JP2013172470A - 充電システムおよび充電システムにおける履歴情報記憶方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＣ／ＤＣコンバータに高度な処理をさせつつ、システムのコストアップを抑制することができる充電システムおよび充電システムにおける履歴情報記憶方法を得る。
【解決手段】互いに通信可能なＤＣ／ＤＣコンバータ３とＥＥＰＲＯＭ１２を有する車載充電器１とからなる充電システムにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、自身の動作情報および故障情報の少なくとも一方を含む履歴情報を車載充電器１に送信し、車載充電器１は、受信した履歴情報をＥＥＰＲＯＭ１２に記憶する。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば電動車両のバッテリに充電を行う充電システムおよび充電システムにおける履歴情報記憶方法に関する。

一般的な充電システムについて、図面を参照しながら説明する。図４は、従来の電動車両用の充電システムを示すブロック構成図である。図４において、この充電システムは、車載充電器５１、高圧バッテリ５２、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３、補機バッテリ５４、ＥＶ−ＥＣＵ５５および車内ＬＡＮ５６から構成されている。

車載充電器５１は、商用交流電源に接続され、商用交流電源から高圧の直流電圧を生成して、高圧バッテリ５２を充電する。高圧バッテリ５２は、主に電動車両の走行用電源となるバッテリである。

ＤＣ／ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｏ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータ５３は、高圧バッテリ５２から低圧（一般的には、約１４Ｖ）の直流電圧を生成して、補機バッテリ５４を充電する。補機バッテリ５４は、電動車両に搭載された各車載機器や各ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）の電源となるバッテリである。

ＥＶ−ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５５は、電動車両全体を制御する。また、車載充電器５１は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信等の車内ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）５６を介して、ＥＶ−ＥＣＵ５５や他の車載機器と接続されている。

また、車載充電器５１は、マイコン５１１、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５１２および通信部５１３を有している。

マイコン５１１は、種々の演算や処理を行う。ＥＥＰＲＯＭ５１２は、車載充電器５１の累積の動作時間、動作回数、異常発生回数等の動作・故障情報を記憶する不揮発性メモリである。通信部５１３は、車内ＬＡＮ５６を介して接続されたＥＶ−ＥＣＵ５５や他の車載機器と通信を行う。

ここで、ＥＥＰＲＯＭ５１２に記憶された動作・故障情報は、電動車両にトラブルが発生した場合等に、トラブルの状況や原因を特定するための情報として、ＥＥＰＲＯＭ５１２から読み出されて利用される。

一方、高圧の直流電圧を低圧の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ５３は、その機能の単純さから、ソフトウェアを必要とせず、ハードウェア部品のみで構成されている。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ５３は、マイコンやＥＥＰＲＯＭ、通信部を有していない（例えば、特許文献１参照）。

特公平５−６４５３１号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
近年、例えば補機バッテリの寿命を延長するために、電動車両の状態に応じてＤＣ／ＤＣコンバータの出力を変化させるような高度な処理が要求されている。そのため、これに伴って、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作・故障情報を記憶する必要が生じ、システムのコストがアップするという問題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータに高度な処理をさせつつ、システムのコストアップを抑制することができる充電システムおよび充電システムにおける履歴情報記憶方法を得ることを目的とする。

この発明に係る充電システムは、互いに通信可能なＤＣ／ＤＣコンバータと記憶部を有する他の機器とからなる充電システムであって、ＤＣ／ＤＣコンバータは、自身の動作情報および故障情報の少なくとも一方を含む履歴情報を他の機器に送信し、他の機器は、受信した履歴情報を記憶部に記憶するものである。

この発明における充電システムにおける履歴情報記憶方法は、互いに通信可能なＤＣ／ＤＣコンバータと記憶部を有する他の機器とからなる充電システムにおける履歴情報記憶方法であって、ＤＣ／ＤＣコンバータが、自身の動作情報および故障情報の少なくとも一方を含む履歴情報を他の機器に送信するステップと、他の機器が、受信した履歴情報を記憶部に記憶するステップと、を含むものである。

