JP2016014584A - 車両用充電ケーブルの異常検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用充電ケーブルの異常をなるべく早期に検知できるようにすることを目的とする。【解決手段】異常検知装置は、外部の給電装置から電動車両に向けて電力を供給するための車両用充電ケーブルの異常を検知する。異常検知装置は、車両用充電ケーブルの複数の電線のうち少なくとも２つの電線の芯線間の静電容量に応じた測定値を求める静電容量測定部と、静電容量測定部によって求められた測定値に基づいて車両用充電ケーブルの異常の有無を判定する異常検知制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

この発明は、電動車両と外部の給電装置とを接続するための車両用充電ケーブルの異常を検知する技術に関する。

特許文献１は、電力を、電動車両のバッテリーへ供給する車両用給電装置を開示している。この車両用給電装置は、駐車スペースごとに設けられた複数の電力出力ポート各々に対応して、電源と複数の前記電力出力ポート各々との電気的な接続と遮断とを切り替える複数のスイッチを備えている。また、この車両用給電装置は、スイッチ各々を流れる電流を検出する電流検出部を備えており、その電流検出部による電流の検出値が、予め定められた正常範囲から逸脱していると判別された場合に、該当するスイッチを遮断状態へ切替えて、給電を中断する。

特開２０１１−２５０６２５号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術は、車両用充電ケーブルに流れる電流の検出値が実際に異常となった場合への対策を開示するに過ぎない。

そこで、本発明は、車両用充電ケーブルの異常をなるべく早期に検知できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様は、束ねられた複数の電線を備えると共に外部の給電装置から電動車両に向けて電力を供給するための車両用充電ケーブルの異常を検知する車両用充電ケーブルの異常検知装置であって、前記複数の電線のうち少なくとも２つの電線の芯線間の静電容量に応じた測定値を求める静電容量測定部と、前記静電容量測定部によって求められた測定値に基づいて前記車両用充電ケーブルの異常の有無を判定する異常検知制御部と、を備える。

第２の態様は、第１の態様に係る車両用充電ケーブルの異常検知装置であって、前記異常検知制御部は、前記外部の給電装置から前記電動車両に向けて電力を供給開始する前に、前記車両用充電ケーブルの異常の有無を判定するものである。

第３の態様は、第１又は第２の態様に係る車両用充電ケーブルの異常検知装置であって、前記異常検知制御部は、前記外部の給電装置から前記電動車両に向けて電力を供給開始した後、供給終了前に、前記車両用充電ケーブルの異常の有無を判定するものである。

第４の態様は、第１〜第３のいずれか１つの態様に係る車両用充電ケーブルの異常検知装置であって、前記異常検知制御部は、前記車両用充電ケーブルの異常が有りと判定されたときに、前記外部の給電装置からの電力供給を行わないようにするものである。

第５の態様は、第３の態様に係る車両用充電ケーブルの異常検知装置であって、前記異常検知制御部は、前記外部の給電装置から前記電動車両に向けて電力を供給開始した後、供給終了前において、(a)前記静電容量測定部によって求められた測定値が第１基準範囲を外れたとときに、前記車両用充電ケーブルの異常の有と判定して前記外部の給電装置からの電力供給を停止させるための処理を実行し、前記処理(a)により前記外部の給電装置からの電力供給を停止した状態において、前記静電容量測定部によって求められた測定値が前記第１基準範囲を外れなくなったときに、前記車両用充電ケーブルの異常の有が解消されたと判定して前記外部の給電装置からの電力供給を再開させるための処理を実行するものである。

第６の態様は、第５の態様に係る車両用充電ケーブルの異常検知装置であって、前記異常検知制御部は、前記外部の給電装置から前記電動車両に向けて電力を供給開始した後、供給終了前において、(c)前記静電容量測定部によって求められた測定値が、前記第１基準範囲よりも広い第２基準範囲を外れたときに、前記車両用充電ケーブルの異常の有と判定して前記外部の給電装置からの電力供給を中止させるための処理を実行するものである。

第１の態様に係る車両用充電ケーブルの異常検知装置によると、前記複数の電線のうち少なくとも２つの電線の芯線間の静電容量に応じた測定値を求め、この測定値に基づいて前記車両用充電ケーブルの異常の有無を判定するため、車両用充電ケーブルを通じた電力供給の有無、及び、当該車両用充電ケーブルを流れる電流値の異常の有無に拘らず、車両用充電ケーブルの異常を検知できる。このため、車両用充電ケーブルの異常をなるべく早期に検知できる。

第２の態様によると、前記電動車両に向けて電力を供給開始する前に、前記車両用充電ケーブルの異常の有無を判定することができる。

第３の態様によると、外部の給電装置から前記電動車両に向けて電力を供給する途中でも、前記車両用充電ケーブルの異常の有無を判定することができる。

第４の態様によると、前記静電容量測定部によって求められた測定値に基づいて、車両用充電ケーブルの異常が有りと判定されたときに、外部の給電装置からの電力供給を自動的に行わないようにすることができる。

第５の態様によると、静電容量に応じた測定値が第１基準範囲を外れたときには、一時的に電力供給を停止させ、その後、当該測定値が第１基準範囲を外れなくなったときに、電力供給を再開させることができる。

第６の態様によると、測定値が、前記第１基準範囲よりも広い第２基準範囲を外れたときには、車両用充電ケーブルの異常の有と判定して前記外部の給電装置からの電力供給を中止させることができる。

