JP2020099160A - 車両の充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＣ充電器が特定ＤＣ充電器であることに起因して、車両の蓄電装置の充電機会が失われることを抑制することである。【解決手段】車両のＥＣＵは、充電開始前の情報交換処理において取得したＤＣ充電器の最小出力電圧が、蓄電装置の充電下限電圧以下である場合には第１充電制御を実行し、蓄電装置の充電下限電圧よりも高い場合には第２充電制御を実行する。車両のＥＣＵは、第２充電制御において、まずプリチャージ回路を接続しつつＤＣ充電を開始して、実際にＤＣ充電器から車両に印加される電圧を確認する。ＤＣ充電器から車両に印加される電圧が蓄電装置の電圧に対応する値である場合には、車両のＥＣＵはＤＣ充電を許可して第１充電制御を実行する。ＤＣ充電器から車両に印加される電圧が蓄電装置の電圧に対応する値でない場合には、車両のＥＣＵはＤＣ充電を許可しない。【選択図】図４

Description

本開示は、車両外部の充電器から供給される電力を受けて車載の蓄電装置を充電できるように構成された車両に関する。

車両外部の充電器から供給される直流電力を受けて車載の蓄電装置を充電するＤＣ（Direct Current）充電が可能に構成された車両が普及してきている。以下、直流電力を供給する充電器を「ＤＣ充電器」とも称する。

ＤＣ充電においては、ＤＣ充電が開始される前に車両とＤＣ充電器との間で情報交換処理が実行され、交換された情報を用いて車両とＤＣ充電器との適合性を判定してからＤＣ充電を開始する方式が知られている。

たとえば特開２０１１−１１４９６１号公報（特許文献１）には、車両とＤＣ充電器との適合性の判定に、車載の蓄電装置に印加可能な電圧の上限である充電上限電圧と、ＤＣ充電器の出力可能な電圧の上限である最大出力電圧とが用いられる充電システムが開示されている。この充電システムにおいては、情報交換処理において、車両からＤＣ充電器に充電上限電圧が送信され、ＤＣ充電器から車両に最大出力電圧が送信される。車両は、最大出力電圧が充電上限電圧以上である場合には、車両とＤＣ充電器とに適合性があると判定し、ＤＣ充電を許可する。一方、車両は、最大出力電圧が充電上限電圧より低い場合には、車両とＤＣ充電器とに適合性がないと判定してＤＣ充電を不許可とする。

特開２０１１−１１４９６１号公報

車両とＤＣ充電器との適合性の判定には他に、車両の蓄電装置に印加可能な電圧の下限である充電下限電圧と、ＤＣ充電器の出力可能な電圧の下限である最小出力電圧とが用いられることが考えられる。この場合には、情報交換処理において、車両とＤＣ充電器との間で、充電下限電圧と最小出力電圧とが情報交換され、最小出力電圧が充電下限電圧以下である場合に、ＤＣ充電器と車両とに適合性があると判定される。一方、最小出力電圧が充電下限電圧より高い場合には、ＤＣ充電器と車両とに適合性がないと判定されてＤＣ充電が許可されない。これは、以下の理由による。

ＤＣ充電時にＤＣ充電器から車両（充電口）に印加される電圧は、その時点の蓄電装置の電圧に対応する値が設定される。蓄電装置の電圧に対応する値とは、蓄電装置の電圧以上、かつ、蓄電装置の電圧との差分が所定値（後述）以内である値のことをいう。蓄電装置の電圧が充電下限電圧である状態でＤＣ充電が開始される場合には、最小出力電圧が充電下限電圧より高いとＤＣ充電器からは充電下限電圧よりも高い電圧が印加されることになる。すなわち、ＤＣ充電器は、その時点の蓄電装置の電圧（充電下限電圧）に対応する値の電圧を出力することができない。そうすると、蓄電装置の電圧とＤＣ充電器から印加される電圧との差圧に起因して、蓄電装置に過電流が流れる可能性がある。そのため、最小出力電圧が充電下限電圧より高い場合には、ＤＣ充電が許可されない。

