特許 7593292 車両および電力管理システム

(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】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】車両および電力管理システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20241126BHJP

   B60L 53/66 20190101ALI20241126BHJP

   H02J 7/10 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 P

B60L53/66

H02J7/00 301B

H02J7/10 A

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021173726

(22)【出願日】2021-10-25

(65)【公開番号】P2023063738

(43)【公開日】2023-05-10

【審査請求日】2023-11-08

(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】下垣 勇介

【審査官】宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１１５８２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０１４５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５３０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３５０６９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ１／００－３／１２

Ｂ６０Ｌ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ１５／００－５８／４０

Ｈ０２Ｊ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４－７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両インレットを介して電気設備との間で充放電を行うように構成された車両であって、
前記車両の充放電を制御する制御装置と、
前記車両インレットと前記制御装置との間に接続された少なくとも１つの制御信号線を含む制御信号回路とを備え、
前記制御信号回路は、
前記電気設備と前記制御装置との間における、前記少なくとも１つの制御信号線を伝送される制御信号の互換性を確保するための互換性回路と、
前記互換性回路と前記制御装置とを電気的に絶縁する容量結合式または磁気結合式の絶縁部とを含む、車両。

【請求項2】

前記少なくとも１つの制御信号線は、
第１スイッチを介して前記電気設備の制御電源の電圧レベルに接続される第１作動開始停止線と、
第２スイッチを介してグランドに接続される第２作動開始停止線とを含み、
前記絶縁部は、
前記互換性回路を介して前記第１作動開始停止線に電気的に接続された第１絶縁素子と、
前記互換性回路を介して前記第２作動開始停止線に電気的に接続された第２絶縁素子とを含む、請求項１に記載の車両。

【請求項3】

前記第１絶縁素子および前記第２絶縁素子の各々は、当該絶縁素子の１次側と２次側とを直流的に絶縁する一方で、交流信号については前記１次側から前記２次側に伝送可能に構成されたデジタルアイソレータである、請求項２に記載の車両。

【請求項4】

前記互換性回路は、
前記第１作動開始停止線と前記第２作動開始停止線との間に電気的に接続された第１抵抗と、
前記第１作動開始停止線とグランドとの間に電気的に接続された第２抵抗と、
前記第１作動開始停止線とに電気的に接続された第１端と、第２端とを有する第３抵抗と、
前記第３抵抗の前記第２端とグランドとの間に電気的に接続され、前記第２作動開始停止線の電圧レベルに応じてオン／オフされるスイッチとを含む、請求項２または３に記載の車両。

【請求項5】

前記スイッチは、第１トランジスタを含み、
前記第１トランジスタは、
前記第３抵抗の前記第２端に電気的に接続されたコレクタまたはドレインである第１端子と、
グランドに電気的に接続されたエミッタまたはソースである第２端子と、
前記第２作動開始停止線に電気的に接続されたベースまたはゲートである第３端子とを有し、
前記互換性回路は、前記第１トランジスタの前記第１端子と前記第２端子との間に電気的に接続された第４抵抗をさらに含む、請求項４に記載の車両。

【請求項6】

前記互換性回路は、
前記第１作動開始停止線に電気的に接続された第１減衰回路と、
前記第１抵抗および前記第３抵抗を介して前記第２作動開始停止線に電気的に接続された第２減衰回路とをさらに含む、請求項４または５に記載の車両。

【請求項7】

前記少なくとも１つの制御信号線は、前記車両インレットへの充放電コネクタの接続を確認するための制御信号が伝送される充放電コネクタ接続確認線を含み、
前記絶縁部は、前記互換性回路を介して前記充放電コネクタ接続確認線に電気的に接続された第３絶縁素子を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の車両。

【請求項8】

前記互換性回路は、
前記充放電コネクタ接続確認線の電位を補機バッテリの電圧に引き上げる第５抵抗と、
前記充放電コネクタ接続確認線に電気的に接続された第３減衰回路とをさらに含む、請求項７に記載の車両。

【請求項9】

前記少なくとも１つの制御信号線は、前記車両の充放電の許可または禁止を通知するための制御信号が伝送される作動許可禁止線を含み、
前記絶縁部は、前記互換性回路を介して前記作動許可禁止線に電気的に接続された容量結合式または磁気結合式の第４絶縁素子を含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の車両。

【請求項10】

前記互換性回路は、第２トランジスタを含み、
前記第２トランジスタは、
コレクタまたはドレインである第１端子と、
グランドに電気的に接続されたエミッタまたはソースである第２端子と、
ベースまたはゲートである第３端子とを有し、
前記互換性回路は、
前記作動許可禁止線と前記第２トランジスタの前記第１端子との間に電気的に接続された第６抵抗と、
前記第２トランジスタの前記第３端子と前記第４絶縁素子との間に電気的に接続された第７抵抗とをさらに含む、請求項９に記載の車両。

【請求項11】

請求項９または１０に記載の車両と、
前記電気設備とを備え、
前記電気設備は、前記作動許可禁止線に接続された容量結合式または磁気結合式の絶縁素子を含む、電力管理システム。

【請求項12】

前記少なくとも１つの制御信号線は、
第３スイッチを介して前記電気設備の補助電源の電圧レベルに接続される第１低圧補助給電回路線と、
第４スイッチを介して前記補助電源の電圧レベルに接続される第２低圧補助給電回路線とを含み、
前記絶縁部は、
前記互換性回路を介して前記第１低圧補助給電回路線に電気的に接続された第５絶縁素子と、
前記互換性回路を介して前記第２低圧補助給電回路線に電気的に接続された第６絶縁素子とを含む、請求項１に記載の車両。

【請求項13】

前記互換性回路は、
前記第１低圧補助給電回路線とグランドとの間に電気的に接続された第８抵抗と、
前記第１低圧補助給電回路線と前記第５絶縁素子との間に電気的に接続された第４減衰回路と、
前記第２低圧補助給電回路線とグランドとの間に電気的に接続された第９抵抗と、
前記第２低圧補助給電回路線と前記第６絶縁素子との間に電気的に接続された第５減衰回路とを含む、請求項１２に記載の車両。

【請求項14】

前記少なくとも１つの制御信号線は、前記車両インレットへの充放電コネクタの接続を確認するための制御信号が伝送される第１充放電コネクタ接続確認線を含み、
前記絶縁部は、前記互換性回路を介して前記第１充放電コネクタ接続確認線に電気的に接続された第７絶縁素子を含む、請求項１２または１３に記載の車両。

【請求項15】

前記互換性回路は、
前記第１充放電コネクタ接続確認線の電位を補機バッテリの電圧に引き上げる第１０抵抗と、
前記第１充放電コネクタ接続確認線とグランドとの間に電気的に接続された第１１抵抗と、
前記第１充放電コネクタ接続確認線と前記第７絶縁素子との間に電気的に接続された第６減衰回路とをさらに含む、請求項１４に記載の車両。

【請求項16】

請求項１４または１５に記載の車両と、
前記電気設備とを備え、
前記少なくとも１つの制御信号線は、前記車両インレットへの前記充放電コネクタの接続を確認するための制御信号が伝送される第２充放電コネクタ接続確認線を含み、
前記電気設備は、前記互換性回路を介して前記第２充放電コネクタ接続確認線に接続された容量結合式または磁気結合式の第８絶縁素子を含む、電力管理システム。

