CN110474405A - 车辆的充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明以较低功耗高精度地检测从地面电源对车载电池进行充电的充电电缆的连接状态及其种类。若与车载的辅助电池(301)相连接的连接检测晶体管(142a)经由基极电阻(142b)、充电电缆(900B)内的第1电阻(904)和第2电阻(905)被通电驱动,则供电开关元件(601a)经由中继用连接元件(141b)而闭路,充电控制装置(121)内的微处理器(BCU)经由稳压电源(122)开始工作,根据输入至多通道AD转换器(124)的各部分的测定电压(V1、V2)来计算第1电阻(904)的电阻值,从而检测充电电缆的种类。充电电缆未连接时的功耗非常小,在连接时能准确地检测出电缆种类。

Description

车辆的充电装置
技术领域
本发明涉及车辆的充电装置,用于从地面电源经由充电电缆对向车辆的行驶用电动机进行供电的车载电池进行充电。
背景技术
在电动车或混合动力车等电动车辆中,普通充电方式的充电控制装置正在普及,其直接使用一般家庭用的商用电源即直流电源对车载电池进行充电
例如,专利文献1中公开了如下电动车辆的外部供电装置:在与车辆侧的普通充电口相连接的充电枪中串联连接有电阻R6、R7,电阻R7并联连接至通过按下充电枪的解锁按钮而开路的开关S3,在车辆侧串联连接有施加基准电压的分压电阻R4、R5。
若连接了充电枪,则串联电阻R6、R7与分压电阻R5并联连接,通过在车辆侧对分压电阻R4、R5的分压电压即连接信号Sg3的电压进行监视,从而能检测出是否连接了充电枪、开关S3是否闭路。此外,通过变更充电枪的电阻R6、R7的值,可以检测充电枪的种类。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2014-30283号公报(图4、段落0032、0033)
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1所记载的外部供电装置能使用简易的充电电缆从家庭用电源进行普通充电,然而,在未连接充电电缆的状态下,为了检测是否已产生连接状态,也需要使基准电压的产生、连接信号的监视电路变得有效,特别地,存在如下问题:为了判定各种充电电缆的种类,在使用了高精度的监视电路的情况下,车载电池的功耗将增大。
本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供一种车辆的充电装置,能抑制未连接充电电缆时的车载电池的功耗,并能识别、检测出各种充电电缆。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的车辆的充电装置包含车辆用电力转换装置,该车辆用电力转换装置包括:驱动电力转换电路,该驱动电力转换电路从车载的主电池经由行驶用接触器向行驶用电动机提供驱动电力;充电电力转换电路,该充电电力转换电路经由与连接至车辆外部的电源的充电电缆相连接的车载的充电用接触器、或经由包含由所述充电用接触器与所述行驶用接触器构成的一对串联接触器在内的充电系统接触器对所述主电池进行充电;以及充电开始控制电路,该充电开始控制电路检测所述充电电缆的连接状态,对设置于针对所述主电池的充电路径的所述充电用接触器进行开关控制,所述车辆用电力转换装置由从所述主电池经由所述行驶用接触器和降压充电装置来充电的辅助电池提供控制用电力,
所述充电电缆具有:受电插头,该受电插头与车辆外部的电源相连接;供电插头,该供电插头经由一对电源线与所述受电插头相连接,并插入至车辆侧的充电插头;锁定开关,该锁定开关通过所述供电插头完全插入至所述充电插头来使防脱落用的锁定机构起作用从而进行闭路或开路动作;第1电阻,该第1电阻具有与根据最大充电电流的差异而不同的多种充电电缆相对应的电阻值;以及第2电阻,该第2电阻与所述第1电阻串联连接,与所述锁定开关并联连接,
按下解锁按钮,所述锁定开关不工作,在拔出所述供电插头的过程中,所述锁定开关成为开路或闭路的不工作状态,所述第1电阻和所述第2电阻的串联电路经由信号端子从所述供电插头连接至所述充电插头,
所述充电开始控制电路具有:稳压电源,该稳压电源由所述辅助电池经由供电开关元件来供电,产生规定的第1稳定电压;充电控制装置,该充电控制装置由所述稳压电源来进行供电驱动,对所述充电电力转换电路进行控制;连接检测晶体管,该连接检测晶体管由所述辅助电池直接供电,从产生规定的稳定电压的辅助恒压电源或所述辅助电池经由基极电阻、所述第1电阻和所述第2电阻的串联电路进行闭路驱动;所述供电开关元件,该供电开关元件在所述连接检测晶体管闭路时进行闭路驱动;以及多通道AD转换器,该多通道AD转换器输入有与施加于所述第1电阻和所述第2电阻的串联电路的电压成比例的电压,
所述多通道AD转换器中,所述稳定电压Vcc作为所述多通道AD转换器的驱动电压和用于AD转换的基准电压来使用,
所述充电控制装置包含微处理器,所述多通道AD转换器所生成的数字信号被输入至所述微处理器,判定所述第1电阻的电阻值和所述锁定开关的开关状态,当所述供电插头完成插入至所述充电插头且所述锁定开关动作时,对所述充电系统接触器进行闭路驱动来充电,若所述锁定开关不工作,则即使充电未完成也停止所述充电系统接触器的驱动。
发明效果
根据本发明所涉及的车辆的充电装置,能探测充电电缆的连接状态并启动稳压电源,因此,具有能抑制停车状态下的辅助电池的功耗的效果。此外,通过启动稳压电源来使微处理器工作并高精度地进行充电电缆的电阻值的测定,因此,具有能识别并检测出各种充电电缆的效果。
附图说明
图1是示出实施方式1所涉及的车辆的充电装置的整体电路框图。
图2是以实施方式1所涉及的车辆的充电装置中所使用的充电开始控制电路为主体的电路结构图。
图3是示出实施方式1所涉及的车辆的充电装置的电压检测部的电路图以及示出锁定开关断开时与导通时的电压检测特性的一览表的图。
图4A是示出实施方式1所涉及的车辆的充电装置的动作说明用流程图的前段部的图。
图4B是示出实施方式1所涉及的车辆的充电装置的动作说明用流程图的中段部的图。
图4C是示出实施方式1所涉及的车辆的充电装置的动作说明用流程图的后段部的图。
图5是示出实施方式2所涉及的车辆的充电装置的整体电路框图。
图6是以实施方式2所涉及的车辆的充电装置中所使用的充电开始控制电路为主体的电路结构图。
图7是示出实施方式2所涉及的车辆的充电装置的电压检测部的电路图。
图8A是示出实施方式2所涉及的车辆的充电装置的动作说明用流程图的前段部的图。
图8B是示出实施方式2所涉及的车辆的充电装置的动作说明用流程图的中段部的图。
图8C是示出实施方式2所涉及的车辆的充电装置的动作说明用流程图的后段部的图。
具体实施方式
实施方式1
以下,基于图1至图4对本发明实施方式1中的车辆的充电装置进行说明。
在图1中,车辆用电力转换装置100A连接有例如由产生DC400V的主电源电压Vaa的主电池300经由逆变器(简称为INV)110来进行供电驱动的行驶用电动机200,并且连接有经由绝缘型的降压充电装置(简称为CHG)302由主电池300进行充电并产生例如DC12V系统的辅助电池电压Vb的辅助电池301,此外,经由充电电缆900A与地面的商用交流电源相连接。
另外,当车辆的电源开关600闭路时,经由电源继电器601对包含运算控制装置501的上位控制装置500提供辅助电池电压Vb,并经由产生例如DC5V的稳定电压Vcc的稳压电源(简称为CVR)502来进行供电,若运算控制装置501的主体要素即微处理器(简称为ECU)被提供稳定电压Vcc并产生正常运行信号RUN,则即使电源开关601开路,也能维持电源继电器601的动作状态。
然后,若电源开关600开路,则运算控制装置501的微处理器ECU进行车辆的停止控制,在保存驾驶历史信息等存储信息后停止控制动作,由此,由于正常运行信号RUN已停止,电源继电器601将开路。
此外,充电电缆900A包括:与车辆外部的电源相连接的受电插头901;以及经由一对电源线902a、902b与该受电插头901相连接并插入至车辆侧的充电插头190的供电插头903,并且,适用至少根据最大充电电流的差异而不同的多种充电电缆。
充电电缆900A还包括:通过将供电插头903完全插入至充电插头190来使未图示的防脱落用的锁定机构作用从而进行闭路或开路动作的锁定开关906;具有与多种充电电缆相对应的电阻值的第1电阻904;以及与该第1电阻904串联连接并与锁定开关906并联连接的第2电阻905。
按下未图示的解锁按钮则该锁定开关906不工作,在拔出供电插头903的过程中该锁定开关906成为开路或闭路的不工作状态,第1电阻904和第2电阻905的串联电路经由信号端子从供电插头903连接至充电插头190。
另外,供电插头903设有例如LED即电缆侧电源显示器907,当连接了充电电缆900A时,由图2中后述的点亮控制电路147a使该电缆侧电源显示器907进行闪烁或点亮显示。
成为车辆用电力转换装置100A的主体要素的驱动电力转换电路(简称为INV)110具备构成未图示的三相全波桥式电路的三对上游开关元件与下游开关元件,其串联连接点连接有三相同步电动机即行驶用电动机(简称为M)200,串联上游端经由上游侧行驶用接触器180u与电池300的正极端子相连接,串联下游端经由下游侧行驶用接触器180d与主电池300的负极端子相连接。
与驱动电力转换电路110联动的电动机控制装置111包括:在与上位控制装置500之间对控制及监视信号进行串行通讯的电动机控制用的微处理器MCU;以及由辅助电池301供电来生成稳定电压Vcc并对电动机控制用的微处理器MCU进行供电的稳压电源(简称为CVR)112。
另一方面,经由充电电缆900A而与地面电源相连接的交流电压经由一对充电用接触器190u、190d被输入至车辆用电力转换装置100A所附设的充电电力转换电路(简称为CNV)120,该充电电力转换电路120成为输出电压可变的直流电压生成电路,其用于对所输入的交流电压进行整流并产生电绝缘的直流输出电压来对主电池300进行充电。
与充电电力转换电路120联动的充电控制装置121包括:在与上位控制装置500之间对控制及监视信号进行串行通讯的充电控制用的微处理器BCU;以及由辅助电池301供电来生成稳定电压Vcc并对充电控制用的微处理器BCU进行供电的稳压电源(简称为CVR)122,充电控制用的微处理器BCU监视针对主电池300的充电电流,并对其直流输出电压进行可变控制。
另外,充电电力转换电路120的输出电压可以经由一对行驶用接触器180u、180d与主电池300相连接,或者也可以如虚线所图示的那样与主电池300直接连接。
可以由充电控制用的微处理器BCU单独对激励上游侧和下游侧的行驶用接触器180u、180d的电磁线圈M1u、M1d、以及激励一对充电用接触器190u、190d的电磁线圈M2u、M2d进行闭路驱动。
