車両用充電装置
【課題】充電装置側との通信機能を有していない車両に充電する場合にも、充電コネクタの嵌合を検知してから充電を開始することが可能な車両用充電装置を提供する。
【解決手段】車両用充電装置１は、車両９に充電電流を出力するＬ端子１１１及びＮ端子１１２、及び嵌合検知端子１１５を有する充電コネクタ１１と、第１の抵抗器Ｒ1を介して嵌合検知端子１１５から電圧を出力する電圧出力部２３と、車両側コネクタ９１との嵌合による第１の抵抗器Ｒ1の通電電流の変化を検出可能な第１の電圧計Ｖ1と、第１の電圧計Ｖ1によって検出した第１の抵抗器Ｒ1の通電電流の変化に基づいて充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知し、この嵌合を検知したとき、Ｌ端子１１１及びＮ端子１１２からの充電電流の出力を可能な状態とする制御部２０とを有する。
【解決手段】車両用充電装置１は、車両９に充電電流を出力するＬ端子１１１及びＮ端子１１２、及び嵌合検知端子１１５を有する充電コネクタ１１と、第１の抵抗器Ｒ1を介して嵌合検知端子１１５から電圧を出力する電圧出力部２３と、車両側コネクタ９１との嵌合による第１の抵抗器Ｒ1の通電電流の変化を検出可能な第１の電圧計Ｖ1と、第１の電圧計Ｖ1によって検出した第１の抵抗器Ｒ1の通電電流の変化に基づいて充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知し、この嵌合を検知したとき、Ｌ端子１１１及びＮ端子１１２からの充電電流の出力を可能な状態とする制御部２０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用の駆動源として電動機を有する、所謂プラグインハイブリッド車（Plug-in Hybrid Vehicle）等の車両に充電するための車両用充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に配慮して、車両の走行のための駆動源として電動機を用いた車両が普及しつつある。このような車両に対して充電を行うための充電スタンドとして、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の充電スタンドは、充電スタンド側との通信機能を有する車両に充電用のコネクタが接続された場合には、当該車両との通信結果に基づいて電圧の印加を開始し、通信機能を有しない車両に充電用コネクタが接続された場合には、充電開始スイッチの操作によって電圧の印加を開始するように構成されている。なお、この充電用コネクタの規格や、充電スタンド側と車両側との通信仕様等を定めたものとして、ＳＡＥＪ１７７２として定められた国際規格がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８３９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この充電スタンドでは、通信機能を有しない車両に充電しようとしたとき、充電開始スイッチが操作されたことのみをもって電圧の印加を開始すると、充電用コネクタが車両側に嵌合されていない状態でも電圧の印加が開始されるため、使用者の不適切な取り扱いによっては、漏電や感電等が発生するおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、充電装置側との通信機能を有していない車両に充電する場合にも、充電コネクタの嵌合を検知してから充電を開始することが可能な車両用充電装置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】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、走行用の駆動源として電動機を有する車両に充電電流を出力するための充電電流出力端子、及び前記車両に設けられた車両側コネクタとの嵌合を検知するための嵌合検知端子を有する充電コネクタと、第１の抵抗器を介して前記嵌合検知端子から電圧を出力する電圧出力部と、前記車両側コネクタとの嵌合による前記第１の抵抗器の通電電流の変化を検出可能な検出手段と、前記検出手段によって検出した前記第１の抵抗器の通電電流の変化に基づいて前記充電コネクタと前記車両側コネクタとの嵌合を検知し、前記嵌合を検知したとき、前記充電電流出力端子からの充電電流の出力を可能な状態とする制御部と、を有する車両用充電装置を提供する。
【０００８】
また、前記第１の抵抗器と前記嵌合検知端子との間の接続を遮断状態に切り替え可能な切替回路を備え、前記制御部は、更に、前記充電コネクタと前記車両側コネクタとの嵌合を検知したとき、前記切替回路を遮断状態としてもよい。
【０００９】
また、前記切替回路は、前記第１の抵抗器と前記嵌合検知端子とを接続する第１の接続状態と、一端が接地された第２の抵抗器の他端と前記嵌合検知端子とを接続する第２の接続状態とを切り替え可能であり、前記制御部は、前記切替回路の前記第２の接続状態における前記嵌合検知端子の電圧の変化によって前記充電コネクタの前記車両側コネクタからの離脱を検知し、前記離脱を検知したとき、前記充電電流出力端子からの充電電流の出力を不能な状態としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、充電装置側との通信機能を有していない車両に充電する場合にも、充電コネクタの嵌合を検知してから充電を開始することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用充電装置を示す概略構成図である。
【図２】車両用充電装置、及び車両を示す概略構成図である。
【図３】充電コネクタの構成を示す正面図である。
【図４】車両用充電装置及び車両側の構成例を示す概略図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る車両用充電装置及び車両側の構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る車両用充電装置及び車両用充電システムの一例を、図
１〜図４を参照して説明する。
【００１３】
（車両用充電装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用充電装置を示す概略構成図である。
【００１４】
この車両用充電装置１は、充電コネクタ１１が先端部に設けられた充電ガン１２と、充電ガン１２の内部にて充電コネクタ１１に接続された充電ケーブル１３と、充電ケーブル１３及び充電コネクタ１１を介して後述する車両９への充電を行う装置本体１０と、プラグ１４０が先端部に設けられた電源ケーブル１４とを備えて構成されている。
【００１５】
充電ガン１２にはリリースボタン１２０が設けられている。リリースボタン１２０には、係合突起１２０ａが連結されており、リリースボタン１２０を押すことにより係合突起１２０ａが動作して、後述する車両９に嵌合された充電コネクタ１１の抜き取り操作が可能となるように構成されている。また、プラグ１４０は、商用電源に接続される第１及び第２の電源端子１４０ａ，１０４ｂと、接地端子１４０ｃとを有している。
【００１６】
（車両用充電システムの構成）
図２は、本発明の実施の形態に係る車両用充電システム、及び車両を示す概略構成図である。
【００１７】
この車両用充電システム１００は、車両用充電装置１と、充電コネクタ１１に嵌合される車両側コネクタ９１と、車両側コネクタ９１の入力端子に接続された充電制御回路９２と、充電制御回路９２を制御する制御装置９３と、蓄電池９４とを備えている。車両側コネクタ９１，充電制御回路９２，制御装置９３，及び蓄電池９４は、車体９０に固定されている。蓄電池９４は、例えば複数のセルを有するリチウムイオン電池からなる。
【００１８】
車体９０にはまた、車両９の走行用の駆動源としての電動機９６と、蓄電池９４に蓄えられた電力をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によりスイッチングされたモータ電流として電動機９６に供給するインバータ９５と、電動機９６の出力を変速して前輪９８に伝達する変速機９７とが搭載されている。電動機９６は、例えばＩＰＭ（Interior Permanent Magnet Motor：埋込磁石型モータ）からなる。なお、変速機９７の出力を後輪９９に伝達して後輪駆動車としてもよい。
【００１９】
