JP2014140278A

JP2014140278A - 車両用充電システム

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Publication number: JP2014140278A
Application number: JP2013008568A
Authority: JP
Inventors: Masami Kaneyasu; 昌美兼安; Takashi Kai; 崇史甲斐; Hiroyuki Yanagisawa; 博之柳沢; Tomoyuki Kudo; 智行工藤; Hiroyuki Ito; 宏幸伊藤
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2014-07-31

Abstract

【課題】車両の充電を遮断する前に、車両自身に充電電流を低減させることができる車両用充電システムを提供する。
【解決手段】普通充電装置１と急速充電装置とを有する車両用充電システムにおいて、普通充電装置１は、車両に対して充電を行う制御部２０及びリレー回路２１，２２と、車両用充電システムの稼動状況に応じて普通充電装置１への、コネクタの離脱の準備操作が行われていない状態でコネクタの離脱の準備操作が行われたかのように車両に検知させる模擬動作を指示する模擬動作指示信号に基づき、コネクタが嵌合され、かつコネクタの離脱の準備操作が行われていない状態で、コネクタ端子から出力される電流の経路を切り替えることにより電流値を変化させ、車両にこの電流値の変化に基づき蓄電池への充電を低減させる制御回路３０，５１及び切替回路５２とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用充電システムに関するもので、特に、車両用の充電装置が、この充電装置よりも大電力で稼動する設備と併設されたシステムに適用して有効な技術に関する。

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。このような車両としては、所謂プラグインハイブリッド車（Plug-in Hybrid Vehicle）や電気自動車等がある。このような車両に対して充電を行うためのシステムとしては、例えば特許文献１がある。この特許文献１には、駐車場システムにおいて、限られた電力量の範囲内で多くの電気自動車のバッテリを効率良く充電する技術が記載されている。

特開２０１２−７５２４７号公報

ところで、近年では、電動機を用いた車両の普及に伴って、車両用の普通充電器を、この普通充電器の車両への充電に要する電力よりも大電力を必要とする設備に併設している駐車場等も現れてきている。ここで、この普通充電器と後述する急速充電器とを比較すると、以下のような違いがある。普通充電器は、商用電源（例えば交流２００Ｖあるいは１００Ｖ）を用いて交流電流で充電（普通充電）を行う充電器である。一方、急速充電器は、普通充電よりも大きな直流電流で、かつ短い時間で充電（急速充電）を行う充電器である。

このような普通充電器が大電力を必要とする設備と併設されたシステムでは、外部から商用電源が供給され、普通充電器と設備とに電力を分配する分電盤に接続される。このようなシステムでは、分電盤内で商用電源の入力側である一次側電源を共有し、普通充電器により充電される車両及び設備において電力を消費する機構等の負荷は日中を通して連続的ではなく、一時的に稼動することが通例である。特に、全ての負荷、あるいは最大の電力を必要とする負荷と一部の負荷とが同時に稼動するときには、一次側電源における契約電流を超えてしまう場合、負荷それぞれの優先度に応じて配分電力の軽減あるいは間引き運転を実施する必要がある。

大電力を必要とする設備としては、充電設備の中では前述した急速充電器が挙げられ、この急速充電器は、例えば、直流５００Ｖ、５０Ａであれば、定格２５ｋＷの電力を車両に供給する。こうした急速充電器が稼動すると同時に普通充電を実施すると契約電流を超えてしまう場合も、普通充電において、複数台の車両のうちの一部の車両のみに充電する間引き稼動や、全ての車両への充電を停止する全停止を実施する必要がある。ただし、急速充電は長時間にわたり連続して稼動することはなく、車両当たり３０分程度未満である。

このような周囲の多様な負荷により電力資源が逼迫する中で普通充電器の優先度が低い場合には、車両への普通充電を速やかに停止する必要がある。

このようなシステムによる動的な発停操作、すなわち状況に応じた稼動と停止の操作は、人手ではなく制御装置により自動的に制御される。人手による充電停止手順にはＳＡＥＪ１７７２規格にも規定されているように、必ず充電コネクタのリリースボタンを押し下げる工程が存在し、これによって車両は自ら充電電流を速やかに低減する構成となっている。

しかし、充電中に突然に充電電流を遮断すると、過渡衝撃等により車両の蓄電池（例えばリチウムイオンバッテリ）がダメージを受けることが懸念される問題があった。

またそれだけでなく、多様な設備を駆動する機構がモータあるいはインバータで構成される場合は、交流生成や電圧昇圧の際にサージノイズが発生され、これが系統電力線あるいは接地線を伝播して充電器に誤動作や障害を及ぼすことが懸念される。

このような場合にも、車両充電を停止すること、さらには車両充電器への給電停止により、サージノイズが車両充電器に及ぼす障害や誤動作を回避することも求められる。

こうした頻繁に発生しうる車両充電の中断事象に対して、車両の蓄電池を保護することが車両用充電システムの大きな課題であった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、車両の充電を遮断する前に、車両自身に充電電流を低減させることができる車両用充電システムの提供を目的とする。

本発明による車両用充電システムの一実施の形態によれば、コネクタ端子から出力される電流の電流値の変化によってコネクタの離脱の準備操作が行われたことを検知し、この検知に基づいて蓄電池への充電が停止される車両、に対して充電を行う充電装置と、前記充電装置と一次側電源を共有し、前記充電装置よりも大きな電力で稼動する設備と、を有する。そして、前記充電装置は、前記車両に対して充電を行う充電手段と、前記車両用充電システムの稼動状況に応じて前記充電装置への、前記コネクタの離脱の準備操作が行われていない状態で前記コネクタの離脱の準備操作が行われたかのように前記車両に検知させる模擬動作を指示する模擬動作指示信号に基づき、前記コネクタが嵌合され、かつ前記コネクタの離脱の準備操作が行われていない状態で、前記コネクタ端子から出力される電流の経路を切り替えることにより前記電流値を変化させ、前記車両に当該電流値の変化に基づき前記蓄電池への充電を低減させる模擬動作手段と、を有する。

また、前記模擬動作手段は、前記設備が稼動して前記充電装置の稼動を停止させる状況では、前記コネクタ端子から出力される電流の電流値が、前記コネクタの離脱の準備操作が行われたときの電流値と等しくなるように前記電流の経路を切り替え、前記車両に前記コネクタの離脱の準備操作を検知させるとよい。

本発明による車両用充電システムの一実施の形態によれば、車両の充電を遮断する前に、車両自身に充電電流を低減させることができる。

本発明の実施の形態１に係る車両用充電システムの構成の一例を示す概略構成図である。図１の車両用充電システムにおいて、普通充電装置及び車両の構成の一例を示す概略構成図である。図２の普通充電装置において、充電ガンの構成の一例を示す概略構成図である。図２の普通充電装置において、充電コネクタの構成の一例を端子側から示す正面図である。図１の車両用充電システムにおいて、普通充電装置及び車両の回路構成の一例を示す回路図である。本発明の実施の形態２に係る車両用充電システムにおいて、普通充電装置及び車両の回路構成の一例を示す回路図である。本発明の実施の形態３に係る車両用充電システムにおいて、普通充電装置及び車両の回路構成の一例を示す回路図である。

以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数の実施の形態又はセクションに分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部又は全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値及び範囲についても同様である。

［実施の形態の概要］
まず、実施の形態の概要について説明する。本実施の形態の概要では、一例として、括弧内に実施の形態の対応する構成要素及び符号等を付記して説明する。

本実施の形態の車両用充電システムは、コネクタ端子（第５端子９１５）から出力される電流の電流値の変化によってコネクタ（充電コネクタ１１）の離脱の準備操作（リリースボタン１２０の押し込み操作）が行われたことを検知し、この検知に基づいて蓄電池への充電が停止される車両、に対して充電を行う充電装置（普通充電装置１，１Ａ，１Ｂ）と、前記充電装置と一次側電源を共有し、前記充電装置よりも大きな電力で稼動する設備（急速充電装置６）と、を有する。