ここで、現存するＤＣ充電器の中には、ＤＣ充電開始前の情報交換処理において、最小出力電圧を本来の値（実際に出力可能な最小出力電圧）よりも高い値に設定して車両に送信するＤＣ充電器（以下「特定ＤＣ充電器」とも称する）が存在することがわかった。このような特定ＤＣ充電器では、車両とＤＣ充電器との適合性の判定において、最小出力電圧が充電下限電圧より高いために適合性がないと判定された場合であっても、仮に、特定ＤＣ充電器の真の最小出力電圧と充電下限電圧とを比較すると実際には適合性がある、ということが起こり得る。そのため、車両をＤＣ充電するＤＣ充電器が特定ＤＣ充電器であった場合には、情報交換処理において交換された情報を用いた適合性の判定結果のみに基づいてＤＣ充電の可否を判定すると、本来であればＤＣ充電可能であるはずの車両のＤＣ充電が許可されないという事態が生じ得る。その結果、車両の蓄電装置の充電機会を失ってしまう可能性がある。

本開示は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＤＣ充電器が特定ＤＣ充電器であることに起因して、車両の蓄電装置の充電機会が失われることを抑制することである。

この開示に係る車両の充電システムは、車両外部の充電器から供給される直流電力を受けて充電されるように構成された蓄電装置と、蓄電装置の一方の極に接続される第１ノードと、車両の電気負荷に接続される第１電力線との間に設けられる第１リレーと、蓄電装置の他方の極に接続される第２ノードと、電気負荷に接続される第２電力線との間に設けられる第２リレーと、第１リレーに並列に接続され、第１ノードと第１電力線との間に設けられるプリチャージ回路と、充電器が接続される充電口と、充電口と第１電力線とを接続する第１充電リレー、および、充電口と第２電力線とを接続する第２充電リレーとを含む充電リレーと、充電器から充電口に印加される電圧を検出する電圧センサと、充電器との間で通信可能に構成された通信装置と、蓄電装置の充電を制御する制御装置とを備える。プリチャージ回路は、第３リレーおよび第３リレーに直列に接続された抵抗を含む。通信装置は、充電器から充電器が出力可能な電圧の下限である最小出力電圧を取得する。制御装置は、取得された最小出力電圧が蓄電装置に印加可能な電圧の下限である充電下限電圧より低い場合には第１充電制御を実行し、取得された最小出力電圧が充電下限電圧より高い場合には第２充電制御を実行する。第１充電制御は、第１リレー、第２リレーおよび充電リレーを閉状態にして充電を行なう制御である。第２充電制御は、第２リレー、第３リレーおよび充電リレーを閉状態にして充電を開始し、充電開始後に電圧センサが検出した検出値が蓄電装置の電圧に対応する値である場合には第１充電制御を実行する制御である。

上記構成によれば、通信装置が取得した最小出力電圧が充電下限電圧よりも高い場合（最小出力電圧＞充電下限電圧）には、直ちに蓄電装置の充電が不許可とされるのではなく、第２充電制御が実行される。第２充電制御においては、まず、充電器から蓄電装置への充電経路にプリチャージ回路を電気的に接続して蓄電装置の充電を開始する。

充電器が特定ＤＣ充電器である場合には、通信装置が取得した最小出力電圧が充電下限電圧よりも高くても、充電器は、実際には通信装置が取得した最小出力電圧より低い電圧を出力できる可能性がある。そのため、蓄電装置の充電の開始後に電圧センサで実際に充電口に印加されている電圧を検出し、当該検出値が蓄電装置の電圧に対応する値であるか否かが判定される。検出値が蓄電装置の電圧に対応する値である場合には、少なくとも現時点の蓄電装置を当該充電器で充電可能であるので、第１充電制御が実行される。このように、通信装置が取得した最小出力電圧を用いた判定（適合性の判定）結果のみに基づいて充電可否を判定するのではなく、第２充電制御を実行して実際に充電器が蓄電装置の電圧に対応する値の電圧を出力できるか否かによって充電可否を判定する。そして、充電器が蓄電装置の電圧に対応する値の電圧を出力できる場合には、蓄電装置の充電が実行される。その結果、充電器が特定ＤＣ充電器であっても、充電器が特定ＤＣ充電器であることに起因して、車両の蓄電装置の充電機会が失われることを抑制することができる。