在图2中详述的充电开始控制电路140A响应供电插头903与充电插头190的连接状态,与充电控制装置121一起对一对充电用接触器190u、190d、或由一对充电用接触器190u、190d及一对行驶用接触器180u、180d串联连接而成的一对串联接触器即充电系统接触器进行开关控制。另外,串联连接的一对充电用接触器190u、190d可以如图1所示那样设置在充电电力转换电路120的输入侧,或者也可以设置在未图示的输出侧。
接着,对以图1所示的充电开始控制电路140A为主体的详细电路图即图2,详细说明其结构。
首先,在图2中,充电开始控制电路140A设有:被直接施加例如DC12V系统的辅助电池301的输出电压即辅助电池电压Vb并产生例如DC5V的辅助稳定电压Vdd的辅助恒压电源141a;由辅助电池301经由供电开关元件601a施加二次电源电压Vbb并产生例如DC5V的稳定电压Vcc的稳压电源122;以及根据该稳定电压Vcc来进行动作的充电控制装置121。
另外,供电开关元件601a被记载为例如当励磁线圈即驱动元件601b被激励时闭路的电磁继电器,但也能替换为使用了场效应晶体管的无触点方式的元件,并设置在充电开始控制电路140A的内部。
PNP结型晶体管即连接检测晶体管142a的发射极端子施加有辅助稳定电压Vdd,其基极端子经由二极管142d、基极电阻142b、充电电缆900A内的第2电阻905和第1电阻904连接至车体接地电路GND,在其发射极端子与基极端子之间连接有开路稳定电阻142c。
产生连接检测信号STA的连接检测晶体管142a的集电极端子经由启动禁止电路117、驱动时间限制电路143、初始启动电阻144a、中继用连接元件141b对驱动元件601b进行激励驱动。
由此,若供电开关元件601a闭路,则充电控制装置121的微处理器BCU通过接收稳定电压Vcc来开始运行并产生监视信号WDS,若与之响应的监视计时器123产生正常运行信号RUN,则供电开关元件601a经由保持启动电阻144b和中继用连接元件141b进行自保持动作。
其中,若因充电控制装置121的微处理器BCU的异常动作而导致监视信号WDS的脉冲宽度超过规定值,则监视计时器123停止产生正常运行信号RUN来解除供电开关元件601a的自保持动作,并产生复位信号RST来初始化充电控制装置121的微处理器BCU。
另外,在NPN结型晶体管即中继用连接元件141b的基极端子与发射极端子之间连接有开路稳定电阻144d,并且,在断开充电电缆900A并为了驾驶车辆而使电源开关600闭路时,能利用运算控制装置501产生的启动指令信号STB经由驾驶启动电阻144c对中继用连接元件141b进行闭路驱动,从而能使供电开关元件601a闭路。
这里,上述启动禁止电路117在下限电压检测电路113产生的DC电压检测信号Vbe、以及AC电压检测电路116产生的AC电压检测信号Vae的逻辑均为例如“H”电平的优势逻辑时导通,驱动时间限制电路143在连接检测晶体管142a与启动禁止电路117均成为闭路状态后在规定的期间中成为闭路状态,并且至少能在正常运行信号RUN产生之前对供电开关元件601a进行闭路驱动。
另外,在从图1中的受电插头901经由供电插头903、电源线902a、902b和充电插头190而得到的交流电源电压产生了规定的阈值AC电压以上的电压时,AC电压检测电路116利用例如光耦合器来产生电绝缘的AC电压检测信号Vae,这里所谓的阈值AC电压是上述降压充电装置302能够对辅助电池301进行充电的最小的交流电源电压以上的电压。
此外,下限电压检测电路113是比较电路,该比较电路在检测连接晶体管142a闭路时动作,并在辅助电池电压Vb的电压在规定的阈值DC电压以上时产生DC电压检测信号Vbe。这里所谓的规定的阈值DC电压是稳压电源122产生稳定电压Vcc(例如DC5V)所需的辅助电池电压Vb的第二电压Vb2(例如DC7V)、与稳压电源122产生充电控制装置121的微处理器BCU的电源复位电压Vrst(例如DC4.5V,Vrst<Vcc)所需的辅助电池电压Vb的第一电压Vb1(例如DC6V)(其中Vb1<Vb2)之间的电压,充电控制装置121的微处理器BCU在电源复位电压Vrst以上的电源电压下进行控制动作。
另外,辅助电池电压Vb经由连接检测元件114a被施加至下限电压检测电路113,当连接检测晶体管142a闭路时,经由基极电阻114b对连接检测元件114a进行闭路驱动。
供电二极管145a经由串联供电电阻145b将稳压电源122产生的稳定电压Vcc施加至充电电缆900A内的第1电阻904和第2电阻905的串联电路,并且,串联供电电阻145b的两端电压即第1测定电压V1和第2测定电压V2经由高电阻的第1输入电阻146a和第2输入电阻146b连接至多通道AD转换器124的输入端子。
由充电控制装置121的微处理器BCU利用充电继电器驱动输出DRV来供电并激励的电磁线圈M1u、M1d、M2u、M2d对图1中的行驶用接触器180u、180d和充电用接触器190u、190d进行闭路驱动,图2中的直接供电元件115a产生仅激励用于对充电用接触器190u、190d进行闭路驱动的电磁线圈M2u、M2d的直接充电指令输出DDV。
该直接供电元件115a作为经由充电时间限制电路115b来进行闭路驱动的NPN结型晶体管而示出。
此外,充电时间限制电路115b在由下限电压检测电路113得出的DC电压检测信号Vbe的逻辑电平成为“L”且由AC电压检测电路116得出的AC电压检测信号Vae的逻辑电平成为“H”后,到经过规定的限制时间为止的期间中逻辑电平成为“H”,对直接供电元件115a进行闭路驱动。
因此,若辅助电池电压Vb异常下降并产生从充电电缆900A得到的交流电压,则在充电控制装置121的微处理器BCU不工作的状态下激励电磁线圈M2u、M2d,充电用接触器190u、190d被闭路驱动,由此,充电电力转换电路120对所输入的交流电压进行电绝缘来产生整流后的规定的直流电压VDC。
由连接检测晶体管142a进行供电驱动的点亮控制电路147a用于经由显示驱动电阻147b对设置于充电电缆900A的电缆侧电源显示器907进行点亮控制,也可以设置车辆侧电源显示器197来代替电缆侧电源显示器907。
点亮控制电路147a在充电控制装置121的微处理器BCU不工作且连接检测晶体管142a闭路时产生低频度或窄脉宽的闪烁输出,并在直接供电元件115a闭路时响应直接充电指令输出DDV的输出而产生连续状态的点亮输出,以对电源显示器907进行闪烁或点亮驱动。
另一方面,充电控制装置121的微处理器BCU产生对电源显示器907进行供电驱动的显示指令DSP,在连接检测晶体管142a闭路且充电系统接触器开路的期间进行间歇动作指令,而在充电系统接触器被闭路驱动的期间产生响应于辅助电池301的充电状态的具有多个级别的通电占空比或频度的间歇驱动指令信号。
另外,除了上述连接检测信号STA、AC电压检测信号Vae、DC电压检测信号Vbe等逻辑输入,还向充电控制装置121的微处理器BCU输入之后在图3中进行阐述的第1和第2模拟信号AN1、AN2的数字转换值、由未图示的主电池300产生的主电源电压Vaa、或针对主电池300的充电电流的值的数字转换值,以作为多通道AD转换器124所产生的数字信号。
接着,关于示出图2所示的电压检测部的局部的详细电路图即图3(a)、示出图3(a)中的锁定开关断开时的电压检测特性的一览表即图3(b)、以及示出图3(a)中的锁定开关导通时的电压检测特性的一览表即图3(c),依次对其结构进行详细说明。
首先,在图3(a)中,电阻值为R904的第1电阻904、电阻值为R905的第2电阻905彼此串联连接,经由构成连接检测晶体管142a的基极电路的二极管142d、以及电阻值为R142b的基极电阻142b,对其施加由辅助恒压电源141a产生的例如DC5V的辅助稳定电压Vdd。
此外,还经由供电二极管145a和电阻值为R145b的串联供电电阻145b,对第1电阻904和第2电阻905的串联电路施加由稳压电源122产生的例如DC5V的稳定电压Vcc。
然后,串联供电电阻145b的负侧电位即第1测定电压V1经由电阻值为R146a的第1输入电阻146a作为多通道AD转换器124的第1模拟信号AN1而被输入。
此外,串联供电电阻145b的正侧电位即第2测定电压V2经由电阻值为R146b的第2输入电阻146b作为多通道AD转换器124的第2模拟信号AN2而被输入。
另外,稳定电压Vcc作为驱动电压Vad被施加至多通道AD转换器124的电源端子,稳定电压Vcc同样作为基准电压Vref被施加至多通道AD转换器124的基准电压端子。
因此,当针对多通道AD转换器124的模拟输入电压与基准电压Vref即稳定电压Vcc相等时,针对该模拟输入电压的数字转换值成为由多通道AD转换器124的分辨率所决定的最大的数字值。
这里,若将因稳定电压Vcc而流入串联供电电阻145b的电流设为I0、将因辅助稳定电压Vdd而流入基极电阻142b的电流设为ΔI0,则具有式(1)~式(4)的关系。
Vcc-V1-Vd1=I0×R145b·······(1)
Vdd-V1-Vd2=ΔI0×R142b······(2)
V2-V1=I0×R145b·············(3)
V1=(I0+ΔI0)×(R905+R904)
=I0×(1+ΔI0/I0)×(R905+R904)··(4)
其中,Vd1是供电二极管145a的电压降,Vd2是连接检测晶体管142a的发射极端子和基极端子间的电压降与二极管142d的电压降的相加值。
若在式(1)、(2)中设为Vd2>Vd1、Vcc≈Vdd、R142b>>R145b,则计算出下式(12)。
ΔI0/I0=(R145b/R142b)×(Vcc-V1-Vd2)/(Vdd-V1-Vd1)
<(R145b/R142b)
<<1·····(12)
因此,根据式(3)、(4)、(12)得到下式(5)。
R905+R904=V1/[I0(1+ΔI0/I0)]
=[R145b×V1/(V2-V1)]/(1+ΔI0/I0)
≈R145b×V1/(V2-V1)····(5)
此外,若对式(5)进行变形,则得到式(6)。
V1/V2≈(R904+R905)/(R904+R905+R145b)··(6)
在图3(b)中,该表格示出如下情况下的电压比率V1/V2的变化,即:在锁定开关906开路的状态下,作为一个示例,将电阻值R904设定为选自400~1200Ω范围内的5个级别中的任意值,将电阻值R905设为1600Ω,将R145b设为1.5KΩ,并将R142b设为30KΩ。
在图3(c)中,该表格示出如下情况下的电压比率V1/V2的变化,即:在锁定开关906闭路的状态下,电阻值R904应用与图3(b)的情况相同的值,电阻值R905被锁定开关906短路而成为0Ω。
由图3(b)和图3(c)明确可知,通过计算第1测定电压V1和第2测定电压V2的比率,从而能确定锁定开关906的开关状态、以及第1电阻904的电阻值R904。