第１実施形態において電動車両と車両用給電装置とが車両用充電ケーブルを介して接続された状態を示すブロック図である。 電力供給制御部による異常検知処理を示すフローチャートである。 第２実施形態において電動車両と車両用給電装置とが車両用充電ケーブルを介して接続された状態を示すブロック図である。 車両用充電ケーブルを示す断面図である。 電力供給制御部による基準範囲の設定処理を示すフローチャートである。 電力供給制御部による異常検知処理を示すフローチャートである。

｛第１実施形態｝
以下、第１実施形態に係る車両用充電ケーブルの異常検知装置について説明する。図１は、電動車両１０と車両用給電装置２０とが車両用充電ケーブル３０を介して接続された状態を示すブロック図である。本実施形態では、車両用充電ケーブル３０の異常検知装置５０は、車両用給電装置２０に組込まれている。

上記電動車両１０は、電気自動車或はハイブリッド自動車等、大容量のバッテリー１２を備え、当該バッテリー１２に蓄えられた電気エネルギーによってモータを回転駆動させて走行する車両である。バッテリー１２としては、例えば、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池等が用いられる。

この電動車両１０には、充電ポート１４が設けられており、車両用給電装置２０の車両用充電ケーブル３０の先端部の充電用コネクタ３１が本充電ポート１４に接続される。これにより、車両用充電ケーブル３０に含まれる電線３２、３３が、バッテリー１２に電気的に接続される。

車両用給電装置２０は、上記電動車両１０に対して、バッテリー１２を充電するための電力を供給するための装置である。車両用給電装置２０は、電源２２と、車両用充電ケーブル３０と、スイッチング素子３４とを備える。

電源２２及びスイッチング素子３４は、給電装置筐体２１内に組込まれており、車両用充電ケーブル３０は、当該給電装置筐体２１から外方に延出している。

電源２２は、電動車両１０を充電するための電力源であり、ここでは、電源２２として直流電源が想定されている。この電源２２は、例えば、商用交流電力を整流する整流回路、交流電圧をバッテリー１２の仕様に合った直流電圧へ変換するＡＣ／ＤＣコンバータ回路等を備えており、商用交流電力等をバッテリー１２の仕様に合った直流電力へ変換する。電源２２のプラス側端子はスイッチング素子３４を介して車両用充電ケーブル３０に含まれる電線３２に接続されている。電源２２のマイナス側端子は車両用充電ケーブル３０に含まれる他の電線３３接続されている。そして、電源２２の直流電力が車両用充電ケーブル３０を通じてバッテリー１２に供給可能とされている。

車両用充電ケーブル３０は、束ねられた複数の電線３２、３３を備える。電線３２、３３は、金属製の芯線周りに絶縁被覆が形成された構成とされている。電線３２、３３は、束ねられた状態で、外部絶縁被覆によって覆われている。電線３２の一端部は、スイッチング素子３４を介して電源２２のプラス側端子に電気的に接続されている。電線３３の一端部は、電源２２のマイナス側端子に接続されている。また、車両用充電ケーブル３０の先端部には、電線３２、３３にそれぞれ接続された端子を有する充電用コネクタ３１が取付けられている。そして、本充電用コネクタ３１が車両の充電ポート１４に接続されることによって、各電線３２、３３が、電動車両１０内配線を通じて、バッテリー１２のプラス側端子及びマイナス側端子にそれぞれ電気的に接続される。つまり、車両用充電ケーブル３０は、電動車両１０の外部の車両用給電装置２０から電動車両１０に向けて電力を供給するための給電ラインとして用いられる。

スイッチング素子３４としては、リレー又は半導体スイッチング素子等が用いられる。スイッチング素子３４は、電源２２のプラス側端子と電線３２との間に介装され、プラス側の電源線をオンオフ可能に構成されている。このスイッチング素子３４は、電力供給制御部６０によってオンオフ制御される。

車両用充電ケーブル３０の異常検知装置５０は、本車両用給電装置２０に組込まれている。

異常検知装置５０は、静電容量測定部５２と、異常検知制御部としての処理を実行可能な電力供給制御部６０とを備える。

静電容量測定部５２は、上記２つの電線３２、３３の芯線間の静電容量に応じた測定値（ここでは静電容量Ｃ）を求める。静電容量測定部５２としては、ＬＣＲメータ等が用いられ、その測定端子が２つの電線３２、３３のそれぞれの芯線に接続されている。つまり、静電容量測定部５２は、電源２２と並列に接続されている。測定端子と各電線３２、３３の芯線との間には、分波器等、主として測定用の交流波を通すことができるフィルタを含む回路が介挿されていることが好ましい。なお、電力供給制御部６０は、静電容量測定部５２で求められた測定値をある基準値と比較評価することによって、車両用充電ケーブル３０の異常を判定する。このため、上記測定値Ｃは、２つの電線３２、３３の芯線間の静電容量を正確に示す値として求められることは必要ではなく、当該電線３２、３３の芯線間の静電容量に応じて変化する値であれば、車両用充電ケーブル３０の給電装置筐体２１側での静電容量、電動車両１０側での静電容量等の影響を受けた値として求められてもよい。

電力供給制御部６０は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、入力回路部等を備える一般的なコンピューターによって構成されている。ＲＯＭは、フラッシュメモリ等の書換え可能な不揮発性半導体メモリ等によって構成されており、車両用充電ケーブル３０の異常の有無を判定するための処理手順等を記述したプログラム、その判定に供される基準範囲等を格納している。そして、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、静電容量測定部５２によって求められた測定値Ｃに基づいて車両用充電ケーブル３０の異常の有無を判定する処理を含む諸処理を実行する。

