JP2011004448A - 充電ケーブル、電子制御装置、及び充電ケーブルの異常検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充電ケーブルに組み込まれた制御線に異常が生じている場合であっても、適切な対処が可能となる充電ケーブル等を提供する。
【解決手段】車両外部の電源と車両を接続する充電ケーブル２６であって、車両外部の電源から車両に搭載された蓄電装置１４０に給電する電力ケーブル２６ａと、車両側の充電処理を起動するパイロット信号を生成する信号生成部３２と、信号生成部３２で生成されたパイロット信号を車両に伝送する制御線２６ｂと、制御線２６ｂの断線または短絡異常を検知する異常検知部３８とを備えている充電ケーブル２６。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両外部の電源と車両を接続する充電ケーブル、充電ケーブルと接続される電子制御装置、及び充電ケーブルの異常検知方法に関する。

近年、環境に配慮した車両として、電気自動車やハイブリッド車、燃料電池車などが注目されている。これらの車両には、走行駆動力を発生するモータと、モータに供給される電力を蓄えるニッケル水素電池やリチウムイオン電池を採用した蓄電装置が搭載されている。ハイブリッド車には、動力源として電動機とともに内燃機関がさらに搭載され、燃料電池車には、車両駆動用の直流電源として燃料電池が搭載されている。

このような車両に搭載された車両駆動用の蓄電装置を、一般家庭の電源から直接充電することが可能な車両が知られている。例えば、家屋に設けられた商用電源のコンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置へ充電用の電力が供給される。このように車両外部の電源から車両に搭載された蓄電装置を直接充電することが可能な車両を「プラグイン車両」と称する。

充電ケーブルには、ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）と称される充電制御回路が設けられ、ＣＣＩＤにパイロット信号を生成するコントロールパイロット回路が組み込まれている。

車両側の制御装置は、充電制御回路から出力されるパイロット信号の信号レベルを制御することにより、充電ケーブルの電流容量を認識し、車両側の蓄電装置を所定の充電電流で充電する。

また、充電ケーブルが車両に接続されたことを検知するケーブル接続信号が、充電ケーブルから車両側の制御装置に入力され、制御装置は、ケーブル接続信号に基づいて充電ケーブルが車両に接続されていると判定すると、車両の発進を禁止するように構成されている。

プラグイン車の規格は、アメリカ合衆国では「エスエーイー エレクトリック ビークル コンダクティブ チャージ カプラ」（非特許文献１）により制定され、日本では「電気自動車用コンダクティブ充電システム一般要求事項」（非特許文献２）により制定されている。

「エスエーイー エレクトリック ビークル コンダクティブ チャージ カプラ」及び「電気自動車用コンダクティブ充電システム一般要求事項」（非特許文献２）では、一例として、コントロールパイロットに関する規格が定められている。コントロールパイロットは、構内配線から車両へ電力を供給するＥＶＳＥ（Electric Vehicle Supply Equipment）の制御回路と車両の接地部とを車両側の制御回路を介して接続する信号線と定義されており、この信号線を介して通信されるパイロット信号に基づいて、充電ケーブルの接続状態や電源から車両への電力供給の可否、ＥＶＳＥの定格電流などが判断される。

特許文献１には、車両に接続される充電ケーブルと車両側との間で短絡等の事故に備えて、車両と外部電源とを接続する充電リレーと、充電リレーと外部電源間に設けられる漏電遮断器と、充電リレーの開閉を制御する制御手段とを備えた電気自動車用充電装置が提案されている。

詳述すると、漏電遮断器に、充電回路の短絡を検出する検出器と、検出器で短絡が検出された場合に充電回路を遮断する漏電リレーと、充電リレーの閉動作に先立って充電回路を強制的に短絡させる短絡手段を備え、短絡手段により充電回路を強制的に短絡しても漏電リレーが遮断しない場合に、充電リレーの閉動作を禁止する制御手段を備えることにより、充電時の安全性を確保するものである。

特開平１１−２０５９０９号公報

「エスエーイー エレクトリック ビークル コンダクティブ チャージ カプラ（SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler）」、（アメリカ合衆国）、エスエーイー規格（SAE Standards）、エスエーイー インターナショナル（SAE International）、２００１年１１月 「電気自動車用コンダクティブ充電システム一般要求事項」、日本電動車両協会規格（日本電動車両規格）、２００１年３月２９日

しかし、充電ケーブルに組み込まれたパイロット信号の信号線、つまり制御線に断線等の異常がある場合には、車両側の制御装置によりパイロット信号が認識されないため、適正に蓄電装置が充電されないという問題があった。また、そのような場合、充電ケーブルを車両に接続した操作者もそのような異常に気付くことができず、適切な対処がなされないという問題があった。

本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、充電ケーブルに組み込まれた制御線に異常が生じている場合であっても、適切な対処が可能となる充電ケーブル、電子制御装置、及び充電ケーブルの異常検知方法を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による制御装置の特徴構成は、車両外部の電源と車両を接続する充電ケーブルであって、車両外部の電源から車両に搭載された蓄電装置に給電する電力ケーブルと、車両側の充電処理を起動するパイロット信号を生成する信号生成部と、信号生成部で生成されたパイロット信号を車両に伝送する制御線と、制御線の異常を検知する異常検知部と、を備えている点にある。