另外,第1和第2测定电压V1、V2的数字转换值与施加于多通道AD转换器124的基准电压端子的基准电压Vref即稳定电压Vcc的值成比例。
因此,在辅助电池电压Vb异常下降导致稳压电源122无法产生作为目标的DC5V的状态下,虽然所得到的数字电压发生变动,但两者的比率即V1/V2大致恒定,不会受到电源电压的变动的影响。
以下,对于如图1至图3那样构成的实施方式1所涉及的电动车辆的充电装置的车辆用电力转换装置100A,详细说明其作用及动作。
首先,在图1和图2中,当车辆用电力转换装置100A正常运行时,若电源开关600闭路,则经由电源继电器601和上位控制装置500的稳压电源502向运算控制装置501进行供电来启动微处理器ECU,之后,利用微处理器ECU产生的正常运行信号RUN来进行自保持供电,并产生启动指令信号STB,也对电动机控制装置111的稳压电源112和充电控制装置121的稳压电源122进行供电,从而电动机控制用的微处理器MCU和充电控制用的微处理器BCU开始控制动作。
然后,电动机控制装置111控制驱动电力转换电路110,对行驶用电动机200施加可变频率的三相伪正弦波电压来进行动力运行,并在车辆惯性行驶或下坡行驶时以行驶用电动机200为发电机来进行针对主电池300的再生充电控制。
然而,当充电控制装置121检测到充电电缆900A的连接状态时,经由未图示的串行通信电路将该信息通知给运算控制装置501,运算控制装置501的微处理器ECU不产生启动指令信号STB,使得电动机控制用的微处理器MCU和充电控制用的微处理器BCU不再根据来自微处理器ECU侧的指令进行工作。
另一方面,即使电源开关600开路,若由充电开始控制电路140A检测出连接了充电电缆900A,则也向充电控制装置121的稳压电源122供电,使得充电控制用的微处理器BCU开始控制动作。
接着,关于图1所示的电路结构的动作说明用流程图的前段部、即用流程图示出充电控制用的微处理器BCU工作前的充电开始控制电路140A的控制动作的图4A,图1所示的电路结构的动作说明用流程图的中段部、即用流程图示出充电控制用的微处理器BCU自身的控制动作的图4B,以及图1所示的电路结构的动作说明用流程图的后段部、即用流程图示出充电控制用的微处理器BCU停止其动作时的控制动作的图4C,依次详细地进行说明。
在图4A中,步骤S400是电源开关600开路、充电电缆900A未连接的初始状态。接下来的步骤S401是连接待机步骤,该步骤中,判定图2中的连接检测晶体管142a是否闭路而产生了连接检测信号STA,在充电电缆900A开始了连接的情况下进行“是”的判定并转移至步骤S402,在未产生连接检测信号STA时进行“否”的判定并返回步骤S401。
步骤S402是如下步骤:由图2中的点亮控制电路147a以较低频度进行短时间的闭路动作,从而经由显示驱动电阻147b对电缆侧电源显示器907或车辆侧电源显示器197即电源显示器LED进行闪烁驱动。
接下来的步骤S403成为待机步骤,该步骤中,判定图2中的AC电压检测电路116是否产生了AC电压检测信号Vae,在产生了的情况下进行“是”的判定并转移至步骤S404,在未产生的情况下进行“否”的判定并返回步骤S401。
步骤S404是判定步骤,该步骤中,判定图2中的下限电压检测电路113是否产生了DC电压检测信号Vbe,在产生了的情况下进行“是”的判定并转移至步骤S405b,在未产生的情况下进行“否”的判定并返回步骤S405a。
步骤S405a是判定步骤,该步骤中,在经过例如数百ms的待机时间之前进行“否”的判定并返回步骤S401,当经过该待机时间仍然未产生DC电压检测信号Vbe时进行“是”的判定并转移至步骤S406a。
步骤S406a中,图2中的直接供电元件115a闭路且充电用继电器的电磁线圈M2u、M2d被激励,由此,图1的充电用接触器190u、190d被闭路驱动,所产生的直流电压经由降压充电装置302开始对辅助电池301进行暂时充电。
接下来的步骤S406b是如下步骤:点亮控制电路147a随着图2中的直接充电指令输出DDV的产生而成为连续导通状态,并使电缆侧电源显示器907或车辆侧电源显示器197连续点亮。
接下来的步骤S407a是判定步骤,该步骤中,判定图2中的下限电压检测电路113是否产生了DC电压检测信号Vbe,在产生了的情况下进行“是”的判定并转移至步骤S409a,在未产生的情况下进行“否”的判定并返回步骤S407b。
步骤S407b是判定步骤,该步骤中,判定是否经过了例如数分钟的暂时充电期间,在未经过的情况下进行“否”的判定并返回步骤S406a来继续进行暂时充电,在经过了上述时间的情况下进行“是”的判定并转移至步骤S408a。
步骤S408a中,图2中的直接供电元件115a开路且充电用继电器的电磁线圈M2u、M2d失励,由此,图1的充电用接触器190u、190d失励而开路,针对辅助电池301的暂时充电停止。
接下来的步骤S408b是如下步骤:点亮控制电路147a随着图2中的直接充电指令输出DDV的停止而成为闪烁动作状态。
接下来的步骤S408c中,通过暂时拔出充电电缆900A然后再次插入、或暂时断开地面电源的电源开关然后再次接通来返回步骤S401,能重新开始步骤S406a中的暂时充电。
当步骤S404的判定为“是”时转移的步骤S405b是判定步骤,该步骤中,在经过例如数百ms的待机时间前进行“否”的判定并返回步骤S404,在该待机时间中持续产生DC电压检测信号Vbe的情况下进行“是”的判定并转移至步骤S409a。
步骤S409a是如下步骤:图2中的启动禁止电路117闭路,由辅助恒压电源141a经由连接检测晶体管142a、启动禁止电路117、驱动时间限制电路143、中继用连接元件141b来激励供电继电器的驱动元件601b,接下来的步骤S409b是如下步骤:利用驱动元件601b对供电开关元件601a进行闭路驱动,由稳压电源122产生稳定电压Vcc,并经由中继端子B转移至图4B的步骤S410。
在图4B中,步骤S410是充电控制装置121的主体要素即微处理器BCU开始控制动作的步骤。
接下来的步骤S411a是成为电源控制单元的步骤,该步骤中,充电控制装置121的微处理器BCU产生监视信号WDS,与之响应的图2的监视计时器123产生正常运行信号RUN,经由保持启动电阻144b和中继用连接元件141b对驱动元件601b进行自保持驱动。
另外,监视计时器123在充电控制装置121的微处理器BCU所产生的监视信号WDS的脉冲周期超过了规定值的情况下产生复位信号RST来初始化微处理器BCU并重新启动。
接下来的步骤S411b是如下步骤:根据图2中的多通道AD转换器124的第1和第2模拟信号AN1、AN2的数字转换值的比率来计算第1和第2测定电压V1、V2的比率(V1/V2)。
接下来的步骤S411c是判定步骤,该步骤中,判定步骤S411b中所计算出的电压比率V1/V2的值相对于图3(b)或图3(c)的下段所示的0.211~0.651的各数值中的某一个值是否在例如±1%的范围内相一致,在相一致的情况下进行“是”的判定并转移至步骤S412,在不一致的情况下进行“否”的判定并转移至步骤S415b。
步骤S412是如下步骤:判定在步骤S411b中所计算出的电压比率V1/V2的值是否与图3(b)的下段所示的0.571~0.651的各数值在例如±1%的范围内相一致,在相一致的情况下判定为锁定开关906处于开路状态,并判定所计算出的电压比率(V1/V2)的值是否与图3(c)的下段所示的0.211~0.444的各数值在例如±1%的范围内相一致,在相一致的情况下判定为锁定开关906处于闭路状态。
接下来的步骤S413是计算并决定与步骤S412中所计算出的电压比率(V1/V2)的值相对应的第1电阻904的电阻值R904的步骤,例如,若(V1/V2)的值为0.595,则锁定开关906断开,决定为R904=600Ω,若(V1/V2)的值为0.348,则锁定开关906导通,决定为R904=800Ω。
然后,根据所计算出的电阻值R904的值来判定充电电缆900A的种类,例如,以对应于该种类而确定的最大充电电流以下的电流来进行针对主电池300的充电控制,步骤S412与步骤S413成为电阻值检测单元。
接下来的步骤S414a是判定步骤,该步骤中,当来自主电池300的主电源电压Vaa的值在规定值以下且希望进行充电时进行“是”的判定并转移至步骤S414b,当处于充满电状态时进行“否”的判定并转移至步骤S415b,该步骤实际上成为如下步骤:若不是充满电则成为“是”并开始充电,其结果是,若充满了电则进行“否”的判定并完成充电。
步骤S414b是判定步骤,该步骤中,当图2中的AC电压检测电路116产生AC电压检测信号Vae且从充电电缆900A得到的交流电压在规定的阈值AC电压以上时进行“是”的判定并转移至步骤S414c,在未得到交流电压时进行“否”的判定并转移至步骤S415b。
步骤S414c是判定步骤,该步骤中,当按下解锁按钮使得锁定开关906从导通变为断开时进行“是”的判定并转移至步骤S415b,若不变化则进行“否”的判定并转移至步骤S414d。
步骤S414d是判定步骤,该步骤中,当供电插头903完全插入至车辆侧的充电插头190使得锁定开关906从断开变为导通时进行是“是”的判定并转移至步骤S415a,若不变化则进行“否”的判定并转移至步骤S414e。
步骤S414e是判定步骤,该步骤中,判定从充电控制装置121的微处理器BCU随着在图4A的步骤S401中产生连接检测信号STA而启动起到由步骤S414d判定为锁定开关906闭路为止的经过时间是否超过了例如数百ms,若闭路动作延迟则进行“是”的判定并转移至步骤S415b,若未超过上述时间则进行“否”的判定并转移至动作结束步骤S420。
步骤S415a中,当步骤S414d进行“是”的判定并判定锁定开关906闭路时,产生充电继电器驱动输出DRV,图2中的电磁线圈M1u、M1d、M2u、M2d被驱动,经由图1中的充电用接触器190u、190d、充电电力转换电路120、行驶用接触器180u、180d从地面电源对主电池300开始充电,并且充电电力转换电路120的输出电压经由降压充电装置302开始对辅助电池301充电。
另外,作为在图4A的步骤S407a中进行了“是”的判定的结果,在充电控制装置121的微处理器BCU启动了的情况下,基于图4B的步骤S415a中的充电继电器驱动输出DRV来继续对辅助电池301充电,以代替来自直接供电元件115a的直接充电指令输出DDV。
接下来的步骤S416a是充电控制步骤,该步骤中,充电控制装置121的微处理器BCU监视针对主电池300的充电电流,并对充电电力转换电路120的输出电压进行调整,针对辅助电池301的充电控制由降压充电装置302来进行。
接下来的步骤S417a中,产生使电缆侧电源显示器907或车辆侧电源显示197间歇点亮的显示指令信号DSP,该显示指令信号DSP以多个级别的点亮模式来变化,以使得在例如针对主电池300的充电电流较大时能使通电率变大来观测充电程度。
