JP2015230750A - Electric connector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力を伝送するためのケーブルに取り付けられる電気コネクタに関する。 The present invention relates to an electrical connector attached to a cable for transmitting power.
従来、電気自動車やプラグインハイブリッド車に代表される電動車両を充電するために使用される電気コネクタがある。（特許文献１参照）。
図５Ａは、電気自動車２０００を充電するための充電システム１０００の説明図であり、充電システム１０００の概略構成を示す図である。また、図５Ｂは、充電システム１０００の電力伝送用のケーブルに取り付けられた電気コネクタ１２００の概略構成を示す図である。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are electrical connectors used for charging electric vehicles represented by electric vehicles and plug-in hybrid vehicles. (See Patent Document 1).
FIG. 5A is an explanatory diagram of a
図５Ａに示すように、充電システム１０００は、充電器１１００を備え、充電器１１００の出力部には、電力伝送用のケーブル１３００の一端（第一端）が接続され、ケーブル１３００の他端（第二端）には電気コネクタ１２００が取り付けられている。また、図５Ｂに示すように、電気コネクタ１２００は、ソレノイドアクチュエータ１２０１から構成された電磁ロック機構と、発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成された表示ランプ１２０２とを備えている。
As shown in FIG. 5A, the
電気自動車２０００を充電する場合、利用者は、図５Ａに示す電気コネクタ１２００を電気自動車２０００のインレット２１００に差し込む。電気コネクタ１２００がインレット２１００に差し込まれると、表示ランプ１２０２が点灯される。また、電気コネクタ１２００がインレット２１００から外れないように、図５Ｂに示すソレノイドアクチュエータ１２０１のコイル（ソレノイド）が通電されることにより電磁ロック機構が作動してロック状態となる。電磁ロック機構の作動と表示ランプ１２０２の点灯は連動するので、表示ランプ１２０２の点灯状態から、利用者は、電磁ロック機構がロック状態となっていることを目視により確認することができる。
When charging
図６は、従来技術による充電システム１０００が備える充電器１１００の構成例と電気コネクタ１２００の構成例を示す図である。利用者が電気コネクタ１２００を電気自動車のインレット２１００に差し込むと、電気コネクタ１２００のラッチ機構と連動して電気コネクタ１２００内のスイッチ１２０３が閉じられる。これにより、充電器１１００内の電源１１０１から電流制限用の抵抗１１０２およびスイッチ１２０３を通じて表示ランプ１２０２に電流が流れ込み、表示ランプ１２０２が点灯する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a
また、充電器１１００内のソレノイド動作用のスイッチ１１０３が閉じられると、電源１１０１からスイッチ１１０３および電流制限用の抵抗１１０４を通じてリレー１１０５の励磁コイル（図示なし）に電流が流れ込み、リレー１１０５が閉じられる。リレー１１０５が閉じられると、電源１１０１の正極が、抵抗１１０２、スイッチ１２０３、リレー１１０５を通じて、リレー１１０６の可動接点と電気的に接続される。
When the
その後、充電器１１００内のソレノイド切替用のスイッチ１１０７が閉じられると、電源１１０１からスイッチ１１０７および電流制限用の抵抗１１０８を通じてリレー１１０６の励磁コイル（図示なし）に電流が流れ込み、リレー１１０６が励磁される。リレー１１０６が励磁されると、電源１１０１の正極と電気的に接続されたリレー１１０６の可動接点が、リレー１１０６を通じて、ソレノイドアクチュエータ１２０１を構成するソレノイド１２０１Ａと電気的に接続され、ソレノイド１２０１Ａに電流が流れる。ソレノイド１２０１Ａを流れた電流はダイオード１１０９を通じて電源１１０１の負極に流れ込む。ソレノイド１２０１Ａに電流が流れると、ソレノイドアクチュエータ１２０１のプランジャ（図示なし）が押し出され、電気コネクタ１２００の電磁ロック機構がロック状態となる。これにより電気コネクタ１２００がインレット２１００に固定される。この後、充電器１１００による電気自動車の充電が実施される。
Thereafter, when the
電気自動車の充電が終了すると、充電器１１００内のソレノイド切替用のスイッチ１１０７が開かれる結果、リレー１１０６が励磁されなくなる。この場合、電源１１０１の正極と電気的に接続されたリレー１１０６の可動接点が、リレー１１０６を通じて、ソレノイドアクチュエータ１２０１を構成するソレノイド１２０１Ｂと電気的に接続され、ソレノイド１２０１Ｂに電流が流れる。ソレノイド１２０１Ｂに電流が流れると、ソレノイドアクチュエータ１２０１のプランジャ（図示なし）が元の位置に戻され、電磁ロック機構のロック状態が解除される。この後、利用者は、操作レバー（図示なし）を操作して、電気コネクタ１２００をインレット２１００から引き抜く。
When charging of the electric vehicle is completed, the
上述のように、従来技術では、電気コネクタ１２００に備えられたソレノイドアクチュエータ１２０１の制御は、主として充電器１１００が実施している。このため、ソレノイドアクチュエータ１２０１を充電器１１００により制御するための複数の制御信号線が電力伝送用のケーブルに組み込まれている。図６の例では、充電器１１００と電気コネクタ１２００との間に合計６本の制御信号線が存在するので、電力伝送用のケーブルには、電力伝送用の線材のほかに、上記の６本の制御信号線が組み込まれている。
As described above, in the related art, the
上述の従来技術によれば、例えば電力伝送用のケーブル１６００に過度の外力が加えられると、電気コネクタ１２００の電磁ロック機構等を制御するための上記の制御信号線が断線する場合が起こり得る。しかも、電力伝送用のケーブル１６００の周囲の環境によっては、上記の制御信号線にノイズが誘起される場合も起こり得る。この場合、電気コネクタ１２００に備えられたソレノイドアクチュエータ１２０１を充電器１１００により制御することが困難になるおそれがある。従って、上述の従来技術によれば、電気コネクタ１２００の電磁ロック機構の作動が不安定になる場合が起こり得る。
According to the above-described conventional technology, for example, when an excessive external force is applied to the power transmission cable 1600, the control signal line for controlling the electromagnetic lock mechanism of the
また、近年、電気自動車の充電中にインレット２１００から電気コネクタ１２００が外れる事態を防止するため、電気コネクタ１２００とインレット２１００との間の接続状態を定期的に検知することが要請されている。このような要請に応えるための手法として、電気コネクタの電磁ロック機構が正常に作動していることを検知することにより、電気コネクタ１２００とインレット２１００との接続状態を間接的に検知する手法がある。このような手法を採用する場合、上述の従来技術によれば、電磁ロック機構（ソレノイドアクチュエータ１２０１）を制御するための制御信号線の断線等を充電器１１００が検知する必要があるため、充電器１１００の構成が複雑になる。
In recent years, it has been required to periodically detect the connection state between the
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電磁ロック機構を安定的に作動させることができると共に、充電器の構成を複雑にすることなく、電磁ロック機構を制御するための制御信号線の断線を検知することができる電気コネクタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can control the electromagnetic lock mechanism stably without complicating the configuration of the charger, while allowing the electromagnetic lock mechanism to operate stably. An object of the present invention is to provide an electrical connector capable of detecting disconnection of a wire.
