JP2019129671A - 車両、充電器およびそれを備えた充電システム、ならびに、充電器の異常診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充電ケーブルのコネクタがインレットに挿入されることで診断可能となる充電器の異常が発生した場合に、適切な対応を取ることを可能とする。【解決手段】車両１は、充電ケーブル３の充電コネクタ３１０が挿入されるように構成された車両インレット１１０と、充電器２から充電コネクタ３１０および車両インレット１１０を介して供給される電力によるプラグイン充電が可能に構成されたバッテリ１５０と、サーバ５との通信が可能に構成された通信モジュール１８０と、プラグイン充電を制御するＥＣＵ１００とを備える。ＥＣＵ１００は、充電器２と車両１とが充電ケーブル３により接続された場合に、充電コネクタ３１０が車両インレット１１０に挿入されることで診断可能となる充電器２の異常の有無を診断し、充電器２に異常があると診断されたときに異常情報を通信モジュール１８０によりサーバ５に送信する。【選択図】図１

Description

本開示は、車両、充電器およびそれを備えた充電システム、ならびに、充電器の異常診断方法に関し、より特定的には、車両外部の充電器から供給される電力により車載の蓄電装置を充電するプラグイン充電における異常診断技術に関する。

近年、環境意識の高まりとともに、プラグインハイブリッド車、電気自動車等の車両への注目が集まっている。これらの車両は、車両外部に設けられた充電器から充電ケーブルのコネクタおよびインレットを介して供給される電力により車載の蓄電装置を充電する「プラグイン充電」が可能に構成されている。

充電器から蓄電装置への充電経路において異常（不具合）が生じる場合があり、そのような場合に異常を報知する技術が提案されている。たとえば特開２０１０−２２０２９９号公報（特許文献１）に開示された充電システムは、充電経路のインピーダンスが基準値を超える場合に、車両のユーザ（乗員）に充電経路の異常を報知する報知部を備える。

特開２０１０−２２０２９９号公報

たとえば家庭用の充電器は、車両のユーザの管理下にあることが一般的である。そのため、家庭用の充電器からの充電経路において異常がした場合に、特許文献１に記載されているように車両のユーザに異常の発生を報知すると、ユーザは、メンテナンス業者等に充電経路の点検や修理を依頼するなどの対応を取ると考えられる。

一方、充電器からの充電経路における異常は、たとえば公共の充電器（充電スタンド、充電ステーションとも称される）など、車両のユーザの管理下にない充電器でも生じ得る。この場合、たとえ車両のユーザに異常の発生を報知したとしても、修理等の適切な対応が取られない可能性がある。

本発明者は、特に、充電ケーブルのコネクタがインレットに挿入されることで診断可能となる充電器の異常に着目した。この異常の具体例としては、コネクタがインレットに挿入された状態におけるインレット端子とコネクタ端子との接続異常（端子の破損や接触不良など）が挙げられる。この異常の有無は、充電器と車両とが充電ケーブルにより接続されるまでは診断が困難な場合が多い。また、もし、充電器の異常ありと診断された場合であっても、たとえば公共の充電器においては前述の理由により適切な対応は取られない可能性がある。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、充電ケーブルのコネクタがインレットに挿入されることで診断可能となる充電器の異常が発生した場合に、適切な対応を取ることを可能とする技術を提供することである。

（１）本開示のある局面に従う車両は、外部に設けられた充電器との充電ケーブルを介した通信が可能に構成される。車両は、充電ケーブルのコネクタが挿入されるように構成されたインレットと、充電器からコネクタおよびインレットを介して供給される電力によるプラグイン充電が可能に構成された蓄電装置と、車両の外部に設けられた機器のうち充電器以外の外部機器との通信が可能に構成された通信装置と、プラグイン充電を制御する制御装置とを備える。制御装置は、充電器と車両とが充電ケーブルにより接続された場合に、コネクタがインレットに挿入されることで診断可能となる充電器の異常の有無を診断し、充電器に異常があると診断されたときに異常情報を通信装置により外部機器に送信する。

（２）好ましくは、インレットは、インレット端子を含む。コネクタは、インレット端子と電気的に接続された状態で電力を出力するように構成されたコネクタ端子を含む。異常情報は、コネクタがインレットに挿入された状態におけるインレット端子とコネクタ端子との接続異常を示す情報である。

上記（１），（２）の構成によれば、コネクタがインレットに挿入されることで診断可能となる充電器の異常があると診断されたときに異常情報が外部機器に送信される。これにより、外部機器のユーザまたは管理者などが充電器に対して適切な対応を取ることが可能になる。

（３）より好ましくは、車両は、充電器からの供給電力を検出するように構成された検出部をさらに備える。制御装置は、電力指令値を含む指令を充電器に通知したにもかかわらず、コネクタがインレットに挿入された状態で電力指令値を満たす供給電力が検出部により検出されていない場合に、異常情報を外部機器に送信する。

たとえばインレット端子およびコネクタ端子のうちの少なくとも一方の破損した場合には、電力の授受が正常に行なえなくなる。上記（３）の構成によれば、コネクタがインレットに挿入された状態で電力指令値を満たす供給電力が検出部により検出されていない場合に、インレット端子とコネクタ端子との接続異常（上記のような端子破損）が生じた可能性があるとして異常情報が送信される。これにより、端子の修理や交換などの適切な対応を取ることが可能となる。

（４）より好ましくは、コネクタは、コネクタ端子の温度を検出する温度センサをさらに含む。制御装置は、充電器からの送電中におけるコネクタ端子の異常発熱が温度センサにより検出されたことを充電器から通知された場合に、異常情報を外部機器に送信する。

