JP2010288317A - 電動車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】タイマー充電が行われている際、充電処理を制御する制御回路へ電力を供給する補機バッテリの放電を抑えることが可能な電動車両を提供することを目的とする。
【解決手段】ユーザにより設定される充電開始タイミングが所定時間経過後である場合、充電ステーション１２から電動車両１３への電力供給が開始されるまで内部電源回路３５からＣＰＵ３６などへの電力供給を停止させ、電力供給が開始されると、内部電源回路３５からＣＰＵ３６などへの電力供給を再開させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、充電ステーションから供給される電力により車両駆動用モータを駆動するためのバッテリを充電する電動車両に関する。
環境問題を考慮して、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車など車両駆動用モータを搭載した電動車両が注目されている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
このような電動車両においてモータを駆動させるためのバッテリの充電開始シーケンスとしては、例えば、以下のようになっている。
１）ユーザが充電ステーションから延びるＡＣケーブルの端部に設けられる充電プラグを電動車両の充電器に接続されるインレットに挿入する。
２）ＡＣケーブルに付随する通信線を介して充電ステーションから電動車両の充電処理を制御するＥＣＵ（以下、制御回路という）へ起動信号が送信される。
３）起動信号により電動車両の制御回路が起動される。
４）充電ステーションから電動車両の充電器へ電力が供給される。
５）充電器によりバッテリの充電が開始される。
また、自宅など個人が所有する充電ステーションを利用する場合は、充電プラグをインレットに挿入し単に充電開始スイッチを入れて充電を開始すればよい。しかし、公共施設などに設置される充電ステーションを利用する場合は、不特定の電動車両に対して充電が行われることがあるため、充電開始前に充電ステーションと電動車両の制御回路との間で通信を行い、充電が許可されている電動車両であるか否かを判断するための認証処理を行う必要がある。充電が許可されている電動車両であると判断された場合に限って充電ステーションから電動車両の充電器へ電力が供給される。
ところで、充電プラグをインレットに挿入してすぐに充電を開始させる場合は問題ないが、深夜など電気料金が安くなる時間帯に充電を開始させる場合は充電プラグをインレットに挿入してから所定時間経過後に充電が開始される、いわゆる、タイマー充電が行われる。このとき、電動車両の制御回路は、充電開始を待つために動作し続けなくてはならないが、その間、補機バッテリから制御回路へ電力が供給され続けるため、補機バッテリが無駄に放電してしまう。
特開平７−２９８５０２号公報 特開平１０−８００７１号公報
本発明は、タイマー充電が行われている際、充電処理を制御する制御回路へ電力を供給する補機バッテリの放電を抑えることが可能な電動車両を提供することを目的とする。
本発明の電動車両は、ユーザにより設定される充電開始タイミングに基づいて充電ステーションから供給される電力により車両駆動用モータを駆動させるためのバッテリを充電する電動車両であって、前記バッテリを充電する際の充電処理を制御する制御回路と、補機バッテリから得られる電力を前記制御回路に供給する内部電源回路と、前記充電ステーションから供給される電力を検出する検出回路とを備え、前記制御回路は、前記充電開始タイミングが所定時間経過後である場合、前記内部電源回路から前記制御回路への電力供給を停止させ、前記内部電源回路は、前記検出回路により電力が検出されると、前記制御回路への電力供給を再開する。
これにより、所定時間経過後に充電ステーションから電力が供給される際、補機バッテリの放電を抑えることができる。
また、上記電動車両は、前記充電ステーションから供給される電力を直流に変換する変換回路を備え、前記内部電源回路は、前記充電ステーションから電力が供給されているとき、前記変換回路により直流に変換される電力を前記制御回路に供給するように構成してもよい。
これにより、さらに補機バッテリの放電を抑えることができる。
本発明によれば、タイマー充電により車両駆動用モータを駆動させるためのバッテリを充電する際、その充電処理を制御する制御回路へ電力を供給する補機バッテリの放電を抑えることができる。