【請求項17】

前記電気設備は、
前記第２充放電コネクタ接続確認線の電位を前記補助電源の電圧に引き上げる第１２抵抗と、
前記第２充放電コネクタ接続確認線と前記第８絶縁素子との間に電気的に接続された第７減衰回路とをさらに含む、請求項１６に記載の電力管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両および電力管理システムに関し、より特定的には、電気設備との間で充放電を行うように構成された車両、および、それを備える電力管理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電気自動車、プラグインハイブリッド車、燃料電池車など、二次電池および／または発電機が搭載された車両が普及しようとしている。これらの車両は、電気設備（充電設備）から供給される電力により充電される。たとえば国際公開第２０２０／１１５８２１号（特許文献１）は、車両と充電器とを含む充電システムを開示する。

【0003】

一方、再生可能エネルギーの普及に伴い、系統電源における電力のピークシフトおよびピークカットなどに車両を利用する技術が提案されている。車両から屋内配線への放電（給電）はＶ２Ｈ（Vehicle to Home）とも呼ばれ、車両から電力網への放電はＶ２Ｇ（Vehicle to Grid）とも呼ばれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０２０／１１５８２１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された充電システムにおいて、車両と充電器とはケーブルにより接続される。ケーブルは、充電の開始および停止を示す信号を充電器から車両に伝送するのに用いられる第１および第２の充電開始停止線４０ａ，４０ｂを含む（特許文献１の図２参照）。第１および第２の充電開始停止線４０ａ，４０ｂの各々の車両側にはフォトカプラ１０ｃ，１０ｄが接続されている。フォトカプラに電流が流れると、フォトカプラ内の発光素子が発光し、その光を受光素子が受光して電気信号に変換する。これにより、電気信号が伝送される。

【0006】

特にＶ２Ｈ、Ｖ２Ｇなどに車両を利用する場合には、車両と電気設備とが長時間接続されたままの状況が想定される。一般に、フォトカプラの消費電力は小さい。しかしながら、フォトカプラの消費電力を長時間にわたって積算した消費電力量は無視できない大きさになり得る。

【0007】

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、電力設備と車両との間の制御信号の伝送に伴う消費電力を低減することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本開示のある局面に従う車両は、車両インレットを介して電気設備との間で充放電を行うように構成されている。車両は、車両の充放電を制御する制御装置と、車両インレットと制御装置との間に接続された少なくとも１つの制御信号線を含む制御信号回路とを備える。制御信号回路は、電気設備と制御装置との間における、少なくとも１つの制御信号線を伝送される制御信号の互換性を確保するための互換性回路と、互換性回路と制御装置とを電気的に絶縁する容量結合式または磁気結合式の絶縁部とを含む。

【0009】

（２）少なくとも１つの制御信号線は、第１スイッチを介して電気設備の制御電源の電圧レベルに接続される第１作動開始停止線と、第２スイッチを介してグランドに接続される第２作動開始停止線とを含む。絶縁部は、互換性回路を介して第１作動開始停止線に電気的に接続された第１絶縁素子と、互換性回路を介して第２作動開始停止線に電気的に接続された第２絶縁素子とを含む。

【0010】

（３）第１絶縁素子および第２絶縁素子の各々は、当該絶縁素子の１次側と２次側とを直流的に絶縁する一方で、交流信号については１次側から２次側に伝送可能に構成されたデジタルアイソレータである。

【0011】

（４）互換性回路は、第１作動開始停止線と第２作動開始停止線との間に電気的に接続された第１抵抗と、第１作動開始停止線とグランドとの間に電気的に接続された第２抵抗と、第３抵抗とを含む。第３抵抗は、第１作動開始停止線とに電気的に接続された第１端と、第２端とを有する。互換性回路は、第３抵抗の第２端とグランドとの間に電気的に接続され、第２作動開始停止線の電圧レベルに応じてオン／オフされるスイッチをさらに含む。

【0012】

（５）スイッチは、第１トランジスタを含む。第１トランジスタは、第３抵抗の第２端に電気的に接続されたコレクタまたはドレインである第１端子と、グランドに電気的に接続されたエミッタまたはソースである第２端子と、第２作動開始停止線に電気的に接続されたベースまたはゲートである第３端子とを有する。互換性回路は、第１トランジスタの第１端子と第２端子との間に電気的に接続された第４抵抗をさらに含む。

【0013】

（６）互換性回路は、第１作動開始停止線に電気的に接続された第１減衰回路と、第１抵抗および第３抵抗を介して第２作動開始停止線に電気的に接続された第２減衰回路とをさらに含む。

【0014】

（７）少なくとも１つの制御信号線は、車両インレットへの充放電コネクタの接続を確認するための制御信号が伝送される充放電コネクタ接続確認線を含む。絶縁部は、互換性回路を介して充放電コネクタ接続確認線に電気的に接続された第３絶縁素子を含む。

【0015】

（８）互換性回路は、充放電コネクタ接続確認線の電位を補機バッテリの電圧に引き上げる第５抵抗と、充放電コネクタ接続確認線に電気的に接続された第３減衰回路とをさらに含む。

【0016】

（９）少なくとも１つの制御信号線は、車両の充放電の許可または禁止を通知するための制御信号が伝送される作動許可禁止線を含む。絶縁部は、互換性回路を介して作動許可禁止線に電気的に接続された容量結合式または磁気結合式の第４絶縁素子を含む。

【0017】

（１０）互換性回路は、第２トランジスタを含む。第２トランジスタは、コレクタまたはドレインである第１端子と、グランドに電気的に接続されたエミッタまたはソースである第２端子と、ベースまたはゲートである第３端子とを有する。互換性回路は、作動許可禁止線と第２トランジスタの第２端子との間に電気的に接続された第６抵抗と、第２トランジスタの第３端子と第４絶縁素子との間に電気的に接続された第７抵抗とをさらに含む。

【0018】

（１１）本開示の他の局面に係る電力管理システムは、上記の車両と、電気設備とを備える。電気設備は、作動許可禁止線に接続された容量結合式または磁気結合式の絶縁素子を含む。

【0019】

（１２）少なくとも１つの制御信号線は、第３スイッチを介して電気設備の補助電源の電圧レベルに接続される第１低圧補助給電回路線と、第４スイッチを介して補助電源の電圧レベルに接続される第２低圧補助給電回路線とを含む。絶縁部は、互換性回路を介して第１低圧補助給電回路線に電気的に接続された第５絶縁素子と、互換性回路を介して第２低圧補助給電回路線に電気的に接続された第６絶縁素子とを含む。

【0020】

（１３）互換性回路は、第１低圧補助給電回路線とグランドとの間に電気的に接続された第８抵抗と、第１低圧補助給電回路線と第５絶縁素子との間に電気的に接続された第４減衰回路と、第２低圧補助給電回路線とグランドとの間に電気的に接続された第９抵抗と、第２低圧補助給電回路線と第６絶縁素子との間に電気的に接続された第５減衰回路とを含む。

【0021】

（１４）少なくとも１つの制御信号線は、車両インレットへの充放電コネクタの接続を確認するための制御信号が伝送される第１充放電コネクタ接続確認線を含む。絶縁部は、互換性回路を介して第１充放電コネクタ接続確認線に電気的に接続された第７絶縁素子を含む。

【0022】

（１５）互換性回路は、第１充放電コネクタ接続確認線の電位を補機バッテリの電圧に引き上げる第１０抵抗と、第１充放電コネクタ接続確認線とグランドとの間に電気的に接続された第１１抵抗と、第１充放電コネクタ接続確認線と第７絶縁素子との間に電気的に接続された第６減衰回路とをさらに含む。

【0023】

（１６）本開示の他の局面に係る電力管理システムは、上記の車両と、電気設備とを備える。少なくとも１つの制御信号線は、車両インレットへの充放電コネクタの接続を確認するための制御信号が伝送される第２充放電コネクタ接続確認線を含む。電気設備は、互換性回路を介して第２充放電コネクタ接続確認線に接続された容量結合式または磁気結合式の第８絶縁素子を含む。

