JP2015195660A

JP2015195660A - バッテリ搭載車両

Info

Publication number: JP2015195660A
Application number: JP2014071807A
Authority: JP
Inventors: 貴彦間瀬; Takahiko Mase
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-11-05

Abstract

【課題】ロック状態にある充電ケーブルを抜き取る際に、充電ケーブルをアンロック状態にするための余分な操作を必要としない、バッテリ搭載車両を提供する。【解決手段】電気自走車１０は、充電制御ＥＣＵ１６と、ロック制御ＥＣＵ１７と、スマート認証ＥＣＵ１８とを備えている。ロック制御ＥＣＵ１７は、電気自動車１０に充電ケーブル２が接続されてロック状態にある際に、充電制御ＥＣＵ１６によって充電ケーブル２の接続解除スイッチ６が解除状態にあると判定され（ステップＳ２０１＝Ｙｅｓ）、かつ、スマート認証ＥＣＵ１８によって正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信されたと判定される場合に（ステップＳ２０３＝Ｙｅｓ）、充電ケーブル２をアンロック状態にする（ステップＳ２０５）。【選択図】図３

Description

この発明は、バッテリ搭載車両に係り、特に充電ケーブルのロック機能を有するバッテリ搭載車両に関する。

電気モータによって走行する電気自動車（ＥＶ車）や電気モータとガソリンエンジンとの併用によって走行するプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ車）の普及が始まっている。これらＥＶ車やＰＨＶ車には、電気モータを駆動する電力を蓄えるためのバッテリが搭載されており、バッテリの充電を行うための各種充電方式が考案されている。

現在、最も一般的な充電方式では、車両と充電器を専用の充電ケーブルによって接続し、当該充電ケーブルを経由して車両と充電器との間の制御信号のやり取りや車載バッテリへの充電電力の供給が行われる。この際、充電中にユーザが車両の側を離れる場合には、充電ケーブルの盗難や悪戯等が行われるおそれがある。

特許文献１には、ドアロック機構とケーブルロック機構とを連動させた発明が記載されている。この発明では、ユーザが車両のドアロックを行うと、それに連動して充電ケーブルがロック状態となり、ドアロックが解除されると、それに連動して充電ケーブルがアンロック状態となる。

特開２００９−８１９１７号公報

しかしながら、ドアロックを行いたいタイミングと充電ケーブルをロックしたいタイミングとは必ずしも一致するわけではない。そのため、特許文献１に記載の発明では、ドアロック状態の車両の充電中に充電ケーブルを抜き取る際には、充電ケーブルをアンロック状態にするためにドアロックを一旦解除し、充電ケーブルを抜き取った後に再度ドアロックを行わなければならない。これは、ユーザが単に充電ケーブルを抜き取りたいだけである場合にも、ドアロックの解除と再ロックという余分な操作を強いられることを意味しており、また充電ケーブルが現在ロック状態にあるかアンロック状態にあるかをユーザが常に意識しなければならないことを意味している。

この発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、ロック状態にある充電ケーブルを抜き取る際に、充電ケーブルをアンロック状態にするための余分な操作を必要としない、バッテリ搭載車両を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明に係るバッテリ搭載車両は、充電ケーブルの接続解除スイッチの状態を判定する状態判定手段と、携帯機に記憶されている識別情報を受信して当該識別情報が正当なものであるか否かを判定する認証手段と、車両に接続された充電ケーブルのロック状態とアンロック状態を切り替えるロック制御手段とを備え、ロック制御手段は、車両に充電ケーブルが接続されてロック状態にある際に、状態判定手段によって充電ケーブルの接続解除スイッチが解除状態にあると判定され、かつ、認証手段によって正当な識別情報が受信されたと判定される場合に、充電ケーブルをアンロック状態にする。

好適には、充電ケーブルから供給される電力によって車載バッテリを充電する充電制御手段をさらに備え、充電制御手段は、車載バッテリの充電中に、ロック制御手段が充電ケーブルをアンロック状態にするのに先だって、車載バッテリの充電を停止する。

より好適には、充電制御手段は、状態判定手段によって充電ケーブルの接続解除スイッチが解除状態にあると判定され、かつ、認証手段によって正当な識別情報が受信されたと判定された後に、車載バッテリの充電を停止する。