図２は電力供給制御部６０が実行する処理を示すフローチャートである。

利用者等によって車両用給電装置２０の充電開始スイッチが押されると、本電力供給制御部６０が図２に示す処理を順次実行する。なお、初期状態では、スイッチング素子３４はオフ状態となっている。

電力供給制御部６０は、ステップＳ１において、充電開始条件を満たすか否かを判定する。充電開始条件とは、例えば、充電用コネクタ３１が充電ポート１４に正しく接続されているか否かといった条件である。充電用コネクタ３１が充電ポート１４に正しく接続されているか否かについては、例えば、充電用コネクタ３１又は充電ポート１４に組込まれたマイクロスイッチ、充電用コネクタ３１の端子と充電ポート１４の端子とを介した通信の成否等によって判別することができる（第２実施形態参照）。ステップＳ１において、充電開始条件を満たさないと判断されると、ステップＳ１を繰返し、充電開始条件を満たすと判断されると、次ステップＳ２に進む。

次ステップＳ２では、電力供給制御部６０は、静電容量測定部５２に静電容量Ｃを測定するように指示を与える。これにより、静電容量測定部５２は、電線３２、３３の芯線間の静電容量Ｃを測定し、測定された静電容量を電力供給制御部６０に与える。

次ステップＳ３では、電力供給制御部６０は、測定された静電容量Ｃに基づいて、車両用充電ケーブル３０の異常の有無を判定する。ここでは、電力供給制御部６０は、測定された静電容量Ｃが予め設定された基準範囲Ｃｓを外れるか否かを判定する。より具体的には、電力供給制御部６０は、静電容量Ｃが基準範囲Ｃｓを外れない場合に車両用充電ケーブル３０に異常が無いと判定し、静電容量Ｃが基準範囲Ｃｓを外れる場合に車両用充電ケーブル３０に異常が有ると判定する。基準範囲Ｃｓは、上限値と下限値とで規定される範囲である。静電容量Ｃが上限値又は下限値と同じである場合、静電容量Ｃが基準範囲Ｃｓを外れると判断してもよいし、外れないと判断してもよい。

かかる基準範囲Ｃｓは、例えば、車両用充電ケーブル３０の新品時において電線３２、３３の芯線間の静電容量Ｃを測定し、その初期の静電容量を基準にしてｎ％大きい値又は値ｎだけ大きい値が上限値として設定され、また、その初期の静電容量を基準にしてｍ％小さい値又は値ｍだけ小さい値が下限値として設定される。上記ｎ、ｍについては、実験的又は経験的に適した値が選定される。

本ステップＳ３において、静電容量Ｃが基準範囲Ｃｓを外れると判断されると、処理を終了する。

一方、ステップＳ３において、静電容量Ｃが基準範囲Ｃｓを外れないと判断されると、ステップＳ４に進み、充電開始指令を出力する。充電開始指令は、スイッチング素子３４に与えられ、これにより、スイッチング素子３４がオン状態に切り替り、電源２２から車両用充電ケーブル３０を介して電動車両１０のバッテリー１２に向けて電力供給が開始される。

このように、ステップＳ２及びステップＳ３によって、電動車両１０に向けて電力を供給開始する前に、車両用充電ケーブル３０の異常の有無を判定することができる。

ステップＳ４の後、ステップＳ５に進み、上記ステップＳ２と同様に、静電容量が測定される。なお、ステップＳ５の静電容量の測定は、車両用充電ケーブル３０を介した電力供給中に行われてもよいし、電力供給を一時的に中断して行われてもよい。

次ステップＳ６では、電力供給制御部６０は、上記ステップＳ３と同様に、測定された静電容量Ｃに基づいて、車両用充電ケーブル３０の異常の有無を判定する。ここでは、電力供給制御部６０は、測定された静電容量Ｃが予め設定された基準範囲Ｃｓを外れるか否かを判定する。なお、ステップＳ６における基準範囲Ｃｓは、ステップＳ３における基準範囲Ｃｓと同じであっても、異なっていてもよい。

ステップＳ６において、静電容量Ｃが基準範囲Ｃｓを外れると判定されると、ステップＳ８に進み、静電容量Ｃが基準範囲Ｃｓを外れないと判定されると、ステップＳ７に進む。なお、ステップＳ５及びＳ６は、一定間隔毎に実行されてもよい。

ステップＳ７では、電力供給制御部６０は、充電終了条件を満たすか否かを判定する。充電終了条件とは、例えば、バッテリー１２が満充電状態となったか否か、充電開始からの経過時間が予め設定された所定時間を経過したか否かといった条件である。前者は、バッテリー１２の充電電流に基づいて判断することができ、後者については、電力供給制御部６０に内蔵されたタイマ回路によって充電開始後からの時間を計測することによって判断することができる。

ステップＳ７において、充電終了条件を満たさないと判定されると、ステップＳ５に戻り、ステップＳ５以下の処理を繰返し、充電終了条件を満たすと判定されると、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、電力供給制御部６０は、充電終了指令を出力する。充電終了指令は、スイッチング素子３４に与えられ、これにより、スイッチング素子３４がオフ状態に切り替り、電動車両１０のバッテリー１２に向けた電力供給が終了する。

このように、電力供給制御部６０は、車両の外部の電源２２から電動車両１０に向けて電力を供給開始した後、供給終了前に、車両用充電ケーブル３０の異常の有無を判定している。以上により処理が終了する。