步骤S415b是如下步骤:在步骤S411c的判定中第1电阻904的电阻值R904不合适时、在步骤S414a的判定中主电池300被充电至充满电状态时、在步骤S414b的判定中未从充电电缆900A得到合适的交流电源电压时、在步骤S414c的判定中锁定开关906开路时、或在步骤S414e的判定中供电插头903的不完全插入状态的时间过长时执行步骤S415b,使在步骤S415a中产生的充电继电器驱动输出DRV停止,或者在充电继电器驱动输出DRV停止的情况下使其持续停止,步骤S415a和步骤S415b成为充电系统接触器控制单元。
接下来的步骤S417b中,产生使电缆侧电源显示器907或车辆侧电源显示器197进行闪烁动作的显示指令信号DSP,相比于例如图4A的步骤S402中的硬件上的闪烁动作,该显示指令信号DSP使点亮时间比率稍微提高、或使闪烁周期稍微变快,以使得能识别出充电控制装置121的微处理器BCU处于工作中的情况,步骤S417a和步骤S417b成为基于充电控制装置121的微处理器BCU的显示控制单元。
接下来的步骤S418a是判定步骤,该步骤中,判定图2中的连接检测信号STA是否正在继续产生中,在产生中的情况下进行“是”的判定并转移至步骤S418b,在连接检测信号STA停止的情况下进行“否”的判定,并经由中继端子C转移至图4C的步骤S430。
步骤S418b是判定步骤,该步骤中,判定主电池300是否处于充满电状态,在充满电状态的情况下进行“是”的判定,并经由中继端子C转移至图4C的步骤S430,在不是充满电状态的情况下进行“否”的判定并转移至动作结束步骤S420。
另外,由步骤S418a和步骤S418b构成的功能块步骤S418成为停止转移单元,当在步骤S418a中连接检测信号STA停止且供电插头903被拔下时,或者当在步骤S418b中检测到主电池300的充满电状态时,充电控制装置121的微处理器BCU转移至停止状态。
在动作结束步骤S420中,执行其他控制程序,例如在5ms以下的规定时间以内返回至动作开始步骤S410,并重复执行以下的步骤。
图4C中,在成为电源控制单元的步骤S430中,充电控制装置121的微处理器BCU执行停止处理动作,之后停止监视信号WDS的产生。
接下来的步骤S431中,监视计时器123停止正常运行信号RUN的产生,由此,使供电开关元件601a开路来停止向稳压电源122的供电。在接下来的步骤S432中,若供电插头903的拔出完成则成为“是”的判定,返回图4A的开头所示的电缆未连接的初始状态。
然而,在步骤S432中,当供电插头903的拔出未完成时成为“否”的判定并转移至步骤S433,通过图2中的点亮控制电路147a来使电源显示器进行闪烁动作。然后,在接下来的步骤S434中,在地面电源侧的电源开关保持闭路状态不变的情况下进行“否”的判定并转移至步骤S432,若再次接通电源开关则进行“是”的判定并转移至步骤S435。步骤S435中,图2中的驱动时间限制电路143被初始化并返回图4A中的初始状态。
通过以上说明明确可知,在实施方式1中,利用图2的驱动时间限制电路143限制了连接检测晶体管142a使充电控制装置121的微处理器BCU开始启动的定时,而如果没有驱动时间限制电路143,则由于在连接了充电电缆900A且由地面电源提供交流电压并且辅助电池电压Vb正常的情况下,始终由连接检测晶体管142a和启动禁止电路117对供电开关元件601a进行闭路驱动,因此,该状态下将无法使充电控制装置121的微处理器BCU停止。
另一方面,即使充电电缆900A通过图4B中的步骤S418保持连接,在主电池300充满电的情况下充电控制装置121的微处理器BCU也停止工作,因此,能抑制辅助电池301的功耗,但为了实现上述内容,需要使图2中的驱动时间限制电路143有效。
然而,当在设置了驱动时间限制电路143的状态下停止充电控制装置121的微处理器BCU时,若不事先对图2中的驱动时间限制电路143进行初始化则无法重新启动微处理器BCU,因此,作为对策,进行图4C中的步骤S434所示的AC电源的重新接通。通过拔出充电电缆900A的受电插头901、或拔出供电插头903来暂时解除连接检测信号STA以代替重新接通操作,也能重新启动充电控制装置121的微处理器BCU。
通过以上说明明确可知,实施方式1所涉及的车辆的充电装置包含车辆用电力转换装置100A,该车辆用电力转换装置100A包括:驱动电力转换电路110,该驱动电力转换电路110从车载的主电池300经由行驶用接触器180u、180d向行驶用电动机200提供驱动电力;充电电力转换电路120,该充电电力转换电路120经由与连接至车辆外部的电源的充电电缆900A相连接的车载的充电用接触器190u、190d、或经由包含由该充电用接触器190u、190d与行驶用接触器180u、180d构成的一对串联接触器在内的充电系统接触器对主电池300进行充电;以及充电开始控制电路140A,该充电开始控制电路140A检测充电电缆900A的连接状态,对设置于针对主电池300的充电路径的充电系统接触器进行开关控制,车辆用电力转换装置100A由至少从主电池300经由行驶用接触器180u、180d和降压充电装置302来充电的辅助电池301提供控制用电力,充电电缆900A包括:受电插头901,该受电插头901与车辆外部的电源相连接;以及供电插头903,该供电插头903经由一对电源线902a、902b与该受电插头901相连接,并插入至车辆侧的充电插头190,并且适用至少根据最大充电电流的差异而不同的多种充电电缆,充电电缆900A还包括:锁定开关906,该锁定开关906通过供电插头903完全插入至充电插头190来使防脱落用的锁定机构作用从而进行闭路或开路动作;第1电阻904,该第1电阻904具有与多种充电电缆相对应的电阻值;以及第2电阻905,该第2电阻905与该第1电阻904串联连接,并与锁定开关906并联连接。
而且,按下解锁按钮则锁定开关906不工作,在拔出供电插头903的过程中锁定开关906成为开路或闭路的不工作状态,第1电阻904和第2电阻905的串联电路经由信号端子从供电插头903连接至充电插头190,充电开始控制电路140A与控制充电电力转换部120的输出电压和输出电流的充电控制装置121联动,充电控制装置121由稳压电源122来进行供电驱动,该稳压电源122由辅助电池301经由供电开关元件601a来供电并产生规定的稳定电压Vcc,此外,还包括:连接检测晶体管142a,该连接检测晶体管142a由辅助电池301直接供电而产生规定的稳定电压Vdd的辅助恒压电源141a经由基极电阻142、第1电阻904和第2电阻905的串联电路进行闭路驱动;供电开关元件601a,该供电开关元件601a在该连接检测晶体管142a闭路时被进行闭路驱动;以及多通道AD转换器124,该多通道AD转换器124输入有与施加于第1电阻904和第2电阻905的串联电路的电压成比例的电压。
多通道AD转换器124中,稳定电压Vcc作为AD转换器的驱动电压Vad和用于AD转换的基准电压Vref来使用,充电控制装置121包含微处理器BCU,该微处理器BCU具备充电系统接触器控制单元415a、415b,该充电系统接触器控制单元415a、415b输入有多通道AD转换器124所生成的数字信号,判定第1电阻904的电阻值和锁定开关906的开关状态,当供电插头903完成插入且锁定开关906动作时,对充电系统接触器进行通电驱动来充电,若解锁按钮被按下使得锁定开关906不工作,则即使充电未完成也停止充电系统接触器的驱动。
因此,充电电缆900A可以使用不内置充电用接触器190u、190d且不具备用于传输充电控制规格的有源元件的简单结构,能在产生主要的控制电力的稳压电源122不工作的状态下探知充电电缆900A的连接状态并启动稳压电源122,因此,具有能抑制停车状态下的辅助电池301的功耗的效果。
此外,在稳压电源122启动后与充电控制装置121的微处理器BCU联动的多通道AD转换器124对于充电电缆900A内的第1电阻904、或第1电阻904和第2电阻905的串联电路测定各部分的电压,并将它们进行对比,由此能准确地测定电阻值,即使当辅助电池301的电源电压异常下降而导致稳定电压Vcc不足时,只要电压在微处理器BCU的自停止电压以上,就能准确地进行电阻值的测定,具有能避免进行错误的充电控制的效果。
另外,这里,由连接检测晶体管142a检测供电插头903是否开始与车辆侧的充电插头190相连接的动作成为第一阶段,启动稳压电源122并使微处理器BCU动作来测定锁定开关906的开关状态和第1电阻904的电阻值的动作成为第二阶段,由于进行这样的分割,成为在第一阶段中辅助电池301的功耗非常小并在第二阶段中使用微处理器BCU来高精度地进行电阻值的测定的结构,在连接了充电电缆900A且在微处理器BCU不工作的状态下放置了较长时间的情况下,对于辅助电池301的损耗抑制发挥了显著的效果,并且,与不借助微处理器BCU来进行电阻值的测定的装置相比,具有可高精度地进行电阻值的测定并可进行各种控制常数的选择设定的效果。
此外,实施方式1所涉及的车辆的充电装置中,稳压电源122的输出电压即稳定电压Vcc经由供电二极管145a和串联供电电阻145b施加至第1电阻904和第2电阻905的串联电路,并且,连接检测晶体管142a经由辅助恒压电源141a供电,基极电阻142b的电阻值R142b成为比串联供电电阻145b的电阻值R145b要大的值,串联供电电阻145b的两端施加电压即第1测定电压V1和第2测定电压V2分别作为多通道AD转换器124的第1和第2模拟信号AN1、AN2被输入,构成充电控制装置121的微处理器BCU参照第1测定电压V1的值和第2测定电压V2的值、以及已知的控制常数即串联供电电阻145b的电阻值R145b的值,来计算第1电阻904和第2电阻905的串联合成电阻,第1电阻904具有对应于多种充电电缆来选择并决定的规定值以下的电阻值,与此相对,第2电阻905是固定电阻,其具有比第1电阻904的最大电阻要大的电阻值,并成为已知的控制常数,充电控制装置121的微处理器BCU还具备电阻值检测单元412、413,该电阻值检测单元412、413根据计算出的串联合成电阻的电阻值是比第2电阻905的电阻值R905要大还是要小,来判定锁定开关906是开路还是闭路,当锁定开关906开路时,从计算出的串联合成电阻的值中减去第2电阻905的电阻值R905来计算第1电阻904的电阻值R904,当锁定开关906闭路时,判定计算出的串联合成电阻的值是第1电阻904的电阻值R904。