この発明に係るバッテリ搭載車両によれば、ロック状態にある充電ケーブルを抜き取る際に、充電ケーブルをアンロック状態にするための余分な操作を必要としない。

この発明の実施の形態に係る電気自動車とその充電システムの構成を模式的に示す図である。この発明の実施の形態に係る電気自動車に充電ケーブルが接続される際の処理を示すフローチャートである。この発明の実施の形態に係る電気自動車から充電ケーブルが抜き取られる際の処理を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態について、この発明を電気自動車に適用した例に基づいて説明する。

実施の形態．
この発明の実施の形態に係る電気自動車とその充電システムの構成について、図１を参照して説明する。

図１に示される充電器１は、電力系統から供給される単相２００〜２４０Ｖの交流電力を電気自動車１０の充電に適した単相１００Ｖの交流電力に変換して出力する機能を有している。充電器１にその一端が接続される充電ケーブル２の内部には、充電器１から電気自動車１０に向けて交流の充電電力を供給するための電力線３等が含まれている。また、充電ケーブル２の他端にはコネクタ５が取り付けられており、コネクタ５の内部には充電ケーブル２の接続状態を検知するための近接検知線４が含まれている。近接検知線４はコネクタ５の内部において図示しない抵抗器群に接続されている。

充電ケーブル２のコネクタ５が電気自動車１０のインレット１１に挿入されると、コネクタ５とインレット１１とが係止状態になり、充電ケーブル２の電力線３や近接検知線４が電気自動車１０の内部においてインレット１１に接続されている電力線１２や近接検知線１３と電気的に接続される。この際、近接検知線４，１３の電位が変化し、電気自動車１０の充電制御ＥＣＵ１６は、近接検知線１３の電位変化を検知することによって、電気自動車１０に充電ケーブル２が接続されたことを認識する。

また、充電ケーブル２のコネクタ５には接続解除スイッチ６が設けられている。接続解除スイッチ６は、接続状態と解除状態の２つの状態をとり、電気自動車１０のインレット１１にコネクタ５が挿入されて係止状態になった際に接続状態となる。そして、この状態においてユーザが接続解除スイッチ６を操作すると解除状態になり、コネクタ５とインレット１１との係止状態が解除され、インレット１１からコネクタ５を抜き取ることができるようになる。この際、コネクタ５の内部の図示しない抵抗器群の抵抗値が変化することによって近接検知線４，１３の電位が変化し、電気自動車１０の充電制御ＥＣＵ１６は、近接検知線１３の電位変化を検知することによって、接続解除スイッチ６が解除状態になったことを認識する。

なお、接続解除スイッチ６は本願発明に特有のものではなく、従来のケーブルロック機能を持たない通常の電気自動車用の充電ケーブルにも設けられているものであり、ユーザは充電ケーブルを抜き取る際には必ず接続解除スイッチ６を操作する必要がある。

電気自動車１０内の電力線１２は充電ユニット１４に接続されており、充電ユニット１４は、充電器１から充電ケーブル２内の電力線３および電気自動車１０内の電力線１２を経由して供給される交流の充電電力を直流に変換する。充電ユニット１４によって直流に変換された充電電力はバッテリ１５に供給され、バッテリ１５の充電が行われる。

電気自動車１０は、上述の充電制御ＥＣＵ１６の他に、ロック制御ＥＣＵ１７と、スマート認証ＥＣＵ１８とを備えており、これら３つのＥＣＵはＢＵＳ１９を経由して互いの状態を認識することができる。

ロック制御ＥＣＵ１７は、ケーブルロック機構２０を制御することによって、充電ケーブル２のロック状態とアンロック状態を切り替える。ケーブルロック機構２０は、ギヤやモータ等によって構成されており、充電ケーブル２のロック状態においては、インレット１１に挿入された充電ケーブル２のコネクタ５が抜き取り不能に固定される。一方、充電ケーブル２のアンロック状態においては、インレット１１に挿入された充電ケーブル２のコネクタ５が抜き取り可能な状態になる。