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、電動装置の充電または放電を実施する電力制御装置と前記電動装置との間で電力を伝送するためのケーブルに設けられ、前記電動装置のインレットに着脱可能に連結される電気コネクタであって、前記電力の伝送中に前記インレットと当該電気コネクタとの連結の解除を禁止するための電磁ロック機構と、前記電磁ロック機構の作動を制御すると共に、前記電磁ロック機構を駆動するための配線の断線を検知し、前記断線の検知結果を前記電力制御装置に送信する制御部と、を備えた電気コネクタの構成を有する。 In order to solve the above problems, one aspect of the present invention is provided in a cable for transmitting power between a power control device that performs charging or discharging of an electric device and the electric device, An electrical connector removably coupled to an inlet, the electromagnetic lock mechanism for prohibiting the release of the connection between the inlet and the electrical connector during transmission of the power, and controlling the operation of the electromagnetic lock mechanism And a control unit that detects disconnection of the wiring for driving the electromagnetic lock mechanism and transmits the detection result of the disconnection to the power control device.
上記構成によれば、電気コネクタに備えられた制御部が電磁ロック機構を制御すると共に、電磁ロック機構を制御するための信号線の断線を検知するので、充電器等の電力制御装置が上記断線の検知に関する処理を実行する必要がなくなり、電磁ロック機構を制御するための配線をケーブルに備える必要がなくなる。このため、ケーブルに加えられる外力等による上記信号線の断線を回避することができる。従って、電磁ロック機構を安定的に作動させることが可能になる。また、電気コネクタに備えられた制御部が信号線の断線の検知に関する処理を実行するので、充電器等の電力制御装置で断線の検知を実施する必要がない。従って、充電器の構成を複雑にすることなく、電磁ロック機構を制御するための信号線の断線を検知することが可能になる。 According to the above configuration, the control unit provided in the electrical connector controls the electromagnetic lock mechanism and also detects the disconnection of the signal line for controlling the electromagnetic lock mechanism. It is no longer necessary to execute processing relating to the detection of the electromagnetic wave, and it is not necessary to provide wiring for controlling the electromagnetic lock mechanism in the cable. For this reason, disconnection of the signal line due to an external force applied to the cable can be avoided. Therefore, the electromagnetic lock mechanism can be stably operated. Moreover, since the control part with which the electrical connector was equipped performs the process regarding the detection of the disconnection of a signal wire | line, it is not necessary to implement a detection of a disconnection with power control apparatuses, such as a charger. Therefore, it is possible to detect the disconnection of the signal line for controlling the electromagnetic lock mechanism without complicating the configuration of the charger.
前記電気コネクタにおいて、例えば、前記制御部は、マイクロコンピュータを備え、前記マイクロコンピュータは、プログラムに記述された手順に従って、前記電磁ロック機構の作動を制御するための処理と、前記配線の断線を検知するための処理とを実行してもよい。
前記電気コネクタにおいて、例えば、表示ランプを更に備え、前記制御部は、前記配線の断線を検知した場合、前記表示ランプを点灯させてもよい。
前記電気コネクタにおいて、例えば、表示ランプを更に備え、前記制御部は、前記電磁ロック機構を作動させた場合、前記表示ランプを所定の第１の点灯パターンで点灯させ、前記配線の断線を検知した場合、前記第１の点灯パターンとは異なる第２の点灯パターンで前記表示ランプを点灯させてもよい。
前記電気コネクタにおいて、例えば、前記電磁ロック機構は、前記インレットに当該電気コネクタを固定するためのラッチが形成されたラッチ部材と連結された自己保持型のソレノイドを備えてもよい。
前記電気コネクタにおいて、例えば、前記ソレノイドアクチュエータは、自己保持型のソレノイドアクチュエータである。
In the electrical connector, for example, the control unit includes a microcomputer, and the microcomputer detects processing for controlling the operation of the electromagnetic lock mechanism and disconnection of the wiring according to a procedure described in a program. And a process for performing the processing.
The electrical connector may further include, for example, a display lamp, and the control unit may turn on the display lamp when the disconnection of the wiring is detected.
For example, the electrical connector further includes a display lamp, and when the electromagnetic lock mechanism is operated, the control unit turns on the display lamp with a predetermined first lighting pattern and detects disconnection of the wiring. In this case, the display lamp may be lit with a second lighting pattern different from the first lighting pattern.
