特許 7647875 開閉装置、開閉システム及び制御方法

(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】2025-03-10

(45)【発行日】2025-03-18

(54)【発明の名称】開閉装置、開閉システム及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20250311BHJP

   H02H 3/16 20060101ALI20250311BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20250311BHJP

   B60L 53/14 20190101ALI20250311BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 S

H02J7/00 P

H02H3/16 A

H02H7/18

B60L53/14

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023509956

(86)(22)【出願日】2021-03-30

(86)【国際出願番号】 JP2021013505

(87)【国際公開番号】W WO2022208649

(87)【国際公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-10-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100099933

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 敏

(74)【代理人】

【識別番号】100124028

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 公雄

(74)【代理人】

【識別番号】100145207

【弁理士】

【氏名又は名称】酒本 裕明

(74)【代理人】

【識別番号】100078813

【弁理士】

【氏名又は名称】上代 哲司

(74)【代理人】

【識別番号】100094477

【弁理士】

【氏名又は名称】神野 直美

(72)【発明者】

【氏名】甲田 直也

(72)【発明者】

【氏名】廣田 貴久

【審査官】早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０９１１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１４３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０３７７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４９８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／０３２３０９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４－７／３６

Ｈ０１Ｍ１０／４２－１０／４８

Ｈ０２Ｈ３／０８－３／２５３

Ｈ０２Ｈ７／００

Ｈ０２Ｈ７／１０－７／２０

Ｂ６０Ｌ１／００－３／１２

Ｂ６０Ｌ５／００－５／４２

Ｂ６０Ｌ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ１５／００－５８／４０

Ｂ６０Ｍ１／００－７／００

Ｂ６０Ｒ１６／００－１７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載され、直流電源に接続されるコネクタと蓄電池との間に配置される開閉装置であって、
前記コネクタと前記蓄電池とを接続する電送路と、
前記電送路に設けられた半導体リレーと、
前記電送路に設けられた開閉器と、
前記半導体リレーの電圧を測定する第１センサと、
前記半導体リレーの開閉を制御する制御部とを含み、
前記開閉器は、外部からの制御信号により制御され、
前記制御部は、
前記第１センサの測定値に基づいて前記電送路の短絡の有無を判定する判定部を含み、
前記制御信号と前記判定部による判定結果とに基づいて前記半導体リレーの開閉を制御し、
前記第１センサは、電圧センサを含み、
前記電圧センサは、前記半導体リレーの入力端子及び出力端子間の電圧を測定し、
前記第１センサは、前記半導体リレーの入力端子及び出力端子間の前記電圧から片方向電圧を生成し、
前記判定部は、前記片方向電圧に基づいて前記電送路の短絡の有無を判定し、
前記片方向電圧は、短絡電流が生じる場合、前記半導体リレーの入力端子及び出力端子間の前記電圧に等しく、充電電流が生じる場合、０である、開閉装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記判定部により前記電送路が短絡していると判定されたことを受けて、前記制御信号を考慮せずに前記半導体リレーの開閉制御を行う、請求項１に記載の開閉装置。

【請求項3】

前記半導体リレーの前記開閉制御は、前記半導体リレーを開く遮断制御である、請求項２に記載の開閉装置。

【請求項4】

前記判定部により前記電送路が短絡していると判定されたことを受けて、リセット信号を出力するリセット部をさらに含み、
前記制御部は、
前記リセット信号が入力されたことを受けて、前記半導体リレーを閉じる制御を行い、
所定時間の間に前記遮断制御を複数回実行した後には、前記半導体リレーを開いた状態に維持する、請求項３に記載の開閉装置。

【請求項5】

前記電送路が短絡していない状態において、前記制御部は、前記開閉器の開閉に同期して前記半導体リレーの開閉を制御する同期制御を行う、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の開閉装置。

【請求項6】

前記同期制御は、前記第１センサの前記測定値を考慮せずに前記制御信号に基づいて前記半導体リレーを開閉させる制御である、請求項５に記載の開閉装置。

【請求項7】

前記開閉器と前記半導体リレーとの接続ノードの電圧値を測定する第２センサと、
前記第２センサにより検出された電圧値により前記半導体リレーの故障の有無を判定する故障判定部とをさらに含み、
前記故障判定部は、前記制御信号及び前記電圧値により前記半導体リレーの故障の有無を判定する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の開閉装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の開閉装置と、
前記開閉装置に前記制御信号を入力する開閉器制御部とを含む、開閉システム。

【請求項9】

車両に搭載され、直流電源に接続されるコネクタと蓄電池との間に配置される開閉装置の制御方法であって、
前記開閉装置は、
前記コネクタと前記蓄電池とを接続する電送路と、
前記電送路に設けられた半導体リレーと、
前記電送路に設けられた開閉器とを含み、
制御信号により前記開閉器を制御する第１制御ステップと、
前記半導体リレーの電圧を測定する測定ステップと、
前記測定ステップにより得られる測定値に基づいて前記電送路の短絡の有無を判定する判定ステップと、
前記制御信号と前記判定ステップによる判定結果とに基づいて前記半導体リレーの開閉を制御する第２制御ステップとを含み、
前記測定ステップは、
前記半導体リレーの入力端子及び出力端子間の電圧を測定するステップと、
前記半導体リレーの入力端子及び出力端子間の前記電圧から片方向電圧を生成するステップとを含み、
前記判定ステップは、前記片方向電圧に基づいて前記電送路の短絡の有無を判定するステップを含み、
前記片方向電圧は、短絡電流が生じる場合、前記半導体リレーの入力端子及び出力端子間の前記電圧に等しく、充電電流が生じる場合、０である、制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、開閉装置、開閉システム及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

プラグインハイブリッド車（以下、ＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）という）又は電気自動車（以下、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）という）に搭載された二次電池は、外部電源により充電される。特許文献１には、充電ラインが短絡しても短絡電流の発生を防止できる電動車両の充電システムが開示されている。具体的には、図１を参照して、電動車両１２の充電システムは、車両側コネクタ３０と、充電ライン開閉器２８ｐ及び２８ｎと、車両側充電ライン４６ｐ及び４６ｎと、走行用バッテリ２４とを含む。また、充電システムは、車両側充電ライン４６ｐ及び４６ｎ間に設けられた車両側電圧センサ３８と、直流電源６０及び充電器側コネクタ６２を電気的に接続（以下、単に接続という）する充電器側充電ライン７２ｐ及び７２ｎ間に設けられた充電器側電圧センサ６６とを含む。充電システムはさらに、ダイオード３２と、ダイオード３２をバイパスするバイパスライン４８と、バイパスライン４８に配置されたバイパスライン開閉器３４及び抵抗素子３６と、電子制御装置（ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ））４０とを含む。

【0003】

充電システムは、充電ラインに短絡が発生した場合、走行用バッテリ２４から急速充電器１４への逆流電流（短絡電流）を、ダイオード３２により防止できる。また、充電システムは、充電が開始される前に絶縁故障（短絡等）の有無を判定できる。急速充電を行う場合、車両側コネクタ３０と充電器側コネクタ６２とが接続され、充電ライン開閉器２８ｐ及び２８ｎ、並びにバイパスライン開閉器３４に対して閉指令が出力される。このとき、車両側電圧センサ３８及び充電器側電圧センサ６６により検出される電圧の差が所定の閾値を超える場合、電子制御装置４０は、充電ライン開閉器２８ｐ若しくは２８ｎ、バイパスライン４８又は抵抗素子３６に絶縁故障（短絡等）の可能性があると判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－２２８０６０号公報

【発明の概要】

【0005】

本開示のある局面に係る開閉装置は、車両に搭載され、直流電源に接続されるコネクタと蓄電池との間に配置される開閉装置であって、コネクタと蓄電池とを接続する電送路と、電送路に設けられた半導体リレーと、電送路に設けられた開閉器と、半導体リレーを流れる電流、又は、半導体リレーの電圧を測定するセンサと、半導体リレーの開閉を制御する制御部とを含み、開閉器は、外部からの制御信号により制御され、制御部は、制御信号とセンサの測定値とに基づいて半導体リレーを制御する。

【0006】

本開示の別の局面に係る開閉システムは、上記の開閉装置と、開閉装置に制御信号を入力する開閉器制御部とを含む。

【0007】

本開示のさらに別の局面に係る制御方法は、車両に搭載され、直流電源に接続されるコネクタと蓄電池との間に配置される開閉装置の制御方法であって、開閉装置は、コネクタと蓄電池とを接続する電送路と、電送路に設けられた半導体リレーと、電送路に設けられた開閉器とを含み、制御信号により開閉器を制御する第１制御ステップと、半導体リレーを流れる電流、又は、半導体リレーの電圧を測定する測定ステップと、制御信号と測定ステップにより得られる測定値とに基づいて半導体リレーを制御する第２制御ステップとを含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、短絡電流を防止可能な従来の充電システムを示すブロック図である。

【図2】図２は、本開示の第１実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、半導体リレーに用いるＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の構造を示す断面図である。

【図4】図４は、図３に示したＭＯＳＦＥＴにおいてソース電圧を基準としてドレインに負電圧を印加したときの電圧－電流特性を示すグラフである。

【図5】図５は、図２に示した構成において蓄電池を充電するときの動作を示すフローチャートである。

【図6】図６は、図２に示した開閉装置の動作を示すタイミングチャートである。

【図7】図７は、しきい値を小さくした場合の効果を示すタイミングチャートである。

【図8】図８は、本開示の第２実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図である。

【図9】図９は、図８に示した開閉装置の動作（短絡発生）を示すタイミングチャートである。

【図10】図１０は、図８に示した開閉装置の動作（短絡の誤検知）を示すタイミングチャートである。

【図11】図１１は、本開示の第３実施形態に係る開閉装置の構成を示すブロック図である。

【図12】図１２は、図１１に示した開閉装置の故障判定部の動作を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、図１１に示した開閉装置の動作（正常状態）を示すタイミングチャートである。

