JP2013179723A - 充電装置及び充電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者が充電ケーブルを用いた充電を選択する意図がある場合に、非接触充電よりも、充電ケーブルを用いた充電を優先させることが可能な充電装置及び充電方法を提供する。
【解決手段】非接触受電部１で受電した充電電力によって整流器１２に二次電池３を充電させている間に、インレット８への充電ケーブル７の接続検出が通知された場合、受電制御部１３は、通信部１４，５４を介して送電制御部５３に充電終了の旨を送信し、インレット８を介して受電した充電電力による充電に切り替えさせる。充電ケーブル７の接続が検出されるのは、電源端子８１に交流の充電電圧が印加されたこと、ＣＰ信号の信号端子８２に直流の電圧信号が印加されたこと、又は、直流電圧を印加してあるＰＤ信号の信号端子８３の電圧変化より充電コネクタ７０内の所定電気回路の電気抵抗に変化があったことのうち、何れかが検知されたときである。
【選択図】図１

Description

本発明は、外部の充電ケーブルと接続される充電インレットを介して受電した充電電力と、外部の給電線から非接触で受電した充電電力との何れかによって二次電池を充電する充電装置及び充電方法に関する。

近年、環境に優しい低燃費の車両としてＨＶ（Hybrid Vehicle ；ハイブリッド自動車）及びＥＶ（Electric Vehicle ；電気自動車）が急速に普及している。これらの車両は、何れも駆動輪を駆動するモータと、該モータに電力を供給する二次電池とを備える。ＨＶの中でも充電の外部インタフェースを有するＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle ）とＥＶとでは、車外から二次電池に対する充電が行われる。

一方、車両、携帯端末等の移動体が備える二次電池に対して、充電ケーブルを用いずに充電する方法として、電磁誘導、磁気共鳴等の現象を応用した非接触充電が近年着目されており、車両の中には、充電ケーブルを用いた充電と、非接触充電との両方が可能となるように構成されるものがある。

例えば、特許文献１では、インダクティブチャージ選択信号を検出してインダクティブ充電モード（非接触充電モード）による充電を試み、充電が不可能な場合はその旨を報知し、その後充電コネクタの閉成を検出したときに、充電ケーブルを用いたコンダクティブ充電モードによる充電を開始する車両が開示されている。

特開２００８−２２０１３０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、非接触充電が行われていないときにのみ、充電ケーブルを用いた充電が行われるものであり、充電ケーブルを用いた充電と、非接触充電との競合が積極的に調停されるものではなかった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、使用者が充電ケーブルを用いた充電を選択する意図がある場合に、非接触充電よりも、充電ケーブルを用いた充電を優先させることが可能な充電装置及び充電方法を提供することにある。

本発明に係る充電装置は、充電ケーブルが接続されるべきインレットを介して充電電力を受電する第１受電部と、非接触で充電電力を受電する第２受電部とを備え、前記第１又は第２受電部が受電した充電電力で二次電池を充電する充電装置であって、前記インレットへの充電ケーブルの接続を検出する検出部を備え、前記第２受電部が受電した充電電力で充電中に前記検出部が検出した場合、前記第１受電部が受電した充電電力で充電するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る充電装置は、前記インレットは、外部から交流の充電電圧が印加されるべき電源端子を含み、該電源端子に印加される充電電圧を検知する検知部を備え、前記検出部は、前記検知部の検知結果に基づいて前記充電ケーブルの接続を検出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る充電装置は、前記インレットは、外部から直流の電圧信号が印加されるべき信号端子を含み、該信号端子に印加される電圧信号を検知する検知部を備え、前記検出部は、前記検知部の検知結果に基づいて前記充電ケーブルの接続を検出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る充電装置は、前記インレットは、外部で接地電位との間に所定の電気回路が接続されるべき信号端子を含み、該信号端子に直流電圧を印加して外部の電気回路の電気抵抗の変化を検知する検知部を備え、前記検出部は、前記検知部の検知結果に基づいて前記充電ケーブルの接続を検出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る充電装置は、前記インレットは、外部で所定電位に接続されるべき信号端子を含み、該信号端子に流れる信号電流を検知するフォトカプラを有する検知部を備え、前記検出部は、前記検知部の検知結果に基づいて前記充電ケーブルの接続を検出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る充電装置は、前記インレットは、外部から所定の電圧信号が印加されるべき第２の信号端子を含み、該信号端子に印加される電圧信号に応じた信号電流を検知するフォトカプラを有する第２の検知部を備え、前記検出部が検出し、且つ前記第２の検知部が検知した場合、前記第１受電部が受電した充電電力で充電するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る充電装置は、前記第２受電部から受電した充電電力で充電していない時に、所定の情報を外部に送信する送信部と、前記情報の応答信号を受信する受信部と、前記情報の送信後に計時を開始する計時部と、該計時部が所定時間を計時する前に、前記応答信号を受信しない場合、所定の報知を行う報知部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る充電方法は、充電ケーブルが接続されるべきインレットを介して充電電力を受電する第１受電部と、非接触で充電電力を受電する第２受電部とを備える充電装置で、前記第１又は第２受電部が受電した充電電力によって二次電池を充電する方法において、前記インレットへの充電ケーブルの接続を検出し、前記第２受電部が受電した充電電力で充電中に前記接続を検出した場合、前記第１受電部が受電した充電電力で充電することを特徴とする。