たとえばインレット端子およびコネクタ端子との間の接触不良が生じると、インレット端子およびコネクタ端子とが正常に接続されている場合と比べて、接触不良箇所の抵抗が高くなり、熱損失が大きくなる。その結果、異常発熱が起こり得る。上記（４）の構成によれば、充電器からの送電中におけるコネクタ端子の異常発熱が温度センサにより検出されたことを充電器から通知された場合に、インレット端子とコネクタ端子との接続異常（上記のような接触不良）が生じた可能性があるとして異常情報が送信される。端子の修理や交換などの適切な対応を取ることが可能となる。

（５）より好ましくは、インレットは、インレット端子の温度を検出する温度センサをさらに含む。制御装置は、充電器からの受電中におけるインレット端子の異常発熱が温度センサにより検出された場合に、異常情報を外部機器に送信する。

上記（５）の構成によれば、インレット端子側の温度上昇に基づいても上記（４）のようにコネクタ端子側の温度上昇に基づく場合と同様に、インレット端子とコネクタ端子との接続異常（上記のような接触不良）の可能性を診断することができる。これにより、上記（４）の構成と同様に、端子の修理や交換などの適切な対応を取ることが可能となる。

（６）好ましくは、外部機器は、上記車両以外の車両、および、上記充電器を含む複数の充電器の異常の有無を示す充電器情報を管理するサーバのうちの少なくとも一方を含む。

上記（６）の構成によれば、上記車両以外の他の車両することで、他の車両のユーザに異常を報知することができる。これにより、他の車両のユーザは、異常が発生した充電器とは異なる充電器でプラグイン充電を行なうことが可能になる。また、サーバに異常情報を送信することで、サーバ（あるいはサーバの管理者）に異常を報知することができる。これにより、サーバは、たとえば充電器情報を更新し、異常が発生した充電器に関して適切な対応を取ることが可能になる。

（７）本開示の他の局面に従う充電器は、充電ケーブルを介して電力を供給して車両に搭載された蓄電装置を充電するプラグイン充電が可能に構成される。充電器は、充電ケーブルを介して車両との通信が可能に構成される。車両は、充電ケーブルのコネクタが挿入されるように構成されたインレットを備える。充電器は、車両以外の外部機器との通信が可能に構成された通信装置と、プラグイン充電を制御する制御装置とを備える。制御装置は、充電器と車両とが充電ケーブルにより接続された場合に、コネクタがインレットに挿入されることで診断可能となる充電器の異常の有無を診断し、充電器に異常があると診断されたときに異常情報を通信装置により外部機器に送信する。

（８）好ましくは、インレットは、インレット端子を含む。コネクタは、インレット端子と電気的に接続された状態で電力を出力するように構成されたコネクタ端子を含む。異常情報は、インレット端子とコネクタ端子との接続異常を示す情報である。

上記（７），（８）の構成によれば、コネクタがインレットに挿入されることで診断可能となる充電器の異常があると診断されたときに異常情報が外部機器に送信される。これにより、上記（１），（２）の構成と同様に、外部機器のユーザまたは管理者などが充電器に対して適切な対応を取ることが可能になる。

（９）より好ましくは、車両は、充電器からの電力を検出するように構成された検出部をさらに備える。制御装置は、コネクタがインレットに挿入された状態で車両からの電力指令値を満たす供給電力が検出部により検出されていないことを車両から通知された場合に、異常情報を外部機器に送信する。

上記（９）の構成によれば、上記（３）の構成と同様に、端子の修理や交換などの適切な対応を取ることが可能となる。

（１０）より好ましくは、コネクタは、コネクタ端子の温度を検出する温度センサをさらに含む。制御装置は、充電器からの送電中におけるコネクタ端子の異常発熱が温度センサにより検出された場合に、異常情報を外部機器に送信する。

上記（１０）の構成によれば、上記（４）の構成と同様に、端子の修理や交換などの適切な対応を取ることが可能となる。

（１１）より好ましくは、インレットは、インレット端子の温度を検出する温度センサをさらに含む。制御装置は、充電器からの受電中におけるインレット端子の異常発熱が温度センサにより検出されことを車両から通知された場合に、異常情報を外部機器に送信する。

上記（１１）の構成によれば、上記（５）の構成と同様に、端子の修理や交換などの適切な対応を取ることが可能となる。

（１２）本開示のさらに他の局面に従う充電システムは、上記充電器と、上記外部機器とを備える。外部機器は、充電器を含む複数の充電器の異常の有無を示す充電器情報を管理するサーバを含む。サーバは、受信した異常情報に応じて充電器情報を更新する。

上記（１２）の構成によれば、サーバが受信した異常情報に応じて充電器情報を更新されるので、更新後の（言い換えると最新の）充電器情報に基づく各種処理が可能となる。たとえば、いずれかの車両から充電器の案内要求があった場合に、異常が発生していない充電器を車両に案内することができる。

（１３）本開示のさらに他の局面に従う充電器の異常診断方法において、充電器は、充電ケーブルを介して電力を供給して車両に搭載された蓄電装置を充電するプラグイン充電が可能に構成される。充電器の異常診断方法は、充電器と車両とが充電ケーブルにより接続された場合に、充電ケーブルのコネクタが車両のインレットに挿入されることで診断可能となる充電器の異常の有無を診断するステップと、充電器に異常があると診断された場合に、車両の外部に設けられた機器のうち充電器以外の外部機器に異常情報を送信するステップとを含む。