【0024】

（１７）電気設備は、第２充放電コネクタ接続確認線の電位を補助電源の電圧に引き上げる第１２抵抗と、第２充放電コネクタ接続確認線と第８絶縁素子との間に電気的に接続された第７減衰回路とをさらに含む。

【発明の効果】

【0025】

本開示によれば、電力設備と車両との間の制御信号の伝送に伴う消費電力を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本開示の実施の形態１に係る電力管理システムの全体構成を概略的に示す図である。

【図2】実施の形態１におけるＥＶＰＳの制御信号回路および車両の制御信号回路の詳細な構成例を示す回路ブロック図である。

【図3】減衰回路の構成例を示す図である。

【図4】絶縁素子の構成の一例を示す図である。

【図5】絶縁素子の構成の他の一例を示す図である。

【図6】実施の形態１における制御信号回路の動作を説明するためのタイムチャートである。

【図7】実施の形態１の変形例におけるＥＶＰＳの制御信号回路および車両２の制御信号回路の詳細な構成例を示す回路ブロック図である。

【図8】実施の形態２に係る電力管理システムの全体構成を概略的に示す図である。

【図9】実施の形態２におけるＥＶＰＳの制御信号回路および車両の制御信号回路の詳細な構成例を示す回路ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

【0028】

本開示およびその実施の形態において、「充放電」との用語は、充電および放電のうちの少なくとも一方を意味する。すなわち、電気設備との間で充放電を行うように構成された車両は、電気設備との間で充電のみを行うように構成されていてもよいし、電気設備との間で放電のみを行うように構成されていてもよいし、電気設備との間で充電および放電の両方を行うように構成されていてもよい。

【0029】

［実施の形態１］
＜システム構成図＞
図１は、本開示の実施の形態１に係る電力管理システムの全体構成を概略的に示す図である。電力管理システム１００は、ＥＶＰＳ（Electric Vehicle Power System）１と、車両２と、充放電ケーブルアセンブリ３とを備える。ＥＶＰＳ１と車両２とは充放電ケーブルアセンブリ３によって互いに接続されている。

【0030】

ＥＶＰＳ１は、たとえば公共の、または家庭用の直流（ＤＣ：Direct Current）方式の車両用の電力設備である。本実施の形態において、ＥＶＰＳ１は、車両２の充電および放電の両方が可能である。より具体的には、ＥＶＰＳ１は、電力系統から送電線を介して交流電力を受け、その交流電力を直流電力に変換して充放電ケーブルアセンブリ３を介して車両２に供給するように構成されている。また、ＥＶＰＳ１は、車両２から充放電ケーブルアセンブリ３を介して直流電力を受け、その直流電力を交流電力に変換して送電線を介して電力系統に供給するように構成されている。

【0031】

車両２は、外部と接続可能に構成された車両であり、具体的には電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、プラグイン燃料電池車（ＰＦＣＥＶ：Plug-in Fuel Cell Electric Vehicle）である。

【0032】

充放電ケーブルアセンブリ３は、ＥＶＰＳ１と車両２とを電気的に接続する。充放電ケーブルアセンブリ３は、車両２の充電専用のケーブルアセンブリであってもよく、車両２の放電専用のケーブルアセンブリであってもよい。

【0033】

詳細には、ＥＶＰＳ１は、電力変換装置１１と、制御電源１２と、コントローラ１３と、制御信号回路１４とを含む。車両２は、車両インレット２０と、メインバッテリ２１と、補機バッテリ２２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２３と、制御信号回路２４と、車両コンタクタ２５と、リレー２６（図２参照）とを含む。充放電ケーブルアセンブリ３は、電力線３１と、信号線３２と、充放電コネクタ３３とを含む。

【0034】

電力変換装置１１は、ＡＣ／ＤＣ変換装置（図示せず）を含む。電力変換装置１１は、ＤＣ／ＤＣ変換装置（図示せず）をさらに含んでもよい。電力変換装置１１は、コントローラ１３からの指令に従って、電力系統から供給される交流電力を車両２への充電に適した直流電力に変換する。また、電力変換装置１１は、コントローラ１３からの指令に従って、車両２から放電される直流電力を電力系統への供給に適した交流電力に変換する。

【0035】

制御電源１２は、コントローラ１３および制御信号回路１４に所定の動作電圧ＶＢ１を供給する。たとえば動作電圧ＶＢ１＝１２Ｖである。なお、コントローラ１３および制御信号回路１４は、フレームグランドＦＧ１に電気的に接続されている。

【0036】

コントローラ１３は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリと、入出力ポートとを含む。コントローラ１３は、メモリに記憶されたプログラムと、充放電ケーブルアセンブリ３を介して車両２（ＥＣＵ２３）から伝送される制御信号とに基づいて様々な処理を実行する。より具体的には、コントローラ１３は、ＥＣＵ２３との通信（各種制御信号の入出力）によりＥＶＰＳ１の充電シーケンスおよび／または放電シーケンスを制御する。

【0037】

制御信号回路１４は、コントローラ１３に接続されている。また、制御信号回路１４は、充放電ケーブルアセンブリ３を介して車両２の制御信号回路２４とに電気的に接続される。制御信号回路１４は、充放電ケーブルアセンブリ３の信号線３２を伝送される信号に対して所定の信号変換処理を行うように構成されている。制御信号回路１４の詳細な回路構成については図２にて説明する。

【0038】

車両インレット２０は、充放電ケーブルアセンブリ３の充放電コネクタ３３を機械的に連結可能に構成されている。ユーザ（車両２のドライバ、ＥＶＰＳ２が設けられた施設で働く作業員など）が充放電コネクタ３３を車両インレット２０に連結することで、車両２とＥＶＰＳ１との間で、電力伝送のための電気的な接続が確保されるとともに、各種制御信号を相互に送受信することが可能になる。

【0039】

メインバッテリ２１は、複数のセル（図示せず）を含む組電池である。各セルは、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。メインバッテリ２１は、車両２の駆動力を発生させるための電力をモータジェネレータ（図示せず）に供給する。また、メインバッテリ２１は、車両２の回生制動時にモータジェネレータにより発電された電力を蓄える。なお、メインバッテリ２１に代えて、電気二重層キャパシタなどのキャパシタも採用され得る。

【0040】

補機バッテリ２２は、鉛蓄電池またはリチウムイオン電池などの二次電池である。補機バッテリ２２は、ＥＣＵ２３、制御信号回路２４および補機類（図示せず）に所定の動作電圧ＶＢ２を供給する。たとえば動作電圧ＶＢ２＝１２Ｖである。なお、補機バッテリ２２に代えて、メインバッテリ２１の電力を降圧して出力する回路を設けてもよい。ＥＣＵ２３および制御信号回路２４は、フレームグランドＦＧ２に電気的に接続されている。

【0041】

ＥＣＵ２３は、ＣＰＵなどのプロセッサと、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのメモリと、入出力ポート（いずれも図示せず）とを含む。ＥＣＵ２３は、メモリに記憶されたプログラムと、充放電ケーブルアセンブリ３を介してＥＶＰＳ１（コントローラ１３）から伝送される制御信号とに基づいて様々な処理を実行する。より具体的には、ＥＣＵ２３は、ＥＶＰＳ１と車両２との接続を検出する。また、ＥＣＵ２３は、コントローラ１３との通信により車両２の充電シーケンスおよび／または放電シーケンスを制御する。充電シーケンスについては図６にて説明する。

