JP2017108577A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触充電の開始に関する時刻スケジュールを変更する機能に不具合が生じたとしても、非接触充電を直ちに開始することができる車両を提供する。【解決手段】受電装置１５０は、車両外部の送電装置４００から非接触で受電する。充電インレット１１０は、車両外部の電源から車両１００に電力を供給するための充電コネクタ３１０を接続可能である。蓄電装置１２０は、受電装置１５０又は充電インレット１１０を通じて取得された電力を蓄える。ＥＣＵ１６０は、予め設定された時刻スケジュールに従って蓄電装置１２０の充電を開始するためのものである。ＥＣＵ１６０は、充電インレット１１０に充電コネクタ３１０と異なる専用コネクタが接続された場合に、予め設定された時刻スケジュールに拘わらず、受電装置１５０を通じた蓄電装置１２０の充電を開始するための処理を実行する。【選択図】図１

Description

この発明は、車両に関し、特に、車両外部の送電装置から非接触で受電可能な車両に関する。

車両外部の送電装置から非接触で受電可能な車両が知られている（特許文献１〜６参照）。また、特開２０１４−０５０１９３号公報（特許文献１）に開示される車両は、車両外部の電源から車両に電力を供給するための充電コネクタを接続可能な充電インレットを備える。この車両においては、非接触で受電した電力による蓄電装置の充電（以下、「非接触充電」とも称する。）と、充電インレットを通じて受電した電力による蓄電装置の充電（以下、「接触充電」とも称する。）とが行なわれ得る（特許文献１参照）。

特開２０１４−０５０１９３号公報 特開２０１３−１５４８１５号公報 特開２０１３−１４６１５４号公報 特開２０１３−１４６１４８号公報 特開２０１３−１１０８２２号公報 特開２０１３−１２６３２７号公報

上記特許文献１に開示されるような、非接触充電及び接触充電の両方を行なうことができる車両に、予め設定された時刻スケジュールに従って非接触充電を開始する技術（以下、「タイマー充電」とも称する。）が適用され得る。この場合に、時刻スケジュールの設定を変更する機能に何らかの不具合が生じると、車両に搭載された蓄電装置の非接触充電を直ちに開始したいとユーザが考えたとしても、設定された時刻スケジュールが到来するまで非接触充電が行なわれないという問題が生じ得る。

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って、その目的は、非接触充電の開始に関する時刻スケジュールを変更する機能に不具合が生じたとしても、非接触充電を直ちに開始することができる車両を提供することである。

この発明に従う車両は、受電部と、充電インレットと、蓄電装置と、制御装置とを備える。受電部は、車両外部の送電装置から非接触で受電する。充電インレットは、車両外部の電源から車両に電力を供給するための充電コネクタを接続可能である。蓄電装置は、受電部又は充電インレットを通じて取得された電力を蓄える。制御装置は、予め設定された時刻スケジュールに従って蓄電装置の充電を開始するためのものである。制御装置は、充電インレットに充電コネクタと異なる専用コネクタが接続された場合に、予め設定された時刻スケジュールに拘わらず、受電部を通じた蓄電装置の充電を開始するための処理を実行する。

この車両においては、非接触充電の開始に関する時刻スケジュールを変更する機能に不具合が生じたとしても、充電インレットに専用コネクタが接続されることで、受電部を通じた蓄電装置の充電（非接触充電）が直ちに開始される。したがって、この車両によれば、時刻スケジュールを変更する機能に不具合が生じたとしても、非接触充電を直ちに開始することができる。

この発明によれば、非接触充電の開始に関する時刻スケジュールを変更する機能に不具合が生じたとしても、非接触充電を直ちに開始することができる車両を提供することができる。

車両充電システムの構成図である。 充電インレットとＥＣＵとの電気的関係を示す回路図である。 タイマー充電設定中における非接触充電の開始処理手順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、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。

（車両充電システムの構成）
図１は、この実施の形態に従う車両が適用される車両充電システムの構成図である。図１を参照して、車両充電システム１は、車両１００と、充電スタンド２００と、送電装置４００とを備える。

