JP5168430B1 - 車両、電力供給システム、給電装置および車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

車両（１０）は、インレット（１１２）に接続される給電ケーブル（２１４）を介して外部電源から供給された電力を受けて蓄電装置（１００）を充電するための充電部（１１０）と、蓄電装置（１００）からの電力をインレット（１１２）を通して給電ケーブル（２１４）へ供給するための放電部（１２０）と、放電リレー（１２２）と、充電リレー（１１４）とを備える。ＥＣＵ（１３０）は、放電動作を終了するときには、放電リレー（１２２）に開放指令を出力するとともに、開放指令の出力中における電力線（ＡＣＬ１，ＡＣＬ２）の状態に基づいて放電リレー（１２２）の溶着を判定する。一方、ＥＣＵ（１３０）は、放電動作を開始するときには、放電リレー（１２２）に閉成指令を出力するとともに、閉成指令の出力中における放電リレー（１２２）の溶着の判定を不実行とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両および電力供給システムに関し、より特定的には、車両からの電力を車両外部の負荷へ供給するための技術に関する。

電動機によって車両駆動力を発生可能に構成された、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等の車両では、当該電動機を駆動するための電力を蓄積する蓄電装置が搭載されている。このような車両では、発進時や加速時などに蓄電装置から電動機に電力を供給して車両駆動力を発生する一方で、降坂走行時や減速時などに電動機の回生制動により発生した電力を蓄電装置に供給する。

このような車両において、商用系統電源などの車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する）と電気的に接続されて蓄電装置の充電（以下、単に「外部充電」とも称する）が可能な構成が提案されている。たとえば、家屋に設けられたコンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能な、いわゆるプラグイン・ハイブリッド車が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることができる。

たとえば特開２０１１−１５５６７号公報（特許文献１）は、蓄電装置と、蓄電装置の電力により走行用の回転電機を駆動するインバータと、外部電源の電力により蓄電装置を充電するための充電装置とを備える電動車両を開示する。この特許文献１において、充電装置は、蓄電装置とインバータとの間の経路を遮断しないように、外部電源から蓄電装置への給電経路を開閉するリレーを含む。充電装置はさらに、インバータのスイッチング動作中に、リレーを開状態に制御しつつ、リレーの溶着を判定する制御装置を含む。

特開２０１１−１５５６７号公報 特開２０１０−２３８５７６号公報 特開２００６−１２１８４４号公報

上記のような外部充電が可能な車両においては、スマートグリッドなどに見られるように、車両を電力供給源として考え、車両外部の負荷に対して車両から電力を供給する構想が検討されている。

車両外部の負荷への電力供給を行なうための構成として、車両は、蓄電装置からの電力を車両外部の負荷に供給するための放電装置をさらに備える。この放電装置には、蓄電装置から車両外部への給電経路を開閉するリレーが設けられる。上記の構成において、外部電源からの電力により前記蓄電装置を充電する充電動作と、蓄電装置からの電力を外部負荷に供給する放電動作とを切換えるときには、充電装置内のリレーおよび放電装置内のリレーのオン／オフ（閉成／開放）を制御する。

このような車両においては、放電動作時に蓄電装置からの電力が充電装置に流れ込むこと、および、充電動作時に外部電源からの電力が放電装置に流れ込むことを防止するために、充電装置および放電装置の各々においてリレーの溶着の有無を判定する必要がある。

たとえば、放電動作の開始時に放電装置内のリレーの溶着を判定するのに加えて、充電動作を開始するときにも放電装置内のリレーの溶着を判定する構成とすれば、放電動作を開始した後に発生した溶着についても検出することができ、リレーの信頼性を高めることができる。

しかしながら、その一方で、リレーの溶着判定を実行する頻度を増やしたことに伴なってリレーの動作回数も増えてしまうため、リレーの耐久性を低下させる虞がある。また、溶着判定の頻度を確保するためには、より耐久性の高いリレーを車両に搭載することが必要となり、コストアップとなってしまう。

それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、外部電源からの電力により車載蓄電装置を充電する充電動作と、蓄電装置からの電力を外部負荷に供給する放電動作とを切換えて実行可能に構成された車両およびそれを備えた電力供給システムにおいて、充電動作および放電動作を切換えるための開閉装置の耐久性の低下を抑制しつつ、開閉装置の溶着を判定することである。

この発明のある局面に従えば、車両は、再充電可能な蓄電装置と、蓄電装置と車両外部との間で電力を伝達するための電力線と、電力線に介挿接続され、蓄電装置と車両外部との電気的接続および遮断が可能に構成された開閉装置と、蓄電装置および車両外部の間の電力の伝達を終了するときには開閉装置の溶着を判定する一方で、蓄電装置および車両外部の間の電力の伝達を開始するときには開閉装置の溶着の判定を非実行とする制御装置とを備える。

好ましくは、制御装置は、蓄電装置および車両外部の間の電力の伝達を終了するときには、開閉装置に開放指令を出力するとともに、開放指令の出力中における電力線の状態に基づいて開閉装置の溶着を判定する。

好ましくは、車両は、外部電源からの電力により蓄電装置を充電する充電動作と、蓄電装置からの電力を外部負荷に供給する放電動作とを切換えて実行可能に構成される。制御装置は、充電動作または放電動作を終了するための開放指令の出力中における電力線の状態に基づいて、開閉装置の溶着を判定する。

好ましくは、車両は、車両と車両外部とを電気的に接続するための接続部と、接続部に接続されるケーブルを介して外部電源から供給された電力を受けて蓄電装置を充電するための充電部と、蓄電装置からの電力を接続部を通してケーブルへ供給するための放電部とをさらに備える。開閉装置は、放電部と接続部とを結ぶ第１の電力線に介挿接続された第１の開閉部と、蓄電装置と充電部とを結ぶ第２の電力線に介挿接続された第２の開閉部とを含む。制御装置は、放電動作を終了するときには、第１の開閉部に開放指令を出力するとともに、開放指令の出力中における第１の電力線の状態に基づいて第１の開閉部の溶着を判定する。

好ましくは、制御装置は、充電動作を終了するときには、第２の開閉部に開放指令を出力するとともに、開放指令の出力中における第２の電力線の状態に基づいて第２の開閉部の溶着を判定する。

この発明の別の局面に従えば、電力供給システムは、車両と、車両と車両外部との間で電力を伝達するための給電装置とを備える。給電装置は、車両に設けられた接続部に接続されるケーブルを介して外部電源からの電力を車両に伝達するとともに、ケーブルを介して車両からの電力を外部負荷に伝達することが可能に構成される。車両は、再充電可能な蓄電装置と、蓄電装置と車両外部との間で電力を伝達するための電力線と、電力線に介挿接続され、蓄電装置と車両外部との電気的接続および遮断が可能に構成された開閉装置と、蓄電装置および車両外部の間の電力の伝達を終了するときには開閉装置の溶着を判定する一方で、蓄電装置および車両外部の間の電力の伝達を開始するときには開閉装置の溶着の判定を非実行とする制御装置とを含む。

好ましくは、車両は、ケーブルを介して外部電源から供給された電力を受けて蓄電装置を充電するための充電部と、蓄電装置からの電力を接続部を通してケーブルへ供給するための放電部とをさらに含む。開閉装置は、放電部と接続部とを結ぶ第１の電力線に介挿接続された第１の開閉部と、蓄電装置と充電部とを結ぶ第２の電力線に介挿接続された第２の開閉部とを含む。制御装置は、蓄電装置からの電力を外部負荷に供給する放電動作を終了するときには、第１の開閉部に開放指令を出力するとともに、開放指令の出力中における第１の電力線の状態に基づいて第１の開閉部の溶着を判定する一方で、放電動作を開始するときには、第１の開閉部に閉成指令を出力するとともに、第１の開閉部の溶着の判定を非実行とする。

好ましくは、制御装置は、外部電源からの電力により蓄電装置を充電する充電動作を終了するときには、第２の開閉部に開放指令を出力するとともに、開放指令の出力中における第２の電力線の状態に基づいて第２の開閉部の溶着を判定する一方で、充電動作を開始するときには、第２の開閉部に閉成指令を出力するとともに、第２の開閉部の溶着の判定を非実行とする。

好ましくは、給電装置は、ケーブルを用いて車両との間で電力線通信が可能に構成される。給電装置は、第１の開閉部に対する開放指令の出力中におけるケーブルの状態に基づいて第１の開閉部の溶着を判定し、その判定結果を制御装置に送信する。