車両充電システムを示す図である。 充電ステーションの構成を示す図である。 本発明の実施形態の電動車両におけるＥＣＵの構成を示す図である。 電圧検出回路及び起動信号発生回路の一例を示す図である。 ＥＣＵ内の各回路の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施形態の電動車両におけるＥＣＵの構成を示す図である。
図１は、車両充電システムを示す図である。
図１に示す車両充電システム１１は、充電ステーション１２からハイブリット自動車や電気自動車などの電動車両１３へ電力が供給される。
本実施形態の電動車両１３は、充電ステーション１２から供給される電力により車両駆動用モータを駆動するためのバッテリを充電する際の充電処理を制御するＥＣＵ１４と、充電ステーション１２から供給される電力によりバッテリを充電する充電器１５とを備えている。
ユーザにより、充電ステーション１２から延びるＡＣケーブル１６の端部に設けられる充電プラグ１７が充電器１５に電気的に接続されるインレット１８に挿入されるとともに、充電ステーション１２において充電開始タイミングが設定されると、その充電開始タイミングにおいて充電ステーション１２から電動車両１３へ電力が供給される。
図２は、充電ステーション１２の構成を示す図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図２に示す充電ステーション１２は、ＡＣケーブル１６と、充電プラグ１７と、表示装置２１と、ネットワーク回路２２と、メモリ２３と、内部電源回路２４と、商用電源２５と、ＰＬＣ通信回路２６と、ＣＰＵ２７と、スイッチ２８とを備えて構成される。
表示装置２１は、充電ステーション１２の状態（停止中又は充電中など）や充電経過時間などを表示する。
ネットワーク回路２２は、充電ステーション１２や他の充電ステーションを管理するための集中管理部と通信を行う。
メモリ２３は、認証済みの電動車両のＩＤコード（電動車両の識別情報）などを記憶する。なお、ＩＤコードは、ネットワーク回路２２から集中管理部に送られ、集中管理部において管理されてもよい。
内部電源回路２４は、商用電源２５から得られる電力（ＡＣ１００／２００Ｖ）を表示装置２１、ネットワーク回路２２、ＰＬＣ通信回路２６、及びＣＰＵ２７などに供給する。
ＰＬＣ通信回路２６は、ＡＣケーブル１６に信号を重畳させて電動車両１３側と通信を行う。すなわち、充電ステーション１２と電動車両１３のＥＣＵ１４との間で電力線通信が行われる。例えば、ＰＬＣ通信回路２６は、電動車両１３から送信されるＩＤコードを受信する。ＣＰＵ２７は、ＰＬＣ通信回路２６において受信されたＩＤコードと、予めメモリ２３に記憶されるＩＤコードとに基づいて充電が許可された電動車両１３であるか否かの認証処理を行い、認証が成功すると、「認証成功」を示す認証結果をＰＬＣ通信回路２６により電動車両１３へ送信させる。また、ＰＬＣ通信回路２６は、ユーザにより設定される充電開始タイミングを示す充電開始タイミング信号を認証が成功した電動車両１３へ送信する。なお、充電開始タイミング信号は、「タイマー充電」又は「即時充電」が示されるものとする。夜間など商用電源２５の電気料金が安くなる時間帯に充電が開始されるようにユーザにより充電開始タイミングが設定されると、「タイマー充電」を示す充電開始タイミング信号が電動車両１３へ送信される。一方、すぐに充電が開始されるようにユーザにより充電開始タイミングが設定されると、「即時充電」を示す充電開始タイミング信号が電動車両１３へ送信される。
ＣＰＵ２７は、充電ステーション１２内の各回路の動作制御を行うことにより、充電処理の制御を行う。例えば、ＣＰＵ２７は、充電開始タイミング信号や認証結果に基づいてスイッチ２８のオン、オフの制御を行う。充電開始タイミング信号が「タイマー充電」を示し、かつ、認証結果が「認証成功」を示す場合、ＣＰＵ２７は、タイマーなどを用いて所定時間が経過したことを判断すると、スイッチ２８をオンして商用電源２５とＡＣケーブル１６とを電気的に接続し商用電源２５から得られる電力を電動車両１３へ供給する。一方、充電開始タイミング信号が「即時充電」を示し、かつ、認証結果が「認証成功」を示す場合、ＣＰＵ２７は、すぐにスイッチ２８をオンして商用電源２５とＡＣケーブル１６とを電気的に接続し商用電源２５から得られる電力を電動車両１３へ供給する。
