特許 7512973 車両制御装置、車両、電力供給システム、プログラム、放電コネクタおよび電力供給方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-01

(45)【発行日】2024-07-09

(54)【発明の名称】車両制御装置、車両、電力供給システム、プログラム、放電コネクタおよび電力供給方法

(51)【国際特許分類】

   B60L 1/00 20060101AFI20240702BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

B60L1/00 L

H02J7/00 P

H02J7/00 302A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021132278

(22)【出願日】2021-08-16

(65)【公開番号】P2023026862

(43)【公開日】2023-03-01

【審査請求日】2023-05-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木野村 茂樹

【審査官】清水 康

(56)【参考文献】

【文献】欧州特許出願公開第０３７４４５５３（ＥＰ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１２／１１１０８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－２０７５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第４３８０７７６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特許第５７３５０５０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特許第５１２３４１９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１７－２２９２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０５７７７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１２／０５９９８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／０５２９６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／００４８４８５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ － １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ － ５８／４０

Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放電コネクタを介して外部への放電が可能に構成された車両を制御する車両制御装置であって、
前記車両は、
電力の電圧を調整可能に構成された電力変換装置と、
前記放電コネクタが接続された場合に前記電力変換装置から出力された電力を前記放電コネクタに放電する接続部とを含み、
前記接続部は、外部からの充電時にはコントロールパイロット信号が伝送されるＣＰ端子を有し、
前記車両制御装置は、前記電力変換装置を制御するプロセッサを備え、
前記プロセッサは、前記ＣＰ端子の電圧に基づいて決定される電圧の電力を出力するように前記電力変換装置を制御する、車両制御装置。

【請求項2】

前記プロセッサは、
前記ＣＰ端子の電圧が所定電圧よりも低い場合、前記電力変換装置から出力される電力の電圧を第１電圧に決定する一方で、
前記ＣＰ端子の電圧が前記所定電圧よりも高い場合、前記電力変換装置から出力される電力の電圧を前記第１電圧とは異なる第２電圧に決定する、請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項3】

前記プロセッサは、
前記ＣＰ端子の電圧が所定電圧よりも低い場合、前記電力変換装置から出力される電力の電圧を第１電圧に決定する一方で、
前記ＣＰ端子の電圧が前記所定電圧よりも高い場合、前記電力変換装置から出力される電力の電圧を、前記第１電圧よりも高い第２電圧に決定する、請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項4】

前記プロセッサは、
前記ＣＰ端子の電圧が開放電圧である場合、前記電力変換装置から出力される電力の電圧を第１電圧に決定する一方で、
前記ＣＰ端子の電圧が前記開放電圧とは異なる電圧である場合、前記電力変換装置から出力される電力の電圧を前記第１電圧とは異なる第２電圧に決定する、請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項5】

前記接続部は、プロキシミティ・ディテクション信号が伝送されるＣＳ端子をさらに有し、
前記プロセッサは、前記ＣＰ端子の電圧が前記ＣＳ端子の電圧に依存する電圧である場、前記電力変換装置から出力される電力の電圧を前記第２電圧に決定する、請求項４に記載の車両制御装置。

【請求項6】

前記プロセッサは、前記ＣＰ端子の電圧と前記ＣＳ端子の電圧とが等しい場合、前記電力変換装置から出力される電力の電圧を前記第２電圧に決定する、請求項５に記載の車両制御装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の車両制御装置を備える、車両。

【請求項8】

請求項７に記載の車両と、
前記放電コネクタとを備える、電力供給システム。

【請求項9】

車両に搭載されたコンピュータのプロセッサによって実行されると前記コンピュータに動作を行わせるプログラムであって、
前記車両は、
電力の電圧を調整可能に構成された電力変換装置と、
放電コネクタが接続された場合に前記電力変換装置から出力された電力を前記放電コネクタに放電する接続部とを含み、
前記接続部は、外部からの充電時にはコントロールパイロット信号が伝送されるＣＰ端子を有し、
前記動作は、前記ＣＰ端子の電圧に基づいて決定される電圧の電力を前記電力変換装置から出力させるステップを含む、プログラム。

【請求項10】

車両に設けられた接続部に接続されるように構成された放電コネクタであって、
プロキシミティ・ディテクション信号が伝送されるＣＳ端子と、
前記車両の外部からの充電時にはコントロールパイロット信号が伝送される前記車両のＣＰ端子に接続されるように構成された信号端子と、
前記ＣＳ端子と前記信号端子とを電気的に常時接続する配線と、
前記車両の外部への放電時には前記ＣＰ端子の電圧に基づいて決定される電圧の交流電力が伝送されるＬ１端子およびＬ２端子とを備える、放電コネクタ。

【請求項11】

車両に設けられた接続部に接続されるように構成された放電コネクタであって、
プロキシミティ・ディテクション信号が伝送されるＣＳ端子と、
前記車両の外部からの充電時にはコントロールパイロット信号が伝送される前記車両のＣＰ端子に接続されるように構成された信号端子と、
前記車両の外部への放電時には前記ＣＰ端子の電圧に基づいて決定される電圧の交流電力が伝送されるＬ１端子およびＬ２端子と、
前記接続部からの放電を開始させるためのユーザ操作を受け付ける放電開始スイッチと、
前記放電開始スイッチがオンされた場合に前記ＣＳ端子と前記信号端子とを電気的に接続するスイッチとを備える、放電コネクタ。