上述の構成によれば、パイロット信号を伝送するための制御線の異常を検知する異常検知部が充電ケーブルに設けられているため、異常検知部による検知結果に基づいて、制御線の状態を認識できるようになる。

従って、本発明により、充電ケーブルに組み込まれた制御線に異常が生じている場合であっても、適切な対処が可能となる充電ケーブル等を提供することができるようになった。

本発明による制御装置が組み込まれたプラグインハイブリッド車の全体構成図 動力分割機構を介して接続されるモータジェネレータとエンジンの回転数の関係を示す説明図 外部電源から蓄電装置を充電するためのシステム回路図 充電ケーブルと制御部の要部の回路図 充電シーケンスを示すタイミングチャート （ａ）は充電ケーブルの電流容量を示すデューティーサイクルの説明図、（ｂ）はパイロット信号の波形図 制御部により実行される制御線の異常検知処理のフローチャート 別実施形態における充電ケーブルと制御部の信号接続を示す回路図

以下、本発明による充電ケーブル及び電子制御装置の実施形態を説明する。

図１及び図３に示すように、車両外部の電源から車両に搭載された高圧の蓄電装置（以下、「高圧バッテリ」と記す。）１４０を直接充電することが可能なプラグインハイブリッド車両１（以下、単に「ハイブリッド車両」と記す。）は、動源力として、燃料タンクに充填されたガソリン等で駆動されるエンジン１００、主に発電機として機能する第１モータジェネレータ（以下、モータジェネレータを「ＭＧ」と記す。）１１０、主に電動機として機能する第２ＭＧ１２０を備えている。

第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０は交流回転電機で構成され、例えば、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルを備える三相交流同期回転機が用いられる。

第１ＭＧ１１０による発電電力により第２ＭＧ１２０が駆動され、或いは高圧バッテリ１４０が充電される。高圧バッテリ１４０に充電された電力は必要に応じて第２ＭＧ１２０に供給されて車両の走行に消費される。

エンジン１００または第２ＭＧ１２０の少なくとも一方からの駆動力によって車両が走行可能なように、エンジン１００と第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０が動力分割機構１３０に連結されている。

動力分割機構１３０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含み、ピニオンギヤがサンギヤ及びリングギヤと係合する遊星歯車機構で構成されている。ピニオンギヤを自転可能に支持するキャリアがエンジン１００のクランクシャフトに連結され、サンギヤが第１ＭＧ１１０の回転軸に連結され、リングギヤが第２ＭＧ１２０の回転軸及び減速機１５０に連結され、減速機１５０を介して車軸１６０に駆動力が伝達される。尚、図１中、符号１７０で示される部位は、車軸１６０に固定された車輪１７０を示している。

図２に示すように、遊星歯車機構は、サンギヤ、リングギヤ、及びプラネタリキャリヤのうちの何れか二つについて回転数が決定されると、残り一つの回転数は一定に定まり、エンジン１００、第１ＭＧ１１０、及び第２ＭＧ１２０の回転数が共線図上に直線で結ばれるように関係付けられている。

図２（ａ）に示す停車時から車両が発進するときには、図２（ｂ）に示すように、エンジン１００が停止された状態で、第二ＭＧ１２０が駆動される。軽負荷での走行時も、同様にエンジン１００が停止された状態で、第二ＭＧ１２０が駆動される。エンジン効率のよい運転領域で定常走行する場合には、主にエンジン１００の出力で走行し、動力分割機構を介して駆動される第１ＭＧ１１０による発電電力で第２ＭＧ１２０が駆動され、エンジン出力がアシストされる。

図２（ｃ）に示すように、エンジン１００の始動時には、スタータとして機能する第１ＭＧ１１０が駆動され、エンジン１００の始動後は第１ＭＧ１１０による発電電力で高圧バッテリ１４０が充電される。図２（ｄ）に示すように、定常走行から加速する場合には、エンジン１００の回転数を上昇させると同時に、第１ＭＧ１１０による発電電力により第二ＭＧ１２０を駆動し、発電電力が不十分な場合には、高圧バッテリ１４０から第二ＭＧ１２０に電力が供給される。

図１及び図３に示すように、ハイブリッド車両１には、高圧バッテリ１４０から充電される補機バッテリ１５０と、エンジン１００を制御するエンジンＥＣＵ（以下、「ＥＮＧ−ＥＣＵ」と記す。）１１、第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０を制御するモータＥＣＵ（以下、「ＭＧ−ＥＣＵ」と記す。）１２、車両外部の電源から供給される電力によって高圧バッテリ１１４０を制御する充電ＥＣＵ（以下、「ＣＨＧ−ＥＣＵ」と記す。）１３が設けられ、これらのＥＣＵ１１，１２，１３を統括して車両の走行システムを制御するプラグインハイブリッドビークルＥＣＵ（以下、「ＰＩＨＶ−ＥＣＵ」と記す。）１０が設けられている。

さらに、ナビゲーションシステムを構成するディスプレイＥＣＵ（以下、「ＤＳＰ−ＥＣＵ」と記す。）、各種の情報を運転席前部のインスツルメントパネルに表示するメータＥＣＵ、盗難防止機能を実現する防盗ＥＣＵ、スマートキーで車両のロックまたはロック解除を制御するスマートＥＣＵなどの電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と記す。尚、ＥＣＵは、Electric Control Unitを意味する）が搭載されている。