この発明の別の局面に従えば、再充電可能な蓄電装置と車両外部との間で電力を伝達可能に構成された車両の制御方法であって、蓄電装置および車両外部の間の電力の伝達を終了するときには、蓄電装置と車両外部との間で電力を伝達するための電力線に介挿接続された開閉装置に開放指令を出力するとともに、開放指令の出力中における電力線の状態に基づいて開閉装置の溶着を判定するステップと、蓄電装置および車両外部の間の電力の伝達を開始するときには、開閉装置に閉成指令を出力するとともに、閉成指令の出力中における開閉装置の溶着の判定を非実行とするステップとを備える。

この発明によれば、外部電源からの電力により車載蓄電装置を充電する充電動作と、蓄電装置からの電力を外部負荷に供給する放電動作とを切換えて実行可能に構成された車両およびそれを備えた電力供給システムにおいて、充電動作および放電動作を切換えるための開閉装置の耐久性の低下を抑制しつつ、開閉装置の溶着を判定することができる。

本発明の実施の形態に従う電力供給システムの概略構成図である。 図１における車両の構成を説明する図である。 本実施の形態による車両の充電動作および放電動作を説明するためのブロック図である。 本実施の形態による車両における放電リレーの溶着判定を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。 図４のステップＳ５０の処理を詳細に説明するフローチャートである。 放電リレーの溶着の判定を充電スタンドで行なう場合の溶着判定を説明するためのブロック図である。 図６における充電スタンドにおける放電リレーの溶着判定を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。 本実施の形態による車両における充電リレーの溶着判定を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。 図８のステップＳ３４０の処理を詳細に説明するフローチャートである。 双方向電力変換器を用いた場合の電力供給システムの概略構成図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、本発明の実施の形態に従う電力供給システムの概略構成図である。
図１を参照して、電力供給システムは、車両１０と、充電スタンド２００と、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）３００と、負荷装置４００と、車両１０の外部の電源（以下、「外部電源」とも称する）５００と、配電盤５１０とを備える。

本発明の実施の形態に従う車両１０は、外部電源５００によって車載蓄電装置を充電可能な、いわゆる、プラグインタイプの電動車両である。なお、電動車両の構成は、車載蓄電装置からの電力によって走行可能であれば、その構成は特に限定されるものではない。車両１０には、たとえばハイブリッド自動車、電気自動車および燃料電池自動車などが含まれる。

車両１０は、蓄電装置１００と、動力出力装置１３５と、車両１０の全体動作を制御するためのＥＣＵ（Electronic Control Unit)１３０と、ＰＬＣ（Power Line Control）ユニット１４０とを含む。

蓄電装置１００は、再充電可能に構成された電力貯蔵要素であり、代表的には、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池が適用される。あるいは、電気二重層キャパシタなどの電池以外の電力貯蔵要素によって、蓄電装置１００を構成してもよい。図１には、車両１０のうちの蓄電装置１００の充放電制御に関連するシステム構成が記載されている。蓄電装置１００には、蓄電装置１００の電圧および電流を検出するための電池センサ（図示せず）が設けられる。

動力出力装置１３５は、蓄電装置１００に蓄えられた電力を用いて車両１０の駆動力を発生する。具体的には、動力出力装置１３５は、ＥＣＵ１３０からの駆動指令に基づいて車両１０の駆動力を発生し、その発生した駆動力を車両１０の駆動輪（図示せず）へ出力する。なお、駆動指令は、車両１０の走行中において、要求された車両駆動力あるいは車両制動力に基づいて生成される制御指令である。具体的には、ＥＣＵ１３０は、車両１０の車両状態やドライバ操作（アクセルペダルの踏込み量、シフトレバーのポジション、ブレーキペダルの踏込み量など）に応じて、車両１０全体で必要な車両駆動力および車両制動力を算出する。そして、ＥＣＵ１３０は、要求された車両駆動力または車両制動力を実現するように、動力出力装置１３５の駆動指令を生成する。

また、動力出力装置１３５は、ＥＣＵ１３０から発電指令を受けると、車両外部の負荷装置４００へ供給するための電力を発生し、その発生した電力を放電部１２０へ出力する。なお、発電指令は、後述する放電動作において、負荷装置４００へ供給する電力の発生を指示するための制御指令である。

図２を参照して、車両１０（図１）の構成についてさらに説明する。
図２を参照して、動力出力装置１３５は、システムメインリレー１４５と、電力変換ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）１５０と、モータジェネレータ１６０，１６５と、動力伝達ギヤ１７５と、エンジン１７０と、駆動輪１８０とを含む。

ＰＣＵ１５０は、蓄電装置１００に接続される。蓄電装置１００は、車両１０の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１５０に供給する。また、蓄電装置１００は、モータジェネレータ１６０，１６５で発電された電力を蓄電する。具体的には、ＰＣＵ１５０は、コンバータ１５２と、インバータ１５４，１５６と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。

コンバータ１５２は、ＥＣＵ１３０からの制御信号ＰＷＣに基づいて、電力線ＰＬ１およびＮＬ１と電力線ＰＬ２およびＮＬ１の間で電圧変換を行なう。

インバータ１５４，１５６は、電力線ＰＬ２およびＮＬ１に対して並列に接続される。インバータ１５４，１５６は、ＥＣＵ１３０からの制御信号ＰＭＩ１，ＰＭＩ２に基づいて、コンバータ１５２から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１６０，１６５をそれぞれ駆動する。

コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１およびＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ１およびＮＬ１の間の電圧変動を減少させる。

蓄電装置１００とＰＣＵ１５０との間には、電力線ＰＬ１，ＮＬ１に介挿接続されたシステムメインリレー１４５が設けられる。システムメインリレー１４５は、ＥＣＵ１３０からのリレー制御信号ＳＥ１に応答して、オンオフされる。システムメインリレー１４５は、蓄電装置１００の充放電経路を遮断可能な「開閉装置」の代表例として用いられる。すなわち、任意の形式の開閉装置をシステムメインリレー１４５に代えて適用することができる。

モータジェネレータ１６０，１６５は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。

モータジェネレータ１６０，１６５の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギヤ１７５を介して駆動輪１８０に伝達されて、車両１０を走行させる。モータジェネレータ１６０，１６５は、車両１０の回生制動時には、駆動輪１８０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１５０によって蓄電装置１００の充電電力に変換される。

また、モータジェネレータ１６０，１６５は、動力伝達ギヤ１７５を介してエンジン１７０とも結合される。そして、ＥＣＵ１３０により、モータジェネレータ１６０，１６５およびエンジン１７０が協調的に動作されて必要な車両駆動力が発生される。さらに、モータジェネレータ１６０，１６５は、エンジン１７０の回転により発電が可能であり、この発電電力を用いて蓄電装置１００を充電することができる。なお、本実施の形態においては、モータジェネレータ１６５を専ら駆動輪１８０を駆動するための電動機として用い、モータジェネレータ１６０を専らエンジン１７０により駆動される発電機として用いるものとする。

なお、図２においては、モータジェネレータが２つ設けられる構成が例示されるが、モータジェネレータの数はこれに限定されず、モータジェネレータが１つの場合、あるいは２つより多くのモータジェネレータを設ける構成としてもよい。

車両１０は、外部電源５００からの電力によって蓄電装置１００を充電するための構成として、車両１０のボディーに設けられたインレット１１２と、充電部１１０と、充電リレー１１４とをさらに含む。なお、外部電源５００は、代表的には単相交流の商用系統電源により構成される。ただし、商用系統電源に代えて、もしくは商用系統電源に加えて、住宅の屋根などに設置された太陽電池パネルによる発電電力によって外部電源の電力が供給されてもよい。

インレット１１２には、給電ケーブル２１４の給電コネクタ２１２が接続される。そして、外部電源５００からの電力が給電ケーブル２１４を介して車両１０に伝達される。なお、図１および図２に示す構成に代えて、外部電源と車両とを非接触のまま電磁的に結合して電力を供給する構成、具体的には外部電源側に一次コイルを設けるとともに、車両側に二次コイルを設け、一次コイルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを利用して電力供給を行なう構成としてもよい。

充電部１１０は、外部電源５００からの電力を受けて蓄電装置１００を充電するための装置である。充電部１１０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、インレット１１２に接続される。また、充電部１１０は、充電リレー１１４を介して、電力線ＰＬ３，ＮＬ３によって蓄電装置１００に接続される。

充電部１１０は、ＥＣＵ１３０からの制御指令ＰＷＤ１に従って、インレット１１２から供給される交流電力を、蓄電装置１００を充電するための直流電力に変換する。

充電部１１０と蓄電装置１００との間には、電力線ＰＬ３およびＮＬ３に介挿接続された充電リレー１１４が設けられる。充電リレー１１４は、ＥＣＵ１３０からのリレー制御信号ＳＥ２に応答して、オンオフされる。具体的には、充電リレー１１４は、ＥＣＵ１３０からの閉成指令を示すリレー制御信号ＳＥ２に応答してオン（閉成）されるとともに、ＥＣＵ１３０からの開放指令を示すリレー制御信号ＳＥ２に応答してオフ（開放）される。充電リレー１１４は、蓄電装置１００の充電経路を遮断可能な開閉装置の代表例として用いられる。すなわち、任意の形式の開閉装置を充電リレー１１４に代えて適用することができる。