そして、前記充電装置は、前記車両に対して充電を行う充電手段（実施の形態１，２：制御部２０及びリレー回路２１，２２、実施の形態３：制御部２０及びリレー回路２５）と、前記車両用充電システムの稼動状況に応じて前記充電装置への、前記コネクタの離脱の準備操作が行われていない状態で前記コネクタの離脱の準備操作が行われたかのように前記車両に検知させる模擬動作を指示する模擬動作指示信号（稼動要求信号７１）に基づき、前記コネクタが嵌合され、かつ前記コネクタの離脱の準備操作が行われていない状態で、前記コネクタ端子から出力される電流の経路を切り替えることにより前記電流値を変化させ、前記車両に当該電流値の変化に基づき前記蓄電池への充電を低減させる模擬動作手段（実施の形態１：制御回路３０，５１及び切替回路５２、実施の形態２：制御回路３０及び切替回路３２、実施の形態３：制御部２０及び切替回路２６）と、を有する。

以下、上述した実施の形態の概要に基づいた各実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものには原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

また、以下の各実施の形態においては、車両用の充電装置としての普通充電装置（普通充電器とも呼ぶ）と、この充電装置よりも大電力で稼動する設備としての急速充電装置（急速充電器とも呼ぶ）とを併設した車両用充電システムを例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

この車両用充電システムは、例えば、高速道路のサービスエリアや商業施設の駐車場、あるいは集合住宅の駐車場等に充電設備として設置され、不特定の利用者に充電サービスを提供することができる。

［実施の形態１］
本実施の形態１に係る車両用充電システムを、図１〜図５を用いて説明する。

＜車両用充電システムの構成＞
まず、図１を用いて、本実施の形態１に係る車両用充電システムの構成について説明する。図１は、この車両用充電システムの構成の一例を示す概略構成図である。

図１に示すように、車両用充電システムは、普通充電装置１と、急速充電装置６とを併設したシステムである。普通充電装置１は、１台又は複数台の車両９に普通充電が可能な構成である。また、急速充電装置６は、１台又は複数台の車両９に急速充電が可能な構成である。

なお、図１においては、１台の普通充電装置１と１台の急速充電装置６とを有する例を図示しているが、さらに各充電装置を複数台有する構成も可能である。また、普通充電装置１と急速充電装置６とを別々の本体として構成しているが、同一の本体に設ける場合にも適用可能である。また、普通充電装置１と急速充電装置６との本体にそれぞれ複数台の充電端末を接続し、各充電端末から各車両に充電する構成も可能である。

この車両用充電システムは、普通充電装置１と、急速充電装置６とを有して構成される。この各充電装置の充電時間は、車両９の蓄電池搭載容量、蓄電池残量、気温等の種々の条件で異なる。普通充電装置１は、例えば、車両９の蓄電池搭載容量が２０Ａｈ程度である場合において交流２００Ｖ、１５Ａで、８０％充電であれば、４〜６時間程度の充電時間が必要である。一方、急速充電装置６は、例えば、直流５００Ｖ、５０Ａで、８０％充電であれば、３０〜４５分程度の時間で充電可能である。

この車両用充電システムは、普通充電装置１と急速充電装置６とに電力を分配する分電盤８に接続されている。分電盤８には、例えば、三相交流２００Ｖの商用電源が供給され、主幹ブレーカ８１から各分岐回路ブレーカ８２ａ〜８２ｎを介して分配して、普通充電装置１には単相交流２００Ｖ、および急速充電装置６には三相交流２００Ｖと、それぞれ電源が供給される。このように、普通充電装置１と急速充電装置６とは、分電盤８内で一次側電源を共有し、分配された二次側電源で稼動する構成となっている。

また、分電盤８に接続された車両用充電システム全体の制御は、統括制御装置７により行われる。例えば、急速充電装置６が稼動すると同時に普通充電装置１が稼動すると、一次側電源における契約電流を超えてしまう場合、普通充電装置１において間引き稼動や全停止を実施する必要がある。普通充電装置１において、充電を停止する場合には、車両９への普通充電を速やかに停止する必要がある。

このような車両用充電システムによる動的な発停操作は、人手ではなく統括制御装置７等により自動的に制御される。また、人手による充電停止手順には、ＳＡＥＪ１７７２規格にも規定されているように、必ず充電コネクタのリリースボタンを押し下げる工程が存在し、これによって車両９は自ら充電電流を速やかに低減する構成となっている。以下においては、普通充電装置１の使用状態について詳細に説明する。

＜普通充電装置及び車両の構成＞
図２〜図４を用いて、普通充電装置の使用状態について説明する。図２は、普通充電装置及び車両の構成の一例を示す概略構成図である。図３は、充電ガンの構成の一例を示す概略構成図である。図４は、充電コネクタの構成の一例を端子側から示す正面図である。

図２に示すように、普通充電装置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を介して車両９への充電を行う装置本体１０とを備えて構成されている。装置本体１０は、電源ケーブル１４を介して前述した分電盤８に接続され、この装置本体１０に対して、例えば、単相交流２００Ｖの商用電源が供給されている。普通充電装置１の各部の仕様は、ＳＡＥＪ１７７２規格に準拠している。

この普通充電装置１は、例えば、高速道路のサービスエリアや商業施設の駐車場、あるいは集合住宅の駐車場等に充電設備として設置されている。装置本体１０は、駐車場等の地面に自立して設置される。

この普通充電装置１には、充電サービスを受ける車両９が接続される。車両９は、例えば、車体９０に走行用の駆動源として電動機９６を搭載した電気自動車である。また、車体９０には、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、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ＩＰＳ（Interior Permanent Magnet Motor：埋込磁石型モータ）からなる。蓄電池９４は、例えば複数のセルを有するリチウムイオンバッテリからなる。

なお、車両９は、電動機９６に加え、ガソリン等の揮発性の液体を燃料とする内燃機関（エンジン）を駆動源として備えたプラグインハイブリッド車であってもよい。また、変速機９７の出力を後輪９９に伝達する後輪駆動車であってもよい。

図３に示すように、普通充電装置１の充電ガン１２には、リリースボタン１２０及び係合部としての係止突起１２０ａが設けられている。係止突起１２０ａは、車両側コネクタ９１に係合（掛かり合うこと）し、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの意図しない離脱を抑止するように構成されている。係止突起１２０ａは、リリースボタン１２０の押し込み操作と連動するように連結されており、リリースボタン１２０を押すことにより係止突起１２０ａと車両側コネクタ９１との係合が解除され、充電コネクタ１１の抜き取り操作が可能となる。

図４に示すように、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。

＜普通充電装置及び車両の回路構成＞
図５を用いて、普通充電装置及び車両の回路構成について説明する。図５は、この普通充電装置及び車両の回路構成の一例を示す回路図である。

＜＜普通充電装置側の回路構成＞＞
図５に示すように、普通充電装置１側は、車両９への充電を行う装置本体１０、充電ケーブル１３、充電コネクタ１１、充電制御部３、及び信号切替部５を有して構成される。この構成において、信号切替部５は、装置本体１０に実装又は内蔵されている例を示しているが、例えば、この装置本体１０に隣接する装置に実装されていてもよい。また、充電制御部３は、例えば、車両用充電システム全体を統括制御する統括制御装置７に実装されている。

装置本体１０は、制御部２０、リレー回路２１、リレー回路２２、電流センサ２３１、及び信号切替部５等を有している。

制御部２０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である。この制御部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。

制御部２０は、装置本体１０に設けられたリレー回路２１及びリレー回路２２のオン（継電）又はオフ（遮断）を制御する。制御部２０とリレー回路２１及びリレー回路２２は、本発明の充電手段の一例である。

リレー回路２１は、接点部２１１と、接点部２１１を動作させるためのコイル２１０とを有し、コイル２１０に制御部２０から電流が供給されたときは接点部２１１がオン状態（閉状態）となり、コイル２１０に電流が供給されないときは、接点部２１１がオフ状態（開状態）となる。