【図14】図１４は、図１１に示した開閉装置の動作（半導体リレーのオン固着状態）を示すタイミングチャートである。

【図15】図１５は、図１１に示した開閉装置の動作（半導体リレーのオフ固着状態）を示すタイミングチャートである。

【図16】図１６は、変形例に係る開閉装置の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示が解決しようとする課題］
特許文献１に記載された充電システムにおいては、走行用バッテリ２４の急速充電時にはダイオード３２に大電流が流れる。したがって、オン抵抗値が比較的大きいダイオード３２の発熱量は大きく、ダイオード３２を冷却するための機構を追加する必要があり、そのための費用がかかる問題がある。また、充電ライン開閉器２８ｐ及び２８ｎの開閉制御とは別に、急速充電を開始する前に、蓄電池の電圧を確認するために、バイパスライン開閉器３４をオンオフ制御することが必要であり、急速充電のための制御が複雑である問題もある。

【0010】

したがって、本開示は、特別な冷却機構を必要とせず、急速充電のための制御を複雑化させずに、短絡電流を遮断できる開閉装置、開閉システム及び制御方法を提供することを目的とする。

【0011】

［本開示の効果］
本開示によれば、特別な冷却機構を必要とせず、急速充電のための制御を複雑化させずに、短絡電流を遮断できる開閉装置、開閉システム及び制御方法を提供できる。

【0012】

［本開示の実施形態の説明］
本開示の実施形態の内容を列記して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組合せてもよい。

【0013】

（１）本開示の第１の局面に係る開閉装置は、車両に搭載され、直流電源に接続されるコネクタと蓄電池との間に配置される開閉装置であって、コネクタと蓄電池とを接続する電送路と、電送路に設けられた半導体リレーと、電送路に設けられた開閉器と、半導体リレーを流れる電流、又は、半導体リレーの電圧を測定する第１センサと、半導体リレーの開閉を制御する制御部とを含み、開閉器は、外部からの制御信号により制御され、制御部は、制御信号と第１センサの測定値とに基づいて半導体リレーを制御する。これにより、電送路に短絡が発生した場合に、電送路を速やかに遮断（開放）でき、蓄電池から短絡電流が流れることを防止できる。また、半導体リレーのオン抵抗は比較的小さいので、ダイオードを介して充電電流を供給する構成のように特別な冷却機構を設ける必要がない。

【0014】

（２）好ましくは、制御部は、第１センサの測定値に基づいて電送路の短絡の有無を判定する判定部を含み、制御信号と判定部による判定結果とに基づいて半導体リレーの開閉を制御する。これにより、充電ライン（電送路）に設けられた開閉器の制御を変更することなく、通常時には制御信号にしたがって半導体リレーを制御し、短絡発生時には半導体リレーをオフし、電送路を遮断できる。

【0015】

（３）より好ましくは、第１センサは、電圧センサを含み、電圧センサは、半導体リレーの入力端子及び出力端子間の電圧を測定し、判定部は、電圧センサにより測定された電圧に基づいて電送路の短絡の有無を判定する。これにより、電送路の短絡を速やかに検知できる。また、半導体リレーの片方向電圧（短絡電流を生じる電圧差であり、充電電流が流れる状態においてはゼロ）を用いて電送路の短絡の有無を判定すれば、半導体リレーをオフ（電送路の遮断状態）にするしきい値を充電電流よりも小さく設定でき、短絡が発生した場合に速やかに、半導体リレーをオフして短絡電流が流れることを防止できる。

【0016】

（４）さらに好ましくは、制御部は、判定部により電送路が短絡していると判定されたことを受けて、制御信号を考慮せずに半導体リレーの開閉制御を行う。これにより、速やかに半導体リレーをオフして短絡電流が流れることを防止できる。半導体リレーをオフしても、充電ラインに設けた開閉器の状態には影響しないので、開閉器を閉状態のままに維持できる。したがって、短絡判定が誤判定であった場合には速やかに充電を再開できる。

【0017】

（５）好ましくは、半導体リレーの開閉制御は、半導体リレーを開く遮断制御である。これにより、短絡電流が流れることを速やかに防止できる。

【0018】

（６）より好ましくは、開閉装置は、判定部により電送路が短絡していると判定されたことを受けて、リセット信号を出力するリセット部をさらに含み、制御部は、リセット信号が入力されたことを受けて、半導体リレーを閉じる制御を行い、所定時間の間に遮断制御を複数回実行した後には、半導体リレーを開いた状態に維持する。これにより、短絡発生をより正確に検出でき、誤検知であった場合には急速充電を維持できる。

【0019】

（７）さらに好ましくは電送路が短絡していない状態において、制御部は、開閉器の開閉に同期して半導体リレーの開閉を制御する同期制御を行う。これにより、充電ラインに設けられた開閉器の制御を変更する必要がなく、従来通りの充電制御を行うことができる。

【0020】

（８）好ましくは、同期制御は、第１センサの測定値を考慮せずに制御信号に基づいて半導体リレーを開閉させる制御である。これにより、短絡が発生していない状況においては、従来通りの開閉器の制御を行うことができる。

【0021】

（９）より好ましくは、開閉装置は、開閉器と半導体リレーとの接続ノードの電圧値を測定する第２センサと、第２センサにより検出された電圧値により半導体リレーの故障の有無を判定する故障判定部とをさらに含み、故障判定部は、制御信号及び電圧値により半導体リレーの故障の有無を判定する。これにより、半導体リレーが故障している場合には、急速充電が指示されても、急速充電を実行しないようにできる。したがって、半導体リレーがオン状態に維持されている故障状態（オン固着）において、短絡電流の発生を防止でき、半導体リレーがオフ状態に維持されている故障状態（オフ固着）において、急速充電の実行によりボディダイオードが異状発熱することを防止できる。

【0022】

（１０）本開示の第２の局面に係る開閉システムは、上記の開閉装置と、開閉装置に制御信号を入力する開閉器制御部とを含む。これにより、電送路に短絡が発生した場合に、電送路を速やかに遮断（開放）でき、蓄電池から短絡電流が流れることを防止できる。また、半導体リレーのオン抵抗は比較的小さいので、ダイオードを介して充電電流を供給する構成のように特別な冷却機構を設ける必要がない。

【0023】

（１１）本開示の第２の局面に係る制御方法は、車両に搭載され、直流電源に接続されるコネクタと蓄電池との間に配置される開閉装置の制御方法であって、開閉装置は、コネクタと蓄電池とを接続する電送路と、電送路に設けられた半導体リレーと、電送路に設けられた開閉器とを含み、制御信号により開閉器を制御する第１制御ステップと、半導体リレーを流れる電流、又は、半導体リレーの電圧を測定する測定ステップと、制御信号と測定ステップにより得られる測定値とに基づいて半導体リレーを制御する第２制御ステップとを含む。これにより、短絡が発生した場合に、電送路を速やかに遮断（開放）でき、蓄電池から短絡電流が流れることを防止できる。

【0024】

［本開示の実施形態の詳細］
以下の実施形態においては、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

【0025】

（第１実施形態）
（構成）
図２を参照して本開示の第１実施形態に係る開閉装置１００は、制御部１０２、半導体リレー１０４、第１センサ１０６、開閉部１０８、並びに、電送路１１４ａ及び１１４ｂを含む。開閉装置１００は、外部ＥＣＵ１２０、コネクタ１２２、蓄電池１２４及びセンサ１２６と共に車両１４０に搭載されている。開閉装置１００は、車両１４０に充電器２００を接続して蓄電池１２４を充電するための電送路に配置されている。車両１４０は、ＰＨＥＶ又はＥＶである。

【0026】

制御部１０２は、判定部１１０及び駆動部１１２を含む。判定部１１０は、演算機能を有する。判定部１１０は、後述するように、所定のしきい値Ｖｔｈに基づき、半導体リレー１０４をオフ（開放）させる制御を行う。具体的には、判定部１１０は、第１センサ１０６から入力される信号（後述する片方向電圧Ｖ０）をしきい値Ｖｔｈと比較し、その結果に応じた制御信号Ｓ１を出力する。即ち、判定部１１０は、Ｖ０≦Ｖｔｈであれば、ローレベル（以下、Ｌレベルという）の制御信号Ｓ１を出力し、Ｖ０＞Ｖｔｈであれば、ハイレベル（以下、Ｈレベルという）の制御信号Ｓ１を出力する。判定部１１０は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。判定部１１０は、比較的簡単な構成の演算素子（ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のＩＣチップ）により実現され得る。判定部１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）等により実現されてもよい。

【0027】

しきい値Ｖｔｈは、例えば、制御部１０２内部のメモリ（図示せず）に予め記憶されていればよい。なお、しきい値Ｖｔｈは電圧であるが、遮断電流が指定される場合には、半導体リレー１０４のオン抵抗（Ｒ）を用いて、遮断電流（Ｉｔｈ）に対応する電圧値（Ｉｔｈ×Ｒ）を算出し、その電圧値をしきい値Ｖｔｈとすればよい。

【0028】

しきい値Ｖｔｈは、後述する半導体リレー１０４が損傷されない範囲の値に設定されることが必要である。充電器２００により蓄電池１２４を急速充電する場合、充電中において半導体リレー１０４を流れる電流Ｉは、大電流の充電電流（例えば、２００Ａ）である。したがって、半導体リレー１０４が損傷されないように、電送路が短絡した場合においても、充電電流（２００Ａ）を超える短絡電流が流れないように、しきい値Ｖｔｈを設定することが好ましい。例えば、半導体リレー１０４のオン抵抗と２００Ａとの積以下の値をしきい値Ｖｔｈとすればよい。

【0029】

駆動部１１２は、半導体リレー１０４を駆動するための回路であり、判定部１１０の出力信号（制御信号Ｓ１）が入力され、制御信号Ｓ１と、後述する外部ＥＣＵ１２０から入力される制御信号Ｓ２とに応じた駆動信号Ｖｇを生成して半導体リレー１０４に出力する。具体的には、制御信号Ｓ１がＬレベルであれば、制御信号Ｓ２と同じレベルの信号が駆動信号Ｖｇとして出力される。制御信号Ｓ１がＨレベルであれば、制御信号Ｓ２のレベルに関係なく、制御信号Ｓ１を反転したレベル（即ちＬレベル）の信号が駆動信号Ｖｇとして出力される。駆動信号Ｖｇは、半導体リレー１０４の開閉を制御する信号（ゲート電圧）として使用される。