上記（１３）の方法によれば、上記（１），（７）の構成と同様に、外部機器のユーザまたは管理者などが充電器に対して適切な対応を取ることが可能になる。

本開示によれば、車両のユーザの管理下にない充電器からのプラグイン充電の充電経路に異常が生じた場合に、適切な対応を取ることができる。

本開示の実施の形態１に係る充電システムの全体構成図である。 実施の形態１に係る車両、充電器および充電ケーブルの構成を概略的に示すブロック図である。 車両インレットを示す正面図である。 充電コネクタを示す正面図である。 実施の形態１における車両によるプラグイン充電制御を示すフローチャートである。 実施の形態１におけるサーバによる処理を示すフローチャートである。 充電器情報マップの一例を示す図である。 実施の形態２における充電器によるプラグイン充電制御を示すフローチャートである。

以下、本開示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。

［実施の形態１］
＜充電システムの全体構成＞
図１は、本開示の実施の形態１に係る充電システムの全体構成図である。図１を参照して、充電システム１０は、車両１と、充電器２と、充電ケーブル３と、スマートフォン４と、サーバ５とを備える。

車両１と充電器２とは、充電ケーブル３により電気的に接続可能に構成されている。車両１は、あるユーザ（図示せず）の車両であり、たとえばプラグインハイブリッド車である。ただし、車両１は、プラグイン充電が可能に構成されていればよく、電気自動車であってもよい。

図１には、充電器２によるプラグイン充電が車両１に対して実施される状況が図示されている。充電器２は、たとえば公共の充電器（充電スタンド、充電ステーション）である。そのため、充電器２によるプラグイン充電は、車両１以外の複数の車両９に対して実施される場合もある。

車両１とスマートフォン４とサーバ５とは、互いに無線通信が可能に構成されている。また、充電器２とサーバ５とも、無線通信が可能に構成されている。なお、図示しないが、他の車両９とサーバ５との間の無線通信も可能であるとともに、車両９のユーザのスマートフォン（図示せず）とサーバ５との間の無線通信も可能である。

スマートフォン４は、プラグイン充電に関する情報を車両１のユーザに報知するために用いられる。なお、ユーザへの報知にスマートフォン４を用いることは必須ではなく、車両９に設けられたモニタ（カーナビゲーションシステムのモニタ）等により、ユーザへの報知を実現することも可能である。

サーバ５は、いずれも図示しないが、ＣＰＵと、メモリと、バッファとを含む。また、サーバ５は、充電器２を含む多数の充電器に関する情報（充電器情報ＩＮＦＯ）が格納された充電器情報データベース５１を含む。充電器情報ＩＮＦＯの詳細については後述する（図７参照）。なお、サーバ５の一部または全部は、電子回路等のハードウェアにより演算処理を実行するように構成されてもよい。

図２は、実施の形態１に係る車両１、充電器２および充電ケーブル３の構成を概略的に示すブロック図である。図２を参照して、充電器２は、たとえばＤＣ充電用の充電器であって、系統電源５００からの交流電力を、車両１に搭載されたバッテリ１５０を充電するための直流電力に変換して出力する。充電器２は、電力線ＡＣＬと、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０と、電圧センサ２２０と、給電線ＰＬ０，ＮＬ０と、制御回路２００とを含む。

電力線ＡＣＬは、系統電源５００に電気的に接続されている。電力線ＡＣＬは、系統電源５００からの交流電力をＡＣ／ＤＣ変換器２１０へ伝達する。

ＡＣ／ＤＣ変換器２１０は、電力線ＡＣＬ上の交流電力を、車両１に搭載されたバッテリ１５０を充電するための直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換器２１０による電力変換は、力率改善のためのＡＣ／ＤＣ変換と、電圧レベル調整のためのＤＣ／ＤＣ変換との組み合わせによって実行されてもよい。ＡＣ／ＤＣ変換器２１０から出力された直流電力は、正極側の給電線ＰＬ０および負極側の給電線ＮＬ０によって供給される。

電圧センサ２２０は、給電線ＰＬ０，ＮＬ０の間に設けられている。電圧センサ２２０は、給電線ＰＬ０，ＮＬ０間の電圧を検出し、その検出結果を制御回路２００に出力する。

制御回路２００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力ポート（いずれも図示せず）とを含んで構成されている。制御回路２００は、電圧センサ２２０により検出された電圧、各種スイッチ、車両１からの信号、ならびに、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて充電器２を制御する。

また、充電ケーブル３の充電コネクタ３１０には、充電コネクタ３１０（より詳細には、Ｐ端子３１２およびＮ端子３１３のうちの少なくとも一方）の温度Ｔ２を検出する温度センサ３１９が設けられている。制御回路２００は、温度センサ３１９から温度Ｔ２を示す信号を受けることで、充電コネクタ３１０における異常（より具体的には異常発熱）の有無を診断することが可能である。

車両１は、車両インレット１１０と、充電線ＰＬ１，ＮＬ１と、電圧センサ１２１と、電流センサ１２２と、車両コンタクタ１３１，１３２と、システムメインリレー１４１，１４２と、バッテリ１５０と、電力線ＰＬ２，ＮＬ２と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１６０と、エンジン１７０と、モータジェネレータ１７１，１７２と、動力分割機構１７３と、駆動輪１７４と、通信モジュール１８０と、ＥＣＵ１００とを備える。

車両インレット（充電ポート）１１０は、充電ケーブル３の充電コネクタ３１０が電気的に接続可能に構成されている。より詳細には、充電コネクタ３１０が嵌合等の機械的な連結を伴って車両インレット１１０に挿入されることにより、給電線ＰＬ０と車両インレット１１０の正極側の接点との間の電気的な接続が確保されるとともに、給電線ＮＬ０と車両インレット１１０の負極側の接点との間の電気的な接続が確保される。また、車両インレット１１０と充電コネクタ３１０とが充電ケーブルにより接続されることで、車両１のＥＣＵ１００と充電器２の制御回路２００とがＣＡＮ（Controller Area Network）等の所定の通信規格に従う通信またはアナログ制御線を介したアナログ信号による通信により、各種信号、指令および情報（データ）を相互に送受信することが可能になる。

