(57)【要約】車載バッテリを充電する充電器において、車載バッテリなどの保護対象機器の保護をより確実にする。外部交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するＰＦＣ回路と平滑化コンデンサとを有するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力電力を変圧して車載バッテリに供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、を有する充電器に、以下の第１および第２の検出手段と第１および第２の強制停止手段を設ける。第１および第２の検出手段は、車載バッテリに印加される電圧を各々検出する。第１の強制停止手段は、第１の検出手段により検出された電圧が所定の閾値を上回っているか否かを判定し、上回っている場合にＤＣ／ＤＣコンバータを停止させる。第２の強制停止手段は、第２の検出手段により検出された電圧が上記閾値を上回っているか否かを判定し、上回っている場合にＤＣ／ＤＣコンバータを停止させる。
2015181987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するＰＦＣ回路と前記ＰＦＣ回路の出力電圧を平滑化する平滑化コンデンサとを有するＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力する直流電力を変圧して車載バッテリに供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＰＦＣ回路の作動制御を行う第１の制御部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの作動制御を行う第２の制御部と、を有し、
前記平滑化コンデンサと前記車載バッテリの少なくとも一方を保護対象機器とし、
前記保護対象機器に印加される電圧または前記保護対象機器に流れ込む電流を各々検出する第１および第２の検出手段と、
前記第１の検出手段により検出された電圧または電流が所定の閾値を上回っているか否かを判定し、上回っている場合に前記保護対象機器に電力を供給するコンバータを停止させる第１の強制停止手段と、
前記第２の検出手段により検出された電圧または電流が前記閾値を上回っているか否かを判定し、上回っている場合に前記保護対象機器に電力を供給するコンバータを停止させる第２の強制停止手段と、
を有することを特徴とする充電器。
【請求項２】
前記第１の強制停止手段は、
前記第１の検出手段により検出された電圧または電流が所定の閾値を上回っているか否かを判定し、その判定結果を示す信号を出力する第１の判定手段と、
前記第１の検出手段により検出された電圧または電流が前記閾値を上回っていることを示す信号を前記第１の判定手段から受け取ったことを契機として、前記保護対象機器に電力を供給するコンバータの強制停止を実行する第１の強制停止実行手段と、を有する一方、
前記第２の強制停止手段は、
前記第２の検出手段により検出された電圧または電流が所定の閾値を上回っているか否かを判定し、その判定結果を示す信号を出力する第２の判定手段と、
前記第２の検出手段により検出された電圧または電流が前記閾値を上回っていることを示す信号を前記第２の判定手段から受け取ったことを契機として、前記保護対象機器に電力を供給するコンバータの強制停止を実行する第２の強制停止実行手段と、を有し、
前記第１の判定手段と前記第２の判定手段の少なくとも一方は、前記第１および第２の制御部のうち前記保護対象機器の電力を供給するコンバータを制御する方をソフトウェアにしたがって作動させることにより実現されるソフトウェアモジュールであることを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【請求項３】
前記平滑化コンデンサと前記車載バッテリの両方が保護対象機器であり、
前記第１および第２の検出手段と前記第１および第２の強制停止手段は、保護対象機器毎に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の充電器。
【請求項４】
前記平滑化コンデンサと前記車載バッテリについて保護の優先度に差異がある場合には、優先度の低い方に対応する前記第１および第２の判定手段の少なくとも一方はソフトウェアモジュールであることを特徴とする請求項３に記載の充電器。
【請求項５】
前記第１および第２の制御部の各々の処理負荷に差異がある場合には、処理負荷の低い方に対応する前記第１および第２の判定手段の少なくとも一方はソフトウェアモジュールであることを特徴とする請求項３に記載の充電器。
【請求項６】
前記第１の強制停止手段と前記第２の強制停止手段の少なくとも一方は、外部から与えられる信号に応じて、保護対象機器に電力を供給するコンバータを停止させることを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【請求項７】
前記第１の制御部と前記第２の制御部のうちの一方が他方の稼働監視を行い、当該一方の制御部は他方の異常を検出した場合には、当該他方の制御対象のコンバータを停止させることを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バッテリを充電する充電器に関し、特に、電動機を動力源として走行する車両のバッテリを充電する充電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両の具体例としては電気自動車やハイブリッド自動車が挙げられる。この種の車両には、人体にとって危険な高電圧のバッテリが搭載されており、この車載バッテリを充電するための車載充電器も高電圧を扱うため、安全性の確保に充分に配慮する必要がある。より詳細に説明すると、この種の車載充電器はＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータを直列接続してなる構成が一般的であり、ＡＣ／ＤＣコンバータには外部交流電源から供給される交流電力を一旦直流電力に変換して蓄積する平滑化コンデンサが含まれている。この平滑化コンデンサについても過電圧による破損が発生しないように充分に注意を払う必要がある、といった具合である。なお、車載充電器についての安全性の確保を含め自動車用機能安全規格の一例としては、２０１１年正式発行のＩＳＯ２６２６２が挙げられる（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.jari.or.jp/tabid/112/Default.aspx＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車載バッテリを過電圧等から保護するための技術的手段としては、車載バッテリに印加される電圧または車載バッテリに流れ込む電流を検出する検出手段、その検出結果を閾値との比較により充電を停止させる強制停止手段を設けることが挙げられる。しかし、これらの手段に故障が発生すると、保護対象の機器を充分に保護することができないことは言うまでもない。【０００５】
