(57)【要約】【課題】回路素子数やセンサの数の増加を抑えつつヒューズチェックが可能である電力供給システムを提供する。【解決手段】車両１は、電源部１１と、リレー１６，１８と、電圧検出部２６と、タイマー回路２４と、スイッチ回路３２と、ＥＣＵ３０とを含む。電源部１１は、蓄電装置１２と蓄電装置１２に直列接続されたヒューズ１４とを含む。スイッチ回路３２は、電源部１１側に接続されたリレー１６の一方端子ＴＡと、給電端子ＴＰ側に接続されたリレー１６の他方端子ＴＢとのいずれか一方に、電圧検出部２６を接続する。ＥＣＵ３０およびタイマー回路２４は、リレー１６およびスイッチ回路３２を制御し、電圧検出部２６の検出した電圧に基づいて、ヒューズ１４の溶断の判定とリレー１６の溶着の判定とを実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両から車両の外部に電力を供給する電力供給システムであって、
蓄電装置と前記蓄電装置に直列接続されたヒューズとを含む電源部と、
前記電源部と車外への第１給電端子との間に設けられた第１リレーと、
電圧検出部と、
前記電源部側に接続された前記第１リレーの一方端子と前記第１給電端子側に接続された前記第１リレーの他方端子とのいずれか一方に前記電圧検出部を接続するスイッチ回路と、
前記第１リレーおよび前記スイッチ回路を制御し、前記電圧検出部の検出した電圧に基づいて、前記ヒューズの溶断の判定と前記第１リレーの溶着の判定とを実行する判定部とを備える、電力供給システム。
【請求項２】
前記電源部と車外への第２給電端子との間に設けられた第２リレーをさらに備え、
前記スイッチ回路は、
前記第１リレーの前記一方端子と前記電圧検出部の一方端とを接続する第１のスイッチと、
前記第１リレーの前記他方端子と前記電圧検出部の前記一方端とを接続する第２のスイッチと、
前記第２リレーと並列的に設けられ、前記電源部と前記電圧検出部の他方端とを接続する第３のスイッチとを含み、
前記電圧検出部の前記他方端は、前記第２給電端子に接続され、
前記判定部は、前記ヒューズの溶断の判定を実行する場合には、前記第１リレーおよび前記第２リレーをともに切離した状態に制御し、かつ、前記第１のスイッチおよび前記第３のスイッチを導通させ、前記第２のスイッチを遮断させるように、前記スイッチ回路を制御する、請求項１に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力供給システムに関し、特に、車外に電力を給電可能な車載の電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非常用の電源装置として車両外部に電力を供給可能な電気自動車等が注目されている。特開２０１４−２０４４５５号公報（特許文献１）には、車両外部へ電力を供給可能な電力供給システムを搭載した車両が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０４４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気自動車から外部に電力を供給するシステムには、給電口から出力される高電圧を遮断するために、リレーとヒューズとが設けられている。通常、リレーの溶着により電力の遮断ができなくなることを懸念して、リレーの溶着検出が実施されている。一方、ヒューズが溶断しているかどうかは、同じ給電口から充電も行なう電気自動車やプラグインハイブリッド車では、充電時に充電できないことで判断できるため、ヒューズの不良を検出することは、一般的には行なわなれていない。
【０００５】
しかし、蓄電装置に外部から充電することが想定されていない車両（たとえば、燃料電池自動車やハイブリッド自動車のように発電機能を有する車両）に搭載され、車両外部に給電する外部給電システムも考えられる。このような車両では、給電口は給電専用となり、使用頻度はきわめて低い。しかし、停電時など非常時のみに使用するようなシステムでは、使用する際になって、給電ができないことによってヒューズの溶断に気がつくと、非常に不便である。しかしながらヒューズのチェックのために給電器を接続していない状態で正負のリレーを両方をＯＮ状態とすると、給電口に電圧が出力されてしまう。
【０００６】
図６は、電力供給システムの検討例の構成を示す図である。図６に示す検討例のように、端子ＴＰ，ＴＮ間の電圧を検出する電圧センサ１２７とは別に、片側のリレー１１８のみをＯＮした時にヒューズ１１４の不良を検出できるように、電圧センサ１２６を設置することも考えられる。
【０００７】