ＥＣＵ１３０は、外部電源５００による蓄電装置１００の充電時、充電部１１０を制御するための制御指令ＰＷＤ１を生成し、その生成した制御指令ＰＷＤ１を充電部１１０へ出力する。このとき、ＥＣＵ１３０は、給電ケーブル２１４の電線部に設けられた、外部電源５００からの電力の供給および遮断を切換えるためのＰＬＣユニット（図示せず）から受けるパイロット信号に基づいて、外部電源５００の種類を特定し、その特定された外部電源５００の種類に応じて充電部１１０を制御する。

また、車両１０は、蓄電装置１００からの直流電力またはモータジェネレータ１６０，１６５により発電されてＰＣＵ１５０で変換された直流電力を車両外部の負荷装置４００（図１）へ供給するための構成として、放電部１２０と、放電リレー１２２とをさらに含む。

すなわち、本実施の形態に従う車両１０は、車載蓄電装置１００を外部電源５００により充電可能であるとともに、車両１０からの電力を車両外部の負荷装置４００へ供給可能に構成される。以下の説明では、外部電源５００による蓄電装置１００の充電を「充電動作」とも記し、蓄電装置１００からの放電電力および／または動力出力装置１３５（モータジェネレータ１６０）により発電された電力の供給を「放電動作」とも表記する。

さらに、本実施の形態では、給電ケーブル２１４は、充電および放電の両方を切換えて使用することができる。給電ケーブル２１４の給電コネクタ２１２は、外部充電に用いられる充電ケーブルの充電コネクタの端子部と同様の形状を有する端子部を備えており、車両１０のインレット１１２に接続することが可能である。なお、給電コネクタ２１２には、充電コネクタの構成に加えて、切換スイッチが設けられる。切換スイッチは、充電動作と放電動作とを切換えるためのスイッチである。この切換スイッチが「放電」に切換えられることによって、車両１０は放電動作を行なう。

具体的には、蓄電装置１００からの放電電力、および／または動力出力装置１３５（モータジェネレータ１６０）からの発電電力が、給電ケーブル２１４を介して負荷装置４００に伝達される。すなわち、蓄電装置１００および／または動力出力装置１３５（モータジェネレータ１６０）は、車両外部への供給電力を発生するための「発電装置」に対応する。

放電部１２０は、蓄電装置１００からの放電電力および／または動力出力装置１３５からの発電電力を受けて車両外部の負荷装置４００へ給電するための装置である。放電部１２０は、放電リレー１２２を介して、電力線ＰＬ５およびＮＬ５によって電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に接続される。また、放電部１２０は、電力線ＰＬ４，ＮＬ４介して、電力線ＰＬ３，ＮＬ３によって蓄電装置１００に接続される。

放電部１２０は、ＥＣＵ１３０からの制御指令ＰＷＤ２に従って、電力線ＰＬ３およびＮＬ３，ＰＬ４およびＮＬ４を経由して伝達された蓄電装置１００からの放電電力および／または動力出力装置１３５からの発電電力（いずれも直流電力）を、車両外部の負荷装置４００を駆動するための交流電力に変換する。

放電部１２０と電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２との間には、電力線ＰＬ５およびＮＬ５に介挿接続された放電リレー１２２が設けられる。放電リレー１２２は、ＥＣＵ１３０からのリレー制御信号ＳＥ３に応答して、オンオフされる。具体的には、放電リレー１２２は、ＥＣＵ１３０からの閉成指令を示すリレー制御信号ＳＥ３に応答してオン（閉成）されるとともに、ＥＣＵ１３０からの開放指令を示すリレー制御信号ＳＥ３に応答してオフ（開放される）。放電リレー１２２は、蓄電装置１００および／または動力出力装置１３５からの放電経路を遮断可能な開閉装置の代表例として用いられる。すなわち、任意の形式の開閉装置を放電リレー１２２に代えて適用することができる。

ＥＣＵ１３０は、いずれも図１および図２には図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１０および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアにより処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ１３０は、図示しない電池センサから送出される蓄電装置１００の電圧および電流に基づいて、蓄電装置１００の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）を演算する。ＳＯＣは、満充電容量に対する現在の残容量を百分率（０〜１００％）で示したものである。なお、蓄電装置１００のＳＯＣの算出については、公知の任意の手法を適用できるので、詳細な説明は省略する。

ＥＣＵ１３０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に結合されたＰＬＣユニット１４０を介して、車両外部の充電スタンド２００に設けられたＰＬＣユニット２３０（図１）との間で電力線を介して情報を伝達する。

ＥＣＵ１３０は、給電ケーブル２１４の接続状態を示す信号ＰＩＳＷを給電コネクタ２１２から受ける。また、ＥＣＵ１３０は、給電ケーブル２１４のＰＬＣユニット２３０からパイロット信号ＣＰＬＴを受ける。ＥＣＵ１３０は、図３で後述するように、これらの信号に基づいて充電動作を実行する
再び図１を参照して、充電スタンド２００は、上記の充電動作および放電動作を行なうための、給電ケーブル２１４、給電コネクタ２１２およびリレー２１０，２２０を含む。充電スタンド２００は、ＰＬＣユニット２３０をさらに含む。充電スタンド２００は、家屋６００などの建物内に設置された配電盤５１０と電気的に接続される。

給電ケーブル２１４の一端は２つに分岐されてリレー２１０，２２０にそれぞれ接続され、他端は給電コネクタ２１２に接続される。給電ケーブル２１４は充電スタント２００から分離可能であってもよい。また、１つのケーブルおよび１つのコネクタを充電および放電を切換えて使用する構成としているが、充電ケーブルおよび充電コネクタと、放電ケーブルおよび放電コネクタとを個別に設ける構成としてもよい。

充電動作時には、給電コネクタ２１２が車両１０のインレット１１２に接続され、リレー２１０が閉じられた状態で、家屋６００の配電盤５１０を介して外部電源５００から車両１０に電力を供給する。これに対して、放電動作時には、給電コネクタ２１２が車両１０のインレット１１２に接続され、リレー２２０が閉じられた状態で、車両１０から家屋６００に電力を供給する。リレー２１０，２２０の開閉動作は、ＰＬＣユニット２３０によって制御される。

ＨＥＭＳ３００は、家屋６００の内部または外部に設置される。ＨＥＭＳ３００は、配電盤５１０および充電スタンド２００と電気的に接続される。ＨＥＭＳ３００は、ＤＣ／ＡＣコンバータ３１０と、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２０と、蓄電池３３０とを含む。

ＡＣ／ＤＣコンバータ３２０は、充電スタンド２００から供給される交流電力を直流電力に変換する。ＤＣ／ＡＣコンバータ３１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２０により変換された直流電力を、交流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣコンバータ３２０およびＤＣ／ＡＣコンバータ３１０は、充電スタンド２００のＰＬＣユニット２３０から送信される充電動作および放電動作のいずれが選択されたかを示す信号に基づいて制御される。これにより、放電動作を行なう際には、充電スタンド２００を経由して車両１０から供給される電力がＡＣ／ＤＣコンバータ３２０を介して蓄電池３３０に供給される。

蓄電池３３０は、再充電可能な電力貯蔵要素であり、代表的にはリチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池が適用される。蓄電池３３０には、車両１０からの電力の他、家屋６００に設置された太陽電池パネル（図示せず）によって発電された電力が供給され得る。さらに、蓄電池３３０には、外部電源５００からの電力が供給され得る。一例として、昼間の電気料金よりも安い深夜電力時間帯の電力を蓄電池３３０に供給する。この場合、ＤＣ／ＡＣコンバータ３１０は、外部電源５００から供給される交流電力を蓄電池３３０の充電電力に変換する。

負荷装置４００は、配電盤５１０を介して外部電源５００から電力を受けて動作する任意の電気機器である。負荷装置４００は、たとえば家屋６００であってもよいし、個別の電化製品であってもよい。または、負荷装置４００は、車両１０以外の他の車両であってもよい。

図３は、本実施の形態による車両１０の充電動作および放電動作を説明するためのブロック図である。なお、図３において、図１および２と同じ参照符号が付された重複する要素についての説明は繰り返さない。