以上のように構成された車両用充電ケーブル３０の異常検知装置５０によると、２つの電線３２、３３の芯線間の静電容量に応じた測定値（ここでは静電容量Ｃ）を求め、この測定値に基づいて車両用充電ケーブル３０の異常の有無を判定する。このため、車両用充電ケーブル３０を通じた電力供給の有無、当該車両用充電ケーブル３０を流れる電流値の異常の有無に拘らず、車両用充電ケーブル３０の異常を検知できる。例えば、車両用充電ケーブル３０が何らかの物又は人によって圧迫されているような場合、又は、車両用充電ケーブル３０が強く引っ張られた場合等には、車両用充電ケーブル３０に加えられた外力によって電線３２、３３の芯線の位置関係が変動するため、当該芯線間の静電容量が変動する。また、例えば、電線３２、３３の絶縁被覆に、漏電に至らない程度の亀裂等の損傷が生じた場合にも、電線３２、３３の芯線間の誘電体（つまり、絶縁被覆）の存在状態が変動するため、当該芯線間の静電容量が変動する。このため、実際に過電流が流れる前でも、車両用充電ケーブル３０の電線３２、３３の芯線間の静電容量Ｃに異常が生じ、異常徴候が現れると早期に異常を検知することができ、車両用充電ケーブル３０の異常の有無をなるべく早期に検知することが可能となる。勿論、芯線が断線したような場合でも当該異常を検知することができる。

特に、電動車両１０に向けて電力供給を開始する前に、車両用充電ケーブル３０の異常の有無を判定しているため、車両用充電ケーブル３０に充電用の比較的大きい電力を供給する前に、車両用充電ケーブル３０の異常の有無を検知することができ、有効である。この場合、電力供給を行わないようにすることが好ましい。

また、電力供給制御部６０は、車両の外部の電源２２から電動車両１０に向けて電力を供給開始した後、供給終了前に、車両用充電ケーブル３０の異常の有無を判定しているため、電力供給中においても、車両用充電ケーブル３０の異常の有無を検知することができる。

また、上記異常検知時に、給電装置２０からの電力供給を停止させているため、車両用充電ケーブル３０の異常が有りと判定されたときに、電力供給を自動で停止させることができる。

｛第２実施形態｝
第２実施形態に係る車両用充電ケーブルの異常検知装置について説明する。図３は、電動車両１１０と車両用給電装置１２０とが車両用充電ケーブル１３０を介して接続された状態を示すブロック図である。なお、本実施の形態の説明において、第１実施形態で説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

上記電動車両１１０は、上記電動車両１０と同様に、バッテリー１２に蓄えられた電気エネルギーによってモータを回転駆動させて走行する車両である。

この電動車両１１０には、上記第１実施形態と同様に充電ポート１１４が設けられている。

また、電動車両１１０は、電子制御ユニット１１６を備えている。電子制御ユニット１１６は、電動車両１１０に設けられた各種センサの検出結果に基づいて各種の情報処理及びデバイスの制御を行う回路である。電子制御ユニット１１６は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、入力回路部等を備える一般的なコンピューターによって構成されている。ＲＯＭは、フラッシュメモリ等の書換え可能な不揮発性半導体メモリ等によって構成されており、各種情報処理を行うための処理手順等を記述したプログラム等を格納している。

この電子制御ユニット１１６は、例えば、バッテリー１２に組込まれたセンサ等によって、充電電流、バッテリー１２の温度等を監視し、もって、バッテリー１２の充電状態の監視を行う。また、電子制御ユニット１１６は、通信インターフェースを備えており、上記充電ポート１１４、車両用充電ケーブル１３０を通じて、車両用給電装置１２０の電力供給制御部１６０との間で双方向通信を行う。

この電動車両１１０は、バッテリー１２に接続された２つの電力線、電子制御ユニット１１６に接続された通信線、及びグランド線を備えており、これらの各線は、充電ポート１１４の各端子に接続されている。

車両用給電装置１２０は、上記電動車両１１０に対して、バッテリー１２を充電するための電力を供給するための装置である。車両用給電装置１２０は、電源２２と、車両用充電ケーブル１３０と、スイッチング素子３４とを備える。

電源２２及びスイッチング素子３４は、上記第１実施形態と同様に、給電装置筐体２１内に組込まれており、車両用充電ケーブル１３０は、当該給電装置筐体２１から外方に延出している。

図４は車両用充電ケーブル１３０を示す断面図である。図３及び図４に示すように、車両用充電ケーブル１３０は、束ねられた複数の電線１３２、１３３、１３４、１３５を備える。電線１３２、１３３は、それぞれ金属製の芯線１３２ａ、１３３ａ周りに絶縁被覆１３２ｂ、１３３ｂが形成された構成とされており、バッテリー１２に対して電力を供給するための電力線として用いられる。電線１３２の一端部は、スイッチング素子３４を介して電源２２のプラス側端子に電気的に接続されている。電線１３３の一端部は、電源２２のマイナス側端子に接続されている。

電線１３４、１３５も、それぞれ金属製の芯線１３４ａ、１３５ａ周りに絶縁被覆１３４ｂ、１３５ｂが形成された構成とされている。電線１３４は、電力供給制御部６０の通信インターフェースに接続されており、電力供給制御部１６０と電子制御ユニット１１６との間で有線通信を行うための通信線として用いられる。電線１３５は、車両用給電装置１２０のグランドレベルの部位に接続されている。

