JP2015211529A - 車両の充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】充電器の冷却装置の異常を充電器の異常と切り分けて検出することができる車両の充電システムを提供する。【解決手段】故障検出部９は、ファン２２の回転速度Ｋと車室内の空気の温度Ｔ２とを充電器２４の温度Ｔ１と合わせて判断材料とし、フィルタ２０の目詰まりを充電器２４の故障と切り分けて抽出する。故障検出部９は、温度Ｔ１が第１のしきい値を超えた後に、充電器２４の電力を低減させ、これに伴い充電器２４の温度Ｔ１が低下した場合には、車内の空気の温度Ｔ２が第２のしきい値よりも低く、かつファン２２の回転速度Ｋが正常であるときに、フィルタ２２の目詰まりをディスプレイ７によってユーザに報知する。【選択図】図１

Description

この発明は、車両の充電システムに関し、特に車両の充電システムの故障を検出する技術に関する。

電気自動車や、プラグインハイブリッド自動車は、車両外から蓄電装置に充電が可能に構成されている。特開２０１３−０３０３５１号公報（特許文献１）は、車両の充電システムを開示する。この車両の充電システムは、バッテリが搭載された車両と、外部電源と、外部電源および車両を接続する充電ケーブルとを含んで構成される。車両は、充電口と、バッテリと、充電口から入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリに供給する充電器とを含む。

特開２０１３−０３０３５１号公報 特開２０１０−２００５３０号公報

充電によって充電器が加熱されることを抑制するために、例えば、ファンなどで車室内の空気を充電器に供給して、充電器を冷却することが考えられる。その際、車室内の空気を取り込む取込口には、埃やごみなどを除去するためのフィルタが配置される。そして、充電器の温度を測定し、充電器温度が異常に高くなると、充電器が故障したものとして充電を停止するなどの制御がなされる。

しかし、充電器に設けられた温度センサのみでは、充電器の温度が高くなる原因が、充電器異常であるのか冷却装置の異常であるのかを見分けることができない。例えば、冷却装置は、フィルタが目詰まりした場合には、車室内の空気を良好に取り込むことができず、冷却効率が著しく低下し、これにより、充電器の温度が高くなる場合がある。このような場合、充電器に故障が生じたと判断されて充電器の交換を行なったとしても、充電器の温度の上昇は再び発生してしまう。

この発明は、上記の問題を解決するためなされたものであって、その目的は、充電器の冷却装置の異常を充電器の異常と切り分けて検出することができる車両の充電システムを提供することである。

この発明は、要約すると、車両の充電システムであって、充電器と、充電器の温度を測定する温度センサと、車内の空気の温度を測定する車内温度センサと、充電器を冷却する冷却装置と、温度センサと車内温度センサとの出力に基づいて充電器および冷却装置の故障を検出する故障検出部とを備える。冷却装置は、車内の空気を取り込むファンと、ファンが車内の空気を取り込む取込口に設けられたフィルタとを含む。故障検出部は、充電器の温度が第１のしきい値を超えた場合において、車内の空気の温度が第２のしきい値よりも低く、かつファンの回転が正常であるときには、フィルタの目詰まりをユーザに報知する。

このように、充電器の温度と車内の空気の温度とを別々に監視し、合わせてファンの回転も監視することによって、充電器の温度が上昇した場合にフィルタの目詰まりが原因であるか否かを判断しユーザに報知することができる。

好ましくは、故障検出部は、充電器の温度が第１のしきい値を超えた後に、充電器の電力を低減させたことに伴い充電器の温度が低下した場合には、車内の空気の温度が第２のしきい値よりも低く、かつファンの回転が正常であるときに、フィルタの目詰まりをユーザに報知する。

本発明によれば、充電器の温度が上昇した場合にフィルタの目詰まりが原因であるか否かを判断し、フィルタの目詰まりが生じているときにはユーザーに報知することができる。これにより、正常な充電器を誤って交換するなどのユーザーの不利益を避けることができる。

本実施の形態に係る車両１の構成を示したブロック図である。 故障検出部９が実行する故障検出処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本実施の形態に係る車両１の構成を示したブロック図である。図１を参照して、車両１は、エンジン２と、モータジェネレータ（ＭＧ）４と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）６と、バッテリ１２と、充電器２４と、インレット２６と、故障検出部９と、ディスプレイ７とを含む。

車両１は、ハイブリッド自動車である。エンジン２とモータジェネレータ４は、車両１の駆動源である。パワーコントロールユニット６は、モータジェネレータ４の駆動を制御する。バッテリ１２は、モータジェネレータ４に電力を供給する。充電器２４は、外部電源３０から充電コネクタ２８およびインレット２６を経由して電力を受けて、バッテリ１２を充電する。