車両用充電装置１の電源ケーブル１４のプラグ１４０は、例えば電圧２００Ｖ、周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電力を出力するコンセントＣに接続されている。これにより、装置本体１０は、電源ケーブル１４を介して商用電源に接続されている。
【００２０】
（充電コネクタ１１の構成）
図３は、車両用充電装置１の充電コネクタ１１の構成を端子側から示す正面図である。この充電コネクタ１１は、ＳＡＥＪ１７７２に準拠している。
【００２１】
充電コネクタ１１は、ハウジング１１０と、車両９の充電のための電圧を出力する一対の充電電流出力端子としてのＬ端子１１１及びＮ端子１１２と、電気的に接地されたＧＮＤ端子１１３と、充電制御端子としてのＣ端子１１４と、車両側コネクタ９１との嵌合を検知するための嵌合検知端子としてのＰ端子１１５とを有している。
【００２２】
（車両用充電装置１の回路構成）
図４は、車両用充電装置１、ならびに車両９側の車両側コネクタ９１，充電制御回路９２，制御装置９３，蓄電池９４，及びその周辺回路の構成例を示している。
【００２３】
車両用充電装置１の装置本体１０は、車両９側への充電電流の供給及び遮断等を制御する制御部２０を有している。制御部２０は、例えば予め記憶されたプログラムに従って動作するＣＰＵ（Central Processing Unit）、及びその周辺回路からなる。
【００２４】
制御部２０は、装置本体１０に設けられたリレー回路２１のオン（継電）又はオフ（遮断）を制御する。リレー回路２１は、第１接点部２１ａと、第２接点部２１ｂと、第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂを動作させるためのコイル２１ｃとを有している。制御部２０からコイル２１ｃに電流が供給されたときには、第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂが共にオンし、制御部２０から電流が供給されないときは、第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂが共にオフ状態となる。
【００２５】
リレー回路２１の第１接点部２１ａは、電源ケーブル１４を介して接続されたプラグ１４０の第１の電源端子１４０ａと、充電ケーブル１３を介して接続された充電コネクタ１１のＬ端子１１１との間に設けられている。また、第２接点部２１ｂは、プラグ１４０の第２の電源端子１４０ｂと充電コネクタ１１のＮ端子１１２との間に設けられている。これにより、制御部２０からコイル２１ｃに電流が供給されると、第１の電源端子１４０ａとＬ端子１１１、及び第２の電源端子１４０ｂとＮ端子１１２がそれぞれ接続される。
【００２６】
また、制御部２０は、装置本体１０に設けられた切替回路２２を制御する。切替回路２２は、第１接点２２ａ，第２接点２２ｂ，第３接点２２ｃ，及びコイル２２ｄを有する２接点リレーであり、第１接点２２ａと第２接点２２ｂとを接続する第１の接続状態と、第２接点２２ｂと第３接点２２ｃとを接続する第２の接続状態とを切り替え可能である。第１の接続状態では、第２接点２２ｂと第３接点２２ｃとの接続が遮断され、第２の接続状態では、第１接点２２ａと第２接点２２ｂとの接続が遮断される。この切替回路２２は、コイル２２ｄへの非通電時に第１の接続状態となり、制御部２０からコイル２２ｄに電流が供給されたときに第２の接続状態となる。
【００２７】
第１接点２２ａには、第１の抵抗器Ｒ1の一端が接続されている。第１の抵抗器Ｒ1の他端は、電圧出力部２３に接続されている。電圧出力部２３は、第１の電源端子１４０ａ及び第２の電源端子１４０ｂから供給される交流電流を例えば直流の５Ｖに変換して出力する直流電源である。また、第１の抵抗器Ｒ1の抵抗値は、例えば２７００Ωである。
【００２８】
第２接点２２ｂは、充電ケーブル１３を介して、充電コネクタ１１内に配置されたスイッチ１２１に接続されている。スイッチ１２１は、充電ガン１２のリリースボタン１２０に連動し、リリースボタン１２０が押されていない通常時に導通状態となり、リリースボタン１２０が押されると絶縁状態となる２つの接点１２１ａ，１２１ｂを有している。接点１２１ａは、切替回路２２の第２接点２２ｂに接続され、接点１２１ｂは充電コネクタ１１のＰ端子１１５に接続されている。
【００２９】
また、第３接点２２ｃには、第２の抵抗器Ｒ2の一端が接続されている。第２の抵抗器Ｒ2の他端は電気的に接地され、プラグ１４０の接地端子１４０ｃと同電位（基準電位）とされている。第２の抵抗器Ｒ2の抵抗値は例えば１５０Ωである。
【００３０】
また、スイッチ１２１には、第３の抵抗器Ｒ3が並列に接続されている。第３の抵抗器Ｒ3の一端は接点１２１ａに接続され、他端は接点１２１ｂに接続されている。第３の抵抗器Ｒ3の抵抗値は、例えば３３０Ωである。
【００３１】
これにより、切替回路２２の第１の接続状態では、第１の抵抗器Ｒ1がスイッチ１２１を介してＰ端子１１５に接続（短絡）される。一方、切替回路２２の第２の接続状態では、第２の抵抗器Ｒ2がスイッチ１２１を介してＰ端子１１５に接続（短絡）される。また、切替回路２２の第１の接続状態において、電圧出力部２３は、第１の抵抗器Ｒ1、切替回路２２、及びスイッチ１２１を介して、Ｐ端子１１５から電圧を出力可能である。
【００３２】
切替回路２２の第１接点２２ａには、第１接点２２ａの電圧（基準電位との電位差）を測定する第１の電圧計Ｖ1が接続されている。この第１の電圧計Ｖ1は、第１の抵抗器Ｒ1に電流が流れた際の電圧降下、すなわち第１の抵抗器Ｒ1の通電電流の変化を検出可能な検出手段の一例である。また、切替回路２２の第３接点２２ｃには、第３接点２２ｃの電圧（基準電位との電位差）を測定する第２の電圧計Ｖ2が接続されている。
【００３３】
第１の電圧計Ｖ1及び第２の電圧計Ｖ2としては、例えばアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータを用いてもよく、所定の電圧値との大小を比較するコンパレータを用いてもよい。第１の電圧計Ｖ1及び第２の電圧計Ｖ2で検出した電圧値を示す検出信号は、制御部２０に出力される。
【００３４】
また、制御部２０は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されたパルス信号により、充電電流の許容電流値等の情報を車両９側へ送信する通信機能を有している。制御部２０からの送信信号は、通信用抵抗器Ｒｃを介して充電コネクタ１１のＣ端子１１４から車両９側に出力される。また制御部２０は、通信用抵抗器ＲｃのＣ端子１１４側の電圧をモニタすることが可能である。
【００３５】
（車両９側の構成）
車両側コネクタ９１は、充電コネクタ１１との嵌合により、Ｌ端子１１１，Ｎ端子１１２，ＧＮＤ端子１１３，Ｃ端子１１４，及びＰ端子１１５のそれぞれに接続される、第１端子９１１，第２端子９１２，第３端子９１３，第４端子９１４，及び第５端子９１５を有している。第３端子９１３と第５端子９１５の間には、第４の抵抗器Ｒ4が接続されている。第４の抵抗器Ｒ4の抵抗値は、例えば２７００Ωである。
【００３６】
充電制御回路９２は、整流回路部９２１と、リレー回路９２２と、直流電源９２３と、スイッチ９２４と、第５の抵抗器Ｒ5とを有している。直流電源９２３は、例えば５Ｖ電源である。スイッチ９２４は、直流電源９２３と第５の抵抗器Ｒ5との間に設けられ、オン又はオフが制御装置９３によって制御される。第５の抵抗器Ｒ5は、直流電源９２３の出力によってプルアップされるプルアップ抵抗であり、その抵抗値は例えば３３０Ωである。
【００３７】
整流回路部９２１は、車両側コネクタ９１の第１端子９１１及び第２端子９１２に接続されている。整流回路部９２１は、第１端子９１１及び第２端子９１２から入力される交流電流を整流してリレー回路９２２に出力する。整流回路部９２１は、例えばダイオードブリッジ回路からなる。なお、整流回路部９２１とリレー回路９２２との間には、充電開始時における突入電流を制限する突入電流制限回路等をさらに設けてもよい。
【００３８】
リレー回路９２２は、制御装置９３によってオン（継電）又はオフ（遮断）が制御される。リレー回路９２２がオンすると、第１端子９１１及び第２端子９１２から供給される電力によって蓄電池９４が充電される。
【００３９】
第５の抵抗器Ｒ5は、その一端が車両側コネクタ９１の第５端子９１５及び制御装置９３に接続されている。制御装置９３は、第５の抵抗器Ｒ5の一端の電圧（基準電位との電位差）を検出可能である。
【００４０】
制御装置９３は、例えば蓄電池９４への充電電流をモニタすることにより充電が開始されたことを検知し、充電開始を検知したとき、スイッチ９２４をオンにする。