本発明にあっては、非接触で受電した充電電力による充電中に、インレットへの充電ケーブルの接続を検出した場合、インレットを介して受電した充電電力によって充電を行う。
これにより、非接触充電から、充電ケーブルを用いた充電に切り替えられる。

本発明にあっては、インレットの電源端子に外部から交流の充電電圧が印加されたことを検知することによって、充電ケーブルの接続を検出する。
これにより、充電ケーブルの接続が容易に、且つ確実に検出される。

本発明にあっては、インレットの所定の信号端子に外部から直流の電圧信号が印加されたことを検知することによって、充電ケーブルの接続を検出する。
これにより、充電ケーブルの接続が容易に、且つ確実に検出される。

本発明にあっては、インレットの所定の信号端子に直流電圧を印加してあり、上記信号端子の電圧変化から外部の電気回路の電気抵抗の変化を検知することによって、充電ケーブルの接続を検出する。
これにより、充電ケーブルの接続が容易に、且つ確実に検出される。

本発明にあっては、インレットの所定の信号端子が外部で所定電位に接続されたときに流れる信号電流をフォトカプラで検知することによって、充電ケーブルの接続を検出する。
これにより、外部と電気的に絶縁された検知回路を用いて、充電ケーブルの接続が容易に、且つ確実に検出される。

本発明にあっては、充電ケーブルの接続を検出し、且つ、インレットの第２の信号端子に外部から所定の電圧信号が印加されたときに流れる信号電流をフォトカプラで検知した場合、インレットを介して受電した充電電力によって充電を行う。
これにより、充電ケーブルの接続後、例えば外部で所定操作が行われた後に外部から印加される電圧信号が検知されたときに、非接触充電から充電ケーブルを用いた充電に切り替わる。

本発明にあっては、非接触充電を行っていない時に、外部に送信した所定の情報に対する応答信号を所定時間内に受信しない場合、所定の報知を行う。
これにより、非接触充電を開始できない状況下で、充電ケーブルによる充電が促される。

本発明によれば、非接触充電中にインレットへの充電ケーブルの接続を検出した場合、充電ケーブルを用いた充電に切り替えられる。
従って、使用者が充電ケーブルを用いた充電を選択する意図がある場合に、非接触充電よりも、充電ケーブルを用いた充電を優先させることが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る充電装置の構成を示すブロック図である。 コントロールボックス及びＣＰ信号検知部の構成を示す回路図である。 ＣＰ信号検知部に印加されるＣＰ信号の時間変化を示す波形図である。 充電コネクタに含まれる所定の電気回路及びＰＤ信号検知部の構成を示す回路図である。 ＰＤ信号検知部に印加されるＰＤ信号の信号電圧と充電ケーブルの接続状態とを対応付ける図表である。 本発明の実施の形態１に係る充電装置の充電開始及び充電切替を制御するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る充電装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る充電装置の構成を示すブロック図である。図中１００は充電装置であり、充電装置１００は、外部の非接触送電部５が有する送電コイル５１に電磁誘導又は磁気共鳴によって結合される受電コイル１１と、該受電コイル１１が受電した交流電力をダイオードブリッジで整流する整流器１２とを有する非接触受電部（請求項の第２受電部に対応）１を備える。整流器１２が整流した直流電力にて二次電池３が充電される。整流器１２は、リレーボックス３０のリレー接点３０１を介して二次電池３に接続されている。

充電装置１００は、また、ＣＰＵ１３１及びタイマ（請求項の計時部に対応）１３２を有するマイクロコンピュータからなる受電制御部１３と、外部の通信部５４との間でブルートゥース（Bluetooth ：登録商標）等による無線通信を行う通信部（請求項の送信部及び受信部に対応）１４とを備える。受電制御部１３は、通信部１４及び整流器１２に接続されている。通信部１４は、また、ナビゲーションシステムのディスプレイ、メータパネル等の車載表示部（請求項の報知部に対応）４１に有線通信又は無線通信で接続されると共に、使用者の携帯電話４２に無線通信で接続される。

外部の非接触送電部５は、ＡＣ１００Ｖ又は２００Ｖ等の交流電源５０から供給される交流電力を高周波電力に変換して送電コイル５１に供給する高周波インバータ５２を更に有する。該高周波インバータ５２に対しては、通信部５４，１４を介して受電制御部１３と情報及び信号を授受する送電制御部５３が、高周波電力の生成開始指令及び停止指令を与えるようになっている。

充電装置１００は、更に、充電ケーブル７が該充電ケーブル７の一端に配された充電コネクタ７０で接続されるインレット８を備える。充電コネクタ７０には、後述するＰＤ（Proximity detection ）信号に係る所定の電気回路（図４参照）が含まれている。充電ケーブル７には、充電コネクタ７０と、交流電源５０から充電電力を供給する電力線７１と、ＳＡＥＪ１７７２規格に準拠するコントロールパイロット信号（以下、ＣＰ信号という）を伝送する信号線７２と、ＣＰ信号を生成するＣＰ信号生成回路７３１を有するコントロールボックス７３とが含まれている。