【請求項12】

車両から外部に放電コネクタを介して電力を供給する電力供給方法であって、
前記車両は、前記放電コネクタが接続される接続部を含み、前記接続部から放電される電力の電圧を調整可能に構成され、
前記接続部は、外部からの充電時にはコントロールパイロット信号が伝送されるＣＰ端子を有し、
前記電力供給方法は、
前記ＣＰ端子の電圧を取得するステップと、
前記ＣＰ端子の電圧に基づいて、前記接続部から出力される電力の電圧を切り替えるステップとを含む、電力供給方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両制御装置、車両、電力供給システム、プログラム、放電コネクタおよび電力供給方法に関する。

【背景技術】

【0002】

外部への電力供給が可能な車両が知られている。車両から電気機器への電力供給はＶ２Ｌ（Vehicle to Load）とも呼ばれる。Ｖ２Ｌに関する様々な技術が提案されている。たとえば特許第５１２３４１９号公報（特許文献１）は、電力供給を受ける電気機器と車両とを接続するコネクタを開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５１２３４１９号公報

【文献】特許第４３８０７７６号公報

【文献】特許第５７３５０５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

様々な電気機器を利用するために、電気機器の動作電圧に応じた適切な電圧の電力を供給する要望が存在する。特に、できるだけ簡易な構成によって、適切な電圧の電力を供給可能であることが望ましい。

【0005】

本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、簡易な構成で適切な電圧の電力を供給することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本開示のある局面に係る車両制御装置は、放電コネクタを介して外部への放電が可能に構成された車両を制御する。車両は、電力の電圧を調整可能に構成された電力変換装置と、放電コネクタが接続された場合に電力変換装置から出力された電力を放電コネクタに放電する接続部とを含む。接続部は、外部からの充電時にはコントロールパイロット信号が伝送されるＣＰ端子を有する。車両制御装置は、プロセッサを備える。プロセッサは、ＣＰ端子の電圧に基づいて、電力変換装置から出力される電力の電圧を決定する。

【0007】

（２）プロセッサは、ＣＰ端子の電圧が所定電圧よりも低い場合、電力変換装置から出力される電力の電圧を第１電圧に決定する一方で、ＣＰ端子の電圧が所定電圧よりも高い場合、電力変換装置から出力される電力の電圧を第１電圧とは異なる第２電圧に決定する。

【0008】

（３）プロセッサは、ＣＰ端子の電圧が開放電圧である場合、電力変換装置から出力される電力の電圧を第１電圧に決定する一方で、ＣＰ端子の電圧が開放電圧とは異なる電圧である場合、電力変換装置から出力される電力の電圧を第１電圧とは異なる第２電圧に決定する。

【0009】

（４）接続部は、プロキシミティ・ディテクション信号が伝送されるＣＳ端子をさらに有する。プロセッサは、ＣＰ端子の電圧がＣＳ端子の電圧に依存する電圧である場合、電力変換装置から出力される電力の電圧を第２電圧に決定する。

【0010】

（５）プロセッサは、ＣＰ端子の電圧とＣＳ端子の電圧とが等しい場合、電力変換装置から出力される電力の電圧を第２電圧に決定する。

【0011】

（６）本開示の他の局面に係る車両は、上記の車両制御装置を備える。

【0012】

（７）本開示のさらに他の局面に係る電力供給システムは、上記の車両と、放電コネクタとを備える。

【0013】

（８）本開示のさらに他の局面に係るプログラムは、車両に搭載されたコンピュータのプロセッサによって実行されるとコンピュータに動作を行わせる。車両は、電力の電圧を調整可能に構成された電力変換装置と、放電コネクタが接続された場合に電力変換装置から出力された電力を放電コネクタに放電する接続部とを含む。接続部は、外部からの充電時にはコントロールパイロット信号が伝送されるＣＰ端子を有する。動作は、ＣＰ端子の電圧に基づいて、電力変換装置から出力される電力の電圧を決定するステップを含む。

【0014】

（９）本開示のさらに他の局面に係る放電コネクタは、車両に設けられた接続部に接続されるように構成されている。放電コネクタは、プロキシミティ・ディテクション信号が伝送されるＣＳ端子と、信号端子とを備える。信号端子は、車両の外部からの充電時にはコントロールパイロット信号が伝送される車両のＣＰ端子に接続されるように構成され、かつ、ＣＳ端子に電気的に接続されている。

【0015】

（１０）放電コネクタは、接続部からの放電を開始させるためのユーザ操作を受け付ける放電開始スイッチと、放電開始スイッチがオンされた場合にＣＰ端子とＣＳ端子とを電気的に接続するスイッチとをさらに備える。

【0016】

（１１）本開示のさらに他の局面に係る電力供給方法は、車両から外部に放電コネクタを介して電力を供給する。車両は、放電コネクタが接続される接続部を含み、接続部から放電される電力の電圧を調整可能に構成されている。接続部は、外部からの充電時にはコントロールパイロット信号が伝送されるＣＰ端子を有する。電力供給方法は、ＣＰ端子の電圧を取得するステップと、ＣＰ端子の電圧に基づいて、接続部から出力される電力の電圧を切り替えるステップとを含む。

【発明の効果】

【0017】

本開示によれば、簡易な構成で適切な電圧の電力を供給できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施の形態に係る電力供給システムの全体構成を概略的に示す図である。

【図2】車両１、放電コネクタおよび電気機器の構成例を示す図である。

【図3】放電コネクタのプラグに設けられた端子の一例を示す図である。

【図4】国際標準規格（ＩＥＣ６１８５１－１）に定義されたプロキシミティ・ディテクション信号の電圧範囲を説明するための図である。

【図5】充電時における典型的なＣＰＬＴ信号の制御の一例を示すタイミングチャートである。

【図6】本実施の形態におけるＡＣ１００Ｖ用の放電コネクタの構成の一例を示す回路ブロック図である。

【図7】本実施の形態におけるＡＣ２００Ｖ用の放電コネクタの構成の一例を示す回路ブロック図である。

【図8】本実施の形態における、ＡＣ１００Ｖ用の放電コネクタが使用される場合のプロキシミティ・ディテクション信号およびＣＰＬＴ信号の時間変化を示すタイムチャートである。