また、車両インレット１１０には、充電ケーブル３の充電コネクタ３１０と同様に、車両インレット１１０（より詳細には、Ｐ端子１１２およびＮ端子３１３のうちの少なくとも一方）の温度Ｔ１を検出するための温度センサ１１９が設けられている。ＥＣＵ１００は、温度センサ１１９から温度Ｔ１を示す信号を受けることで、車両インレット１１０における異常発熱等の異常の有無を診断することが可能である。

電圧センサ１２１は、車両コンタクタ１３１，１３２よりも車両インレット１１０側において、充電線ＰＬ１と充電線ＮＬ１との間に設けられている。電圧センサ１２１は、充電線ＰＬ１，ＮＬ１間の直流電圧を検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。電流センサ１２２は、充電線ＰＬ１に設けられている。電流センサ１２２は、充電線ＰＬ１を流れる電流を検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。ＥＣＵ１００は、電圧センサ１２１および電流センサ１２２による検出結果に基づき、充電器２からの供給電力を算出することができる。なお、電圧センサ１２１および電流センサ１２２は、本開示に係る「検出部」に相当する。

車両コンタクタ１３１は充電線ＰＬ１に接続され、車両コンタクタ１３２は充電線ＮＬ１に接続されている。車両コンタクタ１３１，１３２の閉成／開放は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて制御される。車両コンタクタ１３１，１３２が閉成され、かつシステムメインリレー１４１，１４２が閉成されると、車両インレット１１０とバッテリ１５０との間での電力伝送が可能な状態となる。

バッテリ１５０は、車両１の駆動力を発生させるための電力を供給する。また、バッテリ１５０は、モータジェネレータ１７１，１７２で発電された電力を蓄電する。バッテリ１５０は、複数のセル（図示せず）を含んで構成された組電池であり、各セルはリチウムイオン二次電池もしくはニッケル水素二次電池等の二次電池である。本実施の形態では組電池の内部構成は特に限定されないので、以下ではセルについては特に言及せず、単にバッテリ１５０と記載する。なお、バッテリ１５０は、電気二重層キャパシタなどのキャパシタであってもよい。バッテリ１５０は、本開示に係る「蓄電装置」に相当する。

バッテリ１５０の正極は、システムメインリレー１４１を経由してノードＮＤ１に電気的に接続されている。ノードＮＤ１は、充電線ＰＬ１および電力線ＰＬ２に電気的に接続されている。同様に、バッテリ１５０の負極は、システムメインリレー１４２を経由してノードＮＤ２に電気的に接続されている。ノードＮＤ２は、充電線ＮＬ１および電力線ＮＬ２に電気的に接続されている。システムメインリレー１４１，１４２の閉成／開放は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて制御される。

バッテリ１５０には、電圧センサ１５１と、電流センサ１５２と、温度センサ１５３とが設けられている。電圧センサ１５１は、バッテリ１５０の電圧ＶＢを検出する。電流センサ１５２は、バッテリ１５０に入出力される電流ＩＢを検出する。温度センサ１５３は、バッテリ１５０の温度ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。

ＰＣＵ１６０は、電力線ＰＬ２，ＮＬ２とモータジェネレータ１７１，１７２との間に電気的に接続されている。ＰＣＵ１６０は、図示しないコンバータおよびインバータを含んで構成され、システムメインリレー１４１，１４２の閉成時にバッテリ１５０とモータジェネレータ１７１，１７２との間で双方向の電力変換を実行する。

エンジン１７０は、ガソリンエンジン等の内燃機関であり、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて車両１が走行するための駆動力を発生する。

モータジェネレータ１７１，１７２の各々は、たとえば三相交流回転電機である。モータジェネレータ１７１は、動力分割機構１７３を介してエンジン１７０のクランク軸に連結される。モータジェネレータ１７１は、エンジン１７０を始動させる際にはバッテリ１５０の電力を用いてエンジン１７０のクランク軸を回転させる。また、モータジェネレータ１７１はエンジン１７０の動力を用いて発電することも可能である。モータジェネレータ１７１によって発電された交流電力は、ＰＣＵ１６０により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。また、モータジェネレータ１７１によって発電された交流電力は、モータジェネレータ１７２に供給される場合もある。

モータジェネレータ１７２は、バッテリ１５０からの電力およびモータジェネレータ１７１により発電された電力のうちの少なくとも一方を用いて駆動軸を回転させる。また、モータジェネレータ１７２は回生制動によって発電することも可能である。モータジェネレータ１７２によって発電された交流電力は、ＰＣＵ１６０により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。

動力分割機構１７３は、たとえば遊星歯車機構であり、エンジン１７０のクランク軸、モータジェネレータ１７１の回転軸、および駆動軸の三要素を機械的に連結する。

通信モジュール１８０は、サーバ５との無線通信が可能に構成されたＤＣＭ（Digital Communication Module）である。通信モジュール１８０は、本開示に係る「通信装置」に相当する。

ＥＣＵ１００は、制御回路２００と同様に、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ１０２と、入出力ポート（図示せず）とを含んで構成される。ＥＣＵ１００は、各センサ等からの信号に応じて、車両１が所望の状態となるように機器類を制御する。ＥＣＵ１００により実行される主要な制御として、充電器２から供給される電力により車載のバッテリ１５０を充電する「プラグイン充電」が挙げられる。車両１のＥＣＵ１００と充電器２の制御回路２００との間で充電ケーブル３を介して相互に信号、指令および情報を送受信することにより、プラグイン充電が進められる。この制御については図５にて詳細に説明する。