【0042】

制御信号回路２４は、ＥＣＵ２３に接続されている。また、制御信号回路２４は、充放電ケーブルアセンブリ３を介してＥＶＰＳ１の制御信号回路１４とに電気的に接続される。制御信号回路２４は、充放電ケーブルアセンブリ３の信号線３２を伝送される信号に対して所定の信号変換処理を行うように構成されている。制御信号回路２４の詳細な回路構成についても図２にて説明する。

【0043】

電力線３１は、１対の電力線を含み、ＥＶＰＳ１と車両２との間での電力伝送に用いられる。車両２において、電力線３１には車両コンタクタ２５が電気的に接続されている。

【0044】

信号線３２は、ＥＶＰＳ１と車両２との間での信号伝送に用いられる。図２にて詳細に説明するように、信号線３２は、この例では６本の信号線Ｌ１～Ｌ６を含む。

【0045】

充放電コネクタ３３は、充放電ケーブルアセンブリ３の一方端に設けられ、車両インレット２０に連結されるように構成されている。充放電ケーブルアセンブリ３の他方端は、ＥＶＰＳ１に電気的に接続されている。

【0046】

図示しないが、コントローラ１３とＥＣＵ２３とは、予め定められた通信規格に準拠した通信線により接続されている。具体的には、コントローラ１３とＥＣＵ２３とは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線により接続され、ＣＡＮ通信規格に準拠して相互に通信するように構成されている。

【0047】

＜詳細回路構成＞
図２は、実施の形態１におけるＥＶＰＳ１の制御信号回路１４および車両２の制御信号回路２４の詳細な構成例を示す回路ブロック図である。実施の形態１では、各種信号線および制御信号回路１４，２４がチャデモ（ＣＨＡｄｅＭＯ）関連規格に適合する構成例について説明する。なお、図２では紙面の都合上、充放電コネクタ３３および車両インレット２０の図示が省略されている。

【0048】

信号線３２は、充放電コネクタ１２Ｖ線Ｌ１と、作動開始停止線Ｌ２と、作動開始停止線Ｌ３と、充放電コネクタ接続確認線Ｌ４と、作動許可禁止線Ｌ５と、接地線Ｌ６とを含む。

【0049】

充放電コネクタ１２Ｖ線Ｌ１は、ＥＶＰＳ１の制御電源１２と車両２の補機バッテリ２２とを接続する。これにより、仮にＥＶＰＳ１に制御電源１２が設けられていなくても車両２からＥＶＰＳ１に１２Ｖの動作電圧を供給できる。

【0050】

作動開始停止線Ｌ２，Ｌ３は、作動開始停止１信号および作動開始停止２信号の伝送に使用される。より詳細には、コントローラ１３は、充放電制御の開始を通知するために作動開始停止１信号をＥＣＵ２３に出力する。ＥＣＵ２３は、作動開始停止１信号を受けると、充放電制御の開始を検出する。また、コントローラ１３は、ＥＶＰＳ１における絶縁診断の完了を通知するために作動開始停止２信号をＥＣＵ２３に出力する。ＥＣＵ２３は、作動開始停止２信号を受けると、短絡異常はないとして車両コンタクタ２５を投入する。

【0051】

充放電コネクタ接続確認線Ｌ４は、充放電コネクタ３３が車両インレット２０に接続されていることをＥＣＵ２３が検出するために使用される。ＥＣＵ２３は、充放電コネクタ接続確認線Ｌ４から入力される電圧が規定の電圧範囲内である場合に、車両インレット２０への充放電コネクタ３３の接続を検出できる。

【0052】

作動許可禁止線Ｌ５は、作動許可禁止信号の伝送に使用される。ＥＣＵ２３は、車両２における充放電の準備が完了した旨を通知するために作動許可禁止信号をコントローラ１３に出力する。コントローラ１３は、作動許可禁止信号を受けると、充放電コネクタ３３に設けられたラッチ機構（図示せず）をラッチホールドするように制御することで、充放電コネクタ３３を車両インレット２０に機械的に固定する。また、ＥＣＵ２３は、車両２からの充放電の指示を終了する場合に作動許可禁止信号の出力を停止する。コントローラ１３は、作動許可禁止信号の出力停止に伴い、コントローラ１３の電流の入出力を停止する。

【0053】

接地線Ｌ６は、充放電ケーブルアセンブリ３によってＥＶＰＳ１と車両２とが電気的に接続された場合に、ＥＶＰＳ１のフレームグランドＦＧ１と車両２のフレームグランドＦＧ２とに接続される。

【0054】

リレー２６は、車両コンタクタ２５の制御端子に接続されている。リレー２６がＥＣＵ２３からの指令に従って閉成されると、車両コンタクタ２５が閉成される。これにより、メインバッテリ２１と電力線３１とが電気的に接続され、メインバッテリ２１が充放電可能な状態となる。

【0055】

ＥＶＰＳ１の制御信号回路１４は、オプション回路１５を含む。オプション回路１５は、回り込み防止回路１６と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、ヒューズＦ１とを含む。制御信号回路１４は、スイッチｄ１，ｄ２と、フォトカプラ１７と、抵抗Ｒ１，Ｒ２とをさらに含む。なお、オプション回路２７の設置は任意選択的であるため、制御信号回路２４がオプション回路２７を含まなくてもよい。

【0056】

車両２の制御信号回路２４は、オプション回路２７と、互換性回路４１，４３，４４と、絶縁素子５１～５４とを含む。互換性回路４１は、抵抗Ｒ５～Ｒ８と、スイッチＱ１と、減衰回路６１，６２とを含む。互換性回路４３は、抵抗Ｒ３と、減衰回路６３とを含む。互換性回路４４は、抵抗Ｒ４と、スイッチＱ２と、抵抗Ｒ９とを含む。なお、オプション回路２７の設置も任意選択的であるため、制御信号回路２４がオプション回路２７を含まなくてもよい。

【0057】

ダイオードＤ１およびヒューズＦ１は、ＥＶＰＳ用電源端子Ｔ１と充放電コネクタ１２Ｖ線Ｌ１との間に電気的に接続されている。ＥＶＰＳ用電源端子Ｔ１は、たとえばシガーライタプラグ内の端子である。ＥＶＰＳ用電源端子Ｔ１には外部電源（図示せず）が接続される。ダイオードＤ１は、充放電コネクタ１２Ｖ線Ｌ１を流れる電流の方向をＥＶＰＳ用電源端子Ｔ１から回り込み防止回路１６に向かう方向に規制する。ヒューズＦ１は、外部電源から回り込み防止回路１６に過電流が流れた場合に当該過電流を遮断する。

【0058】

ダイオードＤ２、ヒューズＦ２およびスイッチＳＷ１は、充放電コネクタ１２Ｖ線Ｌ１に電気的に接続されている。ダイオードＤ２は、充放電コネクタ１２Ｖ線Ｌ１を流れる電流の方向を車両２から回り込み防止回路１６に向かう方向に規制する。ヒューズＦ２は、補機バッテリ２２から回り込み防止回路１６に過電流が流れた場合に当該過電流を遮断する。スイッチＳＷ１は、ＥＣＵ２３からの指令に従って、充放電コネクタ１２Ｖ線Ｌ１の導通／非導通を切り替える。

【0059】

回り込み防止回路１６は、ＥＶＰＳ用電源端子Ｔ１または補機バッテリ２２から制御信号回路１４（特に充放電コネクタ１２Ｖ線Ｌ１以外の信号線）へのノイズまたは電流の回り込みを防止する。

【0060】

スイッチｄ１は、作動開始停止線Ｌ２に電気的に接続されている。スイッチｄ１は、コントローラ１３からの指令に従って、作動開始停止線Ｌ２の導通／非導通を切り替える。スイッチｄ２は、作動開始停止線Ｌ３に電気的に接続されている。スイッチｄ２は、コントローラ１３からの指令に従って、作動開始停止線Ｌ３の導通／非導通を切り替える。