本発明は以上に説明した課題に鑑みて為されたものであり、車載バッテリを充電する充電器において、車載バッテリやＡＣ／ＤＣコンバータの平滑化コンデンサなどの保護対象機器の保護をより確実にする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、外部交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するＰＦＣ回路と前記ＰＦＣ回路の出力電圧を平滑化する平滑化コンデンサとを有するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力する直流電力を変圧して車載バッテリに供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＰＦＣ回路の作動制御を行う第１の制御部と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの作動制御を行う第２の制御部と、を有し、前記平滑化コンデンサと前記車載バッテリの少なくとも一方を保護対象機器とし、前記保護対象機器に印加される電圧または前記保護対象機器に流れ込む電流を各々検出する第１および第２の検出手段と、前記第１の検出手段により検出された電圧または電流が所定の閾値を上回っているか否かを判定し、上回っている場合に前記保護対象機器に電力を供給するコンバータを停止させる第１の強制停止手段と、前記第２の検出手段により検出された電圧または電流が前記閾値を上回っているか否かを判定し、上回っている場合に前記保護対象機器に電力を供給するコンバータを停止させる第２の強制停止手段とを有することを特徴とする充電器、を提供する。【０００７】
このような充電器によれば、保護対象機器に印加される電圧または保護対象機器に流れ込む電流を検出する検出手段が二重化されており、保護対象機器に閾値を上回る電圧が印加されたことまたは保護対象機器に閾値を上回る電流が流れ込んだことを契機としてその保護対象機器に電力を供給するコンバータを停止させる強制停止手段も二重化されている。このため、上記検出手段および強制停止手段を二重化しない場合に比較して保護対象機器の過電圧または過電流からの保護がより確実なものとなる。【０００８】
上記第１の強制停止手段は、第１の判定手段と第１の強制停止実行手段を有している。第１の判定手段は、第１の検出手段により検出された電圧または電流が所定の閾値を上回っているか否かを判定し、その判定結果を示す信号を出力する。第１の強制停止実行手段は、第１の検出手段により検出された電圧または電流が所定の閾値を上回っていることを示す信号を第１の判定手段から受け取ったことを契機として、保護対象機器に電力を供給するコンバータの強制停止を実行する。上記第２の強制停止手段も、第２の判定手段と第２の強制停止実行手段を有している。第２の判定手段は、第２の検出手段により検出された電圧または電流が所定の閾値を上回っているか否かを判定し、その判定結果を示す信号を出力する。第２の強制停止実行手段は、第２の検出手段により検出された電圧または電流が所定の閾値を上回っていることを示す信号を第２の判定手段から受け取ったことを契機として、保護対象機器に電力を供給するコンバータの強制停止を実行する。【０００９】
第１および第２の判定手段は、コンパレータと当該コンパレータに閾値電圧を供給する回路とを組み合わせたハードウェアモジュールであっても良く、また、第１および第２の制御部のうち保護対象機器へ電力を供給するコンバータ（保護対象機器が車載バッテリであればＤＣ／ＤＣコンバータ、保護対象機器が平滑化コンデンサであればＡＣ／ＤＣコンバータ（より正確にはＰＦＣ回路））を制御する制御部をソフトウェアにしたがって作動させることにより実現されるソフトウェアモジュールであっても良い。一般に、第１および第２の判定手段の両者をハードウェアモジュールで実現する態様（換言すれば、判定手段をハードウェアモジュールのみで二重化する態様）に比較して、両者のうちの少なくとも一方をソフトウェアモジュールで実現する態様ではより高性能な制御部（より集積度の高い制御部）を用いる必要がある。集積度の高い半導体チップを用いると故障が発生し易くなり、信頼性が低下する懸念はあるものの、上記判定処理専用のハードウェアモジュールを設計および実装する必要がない分だけ充電器の製造コストを低く押さえることが期待される。【００１０】
平滑化コンデンサと車載バッテリの何れか一方のみを保護対象機器としても良く、また、平滑化コンデンサと車載バッテリの両方を保護対象機器としても良い。平滑化コンデンサと車載バッテリの両方を保護対象機器とする態様では、第１および第２の検出手段と第１および第２の強制停止手段を、保護対象機器毎に設けるようにすれば良い。【００１１】
平滑化コンデンサと車載バッテリの両者を保護対象機器とし、平滑化コンデンサと車載バッテリの各々に対応する第１および第２の判定手段のうちの少なくとも一方をソフトウェアモジュールで実現する場合には、両者の保護の優先度に差異があるのであれば、優先度の低い方に対応する第１および第２の判定手段の少なくとも一方をソフトウェアモジュールで実現し、他方に対応する判定手段をハードウェアモジュールのみで二重化することが好ましい。優先度の高い方についての保護の信頼性を確保しつつ、コスト低減を実現することができるからである。【００１２】
また、両者の保護の優先度に差異がない場合には、第１および第２の制御部の各々の処理負荷に差異があるのであれば、処理負荷の低い方にソフトウェアモジュールによる判定手段の二重化を行わせることが好ましい。判定手段を実現するための処理負荷により、制御部本来の機能（ＡＣ／ＤＣコンバータの作動制御、或いはＤＣ／ＤＣコンバータの作動制御を行う機能）に支障が生じないようにするためのである。【００１３】
より好ましい態様においては、前記第１の強制停止実行手段と前記第２の強制停止実行手段の少なくとも一方は、外部から与えられる制御信号（例えば、安全ＣＰＵから与えられる制御信号）に応じて、保護対象機器に電力を供給するコンバータを停止させることを特徴とする。このような態様によれば、車載バッテリの充電開始に先立って強制停止機能が確実に働くことを確認することができ、保護対象機器の保護を一層確実にすることが可能になる。【００１４】
さらに別の好ましい態様においては、前記第１の制御部と前記第２の制御部のうちの一方が他方の稼働監視を行い、当該一方の制御部は他方の異常を検出した場合には、当該他方の制御対象のコンバータを停止させることを特徴とする。例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータの作動制御を行うＡＣ／ＤＣ制御部に、ＤＣ／ＤＣコンバータの作動制御を行うＤＣ／ＤＣ制御部の稼働監視を行わせ、異常が検出された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータを強制停止する処理をＡＣ／ＤＣ制御部に実行させる、といった具合である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車載バッテリを充電する充電器において、車載バッテリなどの保護対象機器の保護をより確実なものにすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態の充電器１Ａの構成例を示す図である。
【図２】充電器１Ａが有するマスク回路５０Ａの構成例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態の充電器１Ｂの構成例を示す図である。
【図４】充電器１Ｂが有するマスク回路５０Ｂの構成例を示す図である。
【図５】充電器１Ｂの強制停止手段８０が実行する強制停止処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態の充電器１Ｃの構成例を示す図である。
【図７】同第３実施形態のバリエーションを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（Ａ：第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の充電器１Ａの構成例を示す図である。
充電器１Ａは、電気自動車やハイブリッド自動車など動力源として電動機を有する車両に搭載される車載充電器であり、上記電動機に電力を供給する車載バッテリ３を充電する装置である。より詳細に説明すると、充電器１Ａは、一般家庭用の交流電源（すなわち、単相１００Ｖの交流電源）である外部交流電源２に電源ケーブル等を介して接続され、外部交流電源２から供給される交流電力を直流電力に変換して車載バッテリ３を充電する。図１には、充電器１Ａの他に、充電器１Ａによる充電対象の車載バッテリ３と、外部交流電源２とが図示されている。