同様に、リレー回路２２は、接点部２２１と、接点部２２１を動作させるためのコイル２２０とを有し、コイル２２０に制御部２０から電流が供給されたときは接点部２２１がオン状態（閉状態）となり、コイル２２０に電流が供給されないときは、接点部２２１がオフ状態（開状態）となる。

リレー回路２１の接点部２１１は、電源ケーブル１４の電圧線１４１と、装置本体１０に充電ケーブル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。リレー回路２２の接点部２２１は、電源ケーブル１４の中性線１４２と、装置本体１０に充電ケーブル１３を介して接続された充電コネクタ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２１０及びコイル２２０に電流が供給されると、電圧線１４１とＬ端子１１１、及び中性線１４２とＮ端子１１２がそれぞれ導通状態となる。

リレー回路２１の接点部２１１とＬ端子１１１との間の配線には、電流センサ２３１が設けられている。電流センサ２３１は、例えばホール素子センサからなり、Ｌ端子１１１へ出力される電流Ｉ_０を検出して、その電流値を示す検出信号を制御部２０に出力する。

また、制御部２０は、ＰＷＭ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Ｒ_Ｃ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Ｒ_ＣのＣ端子１１４側の電圧をモニタすることが可能である。この通信用抵抗器Ｒ_Ｃは、ＳＡＥＪ１７７２規格に準拠した車両との通信を行うためのものである。

充電制御部３は、制御回路３０と、リレー回路３１とを有している。制御回路３０は、車両用充電システム全体を統括制御する統括制御装置７からの稼動要求信号７１に基づいて、分電盤８からの電源を装置本体１０へ供給又は遮断すると共に、信号切替部５を制御する制御回路である。この制御回路３０は、リレー回路３１と、制御回路３０に信号ケーブル３５を介して接続される信号切替部５を制御する。リレー回路３１は、第１接点部３１ａ及び第２接点部３１ｂと、第１接点部３１ａ及び第２接点部３１ｂを動作させるためのコイル３１ｃとを有し、コイル３１ｃに制御回路３０から電流が供給されたときは第１接点部３１ａ及び第２接点部３１ｂがオン状態（閉状態）となり、コイル３１ｃに電流が供給されないときは第１接点部３１ａ及び第２接点部３１ｂがオフ状態（開状態）となる。

第１接点部３１ａは、分電盤８からの電圧線と、電源ケーブル１４の電圧線１４１との間に設けられている。第２接点部３１ｂは、分電盤８からの中性線と、電源ケーブル１４の中性線１４２との間に設けられている。また、分電盤８からのグランド線は、充電制御部３を介して電源ケーブル１４のグランド線１４３に接続されている。

これにより、第１接点部３１ａ及び第２接点部３１ｂの閉状態では、分電盤８からの電源を装置本体１０へ供給することができ、第１接点部３１ａ及び第２接点部３１ｂの開状態では、装置本体１０への電源の供給を遮断することができる。

信号切替部５は、制御回路５１と、切替回路５２とを有している。制御回路５１は、充電制御部３の制御回路３０から信号ケーブル３５を介して伝達される制御信号、すなわち稼動要求信号７１に基づく制御信号に基づいて、信号経路を切り替える制御回路である。制御回路３０から信号ケーブル３５介して伝達される信号源の物理は、例えば、電圧、電流でもよく、また直流、交流であってもよい。あるいは、超音波や電磁波であってもよい。

制御回路５１は、制御回路３０からの制御信号を受けて、この制御信号に基づいて切替回路５２を制御する。切替回路５２は、コイル５２ｄを備え、コイル５２ｄへの電流の供給を制御することにより、第１〜第３接点５２ａ〜５２ｃの間の接続状態を切り替え可能である。コイル５２ｄの非通電時には、第１接点５２ａと第２接点５２ｂとが接続された状態となり、コイル５２ｄの通電時には、第１接点５２ａと第３接点５２ｃとが接続された状態となる。

第１接点５２ａは、充電ケーブル１３を介して、充電ガン１２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５２の第１接点５２ａ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。

また、第２接点５２ｂには、第２の抵抗器Ｒ_２の一端が接続されている。第２の抵抗器Ｒ_２の他端は電気的に接地され、電源ケーブル１４のグランド線１４３と同電位（基準電位）とされている。第２の抵抗器Ｒ_２の抵抗値は、例えば１５０Ωである。また、第３接点５２ｃと第２接点５２ｂとの間には、第６の抵抗器Ｒ_６が接続されている。第６の抵抗器Ｒ_６の抵抗値は、例えば３３０Ωである。

また、スイッチ１２１には、第３の抵抗器Ｒ_３が並列に接続されている。第３の抵抗器Ｒ_３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Ｒ_３の抵抗値は、例えば３３０Ωである。

これにより、コイル５２ｄが非通電の状態では、第２の抵抗器Ｒ_２がスイッチ１２１を介してＰ端子１１５に接続（短絡）される。この状態において、車両９側の直流電源９２３は、第５の抵抗器Ｒ_５を介してＰ端子１１５から電圧を出力可能である。また、コイル５２ｄが通電されると、第２の抵抗器Ｒ_２及び第６の抵抗器Ｒ_６がスイッチ１２１を介してＰ端子１１５に接続（短絡）される。

＜＜車両側の回路構成＞＞
図５に示すように、車両９側は、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を有して構成される。

車両側コネクタ９１は、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。車両側コネクタ９１が充電コネクタ１１に嵌合すると、第１端子９１１がＬ端子１１１に、第２端子９１２がＮ端子１１２に、第３端子９１３がＧＮＤ端子１１３に、第４端子９１４がＣ端子１１４に、第５端子９１５がＰ端子１１５に、それぞれ接続される。第５端子９１５は、本発明のコネクタ端子の一例である。第３端子９１３と第５端子９１５との間には、第４の抵抗器Ｒ_４が接続されている。第４の抵抗器Ｒ_４の抵抗値は、例えば２７００Ωである。

充電制御回路９２は、整流回路部９２１、リレー回路９２２、直流電源９２３、及び第５の抵抗器Ｒ_５を有している。第５の抵抗器Ｒ_５の抵抗値は、例えば３３０Ωである。直流電源９２３は、その出力の電源電圧が例えば５Ｖである。第５の抵抗器Ｒ_５は、一端が直流電源９２３に接続され、他端が第５端子９１５に接続されている。

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。

リレー回路９２２は、制御装置９３によってオン（閉状態）又はオフ（開状態）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。

第５の抵抗器Ｒ_５はまた、その一端が制御装置９３に接続されている。制御装置９３は、第５の抵抗器Ｒ_５の一端の電圧（基準電位との電位差）を検出可能である。

以上のような普通充電装置１及び車両９の回路構成において、本実施の形態１では、特に、車両用充電システム全体を統括制御する統括制御装置７からの稼動要求信号７１を充電制御部３の制御回路３０で受信する。制御回路３０は、この稼動要求信号７１に基づく信号を信号切替部５の制御回路５１に伝達する。そして、制御回路５１は、稼動要求信号７１に基づく活性化信号又は不活性化信号により切替回路５２を制御する。充電制御部３の制御回路３０と信号切替部５の制御回路５１及び切替回路５２は、本発明の模擬動作手段の一例である。

制御回路３０が制御回路５１に活性化信号を及ぼす場合、切替回路５２のコイル５２ｄが通電する。このため、第１接点５２ａと第３接点５２ｃとが接続された状態となり、車両９に対して半嵌合、すなわちリリースボタン１２０に対する人為操作なしにリリースボタン１２０が押されたかのように模擬動作する。また、制御回路３０が制御回路５１に非活性化信号を及ぼす場合、切替回路５２のコイル５２ｄは通電されない。このため、第１接点５２ａと第２接点５２ｂとが接続された状態となり、車両９に対してリリースボタン１２０の開放、すなわちリリースボタン１２０が押されていないことを模擬動作する。

以下において、充電コネクタ１１の嵌合による充電状態、充電コネクタ１１の離脱及びリリースボタン１２０が押された場合の充電コネクタ１１の離脱の準備操作、さらに上述した模擬動作による充電中断方法、充電待機方法及び充電再開方法について説明する。