車両１００においては、充電スタンド２００から供給される電力による接触充電と、送電装置４００から供給される電力による非接触充電とが行なわれ得る。

充電スタンド２００は、系統電源（不図示）からの電力を車両１００に供給する装置である。充電スタンド２００には、充電ケーブル３００が接続される。充電ケーブル３００の先端には充電コネクタ３１０が設けられている。ユーザは、充電コネクタ３１０を車両１００の充電インレット１１０（後述）に接続することにより接触充電を行なうことができる。

送電装置４００は、系統電源からの電力を車両１００に非接触で送電する装置である。送電装置４００は、送電コイル（不図示）を含む。送電コイルは、系統電源から交流電力の供給を受けることにより磁界を形成し、形成された磁界を通じて受電装置１５０（後述）の受電コイル（不図示）に非接触で送電する。なお、送電コイルにおける導線の巻き数は、Ｑ値（たとえば、Ｑ≧１００）及び結合係数κが大きくなるように適宜設計される。

車両１００は、充電インレット１１０と、蓄電装置１２０と、充電器１３０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１４０と、受電装置１５０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１６０とを備える。

充電インレット１１０には、充電ケーブル３００の充電コネクタ３１０が接続される。また、充電インレット１１０には、充電コネクタ３１０以外の不図示の専用コネクタ５００（後述）が接続される。専用コネクタ５００は、充電コネクタ３１０と同一の構造を有する。専用コネクタ５００は、充電コネクタ３１０とは異なり、接触充電のために用いられるものではない。充電インレット１１０、充電コネクタ３１０、及び専用コネクタ５００については後程詳しく説明する。

蓄電装置１２０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１２０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

充電器１３０は、車両外部の電源（たとえば、系統電源）から充電インレット１１０を通じて供給される交流電流を直流電流に変換する。そして、充電器１３０は、電圧を所望の電圧まで昇圧又は降圧し、蓄電装置１２０に供給する。充電器１３０は、たとえば、交流電流を直流電流に変換する整流回路と、電圧を昇圧又は降圧するコンバータとを含んで構成される。なお、充電器１３０は、このような構成に限定されず、たとえば、車両外部の電源から供給される直流電力を蓄電装置１２０に供給するような構成としてもよい。

ＰＣＵ１４０は、インバータや、インバータに接続されたモータ等を含み、蓄電装置１２０から供給される電力により車両１００の走行駆動力を発生する。

受電装置１５０は、受電コイル（不図示）を含む。受電装置１５０は、受電コイルを通じて非接触で受電した電力を直流電力に変換し、電圧を所望の電圧に変換した上で蓄電装置１２０に供給する。なお、受電コイルにおける導線の巻き数は、Ｑ値（たとえば、Ｑ≧１００）及び結合係数κが大きくなるように適宜設計される。

ＥＣＵ１６０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサ（不図示）からの情報に基づいて車両１００の各機器（充電器１３０、ＰＣＵ１４０、受電装置１５０）を制御する。ＥＣＵ１７０は、タイマーを内蔵し、現在の時刻を認識することができる。

ＥＣＵ１６０により実現される主要機能として、充電インレット１１０に接続されたコネクタの種類（充電コネクタ３１０、専用コネクタ５００（不図示））を判定する機能（コネクタ種類判定機能）、及びタイマー充電機能がある。以下、各々の機能について詳細に説明する。

（コネクタ種類判定機能）
コネクタ種類判定機能は、充電インレット１１０とＥＣＵ１６０とにより電気的に実現される。図２は、充電インレット１１０とＥＣＵ１６０との電気的関係を示す回路図である。

図２を参照して、ＥＣＵ１６０は、マイコン１６５と、電源Ｖ１と、抵抗Ｒ０とを含む。ＥＣＵ１６０は、さらに、端子ＰＩＳＷ，Ｔ９を含む。電源Ｖ１に起因する電流は、抵抗Ｒ０を通じて端子ＰＩＳＷに供給される。マイコン１６５は、端子ＰＩＳＷに接続されており、端子ＰＩＳＷにおける電圧を検知することができる。また、端子Ｔ９は、グランドＧ２に接続されている。

充電インレット１１０は、抵抗Ｒ１を含む。充電インレット１１０は、さらに、端子Ｔ１−Ｔ４を含む。端子Ｔ１は、ＥＣＵ１６０の端子ＰＩＳＷに接続され、端子Ｔ２は、グランドＧ１、及びＥＣＵ１６０の端子Ｔ９に接続される。端子ＰＩＳＷから供給される電流は、端子Ｔ１、抵抗Ｒ１、及び端子Ｔ２を通じて、グランドＧ１及び端子Ｔ９に供給される。