In the electrical connector, for example, the electromagnetic locking mechanism may include a self-holding solenoid coupled to a latch member in which a latch for fixing the electrical connector to the inlet is formed.
In the electrical connector, for example, the solenoid actuator is a self-holding solenoid actuator.
本発明の一態様によれば、電磁ロック機構を安定的に作動させることができると共に、電磁ロック機構の作動を制御するための信号線の断線を安定的に検知することができる。 According to one embodiment of the present invention, the electromagnetic lock mechanism can be stably operated, and the disconnection of the signal line for controlling the operation of the electromagnetic lock mechanism can be stably detected.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１に、本発明の実施形態による電気コネクタ１００を備えた充電システム１の構成例を示す。充電システム１は、電気自動車のインレットに着脱可能に連結される電気コネクタ１００と、充電器の機能を有する電力制御装置２００と、ケーブル３００とを備える。電気コネクタ１００、電力制御装置２００、ケーブル３００は、それぞれ、前述の図５Ａに示す従来の電気コネクタ１２００、充電器１１００、ケーブル１３００に対応する。電気コネクタ１００はケーブル３００の一端（第一端）に設けられ、ケーブル３００の他端（第二端）は電力制御装置２００の出力部に接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, the structural example of the
電気コネクタ１００は、ケーブル３００を電気自動車のインレット内の電極端子と電気的に接続するためのものである。本実施形態では、電気コネクタ１００は、前述の図５Ａに示す電気自動車２０００のインレット２１００に連結される。以下では、図５Ａに示す電気自動車２０００に関する構成を援用する。ただし、電気コネクタ１００は、電気自動車に限らず、プラグインハイブリッド車や工場の設備等、電力をエネルギーとして作動する任意の電動装置に適用することが可能である。
The
電力制御装置２００は、電気自動車２０００を充電する電力を供給するためのものであり、電気自動車２０００の充電を実施する充電器として機能する。本実施形態では、電力制御装置２００は、電気自動車２０００を充電するための電圧として、例えば２００Ｖの電圧を印加するほか、補助電源電圧として、例えば１２Ｖの電圧を印加する。
なお、電力制御装置２００は、電気自動車２０００に搭載された蓄電池の電力を放電させて電気自動車２０００から電力を取り出すものとしてもよい。この場合、電力制御装置２００は、電気自動車２０００から電力が供給される負荷装置として機能する。
The
Note that the
ケーブル３００は、電力制御装置２００と電気自動車２０００との間で電力を伝送するためのものである。本実施形態では、ケーブル３００は、電力制御装置２００が電気自動車を充電するための電力を伝送する。ただし、上述のように電力制御装置２００が負荷装置として機能する場合、ケーブル３００は、電気自動車から取り出された電力を電力制御装置２００に伝送する。即ち、電気コネクタ１００が設けられたケーブル３００は、充電電力と放電電力のいずれも伝送可能であり、電気コネクタ１００は充放電用のコネクタとして機能し得る。
The
電気コネクタ１００の構成を詳細に説明する。
図１に示すように、電気コネクタ１００には、電力制御装置２００から電源線３０１を通じて補助電源電圧（１２Ｖ）が供給されると共に、電力制御装置２００からグランド線３０２を通じてグランド電位（０Ｖ）が供給される。また、電気コネクタ１００と電力制御装置２００との間には、電力制御装置２００が電気コネクタ１００の後述の電磁ロック機構を制御するために用いられる制御信号線３０３，３０４が設けられている。電源線３０１、グランド線３０２、制御信号線３０３，３０４は、図示しない電力伝送用の線材と共にケーブル３００に組み込まれている。
The configuration of the
As shown in FIG. 1, an auxiliary power supply voltage (12V) is supplied from the
電気コネクタ１００は、内部電源回路１１０、制御部１２０、駆動回路１３０、スイッチ１４０、ソレノイドアクチュエータ１５０、電流センサ１６０、表示ランプ１７０を備えている。内部電源回路１１０は、電力制御装置２００から印加された補助電源電圧（１２Ｖ）を降圧することにより、制御部１２０を構成するマイクロコンピュータの仕様に適合した電源電圧ＶＤＤを印加させるためのものである。
The
制御部１２０は、電気コネクタ１００を電気自動車２０００のインレット２１００に固定するための電磁ロック機構の作動を制御する機能を有している。具体的には、制御部１２０は、上記電磁ロック機構を構成するソレノイドアクチュエータ１５０の通電を制御する。制御部１２０は、電力制御装置２００からの指令を受けて、ソレノイドアクチュエータ１５０の作動を制御するための制御信号ＳＳを出力する。また、制御部１２０は、ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するための信号配線の断線を検知し、断線の検知結果を電力制御装置２００に送信する機能を有している。更に、制御部１２０は、ソレノイドアクチュエータ１５０を作動させた場合と、上記制御信号配線の断線を検知した場合、制御信号ＳＬを表示ランプ１７０に出力して表示ランプ１７０を点灯させる機能を有している。
The
制御部１２０は、上記マイクロコンピュータにより、プログラムで規定された所定の手順に従って、ソレノイドアクチュエータ１５０の作動を制御するための処理と、ソレノイドアクチュエータ１５０の信号配線の断線を検知するための処理と、表示ランプ１７０の点灯を制御するための処理を実行する。制御部１２０の動作の詳細については後述する。
The
本実施形態では、制御部１２０のマイクロコンピュータの入出力信号は、例えばＴＴＬ(Transistor Transistor Logic)レベルの信号である。これにより、電気コネクタ１００の動作マージンを確保し、誤動作を防止している。ただし、ＭＯＳレベルの信号を用いることも可能である。また、制御部１２０は、電気コネクタ１００と電力制御装置２００との間の通信を正しく行うために、ノイズと正規の信号を区別するためのプログラミングがなされてもよい。