＜充電状態＞
制御部２０は、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合状態では、リレー回路２１のコイル２１０及びリレー回路２２のコイル２２０に電流を供給し、リレー回路２１の接点部２１１及びリレー回路２２の接点部２２１を共にオンさせる。また、このとき、充電制御部３のリレー回路３１のコイル３１ｃも電流が供給されており、リレー回路３１の第１接点部３１ａ及び第２接点部３１ｂは共にオン状態である。これにより、普通充電装置１は、Ｌ端子１１１及びＮ端子１１２からの充電電流の出力が可能な状態となる。また、充電電圧が印加されたことから、直流電源９２３が電源電圧を出力する。

この充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合状態では、信号切替部５の切替回路５２においては、コイル５２ｄに電流が供給されておらず、第１接点５２ａと第２接点５２ｂとが接続された状態となっている。これにより、第２の抵抗器Ｒ_２とＰ端子１１５とがスイッチ１２１を介して接続される。

この接続状態において、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なっている。次に、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの離脱、及びその準備操作としてのリリースボタン１２０の押し込み操作が行われたことを検知する方法について説明する。

＜離脱及びその準備操作の検知方法＞
利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、制御装置９３は、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から離脱する前に、蓄電池９４への充電を停止する。本実施の形態では、リレー回路９２２をオフ状態にすることにより、蓄電池９４への充電を停止する。

なお、車両９側で蓄電池９４への充電を停止する際には、リリースボタン１２０が押されたことを検知したとき、直ちにリレー回路９２２をオフ状態にしてもよいが、充電電流をわずかな電流値（例えば、０．１〜１Ａ）に低減させた後、リレー回路９２２をオフ状態にしてもよい。これにより、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との間に発生する火花を低減し、充電コネクタ１１及び車両側コネクタ９１の損傷を低減できる。また、リレー回路９２２におけるリレー溶着を低減することも可能となる。

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Ｒ_５の一端から基準電位までの抵抗値が変化するので、第５の抵抗器Ｒ_５を介して第５端子９１５から出力される電流が変化する。制御装置９３は、この電流の電流値の変化に伴う第５の抵抗器Ｒ_５の一端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。

より具体的には、第５の抵抗器Ｒ_５の他端から基準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４の抵抗器Ｒ_４と第２の抵抗器Ｒ_２との並列抵抗値）から、第２の抵抗器Ｒ_２及び第３の抵抗器Ｒ_３の直列抵抗と第４の抵抗器Ｒ_４との並列抵抗値に変化し、第５の抵抗器Ｒ_５の一端から基準電位までの抵抗値が大きくなる。この結果、第５の抵抗器Ｒ_５を流れる電流Ｉ_２の電流値が変化するので、第５の抵抗器Ｒ_５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し、リレー回路９２２をオフ状態にする。

また、制御装置９３は、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から離脱したことを検知し、この離脱を検知したときにもリレー回路９２２をオフ状態にする機能を有している。このような動作は、例えば制御装置９３が第５の抵抗器Ｒ_５の一端の電圧をサンプリングする１周期の間にリリースボタン１２０が押され、かつ充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から離脱した場合に生じ得る。

充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から離脱したことは、リリースボタン１２０が押されたときと同様、第５の抵抗器Ｒ_５の一端の電圧の変化によって検知することができる。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、第５端子９１５から普通充電装置１側に電流が流れなくなるので、第５の抵抗器Ｒ_５を流れる電流Ｉ_２が減少し、これに伴って第５の抵抗器Ｒ_５における電圧降下が小さくなり、第５の抵抗器Ｒ_５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、充電コネクタ１１の離脱を検知し、この検知に基づいてリレー回路９２２をオフ状態にする。

＜充電中断方法＞
普通充電装置１は、車両９に異常を報知させることなく、車両９への充電を中断する充電中断機能を備えている。つまり、単に普通充電装置１のリレー回路２１及びリレー回路２２をオフにするだけでは、車両９が系統電源の停電あるいは普通充電装置１の故障と認知して運転者等に異常を報知し、その後の充電の再開を行えなくなる場合があるが、この充電中断機能によれば、一定時間の経過後に、充電を再開することが可能である。

この充電中断機能は、車両９の制御装置９３にリリースボタン１２０が押されたことを検知させることにより行い、充電制御部３（制御回路３０、リレー回路３１）及び信号切替部５（制御回路５１、切替回路５２）からなる模擬動作手段によって実現される。この模擬動作手段による充電中断の動作は、例えば車両用充電システムの負荷増大により電力使用量が増えて、一次側電源における契約電流を超えそうになったとき等に、車両用充電システム全体を統括制御する統括制御装置７からの稼動要求信号７１（活性化信号：車両９への充電を中断すべき指令）を受けて実行される。

この稼動要求信号７１は、充電制御部３の制御回路３０に伝達される。制御回路３０は、車両９への充電を中断すべき指令を受けると、信号切替部５の制御回路５１に対して、その指令の制御信号を出力する。この制御信号を受けて、制御回路５１は、切替回路５２のコイル５２ｄに電流を供給する。このコイル５２ｄの通電により、切替回路５２は、第１接点５２ａと第２接点５２ｂとの接続が遮断され、第１接点５２ａと第３接点５２ｃとが接続された状態となる。

この接続状態となると、Ｐ端子１１５がスイッチ１２１、切替回路５２、第６の抵抗器Ｒ_６、及び第２の抵抗器Ｒ_２を介して装置本体１０の基準電位に接続される。充電中断時には、リリースボタン１２０が押されていないので、スイッチ１２１の２つの接点１２１ａ，１２１ｂは短絡された状態である。従って、Ｐ端子１１５と装置本体１０の基準電位との間の抵抗値は、第６の抵抗器Ｒ_６及び第２の抵抗器Ｒ_２の抵抗値を合計したもの（例えば３３０Ω＋１５０Ω＝４８０Ω）となる。

この抵抗値は、切替回路５２の接続状態において、リリースボタン１２０が押された場合のＰ端子１１５と装置本体１０の基準電位との間の抵抗値（第３の抵抗器Ｒ_３及び第２の抵抗器Ｒ_２の抵抗値を合計したもの：例えば３３０Ω＋１５０Ω＝４８０Ω）と同じである。従って、車両９の制御装置９３は、実際にはリリースボタン１２０が押されていないのに、リリースボタン１２０が押された（スイッチ１２１が開状態となった）かのように判断し、前述のようにリレー回路９２２をオフ状態にする。これにより、蓄電池９４への充電は中断する。

また、制御回路３０は、通電状態であったコイル３１ｃの通電を切断し、リレー回路３１をオフ状態にして、普通充電装置１の装置本体１０への給電を中断する。この給電中断までの遅延時間は、例えば数１００ｍｓでよい。これにより、車両９のリレー回路９２２、及び充電制御部３のリレー回路３１が共にオフ状態となり、充電中断状態となる。このようにして、車両９への充電を遮断する前に、リリースボタン１２０が押されたかのように模擬動作して、車両９自身に充電電流を急ぎ低減させることができる。

なお、この普通充電装置１による車両９への充電中断後は、稼動要求のある急速充電装置６を稼動させる。この場合には、車両９自身の充電電流低減及びその直後のシステムによる充電電流遮断に要する適数秒（実質的には例えば数１００ｍｓ）だけ遅延させて、急速充電装置６を起動すればよい。

＜充電待機方法＞
車両９への充電を中断したまま車両９を待機させる際の普通充電装置１側の処理は、制御回路５１が、コイル５２ｄへの電流の供給を遮断して、切替回路５２を第１接点５２ａと第２接点５２ｂとが接続された状態にし、車両９に充電を待機させる。

＜充電再開方法＞
車両９への充電の再開は、例えば車両用充電システム全体を統括制御する統括制御装置７からの稼動要求信号７１（非活性化信号：車両９への充電を再開すべき指令）を受けて実行される。この充電再開の指令は、例えば車両用充電システムの負荷が減少して一次側電源における契約電流を超えない範囲で、再び普通充電装置１による車両９の充電が可能と判断された段階で発生される。