ある実施の形態においては、制御装置は、第２充電制御において、第２リレー、第３リレーおよび充電リレーを閉状態にして充電を開始し、充電開始後に電圧センサが検出した検出値が蓄電装置の電圧に対応する値より高い場合には、蓄電装置の充電を許可しない。

第２充電制御において、蓄電装置の充電の開始後に充電器から充電口に印加されている電圧が、蓄電装置の電圧に対応する値より高い場合には、プリチャージ回路を切断して第１充電制御を実行すると、充電器から充電口に印加されている電圧と、蓄電装置の電圧との差圧によって蓄電装置に過電流が流れる可能性がある。上記構成によれば、第２充電制御において、充電器から充電口に印加されている電圧が蓄電装置の電圧に対応する値より高い場合、すなわち車両と充電器とに適合性がない場合には、充電が許可されない。これによって、上記差圧によって蓄電装置に過電流が流れてしまうことを回避することができる。

ある実施の形態においては、第１充電制御を実行するか、第２充電制御を実行するかの判定において、充電下限電圧に代えて蓄電装置の電圧に対応する値が用いられる。すなわち、制御装置は、取得された最小出力電圧が蓄電装置の電圧に対応する値より低い場合には第１充電制御を実行し、取得された最小出力電圧が蓄電装置の電圧に対応する値より高い場合には第２充電制御を実行する。

上記構成によれば、最小出力電圧が蓄電装置の電圧に対応する値より低いか否かによって、第１充電制御を実行するか第２充電制御を実行するかが判定される。すなわち、充電開始前の蓄電装置の電圧に基づいて第１充電制御を実行するか第２充電制御を実行するかが判定される。たとえば、最小出力電圧は、充電下限電圧よりも高いが充電が開始される時点の蓄電装置の電圧よりは低いという状況も想定される（蓄電装置の電圧＞最小出力電圧＞充電下限電圧）。このような場合には、当該充電器で少なくともその時点における蓄電装置の充電を行なうことができる。最小出力電圧と充電下限電圧との関係によって一律に蓄電装置の充電の許可／不許可を判定するのではなく、充電が開始される時点の蓄電装置の電圧を考慮することによって、車両の蓄電装置の充電機会を増やすことができる。

本開示の車両の充電システムによれば、ＤＣ充電器が特定ＤＣ充電器であることに起因して、車両の蓄電装置の充電機会が失われることを抑制することができる。

実施の形態に係る充電システムを搭載した車両およびＤＣ充電器の構成例を示すブロック図である。 車両のＥＣＵおよびＤＣ充電器の制御部で実行されるＤＣ充電に関する処理の手順を示すフローチャートである。 第１充電制御において、車両のＥＣＵおよびＤＣ充電器の制御部で実行される処理の手順を示すフローチャートである。 第２充電制御において、車両のＥＣＵおよびＤＣ充電器の制御部で実行される処理の手順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。

＜車両およびＤＣ充電器の構成について＞
図１は、本実施の形態に係る充電システムを搭載した車両１およびＤＣ充電器２００の構成例を示すブロック図である。本実施の形態に係る車両１は、電気自動車である例について説明するが、車両１はＤＣ充電器２００から供給される直流電力を受けて車載の蓄電装置を充電するＤＣ充電が可能であればよく、電気自動車に限られるものではない。たとえば、車両１は、プラグインハイブリッド自動車や燃料電池自動車であってもよい。

ＤＣ充電器２００は、充電ケーブル３００を介して車両１に直流電力を供給するための充電器である。ＤＣ充電が行なわれる際には、充電ケーブル３００の先端に設けられた充電コネクタ３１０が車両１（後述の充電口９０）に接続される。

図１を参照して、車両１は、蓄電装置１０と、システムメインリレー装置２０と、充電リレー装置３０と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」とも称する）４０と、モータジェネレータ（以下「ＭＧ（Motor Generator）」とも称する）５０と、動力伝達ギヤ５５と、駆動輪６０と、通信装置７０と、電圧センサ８０と、充電口９０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と、監視ユニット１５０とを備える。