【図9】本実施の形態における、ＡＣ２００Ｖ用の放電コネクタが使用される場合のプロキシミティ・ディテクション信号およびＣＰＬＴ信号の時間変化を示すタイムチャートである。

【図10】本実施の形態においてＥＣＵにより実行される処理を示すフローチャートである。

【図11】実施の形態の変形例におけるＡＣ２００Ｖ用の放電コネクタの構成の一例を示す回路ブロック図である。

【図12】実施の形態の変形例における、ＡＣ２００Ｖ用の放電コネクタが使用される場合のプロキシミティ・ディテクション信号およびＣＰＬＴ信号の時間変化を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本開示の本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。

【0020】

［本実施の形態］
＜システム構成＞
図１は、本実施の形態に係る電力供給システムの全体構成を概略的に示す図である。電力供給システム１０は、車両１と、放電コネクタ２と、電気機器３と、サーバ９とを備える。

【0021】

車両１は、Ｖ２Ｌを実施可能な車両である。本実施の形態における車両１は、電気機器３に交流（ＡＣ：Alternating Current）電力を放電可能に構成されている。より具体的には、車両１は、電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、燃料電池車（ＦＣＥＶ：Fuel Cell Electric Vehicle）等である。

【0022】

放電コネクタ２は、ＶＰＣ（Vehicle Power Connector）とも呼ばれ、車両１の車両インレット１７に接続される。車両１からの放電電力は、放電コネクタ２と、電気機器３の電源ケーブル３１とを介して機器本体３２に供給される。本実施の形態に係る放電コネクタ２の詳細な構成については図２、図３、図６、図７にて説明する。

【0023】

電気機器３は、この例ではＡＣ電力を消費することで動作する機器である。電気機器３の種類は特に限定されない。電気機器３は、家庭用電気機器（民生機器）に限らず、産業用電気機器（重電機器）であってもよい。電気機器３の動作電圧は、この例ではＡＣ１００Ｖ（本開示に係る「第１電圧」に相当）またはＡＣ２００Ｖ（本開示に係る「第２電圧」に相当）である。ただし、電気機器３の動作電圧は電気機器３の販売地域等に応じて異なり得る。電気機器３の動作電圧は、たとえばＡＣ１２０ＶまたはＡＣ２４０Ｖであってもよい。また、電気機器３は、直流（ＤＣ：Direct Current）電力を消費することで動作する機器であってもよい。

【0024】

サーバ９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ９１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ９２と、通信装置９３とを含む。プロセッサ９１は、車両１から電気機器３への放電制御に関する演算処理を実行するように構成されている。メモリ９２は、プロセッサ９１によって実行可能なプログラムを記憶する。サーバ９は、通信装置９３を用いて車両１と双方向の無線通信を行うように構成されている。サーバ９は、車両１に対して指令を送信することにより、車両１の放電動作を制御可能である。

【0025】

図２は、車両１、放電コネクタ２および電気機器３の構成例を示す図である。車両１は、この例では電気自動車であって、モータジェネレータ１１と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１２と、車載バッテリ１３と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）１４と、放電リレー１５と、車載インバータ１６と、車両インレット１７と、通信モジュール１８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１９とを備える。

【0026】

モータジェネレータ１１は、たとえば三相交流回転電機である。モータジェネレータ１１は、車載バッテリ１３から放電されたＡＣ電力を用いて駆動軸を回転させる。また、モータジェネレータ１１は回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ１１によって発電されたＡＣ電力は、ＰＣＵ１２により直流（ＤＣ：Direct Current）電力に変換されて車載バッテリ１３に充電される。

【0027】

ＰＣＵ１２は、モータジェネレータ１１に電気的に接続されている。ＰＣＵ１２は、図示しないコンバータおよびインバータを含む。ＰＣＵ１２は、ＥＣＵ１９からの指令に従って、車載バッテリ１３とモータジェネレータ１１との間で双方向の電力変換を実行する。

【0028】

車載バッテリ１３は、ＳＭＲ１４に電気的に接続されている。車載バッテリ１３は、複数のセル（図示せず）を含む組電池である。各セルは、代表的にはリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池である。車載バッテリ１３は、外部充電器（図示せず）から供給された電力またはモータジェネレータ１１により発電された電力を蓄える。そして、車載バッテリ１３は、車両１の走行時には、車両１の駆動力を発生させるためのＤＣ電力をモータジェネレータ１１に供給する。また、車載バッテリ１３は、車両１の停車時には、ＡＣ／ＤＣ変換させるためのＤＣ電力を車載インバータ１６に供給する。なお、車載バッテリ１３に代えて、電気二重層キャパシタなどのキャパシタが採用されてもよい。

【0029】

ＳＭＲ１４の一方端は、車載バッテリ１３に電気的に接続されている。ＳＭＲ１４の他方端は、ＰＣＵ１２および放電リレー１５を結ぶ電力線との間に電気的に接続されている。ＳＭＲ１４は、ＥＣＵ１９からの指令に応じて閉成／開放される。