In the present embodiment, the input / output signal of the microcomputer of the
本実施形態では、制御部１２０がマイクロコンピュータを備えたことにより、そのプログラムを変更することにより、電気コネクタ１００の機能を容易に変更することができる。例えば、電力制御装置２００の仕様に合わせて、電気コネクタ１００の動作シーケンス等を変更することが可能になり、電気コネクタ１００の仕様をカスタマイズすることができる。また、電気コネクタ１００の機能として、新たに機能を追加することも可能になる。従って、各種の電力制御装置に柔軟に対応することが可能な電気コネクタを実現することができる。
In the present embodiment, since the
駆動回路１３０は、制御部１２０から出力された制御信号ＳＳに基づいてソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するためのものである。本実施形態では、ソレノイドアクチュエータ１５０は、電力伝送中に電気自動車２０００のインレット２１００と電気コネクタ１００との連結の解除を禁止するための電磁ロック機構を構成する。ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するために駆動回路１３０からソレノイドアクチュエータ１５０に出力される電流の往路となる信号配線上には、スイッチ１４０が設けられている。スイッチ１４０は、電気コネクタ１００に設けられた後述の操作部１０４Ａ（図３Ａおよび図３Ｂ参照）が操作された場合を除いて、閉じられた状態に維持される。
The
また、駆動回路１３０からソレノイドアクチュエータ１５０を流れた電流の復路（帰路）となる信号配線上には、電流センサ１６０が設けられている。電流センサ１６０は、例えばシャント抵抗を用いて構成されるが、この例に限定されない。制御部１２０は、電流センサ１６０の検出結果から、ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するための信号配線の断線を検知する。なお、スイッチ１４０と電流センサ１６０とを入れ替えてもよい。また、ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するための電流の経路上であれば、スイッチ１４０および電流センサ１６０の配置は任意である。
In addition, a
表示ランプ１７０は、ソレノイドアクチュエータ１５０の作動状態と、ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するための信号線の断線の発生を視覚的に通知するためのものである。本実施形態では、制御部１２０が、一つの表示ランプ１７０の点灯パターンを切り替えることにより、ソレノイドアクチュエータ１５０の作動状態と、ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するための信号線の断線の発生を通知する。例えば、制御部１２０は、ソレノイドアクチュエータ１５０を作動させた場合、表示ランプ１７０を所定の第１の点灯パターン（例えば、連続的に点灯するパターン）で点灯させる。また、制御部１２０は、ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するための信号線の断線を検知した場合、第１の点灯パターンとは異なる第２の点灯パターン（例えば、一定の周期で間欠的に点灯するパターン）で表示ランプ１７０を点灯させる。
The
ただし、ソレノイドアクチュエータ１５０の作動状態を通知するための表示ランプと、ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するための信号線の断線の発生を通知するための表示ランプを個別に備えてもよい。また、表示ランプ１７０による視覚的な通知に限らず、音響による聴覚的な通知を行う手法を用いてもよく、視覚的な通知と聴覚的な通知を組み合わせた手法を用いてもよい。
However, a display lamp for notifying the operating state of the
図２Ａは、本発明の実施形態による充電システム１が備える電力伝送用のケーブル３００の構成例を示す図であり、制御信号線３０３，３０４の複数の例を示している。ここで、平行線により構成された制御信号線３０３，３０４をシールド３０５で覆った例を示す図である。また、図２Ｂは、制御信号線３０３，３０４をツイストペア線から構成した例を示す図であり、図２Ｃは、上述の図２Ａの例と図２Ｂの例の組み合わせに相当する例を示す図である。
FIG. 2A is a diagram illustrating a configuration example of the
図２Ａの例によれば、周囲の電磁ノイズがシールド３０５により遮蔽されるので、制御信号線３０３，３０４に誘起されるノイズを抑制することができる。また、図２Ｂの例によれば、制御信号線３０３および制御信号線３０４にそれぞれ誘起されるノイズ成分が概ね等しくなるので、制御信号線３０３上の信号と制御信号線３０４上の信号の差分を演算することにより、ノイズ成分キャンセルすることができる。更に、図２Ｃの例によれば、上記の各例に比較して、よりいっそうノイズを抑制することができる。
なお、図２Ａ〜図２Ｃでは、図１に示す電源線３０１、グランド線３０２、電力伝送用の配線は省略されている。
According to the example of FIG. 2A, ambient electromagnetic noise is shielded by the
2A to 2C, the
本実施形態では、制御信号線３０３，３０４を用いて電気コネクタ１００と電力制御装置２００との間の通信を行うものとするが、例えば電力線通信を用いて電気コネクタ１００と電力制御装置２００との間の通信を行うことも可能である。この場合、電源線３０１とグランド線３０２を用いて電力線通信を実現してもよく、図示しない電力伝送用の線材を用いて電力線通信を実現することも可能である。
In this embodiment, communication between the
図３Ａは、本発明の実施形態による電気コネクタ１００の断面図であり、ラッチ１０３Ａを解除するための操作部１０４Ａが操作された状態を示す図である。また、図３Ｂは、操作部１０４Ａが操作されていない状態を示す図である。
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、電気コネクタ１００の筐体１０１の前方部分（インレット２１００に差し込まれる部分）には、差込口１０２が設けられている。差込口１０２の内部には、ケーブル３００の電力伝送用の線材と電気的に接続された電極端子（図示なし）が配置されており、この差込口１０２の内部の電極端子がインレット２１００に設けられた電力端子と電気的に接続される。
FIG. 3A is a cross-sectional view of the
As shown in FIGS. 3A and 3B, an