しかし、高電圧部の電圧センサは、耐圧や発熱を考慮して電子部品（主に抵抗素子）を多数使用して構成される。具体的には、高圧部の電圧センサはマイコンの耐圧を考慮して抵抗で測定する電圧を分圧して適切な電圧に低減してから測定を行なう。たとえば、表面実装部品を用いて基板の小型化を図ろうとしても、素子にかかる電圧をその素子の耐圧以下にする必要がある。また、抵抗の実装密度を上げると抵抗の発熱により基板の雰囲気温度も上昇してしまう。このため、実装密度をあまり上げることはできず、基板上の配置面積に余裕を持たせて抵抗素子を配置する必要がある。このため、基板の小型化、低コスト化のためには、電圧センサをリレー溶着チェック用のために増設するのは得策ではない。
【０００８】
また、車両内部で発電を行ないかつ充電を必要としない燃料電池自動車に限定して、ヒューズチェック用の電圧センサ１２６を設けると、電気自動車と燃料電池自動車ではセンサ数や信号線数が異なるシステムなってしまうため、ＥＣＵの共用化において不利である。
【０００９】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回路素子数やセンサの数の増加を抑えつつヒューズチェックが可能である電力供給システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、要約すると、車両から車両の外部に電力を供給する電力供給システムであって、電源部と、第１リレーと、電圧検出部と、スイッチ回路と、判定部とを備える。電源部は、蓄電装置と、蓄電装置に直列接続されたヒューズとを含む。第１リレーは、電源部と車外への給電端子との間に設けられる。スイッチ回路は、電源部側に接続された第１リレーの一方端子と給電端子側に接続された第１リレーの他方端子とのいずれか一方に電圧検出部を接続する。判定部は、第１リレーおよびスイッチ回路を制御し、電圧検出部の検出した電圧に基づいて、ヒューズの溶断の判定と第１リレーの溶着の判定とを実行する。
【００１１】
このような構成とすれば、一つの電圧検出部によって、スイッチ回路を切換えることによってリレーを経由しない電圧とリレーを経由した電圧とを計測することができるので、ヒューズの溶断判定とリレーの溶着判定とを区別して行なうことが可能となる。
【００１２】
好ましくは、電力供給システムは、電源部と車外への第２給電端子との間に設けられた第２リレーをさらに備える。スイッチ回路は、第１リレーの一方端子と電圧検出部の一方端とを接続する第１のスイッチと、第１リレーの他方端子と電圧検出部の一方端とを接続する第２のスイッチと、第２リレーと並列的に設けられ、電源部と電圧検出部の他方端とを接続する第３のスイッチとを含む。電圧検出部の他方端は、第２給電端子に接続される。判定部は、ヒューズの溶断の判定を実行する場合には、第１リレーおよび第２リレーをともに切離した状態に制御し、かつ、第１のスイッチおよび第３のスイッチを導通させ、第２のスイッチを遮断させるように、スイッチ回路を制御する。
【００１３】
好ましくは、判定部は、ヒューズの溶断の判定を実行する場合には、リレーの一方端子に電圧検出部を接続するように、スイッチ回路を制御する。また、判定部は、リレーの溶着の判定を実行する場合には、リレーの他方端子に電圧検出部を接続するように、スイッチ回路を制御する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電圧検出部を増設することなく、ヒューズの溶断判定とリレーの溶着判定とを区別して行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電力供給システムが搭載された車両の構成を示す回路図である。
【図２】リレー溶着もヒューズ溶断も発生していない正常時の動作を説明するための波形図である。
【図３】ヒューズ溶断が発生している時の動作を説明するための波形図である。
【図４】本実施の形態における電力供給システムにおいて実行されるリレーおよびヒューズのチェックの制御を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２に係る電力供給システムが搭載された車両の構成を示す回路図である。
【図６】電力供給システムの検討例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１７】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力供給システムが搭載された車両の構成を示す回路図である。図１を参照して、車両１は、車両から車両の外部の給電器５０を経由して電力を供給する電力供給システムを搭載する車両である。給電器５０は、直流の電気負荷を接続するものであっても良いが、車両から出力される直流電圧を交流電圧に変換し、電気負荷や家屋に供給するものであっても良い。
【００１８】
車両１は、車両駆動部１０と、システムメインリレーＳＭＲと、蓄電装置１２と、電源部１１と、リレー１６，１８と、リレー駆動回路２０，２２と、電圧検出部２６と、電流検出部２８と、タイマー回路２４と、スイッチ回路３２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０とを含む。
【００１９】