図３を参照して、ＰＬＣユニット２３０は、給電コネクタ２１２およびインレット１１２を介してＥＣＵ１３０へパイロット信号ＣＰＬＴを出力する。このパイロット信号ＣＰＬＴは、ＰＬＣユニット２３０からＥＣＵ１３０へ給電ケーブル２１４の定格電流を通知するための信号である。また、パイロット信号ＣＰＬＴは、ＥＣＵ１３０によって操作されるパイロット信号ＣＰＬＴの電位に基づいて、ＥＣＵ１３０から給電ケーブル２１４内の電力線に介挿されるＣＣＩＤリレー（図示せず）を遠隔操作するための信号としても使用される。ＰＬＣユニット２３０は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位変化に基づいてＣＣＩＤリレーを制御する。

上述のパイロット信号ＣＰＬＴおよび接続信号ＰＩＳＷの構成は、たとえば、米国のＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）や日本電動車両協会等において規格化されている。

ＰＬＣユニット２３０は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位が規定の電位（たとえば、１２Ｖ）のときには非発振の信号を出力し、パイロット信号ＣＰＬＴの電位が上記の規定の電位から低下したとき（たとえば、９Ｖ）は、ＰＬＣユニット２３０により制御されて、規定の周波数（たとえば１ｋＨｚ）およびデューティサイクルで発振する信号を出力する。

なお、パイロット信号ＣＰＬＴの電位は、ＥＣＵ１３０によって操作される。また、デューティサイクルは、外部電源５００から給電ケーブル２１４を介して車両１０へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。具体的には、パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅は、外部電源５００から給電ケーブル２１４を介して車両１０へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。この発振周期に対するパルス幅の比で示されるデューティによって、パイロット信号ＣＰＬＴを用いてＰＬＣユニット２３０から車両１０のＥＣＵ１３０へ定格電流が通知される。

ＥＣＵ１３０は、コントロールパイロット線Ｌ１を介して受信したパイロット信号ＣＰＬＴのデューティに基づいて、給電ケーブル２１４を介して車両１０へ供給可能な定格電流を検知することができる。ＥＣＵ１３０によってパイロット信号ＣＰＬＴの電位が低下されると（たとえば、６Ｖ）、ＰＬＣユニット２３０は、ＣＣＩＤリレーの接点を閉じて導通状態にする。

給電コネクタ２１２内には、抵抗Ｒ２０，Ｒ２５およびスイッチＳＷ１０を含む接続検知回路が含まれる。抵抗Ｒ２０，Ｒ２５は、接続信号線Ｌ３と接地線Ｌ２との間に直列に接続される。スイッチＳＷ１０は、抵抗Ｒ２５に並列に接続される。

スイッチＳＷ１０は、たとえばリミットスイッチであり、給電コネクタ２１２がインレット１１２に確実に嵌合された状態で接点が閉じられる。給電コネクタ２１２がインレット１１２から切り離された状態、および給電コネクタ２１２とインレット１１２との嵌合が不確実な場合には、スイッチＳＷ１０の接点が開放される。また、スイッチＳＷ１０は、給電コネクタ２１２に設けられて給電コネクタ２１２をインレット１１２から取り外す際にユーザによって操作される操作部２１３が操作されることによっても接点が開放される。

給電コネクタ２１２がインレット１１２から切り離された状態では、ＥＣＵ１３０に含まれる電源ノード１８６の電圧、プルアップ抵抗Ｒ１０、ならびにインレット１１２に設けられた抵抗Ｒ１５によって定まる電圧信号が接続信号ＰＩＳＷとして接続信号線ＰＩＳＷに発生する。また、給電コネクタ２１２がインレット１１２に接続された状態では、嵌合状態および操作部２１３の操作状態などに対応して、抵抗Ｒ１５，Ｒ２０，Ｒ２５の組み合わせによる合成抵抗に応じた電圧信号が接続信号線Ｌ３に発生する。

ＥＣＵ１３０は、接続信号線Ｌ３の電位（すなわち、接続信号ＰＩＳＷの電位）を検出することによって、給電コネクタ２１２の接続状態および嵌合状態を判定することができる。

車両１０においては、ＥＣＵ１３０は、上記の電源ノード１８６およびプルアップ抵抗Ｒ１０に加えて、ＣＰＵ１８０と、抵抗回路１８２と、入力バッファ１８４とをさらに含む。

抵抗回路１８２は、パイロット信号ＣＰＬＴが通信されるコントロールパイロット線Ｌ１と車両アース１８８との間に接続される。抵抗回路１８２は、ＣＰＵ３１０からの制御信号に従って車両１０側からパイロット信号ＣＰＬＴの電位を操作するための回路である。

入力バッファ１８４は、給電コネクタ２１２の接続検知回路に接続される接続信号線Ｌ３から接続信号ＰＩＳＷを受け、その受けた接続信号ＰＩＳＷをＣＰＵ１８０へ出力する。なお、接続信号線Ｌ３には上記で説明したようにＥＣＵ１３０から電圧がかけられており、給電コネクタ２１２のインレット１１２への接続によって、接続信号ＰＩＳＷの電位が変化する。ＣＰＵ１８０は、この接続信号ＰＩＳＷの電位を検出することによって、給電コネクタ２１２の接続状態および嵌合状態を検出する。

また、ＣＰＵ１８０は、パイロット信号ＣＰＬＴの発振状態およびデューティサイクルを検出することによって、給電ケーブル２１４の定格電流を検出する。

そして、ＣＰＵ１８０は、接続信号ＰＩＳＷの電位およびパイロット信号ＣＰＬＴの発振状態に基づいて、抵抗回路１８２を制御することによって、パイロット信号ＣＰＬＴの電位を操作する。これによって、ＣＰＵ１８０は、ＣＣＩＤリレーを遠隔操作することができる。そして、給電ケーブル２１４を介して外部電源５００から車両１０へ電力が伝達される。

ＣＰＵ１８０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２の間に設けられる電圧センサ１１６で検出される、外部電源５００から供給される電圧ＶＡＣを受ける。

以上の構成において、ＣＣＩＤリレーの接点が閉じられると、充電部１１０に外部電源５００からの交流電力が与えられて、外部電源５００から蓄電装置１００への充電準備が完了する。ＣＰＵ１８０は、充電部１１０に対し制御信号ＰＷＤ１を出力することによって、外部電源５００からの交流電力を蓄電装置１００の充電電力に変換する。そして、リレー制御信号ＳＥ２（閉成指令）を出力して充電リレー１１４の接点を閉じることにより、蓄電装置１００への充電を実行する。

さらに、蓄電装置１００のＳＯＣが所定の満充電状態に到達した場合、あるいはユーザから指示があった場合には、ＣＰＵ１８０は、充電リレー１１４の接点を開放するとともに、充電部１１０に電力変換を停止させるように制御して、充電動作を終了する。

以上説明した充電動作から放電動作に切換えるためには、給電コネクタ２１２に設けられた切換スイッチ２１５を「充電」から「放電」に切換える。給電コネクタ２１２には、切換スイッチ２１５に加えて、接続検知回路において、抵抗Ｒ３０およびスイッチＳＷ２０がさらに設けられる。

直列接続された抵抗Ｒ３０およびスイッチＳＷ２０は、接続検知回路の抵抗Ｒ２０に並列に接続される。スイッチＳＷ２０は、切換スイッチ２１５と連動しており、切換スイッチ２１５が「放電」に設定されているときに閉成され、「充電」に設定されているときに開放される。

このような構成により、切換スイッチ２１５が「充電」に設定されている場合には、上述したように、抵抗Ｒ１０，Ｒ１５，Ｒ２０，Ｒ２５の組み合わせで定まる合成抵抗により変化する接続信号ＰＩＳＷの電位に基づいて、給電コネクタ２１２の接続状態および嵌合状態が認識され、充電動作が実行される。

一方、切換スイッチ２１５が「放電」に設定されている場合には、スイッチＳＷ２０が閉成されることによって、抵抗Ｒ４０が合成抵抗に加えられる。給電コネクタ２１２が嵌合状態（すなわち、スイッチＳＷ１０が閉成状態）では、抵抗Ｒ１５，Ｒ２０，Ｒ３０が接続信号線Ｌ３と接地線Ｌ２との間に並列に接続されるので、接続信号線Ｌ３の電位（すなわち、接続信号ＰＩＳＷの電位）は、切換スイッチ２１５が「充電」に設定された場合と比較して低下する。このように、給電コネクタ２１２が嵌合状態になった場合の接続信号於ＰＩＳＷの電位が、切換スイッチ２１５が「充電」に設定されている場合と、切換スイッチ２１５が「放電」に設定されている場合とで異なる値となるので、ＣＰＵ１８０は、充電動作および放電動作の切換えを認識することができる。

そして、ＣＰＵ１８０は、放電動作に設定されたことを認識すると、リレー制御信号ＳＥ２（開放指令）を出力して充電リレー１１４の接点を開放するとともに、リレー制御信号ＳＥ３（閉成指令）を出力して放電リレー１２２の接点を閉じる。さらに、ＣＰＵ１８０は、放電部１２０に放電動作させるように制御して、蓄電装置１００からの電力を車両外部の負荷装置４００へ供給する。さらに、蓄電装置１００のＳＯＣが低下した場合、あるいは、ユーザからの指示があった場合には、エンジン１７０を駆動してモータジェネレータ１６０により発電し、その発電電力を負荷装置４００へ供給する。