【0061】

抵抗Ｒ１は、充放電コネクタ接続確認線Ｌ４に電気的に接続されている。抵抗Ｒ２は、作動許可禁止線Ｌ５に電気的に接続されている。

【0062】

フォトカプラ１７は、作動許可禁止線Ｌ５に電気的に接続されている。フォトカプラ１７は、作動許可禁止線Ｌ５におけるコントローラ１３とＥＣＵ２３との間の絶縁を確保するために設けられている。フォトカプラ１７は、ＥＣＵ２３から送信された作動許可禁止信号をコントローラ１３に伝送する。

【0063】

互換性回路４１，４３，４４は、コントローラ１３と車両のＥＣＵとの間で互換性を確保するための回路である。特許文献１に開示されているように、従来の車両に含まれる制御信号回路は、既存の充放電規格に従ってフォトカプラを含む。ＥＶＰＳ側の制御信号回路１４は、そのようなフォトカプラを含む制御信号回路との間で制御信号をやり取りするように構成されている。一方、本実施の形態に係る車両２に含まれる制御信号回路１４は、フォトカプラに代えて絶縁素子５１～５４を含む。互換性回路４１，４３，４４を設けることで、コントローラ１３の接続先が従来の制御信号回路か本実施の形態における制御信号回路１４かに拘らず、コントローラ１３が制御信号をやり取りすることが可能になる。

【0064】

互換性回路４１において、抵抗Ｒ５の第１端は、作動開始停止線Ｌ３に電気的に接続されている。抵抗Ｒ５の第２端は、作動開始停止線Ｌ２に電気的に接続されている。抵抗Ｒ６は、作動開始停止線Ｌ２とフレームグランドＦＧ２との間に電気的に接続されている。抵抗Ｒ７の第１端は、抵抗Ｒ５の他方端と、作動開始停止線Ｌ２とに電気的に接続されている。抵抗Ｒ７の第２端は、減衰回路６２に電気的に接続されている。

【0065】

スイッチＱ１は、ノーマリオフ型のスイッチであり、この例ではバイポーラトランジスタである。スイッチＱ１のベースは、スイッチｄ２と抵抗Ｒ５との間において作動開始停止線Ｌ３に電気的に接続されている。スイッチＱ１のコレクタは、抵抗Ｒ７の第２端と減衰回路６２との間において作動開始停止線Ｌ３に電気的に接続されている。スイッチＱ１のエミッタは、フレームグランドＦＧ２に電気的に接続されている。スイッチＱ１のコレクタとエミッタとの間には抵抗Ｒ８が電気的に接続されている。なお、スイッチＱ１は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等の他のトランジスタであってもよいし、リレーであってもよい。

【0066】

減衰回路６１は、作動開始停止線Ｌ２と絶縁素子５１との間に電気的に接続されている。

【0067】

図３は、減衰回路６１の構成の一例を示す図である。減衰回路は、たとえば抵抗減衰器であり、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１を含む。抵抗Ｒ１０は、作動開始停止線Ｌ２に直列に接続されている。抵抗Ｒ１１は、作動開始停止線Ｌ２とフレームグランドＦＧ２との間に電気的に接続されている。詳細な説明は繰り返さないが、他の減衰回路６２，６３の構成も同等である。

【0068】

図２に戻り、絶縁素子５１は、減衰回路６１とＥＣＵ２３との間に電気的に接続されている。絶縁素子５１は、１次側の減衰回路６１と２次側のＥＣＵ２３との間を絶縁しつつ、コントローラ１３からの作動開始停止１信号および作動開始停止２信号を減衰回路６１からＥＣＵ２３へと伝送する。より詳細には、絶縁素子５１は、当該素子の１次側と２次側とを直流的に絶縁する一方で、交流信号については１次側から２次側に伝送可能に構成されたデジタルアイソレータである。

【0069】

図４は、絶縁素子５１の構成の一例を示す図である。絶縁素子５１Ａは、たとえば容量結合式（容量絶縁式）のデジタルアイソレータである。絶縁素子５１Ａは、たとえば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）入力の差動ドライバ７１と、コンデンサＣ１と、ＣＭＯＳ入力の差動レシーバ７２とを含む。絶縁素子５１Ａでは、１次側の差動ドライバ７１と２次側の差動レシーバ７２との間にコンデンサＣ１の充電／放電が介在する。これにより、直接的な電気信号の受け渡しは行わずに差動ドライバ７１と差動レシーバ７２とが電気的に分離されている。

【0070】

図５は、絶縁素子５１の構成の他の一例を示す図である。絶縁素子５１Ｂは、たとえば磁気結合式（磁気絶縁式）のデジタルアイソレータであってもよい。絶縁素子５１Ｂは、ＣＭＯＳ入力の差動ドライバ７１と、絶縁トランスＴｒ１と、ＣＭＯＳ入力の差動レシーバ７２とを含む。絶縁素子５１Ｂでは、１次側の差動ドライバ７１から送られた電気信号が絶縁トランスＴｒ１のコイルＬ１１，Ｌ１２において磁気エネルギーに変換される。この磁気エネルギーが電気信号に再び変換され、２次側の差動レシーバ７２に伝達される。このようにコイルＬ１１，Ｌ１２における電気－磁気変換を介することにより、差動ドライバ７１と差動レシーバ７２とを電気的に分離されている。

【0071】

容量結合式のデジタルアイソレータも磁気結合式のデジタルアイソレータも、フォトカプラと比べて、低消費電流、長寿命、高速、低ノイズとの利点を有する。ただし、容量結合式のデジタルアイソレータおよび磁気結合式のデジタルアイソレータは、フォトカプラとは異なり、アナログ信号の伝送には対応していない。

【0072】

図２を再び参照して、減衰回路６２は、作動開始停止線Ｌ３と絶縁素子５２との間に電気的に接続されている。減衰回路６２の構成は、減衰回路６１（図３参照）の構成と同等である。

【0073】

絶縁素子５２は、減衰回路６２とＥＣＵ２３との間に電気的に接続されている。絶縁素子５２は、１次側の減衰回路６２と２次側のＥＣＵ２３との間を絶縁しつつ、コントローラ１３からの作動開始停止１信号および作動開始停止２信号を減衰回路６２からＥＣＵ２３へと伝送する。絶縁素子５２は、絶縁素子５１と同等の容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータ（図４または図５参照）である。

【0074】

互換性回路４３において、抵抗Ｒ３は、充放電コネクタ接続確認線Ｌ４の電位を補機バッテリ２２の動作電圧ＶＢ２に引き上げるプルアップ抵抗である。

【0075】

減衰回路６３は、充放電コネクタ接続確認線Ｌ４と絶縁素子５３との間に電気的に接続されている。減衰回路６３の構成も減衰回路６１（図３参照）の構成と同等である。

【0076】

絶縁素子５３は、減衰回路６３とＥＣＵ２３との間に電気的に接続されている。絶縁素子５３は、１次側の減衰回路６３と２次側のＥＣＵ２３との間を絶縁しつつ、充放電コネクタ３３が車両インレット２０に接続されていることを車両２が検出するための信号を減衰回路６３からＥＣＵ２３へと伝送する。絶縁素子５３は、絶縁素子５１，５２と同等の容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータ（図４または図５参照）である。