充電装置１００は、更にまた、充電ケーブル７がインレット８に接続されたときに、該インレット８の電源端子８１，信号端子８２に対して電力線７１，信号線７２の夫々から印加される交流の充電電圧，ＣＰ信号を検知するＡＣ電圧検知部（請求項の検知部に対応）９１，ＣＰ信号検知部（請求項の検知部に対応）９２を備える。インレット８を介して受電された交流電力は、電源端子８１から充電器（請求項の第１受電部に対応）８０に与えられ、該充電器８０で整流された直流電力が二次電池３に供給される。充電器８０は、リレーボックス３０のリレー接点３０２を介して二次電池３に接続されている。リレー接点３０１，３０２は、受電制御部１３によってオン／オフが制御される。
尚、整流器１２及び充電器８０同士の突き合わせが可能な場合は、充電器８０と整流器１２とを、リレー接点３０１，３０２を介さずに二次電池３に接続するようにしてもよい。

充電装置１００は、更にまた、充電ケーブル７がインレット８に接続されたときに、信号端子８３の外部に接続された上述の電気回路の電気抵抗の変化を検知するＰＤ信号検知部９３（請求項の検知部に対応）と、ＡＣ電圧検知部９１、ＣＰ信号検知部９２、又はＰＤ信号検知部９３の検知結果に基づいて充電ケーブル７の接続を検出する接続検出部（請求項の検出部に対応）９とを備える。接続検出部９の検出結果は、受電制御部１３に通知される。
尚、ＡＣ電圧検知部９１、ＣＰ信号検知部９２及びＰＤ信号検知部９３のうちの少なくとも１つを接続検出部９に含めるようにしてもよい。

上述した構成において、例えば、図示しない操作部に対する受電開始の操作が受電制御部１３に受け付けられた場合、受電制御部１３は、通信部１４，５４を介して送電制御部５３に車両情報を送信する。車両情報を受信した送電制御部５３は、受電制御部１３に対して応答信号を返送すると共に、高周波インバータ５２に対して高周波電力の生成開始指令を与える。高周波インバータ５２で生成された高周波電力は、送電コイル５１を介して非接触で受電コイル１１に供給される。

通信部１４を介して上述の応答信号を受信した受電制御部１３は、整流器１２が二次電池３を充電している間に、整流器１２から二次電池３に供給される電力に係る情報（電圧、電流等）を取得し、取得した情報を、通信部１４，５４を介して送電制御部５３に随時送信する。これにより、送電コイル５１に供給される高周波電力の大きさが適正に制御される。

その後、整流器１２から取得される情報によって二次電池３が満充電状態になったと判定される場合、受電制御部１３は、通信部１４，５４を介して充電終了の旨を送電制御部５３に送信する。充電終了の旨を受信した送電制御部５３は、高周波インバータ５２に対して高周波電力の生成停止指令を与える。これにより、送電コイル５１への高周波電力の供給が停止される。

ところで、整流器１２が二次電池３を充電中に、充電ケーブル７がインレット８に接続された場合、上述した３つの検知部のうち、少なくとも１つの検知部の検知結果に基づいて、接続検出部９が充電ケーブル７の接続を検出し、検出結果を受電制御部１３に通知する。これを受けて受電制御部１３は、インレット８を介して供給される充電電力で二次電池３を充電させるために、通信部１４，５４を介して充電終了の旨を送電制御部５３に送信し、高周波インバータ５２に高周波電力の生成を停止させる。

次に、インレット８に充電ケーブル７が接続されたときにＣＰ信号を検知する方法について説明する。
図２は、コントロールボックス７３及びＣＰ信号検知部９２の構成を示す回路図である。コントロールボックス７３が有するＣＰ信号生成回路７３１は、＋１２Ｖの直流電圧及び１ｋＨｚの矩形波信号を抵抗器Ｒ１の一端に選択的に接続するスイッチＳ１と、該抵抗器Ｒ１の他端の電圧を監視してスイッチＳ１の選択的な接続を制御する制御回路７３２とで構成されている。

ＣＰ信号は、抵抗器Ｒ１の他端から信号線７２を介して、充電コネクタ７０及びインレット８の信号端子８２に与えられる。抵抗器Ｒ１の抵抗値は、１ｋΩである。インレット８の端子８４はアース（ＧＮＤ）であり、交流電源５０側で接地されている。

ＣＰ信号検知部９２は、信号端子８２にアノードが接続されたダイオードＤ１と、該ダイオードＤ１のカソードに一端が接続された抵抗器Ｒ２，Ｒ３と、該抵抗器Ｒ２，Ｒ３の他端間を接続／遮断するスイッチＳ２と、バッファＢ１と、該バッファＢ１を介して与えられる抵抗器Ｒ２の一端の電圧に基づいてＣＰ信号を検知する検知回路９２０とで構成されている。抵抗器Ｒ３の他端は、インレット８の端子８４に接続されている。抵抗器Ｒ２，Ｒ３の抵抗値は、１．３ｋΩ，２．７４ｋΩである。