各ＥＣＵには、ＣＰＵ、ＣＰＵで実行される制御プログラムが格納されたＲＯＭ、ワーキングエリアとして使用されるＲＡＭを備えた単一または複数のマイクロコンピュータと、入出力インタフェース回路等の周辺回路、必要に応じて重要な制御データを格納するためのＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリが設けられている。

各ＥＣＵには、補機バッテリ１５０から供給されるＤＣ１２Ｖの直流電圧から所定レベルの制御電圧（例えば、ＤＣ５Ｖ）を生成するＤＣレギュレータが設けられ、ＤＣレギュレータの出力電圧がマイクロコンピュータ等の制御回路に供給され、ＣＰＵにより制御プログラムが実行されることにより、ＥＣＵ毎に所期の機能が実現される。

各ＥＣＵは、バス型ネットワークであるＣＡＮ（Controller Area Network）やＢＥＡＮ（Body Electronics Area Network）等の通信ライン１４を介して接続され、ＥＣＵ間で各種の制御情報が授受される。尚、ＣＡＮ通信ラインにはパワートレーン系のＥＣＵが接続され、ＢＥＡＮ通信ラインには電装系のＥＣＵが接続され、双方の交信のためにゲートウェイＥＣＵが設けられている。

システムスイッチが投入されると、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、運転者により操作されるアクセルペダルの踏込み量等に基づいて算出した運転者の要求出力と、高圧バッテリ１４０の充電状態に基づいて算出した充電要求値とから、車両に必要される全出力を算出し、エンジン動力が必要な場合にＥＮＧ−ＥＣＵ１１にエンジン制御指令を出力し、モータ動力が必要な場合にＭＧ−ＥＣＵ１２にモータ制御指令を出力する。

ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０により所定インタバルで高圧バッテリ１４０の電流、電圧、温度が監視され、それらの値を変数とする所定の演算式に基づいて、高圧バッテリ１４０の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）が算出され、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０に備えた不揮発性メモリに記憶されている。

ＥＮＧ−ＥＣＵ１１は、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０からのエンジン制御指令に基づいて、目標回転数と目標トルクを満たすようにエンジン１００を駆動制御する。エンジンの動力の一部が車両の走行に用いられ、一部が第１ＭＧ１１による発電動力に用いられる。

高圧バッテリ１４０からの給電経路には、システムメインリレー（ＳＭＲ）２０を介して昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２１が設けられ、昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２１に第１インバータ２２、第２インバータ２３が並列に接続され、第１インバータ２２、第２インバータ２３の出力端子が第１ＭＧ１１０及び第２ＭＧ１２０のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各コイルに接続されている。

また、当該給電経路には、降圧回路を介して鉛蓄電池でなる補機バッテリ１５０が充電器を介して充電可能に接続されるとともに、エアコンディショナ１６０、補機バッテリ１４０から給電されるヘッドライト、及びワイパーモータ等の補機が接続されている。

ＭＧ−ＥＣＵ１２は、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０からのモータ制御指令に基づいて、動力分割機構を介して駆動される第１ＭＧ１１０からの発電電力を、第１インバータ２２を介して取り出して、第２インバータ２３を介して第２ＭＧに供給し、或いは、第１インバータ２２を介して取り出した電力を昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２１を介して所定の充電電圧に降圧して高圧バッテリ１４０を充電する。

また、モータ単独走行時には、ＭＧ−ＥＣＵ１２は、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０からのモータ制御指令に基づいて、高圧バッテリの出力電圧を昇降圧ＤＣ−ＤＣコンバータ２１により昇圧するとともに第２インバータ２３を制御して、第２ＭＧ１２０を所定のトルクで駆動する。

システムスイッチが遮断されているときに、車両に備えた充電用のインレット２５に、外部の商用電源２９のコンセントに接続された充電ケーブル２６のコネクタ２７が装着されると、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、そのときの高圧バッテリ１４０の充電状態に基づいて必要な充電量を算出し、ＣＨＧ−ＥＣＵ１３に充電指令を出力する。

ＣＨＧ−ＥＣＵ１３には、外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器１３ａを備え、ＡＣ／ＤＣ変換器１３ａにより変換された直流電力を高圧バッテリ１４０に供給して充電する。

高圧バッテリ１４０としてニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池が用いられ、その充電状態ＳＯＣが所定の上限値及び下限値の範囲に維持されるように、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０により管理される。

図４に示すように、充電ケーブル２６は、車両外部の電源から車両に搭載された蓄電装置に給電する電力ケーブル２６aと、電力ケーブル２６aに介装された充電割込み回路（以下、「ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）」と記す。）３０と、ＣＣＩＤ３０から出力されるパイロット信号ＣＰＬＴを伝送する信号線（以下、「制御線」と記す。）２６ｂを備えている。

ＣＣＩＤ３０には、電力ケーブル２６aに介装された給電リレー３１と、車両側の充電処理を起動するパイロット信号を生成する信号生成部３２と、信号生成部３２を制御するマイクロコンピュータでなる制御部３５と、信号生成部３２や制御部３５等に制御用の直流電力を生成する電源回路３３等を備えている。

さらに、電力ケーブル２６aの漏電を検知する漏電検知回路３４と、給電リレー３１より車両側の電力ケーブル２６aの電圧を検知する電圧検知回路３６と、モニタ表示用のＬＥＤ３７等を備えている。