電線１３２、１３３、１３４、１３５は、束ねられた状態で、外部絶縁被覆１３６によって覆われている。また、車両用充電ケーブル１３０の先端部には、電線１３２、１３３、１３４、１３５にそれぞれ接続された端子を有する充電用コネクタ１３１が取付けられている。そして、本充電用コネクタ１３１が車両の充電ポート１１４に接続されることによって、各電線１３２、１３３が、電動車両１１０内の電力線を通じて、バッテリー１２のプラス側端子及びマイナス側端子にそれぞれ電気的に接続される。つまり、車両用充電ケーブル１３０は、電動車両１１０の外部の車両用給電装置１２０から電動車両１１０に向けて電力を供給するための給電ラインとして用いられる。同時に、電線１３３は、電動車両１１０の通信線に接続され、これにより、電力供給制御部６０と電子制御ユニット１１６との間で有線通信経路が確立可能となり、それらの間で有線通信が可能となる。また、電線１３４は、電動車両１１０のグランド線に接続される。これにより、電動車両１１０内のグランドレベルと車両用給電装置１２０のグランドレベルとが同電位に保たれる。

車両用充電ケーブル１３０の異常検知装置１５０は、車両用給電装置１２０に組込まれている。

異常検知装置１５０は、静電容量測定部５２と、切替回路部１５８と、異常検知制御部としての処理を実行可能な電力供給制御部１６０と、指令受付部１６２と、を備える。

静電容量測定部５２としては、上記実施形態と同様に、ＬＣＲメータ等が用いられる。静電容量測定部５２の２つの測定端子が、切替回路部１５８を介して、４つの電線１３２、１３３、１３４、１３５の芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａに接続可能とされている。

切替回路部１５８は、一つの共通端子と複数（ここでは４つ）の選択端子とを含む切替スイッチ回路を２系統有している。そして、上記電力供給制御部１６０の指示に応じて、各切替スイッチ回路の切替動作を制御することで、一方の測定端子が、芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａのうちの１つに選択的に接続され、他方の測定端子が芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａのうちの他の１つに選択的に接続される。これにより、静電容量測定部５２は、４つの芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａから２つ選択した全ての組合わせに関する静電容量に応じた測定値（ここでは静電容量Ｃ）を順次求めることができるようになっている。なお、測定端子と切替回路部１５８との間には、分波器等、主として測定用の交流波を通すことができるフィルタを含む回路が介挿されていることが好ましい。

電力供給制御部１６０は、上記電力供給制御部６０と同様に、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、入力回路部等を備える一般的なコンピューターによって構成されている。この電力供給制御部１６０による処理動作については後述する。

指令受付部１６２は、利用者による指令を受付けるものであり、プッシュスイッチ、タッチパネル等によって構成されている。指令受付部１６２は、電力供給制御部１６０に接続されており、利用者が指令受付部１６２を操作することによって受付けられた指令が、電力供給制御部１６０に与えられる。

上記電力供給制御部１６０による処理動作について説明する。

図５は第１基準範囲Ｃｓ１及び第２基準範囲Ｃｓ２の設定動作に係る処理を示すフローチャートである。

すなわち、車両用給電装置１２０を運用するにあたっては、事前に第１基準範囲Ｃｓ１及び第２基準範囲Ｃｓ２を設定しておく。第１基準範囲Ｃｓ１及び第２基準範囲Ｃｓ２は、本異常検知装置５０の製造者、運用者等が任意に設定した範囲であっても構わないが、車両用給電装置１２０に個体差等があることを考慮すると、第１基準範囲Ｃｓ１及び第２基準範囲Ｃｓ２は、車両用給電装置１２０に合わせた範囲として設定されることが好ましい。そこで、図５に示すようにして、第１基準範囲Ｃｓ１及び第２基準範囲Ｃｓ２を設定するとよい。

まず、本異常検知装置１５０において第１基準範囲Ｃｓ１及び第２基準範囲Ｃｓ２を設定しようとする者が、指令受付部１６２を通じて基準範囲設定する指令を与える。すると、ステップＳ１１において、電力供給制御部１６０が基準範囲設定入力有りと判定し、次ステップＳ１２に進む。なお、この時点で、充電用コネクタ１３１が車両の充電ポート１１４に接続されていると、静電容量Ｃは、より実際の充電状態に応じた値として取得され、第１基準範囲Ｃｓ１及び第２基準範囲Ｃｓ２も、実際の充電状態に適した範囲として設定される。また、この段階で、車両用充電ケーブル１３０が新しく損傷等が生じていないこと、及び、車両用充電ケーブル１３０が踏まれる等圧迫を受けていないことが確認されていることが好ましい。

次ステップＳ１２では、電力供給制御部１６０は、静電容量測定部５２に静電容量Ｃを測定するように指示を与える。この際、電力供給制御部１６０は、切替回路部１５８に対して、２つの測定端子を、４つの芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａから２つを選ぶ全ての組合わせに順次接続していくように指令を与える。そして、静電容量測定部５２は、４つの芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａの組合わせが変る毎に、静電容量Ｃを測定する。これにより、４つの芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａから２つを選ぶ全ての組合わせに関する静電容量Ｃを、取得することができる。