【0030】

半導体リレー１０４は、スイッチング機能を有する半導体素子を含むリレーである。半導体リレー１０４は、コネクタ１２２の複数の端子のうちの１つの端子（第１の端子）と蓄電池１２４の正極端子とを結ぶ電送路１１４ａに配置されている。ここでは、半導体リレー１０４は、大電流を流すことができるＮ型のＭＯＳＦＥＴ（以下、Ｎ－ＭＯＳＦＥＴという）であるとする。半導体リレー１０４のソースＳは開閉部１０８に接続され、ドレインＤは蓄電池１２４の正極端子に接続され、ゲートＧは駆動部１１２の出力端子に接続されている。半導体リレー１０４は、通常のＭＯＳＦＥＴが構造的に有しているダイオード１１６を含む。半導体リレー１０４はＮ－ＭＯＳＦＥＴであるので、ダイオード１１６のアノード（Ｎ－ＭＯＳＦＥＴのボディ）はソースＳに接続されており、カソードはドレインＤに接続されている。後述するように、蓄電池１２４が充電されるとき、半導体リレー１０４のソースＳは充電電流の入力端子であり、ドレインＤは充電電流の出力端子である。

【0031】

図３を参照して、半導体リレー１０４の開閉機能を担うＮ－ＭＯＳＦＥＴに関して具体的に示す。Ｎ－ＭＯＳＦＥＴ（例えば、ＳｉＣのＮ－ＭＯＳＦＥＴ）のソースには正電圧が印加され、ドレインには、ソース電圧を基準として負電圧が印加される。ゲートには、ソース電圧を基準として正電圧が印加される。この状態においては、図３に実線の矢印で示したように、チャネル（Ｐ型層においてゲート下に形成される反転層）を介して、ソースからドレインに電流（以下、ドレイン電流ともいう）が流れる。ソース電圧がドレイン電圧よりも高いので、ボディダイオードには順電圧がかかった状態であり、ボディダイオードを介しても電流（破線の矢印参照）が流れるが、抵抗の小さいチャネルを介して流れる電流が支配的である。

【0032】

図４を参照して、一定のゲート電圧ＶＧの下でのドレイン電圧ＶＤ及びドレイン電流ＩＤの変化を表すグラフ（電圧－電流特性）は、ゲート電圧ＶＧを０からＶ１（＞０）、Ｖ２（＞Ｖ１）と増大させると、点線（ＶＧ＝０）から実線で示したように変化する。図４において、横軸（右方向が正方向）は、ソース電圧ＶＳを基準としたドレイン電圧ＶＤを表し、縦軸（上方向が正方向）は、ソースからドレインに流れる方向を正とするドレイン電流ＩＤを表す。図４のグラフは、右上に示した点Ｏを原点（（ＶＤ，ＩＤ）＝（０，０））として、ＶＤ≦０、ＩＤ≦０の領域におけるドレインの電圧－電流特性を示している。ＶＧ＝０の場合、チャネルを介して電流は流れないので、ＶＧ＝０のグラフは、ボディダイオードの電圧－電流特性を表している。

【0033】

第１センサ１０６は、半導体リレー１０４のソースＳ及びドレインＤ間の電圧を検出する。ここでは、第１センサ１０６は、ソースＳの電圧ＶｓとドレインＤの電圧Ｖｄとを検出し、検出値に応じた片方向電圧Ｖ０を、半導体リレー１０４に流れる電流方向を考慮して生成する。具体的には、片方向電圧Ｖ０は、Ｖｄ≧Ｖｓであれば、Ｖ０＝Ｖｄ－Ｖｓであり、Ｖｄ＜Ｖｓであれば、Ｖ０＝０である。即ち、片方向電圧Ｖ０は、ソース電圧を基準としたドレイン電圧であり、半導体リレー１０４のドレインＤからソースＳに向かう電流（短絡電流）が生じるときの電圧を意味する。半導体リレー１０４のソースＳからドレインＤに向かう電流（充電電流）が生じるときには、片方向電圧Ｖ０は０である。片方向電圧Ｖ０は、上記したように第１センサ１０６から判定部１１０に入力される。

【0034】

開閉部１０８は、第１開閉器１０８ａ及び第２開閉器１０８ｂを含む。第１開閉器１０８ａは、コネクタ１２２の複数の端子のうちの第１の端子と蓄電池１２４の正極端子とを結ぶ電送路１１４ａに配置されている。コネクタ１２２は、後述するコネクタ２１０と結合する形態を有している。例えば、コネクタ２１０がプラグであれば、コネクタ１２２はソケットである。第２開閉器１０８ｂは、コネクタ１２２の複数の端子のうち、第１の端子と異なる第２の端子と蓄電池１２４の負極端子とを結ぶ電送路１１４ｂに配置されている。より具体的には、第１開閉器１０８ａは、コネクタ１２２の第１の端子と半導体リレー１０４のソースＳとの間に配置されている。第１開閉器１０８ａ及び第２開閉器１０８ｂは、閉状態において蓄電池１２４及びコネクタ１２２を接続し、開状態において蓄電池１２４及びコネクタ１２２の接続を開放する。第１開閉器１０８ａ及び第２開閉器１０８ｂは、例えば、電磁石と機械的接点とを有する電磁開閉器である。第１開閉器１０８ａ及び第２開閉器１０８ｂの開閉は、外部ＥＣＵ１２０からの制御信号Ｓ２により制御される。

【0035】

外部ＥＣＵ１２０は、上記したように、第１開閉器１０８ａ及び第２開閉器１０８ｂの開閉を制御するための制御信号Ｓ２を、第１開閉器１０８ａ及び第２開閉器１０８ｂと駆動部１１２とに出力する。即ち、外部ＥＣＵ１２０は、開閉装置１００に含まれる第１開閉器１０８ａ及び第２開閉器１０８ｂを制御する開閉器制御部として機能する。外部ＥＣＵ１２０は、例えば、ＣＰＵ又はマイコン等により実現される。外部ＥＣＵ１２０は、所定のプログラムを実行することにより、後述する処理を実行する。外部ＥＣＵ１２０が実行するプログラムは、外部ＥＣＵ１２０内部又は外部ＥＣＵ１２０外部の不揮発性記憶装置に記憶されている。

【0036】

蓄電池１２４は、充放電可能な高電圧（例えば、約３００Ｖ）の二次電池である。蓄電池１２４は、車両１４０（ＰＨＥＶ又はＥＶ）の駆動機構（モータ等）に、その作動のための電力を供給する。

【0037】

センサ１２６は、電送路１１４ａ及び１１４ｂ間の電圧を、所定の時間間隔で、又は、外部からの指示を受けたタイミングで測定する。センサ１２６は、外部からの要求を受けて、測定値を要求元に伝送する。例えば、急速充電に関係する外部ＥＣＵ１２０は、急速充電を開始する前に、センサ１２６の測定値を取得して蓄電池１２４の充電状態を確認する。急速充電中には、センサ１２６の測定値は、蓄電池１２４の充電状況の監視に利用される。センサ１２６の測定値は、コネクタ１２２及びコネクタ２１０を介して、後述する通信線１２８により充電器２００に送信されてもよい。

【0038】

充電器２００は、直流電源２０２、センサ２０４、制御部２０６、電送路２０８ａ及び２０８ｂ、並びに、コネクタ２１０を含む。制御部２０６は、車両１４０に搭載された外部ＥＣＵ１２０から充電開始及び充電停止の指示を、通信線１２８を介して受ける。通信線１２８は、コネクタ２１０がコネクタ１２２に装着されることにより、車両１４０内の配線と充電器２００内の配線とが接続されることにより形成される。直流電源２０２は、制御部２０６による制御を受けて、蓄電池１２４を充電するための電力（直流）を出力する。

【0039】

直流電源２０２の正極端子は電送路２０８ａに接続され、負極端子は電送路２０８ｂに接続されている。電送路２０８ａ及び２０８ｂは、コネクタ２１０に接続されている。コネクタ２１０は、例えばプラグであり、電送路２０８ａ及び２０８ｂは、例えば、充電器２００の本体とコネクタ２１０とを接続するケーブルとして実現される。電送路２０８ａは、コネクタ２１０の複数の端子のうちの１つの端子（以下、第３の端子という）に接続され、電送路２０８ｂは、コネクタ２１０の複数の端子のうち、第３の端子と異なる第４の端子に接続されている。コネクタ２１０がコネクタ１２２に装着されることにより、上記したコネクタ１２２の第１の端子及び第２の端子はそれぞれ、コネクタ２１０の第３の端子及び第４の端子に接続される。したがって、直流電源２０２の出力電力は、電送路１１４ａ及び１１４ｂに配置された、第１開閉器１０８ａ及び第２開閉器１０８ｂ、並びに半導体リレー１０４を介して蓄電池１２４に電送される。

【0040】

センサ２０４は、電送路２０８ａ及び２０８ｂ間の電圧を測定する。制御部２０６は、センサ２０４の測定値を直流電源２０２の制御に適宜利用する。制御部２０６は、通信線１２８を介して、センサ２０４の測定値を外部ＥＣＵ１２０に送信してもよい。

【0041】

（充電時の動作）
図５及び図６を参照して、充電時における開閉装置１００の動作に関して説明する。図５に示した処理は、車両１４０が停止しており（停車し駆動機構が停止している状態）、コネクタ１２２にコネクタ２１０が装着され、操作装置（図示せず）に対して急速充電を指示する操作が行われたことを受けて開始される。図５に示した処理は、開閉装置１００を含めて、図２に示した車両１４０及び充電器２００を構成する各部の協働により実現される。

【0042】

図６に示した波形は上から、外部ＥＣＵ１２０から出力される制御信号Ｓ２、開閉部１０８の状態、駆動信号Ｖｇ（半導体リレー１０４のゲート電圧）、半導体リレー１０４の状態、片方向電圧Ｖ０、判定部１１０から出力される制御信号Ｓ１、及び、半導体リレー１０４を流れる電流Ｉを表す。横軸は、全ての波形に共通の時間ｔを表す。電流Ｉはドレイン電流であり、半導体リレー１０４のソースＳからドレインＤに向かう方向（充電器２００から蓄電池１２４に向かう方向）が正である。Ｉ＞０の場合、電流Ｉは蓄電池１２４を充電するための充電電流である。Ｉ＜０の場合、電流Ｉは蓄電池１２４から出力される短絡電流である。