電気コネクタ１００の筐体１０１の内部上方には、電気コネクタ１００をインレット２１００に固定するためのラッチ１０３Ａが形成されたラッチ部材１０３が軸支されている。ラッチ部材１０３の一端（第一端）には、インレット２１００に形成された凹部２１００Ａと噛み合うようにラッチ１０３Ａが形成されている。
A
ラッチ部材１０３は、ラッチ１０３Ａがインレット２１００の凹部２１００Ａに向かう方向に、ばね等により付勢されている。電気コネクタ１００をインレット２１００に差し込む過程でラッチ１０３Ａがインレット２１００の内壁に接すると、ラッチ１０３Ａが一時的に押し下げられ、その後、ラッチ１０３Ａがインレット２１００の凹部２１００Ａの位置まで前進すると、ラッチ１０３Ａが凹部２１００Ａと噛み合う。これにより、電気コネクタ１００がインレット２１００に固定される。
The
また、筐体１０１の内部中央付近には、ラッチ解除部材１０４が軸支されている。ラッチ解除部材１０４の一端（第一端）はラッチ部材１０３の他端（第二端）の下部に接している。ラッチ解除部材１０４の他端（第二端）には操作部１０４Ａが形成されている。操作部１０４Ａは、筐体１０１に形成された開口部において筐体１０１の外部に露出している。利用者は、操作部１０４Ａを押し下げることにより操作部１０４Ａを操作する。利用者が操作部１０４Ａを操作すると（押し下げると）、ラッチ部材１０３の他端（第二端）がラッチ解除部材１０４の一端（第一端）により押し上げられる。この結果、ラッチ１０３Ａがばね等による付勢力に抗して下方に移動し、ラッチ１０３Ａが解除される。
In addition, a
また、筐体１０１の中央上方付近には、スイッチ１４０（図１参照）が配置されている。スイッチ１４０は、ラッチ解除部材１０４と連動する常閉型のスイッチである。操作部１０４Ａが押し下げられると、ラッチ解除部材１０４によりスイッチ１４０の可動接点が移動されてスイッチ１４０が開かれる。操作部１０４Ａが元の位置に復帰すれば、スイッチ１４０は閉じた状態に戻る。操作部１０４Ａが操作された場合、スイッチ１４０が開くことにより、ソレノイドアクチュエータ１５０の通電が禁止され、電磁ロック機構の誤作動が防止される。
In addition, a switch 140 (see FIG. 1) is disposed near the upper center of the
筐体１０１の後方部分には、ソレノイドアクチュエータ１５０が配置されている。ソレノイドアクチュエータ１５０は、ラッチ１０３Ａが形成されたラッチ部材１０３とラッチ解除部材１０４を介して間接的に連結される。ソレノイドアクチュエータ１５０は、例えば、自己保持型のソレノイドアクチュエータである。ソレノイドアクチュエータ１５０として用いられる自己保持型のソレノイドアクチュエータは、１つのソレノイド（コイル）を備えた２線式でもよく、２つのソレノイドを備えた３線式であってもよい。ソレノイドアクチュエータ１５０は、電気コネクタ１００を電気自動車２０００のインレット２１００に固定するための電磁ロック機構を構成する。上記電磁ロック機構は、ラッチ解除部材１０４に形成された操作部１０４Ａの操作を禁止することにより、操作部１０４Ａが操作されることによるラッチ１０３Ａの解除を禁止する。
A
本実施形態では、ソレノイドアクチュエータ１５０のプランジャ１５０Ａ（図３Ａおよび図３Ｂ参照）を操作部１０４Ａの下方に位置させて操作部１０４Ａの押し下げ動作を阻止することにより、操作部１０４Ａの操作によるラッチ１０３Ａの解除を禁止している。このようにラッチ１０３Ａの解除を禁止することにより、電気コネクタ１００が電気自動車２０００のインレット２１００に固定された状態に安定的に維持され、電気自動車２０００の充電中に電気コネクタ１００が電気自動車２０００のインレット２１００から外れることが防止される。
In the present embodiment, the
また、筐体１０１には、電気コネクタ１００を取り扱う利用者が視認可能なように、表示ランプ１７０が取り付けられている。
なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、図１に示す電気コネクタ１００の構成要素のうち、スイッチ１４０、ソレノイドアクチュエータ１５０、表示ランプ１７０のみが示されており、他の構成要素は省略されているが、電気コネクタ１００の筐体１０１の内部には、図１に示す内部電源回路１１０、制御部１２０（マイクロコンピュータ）、駆動回路１３０、電流センサ１６０も組み込まれている。
In addition, a
3A and 3B, only the
制御部１２０を構成するマイクロコンピュータは、制御用のチップとして制御基板（図示なし）に実装された状態で筐体１０１に組み込まれている。上記マイクロコンピュータが実装された制御基板は、防水および防塵のため、ＰＯＴ材等により被覆されている。
また、ケーブル３００に組み込まれた制御信号線３０３，３０４に誘起されるノイズの影響を抑制するためのノイズフィルタを電気コネクタ１００の筐体１０１の内部に組み込んでもよい。
また、本実施形態では、制御部１２０を構成するマイクロコンピュータが実装された制御基板には、ＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor)等の電子デバイスが実装され、リレー等のメカニカル部品は含まれていない。これにより、機械的な疲労等による信頼性の低下を防止している。
The microcomputer constituting the
In addition, a noise filter for suppressing the influence of noise induced in the
In this embodiment, an electronic device such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) is mounted on a control board on which a microcomputer constituting the
次に、本発明の実施形態による充電システム１の動作を説明する。
電気自動車２０００を充電する場合、利用者は、電気コネクタ１００の差込口１０２（図３Ａおよび図３Ｂ参照）を電気自動車２０００のインレット２１００（図５Ａ参照）に差し込む。これにより、電気コネクタ１００内のラッチ１０３Ａがインレット２１００の凹部２１００Ａと噛み合い、電気コネクタ１００がインレット２１００に固定される。
Next, the operation of the
When charging the
電気コネクタ１００がインレット２１００に固定されると、電気自動車２０００に搭載された蓄電池（図示なし）の電圧値等がケーブル３００を介して電力制御装置２００に読み取られる。この電圧値等から、電力制御装置２００は、電気自動車２０００と電気的に接続されて充電可能な状態になったことを認識する。
When