図３は、電動車両１３におけるＥＣＵ１４の構成を示す図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図３に示すＥＣＵ１４は、インレット検出回路３１（制御回路）と、ＰＬＣ通信回路３２（制御回路）と、電圧検出回路３３と、起動信号発生回路３４と、内部電源回路３５と、ＣＰＵ３６（制御回路）とを備えて構成される。なお、電圧検出回路３３、起動信号発生回路３４、又は内部電源回路３５は、ＥＣＵ１４の外部に設けられてもよい。また、特許請求の範囲における検出回路は、電圧検出回路３３及び起動信号発生回路３４により構成されるものとする。
インレット検出回路３１は、インレット１８に充電プラグ１７が挿入されたことを検出する。
ＰＬＣ通信回路３２は、ＡＣケーブル１６に信号を重畳させて充電ステーション１２のＰＬＣ通信回路２６と通信を行う。例えば、ＰＬＣ通信回路３２は、ＩＤコードや充電開始タイミング要求信号を充電ステーション１２に送信したり、充電ステーション１２から送信される認証結果や充電開始タイミング信号を受信する。
電圧検出回路３３は、充電器１５（又はインレット１８）にかかる交流電圧を検出する。
起動信号発生回路３４は、電圧検出回路３３により交流電圧が検出されると、起動信号を内部電源回路３５に出力する。
内部電源回路３５は、補機バッテリ３７（＋１２Ｖ）から得られる電力をインレット検出回路３１、ＰＬＣ通信回路３２、起動信号発生回路３４、及びＣＰＵ３６などに供給する。
ＣＰＵ３６は、ＥＣＵ１４内の各回路の動作制御を行うことにより、充電処理の制御を行う。
図４は、電圧検出回路３３及び起動信号発生回路３４の一例を示す図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図４に示す電圧検出回路３３は、４つのダイオード４１〜４４により構成され充電器１５（又はインレット１８）にかかる交流電圧を整流する整流回路と、抵抗４５及びコンデンサ４６により構成され上記整流回路の出力を平滑する平滑回路とを備えて構成される。
図４に示す起動信号発生回路３４は、ダイオード４７、４８と、フォトカプラ４９と、抵抗５０とを備えて構成されている。
充電ステーション１２から電動車両１３へ電力が供給されると、コンデンサ４６にかかる電圧が上昇してダイオード４７に電流が流れ、フォトカプラ４９がオンする。すると、抵抗５０やダイオード４８を介して内部電源回路３５へ電流が流れる。すなわち、充電ステーション１２から電動車両１３へ電力が供給されると、起動信号としての電流が起動信号発生回路３４から内部電源回路３５へ流れる。
図５は、ＥＣＵ１４内の各回路の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
まず、インレット検出回路３１は、充電プラグ１７がインレット１８に挿入されたことを検出すると（Ｓ１がＹｅｓ）、その旨の信号をＣＰＵ３６に出力してＣＰＵ３６によりＥＣＵ１４を起動させる（Ｓ２）。例えば、充電プラグ１７がインレット１８に挿入された旨の信号がインレット検出回路３１からＣＰＵ３６に出力されると、ＣＰＵ３６のスリープ状態が解除され、ＣＰＵ３６によりＰＬＣ通信回路３２が動作制御される。
次に、ＰＬＣ通信回路３２は、ＩＤコードを充電ステーション１２に送信する（Ｓ３）。
次に、ＣＰＵ３６は、ＰＬＣ通信回路３２において「認証成功」を示す認証結果が受信されたと判断すると（Ｓ４がＹｅｓ）、ＰＬＣ通信回路３２において受信された充電開始タイミング信号が「タイマー充電」を示しているか否かを判断する（Ｓ５）。例えば、認証結果が「認証成功」である場合、ＣＰＵ３６は、充電開始タイミング要求信号をＰＬＣ通信回路３２において送信させる。充電ステーション１２のＣＰＵ２７は、ＰＬＣ通信回路２６において、充電開始タイミング要求信号が受信されると、充電開始タイミング信号を電動車両１３に送信させる。
充電開始タイミング信号が「タイマー充電」を示していない、すなわち、充電開始タイミング信号が「即時充電」を示していると判断すると（Ｓ５がＮｏ）、ＣＰＵ３６は、充電処理の制御（例えば、充電器１５の充電状態を監視することなど）を開始する（Ｓ１１）。
一方、充電開始タイミング信号が「タイマー充電」を示していると判断すると（Ｓ５がＹｅｓ）、ＣＰＵ３６は、内部電源回路３５からＥＣＵ１４内の各回路（主に電力消費が大きいＣＰＵ３６）への電力供給を停止させる（シャットダウン）（Ｓ６）。なお、起動信号発生回路３４は電力が供給され動作し続けるものとする。
次に、内部電源回路３５は、起動信号が入力されると（Ｓ７がＹｅｓ）、ＥＣＵ１４内の各回路への電力供給を再開する（再起動）（Ｓ８）。すなわち、所定時間経過後、充電ステーション１２から電動車両１２へ電力供給が開始されると、電圧検出回路３３が交流電圧を検出し、起動信号発生回路３４から内部電源回路３５へ起動信号が出力される。すると、内部電源回路３５は、ＥＣＵ１４内の各回路への電力供給を再開する。