［放電リレーの溶着判定］
以上説明したように、本実施の形態においては、インレット１１２に給電コネクタ２１２が接続された場合には、接続信号ＰＩＳＷの電位を変化させることによって、ＥＣＵ１３０に充電動作および放電動作の切換えを認識させる。

そして、充電動作から放電動作へ切換える場合には、ＥＣＵ１３０は、リレー制御信号ＳＥ３（閉成指令）を出力することにより放電リレー１２２の接点を閉じる一方で、リレー制御信号ＳＥ２（開放指令）を出力することにより充電リレー１１４の接点を開放することにより、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と電力線ＰＬ３，ＮＬ３との間に放電部１２０を接続する。これにより、蓄電装置１００からの放電電力および／または動力出力装置１３５（モータジェネレータ１６０）により発電された電力を、放電部１２０を経由して電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に伝達するための放電経路が形成される。

さらに、放電動作から充電動作へ切換える場合には、ＥＣＵ１３０は、リレー制御信号ＳＥ３（開放指令）を出力することにより放電リレー１２２の接点を開放する一方で、リレー制御信号ＳＥ２（閉成指令）を出力することにより充電リレー１１４の接点を閉じることにより、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２と電力線ＰＬ３，ＮＬ３との間に充電部１１０を接続する。これにより、外部電源５００からの電力を、充電部１１０を経由して電力線ＰＬ３，ＮＬ３に伝達するための充電経路が形成される。

しかしながら、放電リレー１２２の接点が溶着している場合には、放電リレー１２２を介して放電部１２０と電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２とが電気的に接続されている状態となるため、このような状態で充電部１１０に充電動作を開始させると、外部電源５００からの交流電力が放電リレー１２２を介して放電部１２０に流れ込む事態が生じる。このような事態が生じると、放電部１２０に設けられ、蓄電装置１００の電圧を交流電圧（たとえば、ＡＣ１００Ｖ）に変換するＡＣインバータの出力側に電圧がかかってしまい、ＡＣインバータを損傷させる虞がある。したがって、放電部１２０の損傷を防止するためには、放電リレー１２２の接点の溶着の有無を判定する必要がある。

ここで、放電リレー１２２の溶着を判定する手法としては、蓄電装置１００とＰＣＵ１５０との間に設けられたシステムメインリレー１４５（図２）の溶着判定に倣って、放電動作を開始するときに、放電リレー１２２の溶着を判定することが可能である。

しかしながら、放電動作の開始時に放電リレー１２２の溶着を判定する構成とすると、放電動作の実行中に放電リレー１２２の接点が溶着した場合には、もはやこの溶着を検出することができない。そのため、当該放電動作の終了後に充電動作が実行される場合において、上述した放電部１２０に電圧がかかる事態を回避することができない。

このような事態は、放電動作の開始時に加えて、充電動作の開始時においても放電リレー１２２の溶着を判定することによって回避できる。しかしながら、放電動作の開始時および充電動作の開始時の各々において放電リレー１２２の溶着を判定する構成とすると、充電動作を開始するために、放電リレー１２２をオンオフさせる動作が別途必要となる。そうなると、放電リレー１２２の動作回数が増えるため、放電リレー１２２の耐久性を低下させる虞がある。また、充電動作の処理に遅れが生じる虞もある。

そこで、本実施の形態では、放電動作の開始時には放電リレー１２２の溶着を判定せずに、放電動作の終了時に放電リレー１２２の溶着を判定する。これによれば、放電動作を終了した後に充電動作を実行する場合には、放電動作の終了時において放電リレー１２２が溶着していないことが判定されているため、外部電源５００からの電力が放電リレー１２２を介して放電部１２０に流れ込むことがない。

また、放電動作を終了した後に再び放電動作を行なう場合には、前回の放電動作の終了時に行なわれた放電リレー１２２の溶着の有無の判定結果を、そのまま放電動作の開始時に放電リレー１２２の溶着の有無の判定結果とみなすことができる。したがって、放電動作の開始時に改めて放電リレー１２２の溶着を判定することなく、直ちに放電動作を開始することができる。

さらに、このように放電動作の終了時に放電リレー１２２の溶着を判定することによって、充電動作に切換える場合および再び放電動作を行なう場合のいずれにおいても、放電リレー１２２の溶着の判定が不要となるため、放電リレー１２２の動作回数が低減される。したがって、放電リレー１２２の耐久性を向上することができる。

図４は、本実施の形態による車両における放電リレー１２２の溶着判定を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。図４のフローチャートは、ＣＰＵ１８０に予め格納されたプログラムが所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図４を参照して、車両１０のＥＣＵ１３０は、ステップＳ１０では、接続信号ＰＩＳＷの電位に基づいて、インレット１１２に給電コネクタ２１２が接続されていると判定する。さらに、ＥＣＵ１３０は、接続信号ＰＩＳＷの電位に基づいて、切換スイッチ２１５が「放電」に設定されていると判定する。

そして、処理がステップＳ２０に進められて、ＥＣＵ１３０は、充電スタンド２００内のＰＬＣユニット２３０から放電動作の開始を要求する放電要求を受信する。この放電要求は、たとえば、給電コネクタ２１２がインレット１１２に接続され、かつ、ユーザにより給電コネクタ２１２に設けられた切換スイッチ２１５が「放電」に設定された場合に、活性化される信号である。あるいは、放電要求は、給電コネクタ２１２がインレット１１２に接続され、かつ、ユーザにより給電コネクタ２１２に設けられた切換スイッチ２１５が「放電」に設定されている状態において、充電スタンド２００またはＨＥＭＳ３００に設けられた放電動作の実行を指示するためのスイッチがユーザにより操作されたときに、活性化するようにしてもよい。

ＥＣＵ１３０は、ステップＳ３０では、放電動作を開始する。ＥＣＵ１３０は、放電部１２０を放電動作させるように制御するとともに、必要に応じてエンジン１７０を駆動して発電動作を実行する。

ＥＣＵ１３０は、ステップＳ３０による放電動作の実行中において、ステップＳ４０により、充電スタンド２００内のＰＬＣユニット２３０から放電終了要求を受信すると、放電動作の終了処理を行なう。この放電終了要求は、たとえば、上記の放電動作の実行を指示するためのスイッチに対する操作が解除されたとき、または当該スイッチがユーザからの操作を受け付けない場合に活性化する信号である。

ＥＣＵ１３０は、放電動作の終了処理では、放電部１２０を構成するＡＣインバータの動作を停止させるとともに、放電リレー１２２の接点を開放する。そして、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ５０により、この放電動作の終了処理において、放電リレー１２２の溶着を判定する。そして、放電リレー１２２の溶着の有無を判定すると、ステップＳ６０により、放電部１２０を構成するＡＣインバータを動作停止とすることにより、放電動作を終了する。

図５は、図４のステップＳ５０の処理をさらに詳細に説明するフローチャートである。 図２および図３を参照して、放電リレー１２２は、放電部１２０と電力線ＡＣＬ１とを結ぶ電力線ＰＬ５に介挿接続されたリレーＲＹ１と、放電部１２０と電力線ＡＣＬ２とを結ぶ電力線ＮＬ５に介挿接続されたリレーＲＹ２とを含む。

本実施の形態では、ＥＣＵ１３０は、これらの２つのリレーＲＹ１，ＲＹ２の接点を開放するリレー制御信号ＳＥ３（開放指令）を交互に出力し、片方のリレーが開放（オフ）されているときの電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２間の電圧ＶＡＣを検出することによって溶着の有無を判定する。

具体的には、図５を参照して、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ５０１により、リレー制御信号ＳＥ３を出力することにより、リレーＲＹ２の接点を開放（オフ）する。ＥＣＵ１３０は、ステップＳ５０２では、リレーＲＹ２の接点が開放された状態での電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に供給される交流電圧ＶＡＣを電圧センサ１１６により検出する。そして、ＥＣＵ１３０は、交流電圧ＶＡＣがしきい値Ｖｔｈよりも低いか否かを判定する。なお、しきい値Ｖｔｈは、車両１０と車両外部との間で電力の供給が遮断されているか否かを判別するための判定値である。

交流電圧ＶＡＣがしきい値Ｖｔｈまで低下していないとき（ステップＳ５０２のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ５０５により、リレーＲＹ２が溶着していると判定する。そして、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ５０６に進み、リレーＲＹ１の接点を開放（オフ）する。