この発明に係る充電システムおよび充電システムにおける履歴情報記憶方法によれば、互いに通信可能なＤＣ／ＤＣコンバータと記憶部を有する他の機器とからなる充電システムにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータは、自身の動作情報および故障情報の少なくとも一方を含む履歴情報を他の機器に送信し、他の機器は、受信した履歴情報を記憶部に記憶する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータの履歴情報を、他の機器の記憶部に記憶させることで、ＤＣ／ＤＣコンバータの記憶部を不要にするか、またはＤＣ／ＤＣコンバータに記憶部を設ける場合であっても、その容量を低減することができる。
そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータに高度な処理をさせつつ、システムのコストアップを抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係る電動車両用の充電システムを示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態１に係る電動車両用の充電システムの動作を示すタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１に係る電動車両用の充電システムを示す別のブロック構成図である。 従来の電動車両用の充電システムを示すブロック構成図である。

以下、この発明に係る充電システムおよび充電システムにおける履歴情報記憶方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。

なお、以下の実施の形態では、電動車両用の充電システムを例に挙げて説明するが、これに限定されず、電動機構に内燃機関を付加したハイブリッド車両やその他電動の乗り物についても、この充電システムを適用することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電動車両用の充電システムを示すブロック構成図である。図１において、この充電システムは、車載充電器（他の機器）１、高圧バッテリ２、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、補機バッテリ４、ＥＶ−ＥＣＵ５および車内ＬＡＮ６から構成されている。

車載充電器１は、商用交流電源に接続され、商用交流電源から高圧の直流電圧を生成して、高圧バッテリ２を充電する。高圧バッテリ２は、主に電動車両の走行用電源となるバッテリである。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、高圧バッテリ２から低圧（一般的には、約１４Ｖ）の直流電圧を生成して、補機バッテリ４を充電する。補機バッテリ４は、電動車両に搭載された各車載機器や各ＥＣＵの電源となるバッテリである。

ＥＶ−ＥＣＵ５は、電動車両全体を制御する。また、車載充電器１とＤＣ／ＤＣコンバータ３とは、ＣＡＮ通信等の車内ＬＡＮ６を介して互いに通信可能に接続されている。また、車載充電器１およびＤＣ／ＤＣコンバータ３は、車内ＬＡＮ６を介して、さらにＥＶ−ＥＣＵ５や他の車載機器（図示せず）と接続されている。

また、車載充電器１は、マイコン１１、ＥＥＰＲＯＭ（記憶部）１２および通信部１３を有し、ＥＶ−ＥＣＵ５から車内ＬＡＮ６を介して指示される高圧バッテリ充電電圧指令値および高圧バッテリ充電電流指令値に従って、高圧バッテリ２を充電する。

マイコン１１は、種々の演算や処理を行う。ＥＥＰＲＯＭ１２は、車載充電器１の累積の動作時間や動作回数等の動作情報および異常発生回数等の故障情報の少なくとも一方を含む履歴情報を記憶する不揮発性メモリである。通信部１３は、車内ＬＡＮ６を介して接続されたＥＶ−ＥＣＵ５やＤＣ／ＤＣコンバータ３、他の車載機器と通信を行う。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、マイコン３１および通信部３２を有し、ＥＶ−ＥＣＵ５から車内ＬＡＮ６を介して指示される補機バッテリ充電電圧指令値に従って、補機バッテリ４を充電する。

マイコン３１は、種々の演算や処理を行う。通信部３２は、車内ＬＡＮ６を介して接続されたＥＶ−ＥＣＵ５や車載充電器１、他の車載機器と通信を行う。また、ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、自身の累積の動作時間や動作回数等の動作情報および異常発生回数等の故障情報の少なくとも一方を含む履歴情報を車載充電器１に送信する。

次に、図２のタイミングチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係る電動車両用の充電システムの動作について説明する。なお、ここでは、車載充電器１の充電動作およびＤＣ／ＤＣコンバータ３の電圧変換動作については、一般的なので省略し、この発明の実施の形態１の趣旨である、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の履歴情報（具体的には、一例として累積の動作時間）を記憶する動作について説明する。

まず、電動車両のイグニッションスイッチ（図示せず）がオンされると、車載充電器１およびＤＣ／ＤＣコンバータ３が起動する（ステップＳ１およびステップＳ２）。

続いて、車載充電器１は、起動直後に、ＥＥＰＲＯＭ１２からＤＣ／ＤＣコンバータ３の累積動作時間記憶値ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥ＿ＭＥＭＯを読み出す（ステップＳ３）。