【0030】

放電リレー１５は、ＰＣＵ１２と車載インバータ１６との間に電気的に接続されている。放電リレー１５は、ＳＭＲ１４と同様に、ＥＣＵ１９からの指令に応じて閉成／開放される。ＳＭＲ１４が閉成され、かつ、放電リレー１５が閉成された場合に、車載バッテリ１３から車載インバータ１６へのＤＣ電力の供給が可能になる。

【0031】

車載インバータ１６は、放電リレー１５と車両インレット１７との間に電気的に接続されている。車載インバータ１６は、この例では双方向充電器であって、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換可能であるとともに、ＤＣ電力をＡＣ電力に変換可能に構成されている。ただし、車載インバータ１６は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換する片方向充電器と、ＤＣ電力をＡＣ電力に変換するＡＣインバータ（いずれも図示せず）とを別々に含んでもよい。

【0032】

本実施の形態において、車載インバータ１６は、ＥＣＵ１９からの指令に従って、ＡＣ電力の電圧を調整可能に構成されている。より具体的には、車載インバータ１６は、１００ＶのＡＣ電力（より詳細には単相３線１００ＶのＡＣ電力）を出力したり、ＡＣ２００ＶのＡＣ電力（より詳細には単相３線２００ＶのＡＣ電力）を出力したりすることが可能に構成されている。車載インバータ１６は、本開示に係る「電力変換装置」の一例である。車両１からの給電電力はＤＣ電力であってもよい。この場合、本開示に係る「電力変換装置」は、ＤＣ／ＤＣコンバータであってもよい。

【0033】

車両インレット１７は、車載インバータ１６に電気的に接続されている。車両インレット１７は、外部充電器の充電ケーブルから延びる充電コネクタ（図示せず）を挿入可能に構成されているとともに、放電コネクタ２を挿入可能に構成されている。放電コネクタ２が車両インレット１７に挿入された場合、車両インレット１７は、放電コネクタ２に放電電力を出力するのに加えて、放電コネクタ２から後述するプロキシミティ・ディテクション信号信号を受けることも可能に構成されている。

【0034】

なお、車両インレット１７が放電に用いられる場合には、「インレット」に代えて「アウトレット」と記載することも考えられるが、ここでは車両カプラに関する国際標準規格（ＩＥＣ６２１９６－２：２０１１）に準拠して「インレット」と記載する。車両インレット１７は、本開示に係る「接続部」に相当する。

【0035】

通信モジュール１８は、サーバ９（図１参照）との無線通信が可能に構成されたＤＣＭ（Digital Communication Module）である。車両１は、通信モジュール１８による通信により、各種データをサーバ９に送信したり、サーバ９から指令を受信したりできる。

【0036】

ＥＣＵ１９は、ＣＰＵなどのプロセッサ１９１と、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのメモリ１９２と、入出力ポート（図示せず）とを含む。ＥＣＵ１９は、様々なセンサ等からの信号に応じて、車両１が所望の状態となるように車載の機器類を制御する。本実施の形態においてＥＣＵ１９により実行される主要な制御としては、車両１から放電コネクタ２を介して電気機器３に放電する放電制御が挙げられる。なお、ＥＣＵ１９は、機能毎に２以上のＥＣＵ（たとえば、車両１の充放電を制御する充放電ＥＣＵ、車載バッテリ１３を管理する電池ＥＣＵ、車両１の走行制御を行うＭＧＥＣＵなど）に分割して構成されていてもよい。

【0037】

放電コネクタ２は、プラグ（車両接合部）２１と、コンセント２２と、放電コネクタ回路２３とを含む。放電コネクタ回路２３は、ラッチ解除ボタン２４と、放電開始スイッチ２５とを含む。

【0038】

プラグ２１は、車両インレット１７への挿入が可能に構成されている。プラグ２１は、たとえば以下に説明する５つの端子を含む。

【0039】

図３は、放電コネクタ２のプラグ２１に設けられた端子の一例を示す図である。プラグ２１は、Ｌ１端子２１１と、Ｌ２端子２１２と、ＰＥ端子２１３と、ＣＰ端子２１４と、ＣＳ端子２１５とを含む。

【0040】

Ｌ１端子２１１およびＬ２端子２１２は、ＡＣ電力を伝送するための１対の交流端子である。ＰＥ端子２１３は、放電コネクタ２と車両インレット１７とが接続された場合に車両１のボディグランドに接続されるグランド端子である。ＣＰ端子２１４は、外部からの充電時にはコントロールパイロット（ＣＰＬＴ：Control Pilot）信号が伝送される信号端子である。ＣＰ端子２１４は、本開示に係る「信号端子」に相当する。ＣＳ端子２１５は、プロキシミティ・ディテクション（Proximity Detection）信号が伝送される端子である。プロキシミティ・ディテクション信号については図４にて詳細に説明する。

【0041】

図２に戻り、コンセント２２は、電気機器３の電源プラグ３１１を差し込み可能に構成されている。放電コネクタ回路２３は、ＣＰＬＴ信号およびプロキシミティ・ディテクション信号を生成するための回路である。

【0042】

ラッチ解除ボタン２４は、放電コネクタ２（プラグ２１）と車両インレット１７とのラッチ（固定）を解除するためのユーザ操作を受け付ける。より詳細には、ユーザがプラグ２１を車両インレット１７に挿入すると、車両インレット１７とプラグ２１とがラッチ機構により自動的にラッチされる。ユーザがラッチ解除ボタン２４を操作した場合にラッチが解除され、プラグ２１を車両インレット１７から取り外すことが可能になる。