車両１は、充電器２４を冷却する充電器用冷却装置１９と、バッテリ１２を冷却するバッテリ用冷却装置１１とを含む。

充電器用冷却装置１９は、充電器２４を収容するケース１８と、ケース１８内に冷却風を送るファン２２と、ファン２２の吸気口に設けられたフィルタ２０とを含む。

バッテリ用冷却装置１１は、バッテリ１２を収容するケース１０と、ケース１０内に冷却風を送風するファン１４と、ファン１４の吸気通路１６と、吸気通路１６に設けられた温度センサ１３とを含む。

上記の構成を備えた車両において、充電器２４の故障検出や過負荷からの保護のために、充電器２４には、充電器２４の過熱を検知する温度センサ２３が設けられている。しかし、温度センサ２３によって温度Ｔ１の上昇が検出された場合であっても、充電器２４そのものが故障したとは限らない。例えば、フィルタ２０の目詰まりが生じた場合にも温度Ｔ１が上昇する。このような場合に充電器２４が故障したと判断され、充電器２４が誤って交換されてしまうと、ユーザーに不利益が生じる。

そこで、本実施の形態では、故障検出部９が、ファン２２の回転速度Ｋと車内の空気の温度Ｔ２とを充電器２４の温度Ｔ１と合わせて判断材料とし、フィルタ２０の目詰まりを充電器２４の故障と切り分けて検出する。

故障検出部９は、充電器２４の温度Ｔ１が第１のしきい値を超えた場合において、車内の空気の温度Ｔ２が第２のしきい値よりも低く、かつファン２２の回転速度Ｋが正常であるときには、フィルタ２０の目詰まりをディスプレイ７によってユーザに報知する。

好ましくは、故障検出部９は、温度Ｔ１が第１のしきい値を超えた後に、充電器２４の電力を低減させ、これに伴い充電器２４の温度Ｔ１が低下した場合には、車内の空気の温度Ｔ２が第２のしきい値よりも低く、かつファン２２の回転速度Ｋが正常であるときに、フィルタ２２の目詰まりをユーザに報知する。

図２は、故障検出部９が実行する故障検出処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立することに呼び出され、実行される。

図１、図２を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、ステップＳ１において、故障検出部９は、充電器内部温度Ｔ１が所定のしきい値Ｈ１よりも低いか否を判断される。ステップＳ１において、充電器内部温度Ｔ１がしきい値Ｈ１以上である場合には、ステップＳ２に処理が進められる。

ステップＳ２では、故障検出部９は、バッテリ１２が満充電であるか否かを判断する。故障検出部９は、図示しないバッテリ監視ユニットからバッテリの充電状態（ＳＯＣ）を得ており、ＳＯＣが満充電に相当するしきい値に達すると、ステップＳ２で満充電であると判断する。ステップＳ２において、バッテリ１２が満充電でない場合には再びステップＳ１に処理が戻される。

ステップＳ２において、故障検出部９は、バッテリ１２が満充電であった場合には、ステップＳ３に処理を進め、バッテリ満充電判定を確定させ、ステップＳ１５においてバッテリ１２の充電を終了させる。

ステップＳ１において、充電器内部温度Ｔ１がしきい値Ｈ１以下であった場合には、故障検出部９は、ステップＳ４に処理を進める。ステップＳ４では、故障検出部９は、充電器２４の出力を低減させ、パワーセーブ運転を実行させる。そして、故障検出部９は、ステップＳ５において、充電器２４の出力を低減させたことに伴って充電器内部温度Ｔ１がしきい値Ｈ３よりも低下したか否かを判断する。なお、しきい値Ｈ３はしきい値Ｈ１と同じ温度であっても良いが、ステップＳ４を実行してからステップＳ５の判断を行なうまでの待ち時間や最終判定に至るのに要する時間を考慮して、しきい値Ｈ３としきい値Ｈ１とを異なる値に設定しても良い。

ステップＳ５において、充電器内部温度Ｔ１がしきい値Ｈ３よりも高い場合には、故障検出部９はステップＳ１２に処理を進め、充電器２４によるバッテリ１２の充電を一時停止させる。そしてステップＳ１３において、故障検出部９は、充電器２４による充電を停止させた後に、充電器内部温度Ｔ１がしきい値Ｈ４よりも高いか否かを判断する。なお、しきい値Ｈ４はしきい値Ｈ３と同じ温度であっても良いが、ステップＳ１２を実行してからステップＳ１３の判断を行なうまでの待ち時間や最終判定に至るのに要する時間を考慮して、しきい値Ｈ３としきい値Ｈ４とを異なる値に設定しても良い。

充電を停止しても、ステップＳ１３において充電器内部温度Ｔ１がしきい値Ｈ４よりも高い場合には、故障検出部９は、ステップＳ１４に処理を進め、温度の異常は充電器２４自身の異常によるものであると判断し、その後ステップＳ１５において充電を終了させる。