【００４１】
なお、本実施の形態に係る車両９は、車両用充電装置１との通信機能を有していないので、車両用充電装置１の制御部２０からＣ端子１１４に出力される送信信号は制御装置９３に入力されない。車両が通信機能を有している場合には、制御部２０が車両側との通信が成立したことを以て充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１に嵌合されたことを検知できるが、車両が通信機能を有していない場合には、他の方法によって充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検出する必要がある。
【００４２】
本実施の形態では、第１の電圧計Ｖ1によって検出した電圧に基づいて充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知する。次に、この嵌合検出方法について詳細に説明する。
【００４３】
（嵌合検出方法）
プラグ１４０がコンセントＣに接続され、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１に嵌合されていない未嵌合状態では、切替回路２２が、第１接点２２ａと第２接点２２ｂとが接続された第１の接続状態にある。
【００４４】
この未嵌合状態では、第１接点２２ａに第１の抵抗器Ｒ1を介して電圧出力部２３から直流の＋５Ｖが供給される一方、第２接点２２ｂにスイッチ１２１を介して接続されたＰ端子１１５は絶縁された状態であるので、第１の電圧計Ｖ1によって検出される第１接点２２ａの電圧、すなわちＰ端子１１５の電圧は＋５Ｖとなる。
【００４５】
充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１に嵌合されると、充電コネクタ１１のＰ端子１１５が車両側コネクタ９１の第５端子９１５に接続される。また、第５端子９１５は、第４の抵抗器Ｒ4を介して第３端子９１３に接続され、第３端子９１３はＧＮＤ端子１１３に接続される。
【００４６】
これにより、電圧出力部２３から供給される電圧により第１の抵抗器Ｒ1及び第４の抵抗器Ｒ4に電流Ｉ1が流れ、第１の電圧計Ｖ1によって検出される第１接点２２ａの電圧は、第１の抵抗器Ｒ1における電圧降下によって未嵌合状態よりも低下する。例えば第１の抵抗器Ｒ1及び第４の抵抗器Ｒ4の抵抗値が共通である場合には、第１の電圧計Ｖ1によって検出される電圧が、電圧出力部２３の出力電圧の２分の１である＋２．５Ｖとなる。
【００４７】
制御部２０は、この電圧の変化（低下）、すなわち第１の抵抗器Ｒ1の通電電流の変化によって充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知する。制御部２０は、この嵌合を検知すると、リレー回路２１のコイル２１ｃに電流を供給し、第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂを共にオンさせる。なお、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知した後、Ｌ端子１１１と第１端子９１１との接触、及びＮ端子１１２と第２端子９１２との接触が安定する所定の時間の経過後に、第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂをオンさせてもよい。このように、制御部２０は、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知したとき、Ｌ端子１１１及びＮ端子１１２からの充電電流の出力を可能な状態とする。
【００４８】
また、制御部２０は、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知したとき、直ちにコイル２２ｄに電流を供給し、切替回路２２を第２の接続状態に切り替える。これにより、第１の抵抗器Ｒ1とＰ端子１１５との接続が遮断され、第２の抵抗器Ｒ2とＰ端子１１５とが接続される。
【００４９】
この第２の接続状態への切り替えは、車両９側の制御装置９３が、充電ガン１２のリリースボタン１２０が押されたことを検知することができるようにするための処置である。つまり、使用者によってリリースボタン１２０が押された場合、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から抜かれる可能性が高いので、活線状態でＬ端子１１１と第１端子９１１、及びＮ端子１１２と第２端子９１２が離間することによるスパークの発生等を抑えるべく、リレー回路９２２をすみやかにオフにする必要がある。
【００５０】
制御装置９３は、第５端子９１５の電圧の変化によってリリースボタン１２０が押されたことを検知する。すなわち、リリースボタン１２０が押されると、スイッチ１２１の接点１２１ａと接点１２１ｂとの接続が解除され、第５の抵抗器Ｒ5の一端から接地電位までの抵抗値が変化する。より具体的には、第５の抵抗器Ｒ5の一端から接地電位までの抵抗値が、リリースボタン１２０が押される前の抵抗値（第２の抵抗器Ｒ2と第４の抵抗器Ｒ4の並列抵抗値）から、第２の抵抗器Ｒ2及び第３の抵抗器Ｒ3の直列抵抗と第４の抵抗器Ｒ4との並列抵抗値に変化し、第５の抵抗器Ｒ5の一端から接地電位までの抵抗値が大きくなる。この結果、第５の抵抗器Ｒ5を流れる電流Ｉ2の電流値が変化するので、第５の抵抗器Ｒ5の一端の電圧が変化する。制御装置９３は、この電圧の変化によってリリースボタン１２０が押されたことを検知する。
【００５１】
また、制御部２０は、第２の電圧計Ｖ2によって検出される切替回路２２の第３接点２２ｃの電圧の変化によって、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの離脱を検知し、この離脱を検知したとき、リレー回路２１のコイル２１ｃへの電流の供給を停止し、第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂを共にオフさせる。
【００５２】
つまり、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から離脱すると、直流電源９２３の出力が車両用充電装置１側に供給されなくなるので、切替回路２２の第３接点２２ｃの電圧、すなわちＰ端子１１５の電圧がゼロとなる。制御部２０は、この電圧の変化によって充電コネクタ１１の離脱を検知し、この離脱を検知したとき、Ｌ端子１１１及びＮ端子１１２からの充電電流の出力を不能な状態とする。この処置は、充電コネクタ１１が離脱した状態における使用者の感電や漏電を防止するためのものである。
【００５３】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。
【００５４】
（１）車両９側が車両用充電装置１との通信機能を有していなくても、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１との嵌合を検知でき、この嵌合を検知した後に充電を開始することができる。よって、充電コネクタ１１の未嵌合状態でＬ端子１１４及びＮ端子１１５に電圧が表れることがないので、使用者の感電等を未然に防止することが可能となる。
【００５５】
（２）制御部２０は、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１との嵌合を検知したとき、切替回路２２を直ちに（例えば、制御装置９３が立ち上がり、制御装置９３が第５の抵抗器Ｒ5の一端の電圧（基準電位との電位差）を検出可能となる前に）第２の接続状態とするので、電圧出力部２３からの電圧が第５端子９１５を介して車両９側に供給される時間を短縮し、車両９側の動作に影響を与えることを抑制できると共に、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの離脱を検知することが可能な状態となる。
ここで、上述の「車両９側の動作への影響」に関し、以下に詳しく述べる。
電圧出力部２３からの電圧が車両９側に供給される時間が「短縮」ではなく、例えば、「一定の時間」である場合、第２の接続状態となる前に制御装置９３が立ち上がってしまい、制御装置９３は、電圧出力部２３からの電圧の影響を受けた第５の抵抗器Ｒ5の一端の電圧を検出することとなる。この場合、制御装置９３は、異常な電圧を検出したと判断し、車両９をスリープ状態あるいは充電拒否状態に至らせる可能性がある。そこで、上述の構成を採用している。