次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、ＥＶ−ＥＣＵ５からの補機バッテリ充電電圧指令値を受信して電圧変換動作を開始し（ステップＳ４）、電圧変換動作開始以降の経過時間ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥ＿ＮＯＷを車載充電器１に送信する（ステップＳ５）。

続いて、車載充電器１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３からの経過時間ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥ＿ＮＯＷを受信し、ステップＳ３で読み出した累積動作時間記憶値ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥ＿ＭＥＭＯと加算して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の現在までの累積動作時間（以下、「現累積動作時間」と称する）ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥを演算する（ステップＳ６）。

これ以降、電動車両のイグニッションスイッチがオフされる（後述する）まで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、周期的にステップＳ５と同様の動作を繰り返し、車載充電器１は、周期的にステップＳ６と同様の動作を繰り返す。

次に、電動車両のイグニッションスイッチがオフされると、車載充電器１およびＤＣ／ＤＣコンバータ３は、動作終了準備に入る（ステップＳ７およびステップＳ８）。

動作終了準備では、一般的に入出力を安全側に切り替えたり、種々の情報をＥＥＰＲＯＭ１２に書き込んだりするが、車載充電器１は、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ３の現累積動作時間ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥを、累積動作時間記憶値ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥ＿ＭＥＭＯとしてＥＥＰＲＯＭ１２に書き込む（ステップＳ９）。

続いて、必要な処理が完了すると、車載充電器１およびＤＣ／ＤＣコンバータ３は、動作を終了する（ステップＳ１０およびステップＳ１１）。

このように、この発明の実施の形態１に係る電動車両用の充電システムでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の累積の動作時間を車載充電器１のＥＥＰＲＯＭ１２で記憶し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３にＥＥＰＲＯＭを設けないので、ＤＣ／ＤＣコンバータ３に高度な処理をさせつつ、電動車両のコストアップを抑制することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、互いに通信可能なＤＣ／ＤＣコンバータと記憶部を有する他の機器とからなる充電システムにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータは、自身の動作情報および故障情報の少なくとも一方を含む履歴情報を他の機器に送信し、他の機器は、受信した履歴情報を記憶部に記憶する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータの履歴情報を、他の機器の記憶部に記憶させることで、ＤＣ／ＤＣコンバータの記憶部を不要にするか、またはＤＣ／ＤＣコンバータに記憶部を設ける場合であっても、その容量を低減することができる。
そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータに高度な処理をさせつつ、システムのコストアップを抑制することができる。

なお、上記実施の形態１では、図２のステップＳ６において、車載充電器１が、経過時間ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥ＿ＮＯＷと累積動作時間記憶値ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥ＿ＭＥＭＯとを加算して、現累積動作時間ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥを演算すると説明した。

ここで、経過時間ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥ＿ＮＯＷが初期値（例えば、０）になった場合には、車載充電器１は、直前に演算した現累積動作時間ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥを累積動作時間記憶値ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥ＿ＭＥＭＯに上書きして（置き換えて）、以降の演算を行う。

これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３のみが何らかの原因によって再起動した場合であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の再起動前の動作時間を累積動作時間に含めることができるので、累積動作時間を正確に演算することができる。

また、上記実施の形態１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が経過時間ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥ＿ＮＯＷを送信し、車載充電器１がこれを受信してから累積動作時間記憶値ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥ＿ＭＥＭＯと加算して、現累積動作時間ＤＣＤＣ＿ＷＯＲＫ＿ＴＩＭＥを演算するタイミングチャートを示した。

しかしながら、車載充電器１とＤＣ／ＤＣコンバータ３とは、必ずしも同期する必要はなく、車載充電器１およびＤＣ／ＤＣコンバータ３は、それぞれが持つタイマによって周期的に送信および受信を行い、車載充電器１で現累積動作時間を演算する際に、最新の受信値を用いるようにしてもよい。

また、上記実施の形態１では、一例として累積の動作時間を演算して記憶する動作を示したが、これに限定されず、累積の動作回数、または累積の異常発生回数等も同様に演算して記憶することができる。