【0077】

互換性回路４４において、抵抗Ｒ４は、作動許可禁止線Ｌ５に電気的に接続されている。

【0078】

スイッチＱ２は、ノーマリオフ型のスイッチであり、この例ではバイポーラトランジスタである。スイッチＱ２のコレクタは、作動許可禁止線Ｌ５に電気的に接続されている。スイッチＱ２のエミッタは、フレームグランドＦＧ２に電気的に接続されている。スイッチＱ２のベースは、抵抗Ｒ９を介して絶縁素子５４に電気的に接続されている。なお、スイッチＱ２もスイッチＱ１と同様に、ＦＥＴ等の他のトランジスタであってもよいし、リレーであってもよい。

【0079】

絶縁素子５４は、ＥＣＵ２３とスイッチＱ２のベースとの間に電気的に接続されている。絶縁素子５４は、１次側のＥＣＵ２３と２次側の抵抗Ｒ９との間を絶縁しつつ、作動許可禁止信号をＥＣＵ２３から抵抗Ｒ９へと伝送する。絶縁素子５４は、絶縁素子５１～５３と同等の容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータ（図４または図５参照）である。

【0080】

なお、絶縁素子５１～５４は、ディスクリート部品として実装されてもよいが、ＩＣ（Integrated Circuit）として１パッケージ化して実装されてもよい。１パッケージ化することで、制御信号回路２４を小型化できる。制御信号回路２４がＥＣＵ２３の内部に配置される場合にはＥＣＵ２３を小型化できる。

【0081】

減衰回路６１～６３は、対応する信号線上を伝送される制御信号の電圧レベルを低下させることでＥＣＵ２３を保護するために設けられている。制御信号を減衰させることなく直接、ＥＣＵ２３に入力されたとしてもＥＣＵ２３が正常に動作可能なのであれば、減衰回路６１～６３を非設置としてもよい。これにより、制御信号回路２４をさらに小型化できる。

【0082】

＜先行技術との対比＞
特許文献１に開示された車両の制御信号回路は、光結合式のフォトカプラを絶縁素子として含む。フォトカプラでは、入力信号がＨ（ロジックハイ）の期間中、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子を常時発光させる。発光素子の劣化が進んで発光素子の寿命が到来すると、ＥＶＰＳと車両との間で信号伝送が行えなくなる可能性がある。また、発光素子の発光中には電力が常時消費される。

【0083】

特にＶ２Ｈ、Ｖ２Ｇなどに車両を利用する場合には、ＥＶＰＳと車両とが長時間接続されたままの状況が想定される。フォトカプラは、発光素子の寿命が要因となり、Ｖ２Ｈ、Ｖ２Ｇにおける長期間の使用には耐えられない可能性がある。

【0084】

それに加えて、フォトカプラが劣化して発光素子の発光効率が低下すると、フォトカプラの出力伝達比（ＣＴＲ：Current Transfer Ratio）が低下する。出力伝達比とは、発光素子に入力される電流（典型的にはＬＥＤの順方向電流）に対する、受光素子（フォトトランジスタなど）から出力される電流の比である。発光素子の発光効率が低下しても受光素子の出力電流を必要な値に維持するためには、当初から発光素子への入力電流をある程度大きな値に設定しておくことを要する。そうすると、フォトカプラの消費電力が大きくなり得る。フォトカプラの消費電力を長時間にわたって積算した消費電力量は無視できない大きさになり得る。

【0085】

これに対し、実施の形態１に係る車両２の制御信号回路２４は、容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータを絶縁素子５１～５４として含む。容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータは、フォトカプラと異なり、発光素子の寿命が到来することはなく、発光素子が電力を常時消費することもない。また、デジタルアイソレータの劣化に伴う出力伝達比の低下を考慮することも要さない。したがって、実施の形態１に係る車両２によれば、特許文献１に開示された車両と比べて、ＥＶＰＳ１と車両２との間の制御信号の伝送に伴う消費電力を低減できるとともに、Ｖ２Ｈ、Ｖ２Ｇにおける長期間の使用にも適している。

【0086】

＜制御信号回路の動作＞
図６は、実施の形態１における制御信号回路１４，２４の動作を説明するためのタイムチャートである。この例では、ＥＶＰＳ１から車両２を充電するための一連の動作について説明する。横軸は経過時間を表す。縦軸は、上から順に、スイッチｄ１のオン（閉成）／オフ（開放）、絶縁素子５１の信号レベル、絶縁素子５４の信号レベル、スイッチＱ２のオン（導通）／オフ（非導通）、フォトカプラの信号レベル、スイッチｄ２のオン／オフ、スイッチＱ１のオン／オフ、絶縁素子５２の信号レベルを表す。初期時刻ｔ０では、ＥＶＰＳ１と車両２とは充放電ケーブルアセンブリ３により接続されておらず、各構成要素はオフである。

【0087】

時刻ｔ１において、ＥＶＰＳ１と車両２との接続が充放電コネクタ接続確認線Ｌ４によを用いて検出されると、コントローラ１３は、作動開始停止１信号を作動開始停止線Ｌ２，Ｌ３を介してＥＣＵ２３へと出力する。より具体的には、コントローラ１３は、スイッチｄ１をオフからオンに切り替える。そうすると、絶縁素子５１がオンする。ＥＣＵ２３は、コントローラ１３からの作動開始停止１信号を検知する。それと同時に、スイッチｄ１および抵抗Ｒ５を通じてスイッチＱ１のベースに電流（ベース電流）が供給されてスイッチＱ１がオンすることで、絶縁素子５２がオフする。

【0088】

時刻ｔ２において、ＥＣＵ２３は、車両２が充放電可能であることを通知するために、作動許可禁止信号（作動許可信号）を作動許可禁止線Ｌ５を介してコントローラ１３へと出力する。より具体的には、ＥＣＵ２３は絶縁素子５４をオンする。そうすると、抵抗Ｒ９を通じてスイッチＱ２にベース電流が供給されることにより、スイッチＱ２がオンする。その結果、フォトカプラ１７がオンする。これにより、コントローラ１３は、ＥＣＵ２３からの作動許可禁止信号を検知する。コントローラ１３は、作動許可禁止信号を検知すると、充放電コネクタ３３を車両インレット２０に機械的に固定するためのラッチホールドが行われるようにラッチ機構（図示せず）を制御する。なお、ＥＣＵ２３は、作動許可禁止信号を作動許可禁止線Ｌ５に出力するのに加えて、ＣＡＮ通信によっても車両２が充放電可能であることを通知ことが好ましい。

【0089】

時刻ｔ３において、コントローラ１３は、作動開始停止２信号を作動開始停止線Ｌ２，Ｌ３を介してＥＣＵ２３へと出力する。より具体的には、コントローラ１３は、スイッチｄ２をオフからオンに切り替える。そうすると、スイッチＱ１へのベース電流の供給が停止されるため、スイッチＱ１がオフする。これに伴い、スイッチＱ１のコレクタ電圧（抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８との間のノードの電圧）が上昇して絶縁素子５２がオンする。これにより、ＥＣＵ２３は、コントローラ１３からの作動開始停止２信号を検知する。ＥＣＵ２３は、作動開始停止２信号を検知すると、車両コンタクタ２５が投入されるようにリレー２６を制御する。その後、ＥＶＰＳ１から車両２への充電が開始される。

【0090】

充電終了後の時刻ｔ４において、ＥＣＵ２３は、車両２の充放電指示が終了することを通知するために、作動許可禁止信号（作動禁止信号）を作動許可禁止線Ｌ５を介してコントローラ１３へと出力する。より具体的には、ＥＣＵ２３は絶縁素子５４をオフする。そうすると、スイッチＱ２へのベース電流の供給が停止されるため、スイッチＱ２がオフする。その結果、フォトカプラ１７がオフする。これにより、コントローラ１３は、ＥＣＵ２３からの作動許可禁止信号を検知する。コントローラ１３は、作動許可禁止信号を検知すると、ＥＶＰＳ１からの電流の入出力を停止する。なお、ＥＣＵ２３は、作動許可禁止信号を作動許可禁止線Ｌ５に出力するのに加えて、ＣＡＮ通信によっても車両２の充放電指示が終了することを通知ことが好ましい。