【0043】

放電開始スイッチ２５は、車両インレット１７から放電コネクタ２への放電を開始するためのスイッチである。ユーザが放電開始スイッチ２５を操作すると、プロキシミティ・ディテクション信号の電圧が変化する（詳細は後述）。この電圧変化を検出することで、ＥＣＵ１９は、ユーザ操作を検知する。ＥＣＵ１９は、放電開始スイッチ２５に対するユーザ操作が２回連続して検知された場合に、車両インレット１７から放電コネクタ２への放電を開始する。

【0044】

＜プロキシミティ・ディテクション信号＞
図４は、国際標準規格（ＩＥＣ６１８５１－１）に定義されたプロキシミティ・ディテクション信号の電圧範囲を説明するための図である。放電コネクタ２と車両インレット１７との接続状況は、接続状態、嵌合状態または未嵌合状態に分類される。たとえばＩＥＣ６１８５１－１では、プロキシミティ・ディテクション信号の電圧範囲として、接続状態を示す電圧範囲と、嵌合状態を示す電圧範囲と、未嵌合状態を示す電圧範囲とが定義されている。

【0045】

接続状態とは、放電コネクタ２（プラグ２１）が車両インレット１７に挿入され、かつ、放電コネクタ２と車両インレット１７との間ですべての端子（図３参照）が電気的に接続されており、かつ、放電コネクタ２と車両インレット１７とがラッチされている状態を意味する。嵌合状態とは、放電コネクタ２が車両インレット１７に挿入され、かつ、放電コネクタ２と車両インレット１７との間ですべての端子が電気的に接続されているが、放電コネクタ２と車両インレット１７とがラッチされていない状態を意味する。未嵌合状態とは、接続状態および嵌合状態以外の状態である。

【0046】

＜コントロールパイロット信号＞
図５は、充電時における典型的なＣＰＬＴ信号の制御の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、いずれも図示しないが、充電設備から車両１にＡＣ電力を供給すべく、充電ケーブルの先端に設けられた充電コネクタが車両インレット１７に接続される状況を例に説明する。横軸は経過時間を表す。縦軸は、ＣＰＬＴ信号が伝送される端子（ＣＰ端子２１４）の電圧を表す。

【0047】

初期時刻ｔ０では、充電コネクタが車両インレット１７に接続されていない。ＣＰＬＴ信号の電圧はＶ０である。充電ケーブル内に設置されたＣＣＩＤリレー（Charging Circuit Interrupt Device）は非導通状態である。

【0048】

時刻ｔ１において充電コネクタが車両インレット１７に接続されると、ＣＰＬＴ信号の電圧がＶ０からＶ１に低下する。これにより、充電ケーブル内のコントローラは、充電コネクタが車両インレット１７に接続されたことを検知する。

【0049】

時刻ｔ２において、コントローラは、上限電圧をＶ１として、所定の周波数およびデューティ比でＣＰＬＴ信号が発振するように、充電ケーブル内の発振回路を制御する。車両１のＥＣＵ１９は、ＣＰＬＴ信号のデューティ比を検出することによって、充電ケーブルの定格電流を取得する。

【0050】

より具体的には、国際標準規格（ＩＥＣ６１８５１等）においては、ＣＰＬＴ信号の周波数として特定の固定値（１ｋＨｚ）を用いることが規定されている。ＣＰＬＴ信号のデューティ比としては、１０％から９６％までの範囲内の値を用いることが規定されている。デューティ比が１０％から８５％までの範囲内である場合、定格電流は、デューティ比ｄに０．６Ａを乗じた値により表される。一方、デューティ比が８５％から９６％までの範囲内である場合、定格電流は、デューティ比ｄから６４％を差し引き、さらに２．５Ａを乗じた値により表される。

【0051】

時刻ｔ３において、電力供給開始に先立つ準備のための所定の処理（充電準備）が完了すると、ＥＣＵ１９は、ＣＰＬＴ信号の電圧をＶ１からＶ２に引き下げ、発振中のＣＰＬＴ信号の上限電圧をＶ２にする。これに伴い、コントローラは、ＣＣＩＤリレーを非導通状態から導通状態へと切り替える。その結果、充電設備から車両１へのＡＣ電力の供給が可能になる。

【0052】

＜放電コネクタの識別＞
様々な電気機器３を利用可能とするために、電気機器３の動作電圧に応じた適切な電圧のＡＣ電力を車両１から供給する要望が存在する。このような適切な電圧の電力供給を、できるだけ簡易な構成によって実現することが望ましい。

【0053】

そこで、本実施の形態において、電気機器３への電力供給に使用される放電コネクタ２が電気機器３の動作電圧に応じて準備される。より具体的には、ＡＣ１００Ｖで動作する電気機器３への電力供給には、ある放電コネクタ２Ａが使用される。ＡＣ２００Ｖで動作する電気機器３への電力供給には、他の放電コネクタ２Ｂが用いられる。ＥＣＵ１９は、車両インレット１７のＣＰＬＴ信号の電圧に基づいて、放電コネクタ２Ａ，２Ｂのうちのどちらの放電コネクタが車両インレット１７に接続されているかをＥＣＵ１９が識別する。これにより、電気機器３に供給すべき電圧をＥＣＵ１９が決定し、適切な電圧のＡＣ電力を電気機器３に供給することが可能になる。

【0054】

図６は、本実施の形態におけるＡＣ１００Ｖ用の放電コネクタ２Ａの構成の一例を示す回路ブロック図である。図７は、本実施の形態におけるＡＣ２００Ｖ用の放電コネクタ２Ｂの構成の一例を示す回路ブロック図である。

【0055】

図６を参照して、ＡＣ１００Ｖ用の放電コネクタ２Ａは、ＡＣ１００Ｖ用のコンセント２２Ａと、放電コネクタ回路２３とを含む。放電コネクタ回路２３は、ラッチ解除ボタン２４と、放電開始スイッチ２５と、抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒｅとを含む。