【００１８】
本実施形態では、車載バッテリ３が保護対象機器とされており、充電器１Ａは、車載バッテリ３に印加される電圧を検出し、その検出電圧が所定の閾値以上となった場合には車載バッテリ３への給電を停止するように構成されている。図１に示すように、本実施形態の充電器１Ａは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、ＡＣ／ＤＣ制御部３０、ＤＣ／ＤＣ制御部４０、マスク回路５０Ａ、電圧検出部６０＿１Ａおよび６０＿２Ａ、強制停止指示部７０＿１Ａおよび７０＿２Ａ、を含んでいる。
【００１９】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、外部交流電源２から供給される交流電力を直流電力に変換して出力する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は、ダイオード１１０＿１〜１１０＿２、フライホイールダイオード１１０＿３〜１１０＿４、ＦＥＴ１１０＿５〜１１０＿６、平滑化コンデンサ１１０＿７およびリアクトル１１０＿８〜１１０＿９により構成される。リアクトル１１０＿８〜１１０＿９は高調波を減衰させるために設けられている。ダイオード１１０＿１〜１１０＿２およびＦＥＴ１１０＿５〜１１０＿６は、外部交流電源２から供給される交流電圧を整流して直流電圧を平滑化コンデンサ１１０＿７に供給するＰＦＣ回路を構成している。ＦＥＴ１１０＿５〜１１０＿６の各々は、アクティブレベルの駆動信号をゲートに与えられるとオンとなり、非アクティブレベルの駆動信号をゲートに与えられるとオフとなる。
【００２０】
平滑化コンデンサ１１０＿７は、このＰＦＣ回路から出力された直流電圧を平滑化するために設けられた電解コンデンサである。フライホイールダイオード１１０＿３〜１１０＿４は、ＦＥＴ１１０＿５〜１１０＿６に逆並列接続されており、ＦＥＴ１１０＿５〜１１０＿６のオン／オフ切り替え時にリアクトル１１０＿８〜１１０＿９に蓄積された電磁エネルギーにより発生する電流を、入力電源（本実施形態では、外部交流電源２）側に還流させる。
【００２１】
ＡＣ／ＤＣ制御部３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、車載バッテリ３の充電状態を示すデータ（例えば、電池残量を示すデータ等）をＣＡＮ−ＢＵＳ経由でＢＣＵ（Battery Control Unit：図１では図示略）から受け取り、車載バッテリ３の充電状態に応じてＡＣ／ＤＣコンバータ１０の作動制御を行う。より詳細に説明すると、ＡＣ／ＤＣ制御部３０は、車載バッテリ３の充電状態に応じた好適な電圧または電流がＡＣ／ＤＣコンバータ１０から出力されるように、ＦＥＴ１１０＿５〜１１０＿６の各々のゲートに与える駆動信号ｇａ１〜ｇａ２の信号レベルをアクティブレベル（例えば、Ｈｉｇｈレベル）から非アクティブレベル（例えば、Ｌｏｗレベル）に、或いはその逆に切り替える。これにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の作動制御が実現される。
【００２２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０に直列接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、インバータ１２１および整流器１２２により構成される。インバータ１２１は、ＦＥＴ１２１＿５〜１２１＿８、フライホイールダイオード１２１＿１〜１２１＿４およびトランス１２１＿９により構成される。インバータ１２１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の平滑化コンデンサ１１０＿７に充電された直流電圧を電源電圧とし、この電源電圧をＦＥＴ１２１＿５〜１２１＿８によってスイッチングすることにより、トランス１２１＿９の１次巻線に交流電圧を出力する回路である。ＦＥＴ１２１＿５〜１２１＿８の各々も、アクティブレベルの駆動信号をゲートに与えられるとオンとなり、非アクティブレベルの駆動信号をゲートに与えられるとオフとなる。
【００２３】
トランス１２１＿９は、１次巻線に与えられた交流電圧に応じた交流電圧を２次巻線から整流器１２２に出力する。整流器１２２は、ダイオード１２２＿１〜１２２＿４により、トランス１２１＿９の２次巻線から出力された交流電圧を整流して直流電圧を車載バッテリ３に供給する。
【００２４】
ＤＣ／ＤＣ制御部４０は、ＡＣ／ＤＣ制御部３０と同様にＣＰＵである。ＤＣ／ＤＣ制御部４０は、インバータ１２１に含まれるスイッチング素子（本実施形態では、ＦＥＴ１２１＿５〜１２１＿８）のオン／オフを切り替えるための駆動信号ｇｂ１〜ｇｂ４を出力する。これらスイッチング素子のスイッチング周期を車載バッテリ３の充電状態に応じて調整することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から車載バッテリ３へその充電状態に応じた好適な電圧または電流が供給される。つまり、ＤＣ／ＤＣ制御部４０はＤＣ／ＤＣコンバータ２０の作動制御を行うためのものである。図１に示すように、駆動信号ｇｂ１〜ｇｂ４の各々はマスク回路５０Ａを介して駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４として上記各スイッチング素子に与えられる。
【００２５】
図１に示すように、マスク回路５０Ａには駆動信号ｇｂ１〜ｇｂ４が与えられるとともに、強制停止指示部７０＿１Ａから強制停止指示信号ＳＳ１が与えられ、強制停止指示部７０＿２Ａから強制停止指示信号ＳＳ２が与えられる。マスク回路５０Ａは、強制停止指示信号ＳＳ１と強制停止指示信号ＳＳ２の両者が非アクティブレベル（例えば、Ｌｏｗレベル）であれば、駆動信号ｇｂ１〜ｇｂ４を駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４として通過させる一方、強制停止指示信号ＳＳ１と強制停止指示信号ＳＳ２の少なくとも一方がアクティブレベルになると、駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４を遮断する（すなわち、駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４を非アクティブレベルに維持する）。駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４が非アクティブレベルに維持されると、インバータ１２１に含まれるスイッチング素子（すなわち、ＦＥＴ１２１＿５〜１２１＿８）のスイッチングが停止し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は停止する。
【００２６】
マスク回路５０Ａの具体的な回路構成としては種々の構成が考えられる。例えば、図２（ａ）に示すように、インバータ１２１に含まれる複数のスイッチング素子の各々に対して１組ずつ設けられたＯＲゲート、反転器およびＡＮＤゲートによりマスク回路５０Ａを構成する態様が考えられる。なお、図２（ａ）では、インバータ１２１に含まれる４つのＦＥＴのうちのＦＥＴ１２１＿５に対応する構成のみが図示されている。図２（ａ）に示すように、ＯＲゲートには強制停止指示信号ＳＳ１と強制停止指示信号ＳＳ２が与えられ、ＯＲゲートの出力信号は反転器による論理反転を経てＡＮＤゲートの一方の入力端子へ入力される。このＡＮＤゲートの他方の入力端子には駆動信号ｇｂ１が与えられる。このため、強制停止信号ＳＳ１とＳＳ２の両者が非アクティブレベルである間は、ＤＣ／ＤＣ制御部４０から出力された駆動信号ｇｂ１は上記ＡＮＤゲートを通過し、駆動信号Ｇｂ１としてＦＥＴ１２１＿５のゲートに与えられる。そして、強制停止指示信号ＳＳ１とＳＳ２の少なくとも一方が非アクティブレベルからアクティブレベルに切り替わると、ＤＣ／ＤＣ制御部４０から出力された駆動信号ｇｂ１は上記ＡＮＤゲートにおいて遮断され、駆動信号Ｇｂ１はＬｏｗレベルに維持される。このため、ＦＥＴ１２１＿５はオフ状態に維持される。