電気自動車２０００と電気的に接続されると、電力制御装置２００は、制御信号ＳＡを例えばハイレベルに設定して電気コネクタ１００に出力することにより電気コネクタ１００の電磁ロック機構を作動させ、電気コネクタ１００がインレット２１００に固定された状態に維持させる。即ち、電気コネクタ１００の内部の制御部１２０は、電力制御装置２００から入力された制御信号ＳＡに応答して、ソレノイドアクチュエータ１５０を作動させるための制御信号ＳＳを駆動回路１３０に出力する。駆動回路１３０は、制御部１２０から入力された制御信号ＳＳに応答してソレノイドアクチュエータ１５０のコイルを通電する。これにより、ソレノイドアクチュエータ１５０のプランジャ１５０Ａが操作部１０４Ａの下方に進出し、操作部１０４Ａの押し下げ動作を禁止する。この結果、ラッチ１０３Ａの解除が禁止され、電気コネクタ１００がインレット２１００に固定された状態に維持される。
When electrically connected to the
ここで、本実施形態では、ソレノイドアクチュエータ１５０は自己保持型であるから、ソレノイドアクチュエータ１５０を作動させた後にソレノイドアクチュエータ１５０の通電を停止しても、ソレノイドアクチュエータ１５０は作動状態を維持する。従って、本実施形態によれば、通電によるソレノイドアクチュエータ１５０の発熱を抑制することができ、この発熱によるソレノイドアクチュエータ１５０自体の劣化や、周辺部品の劣化を抑制することができる。従って、電気コネクタ１００の製品寿命を延ばすことができる。
In this embodiment, since the
ソレノイドアクチュエータ１５０を作動させると、制御部１２０は、表示ランプ１７０を点灯させる。これにより、制御部１２０は、ソレノイドアクチュエータ１５０を含む電磁ロック機構が作動状態にあることを利用者に通知する。また、制御部１２０は、制御信号ＳＢの信号レベルをローレベルからハイレベルに設定して電力制御装置２００に出力することにより、上記の電磁ロック機構が作動したことを電力制御装置２００に通知する。
When the
電力制御装置２００は、電気コネクタ１００から入力された制御信号ＳＢの信号レベルから、電気コネクタ１００の電磁ロック機構が正常に作動したことを把握する。そして、電力制御装置２００は、電気自動車２０００の充電を開始し、テーブル３００を通じて電気自動車２０００を充電するための電力を供給する。
The
電気自動車２０００の充電中、電気コネクタ１００の制御部１２０は、電流センサ１６０の検出結果から、ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するための配線の断線の有無を定期的にチェックする。本実施形態では、制御部１２０は、ソレノイドアクチュエータ１５０の作動に影響を及ぼさない程度の微弱な電流を駆動回路１３０からソレノイドアクチュエータ１５０に流し込ませ、その微弱な電流を電流センサ１６０によって検出された場合、断線はないと判定し、その微弱な電流を電流センサ１６０によって検出できない場合、断線があると判定する。
During charging of the
ここで、ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するための配線に断線があるということは、ソレノイドアクチュエータ１５０に励磁電流が流れず、電気コネクタ１００の電磁ロック機構が作動しないことを意味する。この場合、充電中に操作部１２０が操作されることにより、電気コネクタ１００が電気自動車２０００のインレット２１００から外れることが起こり得る。
Here, the disconnection in the wiring for driving the
制御部１２０は、ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するための配線に断線がある場合、制御信号ＳＢの信号レベルを例えばハイレベルからローレベルに設定することにより、ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するための配線に断線がある旨を電力制御装置２００に通知する。この場合、電力制御装置２００は、例えば、電力制御装置２００の管理者に断線が発生した旨の情報を提示すると共に、電気自動車２０００の充電を中止する等の所定の処理を実施することができる。
When the wiring for driving the
ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動するための配線に断線が発生することなく、電気自動車２０００の蓄電池の電圧が規定値に到達し、充電が終了すると、電力制御装置２００は、制御信号ＳＡの信号レベルを例えばハイレベルからローレベルに設定して電気コネクタ１００に出力することにより、電気自動車２０００の充電が終了した旨を電気コネクタ１００の制御部１２０に通知する。
制御部１２０は、電力制御装置２００から入力された制御信号ＳＡに応答して、ソレノイドアクチュエータ１５０の作動を停止させるための制御信号ＳＳを駆動回路１３０に出力する。
When the voltage of the storage battery of the
In response to the control signal SA input from the
駆動回路１３０は、制御部１２０から入力された制御信号ＳＳに応答して、ソレノイドアクチュエータ１５０を作動させるときとは逆極性の電流をソレノイドアクチュエータ１５０に出力する。これにより、ソレノイドアクチュエータ１５０のプランジャ１５０Ａが操作部１０４Ａの下方からソレノイドアクチュエータ１５０の内部に後退し、操作部１０４Ａによるラッチ１０３Ａの解除が許容された状態になる。この状態で、利用者が操作部１０４Ａを押し下げると、ラッチ１０３Ａが下方に移動してラッチ１０３Ａが解除される。ラッチ１０３Ａが解除されると、利用者は、電気コネクタ１００を電気自動車２０００のインレット２１００から引き抜くことができる。
In response to the control signal SS input from the
また、制御部１２０は、電力制御装置２００から入力される制御信号ＳＡにより電気自動車２０００の充電の終了を把握すると、上述のようにソレノイドアクチュエータ１５０の作動を停止させると共に、表示ランプ１７０を消灯させる。表示ランプ１７０が消灯されたことから、利用者は、電気コネクタ１００の電磁ロック機構が解除され、操作部１０４Ａの操作が許容されたことを目視により把握することができる。
Further, when the
図４は、電気自動車の充電システムの規格において規定された動作シーケンスを示す図である。
図４において、信号ＳＳＯは、電気コネクタの電磁ロック機能が作動したことを通知するための信号であり、上述の電気コネクタ１００が電力制御装置２００に出力する制御信号ＳＢに相当する信号である。信号ＳＬＥは、表示ランプが点灯したことを示す信号であり、上述の表示ランプ１７０の点灯を制御する制御信号ＳＬに相当する信号である。信号ＳＳ１，ＳＳ２は、電気自動車の充電の開始と停止を通知するための信号であり、上述の電力制御装置２００が出力する制御信号ＳＡに相当する信号である。
FIG. 4 is a diagram showing an operation sequence defined in the standard of an electric vehicle charging system.