なお、スリープ状態とは、リレー９２２が閉状態とならず、蓄電池９４への充電が開始されない状態のことをいう。この状態では、更に、車両９内でエラーランプが点灯したり、車両９から所有者へ携帯電話を通じてエラーメッセージを届けたりし、車両９が積極的に障害解決を訴える状態となることもある。
【００５６】
（３）制御部２０は、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの離脱を検知したとき、リレー回路２１の第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂを共にオフにするので、使用者の感電や漏電を防止することができる。
【００５７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。図５は、第２の実施の形態に係る車両用充電装置１、ならびに車両９側の車両側コネクタ９１，充電制御回路９２，制御装置９３，蓄電池９４，及びその周辺回路の構成例を示している。図５において、第１の実施の形態について説明したものと共通する機能を有する要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００５８】
本実施の形態では、電圧出力部２３に接続された第１の抵抗器Ｒ1が、スイッチ２４を介して電コネクタ１１のＰ端子１１５に接続されている。第１の抵抗器Ｒ1の抵抗値は、例えば２７０Ωである。スイッチ２４は、制御部２０によってオン（短絡）又はオフ（遮断）が切り替えられ充電コネクタ１１の未嵌合状態ではスイッチ２４がオン状態とされている。
【００５９】
第１の抵抗器Ｒ1の電圧出力部２３側と、第１の抵抗器Ｒ1のスイッチ２４側との間には、第１の電圧計Ｖ1が接続されている。この第１の電圧計Ｖ1は、第１の抵抗器Ｒ1の通電電流による電圧降下を検出可能であり、第１の電圧計Ｖ1の検出値に基づいて第１の抵抗器Ｒ1の通電電流の変化を検出可能である。つまり、第１の電圧計Ｖ1は、本発明の検出手段の一例である。
【００６０】
また、装置本体１０には、充電コネクタ１１のＰ端子１１５の電圧（基準電位との電位差）を検出可能な第２の電圧計Ｖ2が設けられている。第１の電圧計Ｖ1及び第２の電圧計Ｖ2で検出した電圧値を示す検出信号は、制御部２０に出力される。
【００６１】
充電コネクタ１１のＰ端子１１５とＧＮＤ端子１１３との間には、リリースボタン１２０に連動するスイッチ１２１と第６の抵抗器Ｒ6が直列に接続され、スイッチ１２１には、第７の抵抗器Ｒ7が並列に接続されている。第６の抵抗器Ｒ6の抵抗値は例えば１５０Ω、第７の抵抗器Ｒ7の抵抗値は例えば３３０Ωである。
【００６２】
充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との未嵌合状態では、第１の抵抗器Ｒ1，第６の抵抗器Ｒ6，及びスイッチ１２１を経路とする閉回路に電流が流れ、第１の抵抗器Ｒ1及び第６の抵抗器Ｒ6の合計の抵抗値に応じた電流がこの閉回路に流れる。
【００６３】
充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１に嵌合されると、充電コネクタ１１のＰ端子１１５が車両側コネクタ９１の第５端子９１５に接続され、また第３端子９１３がＧＮＤ端子１１３に接続される。これにより、第６及び第７の抵抗器Ｒ6，Ｒ7、及びスイッチ１２１からなる回路に第４の抵抗器Ｒ4が並列に接続される。このため、電圧出力部２３から接地電位に至る抵抗値が小さくなり、第１の抵抗器Ｒ1の通電電流が大きくなるため、第１の電圧計Ｖ1によって検出される電圧が大きくなる。これにより、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知することができる。
【００６４】
制御部２０は、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知すると、リレー回路２１のコイル２１ｃに電流を供給し、Ｌ端子１１１及びＮ端子１１２からの充電電流の出力を可能な状態とする。
【００６５】
また、制御部２０は、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知すると、スイッチ２４をオフにする。その後、車両９側のスイッチ９２４がオンされると、直流電源９２３の出力が第５の抵抗器Ｒ5及び第５端子９１５を介してＰ端子１１５に出力され、第２の電圧計Ｖ2によって直流電源９２３の出力電圧が検出される。
【００６６】
そして、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から離脱すると、Ｐ端子１１５に直流電源９２３の出力電圧が表れなくなるので、第２の電圧計Ｖ2による検出値がゼロとなる。これにより、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの離脱を検知することができる。
【００６７】
また、スイッチ１２１がオフ状態になることによっても、第２の電圧計Ｖ2による検出値が変化するので、第２の電圧計Ｖ2による検出値に基づいてリリースボタン１２０が押されたことを検知することができる。
【００６８】
制御部２０は、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの離脱、又はリリースボタン１２０が押されたことを検知すると、リレー回路２１のコイル２１ｃへの電流の供給を停止し、Ｌ端子１１１及びＮ端子１１２からの充電電流の出力を不能な状態とする。
【００６９】
このように、本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。
【００７０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００７１】
また、本発明は上記第１及び第２の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、第１の電圧計Ｖ1の検出信号の変化によって第１の抵抗器Ｒ1の通電電流の変化を検出したが、これに限らず、第１の抵抗器Ｒ1の通電電流を例えばホール素子を用いた電流計によって検出してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１…車両用充電装置、９…車両、１０…装置本体、１１…充電コネクタ、１２…充電ガン、１３…充電ケーブル、１４…電源ケーブル、２０…制御部、２１…リレー回路、２１ａ…第１接点部、２１ｂ…第２接点部、２１ｃ…コイル、２２…切替回路、２２ａ…第１接点、２２ｂ…第２接点、２２ｃ…第３接点、２２ｄ…コイル、２３…電圧出力部、２４…スイッチ、９０…車体、９１…車両側コネクタ、９２…充電制御回路、９３…制御装置、９４…蓄電池、９５…インバータ、９６…電動機、９７…変速機、９８…前輪、９９…後輪、１００…車両用充電システム、１１０…ハウジング、１１１…Ｌ端子（充電電流出力端子）、１１２…Ｎ端子（充電電流出力端子）、１１３…ＧＮＤ端子、１１４…Ｃ端子、１１５…Ｐ端子（嵌合検知端子）、１２０…リリースボタン、１２０ａ…係合突起、１２１…スイッチ、１２１ａ，１２１ｂ…接点、１４０…プラグ、１４０ａ，１０４ｂ…電源端子、１４０ｃ…接地端子、９１１〜９１５…第１〜第５端子、９２１…整流回路部、９２２…リレー回路、９２３…直流電源、９２４…スイッチ、Ｃ…コンセント、Ｒ1〜Ｒ7…第１〜第７の抵抗器、Ｒｃ…通信用抵抗器、Ｖ1…第１の電圧計（検出手段）、Ｖ2…第２の電圧計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用の駆動源として電動機を有する、所謂プラグインハイブリッド車（Plug-in Hybrid Vehicle）等の車両に充電するための車両用充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に配慮して、車両の走行のための駆動源として電動機を用いた車両が普及しつつある。このような車両に対して充電を行うための充電スタンドとして、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の充電スタンドは、充電スタンド側との通信機能を有する車両に充電用のコネクタが接続された場合には、当該車両との通信結果に基づいて電圧の印加を開始し、通信機能を有しない車両に充電用コネクタが接続された場合には、充電開始スイッチの操作によって電圧の印加を開始するように構成されている。