この充電再開の指令を受けた際の制御回路３０及び制御回路５１の処理は、制御回路５１がコイル５２ｄへの電流の供給を遮断する。これにより、普通充電装置１（充電制御部３及び信号切替部５からなる模擬動作手段）は、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１とが嵌合されかつリリースボタン１２０が押されていない状態を車両９の制御装置９３に検知させる。この措置は、車両９側に確実に充電を再開させるための措置である。

制御回路３０は、非通電状態であったコイル３１ｃへ通電し、直ちにリレー回路３１をオン状態とする。また、車両９側でもリリースボタン１２０が押されていないと判断し、リレー回路９２２をオン状態とする。これにより、車両９への充電が再開される。

これにより、車両９のリレー回路９２２、及び充電制御部３のリレー回路３１が共にオン状態となり、充電再開状態となる。このようにして、リリースボタン１２０が押されていないことを模擬動作して、車両９側に充電を再開させることができる。

＜実施の形態１の効果＞
以上説明した本実施の形態１に係る車両用充電システムによれば、普通充電装置１と急速充電装置６とを有する構成において、普通充電装置１が稼動要求信号７１に基づいて動作する充電制御部３及び信号切替部５を有することで、以下のような効果を得ることができる。

（１）充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１とが嵌合され、かつリリースボタン１２０が実際には押されていない状態で、稼動要求信号７１に基づく充電制御部３及び信号切替部５の動作によってリリースボタン１２０が押されたかのように模擬動作して、車両９にリリースボタン１２０が押されたかのように判断させることができる。これにより、車両９に異常を報知させることなく、その後の充電を再開できる状態で、充電を中断させることができる。

（２）上記（１）の充電中断後に、充電を再開させる際は、普通充電装置１の利用者（車両９の運転者等）による何らかの操作を要することなく、稼動要求信号７１に基づく充電制御部３及び信号切替部５の動作によってリリースボタン１２０が押されていないことを模擬動作して、充電を再開させることができる。

（３）上記（１）により、車両９への充電を遮断する前に、車両９にリリースボタン１２０が押されたかのように判断させることで、車両９自身に充電電流を急ぎ低減させることができる。これにより、電流遮断による過渡衝撃のエネルギーを微小化でき、蓄電池９４のダメージを大幅に軽減することができる。

（４）上記（３）のように車両９自身に充電電流を低減させた後であれば、充電電流を遮断しても蓄電池９４がダメージを受ける危惧がなくなるので、併設された急速充電装置６に備えられる電圧昇圧装置からのチョッピングノイズが普通充電装置１側に及ぼす障害や誤動作も回避することができる。

（５）上記（３）（４）により、普通充電装置１による充電を安全に中断できることで、一次側電源における契約電流を超えない範囲で急速充電装置６に必要な電力を潤沢に確保することができる。これにより、車両用充電システムにおいて、一次側電源における契約電流を超えない範囲で、普通充電装置１と急速充電装置６との稼動を制御することができる。

（６）上記（１）〜（５）による普通充電装置１の充電中断及び充電再開を実施する自動的な操作時においても、人手による充電コネクタ１１の抜き差し操作やリリースボタン１２０の押し込み操作等の基本的な操作にも正常に反応することができる。

［実施の形態２］
本実施の形態２を、図６を用いて説明する。本実施の形態２においては、前記実施の形態１に対して、信号切替部を充電制御部に含めた構成とした例である。以下においては、前記実施の形態１と異なる点を主に説明する。

＜普通充電装置及び車両の回路構成＞
図６を用いて、本実施の形態２において、普通充電装置及び車両の回路構成について説明する。図６は、この普通充電装置及び車両の回路構成の一例を示す回路図である。

図６に示すように、普通充電装置１Ａは、車両９への充電を行う装置本体１０、充電ケーブル１３、充電コネクタ１１、及び充電制御部３を有して構成される。充電制御部３は、前記実施の形態１で説明した信号切替部５の機能を含む構成となっている。この構成において、充電制御部３は、例えば、車両用充電システム全体を統括制御する統括制御装置７に実装されている。

充電制御部３は、稼動要求信号７１に基づいて、装置本体１０への電源を供給又は遮断すると共に、信号経路を切り替える制御回路３０を有している。制御回路３０は、リレー回路３１と切替回路３２とを制御する。リレー回路３１は、第１接点部３１ａ及び第２接点部３１ｂと、コイル３１ｃとを有し、前記実施の形態１と同じである。

切替回路３２は、前記実施の形態１の切替回路５２と構成は同じであり、第１〜第３接点５２ａ〜５２ｃに対応する第１〜第３接点３２ａ〜３２ｃと、コイル５２ｄに対応するコイル３２ｄとを有している。また、第２接点３２ｂと基準電位との間には第２の抵抗器Ｒ_２が接続され、第３接点３２ｃと第２接点３２ｂとの間には第６の抵抗器Ｒ_６が接続されている。

このような構成において、制御回路３０は、稼動要求信号７１に基づいて切替回路３２を制御する。制御回路３０が切替回路３２に活性化信号を及ぼす場合、コイル３２ｄが通電する。このため、第１接点３２ａと第３接点３２ｃとが接続された状態となり、車両９に対して、リリースボタン１２０に対する人為操作なしにリリースボタン１２０が押されたかのように模擬動作する。また、制御回路３０が切替回路３２に非活性化信号を及ぼす場合、コイル３２ｄは通電されない。このため、第１接点３２ａと第２接点３２ｂとが接続された状態となり、車両９に対して、リリースボタン１２０が押されていないことを模擬動作する。

以上により、本実施の形態２に係る車両用充電システムにおいても、稼動要求信号７１に基づく充電制御部３の動作によって、前記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

［実施の形態３］
本実施の形態３を、図７を用いて説明する。本実施の形態３においては、前記実施の形態１に対して、信号切替部と充電制御部とを装置本体に含めた構成とした例である。以下においては、前記実施の形態１と異なる点を主に説明する。

＜普通充電装置及び車両の回路構成＞
図７を用いて、本実施の形態２において、普通充電装置及び車両の回路構成について説明する。図７は、この普通充電装置及び車両の回路構成の一例を示す回路図である。

図７に示すように、普通充電装置１Ｂは、車両９への充電を行う装置本体１０、充電ケーブル１３、及び充電コネクタ１１を有して構成される。装置本体１０は、前記実施の形態１で説明した充電制御部３及び信号切替部５の機能を含む構成となっている。

装置本体１０は、制御部２０、リレー回路２５、切替回路２６、電圧出力部２７、及び電流センサ２３１等を有している。この装置本体１０は、電源ケーブル１４を介して分電盤８に接続されている。

制御部２０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である。この制御部２０はさらに、例えば、車両用充電システム全体を統括制御する統括制御装置７に内蔵されている制御部７０からの稼動要求信号７１に基づいても制御する。この統括制御装置７の制御部７０からの稼動要求信号７１は、通信線７２を経て制御部２０に到達される。

制御部２０は、リレー回路２５のオン（継電）又はオフ（遮断）を制御する。リレー回路２５は、第１接点部２５ａと、第２接点部２５ｂと、第１接点部２５ａ及び第２接点部２５ｂを動作させるためのコイル２５ｃとを有し、コイル２５ｃに制御部２０から電流が供給されたときは第１接点部２５ａ及び第２接点部２５ｂがオン状態（閉状態）となり、コイル２５ｃに電流が供給されないときは、第１接点部２５ａ及び第２接点部２５ｂが共にオフ状態（開状態）となる。

リレー回路２５の第１接点部２５ａは、電源ケーブル１４の電圧線１４１と、装置本体１０に充電ケーブル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。第２接点部２５ｂは、電源ケーブル１４の中性線１４２と、装置本体１０に充電ケーブル１３を介して接続された充電コネクタ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２５ｃに電流が供給されると、電圧線１４１とＬ端子１１１、及び中性線１４２とＮ端子１１２がそれぞれ導通状態となる。