＜インレットおよびコネクタの構成＞
以上のように構成された車両１および充電器２において、車両インレット１１０と充電コネクタ３１０とは、一例として、チャデモ（CHAdeMO）（登録商標）方式に準拠した構成を有する。

図３は、車両インレット１１０を示す正面図である。図１および図３を参照して、車両インレット１１０は、筒状に形成された案内壁１１１と、案内壁１１１内に設けられたＰ端子１１２およびＮ端子１１３と、案内壁１１１内に設けられた通信端子１１４，１１５と、案内壁１１１の上端部に設けられた止め具１１６と、案内壁１１１の側面に回転できるように設けられた蓋１１７とを含む。Ｐ端子１１２には、充電線ＰＬ１が電気的に接続され、Ｎ端子１１３には充電線ＮＬ１が電気的に接続されている。Ｐ端子１１２およびＮ端子１１３は、本開示に係る「インレット端子」に相当する。

図４は、充電コネクタ３１０を示す正面図である。図２および図４を参照して、充電コネクタ３１０は、コネクタケース（図示せず）の先端部において前方に向けて開口するように筒状に形成された案内壁３１１と、案内壁３１１内に設けられたＰ端子３１２およびＮ端子３１３と、案内壁３１１内に設けられた通信端子３１４，３１５と、爪部３１６とを含む。Ｐ端子３１２には、給電線ＰＬ０が電気的に接続され、Ｎ端子３１３には給電線ＮＬ０が電気的に接続されている。Ｐ端子３１２およびＮ端子３１３は、本開示に係る「コネクタ端子」に相当する。

コネクタケースに設けられた操作部（図示せず）がユーザによって押されると、爪部３１６が跳ね上がり、図３に示した止め具１１６に爪部３１６を引っ掛けることができるようになる。充電コネクタ３１０が車両インレット１１０に挿入されると、Ｐ端子１１２とＰ端子３１２とが電気的に接続されるとともに、Ｎ端子１１３とＮ端子３１３とが電気的に接続される。これにより、図１において、給電線ＰＬ０と充電線ＰＬ１とが電気的に接続され、給電線ＮＬ０と充電線ＮＬ１とが電気的に接続される。また、通信端子１１４と通信端子３１４とが接続され、通信端子１１５と通信端子３１５とが接続される。これにより、ＥＣＵ１００と制御回路２００との間での双方向通信が可能になる。

＜プラグイン充電における充電器の異常診断＞
プラグイン充電時（電力伝送の開始前を含む）においては、異常の発生の有無が車両１のＥＣＵ１００および充電器２の制御回路２００の両方により監視されるところ、異常のなかには、充電コネクタ３１０が車両インレット１１０に挿入されることで診断可能となる異常が存在する。具体的には、車両インレット１１０に設けられたＰ端子１１２またはＮ端子１１３が破損したり、充電コネクタ３１０に設けられたＰ端子３１２またはＮ端子３１３が破損したりする異常が発生し得る。また、Ｐ端子１１２とＰ端子３１２との接点の接触不良（あるいはＮ端子１１３とＮ端子３１３との接点の接触不良）等により車両インレット１１０または充電コネクタ３１０の異常発熱が起こる場合もある。このような異常は、車両インレット１１０と充電コネクタ３１０との接続前には発見困難であり、車両インレット１１０と充電コネクタ３１０との接続時あるいは当該接続後の電力供給時に発見できるようになる。

ここで、家庭用の充電器は、車両のユーザの管理下にあることが一般的である。そのため、家庭用の充電器において前述のような異常が発生した場合、その旨を車両のユーザに報知すると、ユーザは、メンテナンス業者等に点検や修理を依頼するなどの必要な対応を取ると考えられる。

一方、公共の充電設備である充電器２では、家庭用の充電器と比べて使用頻度が高い。つまり、充電コネクタ３１０が車両インレット１１０に挿入（接続）されたり、車両インレット１１０から充電コネクタ３１０が抜去（接続解除）されたりする回数が相対的に多い。そのため、家庭用の充電器と比べて、異常が発生しやすいと言える。

ところが、このような異常が発生した場合に、車両１のユーザに異常を報知したとしても、充電器２は当該ユーザの管理下にない。そのため、報知を受けたユーザは、たとえば近隣の正常な充電器を探してプラグイン充電を試みることなどは考えられるものの、異常が発生した充電器２に対しては修理依頼等の対応を特に取らない可能性がある。その結果、充電器２は、異常が発生した状態のまま放置されることになり得る。

そこで、本実施の形態においては、充電コネクタ３１０が車両インレット１１０に挿入されることで診断可能となる異常の有無を診断し、異常ありと診断された場合には、異常情報を車両１から外部機器であるサーバ５に送信する構成を採用する。これにより、サーバ５（あるいはサーバ５の管理者）によって充電器２の修理等の適切な対応を取ることが可能となる。

＜プラグイン充電フロー＞
図５は、実施の形態１における車両１によるプラグイン充電制御を示すフローチャートである。図５および後述する図８に示すフローチャートは、たとえば充電コネクタ３１０が車両インレット１１０に挿入された場合に実行される。図５に示すフローチャートに含まれる各ステップ（以下「Ｓ」と略す）は、基本的にはＥＣＵ１００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ１００内に作製された専用のハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