【0091】

時刻ｔ５において、コントローラ１３は、スイッチｄ２をオンからオフに切り替える。そうすると、スイッチＱ１へのベース電流が供給されるため、スイッチＱ１がオンする。これにより、スイッチＱ１のコレクタ電圧が低下して絶縁素子５２がオフする。

【0092】

時刻ｔ６において、コントローラ１３は、スイッチｄ１をオンからオフに切り替える。そうすると、絶縁素子５１がオフする。それと同時に、スイッチＱ１へのベース電流の供給が停止されてスイッチＱ１がオフする。

【0093】

以上のように、実施の形態１においては、車両２の制御信号回路２４がフォトカプラに代えて絶縁素子５１～５４を含むとともに、互換性回路４１，４３，４４を含む。絶縁素子５１～５４は、容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータであるため、制御信号の伝送時にしか電力を消費しない。また、デジタルアイソレータの劣化に伴う出力伝達比の低下についても考慮しなくてよい。一方、互換性回路４１，４３，４４は、ＥＶＰＳ１のコントローラ１３が、特許文献１に開示されているような従来の制御信号回路に接続されている場合であっても、本実施の形態における制御信号回路２４に接続されている場合であっても、コントローラ１３が車両のＥＣＵとの間で各種制御信号をやり取りすることを可能にする。よって、実施の形態１によれば、互換性を確保しつつ、ＥＶＰＳ１と車両２との間の制御信号の伝送に伴う消費電力を低減できる。また、フォトカプラの発光素子の寿命が問題となることもない。

【0094】

［実施の形態１の変形例］
図７は、実施の形態１の変形例におけるＥＶＰＳの制御信号回路および車両２の制御信号回路２４の詳細な構成例を示す回路ブロック図である。実施の形態２において、ＥＶＰＳ１Ａは制御信号回路１４Ａを含む。制御信号回路１４Ａは、フォトカプラ１７に代えて減衰回路６５および絶縁素子５５を含む点において、実施の形態１における制御信号回路１４と異なる。

【0095】

減衰回路６５は、作動許可禁止線Ｌ５と絶縁素子５５との間に電気的に接続されている。減衰回路６５の構成は、減衰回路６１（図３参照）の構成と同等である。

【0096】

絶縁素子５５は、減衰回路６５とコントローラ１３との間に電気的に接続されている。絶縁素子５５は、１次側の減衰回路６５と２次側のコントローラ１３との間を絶縁しつつ、ＥＣＵ２３からの作動許可禁止信号を減衰回路６５からコントローラ１３へと伝送する。絶縁素子５５は、絶縁素子５１～５５と同等の容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータ（図４または図５参照）である。

【0097】

以上のように、実施の形態１の変形例においては、ＥＶＰＳ１Ａの制御信号回路１４Ａがフォトカプラ１７に代えて絶縁素子５５を含む。絶縁素子５５は、容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータであるため、制御信号の伝送時にしか電力を消費しない。また、デジタルアイソレータの劣化に伴う出力伝達比の低下についても考慮しなくてよい。よって、実施の形態１の変形例によれば、互換性を確保しつつ車両２の消費電力を低減するのに加えて、ＥＶＰＳ１Ａの消費電力を低減できる。

【0098】

なお、スイッチｄ１，ｄ２は、本開示に係る「第１スイッチ」および「第２スイッチ」にそれぞれ相当する。作動開始停止線Ｌ２，Ｌ３は、本開示に係る「第１作動開始停止線」および「第２作動開始停止線」にそれぞれ相当する。絶縁素子５１～５４は、本開示に係る「第１絶縁素子」～「第４絶縁素子」にそれぞれ相当する。減衰回路６１～６３は、本開示に係る「第１減衰回路」～「第３減衰回路」にそれぞれ相当する。抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ９は、本開示に係る「第１抵抗」～「第７抵抗」にそれぞれ相当する。スイッチＱ１，Ｑ２は、本開示に係る「第１トランジスタ」および「第２トランジスタ」にそれぞれ相当する。

【0099】

［実施の形態２］
実施の形態２においては、ＧＢ／Ｔ関連規格に適合する例について説明する。

【0100】

図８は、実施の形態２に係る電力管理システムの全体構成を概略的に示す図である。電力管理システム２００は、ＥＶＰＳ１Ｂと、車両２Ｂと、充放電ケーブルアセンブリ３Ｂとを備える。ＥＶＰＳ１Ｂは、制御信号回路１４に代えて制御信号回路１４Ｂを含むとともに、補助電源１８をさらに含む点において、実施の形態１に係るＥＶＰＳ１（図２参照）と異なる。車両２Ｂは、制御信号回路２４に代えて制御信号回路２４Ｂを含む点において、実施の形態１に係る車両２と異なる。

【0101】

図９は、実施の形態２におけるＥＶＰＳ１Ｂの制御信号回路１４Ｂおよび車両２Ｂの制御信号回路２４Ｂの詳細な構成例を示す回路ブロック図である。

【0102】

充放電ケーブルアセンブリ３Ｂの信号線３２Ｂは、この例では５本の信号線を含む。より詳細には、信号線３２Ｂは、低圧補助給電回路線Ａ＋，Ａ－と、充放電コネクタ接続確認線ＣＣ１，ＣＣ２と、接地線ＧＬとを含む。

【0103】

低圧補助給電回路線Ａ＋，Ａ－は、規定電圧を供給する補助電源１８に接続されている。低圧補助給電回路線Ａ＋，Ａ－は、作動開始および作動停止を指示する信号をコントローラ１３からＥＣＵ２３に伝送するために使用される。

【0104】

充放電コネクタ接続確認線ＣＣ１は、充放電コネクタ３３Ｂが車両インレット２０Ｂに接続されていることをＥＣＵ２３が検出するために使用される。充放電コネクタ接続確認線ＣＣ２は、充放電コネクタ３３Ｂが車両インレット２０Ｂに接続されていることをＥＣＵ２３が検出するために使用される。

【0105】

接地線ＧＬは、充放電ケーブルアセンブリ３ＢによってＥＶＰＳ１Ｂと車両２Ｂとが電気的に接続された場合に、ＥＶＰＳ１ＢのフレームグランドＦＧ１と車両２ＢのフレームグランドＦＧ２とに接続される。

【0106】

ＥＶＰＳ１Ｂの制御信号回路１４Ｂは、スイッチＫ３，Ｋ４と、互換性回路４９１と、絶縁素子５９とを含む。互換性回路４９１は、抵抗Ｒ１と、減衰回路６９とを含む。

【0107】

車両２Ｂの制御信号回路２４Ｂは、互換性回路４６～４８と、絶縁素子５６～５８とを
含む。互換性回路４６は、抵抗Ｒ６と、減衰回路６６とを含む。互換性回路４７は、抵抗
Ｒ７と、減衰回路６７とを含む。互換性回路４８は、抵抗Ｒ３，Ｒ５と、減衰回路６８と
を含む。互換性回路４９２は、抵抗Ｒ２と、スイッチＳＷ２と、抵抗Ｒ４とを含む。