ここで、検知回路９２０によってＣＰ信号を検知する方法について説明する。以下では、ダイオードＤ１での電圧降下を無視するため、信号端子８２の信号電圧と、検知回路９２０に印加されるＣＰ信号の信号電圧とに差がないものとする。
図３は、ＣＰ信号検知部９２に印加されるＣＰ信号の時間変化を示す波形図である。図３の縦軸はＣＰ信号の信号電圧を表し、横軸は時間を表す。充電ケーブル７がインレット８に接続される前は、スイッチＳ１が抵抗器Ｒ１の一端に＋１２Ｖの直流電源を接続しており、スイッチＳ２は開いている。時刻Ｔ０で充電ケーブル７がインレット８に接続された場合、ＣＰ信号の信号電圧は電圧Ｖ１（＋１２Ｖ）に向けて上昇する。

しかしながら、信号端子８２にはダイオードＤ１を介して抵抗器Ｒ３が接続されているため、時刻Ｔ０に限りなく近い時刻Ｔ１において、ＣＰ信号の信号電圧は、電圧Ｖ１より低い電圧Ｖ２（＋１２Ｖの電圧を１ｋΩの抵抗器Ｒ１及び２．７４ｋΩの抵抗器Ｒ３の直列回路で分圧した電圧）となる。検知回路９２０は、この電圧Ｖ２を検知することによって、ＣＰ信号を検知する。
尚、ＣＰ信号検知部９２において、検知回路９２０が電圧Ｖ１を検知してから時刻Ｔ１で抵抗器Ｒ３を図２のとおり接続するようにしてもよい。この場合、時刻Ｔ０から少なくとも時刻Ｔ１の直後までのＣＰ信号の時間変化は、図３に示すとおりとなる。

一方、ＣＰ信号生成回路７３１の制御回路７３２は、抵抗器Ｒ２の他端の電圧、即ち、信号端子８２の信号電圧を監視しており、信号端子８２の信号電圧が電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に変化したこと、又は電圧Ｖ２となったことを検知して、時刻Ｔ２で抵抗器Ｒ１の一端に１ｋＨｚの矩形波信号を接続するように、スイッチＳ１を制御する。ここでの矩形波のデューティは、インレット８を介して受電させ得る充電電流の大きさに応じて設定される。上記矩形波のプラス側の信号電圧は電圧Ｖ２であり、マイナス側の信号電圧は電圧Ｖ５（負の値）である。検知回路９２０は、この矩形波を検知することによって、ＣＰ信号を検知するようにしてもよい。

その後、時刻Ｔ３でスイッチＳ２が閉じるように検知回路９２０が制御した場合、ＣＰ信号の信号電圧である１ｋＨｚの矩形波のうち、プラス側の信号の信号電圧が電圧Ｖ３に低下する。これは、１ｋＨｚの矩形波のプラス側の信号電圧を、１ｋΩの抵抗器Ｒ１と、２．７４ｋΩの抵抗器Ｒ３及び１．３ｋΩの抵抗器Ｒ２の並列回路とからなる直列回路で分圧した電圧である。ＣＰ信号生成回路７３１の制御回路７３２は、信号端子８２のプラス側の信号電圧が電圧Ｖ２から電圧Ｖ３に変化したことを検知して、インレット８側の充電準備完了を検出するようになっている。

次に、インレット８に充電ケーブル７が接続されたときにＰＤ信号を検知する方法について説明する。
図４は、充電コネクタ７０に含まれる所定の電気回路及びＰＤ信号検知部９３の構成を示す回路図である。所定の電気回路は、充電コネクタ７０内でインレット８の信号端子８３及び端子８４の間に接続される抵抗器Ｒ６，Ｒ７の直列回路と、抵抗器Ｒ７の両端を短絡／開放するスイッチＳ３とで構成されている。抵抗器Ｒ６，Ｒ７の抵抗値は、１５０Ω，３３０Ωである。充電コネクタ７０には、図示しない押し釦を設けてあり、該押し釦が押し込まれたときに、スイッチＳ３が開くようにしてある。

インレット８内の信号端子８３及び端子８４間には、抵抗器Ｒ５が接続されている。抵抗器Ｒ５の抵抗値は、２．７ｋΩである。
ＰＤ信号検知部９３は、信号端子８３に一端が接続された抵抗器Ｒ４と、Ｒ４の一端の電圧に基づいて上記所定の電気回路の電気抵抗の変化を検知する検知回路９３０とで構成されている。抵抗器Ｒ４の他端は、＋５Ｖに接続されている。抵抗器Ｒ４の抵抗値は３３０Ωである。

ここで、充電コネクタ７０内の所定の電気回路の電気抵抗の変化を、検知回路９３０によって検知する方法について説明する。
図５は、ＰＤ信号検知部９３に印加されるＰＤ信号の信号電圧と充電ケーブル７の接続状態とを対応付ける図表である。所定の電気回路には、抵抗器Ｒ４及び信号端子８３を介して＋５Ｖが印加されており、検知回路９３０に印加される信号電圧が、所定の電気回路の電気抵抗の変化と１対１に対応している。