図２〜図５を参照して、Ｓ１１において、ＥＣＵ１００は、充電器２の制御回路２００との間での充電ケーブル３を介した双方向通信により、プラグイン充電を開始するための準備を実施する。より具体的には、ＥＣＵ１００は、制御回路２００との間でＣＡＮ通信を確立したり、プラグイン充電のための情報交換処理を実施したりする。一例として、ＥＣＵ１００からは、バッテリ１５０の情報（バッテリ１５０のＳＯＣ（State Of Charge）、最大電圧）、および、充電電流を含む電力指令値等を示す信号が充電器２に送信される。一方、充電器２からは、バッテリ１５０の適合性の判定結果や充電時間の予測値などを示す信号がＥＣＵ１００に送信される。また、充電器２側での絶縁診断の結果、充電経路の絶縁状態が確保されていると診断されると、充電器２から絶縁診断完了が通知される。ＥＣＵ１００は、充電器２からの通知に応答して、車両コンタクタ１３１，１３２を閉成させる。このような情報のやり取りを行なうことで、充電開始の準備が整う。

プラグイン充電が正常に進行する場合には以下のような処理が実施される。すなわち、Ｓ１２において、ＥＣＵ１００は、バッテリ１５０が満充電状態であるか否かを判定する。バッテリ１５０が満充電状態でない場合（Ｓ１２においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、バッテリ１５０の充電状態を監視するための処理を行なう（Ｓ１３）。詳細については後述するが、異常が検出されていない場合（Ｓ１４においてＮＯ）には、バッテリ１５０の充電が開始され（あるいは既に充電中である場合には充電が継続され）、処理がＳ１２に戻される。これにより、満充電状態となるまでバッテリ１５０の充電が継続される。バッテリ１５０が満充電状態となると（Ｓ１２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１６に進め、バッテリ１５０の充電が正常に終了したとして正常終了シーケンスを実行する。たとえば、車両コンタクタ１３１，１３２が再び開放される。

一方、Ｓ１４にてバッテリ１５０のプラグイン充電開始前またはプラグイン充電中に、Ｐ端子１１２，３１２またはＮ端子１１３，３１３の破損または接触不良等の異常が発生したと診断される場合もある（Ｓ１４においてＹＥＳ）。以下では、Ｐ端子１１２，３１２およびＮ端子１１３，３１３を包括的に「電力端子」とも記載する。

車両１と充電器２との間で通信端子１１４，１１５，３１４，３１５を介した通信が可能であるにもかかわらず、充電器２から車両１への電力供給が正常に行なえない場合には、電力端子が破損している可能性がある。より詳細には、Ｓ１１の処理にて車両１から電力指令値を含む指令が充電器２に通知されているにもかかわらず、電力指令値を満たす供給電力が電圧センサ１２１および電流センサ１２２により検出されていない場合、電力端子が破損している可能性がある。このような場合、ＥＣＵ１００は、電力供給の停止を要求する信号を充電器２に送信することで、プラグイン充電を停止させる（Ｓ１７）。さらに、ＥＣＵ１００は、異常情報をサーバ５に送信する（Ｓ１８）。

また、電力端子において接触不良が生じている場合には、その接触不良に伴い接触抵抗が増大し、温度センサ１１９または温度センサ３１９により異常発熱が検出され得る。このような場合にも、ＥＣＵ１００は、異常情報をサーバ５に送信する。より詳細には、充電器２からの受電中に、車両インレット１１０に設けられた温度センサ１１９によりＰ端子１１２およびＮ端子１１３の異常発熱が検出された場合、ＥＣＵ１００は、異常情報をサーバ５に送信する（Ｓ１８）。あるいは、充電器２からの送電中に、充電コネクタ３１０に設けられた温度センサ３１９によりＰ端子３１２およびＮ端子３１３の異常発熱が検出された場合、ＥＣＵ１００は、その旨の通知を充電器２の制御回路２００から受け、異常情報をサーバ５に送信する。なお、いずれの場合にも、ＥＣＵ１００は、異常情報の送信に加えて、電力供給の停止を要求する信号を充電器２に送信することでプラグイン充電を停止させる。

なお、車両インレット１１０のＰ端子１１２またはＮ端子１１３が破損した場合と、充電コネクタ３１０のＰ端子１３２またはＮ端子３１３が破損した場合とでは、いずれの場合も充電器２から車両１への電力供給が正常に行なえなくなる点で共通しており、前者と後者とを互いに区別することができない可能性がある。つまり、車両インレット１１０側で異常が発生したのか充電コネクタ３１０側で異常が発生したのか、異常発生箇所を切り分けることができない可能性がある。しかし、同一の充電器２に関する異常情報を複数の車両から受信した場合、サーバ５は、充電器２側で異常が発生した可能性が高いと判定することができる。

＜サーバの処理フロー＞
続いて、車両１からの異常情報を受けるサーバ５により実行される一連の処理について説明する。

図６は、実施の形態１におけるサーバ５による処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、たとえば、所定の制御周期が経過する度にメインルーチン（図示せず）から呼び出されてサーバ５により実行される。

図１、図２および図６を参照して、Ｓ３１において、サーバ５は、車両１からの異常情報を受けたか否かを判定する。車両１からの異常情報に受けると（Ｓ３１においてＹＥＳ）、サーバ５は、充電器情報データベース５１に格納された充電器情報ＩＮＦＯを更新する（Ｓ３２）。