仮に、電源Ｖ１の電圧が５（Ｖ）であり、抵抗Ｒ０の抵抗が３００（Ω）であり、抵抗Ｒ１の抵抗が２７００（Ω）であるとする。この場合に充電インレット１１０に何れのコネクタも接続されていないとすると、端子ＰＩＳＷにおける電圧は、５（Ｖ）×２７００（Ω）／（２７００（Ω）＋３００（Ω））＝４．５（Ｖ）となる。すなわち、充電インレット１１０に何れのコネクタも接続されていない場合には、マイコン１６５は、端子ＰＩＳＷにおける電圧として４．５（Ｖ）を検知する。

充電コネクタ３１０は、抵抗Ｒ２を含む。充電コネクタ３１０は、さらに、端子Ｔ５，Ｔ６を含む。充電コネクタ３１０の端子Ｔ５，Ｔ６のそれぞれが、充電インレット１１０の端子Ｔ３，Ｔ４に接続されると、抵抗Ｒ２の影響により端子ＰＩＳＷの電圧が４．５（Ｖ）から低下する。マイコン１６５は、充電コネクタ３１０が接続された場合の端子ＰＩＳＷにおける電圧を内部メモリ（不図示）に記憶している。したがって、マイコン１６５は、端子ＰＩＳＷにおける電圧変化を検知することにより充電インレット１１０に充電コネクタ３１０が接続されたことを判定することができる。

また、専用コネクタ５００は、抵抗Ｒ３を含む。抵抗Ｒ３は、充電コネクタ３１０の抵抗Ｒ２とは異なる抵抗値を有する。専用コネクタ５００は、さらに、端子Ｔ７，Ｔ８を含む。専用コネクタ５００の端子Ｔ７，Ｔ８のそれぞれが、充電インレット１１０の端子Ｔ３，Ｔ４に接続されると、抵抗Ｒ３の影響により端子ＰＩＳＷの電圧が４．５（Ｖ）から低下する。この場合の端子ＰＩＳＷの電圧は、充電コネクタ３１０が充電インレット１１０に接続された場合とは異なる。抵抗Ｒ３の抵抗値と抵抗Ｒ２の抵抗値とが異なるからである。マイコン１６５は、専用コネクタ５００が接続された場合の端子ＰＩＳＷにおける電圧を内部メモリに記憶している。したがって、マイコン１６５は、端子ＰＩＳＷにおける電圧変化を検知することにより充電インレット１１０に専用コネクタ５００が接続されたことを判定することができる。

このように、ＥＣＵ１６０は、端子ＰＩＳＷにおける電圧変化を監視することで、充電インレット１１０に接続されているコネクタが充電コネクタ３１０であるか専用コネクタ５００であるかを判定することができる。

（タイマー充電機能）
タイマー充電機能とは、予め設定された時刻スケジュールに従って非接触充電を開始する機能である。たとえば、ＥＣＵ１６０は、予め設定された時刻スケジュールに従って電気料金が最も安い時間帯に非接触充電を行なうための種々の制御を行なう。

ＥＣＵ１６０は、予め設定された時刻スケジュールを内部メモリに記憶する。ＥＣＵ１６０は、設定された時刻スケジュールに従って非接触充電を開始するための種々の制御を行なう。

車両１００において、ユーザは、時刻スケジュールを曜日単位で設定することもできる。たとえば、ユーザは、月曜日〜日曜日までのそれぞれの曜日に対して、時刻スケジュールを設定することができる。この場合には、ＥＣＵ１６０は、各曜日において、曜日毎に設定された時刻スケジュールに従って非接触充電を開始するための種々の制御を行なう。

なお、タイマー充電のための時刻スケジュールが設定されている場合には、時刻スケジュールの設定が解除（又は変更）されない限り、ユーザは、設定された時刻スケジュールが到来するまで非接触充電を行なうことができない。

（タイマー充電機能の不具合により生じる問題）
以上のような構成の車両１００において、タイマー充電の時刻スケジュールの設定を変更する機能に何らかの不具合が生じると、車両１００に搭載された蓄電装置１２０の非接触充電を直ちに開始したいとユーザが考えたとしても、ユーザは時刻スケジュールの設定を解除することができない。