次に、ＰＬＣ通信回路３２は、ＩＤコードを充電ステーション１２に送信する（Ｓ９）。
次に、ＣＰＵ３６は、ＰＬＣ通信回路３２において「認証成功」を示す認証結果が受信されたと判断すると（Ｓ１０がＹｅｓ）、充電処理の制御を開始する（Ｓ１１）。
このように、本実施形態の電動車両１３では、ユーザにより充電開始タイミングが所定時間経過後に設定されているとき、充電ステーション１２からの電力供給が開始されるまでＥＣＵ１４内の各回路への電力供給を停止させているので、補機バッテリ３７の放電を抑えることができる。
図６は、本発明の他の実施形態の電動車両１３におけるＥＣＵの構成を示す図である。なお、図３に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図６に示すＥＣＵ６１は、インレット検出回路３１と、ＰＬＣ通信回路３２と、電圧検出回路３３と、起動信号発生回路３４と、内部電源回路３５と、ＣＰＵ３６と、交流／直流変換回路６２（変換回路）と、補機バッテリ３７と内部電源回路３５との間に設けられる逆電流防止用のダイオード６３と、交流／直流変換回路６２と内部電源回路３５との間に設けられる逆電流防止用のダイオード６４とを備えて構成される。なお、交流／直流変換回路６２は、ＥＣＵ６１の外部に設けられてもよい。
交流／直流変換回路６２は、充電ステーション１２から電動車両１３へ供給される電力を直流に変換して内部電源回路３５へ供給する。
内部電源回路３５は、起動信号が入力されているとき、交流／直流変換回路６２により直流に変換される電力をＥＣＵ６１内の各回路に供給する。すなわち、充電ステーション１２から電動車両１３へ電力が供給されているとき、ＥＣＵ６１内の各回路には補機バッテリ３７から得られる電力ではなく交流／直流変換回路６２により直流に変換される電力が供給される。
これにより、充電ステーション１２から電動車両１３へ電力が供給されているときは、補機バッテリ３７の電力が消費されないので、さらに補機バッテリ３７の放電を抑えることができる。
なお、図６に示すＥＣＵ６１におけるＣＰＵ３６の動作は、図５に示すフローチャートと同様である。
また、上記実施形態では、電力線通信により充電ステーション１２と電動車両１３のＥＣＵ１４との間で信号がやり取りされる構成であるが、充電ステーション１２と電動車両１３のＥＣＵ１４との間の通信方式は無線通信など特に限定されない。
また、上記実施形態では、電力供給前において、充電が許可された電動車両１３であるか否かを判断する認証処理を行う構成であるが、充電ステーション１２が個人所有の充電ステーションである場合などでは、認証処理を行わなくてもよい。この場合、図５のＳ３、Ｓ４、Ｓ９、及びＳ１０は省略される。
１１ 車両充電システム
１２ 充電ステーション
１３ 電動車両
１４ ＥＣＵ
１５ 充電器
１６ ＡＣケーブル
１７ 充電プラグ
１８ インレット
２１ 表示装置
２２ ネットワーク回路
２３ メモリ
２４ 内部電源回路
２５ 商用電源
２６ ＰＬＣ通信回路
２７ ＣＰＵ
２８ スイッチ
３１ インレット検出回路
３２ ＰＬＣ通信回路
３３ 電圧検出回路
３４ 起動信号発生回路
３５ 内部電源回路
３６ ＣＰＵ
３７ 補機バッテリ
６１ ＥＣＵ
６２ 交流／直流変換回路
６３、６４ ダイオード

Claims (2)

  1. ユーザにより設定される充電開始タイミングに基づいて充電ステーションから供給される電力により車両駆動用モータを駆動させるためのバッテリを充電する電動車両であって、
    前記バッテリを充電する際の充電処理を制御する制御回路と、
    補機バッテリから得られる電力を前記制御回路に供給する内部電源回路と、
    前記充電ステーションから供給される電力を検出する検出回路と、
    を備え、
    前記制御回路は、前記充電開始タイミングが所定時間経過後である場合、前記内部電源回路から前記制御回路への電力供給を停止させ、
    前記内部電源回路は、前記検出回路により電力が検出されると、前記制御回路への電力供給を再開する
    ことを特徴とする電動車両。
  2. 請求項１に記載の電動車両であって、
    前記充電ステーションから供給される電力を直流に変換する変換回路を備え、
    前記内部電源回路は、前記充電ステーションから電力が供給されているとき、前記変換回路により直流に変換される電力を前記制御回路に供給する
    ことを特徴とする電動車両。
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