なお、この充電用コネクタの規格や、充電スタンド側と車両側との通信仕様等を定めたものとして、ＳＡＥＪ１７７２として定められた国際規格がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８３９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この充電スタンドでは、通信機能を有しない車両に充電しようとしたとき、充電開始スイッチが操作されたことのみをもって電圧の印加を開始すると、充電用コネクタが車両側に嵌合されていない状態でも電圧の印加が開始されるため、使用者の不適切な取り扱いによっては、漏電や感電等が発生するおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、充電装置側との通信機能を有していない車両に充電する場合にも、充電コネクタの嵌合を検知してから充電を開始することが可能な車両用充電装置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】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、走行用の駆動源として電動機を有する車両に充電電流を出力するための充電電流出力端子、及び前記車両に設けられた車両側コネクタとの嵌合を検知するための嵌合検知端子を有する充電コネクタと、第１の抵抗器を介して前記嵌合検知端子から電圧を出力する電圧出力部と、前記車両側コネクタとの嵌合による前記第１の抵抗器の通電電流の変化を検出可能な検出手段と、前記検出手段によって検出した前記第１の抵抗器の通電電流の変化に基づいて前記充電コネクタと前記車両側コネクタとの嵌合を検知し、前記嵌合を検知したとき、前記充電電流出力端子からの充電電流の出力を可能な状態とする制御部と、を有する車両用充電装置を提供する。
【０００８】
また、前記第１の抵抗器と前記嵌合検知端子との間の接続を遮断状態に切り替え可能な切替回路を備え、前記制御部は、更に、前記充電コネクタと前記車両側コネクタとの嵌合を検知したとき、前記切替回路を遮断状態としてもよい。
【０００９】
また、前記切替回路は、前記第１の抵抗器と前記嵌合検知端子とを接続する第１の接続状態と、一端が接地された第２の抵抗器の他端と前記嵌合検知端子とを接続する第２の接続状態とを切り替え可能であり、前記制御部は、前記切替回路の前記第２の接続状態における前記嵌合検知端子の電圧の変化によって前記充電コネクタの前記車両側コネクタからの離脱を検知し、前記離脱を検知したとき、前記充電電流出力端子からの充電電流の出力を不能な状態としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、充電装置側との通信機能を有していない車両に充電する場合にも、充電コネクタの嵌合を検知してから充電を開始することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用充電装置を示す概略構成図である。
【図２】車両用充電装置、及び車両を示す概略構成図である。
【図３】充電コネクタの構成を示す正面図である。
【図４】車両用充電装置及び車両側の構成例を示す概略図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る車両用充電装置及び車両側の構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る車両用充電装置及び車両用充電システムの一例を、図
１〜図４を参照して説明する。
【００１３】
（車両用充電装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用充電装置を示す概略構成図である。
【００１４】
この車両用充電装置１は、充電コネクタ１１が先端部に設けられた充電ガン１２と、充電ガン１２の内部にて充電コネクタ１１に接続された充電ケーブル１３と、充電ケーブル１３及び充電コネクタ１１を介して後述する車両９への充電を行う装置本体１０と、プラグ１４０が先端部に設けられた電源ケーブル１４とを備えて構成されている。
【００１５】
充電ガン１２にはリリースボタン１２０が設けられている。リリースボタン１２０には、係合突起１２０ａが連結されており、リリースボタン１２０を押すことにより係合突起１２０ａが動作して、後述する車両９に嵌合された充電コネクタ１１の抜き取り操作が可能となるように構成されている。また、プラグ１４０は、商用電源に接続される第１及び第２の電源端子１４０ａ，１０４ｂと、接地端子１４０ｃとを有している。
【００１６】
（車両用充電システムの構成）
図２は、本発明の実施の形態に係る車両用充電システム、及び車両を示す概略構成図である。
【００１７】
この車両用充電システム１００は、車両用充電装置１と、充電コネクタ１１に嵌合される車両側コネクタ９１と、車両側コネクタ９１の入力端子に接続された充電制御回路９２と、充電制御回路９２を制御する制御装置９３と、蓄電池９４とを備えている。車両側コネクタ９１，充電制御回路９２，制御装置９３，及び蓄電池９４は、車体９０に固定されている。蓄電池９４は、例えば複数のセルを有するリチウムイオン電池からなる。
【００１８】
車体９０にはまた、車両９の走行用の駆動源としての電動機９６と、蓄電池９４に蓄えられた電力をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によりスイッチングされたモータ電流として電動機９６に供給するインバータ９５と、電動機９６の出力を変速して前輪９８に伝達する変速機９７とが搭載されている。電動機９６は、例えばＩＰＭ（Interior Permanent Magnet Motor：埋込磁石型モータ）からなる。なお、変速機９７の出力を後輪９９に伝達して後輪駆動車としてもよい。
【００１９】
車両用充電装置１の電源ケーブル１４のプラグ１４０は、例えば電圧２００Ｖ、周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電力を出力するコンセントＣに接続されている。これにより、装置本体１０は、電源ケーブル１４を介して商用電源に接続されている。
【００２０】
（充電コネクタ１１の構成）
図３は、車両用充電装置１の充電コネクタ１１の構成を端子側から示す正面図である。この充電コネクタ１１は、ＳＡＥＪ１７７２に準拠している。
【００２１】
充電コネクタ１１は、ハウジング１１０と、車両９の充電のための電圧を出力する一対の充電電流出力端子としてのＬ端子１１１及びＮ端子１１２と、電気的に接地されたＧＮＤ端子１１３と、充電制御端子としてのＣ端子１１４と、車両側コネクタ９１との嵌合を検知するための嵌合検知端子としてのＰ端子１１５とを有している。
【００２２】
（車両用充電装置１の回路構成）
図４は、車両用充電装置１、ならびに車両９側の車両側コネクタ９１，充電制御回路９２，制御装置９３，蓄電池９４，及びその周辺回路の構成例を示している。
【００２３】
車両用充電装置１の装置本体１０は、車両９側への充電電流の供給及び遮断等を制御する制御部２０を有している。制御部２０は、例えば予め記憶されたプログラムに従って動作するＣＰＵ（Central Processing Unit）、及びその周辺回路からなる。
【００２４】
制御部２０は、装置本体１０に設けられたリレー回路２１のオン（継電）又はオフ（遮断）を制御する。リレー回路２１は、第１接点部２１ａと、第２接点部２１ｂと、第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂを動作させるためのコイル２１ｃとを有している。制御部２０からコイル２１ｃに電流が供給されたときには、第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂが共にオンし、制御部２０から電流が供給されないときは、第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂが共にオフ状態となる。
【００２５】
リレー回路２１の第１接点部２１ａは、電源ケーブル１４を介して接続されたプラグ１４０の第１の電源端子１４０ａと、充電ケーブル１３を介して接続された充電コネクタ１１のＬ端子１１１との間に設けられている。また、第２接点部２１ｂは、プラグ１４０の第２の電源端子１４０ｂと充電コネクタ１１のＮ端子１１２との間に設けられている。これにより、制御部２０からコイル２１ｃに電流が供給されると、第１の電源端子１４０ａとＬ端子１１１、及び第２の電源端子１４０ｂとＮ端子１１２がそれぞれ接続される。
【００２６】