例えば、インレット８に充電ケーブル７が接続されていない場合、検知回路９３０に印加される電圧は、＋５Ｖの電圧を３３０Ωの抵抗器Ｒ４及び２．７ｋΩの抵抗器Ｒ５の直列回路で分圧した電圧、即ち４．５Ｖとなる。次に、使用者が上述した充電コネクタ７０の押し釦を押下しつつ充電ケーブル７をインレット８に接続させる場合、検知回路９３０に印加される電圧は、＋５Ｖの電圧を、３３０Ωの抵抗器Ｒ４と、２．７４ｋΩの抵抗器Ｒ５及び４８０Ω（１５０Ω＋３３０Ω）の抵抗器の並列回路とからなる直列回路で分圧した電圧、即ち２．８Ｖとなる。この状態を「半勘合」という。

その後、使用者が上記押し釦の押下を解除した場合、検知回路９３０に印加される電圧は、＋５Ｖの電圧を、３３０Ωの抵抗器Ｒ４と、２．７４ｋΩの抵抗器Ｒ５及び１５０Ωの抵抗器Ｒ６の並列回路とからなる直列回路で分圧した電圧、即ち１．５Ｖとなる。この状態を「勘合」という。本実施の形態１では、検知回路９３０が、自身に印加される電圧によって「半勘合」又は「勘合」状態を検知した場合、所定の電気回路の抵抗値の変化を検知したものとする。

以下では、上述した充電装置１００の受電制御部１３の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、受電制御部１３のマイクロコンピュータに内蔵するＲＯＭに予め格納されている制御プログラムに従って、ＣＰＵ１３１により実行される。
図６は、本発明の実施の形態１に係る充電装置の充電開始及び充電切替を制御するＣＰＵ１３１の処理手順を示すフローチャートである。受電制御部１３は、例えば、図示しない操作部に対する受電開始の操作を受け付けた場合、図６の処理を起動させる。

図６の処理が起動した場合、ＣＰＵ１３１は、例えば二次電池３の最大充電容量、ＳＯＣ（State of charge ）等の車両情報を、通信部１４，５４を介して送電制御部５３に送信し（Ｓ２１）、タイマ１３２を用いて計時を開始する（Ｓ２２）。

一方の送電制御部５３では、図６の処理の起動後に、図示しないＣＰＵ（以下、ＣＰＵ−Ａという）が、車両情報を受信したか否かを判定して（Ｓ１１）受信するまで待機しており（Ｓ１１：ＮＯ）、車両情報を受信した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、受電制御部１３に応答信号を返送する（Ｓ１２）と共に、高周波インバータ５２に対して電力生成開始指令を与える（Ｓ１３）。これにより、交流電源５０から供給される交流電力が高周波電力に変換されて送電コイル５１に供給される。

他方の受電制御部１３では、ＣＰＵ１３１が応答信号を受信したか否かを判定し（Ｓ２３）、受信していない場合（Ｓ２３：ＮＯ）、更にタイマ１３２が所定時間（例えば５秒）を計時したか否かを判定して（Ｓ２４）、応答信号を受信するか、又は所定時間を計時するまで待機してする（Ｓ２３：ＮＯ、且つＳ２４：ＮＯ）。所定時間を計時した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１３１は、通信部１４を介して車載表示部４１及び携帯電話４２に対して所定のメッセージ（例えば、充電ケーブル７による充電を使用者に促す旨のメッセージ）を送信して（Ｓ２５）図６の処理を終了する。これにより、車載表示部４１及び携帯電話４２にて所定の報知がなされる。

また、ステップＳ２３，Ｓ２４の処理ループで待機中に応答信号を受信した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１３１は、リレー接点３０１をオンに制御して整流器１２から供給される電力による二次電池３の充電を開始させた後、整流器１２から二次電池３に供給される電力に係る情報（電圧、電流等）を適時取得し（Ｓ３１）、取得した情報に基づいて、二次電池３が満充電状態になったか否かを判定する（Ｓ３２）。満充電状態になった場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１３１は、通信部１４，５４を介して充電終了の旨を送電制御部５３に送信して（Ｓ３３）図６の処理を終了する。

ステップＳ３２で二次電池が満充電状態になっていない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、ＣＰＵ１３１は、充電ケーブル７の接続検出が接続検出部９から通知されたか否かを判定し（Ｓ３４）、通知されていない場合（Ｓ３４：ＮＯ）、ステップＳ３１に処理を戻して判定を繰り返す。また、接続検出が通知された場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１３１は、通信部１４，５４を介して送電制御部５３に充電終了の旨を送信する（Ｓ３５）と共に、リレー接点３０１，３０２をオフ，オンに制御して図６の処理を終了する。これにより、充電電力の供給元を整流器１２から充電器８０に切り替える。

一方の送電制御部５３では、ＣＰＵ−Ａが、受電制御部１３から充電終了の旨を受信したか否かを判定して（Ｓ１４）、受信するまで待機しており（Ｓ１４：ＮＯ）、受信した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、高周波インバータ５２に対して電力生成停止指令を与えた（Ｓ１５）後、図６の処理を終了する。これにより、送電コイル５１への電力の供給が停止する。