【0043】

０≦ｔ＜ｔ１の間、車両１４０は停止しており、制御信号Ｓ２はＬレベルであり開閉部１０８は開状態にある。このとき、片方向電圧Ｖ０は０であり、判定部１１０から出力される制御信号Ｓ１はＬレベルであり、上記したように、駆動部１１２は制御信号Ｓ２のレベルと同じレベルの信号（Ｌレベル）を出力する。したがって、半導体リレー１０４はオフ（停止状態）である。

【0044】

ｔ＝ｔ１において、上記したように急速充電が指示されると、ステップ３００において、開閉部１０８を閉状態にし、半導体リレー１０４をオンさせる。その後、制御はステップ３０２に移行する。具体的には、外部ＥＣＵ１２０がＨレベルの制御信号Ｓ２を出力し、若干の遅れの後、開閉部１０８は閉状態になる。制御信号Ｓ２は、開閉部１０８に入力されると同時に駆動部１１２にも入力される。このとき、第１センサ１０６から出力される片方向電圧Ｖ０は０であり、判定部１１０から出力される制御信号Ｓ１はＬレベルである。したがって、上記したように、駆動部１１２は制御信号Ｓ２のレベルと同じレベルの駆動信号Ｖｇ（Ｈレベル）を出力する。なお、駆動信号Ｖｇのレベル（Ｈレベル又はＬレベル）は、ソースＳの電圧を基準としている。開閉部１０８は機械式であるので、図６に示したように、半導体リレー１０４がオンするタイミングの方が、開閉部１０８が閉状態になるタイミングよりも早い。

【0045】

ステップ３０２において、蓄電池１２４を急速充電するための充電電流の供給を開始する。その後、制御はステップ３０４に移行する。具体的には、外部ＥＣＵ１２０は、通信線１２８を介して充電器２００の制御部２０６に充電電流の供給を指示し、これを受けて充電器２００は、直流電源２０２から電力を出力する。上記したように、ステップ３００により開閉部１０８が閉状態になれば、半導体リレー１０４のソースＳには直流電源２０２からの正電圧が印加される。半導体リレー１０４のドレインＤには、蓄電池１２４から正電圧が印加されているので、直流電源２０２の正電圧が蓄電池１２４の正電圧よりも高ければ（即ち、ソース電圧を基準としたドレイン電圧Ｖｄが負（Ｖｄ＜０）であれば）、駆動信号ＶｇがＨレベルになることにより、半導体リレー１０４はオンし駆動状態になる。したがって、直流電源２０２から電力供給することにより、半導体リレー１０４にはソースＳからドレインＤに向かって正の電流Ｉが流れる（図６においてＩ＝Ｉ０）。これにより、蓄電池１２４は充電される（充電器２００による急速充電）。このとき、電流Ｉには、ダイオード１１６を介して流れる電流も含まれるが、より抵抗が小さいチャネル部分を流れる電流が支配的である。

【0046】

ステップ３０４において、片方向電圧Ｖ０を生成する。具体的には、第１センサ１０６は、半導体リレー１０４の入力端子（ソースＳ）及び出力端子（ドレインＤ）間の電圧差を検出し、電圧差に応じて、上記したように片方向電圧Ｖ０を生成して出力する。その後、制御はステップ３０６に移行する。

【0047】

ステップ３０６において、電送路の短絡の有無を判定する。具体的には、判定部１１０は、第１センサ１０６から出力される片方向電圧Ｖ０がしきい値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定することにより、電送路に短絡が発生したか否かを判定する。判定部１１０は、Ｖ０≧Ｖｔｈ（短絡発生）と判定すると、上記したように、Ｈレベルの制御信号Ｓ１を出力する。Ｖ０≧Ｖｔｈと判定されると、制御はステップ３１２に移行し、そうでなければ、制御はステップ３０８に移行する。

【0048】

短絡が発生していなければ、ステップ３０８において、外部ＥＣＵ１２０は、急速充電を終了するか否かを判定する。終了すると判定された場合、制御はステップ３１０に移行し、そうでなければ、制御はステップ３０４に戻る。例えば、蓄電池１２４が満充電になった場合、又は、操作装置が操作されて終了の指示がなされた場合に、急速充電を終了すると判定される。

【0049】

ステップ３１０において、開閉部１０８を開状態にし、半導体リレー１０４をオフにする。具体的には、外部ＥＣＵ１２０は、Ｌレベルの制御信号Ｓ２を出力する。その後、本プログラムは終了する。これにより、開閉部１０８は開状態になり、半導体リレー１０４はオフになる。したがって、短絡が発生しておらず、充電を終了すると判定されなければ、ステップ３０４～３０８が繰返し実行され、急速充電状態が維持される。

【0050】

ステップ３０６により短絡発生と判定された場合、ステップ３１２において、半導体リレーをオフする。具体的には、上記したように、駆動部１１２は、判定部１１０からＨレベルの制御信号Ｓ１が入力されると、外部ＥＣＵ１２０から出力される制御信号Ｓ２のレベルに関係なく、Ｌレベルの駆動信号Ｖｇを出力する。これにより、半導体リレー１０４は速やかにオフし、短絡電流が流れることを防止できる。その後、本プログラムは終了する。

【0051】

図６は、ｔ１＜ｔ＜ｔ２において、急速充電が実行され（ステップ３０４、３０６及び３０８の繰返し）、ｔ＝ｔ２において、急速充電を終了すると判定された（ステップ３０８の判定結果がＹＥＳ）ことを示している。ｔ＝ｔ２において、外部ＥＣＵ１２０から出力される制御信号Ｓ２がＬレベルになれば（ステップ３１０参照）、若干の遅れの後、開閉部１０８は開状態になる。このとき、第１センサ１０６から出力される片方向電圧Ｖ０は０であり、判定部１１０から出力される制御信号Ｓ１はＬレベルである。したがって、上記したように、駆動部１１２は制御信号Ｓ２のレベルと同じレベルの駆動信号Ｖｇ（Ｌレベル）を出力し、半導体リレー１０４はオフ（停止状態）になる。開閉部１０８は機械式であるので、図６に示したように、開閉部１０８が閉状態になるタイミングよりも、半導体リレー１０４がオフするタイミングの方が早い。即ち、半導体リレー１０４のソースＳには直流電源２０２からの正電圧が印加され、半導体リレー１０４のドレインＤには、蓄電池１２４から正電圧が印加されている状態で、駆動信号ＶｇがＬレベルになる。これにより、電流Ｉはゼロになる。

【0052】

その後、ｔ＝ｔ３において、再度、急速充電が指示されると、外部ＥＣＵ１２０から出力される制御信号Ｓ２がＨレベルになる（ステップ３００参照）。これにより、ｔ＝ｔ１に関して上記したように、開閉部１０８が閉状態になり、半導体リレー１０４がオン（駆動状態）になり、電流Ｉ（Ｉ＝Ｉ０）が流れて蓄電池１２４が充電される。

【0053】

蓄電池１２４の充電中、ｔ＝ｔ４において、電送路に短絡が発生したとする（ステップ３０６の判定結果がＹＥＳ）。短絡により、ステップ３１２が実行される。即ち、半導体リレー１０４のソース電圧は低下し、電流Ｉが減少する（チャネルを流れる電流が減少する）。半導体リレー１０４のソース電圧がさらに低下し、ドレイン電圧よりも低くなると、半導体リレー１０４のチャネルを流れる電流の方向は逆転する（電流Ｉは正から負に変化する）。このとき、第１センサ１０６から出力される片方向電圧Ｖ０が０より大きくなる（図６におけるｔ＝ｔ５のタイミング参照）。その後、半導体リレー１０４のソース電圧の低下により、第１センサ１０６から出力される片方向電圧Ｖ０はさらに増大する。判定部１１０は、第１センサ１０６から入力される片方向電圧Ｖ０がしきい値Ｖｔｈ以上になれば、制御信号Ｓ１をＬレベルからＨレベルに変化させる。これにより、駆動部１１２は、外部ＥＣＵ１２０から入力される制御信号Ｓ２に依らず、制御信号Ｓ１のレベル（Ｈレベル）を反転させたレベル（Ｌレベル）の駆動信号Ｖｇを出力する。これにより、半導体リレー１０４はオフになり、チャネル電流は流れなくなる。ドレイン電圧＞ソース電圧の状態は、ボディダイオードにとっては逆バイアスがかかった状態であるので、ボディダイオードを介しても電流は流れない。即ち、充電ライン（電送路）が遮断された状態になる。なお、この状態において、開閉部１０８は閉状態のままである。

【0054】

以上により、車両１４０に配置された開閉装置１００は、半導体リレー１０４から充電器２００側（半導体リレー１０４の左側）の電送路において短絡が発生した場合、半導体リレー１０４をオフ（開放）することにより電送路を速やかに遮断して、蓄電池１２４から短絡電流が流れることを防止できる。また、開閉部１０８の状態に依らずに、電送路を遮断できるので、短絡が検知された場合にも開閉部１０８の状態を維持できる。したがって、電送路の短絡が誤検知であった場合には、半導体リレー１０４をオンさせるだけで速やかに急速充電を再開できる。

【0055】

半導体リレー１０４のオン抵抗は比較的小さいので、蓄電池１２４の急速充電中に半導体リレー１０４に大きな充電電流が流れても発熱量は少ない。したがって、特許文献１に開示されたようにダイオードを介して充電電流を流す場合に必要となる冷却装置は不要であり、費用の増大を抑制できる。また、短絡発生時には、大きな短絡電流が流れる前に速やかに電送路を遮断できるので、開閉部１０８に低耐圧製品を採用でき、全体のコストを低減できる。