これに対して、交流電圧ＶＡＣがしきい値Ｖｔｈよりも低いとき（ステップＳ５０２のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ５０３により、リレーＲＹ２が溶着していない、すなわちリレーＲＹ２が正常と判定する。次に、ＥＣＵ１３０は、リレーＲＹ２の接点を閉じる（オン）する一方で、リレーＲＹ１の接点を開放（オフ）する。

ＥＣＵ１３０は、ステップＳ５０７では、ステップＳ５０４またはＳ５０６によりリレーＲＹ１の接点が閉じられた状態での電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に供給される交流電圧ＶＡＣを電圧センサ１１６により検出する。そして、ＥＣＵ１３０は、交流電圧ＶＡＣがしきい値Ｖｔｈよりも低いか否かを判定する。

交流電圧ＶＡＣがしきい値Ｖｔｈまで低下していないとき（ステップＳ５０７のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ５０９により、リレーＲＹ１が溶着していると判定する。一方、交流電圧ＶＡＣがしきい値Ｖｔｈよりも低いとき（ステップＳ５０７のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ５０８により、リレーＲＹ１が溶着していない、すなわちリレーＲＹ１が正常と判定する。そして、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ５１０に進み、放電リレー１２２（リレーＲＹ１，ＲＹ２）の溶着の判定結果をＰＬＣユニット１４０によって、充電スタンド２００のＰＬＣユニット２３０へ送信する。充電スタンド２００またはＨＥＭＳ３００は、受信した放電リレー１２２の溶着の判定結果を図示しない報知部を用いて、ユーザに報知する。

（変形例）
なお、図５では、車両１０のＥＣＵ１３０が放電リレー１２２の溶着を判定する構成について説明したが、充電スタンド２００またはＨＥＭＳ３００側で放電リレー１２２の溶着を判定する構成としても同様の効果を得ることができる。

図６は、放電リレー１２２の溶着の判定を充電スタンド２００で行なう場合の溶着判定を説明するためのブロック図である。なお、図６において、図３と同じ参照符号が付された重複する要素についての説明は繰り返さない。

図６を参照して、充電スタンド２００Ａは、図３において説明した充電スタンド２００の構成に加えて、電圧センサ２３２が設けられる。この電圧センサ２３２は、給電ケーブル２１４内の電力線に接続され、電力線に供給される交流電力の電圧ＶＡＣを検出し、その検出値をＰＬＣユニット２３０へ出力する。ＰＬＣユニット２３０は、放電動作の終了処理において、電圧センサ２３２の検出値ＶＡＣに基づいて放電リレー１２２の溶着の有無を判定する。そして、ＰＬＣユニット２３０は、放電リレー１２２の溶着の判定結果を車両１０のＰＬＣユニット１４０に送信する。

図７は、図６における充電スタンド２００Ａにおける放電リレー１２２の溶着判定を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。図７のフローチャートは、充電スタンド２００Ａ内のＣＰＵ（図示せず）に予め格納されたプログラムが所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図７を参照して、ＥＣＵ１３０は、図５と同様の方法によって、放電リレー１２２を構成する２つのリレーＲＹ１，ＲＹ２の接点を開放するリレー制御信号ＳＥ３を交互に出力する。充電スタンド２００Ａは、片方のリレーが開放（オフ）されているときの電圧センサ２３２の検出値ＶＡＣに基づいて溶着の有無を判定する。

具体的には、図７を参照して、車両１０のＥＣＵ１３０は、ステップＳ２００では、接続信号ＰＩＳＷの電位に基づいて、インレット１１２に給電コネクタ２１２が接続されていると判定する。さらに、ＥＣＵ１３０は、接続信号ＰＩＳＷの電位に基づいて、切換スイッチ２１５が「放電」に設定されていると判定する。

充電スタンド２００Ａでは、ステップＳ１００によりインレット１１２に給電コネクタ２１２が接続されると、ステップＳ１１０により、ＰＬＣユニット２３０は、車両１０のＰＬＣユニット１４０に放電要求を送信する。

車両１０のＥＣＵ１３０は、ステップＳ２１０により、充電スタンド２００Ａ内のＰＬＣユニット２３０から放電動作の開始を要求する放電要求を受信すると、ステップＳ２２０により放電動作を開始する。ＥＣＵ１３０は、放電部１２０を放電動作させるように制御するとともに、必要に応じてエンジン１７０を駆動して発電動作を実行する。充電スタンド２００Ａは、給電ケーブル２１４を経由して伝達される車両１０からの電力をＨＥＭＳ３００へ供給する。ＨＥＭＳ３００は、車両１０からの電力を負荷装置４００へ供給する。

充電スタンド２００Ａでは、ＰＬＣユニット２３０は、車両１０における放電動作の実行中において、ステップＳ１３０により、車両１０のＰＬＣユニット１４０に放電終了要求を送信する。

ＥＣＵ１３０は、ＰＬＣユニット１４０により放電終了要求を受信すると、放電動作の終了処理を行なう。ＥＣＵ１３０は、放電部１２０を構成するＡＣインバータの動作を停止させるとともに、放電リレー１２２の接点を開放する。

充電スタンド２００ＡのＰＬＣユニット２３０は、ステップＳ１４０により、この放電動作の終了処理において、放電リレー１２２の溶着を判定する。ＰＬＣユニット２３０は、ＥＣＵ２４０による放電リレー１２２の制御の実行中における電圧センサ２３２の検出値ＶＡＣに基づいて、放電リレー１２２の溶着を判定する。

具体的には、ＥＣＵ１３０は、図５のステップＳ５０１，Ｓ５０４およびＳ５０６と同様の処理により、充電リレー１１４を構成するリレーＲＹ１，ＲＹ２の接点を交互に開放させる。充電スタンド２００Ａ内のＰＬＣユニット２３０は、図５のステップＳ５０２，Ｓ５０３，Ｓ５０５およびＳ５０７〜Ｓ５０９と同様の処理により、電圧センサ２３２により検出される交流電圧ＶＡＣとに基づいてリレーＲＹ１，ＲＹ２の溶着を判定する。

そして、ＰＬＣユニット２３０は、ステップＳ１５０に進み、放電リレー１２２（リレーＲＹ１，ＲＹ２）の溶着の判定結果を、図示しない報知部を用いてユーザに報知するとともに、車両１０のＰＬＣユニット１４０へ送信する。車両１０のＥＣＵ１３０は、ステップＳ２６０により、ＰＬＣユニット１４０を介して放電リレー１２２の溶着の判定結果を受信する。

なお、本実施の形態では、電力線に供給される交流電力の電圧ＶＡＣに基づいて、放電リレー１２２の溶着を判定する構成について説明したが、電力線に供給される交流電力の電流に基づいて放電リレー１２２の溶着を判定する構成としてもよい。すなわち、電力線に供給される交流電力の電圧および／または電流に基づいて、放電リレー１２２の溶着を判定することが可能である。本発明では、電力線の電圧および電流を包括的に「電力線の状態」とも総称する。

［充電リレーの溶着判定］
図４〜図７では、放電動作の終了時に放電リレー１２２の溶着を判定することによって、放電動作から充電動作に切換えられる際に、溶着した放電リレー１２２を介して放電部１２０に電圧がかかるのを回避した。

なお、このようなリレーの溶着による弊害は、充電動作から放電動作に切換える場面においても発生し得る。充電リレー１１４の接点が溶着している場合には、充電リレー１１４を介して充電部１１０と電力線ＰＬ３，ＮＬ３とが電気的に接続されている状態となるため、このような状態で放電部１２０に放電動作を開始させると、蓄電装置１００からの電力および／または動力出力装置１３５で発電された電力が充電リレー１１４を介して充電部１１０に流れ込む事態が生じるためである。したがって、上記の放電リレー１２２と同様に、充電リレー１１４についても溶着の判定が必要となる。

その一方で、充電動作の開始時および放電動作の開始時の各々において充電リレー１１４の溶着を判定する構成とすると、充電リレー１１４の動作回数が増えるため、充電リレー１１４の耐久性を低下させる虞がある。また、放電動作の処理に遅れが生じる虞もある。

したがって、本実施の形態では、充電リレー１１４を保護する観点から充電リレー１１４の溶着判定を実行する。

図８は、本実施の形態による車両における充電リレー１１４の溶着判定を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。図８のフローチャートは、ＣＰＵ１８０に予め格納されたプログラムが所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図８を参照して、車両１０のＥＣＵ１３０は、ステップＳ３００では、接続信号ＰＩＳＷの電位に基づいて、インレット１１２に給電コネクタ２１２が接続されていると判定する。さらに、ＥＣＵ１３０は、接続信号ＰＩＳＷの電位に基づいて、切換スイッチ２１５が「充電」に設定されていると判定する。