以上のように本実施の形態１によれば、非接触受電部で受電した充電電力によって整流器に二次電池を充電させている間に、インレットへの充電ケーブルの接続検出が通知された場合、インレットを介して受電した充電電力による充電に切り替えさせる。
これにより、非接触充電から、充電ケーブルを用いた充電に切り替えられる。
従って、使用者が充電ケーブルを用いた充電を選択する意図がある場合に、非接触充電よりも、充電ケーブルを用いた充電を優先させることが可能となる。

また、インレットの電源端子に充電ケーブルを介して交流の充電電圧が印加されたことを検知することによって、充電ケーブルの接続を検出する。
従って、充電ケーブルの接続を容易に、且つ確実に検出することが可能となる。

更に、インレットにおけるＣＰ信号の信号端子に充電ケーブルを介して直流の電圧信号（Ｖ１、Ｖ２、又はＶ１からＶ２への変化）が印加されたことを検知することによって、充電ケーブルの接続を検出する。
従って、充電ケーブルの接続を容易に、且つ確実に検出することが可能となる。

更にまた、インレットにおけるＰＤ信号の信号端子に＋５Ｖの直流電圧を印加してあり、上記信号端子の電圧変化に基づいて、充電コネクタ内の電気回路の電気抵抗の変化を検知することによって、充電ケーブルの接続を検出する。
従って、充電ケーブルの接続を容易に、且つ確実に検出することが可能となる。

更にまた、非接触充電を行っていない時、具体的には、非接触充電を開始する前に、送電制御部に送信した車両情報に対する応答信号を所定時間内に受信しない場合、所定の報知を行う。
これにより、非接触充電を開始できない状況下で、充電ケーブルによる充電を促すことが可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態１が、インレット８の信号端子８１に印加されるＡＣ電圧、又は信号端子８２，８３に印加される所定の信号電圧を検知することによって、充電ケーブル７の接続を検出する形態であるのに対し、実施の形態２は、インレット８ａの信号端子に流れる信号電流をフォトカプラで検知することによって、充電ケーブル７ａの接続を検出する形態である。

図７は、本発明の実施の形態２に係る充電装置１００ａの構成を示すブロック図である。図中６は外部の充電スタンドであり、充電スタンド６は、交流電源５０から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ６１と、該コンバータ６１が変換した直流電力を高周波電力に変換する高周波インバータ６２と、該高周波インバータ６２が変換した高周波電力を昇圧する絶縁トランス６３と、該絶縁トランスが昇圧した高周波電力を整流する整流器６４とを備える。高周波インバータ６２は、高周波インバータ５２のようにコンバータ６１の機能を包含するものであってもよい。充電スタンド６は、また、交流電源５０から供給される交流電力からＤＣ１２Ｖの直流電力を生成する１２Ｖ電源６５と、高周波インバータ６２が変換する高周波電力の大きさを制御する制御部６６と、該制御部６６が充電装置１００ａとの間でＣＡＮ信号による通信を行うためのＣＡＮ通信部６７とを備える。１２Ｖ電源６５から出力される電圧信号は、制御部６６がオン／オフを制御するリレー接点６５１によって開閉される。

充電スタンド６は、更に、一端に充電コネクタ７０ａが配された充電ケーブル７ａを備える。充電ケーブル７ａには、整流器６４から直流の充電電力を供給する電力線７５と、一端がアース電位（ＦＧ：フレームグランド）に接続されたアース線７６及び信号線（例えば、「コネクタ接続確認」の信号線）７７と、リレー接点６５１を介して１２Ｖ電源６５の電圧信号を伝送する信号線（例えば「充電開始停止１」の信号線）７８と、ＣＡＮ通信部６７から／へのＣＡＮ信号を伝送する信号線７９とが含まれている。充電装置１００ａに配されたインレット８ａに充電コネクタ７０ａが装着されることによって、充電ケーブル７ａが充電装置１００ａと接続される。

充電コネクタ７０ａがインレット８ａに装着された場合、電力線７５、アース線７６、信号線７７，７８，７９の夫々が、インレット８ａの電源端子８５，アース端子８６，信号端子８７，８８，８９に接続される。電源端子８５が請求項の第１受電部に対応し、信号端子８７，８８が、請求項の信号端子，第２の信号端子に対応する。アース端子８６は、充電装置１００ａ側でアース電位（ＦＧ：フレームグランド、ここではボディアース）に接続されている。これにより、充電スタンド６及び充電装置１００ａのアース電位同士が接続され、電源端子８５にて整流器６４からの充電電力が受電される。そして、信号端子８７が充電スタンド６のアース電位に接続され、信号端子８８がリレー接点６５１に接続されると共に、信号端子８９を介してＣＡＮ信号が伝送されるようになる。

一方、充電装置１００ａは、信号端子８７に流れる信号電流を検知するためのフォトカプラ（請求項の検知部に対応）２１と、信号端子８８に印加される電圧信号に応じた信号電流を検知するためのフォトカプラ（請求項の第２の検知部に対応）２２と、受電制御部１３が充電スタンド６とＣＡＮ信号による通信を行うためのＣＡＮ通信部２３とを備える。インレット８ａの電源端子８５にて受電された充電電力は、受電制御部１３がオン／オフを制御するリレー接点３０３を介して二次電池３に供給される。二次電池３は、負極端子がアース電位（ＦＧ）に接続されている。整流器６４による二次電池３の充電状態は、受電制御部１３によって監視される。