【0056】

また、蓄電池１２４の充電時において、開閉部１０８の制御と半導体リレー１０４の制御とを同期させる。即ち、半導体リレー１０４の制御に開閉部１０８の制御信号（外部ＥＣＵ１２０からの制御信号Ｓ２）をそのまま使用する。これにより、短絡が発生していない状況において、半導体リレー１０４を個別に制御する必要がなく、従来通り開閉器の制御を行えばよく、制御システムが単純である。

【0057】

また、短絡の有無の検知に片方向電圧Ｖ０を用いることにより、半導体リレー１０４をオフするしきい値Ｖｔｈを、充電電流により半導体リレー１０４の両端子間（ソース－ドレイン間）に発生する電圧差よりも小さい値に設定できる。例えば、電流方向（即ちドレイン電圧の正負）を考慮せずに半導体リレー１０４の両端子間の電圧差の絶対値によって、短絡の有無を判定する場合、急速充電時に半導体リレー１０４がオフされないようにするには、しきい値（絶対値）を、急速充電時の半導体リレー１０４の両端間の電圧よりも大きい値に設定する必要がある。

【0058】

これに対して、片方向電圧Ｖ０を用いることにより、しきい値Ｖｔｈを任意に設定できる。例えば、急速充電時の半導体リレー１０４の両端子間の電圧差よりも小さい値をしきい値Ｖｔｈに設定できる。図７を参照して、上記したしきい値Ｖｔｈ（＞０）よりも小さい、正のしきい値Ｖｔｈ１（Ｖｔｈ＞Ｖｔｈ１＞０）を用いる場合について説明する。

【0059】

図７には、図６と同様に、駆動信号Ｖｇ、半導体リレー１０４の状態、片方向電圧Ｖ０、制御信号Ｓ１及び電流Ｉが示されている。図７には、しきい値がＶｔｈである場合の波形（図６と同じ波形）を、破線で示している。図７において、短絡が発生するまで（ｔ＝ｔ４まで）は、図６と同じ波形である。

【0060】

上記したように、ｔ＝ｔ４の後、電流Ｉは減少し、ｔ＝ｔ５において、Ｉ＝０になり、その後、Ｉ＜０、Ｖ０＞０となる。Ｖ０＜Ｖｔｈ１である間は、判定部１１０は依然としてＬレベルの制御信号Ｓ１を出力する。片方向電圧Ｖ０がさらに増大し、判定部１１０がＶ０≧Ｖｔｈ１となったと判定すると、判定部１１０はＨレベルの制御信号Ｓ１を出力する。これにより、駆動部１１２は、制御信号Ｓ２のレベルに依らず、制御信号Ｓ１を反転したレベル（Ｌレベル）の駆動信号Ｖｇを出力し、半導体リレー１０４はオフになる。その結果、電流Ｉは０になる。このとき、しきい値Ｖｔｈ１はしきい値Ｖｔｈよりも小さい値であるので、ｔ＝ｔ６よりも前であるｔ＝ｔ７のタイミングにおいて、半導体リレー１０４はオフし、電流Ｉは０になる。即ち、より小さいしきい値を設定することにより、より速やかに電送路を遮断し、短絡電流を防止できる。

【0061】

上記では、短絡が検知された場合に、半導体リレー１０４をオフするが、開閉部１０８は閉状態を維持する場合を説明したが、これに限定されない。短絡が発生した場合に、開閉部１０８を開状態にしてもよい。例えば、判定部１１０と外部ＥＣＵ１２０との間に信号線を設けておき、判定部１１０が制御信号Ｓ１を出力するとき（短絡発生）に、判定部１１０から外部ＥＣＵ１２０に所定の信号を伝送してもよい。これにより、その所定の信号を受信した外部ＥＣＵ１２０は、制御信号Ｓ２をＬレベルにして、開閉部１０８を開状態にできる。

【0062】

（第２実施形態）
第１実施形態においては、短絡が検知されると速やかに半導体リレーをオフしたが、誤検知が生じる可能性がある。第２実施形態は、第１実施形態と同様に短絡電流を遮断する機能を有し、短絡の誤検知にも対応できるものである。

【0063】

（構成）
図８を参照して本開示の第２実施形態に係る開閉装置４００は、制御部４０２、半導体リレー１０４、第１センサ１０６、開閉部１０８、並びに、電送路１１４ａ及び１１４ｂを含む。開閉装置４００は、外部ＥＣＵ１２０、コネクタ１２２、蓄電池１２４及びセンサ１２６と共に車両１４０に搭載されている。開閉装置４００は、車両１４０に充電器２００を接続して蓄電池１２４を充電するための電送路に配置されている。

【0064】

制御部４０２は、判定部４１０、リセット部４１２及び駆動部４２０を含む。駆動部４２０は、第１駆動部４２２及び第２駆動部４２４を含む。開閉装置４００は、図２に示した開閉装置１００において、制御部１０２及び第１センサ１０６をそれぞれ制御部４０２及び第１センサ４０６で代替したものであり、制御部４０２は、図２に示した制御部１０２において、判定部１１０及び駆動部１１２をそれぞれ判定部４１０及び駆動部４２０で代替し、リセット部４１２を追加したものである。図８において図２と同じ符号を付した構成要素は、図２の構成要素と同じ機能を有し、同様に構成されている。以下においては、重複説明を繰返さず、主として開閉装置４００が開閉装置１００と異なる点に関して説明する。

【0065】

判定部４１０は、判定部１１０と同様の機能に加えて、後述するリセット部４１２から入力されるリセット信号Ｓ３に応じて、出力する制御信号Ｓ１のレベルを変化させる機能を有する。第１実施形態（図２参照）において判定部１１０は、第１センサ１０６から入力される片方向電圧Ｖ０を用いて短絡発生の有無を判定したが、判定部４１０は、後述する第１センサ４０６から入力される電流の測定値（電流値Ｉ０）を用いて短絡発生の有無を判定する。具体的には、判定部４１０は、電流値Ｉ０を負のしきい値Ｉｔｈ（＜０）と比較し、その結果に応じた制御信号Ｓ１を出力する。例えば、判定部４１０は、Ｉ０＞Ｉｔｈであれば、Ｌレベルの制御信号Ｓ１を出力し、Ｉ０≦Ｉｔｈであれば、Ｈレベルの制御信号Ｓ１を出力する。

【0066】

判定部４１０は、制御信号Ｓ１をＨレベルで出力したとき、所定時間Δｔ１の間、リセット信号Ｓ３（例えばＨレベル）の入力を待ち受ける。リセット信号Ｓ３が入力されると、制御信号Ｓ１をＬレベルにする。リセット信号Ｓ３が入力されなければ、制御信号Ｓ１をＨレベルに維持する。後述するように、短絡が発生した場合、第１センサ４０６は繰返しリセット信号Ｓ３を出力する。判定部４１０は、短時間の間に、例えば３回制御信号Ｓ１をＬレベルからＨレベルに変化させとき、リセット信号が入力されても制御信号Ｓ１をＨレベルに維持し、ダイアグ信号Ｓ４（例えばＨレベル）を出力する。ダイアグ信号Ｓ４は外部ＥＣＵ１２０に入力される。

【0067】

リセット部４１２は、判定部４１０から出力される制御信号Ｓ１がＨレベルになったときから所定の時間Δｔ２（Δｔ２＜Δｔ１）経過すれば、リセット信号Ｓ３（Ｈレベル）を出力する。時間の経過は、リセット部４１２の内部に時計を設けて判定しても、外部（時計等）から取得した時刻情報を用いて判定してもよい。また、リセット部４１２の動作クロックを用いてもよい。

【0068】

第１センサ４０６は、第１センサ１０６と同様に、半導体リレー１０４のソースＳ及びドレインＤ間の電圧を検出する。第１センサ４０６は、第１センサ１０６とは異なり、検出したソースＳの電圧Ｖｓ及びドレインＤの電圧Ｖｄから、１０４を流れる電流値Ｉ０を算出する。第１センサ４０６は、電流値Ｉ０を判定部４１０に入力する。これにより、上記したように第１センサ４０６は、電流値Ｉ０としきい値Ｉｔｈとを比較した結果に応じたレベルの制御信号Ｓ１を出力する。

【0069】

第１駆動部４２２は、半導体リレー１０４を駆動するための回路であり、駆動部１１２と同じ機能を有する。第１駆動部４２２は、判定部４１０から制御信号Ｓ１が入力され、制御信号Ｓ１と、外部ＥＣＵ１２０から入力される制御信号Ｓ２とに応じた駆動信号Ｖｇを生成して半導体リレー１０４に出力する。制御信号Ｓ１がＬレベルであれば、制御信号Ｓ２と同じレベルの信号が駆動信号Ｖｇとして出力される。制御信号Ｓ１がＨレベルであれば、制御信号Ｓ２のレベルに関係なく、制御信号Ｓ１を反転したレベル（即ちＬレベル）の信号が駆動信号Ｖｇとして出力される。駆動信号Ｖｇは、半導体リレー１０４の開閉を制御する信号（ゲート電圧）として使用される。

【0070】

第２駆動部４２４は、開閉部１０８を構成する第１開閉器１０８ａ及び第２開閉器１０８ｂを駆動するための回路である。第２駆動部４２４は、外部ＥＣＵ１２０からの制御信号Ｓ２に応じて、第１開閉器１０８ａ及び第２開閉器１０８ｂの開閉を制御する。

【0071】

（短絡発生時の動作）
図９を参照して、短絡が発生した場合に、それを検知するときの動作に関して説明する。図９に示した波形は上から、半導体リレー１０４を流れる電流Ｉ、外部ＥＣＵ１２０から出力される制御信号Ｓ２、駆動信号Ｖｇ、判定部４１０から出力される制御信号Ｓ１、リセット信号Ｓ３、及び、ダイアグ信号Ｓ４を表す。駆動信号Ｖｇは、半導体リレー１０４の状態（オン又はオフ）を表す。横軸は、全ての波形に共通の時間ｔを表す。電流Ｉはドレイン電流であり、半導体リレー１０４のソースＳからドレインＤに向かう方向（充電器２００から蓄電池１２４に向かう方向）が正である。Ｉ＞０の場合、電流Ｉは蓄電池１２４を充電するための充電電流である。Ｉ＜０の場合、電流Ｉは蓄電池１２４から出力される短絡電流である。