充電を停止させたことに伴って、ステップＳ１３において充電器内部温度Ｔ１がしきい値Ｈ４以下に低下した場合には、再びステップＳ１以降の処理が実行される。

ステップＳ５において、充電器２４をパワーセーブ運転させることによって充電器内部温度Ｔ１がしきい値Ｈ３以下に低下した場合には、故障検出部９はステップＳ６に処理を進める。

ステップＳ６では、故障検出部９は、吸入口の周囲温度Ｔ２がしきい値Ｈ２よりも低いか否かを判断する。周囲温度Ｔ２は、図１の例では、バッテリの冷却を行うための吸気口付近に設けられた温度センサ１３を用いて測定しているが、フィルタ２０を通過する吸気温に連動する温度であれば他の位置に設けられた温度センサを使用してもよい。

故障検出部９は、ステップＳ６においてＴ２＜しきい値Ｈ２が成立した場合にはステップＳ７に処理を進め、成立しない場合にはステップＳ１１に処理を進める。

ステップＳ７では、故障検出部９は、ファン２２の回転速度Ｋがしきい値よりも大きいか否かを判断する。ファン２２の回転速度Ｋは、ファン２２に設けられた回転速度センサで検出され、故障検出部９に送信される。故障検出部９は、ファン２２の回転速度とファン２２に対する回転指令に基づいて定めたしきい値Ｋとを比較するなどして、ファン２２の回転速度が正常か否かを判断する。

故障検出部９は、ステップＳ７においてＫ＞しきい値が成立した場合にはファン２２が正常に回転していると判断しステップＳ８に処理を進め、成立しない場合にはファン２２の回転が異常であると判断してステップＳ１１に処理を進める。

ステップＳ８では、故障検出部９は、フィルタ目詰まりカウンタのカウント値を＋１加算し、さらにステップＳ９においてカウント値がしきい値よりも大きくなったか否かを判断する。

ステップＳ９において、カウント値がしきい値よりも大きくなった場合には、故障検出部９は、ステップＳ１０に処理を進め、ディスプレイ７によってフィルタ２０の目詰まりをユーザーに通知する。このような処理により、頻繁にパワーセーブ運転に移行されるような場合には、ユーザに通知される。ユーザーまたは整備工場の整備士は、充電時の異常がフィルタ２０の目詰まりによるものであることが分かるので、修理の際に充電器２４を誤って交換してしまうなどの事態を避けることができる。

一方で、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ９でＮＯと判断された場合には、故障検出部９は、フィルタ２０の目詰まりによって充電器の温度が上昇した可能性は低いと判断し、フィルタ目詰まりカウンタのカウント値は変更しない。

ステップＳ１０またはステップＳ１１の処理の後には、再びステップＳ１以降の処理が実行される。

以上説明したように、本実施の形態では、故障検出部９が、ファン２２の回転速度Ｋと車内の空気の温度Ｔ２とを充電器２４の温度Ｔ１と合わせて判断材料とし、フィルタ２０の目詰まりを充電器２４の故障と切り分けて検出する。したがって、充電器２４の温度が上昇した原因が充電器自身の異常であるか、フィルタの目詰まりであるかを区別することができ、各原因に応じた制御を実施することができる。

なお、本実施の形態では、車内の温度を検出する温度センサ１３は、バッテリ用冷却装置１１の吸気通路１６に設けられているが、フィルタ２０を通過する空気と連動する温度変化を示すものであれば、他の場所に設けられていてもよい。たとえば、エアコンの温度制御のために車室温度を検出する温度センサなどを用いてもよい。冷却装置の吸気口がトランクルームにある場合には、車室に限らずトランクルームに温度センサを設けてもよい。

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべ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、上記した実施の形態の説明ではなくて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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、２ エンジン、４ モータジェネレータ、６ パワーコントロールユニット、７ ディスプレイ、９ 故障検出部、１０，１８ ケース、１１ バッテリ用冷却装置、１２ バッテリ、１３，２３ 温度センサ、１４，２２ ファン、１６ 吸気通路、１９ 充電器用冷却装置、２０，２２ フィルタ、２４ 充電器、２６ インレット、２８ 充電コネクタ、３０ 外部電源。

Claims (1)

1. 充電器と、
   前記充電器の温度を測定する温度センサと、
   車内の空気の温度を測定する車内温度センサと、
   前記充電器を冷却する冷却装置と、
   前記温度センサと前記車内温度センサとの出力に基づいて前記充電器および前記冷却装置の故障を検出する故障検出部とを備え、
   前記冷却装置は、
   前記車内の空気を取り込むファンと、
   前記ファンが前記車内の空気を取り込む取込口に設けられたフィルタとを含み、
   前記故障検出部は、前記充電器の温度が第１のしきい値を超えた場合において、前記車内の空気の温度が第２のしきい値よりも低く、かつ前記ファンの回転が正常であるときには、前記フィルタの目詰まりをユーザに報知する、車両の充電システム。

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