【0056】

抵抗Ｒ７と抵抗Ｒｅとは並列接続されている。抵抗Ｒ６は、抵抗Ｒ７と抵抗Ｒｅとの並列回路に直列接続されている。ラッチ解除ボタン２４は、抵抗Ｒｅに直列接続されている。放電開始スイッチ２５は、抵抗Ｒｅに並列接続されている。放電開始スイッチ２５は、たとえば、非操作時にはオープン（開放）であり、操作時にショート（短絡）するノーマリオフ型スイッチである。

【0057】

放電コネクタ２Ａと車両インレット１７とが接続状態である場合、車両インレット１７の５Ｖ電源およびプルアップ抵抗Ｒ１によってＣＳ端子２１５の電圧がプルアップされる。この例では、抵抗Ｒ６＝３９Ωであり、抵抗Ｒ７＝４３０Ωであり、抵抗Ｒｅ＝５１Ωである。このように各抵抗値を設定することで、未嵌合状態、嵌合状態および接続状態の各状態において、プロキシミティ・ディテクション信号を図４に示した電圧範囲内で変化させることができる。

【0058】

一方、ＣＰ端子２１４は、オープンであり、他の回路は電気的に接続されていない。ＣＰ端子２１４の電圧レベル（＝ＣＰＬＴ信号）は不定状態（ハイインピーダンス）である。

【0059】

図７を参照して、ＡＣ２００Ｖ出力用の放電コネクタ２Ｂは、ＡＣ１００Ｖ用のコンセント２２Ａに代えてＡＣ２００Ｖ用のコンセント２２Ｂを含む。この例では、放電コネクタ回路２３の構成は、ＡＣ１００Ｖ用の放電コネクタ２Ａにおける放電コネクタ回路２３の構成と同等である。

【0060】

さらに、放電コネクタ２Ｂにおいては、ＣＰ端子２１４とＣＳ端子２１５とが電気的に接続されている。したがって、ＣＰ端子２１４の電圧レベルは、ＣＳ端子２１５の電圧レベルと等しい。すなわち、ＣＰＬＴ信号は、プロキシミティ・ディテクション信号と同じように変化する。

【0061】

図８は、本実施の形態における、ＡＣ１００Ｖ用の放電コネクタ２Ａが使用される場合のプロキシミティ・ディテクション信号およびＣＰＬＴ信号の時間変化を示すタイムチャートである。図９は、本実施の形態における、ＡＣ２００Ｖ用の放電コネクタ２Ｂが使用される場合のプロキシミティ・ディテクション信号およびＣＰＬＴ信号の時間変化を示すタイムチャートである。横軸は経過時間を表す。縦軸は、上から順に、放電開始スイッチ２５に対するユーザ操作の有無（オン操作／オフ操作）、放電開始スイッチ２５のショート／オープン、プロキシミティ・ディテクション信号の電圧、ＣＰＬＴ信号の電圧、および、車載インバータ１６から出力されるＡＣ電力の電圧を表す。

【0062】

図８を参照して、ユーザがＡＣ１００Ｖ用の放電コネクタ２Ａを車両インレット１７に挿入すると、放電コネクタ２Ａと車両インレット１７とは自動的にラッチされる。このとき、放電コネクタ２Ａと車両インレット１７とは、未嵌合状態、嵌合状態、接続状態と遷移する。これに伴い、プロキシミティ・ディテクション信号は、Ｖ１（図４の例では未嵌合状態の電圧範囲を含む電圧範囲内の値）、Ｖ２、Ｖ３と変化する。Ｖ１は、図４の例では未嵌合状態に対応する電圧範囲（４．３０１Ｖ～４．５６７Ｖ）を含む電圧範囲内の値である。Ｖ２は、嵌合状態に対応する電圧範囲（２．５５３Ｖ～２．９４４Ｖ）を含む電圧範囲内の値である。Ｖ３は、接続状態に対応する電圧範囲（１．３５９Ｖ～１．６３９Ｖ）を含む電圧範囲内の値である。

【0063】

続いてユーザは、車両１から電気機器３への電力供給を開始させるため、放電開始スイッチ２５を２回続けてオン操作する。２回のオン操作を要求するのは誤操作防止のためである。このとき、ノーマリオフ型の放電開始スイッチ２５の接点は、ショート、オープン、ショート、オープンと切り替わる。そうすると、プロキシミティ・ディテクション信号は、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ３、Ｖ４と変化する。このようなプロキシミティ・ディテクション信号の電圧変化が検出された場合、ＥＣＵ１９は、ＡＣ１００Ｖの出力を開始するように車載インバータ１６を制御する。この間、ＣＰＬＴ信号は常に不定状態である。

【0064】

図９を参照して、ユーザがＡＣ２００Ｖ用の放電コネクタ２Ｂを車両インレット１７に挿入すると、放電コネクタ２Ｂと車両インレット１７とは、図８と同様に、未嵌合状態、嵌合状態、接続状態と遷移する。これに伴い、プロキシミティ・ディテクション信号は、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の順に変化する。

【0065】

続いて、ユーザが放電開始スイッチ２５を２回続けてオン操作すると、放電開始スイッチ２５の接点がショート、オープン、ショート、オープンと切り替わり、プロキシミティ・ディテクション信号がＶ３、Ｖ４、Ｖ３、Ｖ４と変化する。このとき、放電コネクタ２Ｂにおいては、ＣＰＬＴ信号は、プロキシミティ・ディテクション信号と同じようにＶ３、Ｖ４、Ｖ３、Ｖ４と変化する。このような電圧変化が検出された場合、ＥＣＵ１９は、ＡＣ２００Ｖの出力を開始するように車載インバータ１６を制御する。