【００２７】
マスク回路５０Ａの他の構成例としては、インバータ１２１に含まれるスイッチング素子に各々対応するＯＲゲート５１、反転器５２、パルストランス５３、整流器５４およびスイッチング素子５５と、スイッチング素子５５を介してパルストランス５３の一次側へ給電する電源５６によりマスク回路５０Ａを構成する態様が考えられる。なお、図２（ｂ）には、図２（ａ）と同様に、ＦＥＴ１２１＿５に対応する構成のみが図示されている。パルストランス５３の一次巻線の一端にはＤＣ／ＤＣ制御部４０の出力する駆動信号ｇｂ１が与えられ、他端はスイッチング素子５５を介して電源５６に接続されている。スイッチング素子５５のオン／オフは反転器５２を介してＯＲゲート５１から与えられる信号に応じて切り換えられる。具体的には、反転器５２からアクティブレベルの信号を与えられるとスイッチング素子５５はオンとなり、非アクティブレベルの信号を与えられるとスイッチング素子５５はオフとなる。図２（ｂ）に示すようにＯＲゲート５１には強制停止指示信号ＳＳ１と強制停止指示信号ＳＳ２が与えられ、両者の論理和を表す信号がＯＲゲート５１から反転器５２へ出力される。したがって、強制停止指示信号ＳＳ１と強制停止指示信号ＳＳ２の両者が非アクティブレベルであれば、反転器５２の出力信号はアクティブレベルとなってスイッチング素子５５はオンになり、強制停止指示信号ＳＳ１と強制停止指示信号ＳＳ２の少なくとも一方がアクティブレベルであると、反転器５２の出力信号は非アクティブレベルとなり、スイッチング素子５５はオフとなる。
【００２８】
スイッチング素子５５がオンとなっていれば、ＤＣ／ＤＣ制御部４０の出力する駆動信号ｇｂ１に応じてパルストランス５３の二次巻線に発生する電圧が整流器５４によって整流され、ＦＥＴ１２１＿５にそのオン／オフを切り替える駆動信号Ｇｂ１として与えられる。これに対して、スイッチング素子５５がオフであれば、パルストランス５３の一次側への給電が遮断され、駆動信号Ｇｂ１も遮断される。図２（ａ）に示すようにＡＮＤゲートを用いた構成のマスク回路５０Ａでは、ＡＮＤゲートが破損した場合にインバータ１２１への駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４の供給を遮断できない虞がある。これに対して、図２（ｂ）に示すようにパルストランスを用いた構成のマスク回路５０Ａを採用すれば、図２（ａ）に示す構成のマスク回路５０Ａを採用した場合よりも高い確度でインバータ１２１への駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４の供給を遮断し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を停止させることができる。
【００２９】
マスク回路５０Ａのさらに別の構成としては図２（ｃ）に示す構成が考えられ、本実施形態ではマスク回路５０Ａとして図２（ｃ）に示す構成の回路が採用されている。図２（ｃ）では、図２（ａ）および図２（ｂ）における場合と同様に、ＦＥＴ１２１＿５に対応する構成のみが図示されている。図２（ｃ）に示すマスク回路は、パルストランス５３の二次巻線に発生する電圧が整流器５４によって整流され、ＦＥＴ１２１＿５にそのオン／オフを切り替える駆動信号Ｇｂ１として与えられる点、およびパルストランス５３の一次巻線の一端がスイッチング素子５５を介して電源５６に接続されている点については図２（ｂ）に示すマスク回路と同一である。しかし、図２（ｃ）に示すマスク回路は、強制停止指示信号ＳＳ１を反転器５２により論理反転させた信号によってスイッチング素子のオン／オフ制御が行われる点と、強制停止指示信号ＳＳ２を反転器５７により論理反転させた信号と駆動信号ｇｂ１の論理積信号をＡＮＤゲート５８により生成し、この論理積信号をパルストランス５３の一次巻線の他端に与える点が異なる。
【００３０】
図２（ｃ）に示すマスク回路では、強制停止指示信号ＳＳ１と強制停止指示信号ＳＳ２の両方がアクティブレベルとなって入れば、反転器５７とＡＮＤゲート５８の何れか、或いは反転器５２が故障していたとしても、インバータ１２１への駆動信号Ｇｂ１の供給を遮断し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を停止させることができる。これに対して図２（ｂ）に示す構成のマスク回路では、ＯＲゲート５１或いは反転器５２が故障すると、インバータ１２１への駆動信号Ｇｂ１の供給を遮断できなくなる。本実施形態では、インバータ１２１への駆動信号Ｇｂ１〜Ｇｂ４の供給を確実に遮断できるようにするために、マスク回路５０Ａとして図２（ｃ）に示す構成のマスク回路が採用されているのである。
【００３１】
電圧検出部６０＿１Ａおよび電圧検出部６０＿２Ａの各々は、車載バッテリ３に印加される電圧を検出し、その検出値を示す信号を出力するセンサである。図１に示すように、電圧検出部６０＿１Ａの出力信号は強制停止指示部７０＿１Ａに与えられ、電圧検出部６０＿２Ａの出力信号は強制停止指示部７０＿２Ａに与えられる。以下では、電圧検出部６０＿１Ａおよび６０＿２Ａの各々を区別する必要がない場合には、「電圧検出部６０」と表記する。強制停止指示部７０＿１Ａおよび強制停止指示部７０＿２Ａについても同様に両者を区別する必要がない場合には、「強制停止指示部７０」と表記する。
【００３２】
強制停止指示部７０は、例えばコンパレータであり、２つの入力端子のうちの一方には電圧検出部６０の出力信号が与えられ、他方には所定の閾値電圧を表す信号が与えられる。強制停止指示部７０は、電圧検出部６０の出力信号の表す電圧値と上記閾値電圧とを比較し、前者が後者未満であれば非アクティブレベルの強制停止指示信号を出力し、前者が後者以上であればアクティブレベルの強制停止指示信号を出力する。つまり、強制停止指示部７０は、電圧検出部６０により検出された電圧が所定の閾値電圧を上回っているか否かを判定し、その判定結果を示す信号（本実施形態では、強制停止指示信号）を出力する判定手段として機能する。なお、上記閾値電圧についても、車載バッテリ３の耐圧に応じて好適な値に定めれば良くこの閾値電圧の発生については周知の定電圧発生回路を用いるようにすれば良い。前述したように、強制停止指示信号ＳＳ１とＳＳ２の少なくとも一方がアクティブレベルとなれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は停止する。
【００３３】
本実施形態では、強制停止指示部７０＿１Ａは電圧検出部６０＿１Ａの検出結果に応じて強制停止指示信号ＳＳ１を出力する第１の判定手段として機能し、マスク回路５０Ａの反転器５２およびスイッチング素子５５（図２（ｃ）参照）は、アクティブレベルの強制停止指示信号ＳＳ１を受け取ったことを契機としてＤＣ／ＤＣコンバータ２０の強制停止を実行する第１の強制停止実行手段として機能する。同様に、強制停止指示部７０＿２Ａは電圧検出部６０＿２Ａの検出結果に応じて強制停止指示信号ＳＳ２を出力する第２の判定手段として機能し、マスク回路５０Ａの反転器５７およびＡＮＤゲート５８（図２（ｃ）参照）は、アクティブレベルの強制停止指示信号ＳＳ２を受け取ったことを契機としてＤＣ／ＤＣコンバータ２０の強制停止を実行する第２の強制停止実行手段として機能する。つまり、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の強制停止を実行する強制停止手段は、第１の判定手段と第１強制停止実行手段よりなる第１の強制停止手段と、第２の判定手段と第２の強制停止実行手段よりなる第２の強制停止手段によって二重化されている。