漏電検知回路３４の出力が制御部３５に入力され、漏電時に制御部３５によりＬＥＤ３７が点灯制御される。電圧検知回路３６の出力が制御部３５に入力され、充電時に異常電圧が検知されると制御部３５によりＬＥＤ３７が点灯制御される。

ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０には、サブＣＰＵ１０ａが組み込まれた第一マイクロコンピュータと、メインＣＰＵ１０ｂが組み込まれた第二マイクロコンピュータを備え、第一マイクロコンピュータと第二マイクロコンピュータがＤＭＡ転送可能な通信ライン１０ｃで接続されている。

サブＣＰＵ１０ａは、補機バッテリ１５０から常時給電され、メインＣＰＵ１０ｂは、補機バッテリ１５０の給電ラインに介装された電源リレーを介して給電されるように構成されている。尚、ＥＮＧ−ＥＣＵ１１やＭＧ−ＥＣＵ１２等の他のＥＣＵも当該電源リレーを介して給電される。

サブＣＰＵ１０ａは、主に電源管理処理を実行するＣＰＵで、低消費電力状態であるスリープ状態のときにポートＰ１からシステムスイッチが投入されると、ポートＰ３から制御信号を出力して電源リレーを閉じることによりメインＣＰＵ１０ｂを起動し、システムスイッチが遮断されるとメインＣＰＵ１０ｂのシャットダウン処理を起動し、その後電源リレーを開いてメインＣＰＵ１０ｂの動作を停止させ、自らはスリープモードに入る。

サブＣＰＵ１０ａは、スリープ状態のときにポートＰ２に入力されるパイロット信号によりスリープ状態から復帰して、電源リレーを閉じることによりメインＣＰＵ１０ｂを起動し、通信ライン１０Ｃを介してプラグイン充電モード（以下、「充電モード」と記す。）であることを通知する。尚、システムスイッチの投入時には通信ライン１０Ｃを介して通常モードであることを通知する。

メインＣＰＵ１０ｂは、主に車両の走行に関するシステム制御処理と、プラグイン充電処理を実行するＣＰＵで、通常モードでは上述したＥＮＧ−ＥＣＵ１１及びＭＧ−ＥＣＵ１２等を制御してシステム制御処理を実行し、充電モードではＣＨＧ−ＥＣＵ１３を制御して高圧バッテリ１４０に対する充電処理を実行する。

メインＣＰＵ１０ｂ側のマイクロコンピュータのポートＰ４にはＰＩＳＷ信号が入力され、ポートＰ５及びポートＰ６にはパイロット信号が入力されている。更にポート７Ｐ７，Ｐ８にはパイロット信号の信号レベルを切り替えるスイッチＳＷ１，ＳＷ２が接続されている。

ＰＩＳＷ信号とは、充電ケーブル２６のコネクタ２７がインレット２５に挿入されたことを検知するスイッチ信号で、コネクタ２７に収容され、コネクタ２７のインレット２５への機械的なロックレバーの操作により断続されるスイッチＳＷ５の信号である。

メインＣＰＵ１０ｂは、ＰＩＳＷ信号の状態に基づいて、充電ケーブル２６が車両に接続されているか否かを判断する。ＰＩＳＷ信号は、充電ケーブル２６が車両に接続された状態で車両が誤って発進しないように制御するための基準となる信号である。

ＣＣＩＤ３０から制御線２６ｂを介して伝送されるパイロット信号により充電処理が起動される。

図５に示すように、コネクタ２７がインレット２５に挿入されて、時刻ｔ１で所定電圧Ｖ１（例えばＤＣ１２Ｖ）のパイロット信号がＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０に入力されると、その信号エッジで発生するウェイクアップ割込みによりサブＣＰＵ１０ａがスリープモードから起動され、続いてサブＣＰＵ１０ａにより起動されたメインＣＰＵ１０ｂは充電モードに入る。

メインＣＰＵ１０ｂは、ポートＰ６に入力されるパイロット信号が所定電圧Ｖ１であることを検知すると、時刻ｔ２でスイッチＳＷ２をオンして抵抗Ｒ８による電圧降下によりパイロット信号ＣＰＬＴの電圧レベル（ハイレベル）をＶ２（例えばＤＣ９Ｖ）に低下させる。

これに応答してＣＣＩＤ３０から出力されるパイロット信号が所定のデューティ比で所定周波数（例えば１ＫＨｚ）のパルス信号に変化する。当該パルス信号の信号レベルは±Ｖ１であるが、上限レベルはスイッチＳＷ２によりＶ２に降圧されている。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、デューティ比は、電力ケーブル２６ａを介して車両へ供給可能な電流容量に基づいて設定される値で、充電ケーブル２６毎に予め設定されている。例えば、電流容量が１２Ａの場合には２０％、電流容量が２４Ａの場合には４０％に設定されている。

メインＣＰＵ１０ｂは、ポートＰ６に入力されるパイロット信号のデューティ比を検知すると、時刻ｔ３でスイッチＳＷ１をオンして抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ７の合成抵抗による電圧降下により、更にパイロット信号ＣＰＬＴの電圧レベルをＶ３（例えばＤＣ６Ｖ）に低下させる。