次ステップＳ１３では、電力供給制御部１６０は、ステップＳ１２で得られた静電容量Ｃに基づいて、第１基準範囲Ｃｓ１を設定し、これをフラッシュメモリ等の書換え可能な不揮発性半導体メモリ等によって構成されたＲＯＭに格納する。第１基準範囲Ｃｓ１としては、例えば、ステップＳ１２で得られた静電容量Ｃを基準にしてｎ１％大きい値又は値ｎ１だけ大きい値が上限値として設定され、また、その初期の静電容量を基準にしてｍ１％小さい値又は値ｍ１だけ小さい値が下限値として設定された範囲とすることが好ましい。なお、第１基準範囲Ｃｓ１は、複数の１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａのうちから２つ選択する全ての組合わせに対応して別々に設定されることが好ましいが、これは必須ではない。

次ステップＳ１４では、電力供給制御部１６０は、ステップＳ１２で得られた静電容量Ｃに基づいて、第２基準範囲Ｃｓ２を設定し、これをフラッシュメモリ等の書換え可能な不揮発性半導体メモリ等によって構成されたＲＯＭに格納する。第２基準範囲Ｃｓ２としては、例えば、ステップＳ１２で得られた静電容量Ｃを基準にしてｎ２％大きい値又は値ｎ２だけ大きい値が上限値として設定され、また、その初期の静電容量を基準にしてｍ２％小さい値又は値ｍ２だけ小さい値が下限値として設定された範囲とすることが好ましい。なお、ｎ２はｎ１よりも大きく、また、ｍ２はｍ１より大きく設定されていること、即ち、第２基準範囲Ｃｓ２は、第１基準範囲Ｃｓ１を含み、当該第１基準範囲Ｃｓ１よりも広い範囲（つまり、第２基準範囲Ｃｓ２の上限値が第１基準範囲Ｃｓ１の上限値よりも大きく、かつ、第２基準範囲Ｃｓ２の下限値が第１基準範囲Ｃｓ１の下限値よりも小さい）として設定されている。

なお、第２基準範囲Ｃｓ２は、複数の１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａのうちから２つ選択する全ての組合わせに対応して別々に設定されることが好ましいが、これは必須ではない。

以上により、第１基準範囲Ｃｓ１及び第２基準範囲Ｃｓ２の設定処理が終了する。

図６は異常判定処理を示すフローチャートである。

電力供給制御部１６０は、ステップＳ２１において、充電開始条件を満たすか否かを判定する。充電開始条件とは、例えば、充電用コネクタ１３１が充電ポート１１４に正しく接続されているか否かといった条件である。充電用コネクタ１３１が充電ポート１１４に正しく接続されているか否かについては、例えば、電力供給制御部６０が車両用充電ケーブル１３０、充電用コネクタ１３１、充電ポート１１４を通じて、電動車両１１０の電子制御ユニット１１６と通信が成立したか否か等によって判別することができる。ステップＳ２１において、充電開始条件を満たさないと判断されると、ステップＳ２１を繰返し、充電開始条件を満たすと判断されると、次ステップＳ２２に進む。

次ステップＳ２２では、電力供給制御部１６０は、静電容量測定部５２に静電容量Ｃを測定するように指示を与える。これにより、静電容量測定部５２は、電線１３２、１３３、１３４、１３５の芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａを２つ組合わせる全ての場合に対する静電容量Ｃを順次測定し、測定された静電容量を電力供給制御部１６０に与える。例えば、静電容量測定部５２は、電力供給制御部１６０の制御下、切替回路部１５８による切替動作に応じて、芯線１３２ａと芯線１３３ａ間、芯線１３２ａと芯線１３４ａ間、芯線１３２ａと芯線１３５ａ間、芯線１３３ａと芯線と芯線１３４ａ間、芯線１３３ａと芯線１３５ａ間、芯線１３４ａと芯線１３５ａ間の各静電容量を順次求める。

次ステップＳ２３では、電力供給制御部１６０は、測定された各静電容量Ｃに基づいて、車両用充電ケーブル１３０の異常の有無を判定する。ここでは、電力供給制御部１６０は、測定された各静電容量Ｃが予め設定された各基準範囲Ｃｓを外れるか否かを判定する。より具体的には、電力供給制御部１６０は、芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａの全ての組合わせに対応する全ての静電容量Ｃが第１基準範囲Ｃｓ１を外れない場合に車両用充電ケーブル１３０に異常が無いと判定する。一方、電力供給制御部１６０は、芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａの全ての組合わせに対応する全ての静電容量Ｃのうちの少なくとも１つが第１基準範囲Ｃｓ１を外れる場合に車両用充電ケーブル１３０に異常が有ると判定する。第１基準範囲Ｃｓ１は、上記したように、上限値と下限値でもって規定される範囲であり、静電容量Ｃが上限値又は下限値と同じである場合、静電容量Ｃが第１基準範囲Ｃｓ１を外れると判定してもよいし、外れないと判断してもよい。

本ステップＳ２３において、静電容量Ｃが第１基準範囲Ｃｓ１を外れると判断されると、処理を終了する。

一方、ステップＳ２３において、静電容量Ｃが第１基準範囲Ｃｓ１を外れないと判断されると、ステップＳ２４に進み、充電開始指令を出力する。充電開始指令は、スイッチング素子３４に与えられ、これにより、スイッチング素子３４がオン状態に切り替り、電源２２から車両用充電ケーブル１３０を介して電動車両１１０のバッテリー１２に向けて電力供給が開始される。