車両駆動部１０は、駆動輪を回転させるモータなどを含む。電源部１１は、蓄電装置１２に直列接続されたヒューズ１４を含む。リレー１６は、電源部１１と車外への給電端子ＴＰとの間に設けられる。リレー１８は、電源部１１と車外への給電端子ＴＮとの間に設けられる。
【００２０】
スイッチ回路３２は、電源部１１側に接続されたリレー１６の一方端子ＴＡと、給電端子ＴＰ側に接続されたリレー１６の他方端子ＴＢとのいずれか一方に、電圧検出部２６を接続する。スイッチ回路３２は、端子ＴＡと電圧検出部２６とを接続するスイッチ３４と、端子ＴＢと電圧検出部２６とを接続するスイッチ３６とを含む。
【００２１】
ＥＣＵ３０およびタイマー回路２４は、リレー１６およびスイッチ回路３２を制御し、電圧検出部２６の検出した電圧に基づいて、ヒューズ１４の溶断の判定とリレー１６の溶着の判定とを実行する。
【００２２】
このような構成とすれば、スイッチ回路３２を切換えることによって、一つの電圧検出部２６を用いてリレー１６を経由しない電圧とリレー１６を経由した電圧とを計測することができるので、ヒューズ１４の溶断判定とリレー１６の溶着判定とを区別して行なうことが可能となる。
【００２３】
好ましくは、ＥＣＵ３０は、ヒューズ１４の溶断の判定を実行する場合には、リレー１６の一方端子ＴＡに電圧検出部２６を接続するように、スイッチ回路３２を制御する。また、ＥＣＵ３０は、リレー１６の溶着の判定を実行する場合には、リレー１６の他方端子ＴＢに電圧検出部２６を接続するように、スイッチ回路３２を制御する。
【００２４】
図２は、リレー溶着もヒューズ溶断も発生していない正常時の動作を説明するための波形図である。図１、図２を参照して、時刻ｔ１において、ＥＣＵ３０は、リレー（−）駆動回路２２を用いてマイナス側リレー１８を駆動する信号を出力する。これに応じてタイマー回路２４は、時刻ｔ１〜ｔ２の間ヒューズ不良検出用のスイッチ３４を導通させる。ヒューズ１４が溶断していなければ、時刻ｔ１〜ｔ２には電圧検出部２６によって、蓄電装置１１２の電圧が、電圧Ｖｆとして検出される。
【００２５】
続いて、タイマー回路２４は、時刻ｔ２においてスイッチ３４をＯＦＦ状態とした上で、リレー溶着検出用のスイッチ３６を導通させる。プラス側のリレー１６は、予めＯＦＦ状態に制御されているので、リレー１６に溶着が発生していなければ電圧Ｖｆはゼロである。
【００２６】
同様に、時刻ｔ４〜ｔ５では、マイナス側リレー１８の溶着チェックが行なわれる。図２では、リレー１８は溶着していないのでＯＦＦ状態に制御され、電圧Ｖｆはゼロである。タイマー回路２４は、プラス側リレー１６の駆動信号がＯＮからＯＦＦに変化すると、リレー溶着検出用のスイッチ３６をＯＮからＯＦＦに変化させる。
【００２７】
以上のチェックの結果、ヒューズもリレーも正常であることが確認された場合、時刻ｔ６において、リレー１６，１８が共に導通され、給電器５０に車両から給電が行なわれる。
【００２８】
なお、図１に示した構成では、タイマー回路２４をＥＣＵ３０の外部に設けているが、タイマー回路２４をＥＣＵ３０に取り込んでも良い。
【００２９】
図３は、ヒューズ溶断が発生している時の動作を説明するための波形図である。時刻ｔ１〜ｔ５におけるリレー駆動信号とスイッチの制御状態は、図２の場合と同様である。
【００３０】
図３に示した場合には、ヒューズ１４が溶断しており、時刻ｔ１〜ｔ２において電圧Ｖｆがゼロとなっている。このため、時刻ｔ６以降は、リレー１６，１８が共にＯＦＦ状態のままとされ、給電器５０には給電が行なわれない。
【００３１】
なお、以上示した動作波形は一例であり、スイッチ回路の動作を予め決めておけば、ヒューズ不良検出用のスイッチ３４とリレー溶着検出用のスイッチ３６とを、図２、図３とは異なるようにＯＮ・ＯＦＦさせてもかまわない。
【００３２】
図２、図３の制御例では、ヒューズ不良検出およびリレー溶着検出の後に給電動作を実施しているが、たとえば車両を起動するときに、給電動作の有無にかかわらず毎回チェックを行なうようにしても良い。いざというときに、非常用電源として給電システムを使用するためには、ヒューズの不良を常に確認しておくことが好ましい。なお、ヒューズのチェックは、車両が通常の起動をしている時に並行して行なえばよいため、ヒューズ不良チェックを行なうことによって車両の起動時間が長くなるといったことは無い。
【００３３】
図４は、本実施の形態における電力供給システムにおいて実行されるリレーおよびヒューズのチェックの制御を説明するためのフローチャートである。図１、図４を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、ステップＳ１において、正負のリレー１６，１８をともにＯＦＦとし、かつスイッチ３４，３６もともにＯＦＦ状態とするように制御が行なわれる。
【００３４】
続いて、ステップＳ２においてリレー１６，１８の溶着と、ヒューズ１４の不良をチェックするモードに制御モードが移行される。
【００３５】