【0066】

図１０は、本実施の形態においてＥＣＵ１９により実行される処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、たとえば予め定められた条件成立時にメインルーチン（図示せず）から呼び出されて実行される。このフローチャートの実行時には、ＳＭＲ１４および放電リレー１５は、いずれも閉成されている。各ステップは、ＥＣＵ１９によるソフトウェア処理により実現されるが、ＥＣＵ１９内に配置されたハードウェア（電気回路）により実現されてもよい。以下、ステップをＳと略す。

【0067】

Ｓ１において、ＥＣＵ１９は、放電開始スイッチ２５に対するユーザ操作が２回検出されたかどうかを判定する。より具体的には、ＥＣＵ１９は、プロキシミティ・ディテクション信号が接続状態に対応する電圧範囲（図４参照）内で２回変化したかどうかを判定する。放電開始スイッチ２５に対するユーザ操作が２回検出されていない場合（Ｓ１においてＮＯ）、ＥＣＵ１９は、処理をメインルーチンに戻す。

【0068】

放電開始スイッチ２５に対するユーザ操作が２回検出された場合（Ｓ１においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１９は、ＣＰＬＴ信号がプロキシミティ・ディテクション信号と等しいかどうかを判定する（Ｓ２）。なお、ＣＰＬＴ信号がプロキシミティ・ディテクション信号と等しいとは、ＣＰＬＴ信号とプロキシミティ・ディテクション信号との間の電圧差が所定値以内であることを言う。プロキシミティ・ディテクション信号の電圧は、本開示に係る「基準電圧」の一例である。

【0069】

ＣＰＬＴ信号がプロキシミティ・ディテクション信号と等しい場合（Ｓ２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１９は、ＡＣ１００Ｖの出力を開始するように車載インバータ１６を制御する（Ｓ３）。これに対し、ＣＰＬＴ信号がプロキシミティ・ディテクション信号と等しくない場合（Ｓ２においてＹＥＳ）、より具体的に図６の例では、ＣＰＬＴ信号が不定状態であり、ＣＰ端子２１４の電圧が開放電圧（ハイインピーダンス）である場合、ＥＣＵ１９は、ＡＣ２００Ｖの出力を開始するように車載インバータ１６を制御する（Ｓ４）。

【0070】

以上のように、本実施の形態において、ＥＣＵ１９は、ＣＰＬＴ信号に基づいて、車両インレット１７に接続された放電コネクタ２の種別（放電コネクタ２がＡＣ１００Ｖ用の放電コネクタ２ＡかＡＣ２００Ｖ用の放電コネクタ２Ｂか）を識別する。より具体的には、ＥＣＵ１９は、ＣＰＬＴ信号とプロキシミティ・ディテクション信号とを比較する。ＣＰＬＴ信号がプロキシミティ・ディテクション信号と等しい場合、ＥＣＵ１９は、車両インレット１７に接続されているのがＡＣ２００Ｖ用の放電コネクタ２Ｂであると判定する。ＣＰＬＴ信号が不定状態である場合（ＣＰ端子２１４の電圧が開放電圧）である場合、ＥＣＵ１９は、車両インレット１７に接続されているのがＡＣ１００Ｖ用の放電コネクタ２Ａであると判定する。この差は、ＣＰ端子２１４とＣＳ端子２１５とが電気的に接続されているか否かという回路構成のシンプルな違いによって生じる。よって、本実施の形態によれば、簡易な構成で適切な電圧のＡＣ電力を供給できる。

【0071】

なお、ＥＣＵ１９は、ＣＰ端子２１４の電圧を「所定電圧」と比較することで、ＡＣ１００Ｖの出力を開始するかＡＣ２００Ｖの出力を開始するかを切り替えてもよい。所定電圧は、ＣＰＬＴ信号が不定状態である場合のＣＰ端子の電圧（典型的には０Ｖ付近の低電圧）と、ＣＰＬＴ信号がプロキシミティ・ディテクション信号に等しい場合の電圧（図４参照）との間の値に定められる。ＥＣＵ１９は、ＣＰ端子２１４の電圧が所定電圧よりも低い場合、ＡＣ１００Ｖの出力を開始するように車載インバータ１６を制御する一方で、ＣＰ端子２１４の電圧が所定電圧よりも高い場合、ＡＣ２００Ｖの出力を開始するように車載インバータ１６を制御できる。

【0072】

また、上記の所定電圧は、プロキシミティ・ディテクション信号に依存しなくてもよい。プロキシミティ・ディテクション信号以外の電圧源（たとえば３．３Ｖ電圧源、５Ｖ電圧源）から供給される電圧に応じた所定電圧を定めることができる。たとえば、ＡＣ１００Ｖ用の放電コネクタ２ＡではＣＰ端子２１４がオープンである一方で、ＡＣ２００Ｖ用の放電コネクタではＣＰ端子２１４に５Ｖ電圧が印加される場合には、所定電圧を、たとえば４Ｖに定めることができる。そして、ＥＣＵ１９は、ＣＰ端子２１４の電圧が所定電圧（４Ｖ）よりも高いか低いかを判定することで、車載インバータ１６からのＡＣ電力の電圧を切り替えることができる。

【0073】

［変形例］
図１１は、実施の形態の変形例におけるＡＣ２００Ｖ用の放電コネクタの構成の一例を示す回路ブロック図である。放電コネクタ２Ｃは、スイッチ２６をさらに含む点において、実施の形態にて説明した放電コネクタ２Ｂ（図７参照）と異なる。