フォトカプラ２１が有するＬＥＤは、アノードがイグニッションスイッチ３１を介して二次電池の正極端子に接続されており、カソードが抵抗器２１１を介して信号端子８７に接続されている。フォトカプラ２２が有するＬＥＤは、カソードがアース電位（ＦＧ）に接続されており、アノードが抵抗器２２１を介して信号端子８８に接続されている。フォトカプラ２１，２２が有するフォトトランジスタは、エミッタが他のアース電位（ＳＧ：シグナルグランド）に接続されており、コレクタが受電制御部１３に各別に接続されている。ＣＡＮ通信部２３は信号端子８９に接続されている。

上述した構成において、整流器１２が二次電池３を充電中に、充電ケーブル７ａがインレット８ａに装着された場合、信号端子８７が信号線７７を介してアース電位に接続される。このとき、二次電池３からイグニッションスイッチ３１、フォトカプラ２１のＬＥＤ、及び抵抗器２１１を介してアース電位（ＦＧ）に信号電流が流れるため、フォトカプラ２１のフォトトランジスタがオンして信号電流が検知され、更にこの検知結果を取り込んだ受電制御部１３が充電ケーブル７ａの接続を検出する。つまり、受電制御部１３が、請求項の検出部に対応する。充電ケーブル７ａの接続を検出した場合、受電制御部１３は、インレット８ａを介して供給される充電電力で二次電池３を充電させるために、通信部１４，５４を介して充電終了の旨を送電制御部５３に送信し、高周波インバータ５２に高周波電力の生成を停止させる。

この段階で充電電力が供給される場合は、受電制御部１３がリレー接点３０１，３０３をオフ，オンに制御することにより、二次電池３の充電が開始される。
尚、フォトカプラ２２が、後述する他の信号電流を検知するまでは、高周波電力の生成の停止が保留されるようにしてもよい。また、充電ケーブル７ａの接続が検出されたときに直ちに高周波電力の生成が停止され、その後フォトカプラ２２が他の信号電流を検知したときにリレー接点３０１，３０３がオフ，オンに制御されるようにしてもよい。

さて、充電スタンド６側の使用者が、図示しない充電開始ボタンを押下し、これを制御部６６が受け付けた場合、制御部６６は、リレー接点６５１をオンに制御して信号線７８に１２Ｖの信号電圧を印加させる。このとき、１２Ｖ電源６５から、信号端子８８、抵抗器２２１、及びフォトカプラ２２のＬＥＤを介してアース電位（ＦＧ）に他の信号電流が流れるため、フォトカプラ２２のフォトトランジスタがオンして他の信号電流が検知される。その後、受電制御部１３がリレー接点３０１，３０３をオフ，オンに制御することにより、インレット８ａを介して供給される充電電力で二次電池３が充電される。

本実施の形態２では、二次電池３の充電開始に先立ち、制御部６６及び受電制御部１３の間で、ＣＡＮ通信部６７，２３を介してＣＡＮ信号による通信が行われる。具体的には、受電制御部１３が、二次電池３の最大電圧、電池容量、最大充電時間等の電池情報を制御部６６に送信する。また、制御部６６が、二次電池３の適合性を判定した後、最大出力電圧、最大出力電流等の充電器情報を受電制御部１３に送信する。その後、受電制御部１３が、充電スタンド６と二次電池３との適合性を確認した後、図示しないリレー接点をオンに制御することにより、図示しない信号端子及び信号線（例えば、「充電許可禁止」の信号線）を介して充電スタンド６側の図示しないフォトカプラをオンさせる。これにより、充電を許可する旨が充電スタンド６に伝送される。

充電の許可を受けた場合、制御部６６が、図示しない地絡検出器を用いて絶縁確認試験を実施した後に、図示しないリレー接点をオンに制御することにより、図示しない他の信号線（例えば、「充電開始停止２」の信号線）及び他の信号端子を介して、充電装置１００ａ側の図示しないフォトカプラをオンさせる。これにより、充電準備の完了が通知された受電制御部１３が、リレー接点３０１，３０３をオフ，オンに制御することにより、実際の受電が開始される。
二次電池３の充電中は、受電制御部１３が二次電池３の充電状態を監視し、充電可能な最大電流を例えば０．１秒毎にＣＡＮ通信部２３，６７を介して制御部６６に送信する。制御部６６は、受信した最大電流の範囲内の充電電流が整流器６４から供給されるように、高周波インバータが供給する電力の大きさを制御する。