第１接点部２５ａとＬ端子１１１との間の配線には、電流センサ２３１が設けられている。電流センサ２３１は、例えばホール素子センサからなり、Ｌ端子１１１から出力される電流を検出して、その電流値を示す検出信号を制御部２０に出力する。

また、制御部２０は、切替回路２６を制御する。切替回路２６は、第１コイル２６１及び第２コイル２６２を備え、第１コイル２６１及び第２コイル２６２への電流の供給を個別に制御することにより、第１〜第６接点２６ａ〜２６ｆの間の接続状態を切り替え可能である。

第１コイル２６１の非通電時には、第１接点２６ａと第２接点２６ｂとが接続された状態となり、第１コイル２６１の通電時には、第１接点２６ａと第３接点２６ｃとが接続された状態となる。また、第２コイル２６２の非通電時には、第４接点２６ｄと第６接点２６ｆとが接続された状態となり、第２コイル２６２の通電時には、第４接点２６ｄと第５接点２６ｅとが接続された状態となる。装置本体１０の初期状態（車両９に接続されていない状態）では、第１コイル２６１及び第２コイル２６２が共に非通電である。

第１接点２６ａは、充電ケーブル１３を介して、充電ガン１２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２６の第１接点２６ａ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。

第２接点２６ｂには、装置本体１０に設けられた第１の抵抗器Ｒ_１の一端が接続されている。第１の抵抗器Ｒ_１の他端は、電圧出力部２７に接続されている。電圧出力部２７は、電圧線１４１及び中性線１４２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Ｒ_１の抵抗値は、例えば２７００Ωである。

第３接点２６ｃと第４接点２６ｄとは、切替回路２６内で接続されている。また、第５接点２６ｅと第６接点２６ｆとの間には、第６の抵抗器Ｒ_６が接続されている。第６の抵抗器Ｒ_６の抵抗値は、例えば３３０Ωである。

また、第６接点２６ｆには、第２の抵抗器Ｒ_２の一端が接続されている。第２の抵抗器Ｒ_２の他端は電気的に接地され、電源ケーブル１４のグランド線１４３と同電位（基準電位）とされている。第２の抵抗器Ｒ_２の抵抗値は、例えば１５０Ωである。

これにより、装置本体１０の初期状態では、第１の抵抗器Ｒ_１がスイッチ１２１を介してＰ端子１１５に接続（短絡）される。この初期状態において、電圧出力部２７は、第１の抵抗器Ｒ_１、切替回路２６（第２接点２６ｂ及び第１接点２６ａ）、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。

また、第２コイル２６２が非通電のままで第１コイル２６１が通電されると、第２の抵抗器Ｒ_２の一端がスイッチ１２１を介してＰ端子１１５に接続（短絡）される。またさらに、第１コイル２６１及び第２コイル２６２が共に通電されると、第２の抵抗器Ｒ_２と第６の抵抗器Ｒ_６とが直列に接続され、第６の抵抗器Ｒ_６の一端がスイッチ１２１を介してＰ端子１１５に接続（短絡）される。

切替回路２６の第２接点２６ｂには、第２接点２６ｂの電圧（基準電位との電位差）を検出する第１の電圧計Ｖ_１が接続されている。また、切替回路２６の第６接点２６ｆには、第６接点２６ｆの電圧（基準電位との電位差）を検出する第２の電圧計Ｖ_２が接続されている。

第１の電圧計Ｖ_１及び第２の電圧計Ｖ_２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Ｖ_１及び第２の電圧計Ｖ_２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。

一方、車両９側は、前記実施の形態１と同様に、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を有して構成される。なお、この車両９は、ＳＡＥＪ１７７２規格への準拠、非準拠に拘わらない。準拠していない場合は、普通充電装置１との通信機能を有していないので、普通充電装置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９が通信機能を有している場合には、制御部２０が車両９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９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との嵌合を検知する必要がある。本実施の形態では、第１の電圧計Ｖ_１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。

また、本実施の形態においては、切替回路２６の第１〜第６接点２６ａ〜２６ｆのいずれの接続状態でも、ＳＡＥＪ１７７２規格への準拠、非準拠に拘わらず、制御部２０は充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合検知及び監視と共に、半嵌合の模擬動作も実現できる。模擬動作は、統括制御装置７に内蔵されている制御部７０からの稼動要求信号７１が、通信線７２を経て制御部２０に到達することで可能となる。

例えば、切替回路２６において、第１接点２６ａと第２接点２６ｂとが接続された状態では、装置本体１０の電圧出力部２７から電源を供給して、自力で充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合検知を実現する。また、第１接点２６ａと第３接点２６ｃとが接続され、第４接点２６ｄと第６接点２６ｆとが接続された状態では、車両９の直流電源９２３から電源を供給して、嵌合検知とリリースボタン１２０の監視を実現する。さらに、第１接点２６ａと第３接点２６ｃとが接続され、第４接点２６ｄと第５接点２６ｅとが接続された状態では、車両９の直流電源９２３から電源を供給して、半嵌合、すなわちリリースボタン１２０に対する人為操作なしにリリースボタン１２０が押されたかのように模擬動作することも実現する。

以下において、嵌合検知方法、離脱及びその準備操作の検知方法、さらに模擬動作による充電中断方法、充電待機方法及び充電再開方法について説明する。

＜嵌合検知方法＞
本実施の形態では、第１の電圧計Ｖ_１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。

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２６が、第１接点２６ａと第２接点２６ｂとが接続された第１の接続状態にある。この未嵌合状態では、第２接点２６ｂに第１の抵抗器Ｒ_１を介して電圧出力部２７から直流の＋５Ｖが供給される一方、第１接点２６ａにスイッチ１２１を介して接続されるＰ端子１１５は絶縁された状態であるので、第１の電圧計Ｖ_１によって検出された第２接点２６ｂの電圧、すなわちＰ端子１１５の電圧は＋５Ｖとなる。

直流電源９２３が、普通充電装置１から充電電圧が印加されているとき及びイグニッションスイッチがオンのときに電源電圧を出力する場合、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１に嵌合されると、この時点では直流電源９２３が電源電圧を出力していないので、電圧出力部２７から供給される電圧により第１の抵抗器Ｒ_１及び第４の抵抗器Ｒ_４に電流Ｉ_１が流れ、第１の電圧計Ｖ_１によって検出される第２接点２６ｂの電圧は、第１の抵抗器Ｒ_１における電圧降下によって未嵌合状態よりも低下する。本実施の形態において、第１の抵抗器Ｒ_１及び第４の抵抗器Ｒ_４の抵抗値を同じ（例えば２７００Ω）にしているので、第１の電圧計Ｖ_１によって検出される電圧は、電圧出力部２７の出力電圧の２分の１である＋２．５Ｖ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と車両側コネクタ９１との嵌合を検知することができる。

一方、直流電源９２３が常時電源電圧を出力する場合でも、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１に嵌合されると、第１の電圧計Ｖ_１によって検出される電圧が＋５Ｖから＋４．５１Ｖに変化するので、制御部２０は、この電圧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ことができる。

また、制御部２０は、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１とが嵌合された際の電圧の変化量によって、車両９の直流電源９２３が常時電源電圧を出力するか、普通充電装置１から充電電流が供給されているとき及びイグニッションスイッチがオンのときに電源電圧を出力するかを判別することができる。より具体的には、制御部２０は、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１とが嵌合された際の電圧計Ｖ_１の検出電圧が＋２．５Ｖであれば、嵌合した車両が普通充電装置１から充電電圧が印加されているとき及びイグニッションスイッチがオンのときに電源電圧を出力する車両であると判別できる。ただし、当該電圧は、例えば＋４．５１Ｖであっても、ただイグニッションスイッチがオンになっている状況かもしれないため、必ずしも直流電源９２３が常時電源電圧を出力する車両であるとは判別できない。しかしこの場合でも、充電における安全性の担保には何ら問題はない。制御部２０は、この判別結果を記憶する。