【0072】

０≦ｔ＜ｔ１の間、車両１４０は停止しており、制御信号Ｓ２はＬレベルであり開閉部１０８は開状態にある。このとき、電流値Ｉ０は０であり、判定部４１０から出力される制御信号Ｓ１はＬレベルであり、上記したように、第１駆動部４２２は制御信号Ｓ２のレベルと同じレベルの信号（Ｌレベル）を出力する。したがって、半導体リレー１０４はオフ（停止状態）である。

【0073】

ｔ＝ｔ１において、急速充電が指示されると、外部ＥＣＵ１２０がＨレベルの制御信号Ｓ２を出力し、第２駆動部４２４の制御を受けて開閉部１０８は閉状態になる。制御信号Ｓ２は、第１駆動部４２２にも入力される。このとき、第１センサ１０６から出力される電流値Ｉ０は０であり、判定部４１０から出力される制御信号Ｓ１はＬレベルである。したがって、上記したように、第１駆動部４２２は制御信号Ｓ２のレベルと同じレベルの駆動信号Ｖｇ（Ｈレベル）を出力する。これにより、半導体リレー１０４がオンし、ｔ１＜ｔ＜ｔ２において、急速充電が実行される。

【0074】

蓄電池１２４の充電中、ｔ＝ｔ３において、電送路に短絡が発生したとする。これにより、半導体リレー１０４のソース電圧は低下し、電流Ｉが減少する。したがって、第１センサ４０６から判定部４１０に入力する電流値Ｉ０は減少する。半導体リレー１０４のソース電圧がさらに低下し、ドレイン電圧よりも低くなると、半導体リレー１０４のチャネルを流れる電流の方向は逆転し（電流Ｉは正から負に変化する）、さらに減少する。したがって、第１センサ４０６から判定部４１０に入力する電流値Ｉ０は負になり、さらに減少する。判定部４１０は、電流値Ｉ０が負のしきい値Ｉｔｈ以下（Ｉ０≦Ｉｔｈ）になれば、制御信号Ｓ１をＬレベルからＨレベルに変化させる（以下、遮断制御ともいう）。これにより、第１駆動部４２２は、外部ＥＣＵ１２０から入力される制御信号Ｓ２に依らず、制御信号Ｓ１のレベル（Ｈレベル）を反転させたレベル（Ｌレベル）の駆動信号Ｖｇを出力する。したがって、半導体リレー１０４はオフになり、チャネル電流は流れなくなる。ドレイン電圧＞ソース電圧の状態は、ボディダイオードにとっては逆バイアスがかかった状態であるので、ボディダイオードを介しても電流は流れない。即ち、充電ライン（電送路）が遮断された状態になる。なお、この状態において、制御信号Ｓ２はＨレベルのままであり、開閉部１０８は閉状態のままである。

【0075】

判定部４１０は、Ｈレベルの制御信号Ｓ１を出力した後、時間Δｔ１の間、リセット信号Ｓ３の入力を待ち受ける。判定部４１０から出力される制御信号Ｓ１がＨレベルになると、リセット部４１２は、制御信号Ｓ１がＨレベルになったときからの経過時間を測定し、時間Δｔ２が経過すれば、リセット信号Ｓ３（Ｈレベル）を出力する。これを受けて、判定部４１０は、遮断制御を行う（制御信号Ｓ１をＨレベルからＬレベルに変化させる）。これにより、駆動信号ＶｇはＨレベルになり、半導体リレー１０４がオンになり、電流Ｉが流れ始めるが、短絡が発生しているので電流Ｉは短絡電流であり、短時間の後、ｔ＝ｔ４においてｔ＝ｔ３と同じ状態になる。即ち、制御信号Ｓ１がＨレベルになり、駆動信号ＶｇがＬレベルになり、半導体リレー１０４はオフする。

【0076】

ｔ４＜ｔ≦ｔ５においては、上記したｔ３＜ｔ≦ｔ４における動作が繰返される。その結果、判定部４１０は制御信号Ｓ１を、ｔ＝ｔ３、ｔ４及びｔ５において合計３回Ｈレベルにする（３回の遮断制御）。その後、判定部４１０は、リセット信号が入力されても制御信号Ｓ１をＨレベルに維持し、ｔ＝ｔ６において、ダイアグ信号Ｓ４（Ｈレベル）を出力する。ダイアグ信号Ｓ４は外部ＥＣＵ１２０に入力され、外部ＥＣＵ１２０は制御信号Ｓ２をＬレベルにする。これにより、第２駆動部４２４は、第１開閉器１０８ａ及び第２開閉器１０８ｂを開状態にする。

【0077】

（短絡誤検知時の動作）
図１０を参照して、短絡発生の検知が誤検知である場合の動作に関して説明する。図１０に示した各波形の意味は、図９と同じであり、横軸の意味も同じである。

【0078】

０≦ｔ＜ｔ２において、開閉装置４００の動作は図９と同じである。ｔ１≦ｔ＜ｔ２の間、急速充電が実行される。

【0079】

蓄電池１２４の充電中、ｔ＝ｔ２において、何らかの原因で、短絡発生が誤検知されたとする。例えば、実際には短絡が発生しておらず、正常に充電電流が流れているにもかかわらず、第１センサ４０６から出力される電流値Ｉ０がしきい値Ｉｔｈ以下（Ｉ０≦Ｉｔｈ）になったとすると、判定部４１０は、制御信号Ｓ１をＬレベルからＨレベルに変化させる。これにより、駆動電圧ＶｇはＬレベルになり、半導体リレー１０４はオフする。また、判定部４１０が、Ｈレベルの制御信号Ｓ１を出力した後、リセット信号Ｓ３の入力を待ち受ける時間Δｔ１の間に、第１センサ４０６からリセット信号Ｓ３が出力される。

【0080】

判定部４１０は、リセット信号Ｓ３が入力されると、ｔ＝ｔ３において、制御信号Ｓ１をＬレベルに戻す。これにより、駆動信号ＶｇはＨレベルになり、半導体リレー１０４はオンする。判定部４１０は、Ｈレベルの制御信号Ｓ１を出力した後、時間Δｔ１の間、リセット信号Ｓ３の入力を待ち受けるが、実際には短絡が発生しておらず誤検知であり、短絡電流が流れていない（Ｉ０＞Ｉｔｈ）ので、リセット信号Ｓ３は出力されない。したがって、その後は、急速充電が継続され、例えば、ｔ＝ｔ４において蓄電池１２４が満充電になれば、外部ＥＣＵ１２０は制御信号Ｓ２をＬレベルにし、半導体リレー１０４はオフする。これにより、急速充電が終了する。

【0081】

以上により、車両１４０に配置された開閉装置４００は、半導体リレー１０４から充電器２００側（半導体リレー１０４の左側）の電送路において、実際に短絡が発生した場合、半導体リレー１０４をオフ（開放）することにより電送路を速やかに遮断して、蓄電池１２４から短絡電流が流れることを防止できる。判定部４１０が遮断制御を３回実行（制御信号Ｓ１を３回Ｈレベルにする）した後に、短絡発生と判定することにより、より正確に短絡発生を検知できる。また、短絡発生の検知が誤検知であった場合には、急速充電を停止することなく、継続できる。

【0082】

上記では、判定部４１０は遮断制御を３回実行したときに、短絡発生と判定する場合を説明したが、これに限定されない。誤検知を回避するには、所定の短時間内に遮断制御を２回以上実行すればよく、４回以上遮断制御を行った後に、短絡発生と判定してもよい。

【0083】

上記では、第１センサ４０６が、半導体リレー１０４の電流値を測定する場合を説明したが、これに限定されない。第１実施形態の第１センサ１０６と同様に、電圧を測定し、片方向電圧Ｖ０を出力してもよい。その場合、判定部４１０は、判定部１１０と同様に片方向電圧Ｖ０としきい値Ｖｔｈとを比較して、短絡発生の有無を判定する。

【0084】

（第３実施形態）
第２実施形態においては、短絡の誤検知に対処したが、半導体リレー自体が故障することもあり得る。第３実施形態は、第２実施形態と同様に、短絡電流を遮断し、短絡の誤検知に対応できることに加えて、半導体リレーの故障をも検知できるものである。

【0085】

（構成）
図１１を参照して本開示の第３実施形態に係る開閉装置６００は、制御部６０２、半導体リレー１０４、第１センサ１０６、開閉部１０８、並びに、電送路１１４ａ及び１１４ｂを含む。開閉装置６００は、外部ＥＣＵ１２０、コネクタ１２２、蓄電池１２４及びセンサ１２６と共に車両１４０に搭載されている。開閉装置６００は、車両１４０に充電器２００を接続して蓄電池１２４を充電するための電送路に配置されている。

【0086】

制御部６０２は、判定部４１０、リセット部４１２、駆動部４２０、第２センサ６０４及び故障判定部６０６を含む。駆動部４２０は、第１駆動部４２２及び第２駆動部４２４を含む。開閉装置６００は、図８に示した開閉装置４００において、制御部４０２を制御部６０２で代替したものである。制御部６０２は、図８に示した制御部４０２において、第２センサ６０４及び故障判定部６０６を追加したものである。図１１において図８と同じ符号を付した構成要素は、図８の構成要素と同じ機能を有し、同様に構成されている。以下においては、重複説明を繰返さず、主として開閉装置６００が開閉装置４００と異なる点に関して説明する。

【0087】

第２センサ６０４は、開閉部１０８と半導体リレー１０４との接続ノードの電圧を検出し、検出結果（電圧値Ｖ１）を故障判定部６０６に出力する。具体的には、第２センサ６０４は、電送路１１４ａ上に配置された第１開閉器１０８ａ及び半導体リレー１０４（ソースＳ）の接続ノードと、電送路１１４ｂ上における第２開閉器１０８ｂ及び蓄電池１２４（負極端子）の接続ノードとの間の電圧を測定する。