そして、処理がステップＳ３１０に進められて、ＥＣＵ１３０は、充電スタンド２００内のＰＬＣユニット２３０から充電動作の開始を要求する充電要求を受信する。この充電要求は、たとえば、給電コネクタ２１２がインレット１１２に接続され、かつ、ユーザにより給電コネクタ２１２に設けられた切換スイッチ２１５が「充電」に設定された場合に、活性化される信号である。あるいは、充電要求は、給電コネクタ２１２がインレット１１２に接続され、かつ、ユーザにより給電コネクタ２１２に設けられた切換スイッチ２１５が「充電」に設定されている状態において、充電スタンド２００またはＨＥＭＳ３００に設けられた充電動作の実行を指示するためのスイッチがユーザにより操作されたときに、活性化するようにしてもよい。

ＥＣＵ１３０は、ステップＳ３２０では、充電動作を開始する。ＥＣＵ１３０は、充電部１１０を充電動作させるように制御する。

ＥＣＵ１３０は、ステップＳ３２０による充電動作の実行中において、ステップＳ３４０により、充電スタンド２００内のＰＬＣユニット２３０から充電終了要求を受信すると、充電動作の終了処理を行なう。この充電終了要求は、たとえば、蓄電装置１００のＳＯＣが所定の満充電状態に到達した場合に活性化される信号である。あるいは、放電終了要求は、上記の充電動作の実行を指示するためのスイッチに対する操作が解除されたとき、または当該スイッチがユーザからの操作を受け付けない場合に、活性化するようにしてもよい。

ＥＣＵ１３０は、充電動作の終了処理では、充電部１１０を構成するＡＣインバータの動作を停止させるとともに、充電リレー１１４の接点を開放する。そして、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ３４０により、この充電動作の終了処理において、充電リレー１１４の溶着を判定する。そして、充電リレー１１４の溶着の有無を判定すると、ステップＳ３５０により、充電部１１０を構成するＡＣインバータを動作停止とすることにより、充電動作を終了する。

図９は、図８のステップＳ３４０の処理をさらに詳細に説明するフローチャートである。図２および図３を参照して、充電リレー１１４は、蓄電装置１００と充電部１１０とを結ぶ電力線ＰＬ３に介挿接続されたリレーＲＹ３と、蓄電装置１００と充電部１１０とを結ぶ電力線ＮＬ３に介挿接続されたリレーＲＹ４とを含む。

本実施の形態では、ＥＣＵ１３０は、これらの２つのリレーＲＹ３，ＲＹ４の接点を開放するリレー制御信号ＳＥ２（開放指令）を交互に出力し、片方のリレーが開放（オフ）されているときの電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２間の電圧ＶＡＣを検出することによって溶着の有無を判定する。

具体的には、図９を参照して、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ４０１により、リレー制御信号ＳＥ２を出力することにより、リレーＲＹ４の接点を開放（オフ）する。ＥＣＵ１３０は、ステップＳ４０２では、リレーＲＹ４の接点が開放された状態での電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に供給される交流電圧ＶＡＣを電圧センサ１１６により検出する。そして、ＥＣＵ１３０は、交流電圧ＶＡＣがしきい値Ｖｔｈよりも低いか否かを判定する。なお、しきい値Ｖｔｈは、車両１０と車両外部との間で電力の供給が遮断されているか否かを判別するための判定値である。

交流電圧ＶＡＣがしきい値Ｖｔｈまで低下していないとき（ステップＳ４０２のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ４０５により、リレーＲＹ４が溶着していると判定する。そして、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ４０６に進み、リレーＲＹ３の接点を開放（オフ）する。

これに対して、交流電圧ＶＡＣがしきい値Ｖｔｈよりも低いとき（ステップＳ４０２のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ４０３により、リレーＲＹ４が溶着していない、すなわちリレーＲＹ４が正常と判定する。次に、ＥＣＵ１３０は、リレーＲＹ４の接点を閉じる（オン）する一方で、リレーＲＹ３の接点を開放（オフ）する。

ＥＣＵ１３０は、ステップＳ４０７では、ステップＳ４０４またはＳ４０６によりリレーＲＹ３接点が開放された状態での電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に供給される交流電圧ＶＡＣを電圧センサ１１６により検出する。そして、ＥＣＵ１３０は、交流電圧ＶＡＣがしきい値Ｖｔｈよりも低いか否かを判定する。

交流電圧ＶＡＣがしきい値Ｖｔｈまで低下していないとき（ステップＳ４０７のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ４０９により、リレーＲＹ３が溶着していると判定する。一方、交流電圧ＶＡＣがしきい値Ｖｔｈよりも低いとき（ステップＳ５０７のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ４０８により、リレーＲＹ３が溶着していない、すなわちリレーＲＹ３が正常と判定する。そして、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ４１０に進み、充電リレー１１４（リレーＲＹ３，ＲＹ４）の溶着の判定結果をＰＬＣユニット１４０によって、充電スタンド２００のＰＬＣユニット２３０へ送信する。充電スタンド２００またはＨＥＭＳ３００は、受信した充電リレー１１４の溶着の判定結果を図示しない報知部を用いて、ユーザに報知する。

以上説明したように、この発明の実施の形態によれば、外部電源からの電力により車載蓄電装置を充電する充電動作と、蓄電装置からの電力を外部負荷に供給する放電動作とを切換えて実行可能に構成された車両において、充電動作および放電動作を切換えるための開閉装置（充電リレーおよび放電リレー）の溶着判定に要する開閉装置の動作回数を低減することができる。この結果、開閉装置の耐久性の低下を抑制することができる。

また、開閉装置の耐久性の低下が抑制されたことによって、耐久性に優れた車両およびそれを備える電力供給システムを安価で構築することが可能となる。

なお、上述した実施の形態においては、車載蓄電装置と車両外部との間で電力変換を行なう電力変換装置の一形態として、蓄電装置および車両外部の間に、充電部および放電部を並列に設置する構成を示したが、図１０に示すように、これらを一体化した双方向電力変換器に対しても、本発明は適用可能である。

図１０は、双方向電力変換器を用いて、蓄電装置および車両外部の間で電力を伝達するように構成された電力供給システムの概略構成図である。図１０を参照して、車両１００は、充電部１１０および放電部１２０（図２）に代えて、電力変換部１１５を備える。

電力変換部１１５は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、インレット１１２に接続される。また、電力変換部１１５は、リレー１１１を介して、電力線ＰＬ３およびＮＬ３によって蓄電装置１００に接続される。

電力変換部１１５は、ＥＣＵ１３０からの制御信号ＰＷＤ１によって制御され、インレット１１２から供給される交流電力を蓄電装置１００の充電電力に変換する。また、電力変換部１１５は、ＥＣＵ１３０からの制御信号ＰＷＤ２によって制御され、蓄電装置１００からの直流電力および／またはモータジェネレータ１６０，１６５により発電されＰＣＵ１５０で変換された直流電力を交流電力に変換して、車両外部へ給電することも可能である。

リレー１１１は、ＥＣＵ１３０からのリレー制御信号ＳＥ２によって制御され、電力変換部１１５と蓄電装置１００との間の電力の供給と遮断とを切換える。なお、図１０では、電力線ＰＬ３およびＮＬ３にリレー１１１を介挿接続する構成としたが、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２にリレー１１１を介挿接続する構成としてもよい。

ＥＣＵ１３０は、電力変換部１１５における電力変換動作（充電動作または放電動作）の開始時にはリレー１１１の溶着を判定せずに、電力変換動作の終了時にリレー１１１の溶着を判定する。具体的には、ＥＣＵ１３０は、リレー制御信号ＳＥ２（開放指令）を出力することによりリレー１１１の接点を開放することにより、蓄電装置１００と電力変換部１１５との間の電路を遮断する。ＥＣＵ１３０は、このリレー制御信号ＳＥ２の出力中における電力線ＰＬ３およびＮＬ３の状態に基づいて、リレー１１１の溶着を判定する。これによれば、前回の電力変換動作の終了時にリレー１１１が溶着しているか否かを判定しているため、電力変換動作の開始時に改めてリレー１１１を開閉する動作回数を減らすことができる。したがって、リレー１１１の溶着判定に要するリレー１１１の動作回数を低減できるため、リレー１１１を小型化することが可能となる。

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説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。

この発明は、車両からの電力を車両外部の負荷へ供給する電力供給システムに適用することができる。

１０ 車両、１００ 蓄電装置、１１０ 充電部、１１１ リレー、１１２ インレット、１１４ 充電リレー、１１６，２３２ 電圧センサ、１２０ 放電部、１２２ 放電リレー、１３５ 動力出力装置、１４０，２３０ ＰＬＣユニット、１４５ システムメインリレー、１５０ ＰＣＵ、１５２ コンバータ、１５４，１５６ インバータ、１６０，１６５ モータジェネレータ、１７０ エンジン、１７５ 動力伝達ギヤ、１８０ 駆動輪、１８２ 抵抗回路、１８４ 入力バッファ、１８６ 電源ノード、１８８ 車両アース、２００，２００Ａ 充電スタンド、２１０，２２０ リレー、２１２ 給電コネクタ、２１３ 操作部、２１４ 給電ケーブル、２１５ 切換スイッチ、３１０ ＡＣ／ＤＣコンバータ、３２０ ＤＣ／ＡＣコンバータ、３３０ 蓄電池、４００ 負荷装置、５００ 外部電源、５１０ 配電盤、６００ 家屋。