これに応答してＣＣＩＤ３０は、給電リレー３１を閉じて商用電源からの電力を車両側に供給する。メインＣＰＵ１０ｂは、システムメインリレー２０（図３参照）を閉じて高圧バッテリ１４０への充電経路を確保し、ＣＨＧ−ＥＣＵ１３に必要な充電量を示すＰＷＭ信号でなる充電指令を出力する。

充電指令が入力されたＣＨＧ−ＥＣＵ１３は、高圧バッテリ１４０への充電処理を開始する。このとき、ＣＨＧ−ＥＣＵ１３は、充電電流、充電電圧、及び高圧バッテリ１４０に設けられた温度センサの出力をモニタして、モニタ値を所定の演算式に基づいて充電量を算出し、時刻ｔ４で充電指令に対応した充電量の充電が完了すると、メインＣＰＵ１０ｂに充電完了通知を出力する。

メインＣＰＵ１０ｂは、その後スイッチＳＷ１をオフしてパイロット信号ＣＰＬＴの電圧レベルをＶ２に復帰させ、システムメインリレー２０を開放する。これに応答してＣＣＩＤ３０は、給電リレー３１を開放する。

更にメインＣＰＵ１０ｂは、その後スイッチＳＷ２をオフしてパイロット信号ＣＰＬＴの電圧レベルをＶ１に復帰させると、これに応答してＣＣＩＤ３０は、パイロット信号ＣＰＬＴの発振を停止して待機状態に移行する。

メインＣＰＵ１０ｂは、高圧バッテリ１４０の充電状態やその他のバックアップが必要な情報をＲＡＭから読み出して、ＥＥＰＲＯＭに記憶するシャットダウン処理を実行した後、通信ライン１０Ｃを介してサブＣＰＵ１０ａに充電終了通知を出力する。その後、サブＣＰＵ１０ａは、電源リレーをオフしてスリープ状態に移行する。

ＣＣＩＤ３０は、上述したパイロット信号に基づいてＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０に対して充電処理を起動するのである。以下、詳述する。

充電ケーブル２６のプラグ２８が商用電源２９のコンセントに挿入されると、電源回路３３から制御部３５に給電され、制御部３５が起動する。

制御部３５は漏電検知回路３４により電力ケーブル２６ａに異常が無いことを検知すると、信号生成部３２から所定電圧Ｖ１のパイロット信号ＣＰＬＴが出力されるように制御する。

制御部３５は漏電検知回路３４により電力ケーブル２６ａに異常が検知されると、信号生成部３２から所定電圧−Ｖ１（例えばＤＣ−１２Ｖ）のパイロット信号ＣＰＬＴが出力されるように制御するとともに、モニタ用のＬＥＤ３７を点滅する。

尚、車両側では、−Ｖ１に維持されたパイロット信号ＣＰＬＴがポートＰ５から入力されたことがメインＣＰＵ１０ｂにより検知されると、充電処理が中断され、異常情報がメータＥＣＵに出力される。

メインＣＰＵ１０ｂにより制御されるパイロット信号ＣＰＬＴの信号レベルは、バッファ回路を介して制御部３５のポートＰ１２に入力されている。

制御部３５は、信号レベルがＶ２に低下すると、信号生成部３２からパルス信号が出力されるように制御し、信号レベルがＶ３に低下すると給電リレー３１を閉じて車両側に交流電力を供給する。

その後信号レベルがＶ２に復帰すると、制御部３５は、充電が終了したと判断して給電リレー３１を開放し、更に信号レベルがＶ１に復帰すると、信号生成部３２から出力されるパイロット信号ＣＰＬＴの発振を停止させ、Ｖ１の信号レベルが維持されるように制御する。

ＣＣＩＤ３０とＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０間では、このようなパイロット信号ＣＰＬＴを介した一連の処理により、商用電源２９からの電力により高圧バッテリ１４０が充電されるのである。

しかし、充電ケーブル２６側の制御線２６ｂに断線や短絡等の異常が生じていると、操作者が充電ケーブル２６のコネクタ２７を車両のインレット２５に接続しても、上述した充電シーケンスが実行されず、高圧バッテリ１４０の充電が不可能になり、操作者にその原因を報知することもできないという問題が生じる。

そこで、本発明による充電ケーブル２６には、制御線２６ｂの異常を検知する異常検知部３８を備えている。

図４に示すように、異常検知部３８は、充電ケーブル２６を車両に接続するコネクタ２７内のパイロット信号ＣＰＬＴの制御線２６ｂの端子に分岐接続された分岐線２６ｃと、分岐線２６ｃを接地するスイッチＳＷ６と、制御線２６ｂの電圧レベルを検知する電圧検知部３８ａと、制御部３５を構成するマイクロコンピュータとマイクロコンピュータにより実行される制御プログラムの一部で構成されている。

電圧検知部３８ａは、直列接続された二つのバッファ回路とバッファ回路間に接続されたプルアップ抵抗Ｒ３８で構成されている。

プラグ２８が商用電源２９のコンセントに挿入された状態で、信号生成部３２の出力はハイインピーダンス状態になっている。この信号生成部３２の出力が電圧検知部３８ａに入力されている。

車両側のインレット２５にコネクタ２７が接続されていない状態で、電圧検知部３８ａから制御部３５に入力される電圧はプルアップ抵抗Ｒ３８によりハイレベルが維持されている。