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２５のコイル２５ｃに電流を供給し、第１接点部２５ａ及び第２接点部２５ｂを共にオンさせる。これにより、普通充電装置１は、Ｌ端子１１１及びＮ端子１１２からの充電電流の出力が可能な状態となる。また、充電電圧が印加されたことから、直流電源９２３が電源電圧を出力する。

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、直ちに切替回路２６の第１コイル２６１に電流を供給し、切替回路２６を、第１接点２６ａと第３接点２６ｃとが接続された第２の接続状態に切り替える。これにより、第１の抵抗器Ｒ_１とＰ端子１１５との接続が遮断され、第２の抵抗器Ｒ_２とＰ端子１１５とがスイッチ１２１を介して接続される。

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措置である。次に、充電コネクタ１１の車両側コネクタ９１からの離脱、及びその準備操作としてのリリースボタン１２０の押し込み操作が行われたことを検知する方法について説明する。

＜離脱及びその準備操作の検知方法＞
利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、制御装置９３は、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から離脱する前に、蓄電池９４への充電を停止する。本実施の形態では、リレー回路９２２をオフ状態にすることにより、蓄電池９４への充電を停止する。車両９側でこの措置が実施されない場合は、制御部２０は、リレー回路２５をオフにする。

より具体的には、第５の抵抗器Ｒ_５の他端から基準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Ｒ_２と第４の抵抗器Ｒ_４との並列抵抗値）から、第２の抵抗器Ｒ_２及び第３の抵抗器Ｒ_３の直列抵抗と第４の抵抗器Ｒ_４との並列抵抗値に変化し、第５の抵抗器Ｒ_５の一端から基準電位までの抵抗値が大きくなる。この結果、第５の抵抗器Ｒ_５を流れる電流Ｉ_２の電流値が変化するので、第５の抵抗器Ｒ_５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し、リレー回路９２２をオフ状態にする。

また、装置本体１０の制御部２０は、第２の電圧計Ｖ_２によって検出される切替回路２６の第６接点２６ｆ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。つまり、第５の抵抗器Ｒ_５の一端から基準電位までの抵抗値がリリースボタン１２０が押されることにより変化し、これに伴って第２の抵抗器Ｒ_２を流れる電流が変化するので、第６接点２６ｆ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。制御部２０は、この検知に基づいてリレー回路２５のコイル２５ｃへの電流の供給を停止し、第１接点部２５ａ及び第２接点部２５ｂを共に開状態とする。例えば、第６接点２６ｆの電圧は、リリースボタン１２０が押される前後で、＋１．５１Ｖから＋０．８６Ｖに低下する。

また、制御部２０は、充電コネクタ１１の離脱によって第２の抵抗器Ｒ_２に電流が流れなくなるので、これに伴う第２の電圧計Ｖ_２によって、充電コネクタ１１の離脱を検知する。具体的には、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から離脱すると、第６接点２６ｆの電圧が基準電位に等しくなるので、この電圧の変化を第２の電圧計Ｖ_２によって検出し、リレー回路２５のコイル２５ｃへの電流の供給を停止する。

＜充電中断方法＞
普通充電装置１は、車両９に異常を報知させることなく、車両９への充電を中断する充電中断機能を備えている。つまり、単に普通充電装置１のリレー回路２５をオフにするだけでは、車両９が系統電源の停電あるいは普通充電装置１の故障と認知して運転者等に異常を報知し、その後の充電の再開を行えなくなる場合があるが、この充電中断機能によれば、一定時間の経過後に、充電を再開することが可能である。

この充電中断機能は、車両９の制御装置９３にリリースボタン１２０が押されたことを検知させることにより行い、制御部２０及び切替回路２６からなる模擬動作手段によって実現される。この模擬動作手段による充電中断の動作は、例えば車両用充電システムの負荷増大により電力使用量が増えて、一次側電源における契約電流を超えそうになったとき等に、車両用充電システム全体を統括制御する統括制御装置７の制御部７０からの稼動要求信号７１（活性化信号：車両９への充電を中断すべき指令）を受けて実行される。

この稼動要求信号７１は、統括制御装置７から通信線７２を介して制御部２０に伝達される。制御部２０は、車両９への充電を中断すべき指令を受けると、切替回路２６の第２コイル２６２に電流を供給する。なお、この際、第１コイル２６１には電流が供給されており、第１接点２６ａと第３接点２６ｃが接続されている。第２コイル２６２の通電により、切替回路２６は、第４接点２６ｄと第６接点２６ｆとの接続が遮断されると共に、第４接点２６ｄと第５接点２６ｅが接続された第３の接続状態となる。

この第３の接続状態となると、Ｐ端子１１５がスイッチ１２１、切替回路２６、第６の抵抗器Ｒ_６、及び第２の抵抗器Ｒ_２を介して装置本体１０の基準電位に接続される。充電中断時には、リリースボタン１２０が押されていないので、スイッチ１２１の２つの接点１２１ａ，１２１ｂは短絡された状態である。従って、Ｐ端子１１５と装置本体１０の基準電位との間の抵抗値は、第６の抵抗器Ｒ_６及び第２の抵抗器Ｒ_２の抵抗値を合計したもの（例えば３３０Ω＋１５０Ω＝４８０Ω）となる。

この抵抗値は、切替回路２６の第２の接続状態において、リリースボタン１２０が押された場合のＰ端子１１５と装置本体１０の基準電位との間の抵抗値（第３の抵抗器Ｒ_３及び第２の抵抗器Ｒ_２の抵抗値を合計したもの：例えば３３０Ω＋１５０Ω＝４８０Ω）と同じである。従って、切替回路２６が第３の接続状態となると、車両９の制御装置９３は、実際にはリリースボタン１２０が押されていないのに、リリースボタン１２０が押された（スイッチ１２１が開状態となった）かのように判断し、前述のようにリレー回路９２２をオフ状態にする。これにより、蓄電池９４への充電は中断する。

また、制御部２０は、電流センサ２３１によって車両９への充電電流の出力が停止もしくは低減したことを確認した後、リレー回路２５をオフ状態にする。これにより、車両９のリレー回路９２２、及び普通充電装置１のリレー回路２５が共にオフ状態となり、充電中断状態となる。このようにして、車両９への充電を遮断する前に、リリースボタン１２０が押されたかのように模擬動作して、車両９自身に充電電流を急ぎ低減させることができる。

＜充電待機方法＞
車両９への充電を中断したまま車両９を待機させる際の普通充電装置１側の処理は、車両９が直流電源９２３の電圧を常時出力するか、あるいは普通充電装置１から充電電流が供給されているとき及びイグニッションスイッチがオンのときに直流電源９２３の電圧を出力するかによって異なる。

車両９が直流電源９２３の電圧を常時出力する場合、制御部２０は、第２コイル２６２への電流の供給を遮断して、切替回路２６を第２の接続状態にし、車両９に充電を待機させる。

一方、車両９が、充電電流が供給されているとき及びイグニッションスイッチがオンのときに電圧を出力する場合、制御部２０は、第１コイル２６１及び第２コイル２６２への電流の供給を遮断して、切替回路２６を第１の接続状態とし、車両９に充電を待機させる。ここで、第１コイル２６１及び第２コイル２６２への電流遮断は、一定時間毎に間歇的に実行してもよく、また車両用充電システム全体を統括制御する統括制御装置７の制御部７０からの指令を受けて実行してもよい。

＜充電再開方法＞
車両９への充電の再開は、例えば車両用充電システム全体を統括制御する統括制御装置７の制御部７０からの稼動要求信号７１（非活性化信号：車両９への充電を再開すべき指令）を受けて実行される。この充電再開の指令は、例えば車両用充電システムの負荷が減少して一次側電源における契約電流を超えない範囲で、再び普通充電装置１による車両９の充電が可能と判断された段階で発生される。

この充電再開の指令を受けた際の制御部２０の処理は、車両９が直流電源９２３の電圧を常時出力するか、あるいは普通充電装置１から充電電流が供給されているとき及びイグニッションスイッチがオンのときに直流電源９２３の電圧を出力するかによって異なる。