このように、ステップＳ２２及びステップＳ２３によって、電動車両１１０に向けて電力を供給開始する前に、車両用充電ケーブル１３０の異常の有無を判定することができる。

ステップＳ２４の後、ステップＳ２５に進み、上記ステップＳ２２と同様に、静電容量が測定される。なお、ステップＳ２５の静電容量の測定は、車両用充電ケーブル１３０を介した電力供給中に行われてもよいし、電力供給を一時的に中断して行われてもよい。

次ステップＳ２６では、電力供給制御部１６０は、ステップＳ２５で測定された静電容量Ｃに基づいて、車両用充電ケーブル１３０の異常の有無を判定する。ここでは、電力供給制御部１６０は、測定された各静電容量Ｃを予め設定された各第１基準範囲Ｃｓ１及び各第２基準範囲Ｃｓ２と比較する。測定された静電容量が第１基準範囲Ｃｓ１の上限値又は下限値と一致する場合、第１基準範囲Ｃｓ１を外れと判断してもよいし、外れないと判断してもよい。同様に、測定された静電容量が第２基準範囲Ｃｓ２の上限値又は下限値と一致する場合、第２基準範囲Ｃｓ２を外れと判断してもよいし、外れないと判断してもよい。なお、ステップＳ２６における第１基準範囲Ｃｓ１は、ステップＳ２３における第１基準範囲Ｃｓ１と基準範囲Ｃｓと同じであっても、異なっていてもよい。なお、ステップＳ２５及びＳ２６は一定時間毎に実行されてもよい。

ステップＳ２６において、各静電容量Ｃが各第１基準範囲Ｃｓ１及び各第２基準範囲Ｃｓ２の両方を外れないと判断されると、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、電力供給制御部１６０は、充電終了条件を満たすか否かを判定する。充電終了条件とは、例えば、バッテリー１２が満充電状態となったか否か、充電開始からの経過時間が予め設定された所定時間を経過したか否かといった条件である。前者は、電動車両１１０の電子制御ユニット１１６を通じて取得されるバッテリー１２の充電電流に基づいて判断することができ、後者については、電力供給制御部１６０に内蔵されたタイマ回路によって充電開始後からの時間を計測することによって判断することができる。

ステップＳ２７において、充電終了条件を満たさないと判定されると、ステップＳ２５に戻り、ステップＳ２５以下の処理を繰返し、充電終了条件を満たすと判定されると、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８では、電力供給制御部１６０は、充電終了指令を出力する。充電終了指令は、スイッチング素子３４に与えられ、これにより、スイッチング素子３４がオフ状態に切り替り、電動車両１１０のバッテリー１２に向けた電力供給が終了する。

ステップＳ２６に戻り、当該ステップＳ２６において、各静電容量Ｃが各第１基準範囲Ｃｓ１を外れる（各第２基準範囲Ｃｓ２は外れない）と判定されると、ステップＳ２９に進む。

ステップＳ２９では、電力供給制御部１６０は、充電停止指令を出力する。充電停止指令は、スイッチング素子３４に与えられ、これにより、スイッチング素子３４がオフ状態に切り替り、電動車両１１０のバッテリー１２に向けた電力供給が一時的に中断する。この後、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、上記ステップＳ２２と同様に、静電容量が測定され、次ステップＳ３１に進む。

ステップＳ３１では、電力供給制御部１６０は、各静電容量Ｃが各第１基準範囲Ｃｓ１を外れるか否かを判定する。各静電容量Ｃが各第１基準範囲Ｃｓ１を外れると判定されると、ステップＳ３０に戻り、ステップＳ３０以下の処理を繰返す。このため、各静電容量Ｃが各第１基準範囲Ｃｓ１を外れた状態のままであると、電力供給は中断された状態を継続する。

ステップＳ３１で、各静電容量Ｃが各第１基準範囲Ｃｓ１を外れないと判定されると、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２では、電力供給制御部１６０は充電再開指令を出力する。充電再開指令は、スイッチング素子３４に与えられ、これにより、スイッチング素子３４がオン状態に切り替り、電源２２から車両用充電ケーブル１３０を介して電動車両１１０のバッテリー１２に向けて電力供給が再開される。この後、ステップＳ２５に進む。

このように電力供給制御部１６０は、給電装置１２０から電動車両１１０に向けて電力を供給開始した後、供給終了前において、静電容量測定部５２によって求められた静電容量Ｃが第１基準範囲Ｃｓ１を外れたと判断したときに、車両用充電ケーブル１３０の異常の有と判定して電力供給を停止させるための処理を実行する。そして、この処理により、電力供給を停止した状態において、静電容量測定部５２によって求められた静電容量Ｃが第１基準範囲Ｃｓ１を外れないと判断したときに、車両用充電ケーブル１３０の異常が解消されと判定して電力供給を再開させるための処理を実行する。

ステップＳ２６に戻り、当該ステップＳ２６において、各静電容量Ｃが各第２基準範囲Ｃｓ２を外れる（もちろん、各第１基準範囲Ｃｓ１も外れる）と判定されると、ステップＳ２８に進む。そして、電力供給が終了した後、処理を終了する。

このように、電力供給制御部１６０は、電力を供給開始した後、供給終了前において、静電容量測定部５２によって求められた静電容量Ｃが、第１基準範囲Ｃｓ１よりも広い第２基準範囲Ｃｓ２を外れたと判断したときに、車両用充電ケーブル１３０の異常の有と判定して電力供給を中止させるための処理を実行する。

以上により処理が終了する。

以上のように構成された車両用充電ケーブル１３０の異常検知装置１５０によると、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