如上所述,稳定电压Vcc经由供电二极管145a和串联供电电阻145b施加至设置在充电电缆900A内的第1电阻904和第2电阻905的串联电路,该串联供电电阻145b的两端施加电压经由多通道AD转换器124被输入至构成充电控制装置121的微处理器BCU,并且,连接检测晶体管142a经由辅助恒压电源141a来供电,其基极电阻142b的电阻值R142b成为比串联供电电阻R145b要大的值。第1电阻904具有对应于多种充电电缆来选择并决定的规定值以下的电阻值,与此相对,第2电阻905是固定电阻,其具有比第1电阻904的最大电阻要大的电阻值,并成为已知的控制常数,由此,在判定出第2电阻905是否被锁定开关906短路的基础上,可以检测第1电阻904的电阻值。
因此,当利用微处理器BCU来测定第1电阻904的电阻值时,对第1电阻904和第2电阻905的串联电路施加稳定电压Vcc,并且,若将电阻值R142b的值增大为电阻值R145b的值的例如10倍以上,则从辅助恒压电源141a侧流入第1电阻904的电流变得非常小,从而具有如下特征:仅测定串联供电电阻145b的两端施加电压,就能准确地进行电阻值的计算,而不受电源电压的变动的影响。此外,当未连接有充电电缆900A时,不产生辅助稳压电源141a的负载电流,即使在连接了充电电缆900A时连接检测晶体管142a的基极电流和集电极电流也非常小,因此,具有能抑制非充电状态下的辅助电池301的功耗的特征。
此外,实施方式1所涉及的车辆的充电装置中,充电控制装置121的微处理器BCU与监视计时器123联动地产生正常运行信号RUN,并具备电源控制单元411a、430,该电源控制单元411a、430在微处理器BCU完成控制动作并停止监视信号WDS时停止正常运行信号RUN,供电开关元件601a至少在连接检测晶体管142a闭路时进行闭路驱动,并且在产生了正常运行信号RUN时也进行闭路驱动,经由供电开关元件601a进行针对稳压电源122的自保持供电,充电开始控制电路140A还具备AC电压检测电路116和针对稳压电源122的启动禁止电路117,AC电压检测电路116在经由供电插头903和充电插头190从电源线902a、902b得到的交流电源电压产生了规定的阈值AC电压以上的电压的情况下,产生电绝缘的AC电压检测信号Vae,启动禁止电路117与连接检测晶体管142a联动,至少在产生了AC电压检测信号Vae时允许供电开关元件601a的闭路驱动。
如上所述,充电开始控制电路140A还具备AC电压检测电路116和针对稳压电源122的启动禁止电路117,启动禁止电路117与连接检测晶体管142a联动,当从充电插头190得到的AC电压在规定的阈值电压以下时,禁止针对稳压电源122的供电,从而禁止充电控制装置121的微处理器BCU的启动。
由此,若是在充电电缆900A与地面电源相连接的活动线路状态下连接至车辆侧的充电插头190的情况,则随着充电插头190的接触开始,稳压电源122启动,充电控制装置121的微处理器BCU判定第1电阻904的电阻值与锁定开关906的开关状态,若锁定开关906动作则进行针对充电系统接触器的供电驱动,并且,若是充电电缆900A在未与地面电源相连接的状态下连接至车辆侧的充电插头190的情况,则即使充电插头190的接触开始后不久完成接触从而锁定开关906成为动作状态,充电控制装置121的微处理器BCU也不工作,因此,不进行第1电阻904的电阻值与锁定开关906的开关状态的判定,成为稳压电源122等待工作的状态。
若在该状态下接通地面电源的电源开关,则进行针对稳压电源122的启动,由微处理器BCU判定第1电阻904的电阻值与锁定开关906的开关状态,并进行针对充电系统接触器的供电驱动。因此,不论充电电缆900A是处于活动线路状态还是非活动线路状态,都在完成充电电缆900A的连接后对充电系统接触器进行闭路驱动,因此,具有不在受电插头901或供电插头903的插入过程中进行通电的特征,并且具有能通过避免稳压电源122不必要的启动来抑制功耗的特征。另外,在拔出受电插头901或供电插头903时,需要按下解锁按钮来使锁定开关906不工作,由此,充电系统接触器失励开路,因此,不会在通电过程中进行拔出操作。
此外,实施方式1所涉及的车辆的充电装置中,充电系统接触器由充电用接触器190u、190d和行驶用接触器180u、180d所构成的一对串联接触器来构成,并且,交流电压从地面电源经由充电用接触器190u、190d被施加至充电电力转换电路120,当充电控制装置121不工作时,产生对交流电压进行电绝缘而整流后的规定的直流电压VDC,充电开始控制电路140A还包括辅助电池电压Vb的下限电压检测电路113、以及针对充电用接触器190u、190d的直接供电元件115a,下限电压检测电路113是比较电路,该比较电路在连接检测晶体管142a闭路时动作,并在辅助电池电压Vb的电压在规定的阈值DC电压以上时产生DC电压检测信号Vbe,规定的阈值DC电压是稳压电源122产生稳定电压Vcc所需的辅助电池电压Vb的第二电压Vb2、与稳压电源122产生微处理器BCU的电源复位电压Vrst(Vrst<Vcc)所需的辅助电池电压Vb的第一电压Vb1(其中Vb1<Vb2)之间的电压,微处理器BCU在电源复位电压Vrst以上的电源电压下进行控制动作,与AC电压检测电路116相关的规定的阈值AC电压、以及规定的直流电压VDC是能由降压充电装置302对辅助电池301进行充电的最小电压以上的电压,启动禁止电路117在DC电压检测信号Vbe和AC电压检测信号Vae一同产生时进行闭路动作,直接供电元件115a是开关元件,该开关元件在根据AC电压检测信号Vae检测到施加了交流电源电压并且交流电源电压为下限电压检测电路113无法产生DC电压检测信号Vbe的低电压时起作用,以对充电用接触器190u、190d进行闭路驱动,该直接供电元件115a的闭路时间由充电时间限制电路115b来进行限制。
如上所述,充电系统接触器由充电用接触器190u、190d和行驶用接触器180u、180d所构成的一对串联接触器来构成,充电开始控制电路140A还包括直接供电元件115a,该直接供电元件115a在因电压检测信号Vae而检测到交流电源电压、且辅助电池电压为无法产生DC电压检测信号Vbe的低电压时起作用,以对充电用接触器190u、190d进行闭路驱动,该直接供电元件115a的闭路时间由充电时间限制电路115b来进行限制。
因此,具有如下特征:即使在辅助电池电压Vb异常下降从而充电控制装置12的微处理器BCU无法进行控制动作的状态下,若处于能由辅助电池301来进行充电用接触器190u、190d的闭路驱动的状态,则也能经由充电电力转换电路120和降压充电装置302对辅助电池301进行充电,随着辅助电池电压的上升,微处理器BCU开始控制动作并恢复到正常状态。
另外,在由直接供电元件115a进行的辅助电池301的充电中,微处理器BCU处于不工作的状态,因此,锁定开关906的闭路状态也无法得到确认,作为其替代对策,在确认了连接检测晶体管142a的闭路持续状态后再对辅助电池301进行充电,并且将充电时间限制为用于等待因施加受电电压而使辅助电池301的电压上升的较短时间。
此外,实施方式1所涉及的车辆的充电装置中,充电控制装置121的微处理器BCU至少在连接检测晶体管142a闭路的情况下开始控制动作,并持续控制动作,直到充电完成后将充电系统接触器开路时、或拔出供电插头903使连接检测晶体管142a开路时为止,在供电插头903侧或充电插头190侧设有电缆侧电源显示器907或车辆侧电源显示器197即电源显示器,充电开始控制电路140A、140B还具备针对电源显示器的点亮控制电路147a,点亮控制电路147a在微处理器BCU不工作且连接检测晶体管142a闭路时产生低频度或窄脉宽的闪烁输出,并在直接供电元件115a闭路时产生连续状态的点亮输出,以对电源显示器进行闪烁或点亮驱动,并且,微处理器BCU具备显示控制单元417a、417b,该显示控制单元417a、417b产生对电源显示器进行供电驱动的显示指令DSP,在连接检测晶体管142a闭路且充电系统接触器开路的期间进行间歇动作指令,而在充电系统接触器被闭路驱动的期间产生响应于辅助电池301的充电状态的具有多个级别的通电占空比或频度的间歇驱动指令信号。
如上所述,在供电插头903侧或充电插头190侧设有电缆侧电源显示器907或车辆侧电源显示器197即电源显示器,并且,该电源显示器由点亮控制电路147a来进行闪烁或点亮驱动,上述点亮控制电路147a在连接了充电电缆900A且充电控制装置121的微处理器BCU不工作时进行工作。此外,设置于驱动充电控制装置121的微处理器BCU的稳压电源122的供电电路的供电开关元件601a根据在微处理器BCU正常动作中产生的正常运行信号来进行自保持动作,由微处理器BCU产生的显示指令信号DSP在连接了充电电缆900A且充电系统接触器开路时对电源显示器进行间歇驱动,并在连接了充电电缆900A且充电系统接触器闭路时进行连续驱动或间歇驱动。
因此,由微处理器BCU进行与辅助电池301的充电状态相对应的电源显示器的点亮控制,在微处理器BCU停止后,利用具有简单的硬件结构的点亮控制电路147a来进行闪烁或点亮控制,从而具有如下特征:可识别充电电缆900A的连接状态以及是否处于充电中,功耗得以抑制。
此外,实施方式1所涉及的车辆的充电装置中,在经由响应于和连接检测晶体管142a及启动禁止电路117串联连接的驱动时间限制电路143的供电开关元件601a,由辅助电池301对稳压电源122进行供电从而产生了稳定电压Vcc的情况下,充电控制装置121的微处理器BCU启动,启动禁止电路117至少在AC电压检测电路116产生了AC电压检测信号Vae的情况下导通并成为启动许可状态,驱动时间限制电路143在连接检测晶体管142a与启动禁止电路117均成为闭路状态后的规定期间中成为闭路状态,至少在正常运行信号RUN产生之前对供电开关元件601a进行闭路驱动,微处理器BCU还具备停止转移单元418,该停止转移单元418对于主电池300监视充电电流和充电电压,并判定其充电状态是否达到了合适状态,若达到合适充电状态而充电系统接触器开路,则即使未拔出供电插头903且连接检测晶体管142a工作,微处理器BCU也停止监视信号WDS来进行自停止。
如上所述,用于启动充电控制装置121的微处理器BCU的电源电路的连接检测晶体管142a连接有启动禁止电路117和驱动时间限制电路143,若在微处理器BCU启动且根据正常运行信号RUN进行了自保持供电的状态下主电池300达到合适充电状态,则即使不拔出供电插头903正常运行信号RUN也停止,自保持供电电路被切断,微处理器BCU停止工作。
因此,若达到合适充电状态,则稳压电源122和充电控制装置121的微处理器BCU停止,而与供电插头903的插拔状态无关,从而具有如下特征:能抑制在插入了供电插头903的状态下长时间放置时的辅助电池301的功耗。此外,在即使充电完成但供电插头903仍然插入的情况下放置时,连接检测晶体管142a中通过充电电缆900A内的第1电阻904流过基极电流,若具有电源显示器,则电源显示器进行闪烁动作并消耗非常小的电力,由此,能催促拔出充电电缆900A。
实施方式2.