【００３４】
以上説明したように本実施形態では、車載バッテリ３に印加される電圧を検出する検出手段と、当該検出手段による検出電圧と閾値電圧との大小比較の結果に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ２０を強制停止させる強制停止手段とを設けることで車載バッテリ３の過電圧からの保護が実現されている。そして、上記検出手段と上記強制停止手段のそれぞれが二重化されているため、二重化しない場合に比較して車載バッテリ３の過電圧からの保護をより確実なものにすることができる。
【００３５】
（Ｂ：第２実施形態）
上記第１実施形態では車載バッテリ３が保護対象機器であったが、平滑化コンデンサ１１０＿７を保護対象機器とすることも考えられる。平滑化コンデンサ１１０＿７に過電圧が印加されると、電解質の漏れ（液漏れやガス漏れなど）の破損が発生する虞があるからである。平滑化コンデンサ１１０＿７を保護対象機器とする場合には、図３に示す構成の充電器１Ｂを用いるようにすれば良い。
【００３６】
図３では、図１におけるものと同一の構成要素には同一の符号が付されている。なお、図３では、図面が煩雑になることを避けるため、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０およびＤＣ／ＤＣコンバータ２０の詳細な構成の図示を省略した。図３と図１とを対比すれば明らかように、充電器１Ｂの構成は、マスク回路５０Ａに代えてマスク回路５０Ｂを設けた点、電圧検出部６０＿１Ａおよび６０＿２Ａに代えて電圧検出部６０＿１Ｂおよび６０＿２Ｂを設けた点、強制停止指示部７０＿１Ａおよび７０＿２Ａに代えて強制停止指示部７０＿１Ｂと強制停止手段８０を設けた点が充電器１Ａの構成と異なる。以下、重複を避けるため、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３７】
本実施形態では、ＤＣ／ＤＣ制御部４０の出力する駆動信号ｇｂ１〜ｇｂ４はそのままインバータ１２１の各スイッチング素子に与えられ、ＡＣ／ＤＣ制御部３０の出力する駆動信号ｇａ１〜ｇａ２はマスク回路５０Ｂを経由し駆動信号Ｇａ１〜Ｇａ２としてＡＣ／ＤＣコンバータ１０の各スイッチング素子に与えられる点が上記第１実施形態と異なる。マスク回路５０Ｂは、強制停止指示部７０＿１Ｂから非アクティブレベルの強制停止指示信号ＳＳ３を与えられている間はＡＣ／ＤＣ制御部３０の出力する駆動信号ｇａ１〜ｇａ２をそのまま駆動信号Ｇａ１〜Ｇａ２として通過させる一方、アクティブレベルの強制停止指示信号ＳＳ３を与えられると駆動信号ｇａ１〜ｇａ２を遮断する点が第１実施形態におけるマスク回路５０Ａと異なる。詳細な説明は省略するが、マスク回路５０Ｂの構成としては、図４（ａ）に示す構成や図４（ｂ）に示す構成が考えられる。
【００３８】
電圧検出部６０＿１Ｂおよび電圧検出部６０＿２Ｂは、第１実施形態における電圧検出部６０と同様に電圧センサである。電圧検出部６０＿１Ｂおよび電圧検出部６０＿２Ｂは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０に含まれる平滑化コンデンサ１１０＿７（図３では図示略）に印加される電圧を検出し、その検出値を示す信号を出力する。図３に示すように、電圧検出部６０＿１Ｂの出力信号は強制停止指示部７０＿１Ｂに与えられ、電圧検出部６０＿２Ｂの出力信号は強制停止手段８０に与えられる。
【００３９】
強制停止指示部７０＿１Ｂは、第１実施形態における強制停止指示部７０と同様にコンパレータである。強制停止指示部７０＿１Ｂの有する２つの入力端子のうちの一方には電圧検出部６０＿１Ｂの出力信号が与えられ、他方には所定の閾値電圧が与えられる。この閾値電圧についても、平滑化コンデンサ１１０＿７の耐圧に応じて好適な値に定めれば良くこの閾値電圧の発生については周知の定電圧発生回路を用いるようにすれば良い。本実施形態では、上記コンパレータの出力信号が強制停止指示信号ＳＳ３となっている。強制停止指示部７０＿１Ｂは、電圧検出部６０＿１Ｂの出力信号の表す電圧が上記閾値電圧未満であれば非アクティブレベルの強制停止信号ＳＳ３を出力し、電圧検出部６０＿１Ｂの出力信号の表す電圧が上記閾値電圧以上であればアクティブレベルの強制停止信号ＳＳ３を出力する。前述したように、強制停止信号ＳＳ３がアクティブレベルになると、マスク回路５０Ｂにより駆動信号Ｇａ１〜Ｇａ２が遮断され、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は強制停止する。つまり、マスク回路５０Ｂと強制停止指示部７０＿１Ｂは、電圧検出部６０＿１Ｂによる検出電圧と閾値電圧との大小比較の結果に応じてＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる第１の強制停止手段の役割を果たす。
【００４０】
強制停止手段８０は、平滑化コンデンサ１１０＿７保護のためのプログラムをＡＣ／ＤＣ制御部３０のＣＰＵに実行させることにより実現されるソフトウェアモジュールである。上記プログラムの一例としては、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０の制御処理とは並列に図５（ａ）に示すフローチャートの処理を上記ＣＰＵに実行させるプログラムが挙げられる。図５（ａ）に示すように、このプログラムにしたがって作動している上記ＣＰＵは、電圧検出部６０＿２Ｂの出力信号の表す電圧値が上記閾値電圧未満であるか否かを判定し（ステップＳＡ１）、その判定結果が“Ｙｅｓ”であれば、上記制御処理にて生成された駆動信号ｇａ１〜ｇａ２をそのまま出力（ステップＳＡ２）する。これに対して、ステップＳＡ１の判定結果が“Ｎｏ”であれば、上記ＣＰＵは駆動信号ｇａ１〜ｇａ２を非アクティブレベルに維持する（ステップＳＡ３）。駆動信号ｇａ１〜ｇａ２が非アクティブレベルに維持されれば、マスク回路５０Ｂによる遮断の有無を問わずに駆動信号Ｇａ１〜Ｇａ２は非アクティブレベルに維持され、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０が強制停止する。つまり、強制停止手段８０は、電圧検出部６０＿２Ｂによる検出電圧と閾値電圧との大小比較の結果に応じてＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる第２の強制停止手段の役割を果たす。
【００４１】
本実施形態によれば、車載バッテリ３の充電中に平滑化コンデンサ１１０＿７の極板間電圧が上記閾値電圧に達するといった異常が発生した場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させ、平滑化コンデンサ１１０＿７の破損を確実に回避することができることは勿論、平滑化コンデンサ１１０＿７に印加される電圧を検出する検出手段と、当該検出手段による検出電圧と閾値電圧との大小比較の結果に応じてＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる強制停止手段の両者が二重化されている。このため、このような二重化を施さない場合に比較して、平滑化コンデンサ１１０＿７の過電圧からの保護をより確実なものにすることができる。
【００４２】
加えて、本実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる強制停止手段の二重化がソフトウェアモジュール（強制停止手段８０）とハードウェアモジュール（マスク回路５０Ｂおよび強制停止指示部７０＿１Ｂ）とで実現されているため、第１実施形態のようにハードウェアモジュールのみで上記二重化を実現する場合に比較して充電器１Ｂの部品数を減らし、低コスト化を実現できるといった効果もある。
【００４３】