加えて、静電容量Ｃが第１基準範囲Ｃｓ１を外れない場合には、一時的に電力供給を停止させ、その後、当該静電容量Ｃが第１基準範囲Ｃｓ１を外れなくなった場合には、電力供給を再開させることができる。例えば、車両用充電ケーブル１３０が踏まれた場合等のように圧迫を受けた場合には、芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａ間の静電容量の変化は比較的小さい。そして、車両用充電ケーブル１３０に対する圧迫が解除されると、芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａ間の静電容量Ｃは初期値に近い値に戻ると考えられる。そこで、そのような場合には、電力供給を一時的に停止し、その後、車両用充電ケーブル１３０に対する圧迫が解除された場合に、電力供給を再開することができる。

また、静電容量Ｃが第１基準範囲Ｃｓ１よりも広い第２基準範囲Ｃｓ２を外れたと判断された場合には、車両用充電ケーブル１３０の異常有りと判断して、電力供給を中止させることができる。例えば、絶縁被覆１３２ｂ、１３３ｂ、１３４ｂ、１３５ｂに亀裂等の異常が生じた場合には、芯線１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ、１３５ａ間の静電容量の変化は比較的大きいと考えられる。そこで、このような場合には、電力供給を中止してその後の電力供給の再開をなくすることができる。

｛変形例｝
なお、上記各実施形態では、異常検知装置５０、１５０が車両用給電装置２０、１２０に組込まれた例で説明したが、電動車両１０、１１０に組込まれていてもよい。この場合、異常検知装置は、ケーブルに組込まれた通信線を介して車両用給電装置２０、１２０に充電開始指令及び充電終了指令等を与えるとよい。

また、上記各実施形態では、電源２２が直流電源である場合で説明したが、交流電源であってもよい。この場合であっても、静電容量測定部５２の測定端子を、主として測定用の交流波を通す分波器等を通じて電線３２、３３等に接続することで、静電容量Ｃを検出することができる。

また、上記各実施形態では、車両用充電ケーブル３０、１３０に異常があると判定された場合に、一時的に電力供給を停止し、又は、電力供給を終了しているが、これらに加えて又は代えて、車両用充電ケーブル３０、１３０に異常があると判定された場合に、警告表示及び警告音の少なくとも一方を発するようにしてもよい。

なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

Ｃ 測定値，静電容量
Ｃｓ 基準範囲
Ｃｓ１ 第１基準範囲
Ｃｓ２ 第２基準範囲
１０，１１０ 電動車両
１２ バッテリー
２０，１２０ 車両用給電装置
２２ 電源
３０，１３０ 車両用充電ケーブル
３２，３３，１３２，１３３，１３４，１３５ 電線
３４ スイッチング素子
５０，１５０ 検知装置
５２ 静電容量測定部
６０，１６０ 電力供給制御部
１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａ 芯線
１３２ｂ，１３３ｂ，１３４ｂ，１３５ｂ 絶縁被覆
１３６ 外部絶縁被覆

Claims (6)

1. 束ねられた複数の電線を備えると共に外部の給電装置から電動車両に向けて電力を供給するための車両用充電ケーブルの異常を検知する車両用充電ケーブルの異常検知装置であって、
   前記複数の電線のうち少なくとも２つの電線の芯線間の静電容量に応じた測定値を求める静電容量測定部と、
   前記静電容量測定部によって求められた測定値に基づいて前記車両用充電ケーブルの異常の有無を判定する異常検知制御部と、
   を備える車両用充電ケーブルの異常検知装置。
2. 請求項１に記載の車両用充電ケーブルの異常検知装置であって、
   前記異常検知制御部は、前記外部の給電装置から前記電動車両に向けて電力を供給開始する前に、前記車両用充電ケーブルの異常の有無を判定する、車両用充電ケーブルの異常検知装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用充電ケーブルの異常検知装置であって、
   前記異常検知制御部は、前記外部の給電装置から前記電動車両に向けて電力を供給開始した後、供給終了前に、前記車両用充電ケーブルの異常の有無を判定する、車両用充電ケーブルの異常検知装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用充電ケーブルの異常検知装置であって、
   前記異常検知制御部は、前記車両用充電ケーブルの異常が有りと判定されたときに、前記外部の給電装置からの電力供給を行わないようにする、車両用充電ケーブルの異常検知装置。
5. 請求項３に記載の車両用充電ケーブルの異常検知装置であって、
   前記異常検知制御部は、前記外部の給電装置から前記電動車両に向けて電力を供給開始した後、供給終了前において、
   (a)前記静電容量測定部によって求められた測定値が第１基準範囲を外れたとときに、前記車両用充電ケーブルの異常の有と判定して前記外部の給電装置からの電力供給を停止させるための処理を実行し、
   前記処理(a)により前記外部の給電装置からの電力供給を停止した状態において、前記静電容量測定部によって求められた測定値が前記第１基準範囲を外れなくなったときに、前記車両用充電ケーブルの異常の有が解消されたと判定して前記外部の給電装置からの電力供給を再開させるための処理を実行する、車両用充電ケーブルの異常検知装置。
6. 請求項５に記載の車両用充電ケーブルの異常検知装置であって、
   前記異常検知制御部は、前記外部の給電装置から前記電動車両に向けて電力を供給開始した後、供給終了前において、
   (c)前記静電容量測定部によって求められた測定値が、前記第１基準範囲よりも広い第２基準範囲を外れたときに、前記車両用充電ケーブルの異常の有と判定して前記外部の給電装置からの電力供給を中止させるための処理を実行する、車両用充電ケーブルの異常検知装置。

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