０：電源制御手段、
４１３：抵抗値検出手段、４１５ａ、４１５ｂ：充電系コンタクタ制御手段、
４１７ａ、４１７ｂ：表示制御手段、４１８：停止移行手段、
６０１ａ：給電開閉素子（給電リレー）、８１１ａ、８３０：電源制御手段、
８１２、８１３：抵抗値検出手段、８１５ａ、８１５ｂ：充電系コンタクタ制御手段、
８１７ａ、８１７ｂ：表示制御手段、８１８：停止移行手段、
９００Ａ、９００Ｂ：充電ケーブル、９０１：受電プラグ、
９０２ａ、９０２ｂ：電源線、９０３：給電プラグ、９０４：第１抵抗、
９０５：第２抵抗、９０６：ロックスイッチ、９０７：ケーブル側電源表示器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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