上述した充電装置１００ａの受電制御部１３が充電ケーブル７ａの接続を検出するまでの動作を示すフローチャートは、図６の処理と略同様であるため、フローチャートの図示と、その説明の大部分を省略する。具体的な差異として、実施の形態１における図６のステップＳ３４では、接続検出部９から充電ケーブル７の接続検出が通知されたか否かを判定するのに対し、本実施の形態２では、ＣＰＵ１３１がフォトカプラ２１の検知結果を取り込んで充電ケーブル７ａが接続されたか否かを判定すればよい。また、上述したように、フォトカプラ２２によって他の信号電流が検知されてから、ステップＳ３５で充電終了の旨を送電制御部５３に送信するようにしてもよい。ＣＰＵ１３１がリレー接点３０１，３０３をオフ，オンに制御するのは、上記で例示した場合に応じて、充電ケーブル７ａが接続されたと判定した後にしてもよいし、フォトカプラ２２によって他の信号電流が検知された後にしてもよい。

その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

以上のように本実施の形態２によれば、インレットの所定の信号端子が充電ケーブルを介してアース電位に接続されたときに流れる信号電流をフォトカプラで検知することによって、充電ケーブルの接続を検出する。
従って、充電スタンドと電気的に絶縁された検知回路を用いて、充電ケーブルの接続を容易に、且つ確実に検出することが可能となる。

また、充電ケーブルの接続を検出し、その後、外部の充電開始操作に応じてインレットの第２の信号端子に１２Ｖの電圧信号が印加されたときに流れる信号電流をフォトカプラで検知した場合、インレットを介して受電した充電電力によって充電を行う。
従って、充電ケーブルの接続後、外部で所定操作が行われた後に外部から印加される電圧信号が検知されたときに、非接触充電から充電ケーブルを用いた充電に切り替えることが可能となる。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１００、１００ａ 充電装置
５０ 交流電源
１ 非接触受電部（第２受電部）
１３ 受電制御部
１３１ ＣＰＵ
１３２ タイマ（計時部）
１４ 通信部（送信部、受信部）
２１ フォトカプラ（検知部）
２２ フォトカプラ（第２の検知部）
３ 二次電池
４１ 車載表示部（報知部）
５ 非接触送電部
７、７ａ 充電ケーブル
８、８ａ インレット
８０ 充電器（第１受電部）
８１ 電源端子
８２、８３、８７ 信号端子
８５ 電源端子（第１受電部）
８８ 第２の信号端子
９ 接続検出部（検出部）
９１ ＡＣ電圧検知部（検知部）
９２ ＣＰ信号検知部（検知部）
９３ ＰＤ信号検知部（検知部）

Claims (8)

1. 充電ケーブルが接続されるべきインレットを介して充電電力を受電する第１受電部と、非接触で充電電力を受電する第２受電部とを備え、前記第１又は第２受電部が受電した充電電力で二次電池を充電する充電装置であって、
   前記インレットへの充電ケーブルの接続を検出する検出部を備え、
   前記第２受電部が受電した充電電力で充電中に前記検出部が検出した場合、前記第１受電部が受電した充電電力で充電するようにしてあること
   を特徴とする充電装置。
2. 前記インレットは、外部から交流の充電電圧が印加されるべき電源端子を含み、
   該電源端子に印加される充電電圧を検知する検知部を備え、
   前記検出部は、前記検知部の検知結果に基づいて前記充電ケーブルの接続を検出するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の充電装置。
3. 前記インレットは、外部から直流の電圧信号が印加されるべき信号端子を含み、
   該信号端子に印加される電圧信号を検知する検知部を備え、
   前記検出部は、前記検知部の検知結果に基づいて前記充電ケーブルの接続を検出するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の充電装置。
4. 前記インレットは、外部で接地電位との間に所定の電気回路が接続されるべき信号端子を含み、
   該信号端子に直流電圧を印加して外部の電気回路の電気抵抗の変化を検知する検知部を備え、
   前記検出部は、前記検知部の検知結果に基づいて前記充電ケーブルの接続を検出するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の充電装置。
5. 前記インレットは、外部で所定電位に接続されるべき信号端子を含み、
   該信号端子に流れる信号電流を検知するフォトカプラを有する検知部を備え、
   前記検出部は、前記検知部の検知結果に基づいて前記充電ケーブルの接続を検出するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の充電装置。
6. 前記インレットは、外部から所定の電圧信号が印加されるべき第２の信号端子を含み、
   該信号端子に印加される電圧信号に応じた信号電流を検知するフォトカプラを有する第２の検知部を備え、
   前記検出部が検出し、且つ前記第２の検知部が検知した場合、前記第１受電部が受電した充電電力で充電するようにしてあること
   を特徴とする請求項５に記載の充電装置。
7. 前記第２受電部から受電した充電電力で充電していない時に、所定の情報を外部に送信する送信部と、
   前記情報の応答信号を受信する受信部と、
   前記情報の送信後に計時を開始する計時部と、
   該計時部が所定時間を計時する前に、前記応答信号を受信しない場合、所定の報知を行う報知部とを備えること
   を特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の充電装置。
8. 充電ケーブルが接続されるべきインレットを介して充電電力を受電する第１受電部と、非接触で充電電力を受電する第２受電部とを備える充電装置で、前記第１又は第２受電部が受電した充電電力によって二次電池を充電する方法において、
   前記インレットへの充電ケーブルの接続を検出し、
   前記第２受電部が受電した充電電力で充電中に前記接続を検出した場合、前記第１受電部が受電した充電電力で充電すること
   を特徴とする充電方法。

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