また、制御部２０は、装置本体１０に設けられた切替回路２２を制御する。切替回路２２は、第１接点２２ａ，第２接点２２ｂ，第３接点２２ｃ，及びコイル２２ｄを有する２接点リレーであり、第１接点２２ａと第２接点２２ｂとを接続する第１の接続状態と、第２接点２２ｂと第３接点２２ｃとを接続する第２の接続状態とを切り替え可能である。第１の接続状態では、第２接点２２ｂと第３接点２２ｃとの接続が遮断され、第２の接続状態では、第１接点２２ａと第２接点２２ｂとの接続が遮断される。この切替回路２２は、コイル２２ｄへの非通電時に第１の接続状態となり、制御部２０からコイル２２ｄに電流が供給されたときに第２の接続状態となる。
【００２７】
第１接点２２ａには、第１の抵抗器Ｒ1の一端が接続されている。第１の抵抗器Ｒ1の他端は、電圧出力部２３に接続されている。電圧出力部２３は、第１の電源端子１４０ａ及び第２の電源端子１４０ｂから供給される交流電流を例えば直流の５Ｖに変換して出力する直流電源である。また、第１の抵抗器Ｒ1の抵抗値は、例えば２７００Ωである。
【００２８】
第２接点２２ｂは、充電ケーブル１３を介して、充電コネクタ１１内に配置されたスイッチ１２１に接続されている。スイッチ１２１は、充電ガン１２のリリースボタン１２０に連動し、リリースボタン１２０が押されていない通常時に導通状態となり、リリースボタン１２０が押されると絶縁状態となる２つの接点１２１ａ，１２１ｂを有している。接点１２１ａは、切替回路２２の第２接点２２ｂに接続され、接点１２１ｂは充電コネクタ１１のＰ端子１１５に接続されている。
【００２９】
また、第３接点２２ｃには、第２の抵抗器Ｒ2の一端が接続されている。第２の抵抗器Ｒ2の他端は電気的に接地され、プラグ１４０の接地端子１４０ｃと同電位（基準電位）とされている。第２の抵抗器Ｒ2の抵抗値は例えば１５０Ωである。
【００３０】
また、スイッチ１２１には、第３の抵抗器Ｒ3が並列に接続されている。第３の抵抗器Ｒ3の一端は接点１２１ａに接続され、他端は接点１２１ｂに接続されている。第３の抵抗器Ｒ3の抵抗値は、例えば３３０Ωである。
【００３１】
これにより、切替回路２２の第１の接続状態では、第１の抵抗器Ｒ1がスイッチ１２１を介してＰ端子１１５に接続（短絡）される。一方、切替回路２２の第２の接続状態では、第２の抵抗器Ｒ2がスイッチ１２１を介してＰ端子１１５に接続（短絡）される。また、切替回路２２の第１の接続状態において、電圧出力部２３は、第１の抵抗器Ｒ1、切替回路２２、及びスイッチ１２１を介して、Ｐ端子１１５から電圧を出力可能である。
【００３２】
切替回路２２の第１接点２２ａには、第１接点２２ａの電圧（基準電位との電位差）を測定する第１の電圧計Ｖ1が接続されている。この第１の電圧計Ｖ1は、第１の抵抗器Ｒ1に電流が流れた際の電圧降下、すなわち第１の抵抗器Ｒ1の通電電流の変化を検出可能な検出手段の一例である。また、切替回路２２の第３接点２２ｃには、第３接点２２ｃの電圧（基準電位との電位差）を測定する第２の電圧計Ｖ2が接続されている。
【００３３】
第１の電圧計Ｖ1及び第２の電圧計Ｖ2としては、例えばアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータを用いてもよく、所定の電圧値との大小を比較するコンパレータを用いてもよい。第１の電圧計Ｖ1及び第２の電圧計Ｖ2で検出した電圧値を示す検出信号は、制御部２０に出力される。
【００３４】
また、制御部２０は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されたパルス信号により、充電電流の許容電流値等の情報を車両９側へ送信する通信機能を有している。制御部２０からの送信信号は、通信用抵抗器Ｒｃを介して充電コネクタ１１のＣ端子１１４から車両９側に出力される。また制御部２０は、通信用抵抗器ＲｃのＣ端子１１４側の電圧をモニタすることが可能である。
【００３５】
（車両９側の構成）
車両側コネクタ９１は、充電コネクタ１１との嵌合により、Ｌ端子１１１，Ｎ端子１１２，ＧＮＤ端子１１３，Ｃ端子１１４，及びＰ端子１１５のそれぞれに接続される、第１端子９１１，第２端子９１２，第３端子９１３，第４端子９１４，及び第５端子９１５を有している。第３端子９１３と第５端子９１５の間には、第４の抵抗器Ｒ4が接続されている。第４の抵抗器Ｒ4の抵抗値は、例えば２７００Ωである。
【００３６】
充電制御回路９２は、整流回路部９２１と、リレー回路９２２と、直流電源９２３と、スイッチ９２４と、第５の抵抗器Ｒ5とを有している。直流電源９２３は、例えば５Ｖ電源である。スイッチ９２４は、直流電源９２３と第５の抵抗器Ｒ5との間に設けられ、オン又はオフが制御装置９３によって制御される。第５の抵抗器Ｒ5は、直流電源９２３の出力によってプルアップされるプルアップ抵抗であり、その抵抗値は例えば３３０Ωである。
【００３７】
整流回路部９２１は、車両側コネクタ９１の第１端子９１１及び第２端子９１２に接続されている。整流回路部９２１は、第１端子９１１及び第２端子９１２から入力される交流電流を整流してリレー回路９２２に出力する。整流回路部９２１は、例えばダイオードブリッジ回路からなる。なお、整流回路部９２１とリレー回路９２２との間には、充電開始時における突入電流を制限する突入電流制限回路等をさらに設けてもよい。
【００３８】
リレー回路９２２は、制御装置９３によってオン（継電）又はオフ（遮断）が制御される。リレー回路９２２がオンすると、第１端子９１１及び第２端子９１２から供給される電力によって蓄電池９４が充電される。
【００３９】
第５の抵抗器Ｒ5は、その一端が車両側コネクタ９１の第５端子９１５及び制御装置９３に接続されている。制御装置９３は、第５の抵抗器Ｒ5の一端の電圧（基準電位との電位差）を検出可能である。
【００４０】
制御装置９３は、例えば蓄電池９４への充電電流をモニタすることにより充電が開始されたことを検知し、充電開始を検知したとき、スイッチ９２４をオンにする。
【００４１】
なお、本実施の形態に係る車両９は、車両用充電装置１との通信機能を有していないので、車両用充電装置１の制御部２０からＣ端子１１４に出力される送信信号は制御装置９３に入力されない。車両が通信機能を有している場合には、制御部２０が車両側との通信が成立したことを以て充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１に嵌合されたことを検知できるが、車両が通信機能を有していない場合には、他の方法によって充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検出する必要がある。
【００４２】
本実施の形態では、第１の電圧計Ｖ1によって検出した電圧に基づいて充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知する。次に、この嵌合検出方法について詳細に説明する。
【００４３】
（嵌合検出方法）
プラグ１４０がコンセントＣに接続され、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１に嵌合されていない未嵌合状態では、切替回路２２が、第１接点２２ａと第２接点２２ｂとが接続された第１の接続状態にある。
【００４４】
この未嵌合状態では、第１接点２２ａに第１の抵抗器Ｒ1を介して電圧出力部２３から直流の＋５Ｖが供給される一方、第２接点２２ｂにスイッチ１２１を介して接続されたＰ端子１１５は絶縁された状態であるので、第１の電圧計Ｖ1によって検出される第１接点２２ａの電圧、すなわちＰ端子１１５の電圧は＋５Ｖとなる。
【００４５】
充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１に嵌合されると、充電コネクタ１１のＰ端子１１５が車両側コネクタ９１の第５端子９１５に接続される。また、第５端子９１５は、第４の抵抗器Ｒ4を介して第３端子９１３に接続され、第３端子９１３はＧＮＤ端子１１３に接続される。
【００４６】
これにより、電圧出力部２３から供給される電圧により第１の抵抗器Ｒ1及び第４の抵抗器Ｒ4に電流Ｉ1が流れ、第１の電圧計Ｖ1によって検出される第１接点２２ａの電圧は、第１の抵抗器Ｒ1における電圧降下によって未嵌合状態よりも低下する。例えば第１の抵抗器Ｒ1及び第４の抵抗器Ｒ4の抵抗値が共通である場合には、第１の電圧計Ｖ1によって検出される電圧が、電圧出力部２３の出力電圧の２分の１である＋２．５Ｖとなる。
【００４７】