図７は、充電器情報ＩＮＦＯの一例を示す図である。図７に示すように、充電器情報ＩＮＦＯには、充電器の識別情報（充電器ＩＤ）とともに、各充電器の設置場所、対応充電規格、充電料金を示す情報などが含まれている。また、充電器情報ＩＮＦＯには、各充電器における電力端子の破損または接触不良等の異常の有無を示す情報が含まれている。充電器情報ＩＮＦＯを参照することによって、サーバ５は、どの充電器に異常が発生しているかを判定することができる。また、充電器情報ＩＮＦＯを適宜更新することにより、以下に説明するように、更新後の（最新の）充電器情報ＩＮＦＯに基づいて、適切な充電器を他の車両９に案内することが可能となる。

図６に戻り、車両１からの異常情報を受けていない場合（Ｓ３１においてＮＯ）、サーバ５は、他の車両９（車両１であってもよい）から充電器の案内要求を受けたか否かを判定する（Ｓ３３）。充電器の案内要求を受けると（Ｓ３３においてＹＥＳ）、サーバ５は、車両９の現在位置を示す位置情報を取得する（Ｓ３４）。なお、サーバ５は、位置情報とともに車両９の走行予定経路に関する情報を取得してもよい。また、案内要求と位置情報等との取得順序は特に問われず、サーバ５は、案内要求とともに位置情報等を取得してもよい。

Ｓ３５において、サーバ５は、充電器情報ＩＮＦＯを参照して、車両９に適した充電器を選択する。より詳細には、サーバ５は、正常な充電器のなかから、車両９の現在位置、対応規格等の条件を満たす充電器を選択する。また、サーバ５は、ユーザの希望する充電料金の条件（たとえばユーザにより設定された希望金額以下であるとの条件）についても考慮してもよい。そして、サーバ５は、Ｓ３５にて選択された充電器の情報を車両９に送信する（Ｓ３６）。サーバ５は、車両９に代えて、車両９のユーザのスマートフォン（図示せず）に対して充電器情報を送信してもよい。

なお、図６では、Ｓ３１，Ｓ３２の処理と、Ｓ３３〜Ｓ３６の処理とを同一フローに示したが、これらの処理は別フローとして並行して実行されてもよい。

以上のように、実施の形態１によれば、電力端子の破損または接触不良等、充電コネクタ３１０が車両インレット１１０に挿入されることで診断可能となる異常が発生した場合に、異常情報が車両１からサーバ５に送信される。これにより、サーバ５（あるいはサーバ５の管理者）によって充電器２の修理等の適切な対応を取ることが可能となる。具体的には、充電器２がサーバ５の管理者の管理下にある場合には、サーバ５からメンテナンス業者に修理依頼を行なうことができる。充電器２がサーバ５の管理者とは別業者の管理下にある場合には、サーバ５から当該別業者に異常を通知することで別行者が修理依頼を行なうこともできる。

なお、実施の形態１では、充電コネクタ３１０が車両インレット１１０に挿入されることで診断可能となる異常の例として、電力端子の破損または接触不良を挙げたが、当該異常は、これに限定されるものではない。たとえば、上記異常は、電力端子と接続ケーブルの導線（図示せず）との接続箇所における破損等であってもよい。また、上記異常は、充電器２のＡＣ／ＤＣ変換器２１０の異常を含んでもよい。

また、異常情報の送信先は、サーバ５に限定されない。たとえば、車両１は、車両１の周囲に存在する他の車両９（図１参照）に、いわゆる車車間通信により直接的に異常情報を送信してもよい。これにより、他の車両９のユーザは、異常が発生した充電器とは異なる充電器でプラグイン充電を行なうことが可能になる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、車両１から外部のサーバ５に異常情報が送信される構成を例に説明したが、異常情報の送信元は充電器２であってもよい。

図８は、実施の形態２における充電器２によるプラグイン充電制御を示すフローチャートである。このフローチャートに含まれる各ステップ（以下「Ｓ」と略す）は、基本的には制御回路２００によるソフトウェア処理によって実現されるが、制御回路２００内に作製された専用のハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

図６を参照して、このフローチャートは、実行主体が車両１のＥＣＵ１００に代えて充電器２の制御回路２００である点以外は、実施の形態１におけるフローチャート（図５参照）と基本的に同等である。したがって、詳細な説明は繰り返さない。

実施の形態２によれば、充電コネクタ３１０が車両インレット１１０に挿入されることで診断可能となる異常が発生した場合に、充電器２からサーバ５（または他の車両９）に異常情報が送信される。これにより、実施の形態１と同様に、サーバ５（あるいはサーバ５の管理者）によって充電器２の修理等の適切な対応を取ることが可能となる。

なお、実施の形態１では、充電器２から直流電力が車両に供給される「ＤＣ充電」の一規格であるチャデモの構成を例に説明したが、ＤＣ充電の規格はこれに限定されるものではない。また、本開示に係る充電器の異常診断方法は、充電器から車両に交流電力が供給され、車両上でＡＣ／ＤＣ変換が行なわれる「ＡＣ充電」にも適用可能である。

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。本開示の範囲は、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。

１，９ 車両、２ 充電器、３ 充電ケーブル、４ スマートフォン、５ サーバ、５１ 充電器情報データベース、１０ 充電システム、１００ ＥＣＵ、１０１ ＣＰＵ、１０２ メモリ、１１０ 車両インレット、３１０ 充電コネクタ、１１１，３１１ 案内壁、１１２，３１２ Ｐ端子、１１３，３１３ Ｎ端子、１１４，１１５，３１４，３１５ 通信端子、１１６ 止め具、３１６ 爪部、１１７ 蓋、１１９，１５３，３１９ 温度センサ、１２０，１５１，２２０ 電圧センサ、１３１，１３２ 車両コンタクタ、１４１，１４２ システムメインリレー、１５０ バッテリ、１５２ 電流センサ、１５４ 昇温システム、１６０ ＰＣＵ、１７０ エンジン、１７１，１７２ モータジェネレータ、１７３ 動力分割機構、１７４ 駆動輪、１８０ 通信モジュール、２００ 制御回路、２１０ ＡＣ変換器、５００ 系統電源、２０１０ 特開、ＡＣＬ，ＰＬ２，ＮＬ２ 電力線、ＮＬ０，ＰＬ０ 給電線、ＮＬ１，ＰＬ１ 充電線。