【0108】

スイッチＫ３は、低圧補助給電回路線Ａ＋に電気的に接続されている。スイッチＫ３は、コントローラ１３からの指令に従って、低圧補助給電回路線Ａ＋の導通／非導通を切り替える。抵抗Ｒ６は、低圧補助給電回路線Ａ＋とフレームグランドＦＧ２との間に電気的に接続されている。減衰回路６６は、低圧補助給電回路線Ａ＋と絶縁素子５６との間に電気的に接続されている。減衰回路６６の構成は減衰回路６１（図３参照）の構成と同等である。

【0109】

絶縁素子５６は、減衰回路６６とＥＣＵ２３との間に電気的に接続されている。絶縁素子５６は、１次側の減衰回路６６と２次側のＥＣＵ２３との間を絶縁しつつ、コントローラ１３からの信号を減衰回路６６からＥＣＵ２３へと伝送する。絶縁素子５６は、絶縁素子５１と同等の容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータ（図４または図５参照）である。

【0110】

スイッチＫ４は、低圧補助給電回路線Ａ－に電気的に接続されている。スイッチＫ４は、コントローラ１３からの指令に従って、低圧補助給電回路線Ａ－の導通／非導通を切り替える。抵抗Ｒ７は、低圧補助給電回路線Ａ－とフレームグランドＦＧ２との間に電気的に接続されている。減衰回路６７は、低圧補助給電回路線Ａ－と絶縁素子５７との間に電気的に接続されている。減衰回路６７の構成も減衰回路６１（図３参照）の構成と同等である。

【0111】

絶縁素子５７は、減衰回路６７とＥＣＵ２３との間に電気的に接続されている。絶縁素子５７は、１次側の減衰回路６７と２次側のＥＣＵ２３との間を絶縁しつつ、コントローラ１３からの信号を減衰回路６７からＥＣＵ２３へと伝送する。絶縁素子５７も、絶縁素子５１と同等の容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータ（図４または図５参照）である。

【0112】

抵抗Ｒ３は、充放電コネクタ接続確認線ＣＣ２とフレームグランドＦＧ２との間に電気的に接続されている。抵抗Ｒ５は、充放電コネクタ接続確認線ＣＣ２の電位を補機バッテリ２２の動作電圧Ｕ２に引き上げるプルアップ抵抗である。減衰回路６８は、充放電コネクタ接続確認線ＣＣ２と絶縁素子５８との間に電気的に接続されている。減衰回路６８の構成も減衰回路６１（図３参照）の構成と同等である。

【0113】

絶縁素子５８は、減衰回路６８とＥＣＵ２３との間に電気的に接続されている。絶縁素子５８は、１次側の減衰回路６８と２次側のＥＣＵ２３との間を絶縁しつつ、充放電コネクタ３３Ｂが車両インレット２０Ｂに接続されていることを車両２Ｂが検出するための信号を減衰回路６８からＥＣＵ２３へと伝送する。絶縁素子５８も、絶縁素子５１と同等の容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータ（図４または図５参照）である。

【0114】

抵抗Ｒ１は、充放電コネクタ接続確認線ＣＣ１の電位を制御電源１２の動作電圧Ｕ１に引き上げるプルアップ抵抗である。減衰回路６９は、充放電コネクタ接続確認線ＣＣ１と絶縁素子５９との間に電気的に接続されている。減衰回路６９の構成も減衰回路６１（図３参照）の構成と同等である。

【0115】

絶縁素子５９は、減衰回路６９とコントローラ１３との間に電気的に接続されている。絶縁素子５９は、１次側の減衰回路６９と２次側のコントローラ１３との間を絶縁しつつ、充放電コネクタ３３Ｂが車両インレット２０Ｂに接続されていることをＥＶＰＳ１Ｂが検出するための信号を減衰回路６９からコントローラ１３へと伝送する。絶縁素子５９も、絶縁素子５１と同等の容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータ（図４または図５参照）である。

【0116】

以上のように、実施の形態２においても、実施の形態１およびその変形例と同様に、ＥＶＰＳ１Ｂの制御信号回路１４Ｂが絶縁素子５９を含む。車両２Ｂの制御信号回路２４Ｂが絶縁素子５６～５８を含む。絶縁素子５６～５９は、容量結合式または磁気結合式のデジタルアイソレータであるため、制御信号の伝送時にしか電力を消費しない。また、デジタルアイソレータの劣化に伴う出力伝達比の低下についても考慮しなくてよい。よって、実施の形態２によれば、互換性を確保しつつ、ＥＶＰＳ１Ｂおよび車両２Ｂの消費電力を低減できる。また、フォトカプラの発光素子の寿命が問題となることもない。

【0117】

なお、図９に示す構成例では、ＥＶＰＳ１Ｂおよび車両２Ｂの両方が絶縁素子を含むが、ＥＶＰＳ１Ｂおよび車両２Ｂのうちの一方のみが絶縁素子を含み、他方はフォトカプラ（図示せず）を含んでもよい。

【0118】

なお、スイッチＫ３，Ｋ４は、本開示に係る「第３スイッチ」および「第４スイッチ」にそれぞれ相当する。低圧補助給電回路線Ａ＋，Ａ－は、本開示に係る「第１低圧補助給電回路線」および「第２低圧補助給電回路線」にそれぞれ相当する。充放電コネクタ接続確認線ＣＣ２は、本開示に係る「第１充放電コネクタ接続確認線」に相当する。充放電コネクタ接続確認線ＣＣ１は、本開示に係る「第２充放電コネクタ接続確認線」に相当する。絶縁素子５６～５９は、本開示に係る「第５絶縁素子」～「第８絶縁素子」にそれぞれ相当する。減衰回路６６～６９は、本開示に係る「第４減衰回路」～「第７減衰回路」にそれぞれ相当する。図９の抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ１０，Ｒ３，Ｒ１は、本開示に係る「第８抵抗」～「第１２抵抗」にそれぞれ相当する。

【0119】

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。本開示の範囲は、上記した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】

【0120】

１００，２００ 電力管理システム、１，１Ｂ ＥＶＰＳ、１１ 電力変換装置、１２ 制御電源、１３ コントローラ、１４，１４Ａ，１４Ｂ 制御信号回路、１５ オプション回路、１６ 回り込み防止回路、１７ フォトカプラ、１８ 補助電源、２，２Ｂ 車両、２０，２０Ｂ 車両インレット、２１ メインバッテリ、２２ 補機バッテリ、２３ ＥＣＵ、２４，２４Ｂ 制御信号回路、２５ 車両コンタクタ、２６ リレー、２７ オプション回路、３，３Ｂ 充放電ケーブルアセンブリ、３１，３１Ｂ 電力線、３２，３２Ｂ 信号線、３３，３３Ｂ 充放電コネクタ、４１，４３，４４，４６～４８，４９１，４９２ 互換性回路、５１～５９，５１Ａ，５１Ｂ 絶縁素子、６１～６３，６５～６９ 減衰回路、７１ 差動ドライバ、７２ 差動レシーバ、Ｃ１ コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２ ダイオード、Ｆ１，Ｆ２ ヒューズ、Ｋ３，Ｋ４，Ｑ１，Ｑ２，ＳＷ１，ＳＷ２，ｄ１，ｄ２ スイッチ、Ｌ１ 充放電コネクタ１２Ｖ線線、Ｌ２，Ｌ３ 作動開始停止線、Ｌ４ 充放電コネクタ接続確認線、Ｌ５ 作動許可禁止線、Ｌ６ 接地線、Ａ＋，Ａ－ 低圧補助給電回路線、ＣＣ１，ＣＣ２，Ｌ４ 充放電コネクタ接続確認線、ＧＬ 接地線、Ｌ１１，Ｌ１２ コイル、Ｒ１～Ｒ１１ 抵抗、Ｔ１ ＥＶＰＳ用電源端子、Ｔｒ１ 絶縁トランス。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】