Claims (11)

1. 再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と車両外部との間で電力を伝達するための電力線と、
   前記電力線に介挿接続され、前記蓄電装置と前記車両外部との電気的接続および遮断が可能に構成された開閉装置と、
   前記蓄電装置および前記車両外部の間の電力の伝達を終了するときには前記開閉装置の溶着を判定する一方で、前記蓄電装置および前記車両外部の間の電力の伝達を開始するときには前記開閉装置の溶着の判定を非実行とする制御装置とを備え、
   前記車両は、外部電源からの電力により前記蓄電装置を充電する充電動作と、前記蓄電装置からの電力を外部負荷に供給する放電動作とを切換えて実行可能に構成され、
   前記制御装置は、前記充電動作または前記放電動作を終了するときには、前記開閉装置に開放指令を出力するとともに、前記開放指令の出力中における前記電力線の状態に基づいて前記開閉装置の溶着を判定する、車両。
2. 前記車両と前記車両外部とを電気的に接続するための接続部と、
   前記接続部に接続されるケーブルを介して前記外部電源から供給された電力を受けて前記蓄電装置を充電するための充電部と、
   前記蓄電装置からの電力を前記接続部を通して前記ケーブルへ供給するための放電部とをさらに備え、
   前記開閉装置は、
   前記放電部と前記接続部とを結ぶ第１の電力線に介挿接続された第１の開閉部と、
   前記蓄電装置と前記充電部とを結ぶ第２の電力線に介挿接続された第２の開閉部とを含み、
   前記制御装置は、前記放電動作を終了するときには、前記第１の開閉部に前記開放指令を出力するとともに、前記開放指令の出力中における前記第１の電力線の状態に基づいて前記第１の開閉部の溶着を判定する、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御装置は、前記充電動作を終了するときには、前記第２の開閉部に前記開放指令を出力するとともに、前記開放指令の出力中における前記第２の電力線の状態に基づいて前記第２の開閉部の溶着を判定する、請求項２に記載の車両。
4. 車両と、前記車両と車両外部との間で電力を伝達するための給電装置とを備えた電力供給システムであって、
   前記給電装置は、前記車両に設けられた接続部に接続されるケーブルを介して外部電源からの電力を前記車両に伝達するとともに、前記ケーブルを介して前記車両からの電力を外部負荷に伝達することが可能に構成され、
   前記車両は、
   再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と前記車両外部との間で電力を伝達するための電力線と、
   前記電力線に介挿接続され、前記蓄電装置と前記車両外部との電気的接続および遮断が可能に構成された開閉装置と、
   前記蓄電装置および前記車両外部の間の電力の伝達を終了するときには前記開閉装置の溶着を判定する一方で、前記蓄電装置および前記車両外部の間の電力の伝達を開始するときには前記開閉装置の溶着の判定を非実行とする制御装置と、
   前記ケーブルを介して前記外部電源から供給された電力を受けて前記蓄電装置を充電するための充電部と、
   前記蓄電装置からの電力を前記接続部を通して前記ケーブルへ供給するための放電部とを含み、
   前記開閉装置は、
   前記放電部と前記接続部とを結ぶ第１の電力線に介挿接続された第１の開閉部と、
   前記蓄電装置と前記充電部とを結ぶ第２の電力線に介挿接続された第２の開閉部とを含み、
   前記制御装置は、前記蓄電装置からの電力を前記外部負荷に供給する放電動作を終了するときには、前記第１の開閉部に開放指令を出力するとともに、前記開放指令の出力中における前記第１の電力線の状態に基づいて前記第１の開閉部の溶着を判定する一方で、前記放電動作を開始するときには、前記第１の開閉部に閉成指令を出力するとともに、前記第１の開閉部の溶着の判定を非実行とする、電力供給システム。
5. 前記制御装置は、前記外部電源からの電力により前記蓄電装置を充電する充電動作を終了するときには、前記第２の開閉部に前記開放指令を出力するとともに、前記開放指令の出力中における前記第２の電力線の状態に基づいて前記第２の開閉部の溶着を判定する一方で、前記充電動作を開始するときには、前記第２の開閉部に前記閉成指令を出力するとともに、前記第２の開閉部の溶着の判定を非実行とする、請求項４に記載の電力供給システム。
6. 前記給電装置は、前記ケーブルを用いて前記車両との間で電力線通信が可能に構成され、
   前記給電装置は、前記第１の開閉部に対する前記開放指令の出力中における前記ケーブルの状態に基づいて前記第１の開閉部の溶着を判定し、その判定結果を前記制御装置に送信する、請求項５に記載の電力供給システム。
7. 車両と車両外部との間で電力を伝達するための給電装置であって、
   前記車両は、
   再充電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置と前記車両外部との間で電力を伝達するための電力線と、
   前記電力線に介挿接続され、前記蓄電装置と前記車両外部との電気的接続および遮断が可能に構成された開閉装置と、
   前記蓄電装置および前記車両外部の間の電力の伝達を終了するときには前記開閉装置の溶着を判定する一方で、前記蓄電装置および前記車両外部の間の電力の伝達を開始するときには前記開閉装置の溶着の判定を非実行とする制御装置とを含み、
   前記車両は、外部電源からの電力により前記蓄電装置を充電する充電動作と、前記蓄電装置からの電力を前記外部負荷に供給する放電動作とを切換えて実行可能に構成され、
   前記制御装置は、前記充電動作または前記放電動作を終了するときには、前記開閉装置に開放指令を出力するとともに、前記開放指令の出力中における前記電力線の状態に基づいて前記開閉装置の溶着を判定し、
   前記給電装置は、
   前記車両に設けられた接続部に接続されるケーブルを介して外部電源からの電力を前記車両に伝達するとともに、前記ケーブルを介して前記車両からの電力を外部負荷に伝達可能に構成され、
   前記制御装置による前記開閉装置の溶着の判定結果を報知するための報知部を備える、給電装置。
8. 前記車両は、
   前記ケーブルを介して前記外部電源から供給された電力を受けて前記蓄電装置を充電するための充電部と、
   前記蓄電装置からの電力を前記接続部を通して前記ケーブルへ供給するための放電部とをさらに含み、
   前記開閉装置は、
   前記放電部と前記接続部とを結ぶ第１の電力線に介挿接続された第１の開閉部と、
   前記蓄電装置と前記充電部とを結ぶ第２の電力線に介挿接続された第２の開閉部とを含み、
   前記制御装置は、前記放電動作を終了するときには、前記第１の開閉部に前記開放指令を出力するとともに、前記開放指令の出力中における前記第１の電力線の状態に基づいて前記第１の開閉部の溶着を判定する、請求項７に記載の給電装置。
9. 前記制御装置は、前記充電動作を終了するときには、前記第２の開閉部に前記開放指令を出力するとともに、前記開放指令の出力中における前記第２の電力線の状態に基づいて前記第２の開閉部の溶着を判定する、請求項８に記載の給電装置。
10. 前記給電装置は、前記制御装置との間で通信可能に構成され、前記制御装置から前記開閉装置の溶着の判定結果を受信する、請求項７から９のいずれか１項に記載の給電装置。
11. 再充電可能な蓄電装置と車両外部との間で電力を伝達可能に構成された車両の制御方法であって、
    前記蓄電装置および前記車両外部の間の電力の伝達を終了するときには、前記蓄電装置と前記車両外部との間で電力を伝達するための電力線に介挿接続された開閉装置に開放指令を出力するとともに、前記開放指令の出力中における前記電力線の状態に基づいて前記開閉装置の溶着を判定するステップと、
    前記蓄電装置および前記車両外部の間の電力の伝達を開始するときには、前記開閉装置に閉成指令を出力するとともに、前記閉成指令の出力中における前記開閉装置の溶着の判定を非実行とするステップとを備え、
    前記車両は、外部電源からの電力により前記蓄電装置を充電する充電動作と、前記蓄電装置からの電力を外部負荷に供給する放電動作とを切換えて実行可能に構成され、
    前記開閉装置の溶着を判定するステップは、前記充電動作または前記放電動作を終了するときには、前記開閉装置に開放指令を出力するとともに、前記開放指令の出力中における前記電力線の状態に基づいて前記開閉装置の溶着を判定する、車両の制御方法。

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