Claims (13)

1. 外部に設けられた充電器との充電ケーブルを介した通信が可能に構成された車両であって、
   前記充電ケーブルのコネクタが挿入されるように構成されたインレットと、
   前記充電器から前記コネクタおよび前記インレットを介して供給される電力によるプラグイン充電が可能に構成された蓄電装置と、
   前記車両の外部に設けられた機器のうち前記充電器以外の外部機器との通信が可能に構成された通信装置と、
   前記プラグイン充電を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記充電器と前記車両とが前記充電ケーブルにより接続された場合に、前記コネクタが前記インレットに挿入されることで診断可能となる前記充電器の異常の有無を診断し、前記充電器に異常があると診断されたときに異常情報を前記通信装置により前記外部機器に送信する、車両。
2. 前記インレットは、インレット端子を含み、
   前記コネクタは、前記インレット端子と電気的に接続された状態で電力を出力するように構成されたコネクタ端子を含み、
   前記異常情報は、前記コネクタが前記インレットに挿入された状態における前記インレット端子と前記コネクタ端子との接続異常を示す情報である、請求項１に記載の車両。
3. 前記充電器からの供給電力を検出するように構成された検出部をさらに備え、
   前記制御装置は、電力指令値を含む指令を前記充電器に通知したにもかかわらず、前記コネクタが前記インレットに挿入された状態で前記電力指令値を満たす供給電力が前記検出部により検出されていない場合に、前記異常情報を前記外部機器に送信する、請求項２に記載の車両。
4. 前記コネクタは、前記コネクタ端子の温度を検出する温度センサをさらに含み、
   前記制御装置は、前記充電器からの送電中における前記コネクタ端子の異常発熱が前記温度センサにより検出されたことを前記充電器から通知された場合に、前記異常情報を前記外部機器に送信する、請求項２に記載の車両。
5. 前記インレットは、前記インレット端子の温度を検出する温度センサをさらに含み、
   前記制御装置は、前記充電器からの受電中における前記インレット端子の異常発熱が前記温度センサにより検出された場合に、前記異常情報を前記外部機器に送信する、請求項２に記載の車両。
6. 前記外部機器は、前記車両以外の車両、および、前記充電器を含む複数の充電器の異常の有無を示す充電器情報を管理するサーバを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両。
7. 充電ケーブルを介して電力を供給して車両に搭載された蓄電装置を充電するプラグイン充電が可能に構成された充電器であって、
   前記充電ケーブルを介して前記車両との通信が可能に構成され、
   前記車両は、前記充電ケーブルのコネクタが挿入されるように構成されたインレットを備え、
   前記充電器は、
   前記車両以外の外部機器との通信が可能に構成された通信装置と、
   前記プラグイン充電を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記充電器と前記車両とが前記充電ケーブルにより接続された場合に、前記コネクタが前記インレットに挿入されることで診断可能となる前記充電器の異常の有無を診断し、前記充電器に異常があると診断されたときに異常情報を前記通信装置により前記外部機器に送信する、充電器。
8. 前記インレットは、インレット端子を含み、
   前記コネクタは、前記インレット端子と電気的に接続された状態で電力を出力するように構成されたコネクタ端子を含み、
   前記異常情報は、前記インレット端子と前記コネクタ端子との接続異常を示す情報である、請求項７に記載の充電器。
9. 前記車両は、前記充電器からの電力を検出するように構成された検出部をさらに備え、
   前記制御装置は、前記コネクタが前記インレットに挿入された状態で前記車両からの電力指令値を満たす供給電力が前記検出部により検出されていないことを前記車両から通知された場合に、前記異常情報を前記外部機器に送信する、請求項８に記載の充電器。
10. 前記コネクタは、前記コネクタ端子の温度を検出する温度センサをさらに含み、
    前記制御装置は、前記充電器からの送電中における前記コネクタ端子の異常発熱が前記温度センサにより検出された場合に、前記異常情報を前記外部機器に送信する、請求項８に記載の充電器。
11. 前記インレットは、前記インレット端子の温度を検出する温度センサをさらに含み、
    前記制御装置は、前記充電器からの受電中における前記インレット端子の異常発熱が前記温度センサにより検出されことを前記車両から通知された場合に、前記異常情報を前記外部機器に送信する、請求項８に記載の充電器。
12. 請求項７〜１１のいずれか１項に記載の充電器と、
    前記外部機器とを備え、
    前記外部機器は、前記充電器を含む複数の充電器の異常の有無を示す充電器情報を管理するサーバを含み、
    前記サーバは、受信した前記異常情報に応じて前記充電器情報を更新する、充電システム。
13. 充電ケーブルを介して電力を供給して車両に搭載された蓄電装置を充電するプラグイン充電が可能に構成された充電器の異常診断方法であって、
    前記充電器と前記車両とが前記充電ケーブルにより接続された場合に、前記充電ケーブルのコネクタが前記車両のインレットに挿入されることで診断可能となる前記充電器の異常の有無を診断するステップと、
    前記充電器に異常があると診断された場合に、前記車両の外部に設けられた機器のうち前記充電器以外の外部機器に異常情報を送信するステップとを含む、充電器の異常診断方法。

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