この状態でスイッチＳＷ６がオンすると、電圧検知部３８ａの入力端子が接地され、制御部３５にローレベルの信号が入力される。

しかし、制御線２６ｂが断線していると、スイッチＳＷ６がオンしても制御部３５にハイレベル信号が入力された状態が維持される。従って、制御部３５がスイッチＳＷ６をオンしたときに、電圧検知部３８ａからの入力信号レベルがローであれば制御線２６ｂが正常であり、入力信号レベルがハイであれば制御線２６ｂが断線していると判断できる。

また、制御線２６ｂが短絡していると、スイッチＳＷ６がオフでも制御部３５にローレベル信号が入力された状態が維持される。従って、制御部３５はスイッチＳＷ６がオフ状態であるときに、電圧検知部３８ａからの入力信号レベルがローであれば制御線２６ｂが短絡しており、入力信号レベルがハイであれば制御線２６ｂが正常であると判断できる。

つまり、異常検知部３８は、スイッチＳＷ６の作動の前後に電圧検知部３８ａで検知された電圧レベルに基づいて制御線２６ｂの異常を検知するのである。このような異常検知処理は、誤検知を回避するため、複数回繰り返されることが好ましく、複数回のうち所定回数連続して同様の結果が得られたときに確定判断するのである。

異常検知部３８による制御線２６ｂの異常を検知するタイミングは、プラグ２８が商用電源２９のコンセントに挿入された時点からパイロット信号ＣＰＬＴを出力するまでの間の何れかに設定することができる。

例えば、充電ケーブル２６のコネクタ２７が車両のインレット２５に装着されたことを示すケーブル接続信号を伝送するケーブル接続信号線を備え、異常検知部３８は、ケーブル接続信号に基づいて充電ケーブル２６が車両に装着されたことを検知した後に制御線２６ｂの異常を検知するように構成してもよい。

ケーブル接続信号として、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０に入力されるＰＩＳＷ信号を兼用することができる。つまり、コネクタ２７側から制御部３５にＰＩＳＷ信号を入力するための信号線を設けることにより実現できる。制御部３５がＰＩＳＷ信号を検知したタイミングで異常検知部３８が作動するように構成するのである。

尚、この状態でＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０のサブＣＰＵ１０ａのポートＰ２には、抵抗Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，ダイオードＤ２，Ｄ１を介して印加される電源電圧Ｖｄｄが、抵抗Ｒ１３とＲ１４で分圧されたレベルが印加されているが、割込みの閾値電圧より低いため、サブＣＰＵ１０ａが起動することはない。

ケーブル接続信号として、ＰＩＳＷ信号を兼用する以外に、充電ケーブル２６のコネクタ２７が車両のインレット２５に装着されたことを示す他の信号線を設けてもよい。例えば、コネクタ２７がインレット２５に装着されたことを検知するスイッチをコネクタ２７に設けて、そのスイッチ状態を示す信号線を制御部３５に入力するように構成してもよい。

また、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０側で接地されるピンをインレット２５に設けて、当該ピンのレベルを検知する信号線をコネクタ２７に設けてもよい。

更には、異常検知部３８は、給電リレー３１を遮断した状態で、車両側から電力ケーブル２６ａに印加される電圧を検知した後に制御線２６ｂの異常を検知するように構成してもよい。

この場合、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０が、ＰＩＳＷ信号によりコネクタ２７がインレット２５に装着されたことを検知して、電力ケーブル２６ａにモニタ電圧を印加するように制御することにより実現できる。

具体的には、充電モードで起動させるパイロット信号と、ＰＩＳＷ信号とをＯＲ回路を介してサブＣＰＵ１０ａに入力し、サブＣＰＵ１０ａにより充電モードで起動されるメインＣＰＵ１０ｂが、電力ケーブル２６ａにモニタ電圧を印加するのである。

メインＣＰＵ１０ｂは、パイロット信号の電圧レベルがＶ１で無く、ＰＩＳＷ信号が入力されていることを検知したときに、システムメインリレー２０を閉じて、高圧バッテリ１４０からの電圧をＡＣ／ＤＣ変換器１３ａを介して交流電圧に逆変換して、所定時間、電力ケーブル２６ａにモニタ電圧を印加するようにＣＨＧ−ＥＣＵ１３を制御することにより実現できる。

異常検知部３８は、電圧検知回路３６を介して電力ケーブル２６ａに印加されたモニタ電圧を検知したタイミングで、上述した制御線２６ｂの異常を検知するシーケンスを実行するのである。充電時の異常電圧を検知する電圧検知回路３６がモニタ電圧を検知するために兼用されるのである。

この場合、制御部３５は、異常検知部３８により制御線２６ｂが正常であると検知された後に、信号生成部３２からパイロット信号が出力されるように制御する。そして、パイロット信号を検知したメインＣＰＵ１０ｂによりシステムメインリレー２０が遮断され、モニタ電圧の印加が停止され、その後上述の充電シーケンスが開始される。

尚、制御部３５は、異常検知部３８により制御線２６ｂが正常であると検知された後であって、所定時間経過後にモニタ電圧が検知されなくなったタイミングで、信号生成部３２からパイロット信号が出力されるように制御することが好ましい。