【0088】

故障判定部６０６は、外部ＥＣＵ１２０から入力される制御信号Ｓ２と、第２センサ６０４から入力される電圧値Ｖ１とに応じて、半導体リレー１０４の故障の有無と、故障の種類とを判定する。具体的には、故障判定部６０６は、制御信号Ｓ２がＬレベルである場合、電圧値Ｖ１が所定のしきい値Ｖｔｈ２未満（Ｖ１＜Ｖｔｈ２）のＬレベルであれば、半導体リレー１０４は正常であり、電圧値Ｖ１がしきい値Ｖｔｈ２以上（Ｖ１≧Ｖｔｈ２）のＨレベルであれば、半導体リレー１０４は故障していると判定する。故障判定部６０６は、その故障の種類を、駆動信号ＶｇがＬレベルであるにも関わらずオンしている故障（以下、オン固着という）と判定する。一方、故障判定部６０６は、制御信号Ｓ２がＨレベルである場合、電圧値Ｖ１がＨレベルであれば、半導体リレー１０４は正常であり、電圧値Ｖ１がＬレベル（Ｖ１＜Ｖｔｈ２）であれば、半導体リレー１０４は故障していると判定する。故障判定部６０６は、その故障の種類を、駆動信号ＶｇがＨレベルであるにも関わらずオフしている故障状態（以下、オフ固着という）と判定する。しきい値Ｖｔｈ２は、例えば蓄電池１２４の電圧の１／２である。

【0089】

故障判定部６０６は、比較的簡単な構成の演算素子（ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のＩＣチップ）により実現され得る。故障判定部６０６は、ＣＰＵ、マイコン等により実現されてもよい。図１２に故障判定部６０６の動作の一例を示す。なお、充電器２００は車両１４０側からの指示を受けて、電力の出力を開始及び停止する。具体的には、制御部２０６は、通信線１２８を介して外部ＥＣＵ１２０から、充電開始の指示を受信すると直流電源２０２を放電させ、充電停止の指示を受信すると放電を停止させる。

【0090】

ステップ５００において、故障判定部６０６は、外部ＥＣＵ１２０から入力される制御信号Ｓ２がＨレベルであるか否かを判定する。Ｈレベルであると判定された場合、制御はステップ５０２に移行する。そうでなければ、制御はステップ５０４に移行する。

【0091】

ステップ５０２において、故障判定部６０６は、第２センサ６０４から入力される電圧値Ｖ１がしきい値Ｖｔｈ２以上であるか否かを判定する。しきい値Ｖｔｈ２以上であると判定された場合（半導体リレー１０４は正常）、制御はステップ５０８に移行する。そうでなければ、即ちＶ１＜Ｖｔｈ２であれば（半導体リレー１０４はオフ固着状態）、制御はステップ５０６に移行する。

【0092】

ステップ５０４において、故障判定部６０６は、ステップ５０２と同様に電圧値Ｖ１がしきい値Ｖｔｈ２以上であるか否かを判定する。しきい値Ｖｔｈ以上であると判定された場合（半導体リレー１０４はオン固着状態）、制御はステップ５０６に移行する。そうでなければ（半導体リレー１０４は正常）、制御はステップ５０８に移行する。

【0093】

ステップ５０６において、故障判定部６０６は、外部ＥＣＵ１２０に出力するダイアグ信号Ｓ４をＨレベルにする。その後、制御はステップ５０８に移行する。

【0094】

ステップ５０８において、故障判定部６０６は、終了の指示を受けたか否かを判定する。終了の指示を受けたと判定された場合、故障判定部６０６は動作を停止する。そうでなければ、制御はステップ５００に戻る。故障判定部６０６は、例えば、１４０の操作装置が操作されて電源オフの指示がなされた場合、終了の指示を受けたと判定する。

【0095】

以上により、故障判定部６０６は、制御信号Ｓ２及び電圧値Ｖ１に応じて、半導体リレー１０４の故障の有無及びその種類を判定し、故障の場合には、Ｈレベルのダイアグ信号Ｓ４を外部ＥＣＵ１２０に出力する。半導体リレー１０４にオン固着が生じている場合には、短絡が発生し、開閉装置６００がそれを検出したとしても、短絡電流を遮断できない。また、半導体リレー１０４にオフ固着が生じている場合には、急速充電時に半導体リレー１０４のボディダイオードに通電されて、想定以上の発熱になり得る。したがって、オン固着及びオフ固着の状態を検知できることが好ましい。

【0096】

上記したように、故障判定部６０６は、半導体リレー１０４が故障状態にあると判定した場合、ダイアグ信号Ｓ４を外部ＥＣＵ１２０に出力する。外部ＥＣＵ１２０は、急速充電の指示を受けてＨレベルの制御信号Ｓ２を出力していても、制御部２０６に充電開始の指示をしない。外部ＥＣＵ１２０は、制御信号Ｓ２をＬレベルにしてもよい。また、外部ＥＣＵ１２０は、Ｌレベルの制御信号Ｓ２を出力していれば、急速充電の指示を受けても制御信号Ｓ２をＨレベルにせず、Ｌレベルに維持する。いずれの場合にも外部ＥＣＵ１２０は、警告を提示してもよい。

【0097】

（正常動作）
図１３を参照して、半導体リレーが正常である場合における急速充電時の動作に関して説明する。図１３に示した波形は上から、半導体リレー１０４を流れる電流Ｉ、充電電圧（充電器２００の出力電圧）、外部ＥＣＵ１２０から出力される制御信号Ｓ２、半導体リレー１０４の状態、第２センサ６０４から出力される電圧値Ｖ１、及び、ダイアグ信号Ｓ４を表す。横軸は、全ての波形に共通の時間ｔを表す。ここでは、短絡は発生しないとする。半導体リレー１０４が正常である場合、半導体リレー１０４のオンオフ状態は、駆動信号Ｖｇのレベルにより決定されるが、半導体リレー１０４が故障しているときには、半導体リレー１０４のオンオフ状態は、駆動信号Ｖｇのレベルとは直接関係しない。なお、短絡が発生した場合には、開閉装置６００は開閉装置４００と同様に動作する（図９及び図１０参照）。

【0098】

ｔ＝ｔ１において、急速充電が指示されると、外部ＥＣＵ１２０がＨレベルの制御信号Ｓ２を出力し、第２駆動部４２４の制御を受けて開閉部１０８は閉状態になる。制御信号Ｓ２は、第１駆動部４２２にも入力される。この段階では、外部ＥＣＵ１２０はまだ制御部２０６に充電開始を指示していないので、充電器２００から充電電圧は出力されておらず、第１センサ１０６から出力される電流値Ｉ０は０であり、判定部４１０から出力される制御信号Ｓ１はＬレベルである。したがって、第１駆動部４２２は制御信号Ｓ２のレベルと同じレベルの駆動信号Ｖｇ（Ｈレベル）を出力する。これにより、半導体リレー１０４がオンし、第２センサ６０４により電池１２４の電圧が検出され、第２センサ６０４から出力される電圧値Ｖ１はＨレベルになる。したがって、ダイアグ信号Ｓ４はＬレベルに維持され、時刻ｔ２において、外部ＥＣＵ１２０は充電器２００の制御部２０６に充電開始を指示する。これにより、充電器２００から電圧Ｖｃｈが供給され、ｔ２＜ｔ＜ｔ３において、急速充電が実行される。

【0099】

その後は、急速充電が継続され、ｔ＝ｔ３において蓄電池１２４が満充電になれば、外部ＥＣＵ１２０は制御部２０６に充電停止を指示し、制御信号Ｓ２をＬレベルにする。これにより、充電電圧はゼロになり、半導体リレー１０４はオフし、急速充電が終了する。

【0100】

（オン固着状態における動作）
図１４を参照して、半導体リレー１０４がオン固着状態になった場合における急速充電時の動作に関して説明する。図１４に示した各波形の意味は、図１３と同じであり、横軸の意味も同じである。ここでは、急速充電が実行されていない状態であるとする。

【0101】

ｔ＝ｔ１において、何らかの原因により半導体リレー１０４がオン固着状態になった場合、第１開閉器１０８ａ及び半導体リレー１０４の接続ノードには蓄電池１２４の電圧（正極端子の電圧）が印加される。したがって、第２センサ６０４から出力される電圧値Ｖ１はＨレベルになる。これを受けて、故障判定部６０６は、制御信号Ｓ２がＬレベルであるので、所定の時間Δｔ３の間、第２センサ６０４からの電圧値Ｖ１がＨレベルに維持されているか否かを判定する。故障判定部６０６は、時間Δｔ３経過しても電圧値Ｖ１がＨレベルであるので、ｔ＝ｔ２において、ダイアグ信号Ｓ４をＨレベルに設定する。これを受けて、外部ＥＣＵ１２０は、制御信号Ｓ２をＬレベルに維持する（急速充電の指示を受けても制御信号Ｓ２をＨレベルにしない）。したがって、半導体リレー１０４がオン固着状態において、急速充電が実行されることを防止できる。外部ＥＣＵ１２０は、半導体リレー１０４がオン固着状態であることを提示できる。

【0102】

（オフ固着状態における動作）
図１５を参照して、半導体リレーがオフ固着状態である場合に急速充電が指示されたときの動作に関して説明する。図１５に示した各波形の意味は、図１３と同じであり、横軸の意味も同じである。

【0103】

ｔ＝ｔ１において、何らかの原因により半導体リレー１０４がオフ固着状態になったとする。このときにも図１２に示した処理は実行されているが、急速充電されておらず、制御信号Ｓ２及び電圧値Ｖ１は共にＬレベルであるので、故障（オフ固着）は検出されない。ｔ＝ｔ２において、急速充電が指示されると、外部ＥＣＵ１２０は制御信号Ｓ２をＨレベルにする。これにより、駆動電圧ＶｇはＨレベルになるが、半導体リレー１０４はオフ固着状態であり、外部ＥＣＵ１２０はまだ制御部２０６に充電開始を指示していないので、充電電圧は出力されていない。したがって、第２センサ６０４から出力される電圧値Ｖ１はＬレベルのままである。故障判定部６０６は、制御信号Ｓ２がＨレベルになってから、時間Δｔ３の間、第２センサ６０４からの電圧値Ｖ１がＬレベルに維持されているか否かを判定する。故障判定部６０６は、時間Δｔ３が経過しても電圧値Ｖ１がＨレベルにならずＬレベルのままであるので、ｔ＝ｔ３において、ダイアグ信号Ｓ４をＨレベルに設定する。これを受けて、外部ＥＣＵ１２０は、急速充電の指示を受けているが、充電器２００の制御部２０６に充電開始を指示しない。また、外部ＥＣＵ１２０は、ｔ＝ｔ４において、制御信号Ｓ２をＨレベルからＬレベルに戻す。外部ＥＣＵ１２０は、半導体リレー１０４がオフ固着状態であることを提示できる。