なお、本実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止する強制停止手段をハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとで二重化する場合について説明したが、第１実施形態と同様にハードウェアモジュールのみで二重化を実現しても勿論良い。逆に、第１実施形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２０を強制停止させる強制停止手段の二重化をハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとで実現しても勿論良い。また、第１実施形態における強制停止手段を構成する判定手段および強制停止実行手段のうち、判定手段をソフトウェアモジュールで実現しても良い。例えば、図１に示す構成から強制停止指示部７０＿１Ａを削除して電圧検出部６０＿１Ａの出力信号をＡＣ／ＤＣ制御部３０に与えるとともに、図５（ｂ）に示すように、上記出力信号の表す電圧が閾値電圧未満であるか否かを判定し（ステップＳＡ１）、その判定結果が“Ｙｅｓ”であれば非アクティブレベルの強制停止指示信号ＳＳ１を出力（ステップＳＡ２´）する一方、その判定結果が“Ｎｏ”であればアクティブレベルの強制停止指示信号ＳＳ１を出力（ステップＳＡ３´）する処理をＡＣ／ＤＣ制御部３０のＣＰＵに実行させる。そして、図５（ｂ）の処理により生成した強制停止指示信号ＳＳ１をマスク回路５０Ａに与えるようにすれば良い。なお、以下では、本実施形態における強制停止手段８０のように強制停止手段全体がソフトウェアモジュールで実現されている場合に加えて、強制停止手段を構成する判定手段と強制停止実行手段のうちの前者のみがソフトウェアモジュールで実現されている場合についても「ソフトウェアモジュールによる強制停止手段」と呼ぶ。
【００４４】
（Ｃ：第３実施形態）
上記第１実施形態では車載バッテリ３が保護対象機器であり、上記第２実施形態では平滑化コンデンサ１１０＿７が保護対象機器であったが、車載バッテリ３と平滑化コンデンサ１１０＿７の両者を保護対象機器する場合も勿論考えられる。車載バッテリ３と平滑化コンデンサ１１０＿７の両者を保護対象機器する場合には、図６に示す構成の充電器１Ｃを用いるようにすれば良い。図６では、図１或いは図３におけるものと同一の構成要素には同一の符号が付されている。図６と図３とを対比すれば明らかなように、充電器１Ｃの構成は、マスク回路５０Ａと、電圧検出部６０＿１Ａおよび６０＿２Ａと、強制停止指示部７０＿１Ａおよび７０＿２Ａと、を設けた点が第２実施形態の充電器１Ｂと異なる。
【００４５】
充電器１Ｃにおける電圧検出部６０＿１Ａおよび６０＿２Ａは充電器１Ａにおけるものと同様に車載バッテリ３に印加される電圧を検出する第１および第２の検出手段の役割を果たす。そして、マスク回路５０Ａの反転器５２およびスイッチング素子５５（図２（ｃ）参照）と強制停止指示部７０＿１ＡはＤＣ／ＤＣコンバータ２０を強制停止させる第１の強制停止手段の役割を果たし、マスク回路５０Ａの反転器５７およびＡＮＤゲート５８（図２（ｃ）参照）と強制停止指示部７０＿２ＡはＤＣ／ＤＣコンバータ２０を強制停止させる第２の強制停止手段の役割を果たす。また、充電器１Ｃにおける電圧検出部６０＿１Ｂおよび６０＿２Ｂは充電器１Ｂにおけるものと同様に平滑化コンデンサ１１０＿７に印加される電圧を検出する第１および第２の検出手段の役割を果たし、マスク回路５０Ｂと強制停止指示部７０＿１ＢはＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる第１の強制停止手段の役割を果たし、強制停止手段８０はＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる第２の強制停止手段の役割を果たす。
【００４６】
このように、本実施形態では、車載バッテリ３と平滑化コンデンサ１１０＿７の各保護対象機器に印加される電圧を検出する検出手段がそれぞれ二重化されており、車載バッテリ３へ電力を供給するコンバータ（すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０）を強制停止させる強制停止手段および平滑化コンデンサ１１０＿７へ電力を供給するコンバータ（すなわち、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０）を強制停止させる強制停止手段のそれぞれも二重化されている。このため、このような二重化を施さない場合に比較して各保護対象機器の保護をより確実なものにすることができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を強制停止させる強制停止手段をハードウェアモジュールのみで二重化し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる強制停止手段をハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとで二重化する場合について説明したが、前者の強制停止手段をハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとで二重化し、後者の強制停止手段をハードウェアモジュールのみで二重化しても勿論良い。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を強制停止させる強制停止手段とＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる強制停止手段の両者をハードウェアモジュールのみで二重化しても良く、両者をハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとで二重化しても良い。したがって、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる強制停止手段の二重化、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２０を強制停止させる強制停止手段の二重化の組み合わせとしては、図７（ａ）に示す４通りが考えられる。
【００４８】
図７（ａ）に示す４通りの組み合わせのうちの何れが最も好ましいのかについては、課される条件に応じて定まる。例えば、平滑化コンデンサ１１０＿７と車載バッテリ３の両者を保護対象機器とし、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる強制停止手段とＤＣ／ＤＣコンバータ２０を強制停止させる強制停止手段の何れか一方をハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとで二重化して充電器の製造コストの低減を図る場合には、両者の保護の優先度に差異があるのであれば、優先度の低い方に対応する強制停止手段をハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとで二重化することが好ましいと考えられる。例えば、平滑化コンデンサ１１０＿７についての保護の優先度が低い場合には、図６に示す構成の充電器を採用するといった具合である。一般に、強制停止手段をハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとで二重化する場合には、ハードウェアモジュールのみで二重化を実現する場合よりも高性能な制御部（すなわち、集積度の高い制御部）を用いる必要があり、信頼性の面で不安が残る。したがって、優先度の高い方の保護対象機器に電力を供給するコンバータを強制停止させる強制停止手段をハードウェアモジュールのみで二重化することで優先度の高い方の保護の信頼性を確保しつつ、コスト低減を実現することができると考えられる。