In FIG. 4, a signal SSO is a signal for notifying that the electromagnetic locking function of the electrical connector has been activated, and is a signal corresponding to the control signal SB output from the
また、信号ＳＬＡＴは、電気コネクタとインレットが接続されたことを示す信号である。また、信号ＳＰＯは、電気コネクタ１００の電磁ロック機能が作動した後に電気自動車の充電を開始するための指令信号であり、上述の電力制御装置２００の内部信号に相当する信号である。信号Ｓａ，Ｓｂは、上述の電気コネクタ１００と電力制御装置２００との間で伝送される制御信号ＳＡ，ＳＢに相当する信号である。電圧ＶＰは、電気自動車を充電する電力の電圧を表し、上述のケーブル３００を介して電力制御装置２００から電気自動車２０００に供給される電圧に相当する。
The signal SLAT is a signal indicating that the electrical connector and the inlet are connected. The signal SPO is a command signal for starting charging of the electric vehicle after the electromagnetic lock function of the
図４の動作シーケンスでは、時刻ｔ１で信号ＳＬＡＴがローレベルに設定され、これにより、電気コネクタ１００がインレット２１００に接続された状態となる。
時刻ｔ２では、信号ＳＳ１および信号ＳＳ２が、それぞれ、ハイレベルおよびローレベルとなり、電気自動車の充電開始のための準備が実施される。
時刻ｔ３では、電気コネクタ１００の電磁ロック機構が作動した状態となり、且つ、表示ランプ１７０が点灯された状態となる。
In the operation sequence of FIG. 4, the signal SLAT is set to a low level at the time t <b> 1, whereby the
At time t2, the signal SS1 and the signal SS2 become high level and low level, respectively, and preparation for starting charging of the electric vehicle is performed.
At time t3, the electromagnetic locking mechanism of the
時刻ｔ４では、電気自動車の充電が開始され、電気自動車に対する通電が開始される。
時刻ｔ５では、電気自動車の充電を終了する判定が実施される。
時刻ｔ６では、電気自動車の充電が終了され、電気自動車に対する通電が停止される。
時刻ｔ７では、電気コネクタ１００が電気自動車のインレット２１００から引き抜かれ、電気コネクタ１００と電気自動車２０００との間の接続が解除される。
At time t4, charging of the electric vehicle is started and energization of the electric vehicle is started.
At time t5, a determination is made to end charging of the electric vehicle.
At time t6, charging of the electric vehicle is terminated, and energization of the electric vehicle is stopped.
At time t7, the
上述した本実施形態の効果をまとめる。
本実施形態によれば、自己保持型のソレノイドアクチュエータ１５０を用いたので、ソレノイドアクチュエータ１５０の作動中、ソレノイドアクチュエータ１５０の通電を維持することなく、ソレノイドアクチュエータ１５０の作動状態を維持することができる。このため、制御部１２０が、ソレノイドアクチュエータ１５０を作動させるときと、作動を停止させるときに一時的に通電するだけで、ソレノイドアクチュエータ１５０の作動を制御することができる。従って、ソレノイドアクチュエータ１５０を通電することによる発熱を抑制することができる。このため、ソレノイドアクチュエータ１５０自体の劣化や、周辺部品の劣化を抑制し、電気コネクタ１００の製品寿命を延ばすことが可能になる。
The effect of this embodiment mentioned above is put together.