【0104】

以上により、開閉装置６００は、半導体リレー１０４が故障状態であれば、急速充電が指示されても、急速充電が実行されることを防止できる。したがって、半導体リレー１０４にオフ固着が生じている場合には、急速充電時に半導体リレー１０４のボディダイオードに通電されて、想定以上の発熱になることを回避できる。また、半導体リレー１０４にオン固着が生じている場合には、その旨を提示できるので、速やかに半導体リレー１０４を交換修理できる。よって、半導体リレー１０４にオン固着状態において、短絡が発生し、開閉装置６００がそれを検出したとしても、短絡電流を遮断できない問題が発生することを、回避できる。

【0105】

なお、半導体リレー１０４が正常であれば、開閉装置６００は、開閉装置４００と同様に動作する。即ち、短絡が発生した場合には、半導体リレー１０４をオフ（開放）することにより電送路を速やかに遮断して、蓄電池１２４から短絡電流が流れることを防止できる。また、短絡発生の検知が誤検知であった場合には、急速充電を停止することなく、継続できる。

【0106】

上記では、第２センサ６０４及び故障判定部６０６が、制御部６０２に含まれる場合を説明したが、これに限定されない。第２センサ６０４及び故障判定部６０６は、制御部６０２の外部に配置されていてもよい。

【0107】

上記では、外部ＥＣＵ１２０が、充電器２００の制御部２０６に急速充電の開始及び停止を指示する場合を説明したが、これに限定されない。コネクタ２１０及びコネクタ１２２が接続されており、第１開閉器１０８ａがオンであれば、制御部２０６は、コネクタ２１０のピンのうち第１開閉器１０８ａに接続されている所定のピンにより、電圧値Ｖ１に対応する電圧値を検出できる。したがって、制御部２０６は、コネクタ２１０の所定のピンの電圧に応じて、電力の供給開始及び停止を判定してもよい。このようにすれば、故障判定部６０６が半導体リレー１０４の故障を検出しておらず、半導体リレー１０４がオンしているにもかかわらず、所定のピンの電圧がゼロのまま（蓄電池１２４の電圧を検出できない状態）であれば、開閉部１０８が故障していると判定できる。

【0108】

（変形例）
第３実施形態においては、半導体リレー１０４に故障が発生した場合、故障判定部６０６からＨレベルのダイアグ信号Ｓ４を外部ＥＣＵ１２０に出力したが、これに限定されない。変形例にかかる開閉装置は、故障判定部６０６からＨレベルのダイアグ信号Ｓ４を外部ＥＣＵ１２０に出力するとともに、開閉部１０８を開状態にする。図１６を参照して、変形例にかかる開閉装置７００は、図１２に示した開閉装置６００において、破線で示すように故障判定部６０６から第２駆動部４２４への信号線を追加したものである。開閉装置７００のそれ以外の構成は、開閉装置６００と同じである。

【0109】

開閉装置７００の故障判定部６０６は、ダイアグ信号Ｓ４を出力する場合、例えばＨレベルの制御信号Ｓ５を第２駆動部４２４に出力する。これを受けて、第２駆動部４２４は、制御信号Ｓ２のレベルによらず、開閉部１０８を開状態に制御する。これにより、半導体リレー１０４に故障が発生していることが検知されると、速やかに開閉部１０８を開状態にできる。したがって、半導体リレー１０４が故障したことにより、短絡が発生した場合に短絡電流を遮断できない問題を回避できる。

【0110】

上記では、制御信号Ｓ２がＨレベルの場合に開閉部１０８が閉状態になる場合を説明したが、これに限定されない。開閉部１０８を開状態にする制御信号Ｓ２のレベルと、開閉部１０８を閉状態にする制御信号Ｓ２のレベルとが異なっていればよい。例えば、制御信号Ｓ２がＬレベルの場合に開閉部１０８が閉状態になるように構成してもよい。その場合、駆動部１１２は、制御信号Ｓ１がＬレベルの状態（短絡が発生していない状態）においては、入力される制御信号Ｓ２（Ｌレベル）を反転したレベルの駆動信号Ｖｇ（Ｈレベル）を半導体リレー１０４のゲートＧに出力すればよい。

【0111】

上記では、判定部１１０は、Ｖ０≧ＶｔｈであればＨレベルの制御信号Ｓ１を出力し、Ｖ０＜ＶｔｈであればＬレベルの制御信号Ｓ１を出力する場合を説明したが、これに限定されない。Ｖ０≧Ｖｔｈであるか否かに応じて、制御信号Ｓ１が異なるレベルで出力されるように構成されていればよい。例えば、判定部１１０は、Ｖ０≧ＶｔｈであればＬレベルの制御信号Ｓ１を出力し、Ｖ０＜ＶｔｈであればＨレベルの制御信号Ｓ１を出力してもよい。その場合、駆動部１１２は、制御信号Ｓ１がＨレベルであれば、入力される制御信号Ｓ２のレベルと同じレベル（又は制御信号Ｓ２を反転したレベル）の駆動信号Ｖｇを出力し、制御信号Ｓ１がＬレベルであれば、制御信号Ｓ１と同じレベルの駆動信号Ｖｇ（Ｌレベル）を出力すればよい。これにより、電送路の短絡時に、半導体リレー１０４のゲートＧをＬレベルにし、電送路を遮断できる。なお、判定部４１０が、電流値Ｉ０としきい値Ｉｔｈとを比較した結果に応じて制御信号Ｓ１を出力する処理に関しても同様である。Ｉ０≦Ｉｔｈであるか否かに応じて、制御信号Ｓ１が異なるレベルで出力されるように構成されていればよい。

【0112】

上記では、半導体リレー１０４を蓄電池１２４（正極端子）と第１開閉器１０８ａとの間に配置する場合を説明したがこれに限定されない。半導体リレー１０４を、蓄電池１２４と第２開閉器１０８ｂとの間に配置してもよい。その場合、半導体リレー１０４のドレインＤを第２開閉器１０８ｂに接続し、ソースＳを蓄電池１２４の負極端子に接続すればよい。

【0113】

上記では、半導体リレー１０４にＮ－ＭＯＳＦＥＴを使用する場合を説明したが、これに限定されない。半導体リレー１０４にＰ型のＭＯＳＦＥＴ（以下、Ｐ－ＭＯＳＦＥＴという）を使用してもよい。その場合、例えば、半導体リレー（Ｐ－ＭＯＳＦＥＴ）のソースＳを蓄電池１２４の正極端子に接続し、ドレインＤを第１開閉器１０８ａに接続し、ゲートＧには、ソースＳの電圧を基準として、負の電圧を印加する。なお、Ｐ－ＭＯＳＦＥＴに形成されるボディダイオードに関しては、ドレインからソースに向かう方向（第１開閉器１０８ａから蓄電池１２４の正極端子に向かう方向）が順方向である。したがって、半導体リレー１０４にＮ－ＭＯＳＦＥＴを使用する場合と同様に、電送路に短絡が発生しても短絡電流を防止できる。

【0114】

上記では、半導体リレーがＭＯＳＦＥＴを用いて構成されている場合を説明したが、これに限定されない。外部からの制御を受けてスイッチとして機能し、オン抵抗が小さく、オフ時にダイオードとして機能する素子であればよい。例えば、サイリスタ、トライアック等を用いた半導体リレーであってもよい。また、外部からの制御を受けてスイッチとして機能し、オン抵抗が小さい素子と、ダイオードとが並列に接続されたものであってもよい。そのように構成された半導体リレーを、ダイオードのアノードが充電器側に接続され、ダイオードのカソードが蓄電池側に接続されるように、送電線に配置することにより、電送路に短絡が発生した場合に短絡電流を防止できる。

【0115】

以上、実施の形態を説明することにより本開示を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本開示は上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本開示の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。

【符号の説明】

【0116】

１２ 電動車両
１４ 急速充電器
２４ 走行用バッテリ
２８ｎ、２８ｐ 充電ライン開閉器
３０ 車載側コネクタ
３２、１１６ ダイオード
３４ バイパスライン開閉器
３６ 抵抗素子
３８ 車両側電圧センサ
４０ 電子制御装置
４６ｎ、４６ｐ 車両側充電ライン
４８ バイパスライン
６０、２０２ 直流電源
６２ 充電器側コネクタ
６６ 充電器側電圧センサ
７２ｎ、７２ｐ 充電器側充電ライン
１００、４００、６００、７００ 開閉装置
１０２、２０６、４０２、６０２ 制御部
１０４ 半導体リレー
１０６、４０６ 第１センサ
１０８ 開閉部
１０８ａ 第１開閉器
１０８ｂ 第２開閉器
１１０、４１０ 判定部
１１２、４２０ 駆動部
１１４ａ、１１４ｂ、２０８ａ、２０８ｂ 電送路
１２０ 外部ＥＣＵ
１２２、２１０ コネクタ
１２４ 蓄電池
１２６、２０４ センサ
１２８ 通信線
１４０ 車両
２００ 充電器
３００、３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、５００、５０２、５０４、５０６、５０８ ステップ
４１２ リセット部
４２２ 第１駆動部
４２４ 第２駆動部
６０４ 第２センサ
６０６ 故障判定部
Ｄ ドレイン
Ｇ ゲート
Ｉ 電流
Ｉ０ 電流値
ＩＤ ドレイン電流
Ｖ０ 片方向電圧
Ｖ１ 電圧値
ＶＤ ドレイン電圧
ＶＧ ゲート電圧
Ｖｇ 駆動信号
Ｓ ソース
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５ 制御信号
Ｓ３ リセット信号
Ｓ４ ダイアグ信号
Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３ 時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】