制御部２０は、この電圧の変化（低下）、すなわち第１の抵抗器Ｒ1の通電電流の変化によって充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知する。制御部２０は、この嵌合を検知すると、リレー回路２１のコイル２１ｃに電流を供給し、第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂを共にオンさせる。なお、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知した後、Ｌ端子１１１と第１端子９１１との接触、及びＮ端子１１２と第２端子９１２との接触が安定する所定の時間の経過後に、第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂをオンさせてもよい。このように、制御部２０は、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知したとき、Ｌ端子１１１及びＮ端子１１２からの充電電流の出力を可能な状態とする。
【００４８】
また、制御部２０は、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知したとき、直ちにコイル２２ｄに電流を供給し、切替回路２２を第２の接続状態に切り替える。これにより、第１の抵抗器Ｒ1とＰ端子１１５との接続が遮断され、第２の抵抗器Ｒ2とＰ端子１１５とが接続される。
【００４９】
この第２の接続状態への切り替えは、車両９側の制御装置９３が、充電ガン１２のリリースボタン１２０が押されたことを検知することができるようにするための処置である。つまり、使用者によってリリースボタン１２０が押された場合、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から抜かれる可能性が高いので、活線状態でＬ端子１１１と第１端子９１１、及びＮ端子１１２と第２端子９１２が離間することによるスパークの発生等を抑えるべく、リレー回路９２２をすみやかにオフにする必要がある。
【００５０】
制御装置９３は、第５端子９１５の電圧の変化によってリリースボタン１２０が押されたことを検知する。すなわち、リリースボタン１２０が押されると、スイッチ１２１の接点１２１ａと接点１２１ｂとの接続が解除され、第５の抵抗器Ｒ5の一端から接地電位までの抵抗値が変化する。より具体的には、第５の抵抗器Ｒ5の一端から接地電位までの抵抗値が、リリースボタン１２０が押される前の抵抗値（第２の抵抗器Ｒ2と第４の抵抗器Ｒ4の並列抵抗値）から、第２の抵抗器Ｒ2及び第３の抵抗器Ｒ3の直列抵抗と第４の抵抗器Ｒ4との並列抵抗値に変化し、第５の抵抗器Ｒ5の一端から接地電位までの抵抗値が大きくなる。この結果、第５の抵抗器Ｒ5を流れる電流Ｉ2の電流値が変化するので、第５の抵抗器Ｒ5の一端の電圧が変化する。制御装置９３は、この電圧の変化によってリリースボタン１２０が押されたことを検知する。
【００５１】
また、制御部２０は、第２の電圧計Ｖ2によって検出される切替回路２２の第３接点２２ｃの電圧の変化によって、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの離脱を検知し、この離脱を検知したとき、リレー回路２１のコイル２１ｃへの電流の供給を停止し、第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂを共にオフさせる。
【００５２】
つまり、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から離脱すると、直流電源９２３の出力が車両用充電装置１側に供給されなくなるので、切替回路２２の第３接点２２ｃの電圧、すなわちＰ端子１１５の電圧がゼロとなる。制御部２０は、この電圧の変化によって充電コネクタ１１の離脱を検知し、この離脱を検知したとき、Ｌ端子１１１及びＮ端子１１２からの充電電流の出力を不能な状態とする。この処置は、充電コネクタ１１が離脱した状態における使用者の感電や漏電を防止するためのものである。
【００５３】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。
【００５４】
（１）車両９側が車両用充電装置１との通信機能を有していなくても、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１との嵌合を検知でき、この嵌合を検知した後に充電を開始することができる。よって、充電コネクタ１１の未嵌合状態でＬ端子１１４及びＮ端子１１５に電圧が表れることがないので、使用者の感電等を未然に防止することが可能となる。
【００５５】
（２）制御部２０は、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１との嵌合を検知したとき、切替回路２２を直ちに（例えば、制御装置９３が立ち上がり、制御装置９３が第５の抵抗器Ｒ5の一端の電圧（基準電位との電位差）を検出可能となる前に）第２の接続状態とするので、電圧出力部２３からの電圧が第５端子９１５を介して車両９側に供給される時間を短縮し、車両９側の動作に影響を与えることを抑制できると共に、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの離脱を検知することが可能な状態となる。
ここで、上述の「車両９側の動作への影響」に関し、以下に詳しく述べる。
電圧出力部２３からの電圧が車両９側に供給される時間が「短縮」ではなく、例えば、「一定の時間」である場合、第２の接続状態となる前に制御装置９３が立ち上がってしまい、制御装置９３は、電圧出力部２３からの電圧の影響を受けた第５の抵抗器Ｒ5の一端の電圧を検出することとなる。この場合、制御装置９３は、異常な電圧を検出したと判断し、車両９をスリープ状態あるいは充電拒否状態に至らせる可能性がある。そこで、上述の構成を採用している。
なお、スリープ状態とは、リレー９２２が閉状態とならず、蓄電池９４への充電が開始されない状態のことをいう。この状態では、更に、車両９内でエラーランプが点灯したり、車両９から所有者へ携帯電話を通じてエラーメッセージを届けたりし、車両９が積極的に障害解決を訴える状態となることもある。
【００５６】
（３）制御部２０は、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの離脱を検知したとき、リレー回路２１の第１接点部２１ａ及び第２接点部２１ｂを共にオフにするので、使用者の感電や漏電を防止することができる。
【００５７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。図５は、第２の実施の形態に係る車両用充電装置１、ならびに車両９側の車両側コネクタ９１，充電制御回路９２，制御装置９３，蓄電池９４，及びその周辺回路の構成例を示している。図５において、第１の実施の形態について説明したものと共通する機能を有する要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００５８】
本実施の形態では、電圧出力部２３に接続された第１の抵抗器Ｒ1が、スイッチ２４を介して電コネクタ１１のＰ端子１１５に接続されている。第１の抵抗器Ｒ1の抵抗値は、例えば２７０Ωである。スイッチ２４は、制御部２０によってオン（短絡）又はオフ（遮断）が切り替えられ充電コネクタ１１の未嵌合状態ではスイッチ２４がオン状態とされている。
【００５９】
第１の抵抗器Ｒ1の電圧出力部２３側と、第１の抵抗器Ｒ1のスイッチ２４側との間には、第１の電圧計Ｖ1が接続されている。この第１の電圧計Ｖ1は、第１の抵抗器Ｒ1の通電電流による電圧降下を検出可能であり、第１の電圧計Ｖ1の検出値に基づいて第１の抵抗器Ｒ1の通電電流の変化を検出可能である。つまり、第１の電圧計Ｖ1は、本発明の検出手段の一例である。
【００６０】
また、装置本体１０には、充電コネクタ１１のＰ端子１１５の電圧（基準電位との電位差）を検出可能な第２の電圧計Ｖ2が設けられている。第１の電圧計Ｖ1及び第２の電圧計Ｖ2で検出した電圧値を示す検出信号は、制御部２０に出力される。
【００６１】
充電コネクタ１１のＰ端子１１５とＧＮＤ端子１１３との間には、リリースボタン１２０に連動するスイッチ１２１と第６の抵抗器Ｒ6が直列に接続され、スイッチ１２１には、第７の抵抗器Ｒ7が並列に接続されている。第６の抵抗器Ｒ6の抵抗値は例えば１５０Ω、第７の抵抗器Ｒ7の抵抗値は例えば３３０Ωである。
【００６２】