また、ロック制御ＥＣＵ１７は、カバーロック機構２１を制御することによって、電気自動車１０のインレット１１を保護するインレットカバー２２の開閉状態、およびロック状態とアンロック状態を切り替える。カバーロック機構２１は、ソレノイドアクチュエータ等によって構成されており、インレットカバー２２のロック状態においては、インレットカバー２２が閉じてインレット１１を完全に覆った状態で固定され、この状態の時には充電ケーブル２のコネクタ５をインレット１１に挿入することができない。一方、インレットカバー２２のアンロック状態においては、インレットカバー２２が開いてインレット１１が露出した状態となり、この状態の時には充電ケーブル２のコネクタ５をインレット１１に挿入することができる。

また、ロック制御ＥＣＵ１７は、ドアロック機構２３を制御することによって、電気自動車のドア２４のロック状態とアンロック状態を切り替える。ドアロック機構２３は、ソレノイドアクチュエータ等によって構成されており、ドア２４のロック状態（ドアロック状態）においてはドア２４を開くことができず、ドア２４のアンロック状態（ドアロック解除状態）においてはドア２４を開くことができる。

スマート認証ＥＣＵ１８は、無線通信ユニット２５を制御することによって、電気自動車１０の近傍領域Ｒに向けて所定の周期でリクエスト信号を送信する。電気自動車１０の近傍領域Ｒ内にスマートキー３０を持ったユーザが入ると、スマートキー３０はリクエスト信号に応答してレスポンス信号を返信し、このレスポンス信号にはスマートキー３０の内部メモリに記憶されているＩＤコード３１が含まれている。無線通信ユニット２５を介してレスポンス信号を受信したスマート認証ＥＣＵ１８は、受信レスポンス信号に含まれているＩＤコード３１が正当なものであるか否か、すなわち自車の運転や充電を行う権限を有するものであるか否かを調べる。

例えば、電気自動車１０が駐車中でドアロック状態にある際に、その近傍領域Ｒ内に正規のスマートキー３０を持ったユーザが入ってくると、スマート認証ＥＣＵ１８は、受信レスポンス信号に含まれているＩＤコード３１が正当なものであると判定する。ロック制御ＥＣＵ１７は、ＢＵＳ１９を経由してこの認証結果を知り、ドアロック機構２３を制御することによって、ドアロックを解除する。

（充電ケーブル接続時の処理）
次に、この実施の形態に係る電気自動車１０に充電ケーブル２が接続される際の処理について、図２のフローチャートを参照して説明する。詳細には、この処理は電気自動車１０の各ＥＣＵ１６，１７，１８によって所定の時間周期ごとに実行され、処理の開始時において電気自動車１０のインレットカバー２２は閉じられてロック状態にあり、充電ケーブル２は未接続の状態にある。

まず、スマート認証ＥＣＵ１８は、無線通信ユニット２５を制御することによって、電気自動車１０の近傍領域Ｒに向けてリクエスト信号を送信し（ステップＳ１０１）、当該リクエスト信号に応答して正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信されるか否かを調べる（ステップＳ１０２）。正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信される場合、これは電気自動車１０の近傍領域Ｒ内に正規のスマートキー３０を持ったユーザが存在することを意味している。その場合、ロック制御ＥＣＵ１７は、カバーロック機構２１を制御することによって、インレットカバー２２をアンロック状態にして開く（ステップＳ１０３）。

電気自動車１０のインレットカバー２２がアンロック状態になって開かれると、ユーザは充電ケーブル２のコネクタ５をインレット１１に挿入することによって、電気自動車１０に充電ケーブル２を接続できるようになる。充電制御ＥＣＵ１６は、近接検知線１３の電位を調べることによって、充電ケーブル２が接続されたか否かを調べる（ステップＳ１０４）。

上記ステップＳ１０４において、充電ケーブル２が接続されたと判定される場合、ロック制御ＥＣＵ１７は、ケーブルロック機構２０を制御することによって、充電ケーブル２をロック状態にして抜き取れないようにする（ステップＳ１０５）。続いて、充電制御ＥＣＵ１６は、充電ユニット１４を制御することによって、充電器１から充電ケーブル２を経由して供給される充電電力によるバッテリ１５の充電を開始する（ステップＳ１０６）。