【００４９】
平滑化コンデンサ１１０＿７と車載バッテリ３について保護の優先度に差異がない場合であっても、ＡＣ／ＤＣ制御部３０とＤＣ／ＤＣ制御部４０の各々の処理負荷に差異があるのであれば、処理負荷の低い方にソフトウェアを実行させることでソフトウェアモジュールとハードウェアモジュールとによる強制停止手段の二重化を実現することが好ましい。強制停止手段を実現するための処理負荷により、制御部本来の機能（ＡＣ／ＤＣコンバータの作動制御、或いはＤＣ／ＤＣコンバータの作動制御を行う機能）に支障が生じないようにするためのである。
【００５０】
（Ｄ：変形）
以上本発明の第１、第２および第３実施形態について説明したが、これら実施形態を以下のように変形しても良い。
（１）上記各実施形態では、保護対象機器（すなわち、車載バッテリ３或いは平滑化コンデンサ１１０＿７）に印加される電圧と所定の閾値電圧とを大小比較することで保護対象機器を過電圧から保護する場合について説明したが、保護対象機器に流れ込む電流を検出する電流検出部を電圧検出部６０の代わりに設け、この電流検出部により検出された電流と所定の閾値電流とを大小比較することで保護対象機器を過電流から保護しても良い。また、第１実施形態における電圧検出部６０＿２Ａを上記電流検出部に置き換え、強制停止指示部７０＿２Ａを、当該電流検出部により検出された電流と所定の閾値電流との大小比較を行いその比較結果に応じた強制停止指示信号ＳＳ２を出力する回路に置き換えることで、保護対象機器を過電圧から保護するとともに、過電流からも保護するようにしても良い。第２および第３実施形態についても同様である。
【００５１】
（２）上記第２実施形態では、保護対象機器を保護するための強制停止手段をハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールにより二重化した。しかし、強制停止指示部７０＿１Ｂに代えて、図５（ｂ）に示すフローチャートにしたがった処理を実行するマイコンをＡＣ／ＤＣ制御部３０とは別個に設けることで強制停止手段を二重化（すなわち、ソフトウェアモジュールのみを用いた二重化）しても良い。なお、上記のように図５（ｂ）に示すフローチャートにしたがった処理を実行するマイコンをＡＣ／ＤＣ制御部３０とは別個に設ける態様においては、ＡＣ／ＤＣ制御部３０の稼働監視を当該マイコンに行わせ、ＡＣ／ＤＣ制御部３０の動作異常が検出された場合には当該マイコンにＡＣ／ＤＣコンバータ１０の作動制御を代行させるホットスタンバイ構成としても良い。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を強制停止させる強制停止手段についても同様にソフトウェアモジュールのみで二重化しても良い。このようにソフトウェアモジュールのみによる二重化を考慮すると、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる強制停止手段の二重化、およびＤＣ／ＤＣコンバータ２０を強制停止させる強制停止手段の二重化の組み合わせとしては、図７（ｂ）に示す９通りが考えられる。
【００５２】
（３）ＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる強制停止手段の二重化とＤＣ／ＤＣコンバータ２０を強制停止させる強制停止手段の二重化の両方にソフトウェアモジュールを利用する態様においては、ＡＣ／ＤＣ制御部３０とＤＣ／ＤＣ制御部４０のうちの一方に他方の稼働監視を行わせるとともに、他方の動作異常が検出された場合には、当該他方の制御対象のコンバータを強制停止させる（例えば、他方から出力された駆動信号が通過するマスク回路に強制停止指示信号を与える）ようにしても良い。
【００５３】
具体的には、ＡＣ／ＤＣ制御部３０にＤＣ／ＤＣ制御部４０の稼働監視を行わせ、ＤＣ／ＤＣ制御部４０の動作異常が検出された場合には、ＡＣ／ＤＣ制御部３０にＤＣ／ＤＣコンバータ２０を強制停止させる、といった具合である。このような態様によれば、保護対象機器の保護を一層確実なものにすることができると期待される。なお、上記稼働監視の具体的な方法としては、上記一方の制御部から他方に対して周期的に返信要求を送信し、一定時間が経過しても返信がない場合に動作異常と判定する態様が考えられる。監視される側に一定周期でハローコールを送信させ、前回の受信から上記一定周期に応じた時間が経過してもハローコールを受信しない場合に故障と判定する態様も考えられる。また、ＡＣ／ＤＣ制御部３０とＤＣ／ＤＣ制御部４０の動作クロックに差がある場合には、高周波な方に他方の稼働監視を行わせ、その返信周期から当該他方の動作クロックのズレを検出し、動作クロックのズレが許容値を越えた場合に故障発生と判定するようにしても良い。
【００５４】
（４）マスク回路５０Ａ或いは５０Ｂに、安全ＣＰＵ等から与えられる制御信号に応じて、駆動信号を遮断する遮断回路を設けておいても良い。当該遮断回路を作動させて強制停止手段が機能するか否かをテストすることが可能になり、このようなテストを車載バッテリ３の充電開始に先立って行っておくことで、保護対象機器の保護を一層確実なものにすることができるからである。
【００５５】
（５）第１実施形態或いは第３実施形態において、電圧検出部６０＿１Ａと６０＿２Ａの各々の検出電圧を比較し、その比較結果に応じて電圧検出部の故障を検出する処理をＤＣ／ＤＣ制御部４０に実行させても良く、また、上記比較およびその比較結果に基づく故障の検出処理を実行する専用のマイコンを設けても良い。第２実施形態或いは第３実施形態についても同様に、電圧検出部６０＿１Ｂと６０＿２Ｂの各々の検出電圧を比較し、その比較結果に応じて電圧検出部の故障を検出する処理をＡＣ／ＤＣ制御部３０に実行させても良く、また、上記比較およびその比較結果に基づく故障の検出処理を実行する専用のマイコンを設けても良い。また、第１実施形態或いは第３実施形態において、強制停止指示部７０＿１Ａと７０＿２Ａの各々の出力信号を比較し、その比較結果に応じて強制停止指示部の故障を検出する処理をＤＣ／ＤＣ制御部４０に実行させても良く、上記比較およびその比較結果に基づく故障の検出処理を実行する専用のマイコンを設けても良い。また、強制停止指示部７０＿１Ａと７０＿２Ａの各々に含まれる定電圧発生回路にて発生させた閾値電圧を比較し、定電圧発生回路の故障を検出する処理をＤＣ／ＤＣ制御部４０或いは専用のマイコンに実行させるようにしても良い。
【００５６】
（６）上記各実施形態では、車載充電器への本発明の適用例を説明したが、充電スタンドに設置される充電器に本発明を適用しても勿論良い。充電スタンドに設置される充電器であっても、充電中の異常発生時に車載バッテリや平滑化コンデンサの保護が要請されることに変わりはなく、目標安全水準に応じたレベルでのリスク低減を低コストで実現できることが好ましいことに変わりはないからである。
【符号の説明】
【００５７】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…充電器、２…外部交流電源、３…車載バッテリ、１０…ＡＣ／ＤＣコンバータ、２０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３０…ＡＣ／ＤＣ制御部、４０…ＤＣ／ＤＣ制御部、５０Ａ，５０Ｂ…マスク回路、６０，６０＿１Ａ，６０＿２Ａ，６０＿１Ｂ，６０＿２Ｂ…電圧検出部、７０，７０＿１Ａ，７０＿２Ａ，７０＿１Ｂ…強制停止指示部、８０…強制停止手段。
【図１】
2015181987.tif 000003
【図２】
2015181987.tif 000004
【図３】
2015181987.tif 000005
【図４】
2015181987.tif 000006
【図５】
2015181987.tif 000007
【図６】
2015181987.tif 000008
【図７】