車両９が直流電源９２３の電圧を常時出力する場合、制御部２０は、一旦、第２コイル２６２に通電し、その所定時間後に第２コイル２６２への電流の供給を遮断する。第２コイル２６２への通電時間は、車両９が確実に切替回路２６の接続状態の変化（第５の抵抗器Ｒ_５の一端の電圧の変化）を認識できる時間であり、例えば１秒以上、望ましくは３〜５秒である。これにより、普通充電装置１（制御部２０及び切替回路２６からなる模擬動作手段）は、リリースボタン１２０が押されていない状態を車両９の制御装置９３に検知させる。この措置は、車両９側に確実に充電を再開させるための措置である。

制御部２０は、第２コイル２６２への電流の供給を遮断した後、直ちにリレー回路２５をオン状態とする。また、車両９側でもリリースボタン１２０が押されていないと判断し、リレー回路９２２をオン状態とする。これにより、車両９への充電が再開される。

一方、車両９が、充電電流が供給されているとき及びイグニッションスイッチがオンのときに電圧を出力する場合、制御部２０は、切替回路２６の接続状態を第１の接続状態としたまま、リレー回路２５をオン状態とする。これに応じて直流電源９２３が電源電圧を出力し、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車両９はリレー回路９２２をオン状態とし、車両９への充電が再開される。

これにより、車両９のリレー回路９２２、及び装置本体１０のリレー回路２５が共にオン状態となり、充電再開状態となる。このようにして、リリースボタン１２０が押されていないことを模擬動作して、車両９側に充電を再開させることができる。

その後、制御部２０は、電流センサ２３１によって充電が再開されたことを確認し、この充電状態で直流電源９２３の電圧が出力されたことを第１の電圧計Ｖ_１によって検知すると、第１コイル２６１に通電し、切替回路２６を第２の接続状態とする。切替回路２６を第２の接続状態とすることにより、制御部２０は、第２の電圧計Ｖ_２によって、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合及び離脱を検知可能な状態となる。

＜実施の形態３の効果＞
以上説明した本実施の形態３に係る車両用充電システムによれば、普通充電装置１が、稼動要求信号７１に基づいて動作する制御部２０及び切替回路２６の他に、電圧出力部２７と第１の電圧計Ｖ_１及び第２の電圧計Ｖ_２等を有することで、以下のような効果を得ることができる。

（１１）稼動要求信号７１に基づく制御部２０及び切替回路２６の動作によって、前記実施の形態１と同様の効果（前記（１）〜（６））を得ることができる。

（１２）ＳＡＥＪ１７７２規格への準拠、非準拠に拘わらず、充電コネクタ１１と車両側コネクタ９１との嵌合検知を実現することができる。さらに、充電コネクタ１１が車両側コネクタ９１から離脱したことの検知、及びリリースボタン１２０が押されたときの離脱の準備操作の検知を実現することができる。

（１３）上記（１２）により、充電コネクタ１１の嵌合検知が不可能である実装内容となっているような車両９に対しても、充電コネクタ１１の嵌合を検知できるので、どのような車両９についても安全に充電できる構成を実現することができる。さらに、どのような車両９に対しても充電中断及び再開を自由自在に制御することができる。

（１４）上記（１２）により、普通充電装置１自らが充電コネクタ１１の嵌合と同時にどのような構造の車両９に嵌合したかを検知できるので、充電開始判断はもとより、車両９の蓄電池９４を保護しながらの停止指示、また車両９を待たせながらの充電再開を自由に制御することができる。これにより、車両用充電システムを理想的に運営することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記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変更可能であることは言うまでもない。

１，１Ａ，１Ｂ…普通充電装置、３…充電制御部、５…信号切替部、６…急速充電装置、７…統括制御装置、８…分電盤、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、２２…リレー回路、２５…リレー回路、２５ａ，２５ｂ…第１，第２接点部、２５ｃ…コイル、２６…切替回路、２６ａ〜２６ｆ…第１〜第６接点、２７…電圧出力部、
３０…制御回路、３１…リレー回路、３１ａ，３１ｂ…第１，第２接点部、３１ｃ…コイル、３２…切替回路、３２ａ〜３２ｃ…第１〜第３接点、３２ｄ…コイル、３５…信号ケーブル、
５１…制御回路、５２…切替回路、５２ａ〜５２ｃ…第１〜第３接点、５２ｄ…コイル、
７０…制御部、７１…稼動要求信号、７２…通信線、
８１…主幹ブレーカ、８２ａ〜８２ｎ…分岐回路ブレーカ、
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、
１１０…ハウジング、１１１…Ｌ端子、１１２…Ｎ端子、１１３…ＧＮＤ端子、１１４…Ｃ端子、１１５…Ｐ端子、
１２０…リリースボタン、１２０ａ…係止突起、１２１…スイッチ、１２１ａ，１２１ｂ…接点、
１４１…電圧線、１４２…中性線、１４３…グランド線、
２１０…コイル、２１１…接点部、２２０…コイル、２２１…接点部、２３１…電流センサ、２６１，２６２…第１，第２コイル、
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、
Ｒ_１…第１の抵抗器、Ｒ_２…第２の抵抗器、Ｒ_３…第３の抵抗器、Ｒ_４…第４の抵抗器、Ｒ_５…第５の抵抗器、Ｒ_６…第６の抵抗器、Ｒ_Ｃ…通信用抵抗器、Ｖ_１…第１の電圧計、Ｖ_２…第２の電圧計。

Claims

コネクタ端子から出力される電流の電流値の変化によってコネクタの離脱の準備操作が行われたことを検知し、この検知に基づいて蓄電池への充電が停止される車両、に対して充電を行う充電装置と、
前記充電装置と一次側電源を共有し、前記充電装置よりも大きな電力で稼動する設備と、
を有する、車両用充電システムであって、
前記充電装置は、
前記車両に対して充電を行う充電手段と、
前記車両用充電システムの稼動状況に応じて前記充電装置への、前記コネクタの離脱の準備操作が行われていない状態で前記コネクタの離脱の準備操作が行われたかのように前記車両に検知させる模擬動作を指示する模擬動作指示信号に基づき、前記コネクタが嵌合され、かつ前記コネクタの離脱の準備操作が行われていない状態で、前記コネクタ端子から出力される電流の経路を切り替えることにより前記電流値を変化させ、前記車両に当該電流値の変化に基づき前記蓄電池への充電を低減させる模擬動作手段と、
を有する、車両用充電システム。
請求項１記載の車両用充電システムにおいて、
前記模擬動作手段は、前記設備が稼動して前記充電装置の稼動を停止させる状況では、前記コネクタ端子から出力される電流の電流値が、前記コネクタの離脱の準備操作が行われたときの電流値と等しくなるように前記電流の経路を切り替え、前記車両に前記コネクタの離脱の準備操作を検知させる、車両用充電システム。
請求項２記載の車両用充電システムにおいて、
前記模擬動作手段は、
前記模擬動作指示信号を入力とする制御回路と、
前記制御回路により制御され、前記模擬動作指示信号が第１状態の場合には、前記コネクタ端子から出力される電流の電流値が、前記コネクタの離脱の準備操作が行われたときの電流値と等しくなるように前記電流の経路を切り替え、前記車両に前記蓄電池への充電を中断させる切替回路と、
を有する、車両用充電システム。
請求項３記載の車両用充電システムにおいて、
前記切替回路は、前記模擬動作指示信号が第２状態の場合には、前記コネクタ端子から出力される電流の電流値が、前記コネクタの離脱の準備操作が行われていないときの電流値と等しくなるように前記電流の経路を切り替え、前記車両に前記蓄電池への充電を再開させる、車両用充電システム。
請求項４記載の車両用充電システムにおいて、
前記模擬動作手段は、
前記制御回路により制御され、前記車両に前記蓄電池への充電を中断させるときに前記充電装置への電源の供給を遮断し、前記車両に前記蓄電池への充電を再開させるときに前記充電装置へ電源を供給するリレー回路をさらに有する、車両用充電システム。