ステップＳ３では、マイナス側のリレー１８のみがＯＮ状態に制御され、ステップＳ４において、リレー溶着用のスイッチ３６をＯＦＦ状態にしたままでヒューズ不良検出用のスイッチ３４はＯＮ状態に制御される。
【００３６】
この状態でステップＳ５において電圧検出部２６で電圧Ｖｆが計測される。ステップＳ５において電圧Ｖｆが所定値未満であった場合には（Ｓ５でＹＥＳ）、ステップＳ６に処理が進められ、電圧Ｖｆが所定値以上であった場合には（Ｓ５でＮＯ）、ステップＳ８に処理が進められる。
【００３７】
ステップＳ６では、電力供給システムの状態は、ヒューズ１４に溶断が発生している不良状態であると判定され、ステップＳ７において、文字表示、警告音または音声などによって、電力を車両から給電器５０に出力できないことをユーザに報知する。
【００３８】
一方、ステップＳ８に処理が進んだ場合には、リレー溶着検出用のスイッチ３６はＯＮ状態に制御され、かつヒューズ不良検出用のスイッチ３４はＯＦＦ状態に制御される。そして、ステップＳ９において、電圧Ｖｆが所定値以上であるか否かが判断される。
【００３９】
ステップＳ９においては、電圧Ｖｆが所定値以上であった場合（Ｓ９でＹＥＳ）、ステップＳ１０に処理が進められ、電圧Ｖｆが所定値未満であった場合（Ｓ９でＮＯ）、ステップＳ１２に処理が進められる。
【００４０】
ステップＳ１２では、リレーは、プラス側のリレー１６のみがＯＮ状態に制御され、ヒューズ不良検出用のスイッチ３４はＯＦＦ状態、リレー溶着検出用のスイッチ３６はＯＮ状態に制御される。そしてステップＳ１３において、電圧Ｖｆが所定値以上であるか否かが判断される。
【００４１】
ステップＳ１３においては、電圧Ｖｆが所定値以上であった場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１０に処理が進められ、電圧Ｖｆが所定値未満であった場合（Ｓ１３でＮＯ）、ステップＳ１４に処理が進められる。ステップＳ１４では、ヒューズ１４およびリレー１６，１８は正常であるとして、検出動作が完了される。
【００４２】
一方、ステップＳ１０に処理が進んだ場合、リレーが溶着していると判断され、ステップＳ１１において、状況によって、電力供給システムまたは車両を停止させるか、動作させるか、調停が行なわれる。
【００４３】
［実施の形態２］
給電システムは、非常時に使うことが想定されるので、ヒューズ不良の検出は、比較的頻繁に実施することが好ましい。しかし、図１に示した構成では、ヒューズ不良の検出だけを行なう場合でも、マイナス側のリレー１８をＯＮ／ＯＦＦさせる必要がある。一般に高電圧部の大電力対応のリレーは、機械的に動作する接点を有しており、可動部および接点の寿命を考えると、ＯＮ／ＯＦＦの回数は少ないほうが好ましい。
【００４４】
実施の形態２では、実施の形態１の構成よりも部品点数は増加するが、リレーの動作回数を減らすことができる構成を説明する。
【００４５】
図５は、本発明の実施の形態２に係る電力供給システムが搭載された車両の構成を示す回路図である。図５に示した車両は、図１に示した車両の構成において、スイッチ回路３２に代えてスイッチ回路２３２を含む。他の構成については、実施の形態１と同様であるので説明は繰り返さない。
【００４６】
スイッチ回路２３２は、ヒューズ不良検出用のスイッチ３４と、リレー溶着検出用のスイッチ３６に加えて、ヒューズ不良検出用のスイッチ３８をさらに含む。スイッチ３８は、電圧検出部２６の負極側端子を電源部１１とリレー１８との接続ノードに接続するスイッチである。このように、電圧検出部２６の負極側にもヒューズ不良検出用のスイッチ３８を設けることにより、リレー１８の動作回数を減らすことができる。
【００４７】
なお、プラス側のスイッチ３４とマイナス側のスイッチ３８には、図５では別々の制御信号が入力されているが、同じ信号を使用しても良い。
【００４８】
図５に示したように構成することによって、ヒューズ不良チェックを多数回実施でき、給電システムの信頼性をさらに向上させることができる。
【００４９】
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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５０】
１  車両、１０  車両駆動部、１１  電源部、１２  蓄電装置、１４  ヒューズ、１６，１８  リレー、２０，２２  リレー駆動回路、２４  タイマー回路、２６  電圧検出部、２８  電流検出部、３２，２３２  スイッチ回路、３４，３６，３８  スイッチ、５０  給電器、１２６，１２７  電圧センサ、ＳＭＲ  システムメインリレー、ＴＮ，ＴＰ  給電端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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