このような問題を解決するためには、時刻スケジュールの設定を変更する機能を用いることなく、強制的に非接触充電を開始する機能を設けることが必要である。

この実施の形態に従う車両１００においてＥＣＵ１６０は、充電インレット１１０に充電コネクタ３１０と異なる専用コネクタ５００が接続された場合に、予め設定された時刻スケジュールに拘わらず、受電装置１５０を通じた蓄電装置１２０の充電（非接触充電）を開始する。したがって、この車両１００によれば、時刻スケジュールを変更する機能に不具合が生じたとしても、非接触充電を直ちに開始することができる。

（非接触充電の開始処理手順）
図３は、タイマー充電設定中における非接触充電の開始処理手順を示すフローチャートである。図３を参照して、ＥＣＵ１６０は、タイマー充電の時刻スケジュールが内部メモリに記憶（設定）されているか否かに基づいて、タイマー充電が設定されているか否かを判定する（ステップＳ１００）。タイマー充電が設定されていないと判定されると（ステップＳ１００においてＮＯ）、処理はこのフローチャートから抜ける。

タイマー充電が設定されていると判定されると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１６０は、非接触充電を強制的に開始する必要があるか否かを判定するため、充電インレット１１０に専用コネクタ５００が接続されているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。具体的には、ＥＣＵ１６０は、端子ＰＩＳＷ（図２）の電圧を監視することで充電インレット１１０に専用コネクタ５００が接続されているか否かを判定する。

専用コネクタ５００が接続されていないと判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ＥＣＵ１６０は、非接触充電を強制的に開始する必要がないため、設定されている時刻スケジュールが到来したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。設定されている時刻スケジュールが到来していないと判定されると（ステップＳ１２０においてＮＯ）、処理はこのフローチャートから抜ける。

設定されている時刻スケジュールが到来したと判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１６０は、非接触充電を開始するための制御を実行する（ステップＳ１３０）。たとえば、ＥＣＵ１６０は、不図示の通信部を通じて送電装置４００に送電開始指示を送信することにより、送電装置４００による送電を開始させる。

ステップＳ１１０において、専用コネクタ５００が接続されていると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、非接触充電を強制的に開始する意思表示がユーザにより示されているといえるため、ＥＣＵ１６０は、設定されている時刻スケジュールに拘わらず、非接触充電を開始するための制御を実行する（ステップＳ１３０）。

ステップＳ１３０において非接触充電が開始されると、ＥＣＵ１６０は、蓄電装置１２０の充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ１４０）。蓄電装置１２０の充電が完了していないと判定されると（ステップＳ１４０においてＮＯ）、処理は再びステップＳ１４０に移行する。蓄電装置１２０の充電が完了したと判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、処理はこのフローチャートから抜ける。

このように、この実施の形態に従う車両１００においては、タイマー充電の時刻スケジュールが設定されている場合であっても、専用コネクタ５００が充電インレット１１０に接続されたときは、直ちに非接触充電が開始される。したがって、この車両１００によれば、タイマー充電の時刻スケジュールを変更する機能に不具合が生じたとしても、非接触充電を直ちに開始することができる。

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説明ではなく、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。

１００ 車両、１１０ 充電インレット、１２０ 蓄電装置、１３０ 充電器、１４０ ＰＣＵ、１５０ 受電装置、１６０ ＥＣＵ、１６５ マイコン、２００ 充電スタンド、２１０ 交流電源、３００ 充電ケーブル、３１０ 充電コネクタ、４００ 送電装置、５００ 専用コネクタ。

Claims (1)

1. 車両外部の送電装置から非接触で受電する受電部と、
   車両外部の電源から車両に電力を供給するための充電コネクタを接続可能な充電インレットと、
   前記受電部又は前記充電インレットを通じて取得された電力を蓄える蓄電装置と、
   予め設定された時刻スケジュールに従って前記受電部を通じた前記蓄電装置の充電を開始するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記充電インレットに前記充電コネクタと異なる専用コネクタが接続された場合に、前記予め設定された時刻スケジュールに拘わらず、前記受電部を通じた前記蓄電装置の充電を開始するための処理を実行する、車両。

Images