【0074】

スイッチ２６は、ＣＰ端子２１４とＣＳ端子２１５との間に電気的に接続されている。スイッチ２６は、放電開始スイッチ２５と連動して動作するように構成されている。すなわち、放電開始スイッチ２５がユーザによりオン操作されると、放電開始スイッチ２５ともにスイッチ２６もショートする。これにより、ＣＰ端子２１４とＣＳ端子２１５とが等電位となる。一方、放電開始スイッチ２５がユーザによりオン操作されていない場合には、スイッチ２６はオープンである。

【0075】

図１２は、実施の形態の変形例における、ＡＣ２００Ｖ用の放電コネクタ２Ｃが使用される場合のプロキシミティ・ディテクション信号およびＣＰＬＴ信号の時間変化を示すタイムチャートである。実施の形態（図９参照）では、ＣＰＬＴ信号がプロキシミティ・ディテクション信号と常に等しい状態で変化したのに対し、本変形例においては、放電開始スイッチ２５がオン操作されている期間だけ、ＣＰＬＴ信号がプロキシミティ・ディテクション信号と等しくなる。それ以外の期間中はＣＰＬＴ信号は不定状態である。

【0076】

放電開始スイッチ２５がオン操作されていない場合、ＣＰ端子２１４は、放電コネクタ回路２３からも車両インレット１７側の回路（プルアップ回路等）からも電気的に遮断されている。したがって、これらの回路からＣＰ端子２１４へのノイズの回り込みを抑制できる。その結果、放電開始スイッチ２５がオン操作されていない期間中のＣＰ端子２１４の電圧の誤検出に起因する不具合を防止できる。

【0077】

なお、図７および図１１の回路構成では、ＣＰ端子２１４とＣＳ端子２１５とが直接接続されているか、スイッチ２６を介して接続されている例について説明した。しかし、ＣＰ端子２１４とＣＳ端子２１５との間には他の回路が接続されていてもよい。たとえば、電圧レベルを変換する素子（分圧抵抗など）がＣＰ端子２１４とＣＳ端子２１５との間に接続されていてもよい。

【0078】

図９～図１１では、車両１のＥＣＵ１９がＣＰＬＴ信号に基づいて放電コネクタ２の種別を識別すると説明した。しかし、当該識別の実行主体はＥＣＵ１９に限定されるものではなく、たとえばサーバ９であってもよい。車両１は、サーバ９にプロキシミティ・ディテクション信号の電圧およびＣＰＬＴ信号の電圧をサーバ９に送信する。サーバ９は、ＣＰＬＴ信号の電圧とプロキシミティ・ディテクション信号の電圧とを比較することで放電コネクタ２の種別を識別し、その識別結果を車両１に送信する。これにより、ＡＣ１００Ｖ／ＡＣ２００Ｖのどちらで車載インバータ１６を制御すべきかをサーバ９がＥＣＵ１９に指令できる。

【0079】

また、ユーザによる放電開始スイッチ２５の操作が２回検出された場合に車載インバータ１６からのＡＣ電力の出力が開始されると説明した。しかし、ＥＣＵ１９は、放電開始スイッチ２５の操作が１回だけ検出されたことを条件に車載インバータ１６にＡＣ電力の出力を開始させてもよい。

【0080】

さらに、放電開始にユーザによる放電開始スイッチ２５の操作は必須ではない。放電コネクタ２に放電開始スイッチ２５が設けられていなくてもよい。たとえば、放電コネクタ２と車両インレット１７とが接続状態になってから（放電コネクタ２が車両インレット１７にラッチされてから）規定時間が経過した時点でのＣＰＬＴ信号の電圧とプロキシミティ・ディテクション信号の電圧との比較結果に基づいて、車載インバータ１６からのＡＣ電力の出力が開始されてもよい。

【0081】

実施の形態１，２においては、車両１またはＥＶＰＳ４からＡＣ電力が給電される構成を例に説明した。しかし、車両１またはＥＶＰＳ４からの給電電力はＡＣ電力に限られず、ＤＣ電力であってもよい。

【0082】

本開示に係る電力供給技術は、車両に限らず、任意のエネルギー貯蔵管理システム（ＥＳＭＳ：Energy Storage and Management System）に対して適用可能である。たとえば移動可能な電池式の電源装置に本開示に係る電力供給技術を適用してもよい。

【0083】

今回開示された本実施の形態は、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。本開示の範囲は、上記した本実施の形態の説明では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】

【0084】

１０ 電力供給システム、１ 車両、１１ モータジェネレータ、１２ ＰＣＵ、１３ 車載バッテリ、１４ ＳＭＲ、１５ 放電リレー、１６ 車載インバータ、１７ 車両インレット、１８ 通信モジュール、１９ ＥＣＵ、１９１ プロセッサ、１９２ メモリ、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 放電コネクタ、２１ プラグ、２２，２２Ａ，２２Ｂ コンセント、２３ 放電コネクタ回路、２４ ラッチ解除ボタン、２５ 放電開始スイッチ、２６ スイッチ、９３ 通信装置、２１１ Ｌ１端子、２１２ Ｌ２端子、２１３ ＰＥ端子、２１４ ＣＰ端子、２１５ ＣＳ端子、３ 電気機器、３１ 電源ケーブル、３１１ 電源プラグ、３２ 機器本体、９ サーバ、９１ プロセッサ、９２ メモリ、Ｒ１ プルアップ抵抗、Ｒ６，Ｒ７，Ｒｅ 抵抗。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】