以上の説明では、プラグ２８が商用電源２９のコンセントに挿入された状態で、制御線２６ｂに対する異常判定が終了する迄の間は、信号生成部３２の出力がハイインピーダンスとなるように制御する場合を説明したが、充電ケーブル２６のコネクタ２７が車両のインレット２５に装着される前に異常判定を行なう場合には、信号生成部３２からＶ１の電圧レベルのパイロット信号が出力される場合でも問題はない。

異常検知部３８により制御線２６ｂの異常が検知されたときに、制御部３５は、パイロット信号の信号レベルを−Ｖに固定すると共に、ＬＥＤ３７を点灯して異常状態を報知する。つまり、ＬＥＤ３７が報知部となる。

図７には、充電ケーブル２６のコネクタ２７が車両のインレット２５に装着されたことを示すケーブル接続信号により起動される異常判定処理のフローチャートが示されている。

プラグ２８が商用電源２９のコンセントに挿入されて制御部３５が起動し（ＳＡ１）、充電ケーブル２６のコネクタ２７がインレット２５に装着されると、異常検知部３８はＰＩＳＷ信号により当該装着を検知して（ＳＡ２）、制御線２６ｂの異常検知用のスイッチＳＷ６がオフされた状態で、電圧検知部３８ａから入力される信号レベルをチェックする（ＳＡ３）。

ステップＳＡ３では、信号レベルがハイレベルであれば仮正常と判定され、信号レベルがローレベルであれば短絡による仮異常と判定され、その判定結果が制御部３５に備えたＲＡＭに記憶される。

次に、異常検知部３８は、制御部３５のポートＰ１４から出力される制御信号により制御線２６ｂの異常検知用のスイッチＳＷ６をオンして（ＳＡ４）、電圧検知部３８ａから入力される信号レベルをチェックし、その後スイッチＳＷ６をオフする（ＳＡ５）。つまり、異常検知部３８に設けた制御部３５は、分岐線２６ｃを接地するスイッチＳＷ６の作動を制御するスイッチ制御部として機能する。

ステップＳＡ４では、信号レベルがローレベルであれば仮正常と判定され、信号レベルがハイレベルであれば断線による仮異常と判定され、その判定結果が制御部３５に備えたＲＡＭに記憶される。

ステップＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５の処理が所定回数、例えば３回繰り返され、その都度ＲＡＭにチェック結果が記憶され、所定回数のチェックが終了すると（ＳＡ６）、ＲＡＭに記憶された３回の判定結果を参照して、多数決原理で確定判定を行なう（ＳＡ７）。

多数決原理を採用するのは、ノイズによる誤検知を回避するためである。尚、３回の判定結果が何れも一致する場合に確定判定し、１回でも異なる判定結果が認識されると、再度ステップＳＡ３，ＳＡ４，ＳＡ５の処理を所定回数繰り返すように構成してもよい。

ステップＳＡ７の確定判定で、制御線２６ｂが正常であると判定されると、異常検知部３８による異常判定処理が終了して、制御部３５により所定電圧Ｖ１のパイロット信号ＣＰＬＴが出力されるように信号生成部３２が制御され、図５に示す充電シーケンスが起動される（ＳＡ１０）。

ステップＳＡ７の確定判定で、制御線２６ｂが断線または短絡していると判定されると、モニタ用のＬＥＤ３７が点灯されて異常判定処理が終了し（ＳＡ８）、制御部３５により所定電圧−Ｖ１のパイロット信号ＣＰＬＴが出力されるように信号生成部３２が制御され、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０に異常を報知する（ＳＡ９）。

図８には、充電ケーブル２６のコネクタ２７が車両のインレット２５に装着されたことを、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０から印加される電力ケーブル２６ａの電圧検知により起動される異常判定処理のフローチャートが示されている。

プラグ２８が商用電源２９のコンセントに挿入されて制御部３５が起動し、（ＳＢ１）、充電ケーブル２６のコネクタ２７がインレット２５に装着されると、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、ＰＩＳＷ信号を検知して、高圧バッテリ１４０からの直流電圧を交流電圧に変換した接続確認用の交流電圧を電力ケーブル２６ａに印加する。

異常検知部３８は電圧検知回路３６により当該装着を検知して（ＳＢ２）、制御線２６ｂの異常検知用のスイッチＳＷ６がオフされた状態で、電圧検知部３８ａから入力される信号レベルをチェックする（ＳＢ３）。

ステップＳＢ３では、信号レベルがハイレベルであれば仮正常と判定され、信号レベルがローレベルであれば短絡による仮異常と判定され、その判定結果が制御部３５に備えたＲＡＭに記憶される。

次に、異常検知部３８は、制御線２６ｂの異常検知用のスイッチＳＷ６をオンして（ＳＢ４）、電圧検知部３８ａから入力される信号レベルをチェックし、その後スイッチＳＷ６をオフする（ＳＢ５）。

ステップＳＢ４では、信号レベルがローレベルであれば仮正常と判定され、信号レベルがハイレベルであれば断線による仮異常と判定され、その判定結果が制御部３５に備えたＲＡＭに記憶される。

ステップＳＢ３，ＳＢ４，ＳＢ５の処理が所定回数、例えば３回繰り返され、その都度ＲＡＭにチェック結果が記憶され、所定回数のチェックが終了すると（ＳＢ６）、ＲＡＭに記憶された３回の判定結果を参照して、多数決原理で確定判定を行なう（ＳＢ７）。