According to the present embodiment, since the self-holding
また、マイクロコンピュータを有する制御部１２０を電気コネクタ１００に備えたことにより、電気コネクタ１００の制御を電力制御装置２００に代わって電気コネクタ１００自身で実施することが可能になる。このため、電気コネクタ１００の電磁ロック機構や表示ランプ等を制御するための複雑な制御回路を電力制御装置２００に備える必要がなくなり、電力制御装置２００の構成を簡略化することができる。
Further, by providing the
例えば、仮に電力制御装置２００に電気コネクタ１００を制御するための制御回路を備えるものとした場合、電力制御装置２００は、電気コネクタ１００の制御部１２０と通信するために専用の通信ポートを備える必要がある。これに対し、本実施形態によれば、電気コネクタ１００に制御部１２０を備えたので、電気コネクタ１００と電力制御装置２００との間の通信を実施するために、専用の通信ポートを備える必要がなく、電力制御装置２００に備えられた既存の通信ポートがあれば足りる。このため、電力制御装置２００の負荷を増やすことなく、電気コネクタ１００を制御することが可能になる。従って、電力制御装置２００の構成を簡略化することができると共に、電力制御装置２００から電気コネクタ１００を制御するための制御信号線の数を削減することも可能になる。
For example, if the
また、本実施形態では、電気コネクタ１００に制御部１２０を備え、制御部１２０がマイクロコンピュータを備えたことにより、そのマイクロコンピュータのプログラムを変更することにより、電気コネクタ１００の仕様をカスタマイズすることが可能になる。また、電気コネクタ１００の機能として新たな機能を追加することも可能になる。従って、各種の電力制御装置に柔軟に対応することが可能な電気コネクタを実現することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、マイクロコンピュータを有する制御部１２０を電気コネクタ１００に備えたことにより、例えばケーブル３００が切断されたとしても、電気コネクタ１００の制御部１２０がソレノイドアクチュエータ１５０の作動を停止させない限り、電気コネクタ１００の電磁ロック機構が解除されることがなく、電気コネクタ１００が電気自動車２０００のインレット２１００から外れることがない。
Further, by providing the
また、制御部１２０を電気コネクタ１００に備え、制御部１２０が断線の検知を実施することにより、電気コネクタ１００の電磁ロック機構の作動を制御するための信号線の断線を安定的に検知することができ、断線検知の信頼性を改善することができる。
また、制御部１２０を電気コネクタ１００に備え、制御部１２０が表示ランプ１７０の点灯の制御を実施することにより、例えば、ソレノイドアクチュエータ１５０への通電を停止した場合であっても、ソレノイドアクチュエータ１５０の制御から独立して表示ランプ１７０の点灯を制御することができる。
In addition, the
In addition, the
従って、例えば、ソレノイドアクチュエータ１５０の発熱を抑制するために、一時的にソレノイドアクチュエータ１５０の通電を停止した場合であっても、ソレノイドアクチュエータ１５０の通電の有無は関係なく、表示ランプ１７０の点灯を継続させることができる。また、例えば、ソレノイドアクチュエータ１５０を駆動することができない断線等の故障が発生した場合であっても、その故障の発生を通知するために制御部１２０が表示ランプ１７０の点灯を制御することが可能になる。
Therefore, for example, even when the energization of the
以上、本発明の第１から第３の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although the first to third embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
１…充電システム、１００…電気コネクタ、１０１…筐体、１０２…差込口、１０３…ラッチ部材、１０３Ａ…ラッチ、１０４…ラッチ解除部材、１０４Ａ…操作部、１１０…内部電源回路、１２０…制御部（マイクロコンピュータ）、１３０…駆動回路、１４０…スイッチ、１５０…ソレノイドアクチュエータ、１５０Ａ…プランジャ、１６０…電流センサ、１７０…表示ランプ（発光ダイオード）、３００…ケーブル、３０１…電源線、３０２…グランド線、３０３，３０４…制御信号線、３０５…シールド。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電力の伝送中に前記インレットと当該電気コネクタとの連結の解除を禁止するための電磁ロック機構と、
前記電磁ロック機構の作動を制御すると共に、前記電磁ロック機構を駆動するための配線の断線を検知し、前記断線の検知結果を前記電力制御装置に送信する制御部と、
を備えた電気コネクタ。 An electric connector provided in a cable for transmitting electric power between a power control device that performs charging or discharging of the electric device and the electric device, and detachably connected to an inlet of the electric device,
An electromagnetic lock mechanism for prohibiting release of connection between the inlet and the electrical connector during transmission of the power;
A controller that controls the operation of the electromagnetic lock mechanism, detects a disconnection of a wiring for driving the electromagnetic lock mechanism, and transmits a detection result of the disconnection to the power control device;
With electrical connector.
前記マイクロコンピュータは、プログラムに記述された手順に従って、前記電磁ロック機構の作動を制御するための処理と、前記配線の断線を検知するための処理とを実行する、請求項１に記載された電気コネクタ。 The control unit includes a microcomputer,
2. The electricity according to claim 1, wherein the microcomputer executes a process for controlling the operation of the electromagnetic lock mechanism and a process for detecting disconnection of the wiring in accordance with a procedure described in a program. connector.
前記制御部は、前記配線の断線を検知した場合、前記表示ランプを点灯させる、請求項１または２に記載の電気コネクタ。 It further includes an indicator lamp,
The electrical connector according to claim 1 or 2, wherein when the disconnection of the wiring is detected, the control unit turns on the display lamp.
前記制御部は、前記電磁ロック機構を作動させた場合、前記表示ランプを所定の第１の点灯パターンで点灯させ、前記配線の断線を検知した場合、前記第１の点灯パターンとは異なる第２の点灯パターンで前記表示ランプを点灯させる、請求項１または２に記載の電気コネクタ。 It further includes an indicator lamp,
When the electromagnetic lock mechanism is operated, the control unit turns on the display lamp with a predetermined first lighting pattern, and when the disconnection of the wiring is detected, a second different from the first lighting pattern. The electrical connector according to claim 1 or 2, wherein the display lamp is lit with a lighting pattern of.
前記インレットに当該電気コネクタを固定するためのラッチが形成されたラッチ部材と連結されたソレノイドアクチュエータを備えた、請求項１から４の何れか１項に記載の電気コネクタ。 The electromagnetic lock mechanism is
The electrical connector according to any one of claims 1 to 4, further comprising a solenoid actuator coupled to a latch member in which a latch for fixing the electrical connector to the inlet is formed.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106200513A (en) * | 2016-09-26 | 2016-12-07 | 北京新能源汽车股份有限公司 | A kind of electric car charging interface control system |
| CN109435729A (en) * | 2018-10-31 | 2019-03-08 | 张然 | A kind of new-energy automobile charging equipment |
| US11440420B2 (en) | 2017-06-28 | 2022-09-13 | Trojan Energy Limited | Apparatus and system for connecting electric vehicles to an electrical network and method of use |
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2014
- 2014-06-03 JP JP2014114946A patent/JP2015230750A/en active Pending
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