接着,基于图5至图8对实施方式2所涉及的车辆的充电装置进行说明。
关于车辆的充电装置的整体电路框图即图5、以及以充电开始控制电路为主体的详细电路图即图6,以与图1和图2的不同点为中心,对其结构进行详细说明。
另外,各图中同一标号表示相同或相当部分,车辆用电力转换装置100A成为车辆用电力转换装置100B,充电开始控制电路140A成为充电开始控制电路140B,充电电缆900A成为充电电缆900B,通过标号末尾的大写英文字母来示出实施方式的区别。
在图5中,与图1的第1不同点在于,图1和图5分别应用了在图2和图6中示出的不同类型的充电开始控制电路140A、140B,关于这点,在图6中进行详细说明。第2不同点在于,图1的情况下在充电电缆900A内具备电缆侧电源显示器907,也可以在车辆侧设置车辆侧电源显示器197(参照图2)作为替代,但在图5的情况下,将车辆侧电源显示器197设置在车辆侧,但也可以在充电电缆900B内具备电缆侧电源显示器907(参照图6)作为替代。
接着,关于以图5所示的充电开始控制电路140B为主体的详细电路图即图6,以与图2的不同点为中心,对其结构进行详细说明。
在图6中,与图2的第1不同点在于,图2中的连接检测晶体管142a经由辅助恒压电源141a由辅助电池301来供电,与此相对,图6中的连接检测晶体管142a由辅助电池301直接供电,不使用辅助恒压电源141a。其结果是,无需图2中连接在下限电压检测电路113的下游侧的连接检测元件114a,在图6中,连接检测晶体管142a连接至下限电压检测电路113的上游侧。
此外,图2中的点亮控制电路147a由辅助恒压电源141a经由连接检测晶体管142a来供电,但在图6中,由辅助电池301经由连接检测晶体管142a进行供电。
在图6中,与图2的第2不同点在于,串联供电电阻145b的两端电位作为第1模拟信号AN1和第2模拟信号AN2输入至图2中的多通道AD转换器124,然而,除了这些信号以外,图6中的多通道AD转换器124还附加有用于监视辅助电池电压Vb的第3模拟信号AN3,利用图7对其详细结构进行说明。
接着,关于示出图6所示的电压检测部的局部详细电路图即图7,对其结构进行详细说明。
在图7中,电阻值为R904的第1电阻904、电阻值为R905的第2电阻905彼此串联连接,经由构成连接检测晶体管142a的基极电路的二极管142d、以及电阻值为R142b的基极电阻142b,对第1电阻904、第2电阻905的串联电路施加由辅助电池301产生的例如DC6V~15V的辅助电池电压Vb。然后,基极电阻142b的上游侧电位即基极电压V0被分压电阻148a、148b分压而成为第3测定电压V3,该第3测定电压V3经由电阻值R148c的第3输入电阻148c作为第3模拟信号AN3被输入至多通道AD转换器124。
此外,还经由供电二极管145a和电阻值为R145b的串联供电电阻145b,对第1电阻904和第2电阻905的串联电路施加由稳压电源122产生的例如DC5V的稳定电压Vcc。然后,串联供电电阻145b的负侧电位即第1测定电压V1经由电阻值为R146a的第1输入电阻146a作为多通道AD转换器124的第1模拟信号AN1而被输入。
此外,串联供电电阻145b的正侧电位即第2测定电压V2经由电阻值为R146b的第2输入电阻146b作为多通道AD转换器124的第2模拟信号AN2而被输入。另外,稳定电压Vcc作为驱动电压Vad被施加至多通道AD转换器124的电源端子,稳定电压Vcc同样作为基准电压Vref被施加至多通道AD转换器124的基准电压端子。因此,当针对多通道AD转换器124的模拟输入电压与基准电压Vref即稳定电压Vcc相等时,针对该模拟输入电压的数字转换值成为满标值。
这里,施加至基极电阻142b的基极电压V0、与被一对分压电阻148a、148b的电阻值R148a、R148b分压而得到的第3测定电压V3之间的关系如式(7)所示那样。
α=V3/V0=R148b/(R148a+R148b)·····(7)
其中,R142b+R905+R904<<R148a+R148b。
分压比α成为用稳定电压Vcc的值除以辅助电池301的最大输出电压Vbmax而得到的固定的控制常数,由此,稳定电压Vcc以上的电压不会输入至多通道AD转换器124。另一方面,若将从基极电阻142b流入第1电阻904和第2电阻905的电流设为Ix,并将从串联供电电阻145b流入第1电阻904和第2电阻905的电流设为Iy,则下式(8)~(10)成立。
Ix=(V0-V1)/R142b=(V3/α-V1)/R142b···(8)
Iy=(V2-V1)/R145b·················(9)
Ix+Iy=V1/(R904+R905)·············(10)
若将式(8)~(10)合成,则式(11)成立。
R904+R905=V1/(Ix+Iy)
=R142b×R145b/[R145b×(V3/(αV1)-1))+R142b×(V2/V1-1)]
·············(11)
在式(11)中,电阻值R142b、电阻值R145b、分压比α是已知的固定常数,第1~第3测定电压V1~V3作为第1~第3模拟信号AN1~AN3被输入至多通道AD转换器124,其数值转换值被输入至充电控制装置121的微处理器BCU,因此,微处理器BCU能基于这些固定常数与可变的测定值来计算串联合成电阻R904+R905的值。
另外,在式(11)中,若因辅助电池电压Vb的异常电压下降导致稳压电源122的输出电压无法维持规定的稳定电压Vcc而发生变动,则第1~第3测定电压V1~V3与之成反比地变动,但电压比率(V3/V1)与(V2/V1)并不变动,因此,即使电源电压发生变动也能高精度地进行电阻值的测定。
以下,关于如图5至图7那样构成的实施方式2所涉及的电动车辆的充电装置中的车辆用电力转换装置100B,对其作用、动作进行详细说明。
首先,在图5和图6中,当车辆用电力转换装置100B正常运行时,若电源开关600闭路,则经由电源继电器601和上位控制装置500的稳压电源502向运算控制装置501进行供电来启动微处理器ECU,之后,利用微处理器ECU产生的正常运行信号RUN来进行自保持供电,并产生启动指令信号STB,也对电动机控制装置111的稳压电源112和充电控制装置121的稳压电源122进行供电,从而电动机控制用的微处理器MCU和充电控制用的微处理器BCU开始控制动作。然后,电动机控制装置111控制驱动电力转换电路110,对行驶用电动机200施加可变频率的三相伪正弦波电压来进行动力运行,并在车辆惯性行驶或下坡行驶时以行驶用电动机200为发电机来进行针对主电池300的再生充电控制。
然而,当充电控制装置121检测到充电电缆900B的连接状态时,经由未图示的串行通信电路将该信息通知给运算控制装置501,微处理器ECU不产生启动指令信号STB,微处理器MCU或微处理器BCU不再根据来自微处理器ECU侧的指令进行工作。另一方面,若在电源开关600开路的状态下充电开始控制电路140B仍然检测出连接了充电电缆900B,则向充电控制装置121的稳压电源122供电,使得充电控制用的微处理器BCU开始控制动作。
接着,关于图5所示的电路结构的动作说明用流程图的前段部、即用流程图示出充电控制用的微处理器BCU工作前的充电开始控制电路140B的控制动作的图8A,图5所示的电路结构的动作说明用流程图的中段部、即用流程图示出充电控制用的微处理器BCU自身的控制动作的图8B,以及图5所示的电路结构的动作说明用流程图的后段部、即用流程图示出充电控制用的微处理器BCU停止其动作时的控制动作的图8C,以与图4A、图4B、图4C的不同点为中心依次详细地进行说明。
图8A中,步骤S800至步骤S808c或步骤S809b的所有步骤与图4中的步骤S400至步骤S408c或步骤S409b的所有步骤相同,关于微处理器BCU工作前的控制动作,在实施方式1与实施方式2之间并无差异。
在图8B中,除了步骤S818和步骤S418,步骤S810至步骤S820的所有步骤与图4B中的步骤S410至步骤S420的所有步骤相同,关于微处理器BCU自身的控制动作,对于其特定步骤以外的部分,在实施方式1与实施方式2之间并无差异。
对该特定步骤进行详细说明,在图4B的情况下,在通过步骤S415b和步骤S417b停止充电继电器驱动输出DRV和显示指令信号DSP后,经由动作结束步骤S420返回动作开始步骤S410,由此来重复执行控制动作,用于上述动作的必要条件为产生连接检测信号STA并且主电池300处于充满电状态,若未产生连接检测信号STA或主电池300变成充满电状态,则向图4C的步骤转移,微处理器BCU转移至停止状态。
然而,在图8B的情况下,在通过步骤S815b和步骤S817b停止充电继电器驱动输出DRV和显示指令信号DSP后,经由动作结束步骤S820返回动作开始步骤S810,由此来重复执行控制动作,用于上述动作的必要条件仅为产生了连接检测信号STA,即使主电池300变为充满电,只要产生连接检测信号STA,微处理器BCU就继续控制动作,在连接检测信号STA不工作的情况下进行“否”的判定并转移至图8C的步骤,微处理器BCU转移至停止状态。
图8C中,在成为电源控制单元的步骤S830中,微处理器BCU执行停止处理动作,之后停止监视信号WDS的产生。接下来的步骤S831中,监视计时器123停止正常运行信号RUN的产生,由此,停止向稳压电源122的供电。接下来的步骤S832中,显示指令信号DSP停止,在该时刻,利用上述步骤S818检测出连接检测信号STA的解除,因此,由点亮控制电路147a进行的闪烁显示动作也停止。然后,紧接着步骤S832返回图8A的初始步骤S800。
通过以上说明明确可知,在实施方式2中,只要通过图8B中的步骤S818产生了连接检测信号STA,则即使主电池300变为充满电,微处理器BCU也不停止工作,因此从抑制辅助电池301的功耗的观点出发,这是不利的结构,但具有如下特征:无需图2所示那样的驱动时间限制电路143,随之也无需图4C所示那样的微处理器BCU的重新启动处理。
以上说明中,在实施方式2中,对多通道AD转换器124输入3个模拟输入信号,但即使是实施方式1的情况,也能将图2的二极管142d与基极电阻142b之间的连接点的电位作为基极电压V0输入至多通道AD转换器124,从而更高精度地进行电阻值的计算。此外,实施方式2中,删除了实施方式1的图2中的驱动时间限制电路143,然而,可以与实施方式1同样地追加驱动时间限制电路143,并能将控制动作也设为与图4B、图4C相同的控制。
通过以上说明明确可知,实施方式2所涉及的车辆的充电装置包括车辆用电力转换装置100B,其具备:驱动电力转换电路110,该驱动电力转换电路110从车载的主电池300经由行驶用接触器180u、180d向行驶用电动机200提供驱动电力;充电电力转换电路120,该充电电力转换电路120经由与连接至车辆外部的电源的充电电缆900B相连接的车载的充电用接触器190u、190d、或经由包含由该充电用接触器190u、190d与行驶用接触器180u、180d构成的一对串联接触器在内的充电系统接触器对主电池300进行充电;以及充电开始控制电路140B,该充电开始控制电路140B检测充电电缆900B的连接状态,对设置于针对主电池300的充电路径的充电系统接触器进行开关控制,车辆用电力转换装置100B至少由从主电池300经由行驶用接触器180u、80d和降压充电装置302来充电的辅助电池301提供控制用电力,充电电缆900B包括:受电插头901,该受电插头901与车辆外部的电源相连接;以及供电插头903,该供电插头903经由一对电源线902a、902b与该受电插头901相连接,并插入至车辆侧的充电插头190,充电电缆900B适用至少根据最大充电电流的差异而不同的多种充电电缆,充电电缆900B还包括:锁定开关906,该锁定开关906通过将供电插头903完全插入至充电插头190来使防脱落用的锁定机构作用从而进行闭路或开路动作;第1电阻904,该第1电阻904具有与多种充电电缆相对应的电阻值;以及第2电阻905,该第2电阻905与该第1电阻904串联连接,并与锁定开关906并联连接。