充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との未嵌合状態では、第１の抵抗器Ｒ1，第６の抵抗器Ｒ6，及びスイッチ１２１を経路とする閉回路に電流が流れ、第１の抵抗器Ｒ1及び第６の抵抗器Ｒ6の合計の抵抗値に応じた電流がこの閉回路に流れる。
【００６３】
充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１に嵌合されると、充電コネクタ１１のＰ端子１１５が車両側コネクタ９１の第５端子９１５に接続され、また第３端子９１３がＧＮＤ端子１１３に接続される。これにより、第６及び第７の抵抗器Ｒ6，Ｒ7、及びスイッチ１２１からなる回路に第４の抵抗器Ｒ4が並列に接続される。このため、電圧出力部２３から接地電位に至る抵抗値が小さくなり、第１の抵抗器Ｒ1の通電電流が大きくなるため、第１の電圧計Ｖ1によって検出される電圧が大きくなる。これにより、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知することができる。
【００６４】
制御部２０は、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知すると、リレー回路２１のコイル２１ｃに電流を供給し、Ｌ端子１１１及びＮ端子１１２からの充電電流の出力を可能な状態とする。
【００６５】
また、制御部２０は、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合を検知すると、スイッチ２４をオフにする。その後、車両９側のスイッチ９２４がオンされると、直流電源９２３の出力が第５の抵抗器Ｒ5及び第５端子９１５を介してＰ端子１１５に出力され、第２の電圧計Ｖ2によって直流電源９２３の出力電圧が検出される。
【００６６】
そして、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から離脱すると、Ｐ端子１１５に直流電源９２３の出力電圧が表れなくなるので、第２の電圧計Ｖ2による検出値がゼロとなる。これにより、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの離脱を検知することができる。
【００６７】
また、スイッチ１２１がオフ状態になることによっても、第２の電圧計Ｖ2による検出値が変化するので、第２の電圧計Ｖ2による検出値に基づいてリリースボタン１２０が押されたことを検知することができる。
【００６８】
制御部２０は、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの離脱、又はリリースボタン１２０が押されたことを検知すると、リレー回路２１のコイル２１ｃへの電流の供給を停止し、Ｌ端子１１１及びＮ端子１１２からの充電電流の出力を不能な状態とする。
【００６９】
このように、本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。
【００７０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００７１】
また、本発明は上記第１及び第２の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、第１の電圧計Ｖ1の検出信号の変化によって第１の抵抗器Ｒ1の通電電流の変化を検出したが、これに限らず、第１の抵抗器Ｒ1の通電電流を例えばホール素子を用いた電流計によって検出してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１…車両用充電装置、９…車両、１０…装置本体、１１…充電コネクタ、１２…充電ガン、１３…充電ケーブル、１４…電源ケーブル、２０…制御部、２１…リレー回路、２１ａ…第１接点部、２１ｂ…第２接点部、２１ｃ…コイル、２２…切替回路、２２ａ…第１接点、２２ｂ…第２接点、２２ｃ…第３接点、２２ｄ…コイル、２３…電圧出力部、２４…スイッチ、９０…車体、９１…車両側コネクタ、９２…充電制御回路、９３…制御装置、９４…蓄電池、９５…インバータ、９６…電動機、９７…変速機、９８…前輪、９９…後輪、１００…車両用充電システム、１１０…ハウジング、１１１…Ｌ端子（充電電流出力端子）、１１２…Ｎ端子（充電電流出力端子）、１１３…ＧＮＤ端子、１１４…Ｃ端子、１１５…Ｐ端子（嵌合検知端子）、１２０…リリースボタン、１２０ａ…係合突起、１２１…スイッチ、１２１ａ，１２１ｂ…接点、１４０…プラグ、１４０ａ，１０４ｂ…電源端子、１４０ｃ…接地端子、９１１〜９１５…第１〜第５端子、９２１…整流回路部、９２２…リレー回路、９２３…直流電源、９２４…スイッチ、Ｃ…コンセント、Ｒ1〜Ｒ7…第１〜第７の抵抗器、Ｒｃ…通信用抵抗器、Ｖ1…第１の電圧計（検出手段）、Ｖ2…第２の電圧計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の駆動源として電動機を有する車両に充電電流を出力するための充電電流出力端子、及び前記車両に設けられた車両側コネクタとの嵌合を検知するための嵌合検知端子を有する充電コネクタと、
第１の抵抗器を介して前記嵌合検知端子から電圧を出力する電圧出力部と、
前記車両側コネクタとの嵌合による前記第１の抵抗器の通電電流の変化を検出可能な検出手段と、
前記検出手段によって検出した前記第１の抵抗器の通電電流の変化に基づいて前記充電コネクタと前記車両側コネクタとの嵌合を検知し、前記嵌合を検知したとき、前記充電電流出力端子からの充電電流の出力を可能な状態とする制御部と、
を有する車両用充電装置。
【請求項２】
前記第１の抵抗器と前記嵌合検知端子との間の接続を遮断状態に切り替え可能な切替回路を備え、
前記制御部は、更に、前記充電コネクタと前記車両側コネクタとの嵌合を検知したとき、前記切替回路を遮断状態とする、
請求項１に記載の車両用充電装置。
【請求項３】
前記切替回路は、前記第１の抵抗器と前記嵌合検知端子とを接続する第１の接続状態と、一端が接地された第２の抵抗器の他端と前記嵌合検知端子とを接続する第２の接続状態とを切り替え可能であり、
前記制御部は、前記切替回路の前記第２の接続状態における前記嵌合検知端子の電圧の変化によって前記充電コネクタの前記車両側コネクタからの離脱を検知し、前記離脱を検知したとき、前記充電電流出力端子からの充電電流の出力を不能な状態とする、
請求項２に記載の車両用充電装置。
【請求項１】
走行用の駆動源として電動機を有する車両に充電電流を出力するための充電電流出力端子、及び前記車両に設けられた車両側コネクタとの嵌合を検知するための嵌合検知端子を有する充電コネクタと、
第１の抵抗器を介して前記嵌合検知端子から電圧を出力する電圧出力部と、
前記車両側コネクタとの嵌合による前記第１の抵抗器の通電電流の変化を検出可能な検出手段と、
前記検出手段によって検出した前記第１の抵抗器の通電電流の変化に基づいて前記充電コネクタと前記車両側コネクタとの嵌合を検知し、前記嵌合を検知したとき、前記充電電流出力端子からの充電電流の出力を可能な状態とする制御部と、
を有する車両用充電装置。
【請求項２】
前記第１の抵抗器と前記嵌合検知端子との間の接続を遮断状態に切り替え可能な切替回路を備え、
前記制御部は、更に、前記充電コネクタと前記車両側コネクタとの嵌合を検知したとき、前記切替回路を遮断状態とする、
請求項１に記載の車両用充電装置。
【請求項３】
前記切替回路は、前記第１の抵抗器と前記嵌合検知端子とを接続する第１の接続状態と、一端が接地された第２の抵抗器の他端と前記嵌合検知端子とを接続する第２の接続状態とを切り替え可能であり、
前記制御部は、前記切替回路の前記第２の接続状態における前記嵌合検知端子の電圧の変化によって前記充電コネクタの前記車両側コネクタからの離脱を検知し、前記離脱を検知したとき、前記充電電流出力端子からの充電電流の出力を不能な状態とする、
請求項２に記載の車両用充電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−７８２５４（Ｐ２０１３−７８２５４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８０７４２（Ｐ２０１２−１８０７４２）
【出願日】平成２４年８月１７日（２０１２．８．１７）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月１７日（２０１２．８．１７）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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