また、上記実施の形態１では、車載充電器１およびＤＣ／ＤＣコンバータ３が、ともに車内ＬＡＮ６に接続されている例を示した。しかしながら、これに限定されず、図３に示すように、車載充電器１とＥＶ−ＥＣＵ５とを車内ＬＡＮ６で接続し、車載充電器１とＤＣ／ＤＣコンバータ３とを充電器内ＬＡＮ７で接続して、車載充電器１およびＤＣ／ＤＣコンバータ３を同一の筐体８に入れてもよい。

これにより、充電システムの電動車両への搭載性を向上させて、車内のスペースを確保するとともに、電動車両を軽量化することにより、航続距離を延長することができる。なお、このとき、ＥＶ−ＥＣＵ５からＤＣ／ＤＣコンバータ３への指令は、車載充電器１が中継すればよい。

１ 車載充電器（他の機器）、２ 高圧バッテリ、３ ＤＣ／ＤＣコンバータ、４ 補機バッテリ、５ ＥＶ−ＥＣＵ、６ 車内ＬＡＮ、７ 充電器内ＬＡＮ、８ 筐体、１１ マイコン、１２ ＥＥＰＲＯＭ（記憶部）、１３ 通信部、３１ マイコン、３２ 通信部。

Claims (9)

1. 互いに通信可能なＤＣ／ＤＣコンバータと記憶部を有する他の機器とからなる充電システムであって、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、自身の動作情報および故障情報の少なくとも一方を含む履歴情報を前記他の機器に送信し、
   前記他の機器は、受信した前記履歴情報を前記記憶部に記憶する
   ことを特徴とする充電システム。
2. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、自身の起動時以降の動作時間を周期的に前記他の機器に送信し、
   前記他の機器は、
   起動時に、前回の動作終了時に記憶した前記ＤＣ／ＤＣコンバータの累積動作時間を累積動作時間記憶値として前記記憶部から読み出し、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの前記動作時間と前記累積動作時間記憶値とを加算して、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの現在の累積動作時間を現累積動作時間として周期的に演算し、
   動作終了時に、前記現累積動作時間を前記記憶部に記憶する
   ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
3. 前記他の機器は、前記動作時間が初期値になった場合には、直前に演算した前記現累積動作時間を、前記累積動作時間記憶値に置き換えて、以降の演算を行う
   ことを特徴とする請求項２に記載の充電システム。
4. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、自身の起動時以降の動作回数を周期的に前記他の機器に送信し、
   前記他の機器は、
   起動時に、前回の動作終了時に記憶した前記ＤＣ／ＤＣコンバータの累積動作回数を累積動作回数記憶値として前記記憶部から読み出し、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの前記起動時以降の動作回数と前記累積動作回数記憶値とを加算して、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの現在の累積動作回数を現累積動作回数として周期的に演算し、
   動作終了時に、前記現累積動作回数を前記記憶部に記憶する
   ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
5. 前記他の機器は、前記起動時以降の動作回数が初期値になった場合には、直前に演算した前記現累積動作回数を、前記累積動作回数記憶値に置き換えて、以降の演算を行う
   ことを特徴とする請求項４に記載の充電システム。
6. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、自身の起動時以降の異常発生回数を周期的に前記他の機器に送信し、
   前記他の機器は、
   起動時に、前回の動作終了時に記憶した前記ＤＣ／ＤＣコンバータの累積異常発生回数を累積異常発生回数記憶値として前記記憶部から読み出し、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの前記起動時以降の異常発生回数と前記累積異常発生回数記憶値とを加算して、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの現在の累積異常発生回数を現累積異常発生回数として周期的に演算し、
   動作終了時に、前記現累積異常発生回数を前記記憶部に記憶する
   ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
7. 前記他の機器は、前記起動時以降の異常発生回数が初期値になった場合には、直前に演算した前記現累積異常発生回数を、前記累積異常発生回数記憶値に置き換えて、以降の演算を行う
   ことを特徴とする請求項６に記載の充電システム。
8. 前記他の機器は、車載充電器である
   ことを特徴とする請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の充電システム。
9. 互いに通信可能なＤＣ／ＤＣコンバータと記憶部を有する他の機器とからなる充電システムにおける履歴情報記憶方法であって、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータが、自身の動作情報および故障情報の少なくとも一方を含む履歴情報を前記他の機器に送信するステップと、
   前記他の機器が、受信した前記履歴情報を前記記憶部に記憶するステップと、
   を含むことを特徴とする充電システムにおける履歴情報記憶方法。

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