然后,按下解锁按钮则锁定开关906不工作,在拔出供电插头903的过程中锁定开关906成为开路或闭路的不工作状态,第1电阻904和第2电阻905的串联电路经由信号端子从供电插头903连接至充电插头190,充电开始控制电路140B与控制充电电力转换部120的输出电压和输出电流的充电控制装置121联动,充电控制装置121由稳压电源122来进行供电驱动,该稳压电源122由辅助电池301经由供电开关元件601a来供电并产生规定的稳定电压Vcc,此外,还包括:连接检测晶体管142a,该连接检测晶体管142a由辅助电池301经由基极电阻142、第1电阻904和第2电阻905的串联电路来进行闭路驱动;供电开关元件601a,该供电开关元件601a在该连接检测晶体管142a闭路时进行闭路驱动;以及多通道AD转换器124,该多通道AD转换器124输入有与施加于第1电阻904和第2电阻905的串联电路的电压成比例的电压,多通道AD转换器124中,稳定电压Vcc作为AD转换器的驱动电压Vad和用于AD转换的基准电压Vref来使用,充电控制装置121包含微处理器BCU,该微处理器BCU具备充电系统接触器控制单元815a、815b,该充电系统接触器控制单元815a、815b输入有多通道AD转换器124所生成的数字信号,判定第1电阻904的电阻值和锁定开关906的开关状态,当供电插头903完成插入且锁定开关906动作时,对充电系统接触器进行通电驱动,若解锁按钮被按下而锁定开关906不工作,则即使充电未完成也停止充电系统接触器的驱动。
此外,实施方式2所涉及的车辆的充电装置中,稳压电源122的输出电压即稳定电压Vcc经由供电二极管145a和串联供电电阻145b被施加至第1电阻904和第2电阻905的串联电路,并且,连接检测晶体管142a由辅助电池301直接供电,串联供电电阻145b的两端施加电压即第1测定电压V1和第2测定电压V2分别作为多通道AD转换器124的第1及第2模拟信号AN1、AN2被输入,并且,施加于基极电阻142b的基极电压V0乘以基于一对分压电阻148a、148b的电阻值R148a、R148b的规定的分压比α后成为第3测定电压V3,并作为多通道AD转换器124的第3模拟信号AN3被输入,分压比α成为用稳定电压Vcc的值除以辅助电池301的最大输出电压Vbmax而得到的固定的控制常数,构成充电控制装置121的微处理器BCU参照第1测定电压V1的值和第2测定电压V2的值、第3测定电压V3的值、已知的控制常数即串联供电电阻145b的电阻值R145b的值、基极电阻142b的电阻值R142b的值、以及分压比α的值,来计算第1电阻904和第2电阻905的串联合成电阻,第1电阻904具有对应于多种充电电缆来选择并决定的规定值以下的电阻值,与此相对,第2电阻905是固定电阻,其具有比第1电阻904的最大电阻要大的电阻值,并成为已知的控制常数,微处理器BCU还具备电阻值检测单元812、813,该电阻值检测单元812、813根据计算出的串联合成电阻的电阻值是比第2电阻905的电阻值R905要大还是要小,来判定锁定开关906是开路还是闭路,当锁定开关906开路时,从计算出的串联合成电阻的值中减去第2电阻905的电阻值R905来计算第1电阻904的电阻值R904,当锁定开关906闭路时,判定计算出的串联合成电阻的值是第1电阻904的电阻值R904。
如上所述,稳定电压Vcc经由供电二极管145a和串联供电电阻145b被施加至设在充电电缆900B内的第1电阻904与第2电阻905的串联电路,该串联供电电阻145b的两端施加电压即第1测定电压V1和第2测定电压V2经由多通道AD转换器124被输入至构成充电控制装置121的微处理器BCU,并且,连接检测晶体管142a由辅助电池301直接供电,针对其基极电阻142b的施加电压经由具有规定的分压比的分压电阻而成为第3测定电压V3,并经由多通道AD转换器124被输入至充电控制装置121的微处理器BCU。
第1电阻904具有对应于多种充电电缆来选择并决定的规定值以下的电阻值,与此相对,第2电阻905是固定电阻,其具有比第1电阻904的最大电阻要大的电阻值,并成为已知的控制常数,由此,在判定出第2电阻905是否被锁定开关906短路的基础上,可检测第1电阻904的电阻值。
因此,当由微处理器BCU测定第1电阻904的电阻值时,对第1电阻904与第2电阻905的串联电路施加了稳定电压,并根据第3测定电压V3来测定从辅助电池301侧流入基极电阻142b的电流,因此,具有如下特征:即使辅助电池电压发生变动,也能准确地进行第1电阻904的电阻值的计算。此外,当未连接有充电电缆900B时,不产生针对辅助电池301的负载电流,即使在连接了充电电缆900B时连接检测晶体管142a的基极电流和集电极电流也非常小,因此,具有能抑制非充电状态下的辅助电池301的功耗的特征。
此外,实施方式2所涉及的车辆的充电装置中,充电控制装置121的微处理器BCU与监视计时器123联动地产生正常运行信号RUN,并具备电源控制单元811a、830,该电源控制单元811a、830通过由微处理器BCU完成控制动作并停止监视信号WDS来停止正常运行信号RUN,供电开关元件601a至少在连接检测晶体管142a闭路时进行闭路驱动,并且在产生了正常运行信号RUN时也进行闭路驱动,经由供电开关元件601a进行针对稳压电源122的自保持供电,充电开始控制电路140B还具备AC电压检测电路116和针对稳压电源122的启动禁止电路117,AC电压检测电路116在经由供电插头903和充电插头190从电源线902a、902b得到的交流电源电压产生了规定的阈值AC电压以上的电压的情况下,产生电绝缘的AC电压检测信号Vae,启动禁止电路117与连接检测晶体管142a联动,至少在产生了AC电压检测信号Vae时允许供电开关元件601a的闭路驱动。
如上所述,充电开始控制电路140B还具备AC电压检测电路116和针对稳压电源122的启动禁止电路117,启动禁止电路117与连接检测晶体管142a联动,当从充电插头190得到的AC电压在规定的阈值电压以下时,禁止针对稳压电源122的供电,从而禁止微处理器BCU的启动。因此,具有与实施方式1的情况相同的特征。
此外,实施方式2所涉及的车辆的充电装置中,充电系统接触器由充电用接触器190u、190d和行驶用接触器180u、180d所构成的一对串联接触器来构成,并且,交流电压从地面电源经由充电用接触器190u、190d被施加至充电电力转换电路120,当充电控制装置121不工作时,产生对交流电压进行电绝缘并进行整流而得的规定的直流电压VDC,充电开始控制电路140B还包括辅助电池电压Vb的下限电压检测电路113、以及针对充电用接触器190u、190d的直接供电元件115a,下限电压检测电路113是比较电路,该比较电路在连接检测晶体管142a闭路时动作,并在辅助电池电压Vb的电压在规定的阈值DC电压以上时产生DC电压检测信号Vbe,规定的阈值DC电压是稳压电源122产生稳定电压Vcc所需的辅助电池电压Vb的第二电压Vb2、与稳压电源122产生微处理器BCU的电源复位电压Vrst(其中,Vrst<Vcc)所需的辅助电池电压Vb的第一电压Vb1(其中,Vb1<Vb2)之间的电压,微处理器BCU在电源复位电压Vrst以上的电源电压下进行控制动作,与AC电压检测电路116相关的规定的阈值AC电压、以及规定的直流电压VDC是降压充电装置302能够对辅助电池301进行充电的最小电压以上的电压,启动禁止电路117在DC电压检测信号Vbe和AC电压检测信号Vae一同产生时进行闭路动作,直接供电元件115a是开关元件,该开关元件在根据AC电压检测信号Vae而检测到施加了交流电源电压并且交流电源电压为下限电压检测电路113无法产生DC电压检测信号Vbe的低电压时起作用,以对充电用接触器190u、190d进行闭路驱动,该直接供电元件115a的闭路时间由充电时间限制电路115b来进行限制。
如上所述,充电系统接触器由充电用接触器190u、190d和行驶用接触器180u、180d所构成的一对串联接触器来构成,充电开始控制电路140B还包括直接供电元件115a,该直接供电元件115a在因电压检测信号Vae而检测到交流电源电压、且辅助电池电压为无法产生DC电压检测信号Vbe的低电压时作用,以对充电用接触器190u、190d进行闭路驱动,该直接供电元件115a的闭路时间由充电时间限制电路115b来进行限制。因此,具有与实施方式1的情况相同的特征。
此外,实施方式2所涉及的车辆的充电装置中,充电控制装置121的微处理器BCU至少在连接检测晶体管142a闭路的情况下开始控制动作,并持续控制动作,直到充电完成而将充电系统接触器开路时、或拔出供电插头903而使连接检测晶体管142a开路时为止,在供电插头903侧或充电插头190侧设有电缆侧电源显示器907或车辆侧电源显示器197即电源显示器,充电开始控制电路140B还具备针对电源显示器的点亮控制电路147a,点亮控制电路147a在微处理器BCU不工作且连接检测晶体管142a闭路时产生低频度或窄脉宽的闪烁输出,并在直接供电元件115a闭路时产生连续状态的点亮输出,以对电源显示器进行闪烁或点亮驱动,并且,微处理器BCU具备显示控制单元817a、817b,该显示控制单元817a、817b产生对电源显示器进行供电驱动的显示指令DSP,在连接检测晶体管142a闭路且充电系统接触器开路的期间进行间歇动作指令,而在充电系统接触器被闭路驱动的期间产生响应于辅助电池301的充电状态的具有多个级别的通电占空比或频度的间歇驱动指令信号。
如上所述,在供电插头903侧或充电插头190侧设有电缆侧电源显示器907或车辆侧电源显示器197即电源显示器,并且,该电源显示器由点亮控制电路147a来进行闪烁或点亮驱动,上述点亮控制电路147a在连接了充电电缆900B而微处理器BCU不工作时进行工作。此外,设置于驱动微处理器BCU的稳压电源122的供电电路的供电开关元件601a根据在微处理器BCU正常动作中产生的正常运行信号RUN来进行自保持动作,由微处理器BCU产生的显示指令信号DSP在连接了充电电缆900B而充电系统接触器开路时对电源显示器进行间歇驱动,并在连接了充电电缆900B且充电系统接触器闭路时进行连续驱动或间歇驱动。因此,具有与实施方式1的情况相同的特征。
此外,实施方式2所涉及的车辆的充电装置中,在经由响应于连接检测晶体管142a与启动禁止电路117的供电开关元件601a,由辅助电池301对稳压电源122进行供电从而产生了稳定电压Vcc的情况下,充电控制装置121的微处理器BCU启动,启动禁止电路117至少在AC电压检测电路116产生了AC电压检测信号Vae的情况下导通并成为启动许可状态,微处理器BCU还具备停止转移单元818,该停止转移单元818对于主电池300监视充电电流和充电电压,并判定其充电状态是否达到了合适状态,在达到合适充电状态且充电系统接触器开路的情况下,或者在即使充电未完成也按下解锁按钮从而锁定开关906不工作使得充电系统接触器开路的情况下,若供电插头903保持插入状态不变且连接检测晶体管142a工作则持续动作,仅在供电插头903被拔出且连接检测晶体管142a不工作的情况下停止监视信号WDS来进行自停止。
如上所述,用于启动充电控制装置121的微处理器BCU的电源电路的连接检测晶体管142a连接有启动禁止电路117,并具备停止转移单元818,该停止转移单元818在微处理器BCU启动且根据正常运行信号RUN进行自保持供电的状态下主电池300达到合适充电状态的情况下,或者在即使充电未完成也按下解锁按钮从而锁定开关906成为不工作的状态下拔出了供电插头903的情况下,停止监视信号WDS来进行自停止。
因此,具有如下特征:在充电系统接触器开路且拔出供电插头903从而连接检测晶体管142变为不工作前,微处理器BCU的控制动作得以维持,并在充电未完成状态下锁定开关906暂时不工作的情况下,通过使锁定开关906重新工作从而轻松地重新开始充电,而与主电池300的充电状态无关。
另外,在充电完成状态下,当保持连接有充电电缆900B的状态而放置时,连接检测晶体管142a内通过充电电缆900B内的第1电阻904流过基极电流,若具有电源显示器,则电源显示器进行闪烁动作并消耗非常小的电力,由此,能催促拔出充电电缆900B。此外,具有如下特征:该状态下微处理器BCU也持续动作状态,若具有电源显示器则能由微处理器BCU来进行电源显示器的间歇动作。
本公开记载了各种例示的实施方式及实施例,但1个或多个实施方式中记载的各种特征、形态及功能并不限于特定实施方式的应用,可单独或以各种组合来应用于实施方式。