一方、上記ステップＳ１０４において、充電ケーブル２が接続されていないと判定される場合、スマート認証ＥＣＵ１８は、無線通信ユニット２５を制御することによって、電気自動車１０の近傍領域Ｒに向けてリクエスト信号を送信し（ステップＳ１０７）、正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信されるか否かを調べる（ステップＳ１０８）。正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信される場合、これは充電ケーブル２が未接続であるものの、正規のスマートキー３０を持ったユーザが依然として電気自動車１０の近傍領域Ｒ内に留まっていることを意味しており、ステップＳ１０４に戻る。

一方、上記ステップＳ１０８において、正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信されない場合、これは充電ケーブル２が未接続のままスマートキー３０を持ったユーザが電気自動車１０の近傍領域Ｒ外に出たことを意味しており、ロック制御ＥＣＵ１７は、カバーロック機構２１を制御することによって、インレットカバー２２を閉じて再度ロック状態にする（ステップＳ１０９）。

（充電ケーブルの抜き取り時の処理）
続いて、この実施の形態に係る電気自動車１０から充電ケーブル２が抜き取られる際の処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。詳細には、この処理は電気自動車１０の各ＥＣＵ１６，１７，１８によって所定の時間周期ごとに実行され、処理の開始時においてインレットカバー２２は開かれてアンロック状態にあり、充電ケーブル２は接続されてロック状態にある。

まず、充電制御ＥＣＵ１６は、近接検知線１３の電位を調べることによって、充電ケーブル２の接続解除スイッチ６が解除状態にあるか否かを調べる（ステップＳ２０１）。接続解除スイッチ６が解除状態にある場合、スマート認証ＥＣＵ１８は、無線通信ユニット２５を制御することによって、電気自動車１０の近傍領域Ｒに向けてリクエスト信号を送信し（ステップＳ２０２）、当該リクエスト信号に応答して正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信されるか否かを調べる（ステップＳ２０３）。

上記ステップＳ２０３において、正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信される場合、これは電気自動車１０の近傍領域Ｒ内に正規のスマートキー３０を持ったユーザが存在し、そのユーザが充電ケーブル２の接続解除スイッチ６を解除状態に操作して充電ケーブル２を抜き取ろうとしていることを意味している。その場合、充電制御ＥＣＵ１６は、充電ユニット１４を制御することによって、充電ケーブル２から供給される充電電力によるバッテリ１５の充電を停止させ（ステップＳ２０４）、ロック制御ＥＣＵ１７は、ケーブルロック機構２０を制御することによって、充電ケーブル２をアンロック状態にする（ステップＳ２０５）。

充電ケーブル２がアンロック状態になると、ユーザは充電ケーブル２のコネクタ５をインレット１１から抜き取ることができるようになる。充電制御ＥＣＵ１６は、近接検知線１３の電位を調べることによって、電気自動車１０から充電ケーブル２が抜き取られたか否かを調べる（ステップＳ２０６）。

上記ステップＳ２０６において、充電ケーブル２が抜き取られていると判定される場合、スマート認証ＥＣＵ１８は、無線通信ユニット２５を制御することによって、電気自動車１０の近傍領域Ｒに向けてリクエスト信号を送信し（ステップＳ２０７）、正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信されるか否かを調べる（ステップＳ２０８）。正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信される場合、これは充電ケーブル２が抜き取られたものの、正規のスマートキー３０を持ったユーザが依然として電気自動車１０の近傍領域Ｒ内に留まっていることを意味しており、ステップＳ２０７に戻る。一方、正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信されない場合、これは正規のスマートキー３０を持ったユーザが電気自走車１０の近傍領域Ｒ外に出たことを意味しており、ロック制御ＥＣＵ１７は、カバーロック機構２１を制御することによって、インレットカバー２２を閉じてロック状態にする（ステップＳ２０９）。

一方、上記ステップＳ２０６において、充電ケーブル２が抜き取られていないと判定される場合、スマート認証ＥＣＵ１８は、無線通信ユニット２５を制御することによって、電気自動車１０の近傍領域Ｒに向けてリクエスト信号を送信し（ステップＳ２１０）、正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信されるか否かを調べる（ステップＳ２１１）。正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信される場合、これは充電ケーブル２が未だ抜き取られていないものの、正規のスマートキー３０を持ったユーザが依然として電気自動車１０の近傍領域Ｒ内に留まっていることを意味しており、ステップＳ２０６に戻る。一方、正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信されない場合、これは充電ケーブル２が抜き取られないままスマートキー３０を持ったユーザが電気自動車１０の近傍領域Ｒ外に出たことを意味しており、ロック制御ＥＣＵ１７は、ケーブルロック機構２０を制御することによって、充電ケーブル２を再度ロック状態にする（ステップＳ２１２）。