2015181987.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月13日(2015.8.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するＰＦＣ回路と前記ＰＦＣ回路の出力電圧を平滑化する平滑化コンデンサとを有するＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力する直流電力を変圧して車載バッテリに供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＰＦＣ回路の作動制御を行う第１の制御部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの作動制御を行う第２の制御部と、を有し、
前記平滑化コンデンサと前記車載バッテリの少なくとも一方を保護対象機器とし、
前記保護対象機器に印加される電圧または前記保護対象機器に流れ込む電流を各々検出する第１および第２の検出手段と、
前記第１の検出手段により検出された電圧または電流が所定の閾値を上回っているか否かを判定し、上回っている場合に前記保護対象機器に電力を供給するコンバータを停止させる第１の強制停止手段と、
前記第２の検出手段により検出された電圧または電流が前記閾値を上回っているか否かを判定し、上回っている場合に前記保護対象機器に電力を供給するコンバータを停止させる第２の強制停止手段と、
を有することを特徴とする充電器。
【請求項２】
前記平滑化コンデンサと前記車載バッテリの両方が保護対象機器であり、
前記第１および第２の検出手段と前記第１および第２の強制停止手段は、保護対象機器毎に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【請求項３】
前記第１の制御部と前記第２の制御部のうちの一方が他方の稼働監視を行い、当該一方の制御部は他方の異常を検出した場合には、当該他方の制御対象のコンバータを停止させることを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【請求項４】
前記平滑化コンデンサと前記車載バッテリの両方が保護対象機器であり、
前記第１および第２の検出手段と前記第１および第２の強制停止手段は、保護対象機器毎に設けられており、
前記第１の制御部と前記第２の制御部のうちの一方が他方の稼働監視を行い、当該一方の制御部は他方の異常を検出した場合には、当該他方の制御対象のコンバータを停止させることを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【請求項５】
前記第１の強制停止手段は、
前記第１の検出手段により検出された電圧または電流が所定の閾値を上回っているか否かを判定し、その判定結果を示す信号を出力する第１の判定手段と、
前記第１の検出手段により検出された電圧または電流が前記閾値を上回っていることを示す信号を前記第１の判定手段から受け取ったことを契機として、前記保護対象機器に電力を供給するコンバータの強制停止を実行する第１の強制停止実行手段と、を有する一方、
前記第２の強制停止手段は、
前記第２の検出手段により検出された電圧または電流が所定の閾値を上回っているか否かを判定し、その判定結果を示す信号を出力する第２の判定手段と、
前記第２の検出手段により検出された電圧または電流が前記閾値を上回っていることを示す信号を前記第２の判定手段から受け取ったことを契機として、前記保護対象機器に電力を供給するコンバータの強制停止を実行する第２の強制停止実行手段と、を有し、
前記第１の判定手段と前記第２の判定手段の少なくとも一方は、前記第１および第２の制御部のうち前記保護対象機器の電力を供給するコンバータを制御する方をソフトウェアにしたがって作動させることにより実現されるソフトウェアモジュールであることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の充電器。
【請求項６】
前記平滑化コンデンサと前記車載バッテリについて保護の優先度に差異がある場合には、優先度の低い方に対応する前記第１および第２の判定手段の少なくとも一方はソフトウェアモジュールであることを特徴とする請求項５に記載の充電器。
【請求項７】
前記第１および第２の制御部の各々の処理負荷に差異がある場合には、処理負荷の低い方に対応する前記第１および第２の判定手段の少なくとも一方はソフトウェアモジュールであることを特徴とする請求項５に記載の充電器。
【請求項８】
前記第１の強制停止手段と前記第２の強制停止手段の少なくとも一方は、外部から与えられる信号に応じて、保護対象機器に電力を供給するコンバータを停止させることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の充電器。
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月9日(2016.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
マスク回路５０Ａの具体的な回路構成としては種々の構成が考えられる。例えば、図２（ａ）に示すように、インバータ１２１に含まれる複数のスイッチング素子の各々に対して１組ずつ設けられたＯＲゲート、反転器およびＡＮＤゲートによりマスク回路５０Ａを構成する態様が考えられる。なお、図２（ａ）では、インバータ１２１に含まれる４つのＦＥＴのうちのＦＥＴ１２１＿５に対応する構成のみが図示されている。図２（ａ）に示すように、ＯＲゲートには強制停止指示信号ＳＳ１と強制停止指示信号ＳＳ２が与えられ、ＯＲゲートの出力信号は反転器による論理反転を経てＡＮＤゲートの一方の入力端子へ入力される。このＡＮＤゲートの他方の入力端子には駆動信号ｇｂ１が与えられる。このため、強制停止指示信号ＳＳ１とＳＳ２の両者が非アクティブレベルである間は、ＤＣ／ＤＣ制御部４０から出力された駆動信号ｇｂ１は上記ＡＮＤゲートを通過し、駆動信号Ｇｂ１としてＦＥＴ１２１＿５のゲートに与えられる。そして、強制停止指示信号ＳＳ１とＳＳ２の少なくとも一方が非アクティブレベルからアクティブレベルに切り替わると、ＤＣ／ＤＣ制御部４０から出力された駆動信号ｇｂ１は上記ＡＮＤゲートにおいて遮断され、駆動信号Ｇｂ１はＬｏｗレベルに維持される。このため、ＦＥＴ１２１＿５はオフ状態に維持される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
強制停止指示部７０＿１Ｂは、第１実施形態における強制停止指示部７０と同様にコンパレータである。強制停止指示部７０＿１Ｂの有する２つの入力端子のうちの一方には電圧検出部６０＿１Ｂの出力信号が与えられ、他方には所定の閾値電圧が与えられる。この閾値電圧についても、平滑化コンデンサ１１０＿７の耐圧に応じて好適な値に定めれば良くこの閾値電圧の発生については周知の定電圧発生回路を用いるようにすれば良い。本実施形態では、上記コンパレータの出力信号が強制停止指示信号ＳＳ３となっている。強制停止指示部７０＿１Ｂは、電圧検出部６０＿１Ｂの出力信号の表す電圧が上記閾値電圧未満であれば非アクティブレベルの強制停止指示信号ＳＳ３を出力し、電圧検出部６０＿１Ｂの出力信号の表す電圧が上記閾値電圧以上であればアクティブレベルの強制停止指示信号ＳＳ３を出力する。前述したように、強制停止指示信号ＳＳ３がアクティブレベルになると、マスク回路５０Ｂにより駆動信号Ｇａ１〜Ｇａ２が遮断され、ＡＣ／ＤＣコンバータ１０は強制停止する。つまり、マスク回路５０Ｂと強制停止指示部７０＿１Ｂは、電圧検出部６０＿１Ｂによる検出電圧と閾値電圧との大小比較の結果に応じてＡＣ／ＤＣコンバータ１０を強制停止させる第１の強制停止手段の役割を果たす。
【国際調査報告】
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