因此,可在本申请所公开的技术范围内假设未举例示出的无数变形例。例如,对至少1个结构要素进行变形的情况、添加的情况或省略的情况、甚至提取出至少1个结构要素并与其他实施方式的结构要素进行组合的情况都包含在内。
标号说明
100A、100B 车辆用电力转换装置
110 驱动电力转换电路
113 下限电压检测电路
115a 直接供电元件
115b 充电时间限制电路
116 AC电压检测电路
117 启动禁止电路
120 充电电力转换电路
121 充电控制装置
122 稳压电源
123 监视计时器
124 多通道AD转换器
140A、140B 充电开始控制电路
141a 辅助恒压电源
142a 连接检测晶体管
142b 基极电阻
143 驱动时间限制电路
145a 供电二极管
145b 串联供电电阻
147a 点亮控制电路
148a 分压电阻
148b 分压电阻
180u 行驶用接触器(上游)
180d 行驶用接触器(下游)
190 充电插头
190u 充电用接触器
190d 充电用接触器
197 车辆侧电源显示器
200 行驶用电动机
300 主电池
301 辅助电池
302 降压充电装置
411a、430 电源控制单元
413 电阻值检测单元
415a、415b 充电系统接触器控制单元
417a、417b 显示控制单元
418 停止转移单元
601a 供电开关元件(供电继电器)
811a、830 电源控制单元
812、813 电阻值检测单元
815a、815b 充电系统接触器控制单元
817a、817b 显示控制单元
818 停止转移单元
900A、900B 充电电缆
901 受电插头
902a、902b 电源线
903 供电插头
904 第1电阻
905 第2电阻
906 锁定开关
907 电缆侧电源显示器。

Claims (8)

1.一种车辆的充电装置,包括车辆用电力转换装置,该车辆用电力转换装置包括:驱动电力转换电路,该驱动电力转换电路从车载的主电池经由行驶用接触器向行驶用电动机提供驱动电力;充电电力转换电路,该充电电力转换电路经由与连接至车辆外部的电源的充电电缆相连接的车载的充电用接触器、或经由包含由所述充电用接触器与所述行驶用接触器构成的一对串联接触器在内的充电系统接触器对所述主电池进行充电;以及充电开始控制电路,该充电开始控制电路检测所述充电电缆的连接状态,对设置于针对所述主电池的充电路径的所述充电用接触器进行开关控制,所述车辆用电力转换装置由从所述主电池经由所述行驶用接触器和降压充电装置来充电的辅助电池提供控制用电力,所述车辆的充电装置的特征在于,
所述充电电缆具有:受电插头,该受电插头与车辆外部的电源相连接;供电插头,该供电插头经由一对电源线与所述受电插头相连接,并插入至车辆侧的充电插头;锁定开关,该锁定开关根据所述供电插头完全插入至所述充电插头从而防脱落用的锁定机构起作用的情况,进行闭路或开路动作;第1电阻,该第1电阻具有与根据最大充电电流的差异而不同的多种充电电缆相对应的电阻值;以及第2电阻,该第2电阻与所述第1电阻串联连接,与所述锁定开关并联连接,
按下解锁按钮,所述锁定开关不工作,在拔出所述供电插头的过程中,所述锁定开关成为开路或闭路的不工作状态,所述第1电阻和所述第2电阻的串联电路经由信号端子从所述供电插头连接至所述充电插头,
所述充电开始控制电路具有:稳压电源,该稳压电源由所述辅助电池经由供电开关元件来供电,产生规定的第1稳定电压;充电控制装置,该充电控制装置由所述稳压电源来进行供电驱动,对所述充电电力转换电路进行控制;连接检测晶体管,该连接检测晶体管从由所述辅助电池直接供电而产生规定的稳定电压的辅助恒压电源或所述辅助电池经由基极电阻、所述第1电阻和所述第2电阻的串联电路进行闭路驱动;所述供电开关元件,该供电开关元件在所述连接检测晶体管闭路时进行闭路驱动;以及多通道AD转换器,向该多通道AD转换器输入与施加于所述第1电阻和所述第2电阻的串联电路的电压成比例的电压,
所述多通道AD转换器中,所述稳定电压Vcc作为所述多通道AD转换器的驱动电压和用于AD转换的基准电压来使用,
所述充电控制装置包含微处理器,向所述微处理器输入所述多通道AD转换器所生成的数字信号,判定所述第1电阻的电阻值和所述锁定开关的开关状态,当所述供电插头完成插入至所述充电插头且所述锁定开关动作时,对所述充电系统接触器进行闭路驱动来充电,若所述锁定开关不工作,则即使充电未完成也停止所述充电系统接触器的驱动。
2.如权利要求1所述的车辆的充电装置,其特征在于,
具备辅助稳压电源,该辅助稳压电源由所述辅助电池来供电并产生规定的第2稳定电压,所述稳压电源的输出电压即所述第1稳定电压经由供电二极管和串联供电电阻施加至所述第1电阻和所述第2电阻的串联电路,并且,所述连接检测晶体管经由所述辅助恒压电源来供电,所述连接检测晶体管的基极电阻的电阻值成为比所述串联供电电阻的电阻值要大的值,所述串联供电电阻的两端施加电压即第1测定电压和第2测定电压分别作为所述多通道AD转换器的第1和第2模拟信号被输入,构成所述充电控制装置的微处理器参照所述第1测定电压的值和所述第2测定电压的值、以及已知的控制常数即所述串联供电电阻的电阻值的值,来计算所述第1电阻和所述第2电阻的串联合成电阻,所述第1电阻具有对应于所述多种充电电缆来选择并决定的规定值以下的电阻值,与此相对,所述第2电阻是成为已知的控制常数的固定电阻,其具有比所述第1电阻的最大电阻值要大的电阻值,所述微处理器根据所述串联合成电阻的电阻值是比所述第2电阻的电阻值要大还是要小,来判定所述锁定开关是开路还是闭路,当所述锁定开关开路时,从所述串联合成电阻的电阻值中减去所述第2电阻的电阻值来计算所述第1电阻的电阻值,当所述锁定开关闭路时,判定所述串联合成电阻的电阻值是所述第1电阻的电阻值。
3.如权利要求1所述的车辆的充电装置,其特征在于,
所述稳压电源的输出电压即所述第1稳定电压经由供电二极管和串联供电电阻被施加至所述第1电阻和所述第2电阻的串联电路,并且,所述连接检测晶体管由所述辅助电池直接供电,所述串联供电电阻的两端施加电压即第1测定电压和第2测定电压作为所述多通道AD转换器的第1及第2模拟信号被输入,并且,施加于所述连接检测晶体管的基极电阻的基极电压乘以基于一对分压电阻的电阻值的规定的分压比α后成为第3测定电压,并作为所述多通道AD转换器的第3模拟信号被输入,所述分压比α成为所述第1稳定电压的值除以所述辅助电池的最大输出电压而得到的固定的控制常数,构成所述充电控制装置的所述微处理器参照所述第1测定电压的值、所述第2测定电压的值、所述第3测定电压的值、已知的控制常数即所述串联供电电阻的电阻值、所述基极电阻的电阻值及所述分压比α的值,来计算所述第1电阻和所述第2电阻的串联合成电阻,所述第1电阻具有对应于所述多种充电电缆来选择并决定的规定值以下的电阻值,与此相对,所述第2电阻是成为已知的控制常数的固定电阻,其具有比所述第1电阻的最大电阻要大的电阻值,所述微处理器根据所述串联合成电阻的电阻值是比所述第2电阻的电阻值要大还是要小,来判定所述锁定开关是开路还是闭路,当所述锁定开关开路时,从所述串联合成电阻的电阻值中减去所述第2电阻的电阻值来计算所述第1电阻的电阻值,当所述锁定开关闭路时,判定所述串联合成电阻的电阻值是所述第1电阻的电阻值。
4.如权利要求1至3的任一项所述的车辆的充电装置,其特征在于,
所述微处理器与监视计时器联动地产生正常运行信号,并具备电源控制单元,该电源控制单元在所述微处理器完成控制动作且停止监视信号的情况下,停止所述正常运行信号,所述供电开关元件在所述连接检测晶体管闭路时进行闭路驱动,并且在产生了所述正常运行信号时也进行闭路驱动,经由所述供电开关元件对所述稳压电源进行自保持供电,所述充电开始控制电路具备AC电压检测电路和针对所述稳压电源的启动禁止电路,所述AC电压检测电路在经由所述供电插头和所述充电插头从所述电源线得到的交流电源电压产生了规定的阈值AC电压以上的电压的情况下,产生电绝缘的AC电压检测信号,所述启动禁止电路与所述连接检测晶体管联动,在产生了所述AC电压检测信号时允许所述供电开关元件的闭路驱动。
5.如权利要求4所述的车辆的充电装置,其特征在于,
所述充电系统接触器由所述充电用接触器和所述行驶用接触器所构成的所述一对串联接触器来构成,并且,
交流电压从地面电源经由所述充电用接触器被施加至所述充电电力转换电路,当所述充电控制装置不工作时,产生对所述交流电压进行电绝缘并进行整流而得的规定的直流电压,
所述充电开始控制电路包括检测来自所述辅助电池的电压的下限电压检测电路、以及针对所述充电用接触器的直接供电元件,所述下限电压检测电路是比较电路,该比较电路在所述连接检测晶体管闭路时动作,并在所述辅助电池的电压在规定的阈值DC电压以上时产生DC电压检测信号,所述规定的阈值DC电压是所述稳压电源产生所述第1稳定电压Vcc所需的辅助电池电压的第二电压Vb2、与所述稳压电源产生所述微处理器的电源复位电压Vrst所需的辅助电池电压的第一电压Vb1之间的电压,其中,Vrst<Vcc,Vb1<Vb2,所述微处理器在所述电源复位电压Vrst以上的电源电压下进行控制动作,所述AC电压检测电路的所述规定的阈值AC电压与所述规定的直流电压是所述降压充电装置能够对所述辅助电池进行充电的最小电压以上的电压,所述启动禁止电路在所述DC电压检测信号和所述AC电压检测信号一同产生时进行闭路动作,所述直接供电元件是开关元件,该开关元件在根据所述AC电压检测信号检测到施加了所述交流电源电压并且所述交流电源电压为所述下限电压检测电路无法产生所述DC电压检测信号的低电压时起作用,以对所述充电用接触器进行闭路驱动,所述直接供电元件的闭路时间由充电时间限制电路来进行限制。
6.如权利要求5所述的车辆的充电装置,其特征在于,
所述微处理器在所述连接检测晶体管闭路的情况下开始控制动作,并持续控制动作,直到充电完成并将所述充电系统接触器开路时、或将所述供电插头从所述充电插头拔出而使所述连接检测晶体管开路时为止,在所述供电插头侧或所述充电插头侧设有电缆侧电源显示器或车辆侧电源显示器作为电源显示器,所述充电开始控制电路具备针对所述电源显示器的点亮控制电路,
所述点亮控制电路在所述微处理器不工作且所述连接检测晶体管闭路时,产生低频度或窄脉宽的闪烁输出,并在所述直接供电元件闭路时产生连续状态的点亮输出,以对所述电源显示器进行闪烁或点亮驱动,并且,所述微处理器具备显示控制单元,该显示控制单元产生对所述电源显示器进行供电驱动的显示指令信号,在所述连接检测晶体管闭路而所述充电系统接触器开路的期间进行间歇动作指令,而在所述充电系统接触器被闭路驱动的期间产生响应于所述辅助电池的充电状态的具有多个级别的通电占空比或频度的间歇驱动指令信号。
7.如权利要求4所述的车辆的充电装置,其特征在于,
在经由响应于和所述连接检测晶体管与所述启动禁止电路串联连接的驱动时间限制电路的所述供电开关元件,由所述辅助电池对所述稳压电源进行供电从而产生了所述第1稳定电压的情况下,所述微处理器启动,所述启动禁止电路在所述AC电压检测电路产生了所述AC电压检测信号的情况下导通并成为启动许可状态,所述驱动时间限制电路在所述连接检测晶体管与所述启动禁止电路均成为闭路状态后的规定的期间中成为闭路状态,在产生所述正常运行信号之前对所述供电开关元件进行闭路驱动,所述微处理器具备停止转移单元,该停止转移单元对于所述主电池监视充电电流和充电电压,并判定其充电状态是否达到了合适状态,若达到合适充电状态且所述充电系统接触器开路,则即使未拔出所述供电插头且所述连接检测晶体管仍在工作,所述微处理器也停止所述监视信号来进行自停止。
8.如权利要求4所述的车辆的充电装置,其特征在于,
在经由响应于所述连接检测晶体管与所述启动禁止电路的所述供电开关元件,由所述辅助电池对所述稳压电源进行供电从而产生了所述第1稳定电压的情况下,所述微处理器启动,所述启动禁止电路在所述AC电压检测电路产生了所述AC电压检测信号的情况下导通并成为启动许可状态,所述微处理器还具备停止转移单元,该停止转移单元对于所述主电池监视充电电流和充电电压,并判定其充电状态是否达到了合适状态,在达到合适充电状态且所述充电系统接触器开路的情况下,或者在即使充电未完成但按下所述解锁按钮从而所述锁定开关不工作使得所述充电系统接触器开路的情况下,若所述供电插头保持插入状态不变且所述连接检测晶体管工作,则微处理器持续动作,仅在所述供电插头被拔出且所述连接检测晶体管不工作的情况下,停止监视信号来进行自停止。
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