多数決原理を採用するのは、ノイズによる誤検知を回避するためである。尚、３回の判定結果が何れも一致する場合に確定判定し、１回でも異なる判定結果が認識されると、再度ステップＳＢ３，ＳＢ４，ＳＢ５の処理を所定回数繰り返すように構成してもよい。

ステップＳＢ７の確定判定で、制御線２６ｂが正常であると判定されると、異常検知部３８による異常判定処理が終了して、制御部３５により所定電圧Ｖ１のパイロット信号ＣＰＬＴが出力されるように信号生成部３２が制御され、充電シーケンスが起動される（ＳＢ１０）。ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０は、所定電圧Ｖ１のパイロット信号ＣＰＬＴを検知すると、接続確認用の交流電圧を電力ケーブル２６ａに印加する処理を終了して、図５に示す充電シーケンスを起動する。

ステップＳＢ７の確定判定で、制御線２６ｂが断線または短絡していると判定されると、モニタ用のＬＥＤ３７が点灯されて異常判定処理が終了し（ＳＢ８）、制御部３５により所定電圧−Ｖ１のパイロット信号ＣＰＬＴが出力されるように信号生成部３２が制御され、ＰＩＨＶ−ＥＣＵ１０に異常を報知する（ＳＢ９）。

以上の説明では、制御線２６ｂが異常判定されるとモニタ表示用のＬＥＤ３７が点灯され、電力ケーブル２６ａの漏電が検知されると点滅されるように説明したが、操作者により状態が識別できるように、それぞれを異なる周期で点滅させてもよい。そして、正常時にプラグ２８が商用電源のコンセントに接続されるとＬＥＤ３７を点灯するように構成してもよい。

また、それぞれ個別のＬＥＤを設けて、異常が検知されると対応するＬＥＤを点灯させるように構成してもよい。

また、報知部として、異常メッセージを表示する液晶表示部を備えてもよいし、異常時に鳴動させるブザーを備えてもよい。

上述した実施形態では、本発明が、動力分割機構１３０によりエンジン１００の動力を分割して駆動輪１６０と第一ＭＧ１１０とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のプラグインハイブリッド車両に適用される場合について説明したが、本発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。

例えば、第一ＭＧ１１０を駆動するためにのみエンジン１００を用い、第二ＭＧ１２０のみで車両の駆動力を発生する、所謂シリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン１００で生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが発電機を介して電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両や、エンジン１００を主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両等にも本発明を適用することができる。

さらに、エンジン１００を備えずに電力で走行するモータのみを備えた電気自動車や、燃料電池を搭載した電気自動車等、蓄電装置を備えたプラグイン車両であれば本発明を適用することができる。

上述した実施形態は、何れも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。

１：車両（プラグインハイブリッド車両）
１０：ＰＩＨＶ−ＥＣＵ
２６：充電ケーブル
２６ａ：電力ケーブル
２６ｂ：制御線
２６ｃ：分岐線
２７：コネクタ
３１：リレー（給電リレー）
３２：信号生成部
３５：制御部
３７：報知部
３８：異常検知部
３８ａ：電圧検知部
１４０：蓄電装置（高圧バッテリ）
ＳＷ３：スイッチ

Claims (7)

1. 車両外部の電源と車両を接続する充電ケーブルであって、
   車両外部の電源から車両に搭載された蓄電装置に給電する電力ケーブルと、
   車両側の充電処理を起動するパイロット信号を生成する信号生成部と、
   信号生成部で生成されたパイロット信号を車両に伝送する制御線と、
   制御線の異常を検知する異常検知部と、
   を備えている充電ケーブル。
2. 異常検知部は、
   充電ケーブルを車両に接続するコネクタ内のパイロット信号の端子に分岐接続された分岐線と、
   分岐線を接地するスイッチの作動を制御するスイッチ制御部と、
   制御線の電圧レベルを検知する電圧検知部を備え、
   スイッチ制御部によるスイッチの作動の前後に電圧検知部で検知された電圧レベルに基づいて制御線の異常を検知する請求項１記載の充電ケーブル。
3. 充電ケーブルが車両に装着されたことを示すケーブル接続信号を伝送するケーブル接続信号線を備え、
   異常検知部は、ケーブル接続信号に基づいて充電ケーブルが車両に装着されたことを検知した後に制御線の異常を検知する請求項１または２記載の充電ケーブル。
4. 車両外部の電源と電力ケーブルを導通または遮断するリレーを備え、
   異常検知部は、リレーを遮断した状態で、車両側から電力ケーブルに印加される電圧を検知した後に制御線の異常を検知する請求項１または２記載の充電ケーブル。
5. 信号生成部は、異常検知部により制御線が正常であると検知された後にパイロット信号を生成する請求項１から４の何れかに記載の充電ケーブル。
6. 車両に搭載され、パイロット信号に基づいて蓄電装置を充電制御する電子制御装置であって、
   請求項４記載の充電ケーブルが車両に接続されたことを検知すると、電力ケーブルにモニタ電圧を印加するように制御する電子制御装置。
7. 車両外部の電源と車両を接続する充電ケーブルの異常検知方法であって、
   充電ケーブルを車両に接続するコネクタ内のパイロット信号の端子に分岐接続された分岐線をスイッチを介して接地し、接地の前後に検知した制御線の電圧レベルに基づいて制御線の異常を検知する充電ケーブルの異常検知方法。

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