以上説明したように、この発明の実施の形態に係る電気自動車１０では、ロック制御ＥＣＵ１７は、電気自動車１０に充電ケーブル２が接続されてロック状態にある際に、ステップＳ２０１において充電ケーブル２の接続解除スイッチ６が解除状態にあると判定され、かつ、ステップＳ２０３において正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信されたと判定される場合に、ステップＳ２０５において充電ケーブル２をアンロック状態にする。これにより、正規のスマートキー３０を持ったユーザは、ロック状態にある充電ケーブル２を抜き取る際に、充電ケーブル２をアンロック状態にするための余分な操作を行う必要はなく、ケーブルロック機能を持たない通常の電気自動車の場合と同様に、単に接続解除スイッチ６を操作してコネクタ５をインレット１１から抜き取るだけでよい。

また、充電制御ＥＣＵ１６は、ステップＳ２０５において充電ケーブル２がアンロック状態になるのに先だって、ステップＳ２０４においてバッテリ１５の充電を停止する。例えば、電気自動車の充電規格であるＳＡＥＪ１７７２では、充電ケーブル２の接続解除スイッチ６が解除状態に操作されてから１００ｍｓ以内に充電ケーブル２への電力供給を停止するように規定されているが、上記の処理によって、バッテリ１５の充電中に充電ケーブル２が抜き取られることが二重に防止される。

さらに、充電制御ＥＣＵ１６は、ステップＳ２０１において充電ケーブル２の接続解除スイッチ６が解除状態にあると判定され、かつ、ステップＳ２０３において正当なＩＤコード３１を含むレスポンス信号が受信されたと判定された後に、ステップＳ２０４においてバッテリ１５の充電を停止する。これにより、正規のスマートキー３０を持たないユーザが、充電中に充電ケーブル２を引き抜いて充電を停止させてしまうことが防止される。

なお、上記実施形態では、電力系統から供給される単相２００〜２４０Ｖの交流電力を電気自動車１０の充電に適した交流電力に変換する機能を充電器１が有したが、充電器１の代わりに、充電ユニット１４がその機能を有してもよい。

２充電ケーブル、６接続解除スイッチ、１０電気自動車（バッテリ搭載車両）、１５バッテリ（車載バッテリ）、１６充電制御ＥＣＵ（状態判定手段、充電制御手段）、１７ロック制御ＥＣＵ（ロック制御手段）、１８スマート認証ＥＣＵ（認証手段）、３０スマートキー（携帯機）、３１ＩＤコード（識別情報）。

Claims

充電ケーブルの接続解除スイッチの状態を判定する状態判定手段と、
携帯機に記憶されている識別情報を受信して該識別情報が正当なものであるか否かを判定する認証手段と、
車両に接続された前記充電ケーブルのロック状態とアンロック状態を切り替えるロック制御手段と
を備え、
前記ロック制御手段は、前記車両に前記充電ケーブルが接続されてロック状態にある際に、前記状態判定手段によって前記充電ケーブルの前記接続解除スイッチが解除状態にあると判定され、かつ、前記認証手段によって正当な識別情報が受信されたと判定される場合に、前記充電ケーブルをアンロック状態にする、バッテリ搭載車両。
前記充電ケーブルから供給される電力によって車載バッテリを充電する充電制御手段をさらに備え、
前記充電制御手段は、前記車載バッテリの充電中に、前記ロック制御手段が前記充電ケーブルをアンロック状態にするのに先だって、前記車載バッテリの充電を停止する、請求項１に記載のバッテリ搭載車両。
前記充電制御手段は、前記状態判定手段によって前記充電ケーブルの前記接続解除スイッチが解除状態にあると判定され、かつ、前記認証手段によって正当な識別情報が受信されたと判定された後に、前記車載バッテリの充電を停止する、請求項２に記載のバッテリ搭載車両。