蓄電装置１０は、車両１の駆動電源（すなわち動力源）として車両１に搭載される。蓄電装置１０は、積層された複数の電池を含んで構成される。電池は、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池である。また、電池は、正極と負極との間に液体電解質を有する電池であってもよいし、固体電解質を有する電池（全固体電池）であってもよい。なお、蓄電装置１０は、再充電可能な直流電源であればよく、大容量のキャパシタも採用可能である。

システムメインリレー装置２０は、蓄電装置１０とＰＣＵ４０との間に設けられる。システムメインリレー装置２０は、システムメインリレー２１，２２、およびプリチャージ回路２５を含む。システムメインリレー２１の一端は、蓄電装置１０の正極端子に接続され、他端は、ＰＣＵ４０と接続された電力線ＰＬに接続される。システムメインリレー２２の一端は、蓄電装置１０の負極端子に接続され、他端は、ＰＣＵ４０と接続された電力線ＮＬに接続される。

プリチャージ回路２５は、システムメインリレー２１に並列に接続される。プリチャージ回路２５は、プリチャージ抵抗ＲＡ、およびプリチャージ抵抗ＲＡに直列に接続されるプリチャージリレー２３を含む。プリチャージ抵抗ＲＡの一端は、システムメインリレー２１の一端と蓄電装置１０の正極端子との間のノードＮ１に接続され、他端は、プリチャージリレー２３の一端に接続される。プリチャージリレー２３の他端は、システムメインリレー２１の他端とＰＣＵ４０との間の、電力線ＰＬ上のノードＮ２に接続される。

なお、本実施の形態に係るシステムメインリレー２１は、本開示に係る「第１リレー」の一例に相当する。また、本実施の形態に係るシステムメインリレー２２は、本開示に係る「第２リレー」の一例に相当する。また、本実施の形態に係るプリチャージリレー２３は、本開示に係る「第３リレー」の一例に相当する。なお、本実施の形態においては、システムメインリレー２１と並列にプリチャージ回路２５が設けられる例について説明するが、プリチャージ回路２５は、システムメインリレー２１，２２の少なくとも一方と並列に設けられればよく、システムメインリレー２１と並列に設けられることに限られるものではない。プリチャージ回路２５は、システムメインリレー２２と並列に設けられてもよい。また、システムメインリレー装置に２つのプリチャージ回路２５を含み、システムメインリレー２１，２２のそれぞれと並列にプリチャージ回路２５が設けられてもよい。

ＰＣＵ４０は、蓄電装置１０から電力を受けてＭＧ５０を駆動するための電力変換装置を総括して示したものである。たとえば、ＰＣＵ４０は、ＭＧ５０を駆動するためのインバータや、蓄電装置１０から出力される電力を昇圧してインバータへ供給するコンバータなどを含む。

ＭＧ５０は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。ＭＧ５０のロータは、動力伝達ギヤ５５を介して駆動輪６０に機械的に接続される。ＭＧ５０は、ＰＣＵ４０からの交流電力を受けることにより、車両１を走行させるための運動エネルギーを生成する。ＭＧ５０によって生成された運動エネルギーは、動力伝達ギヤ５５に伝達される。一方で、車両１を減速させるときや、車両１を停止させるときには、ＭＧ５０は、車両１の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。ＭＧ５０で生成された交流電力は、ＰＣＵ４０によって直流電力に変換されて蓄電装置１０に供給される。これにより、回生電力を蓄電装置１０に蓄えることができる。このように、ＭＧ５０は、蓄電装置１０との間での電力の授受（すなわち、蓄電装置１０の充放電）を伴なって、車両１の駆動力または制動力を発生するように構成される。

なお、動力源としてエンジン（図示せず）がさらに搭載されたプラグインハイブリッド自動車として車両１が構成される場合には、ＭＧ５０の出力に加えて、エンジンの出力を走行のための駆動力に用いることができる。あるいは、エンジン出力によって発電するモータジェネレータ（図示せず）をさらに搭載して、エンジン出力によって蓄電装置１０の充電電力を発生させることも可能である。

充電リレー装置３０は、蓄電装置１０と充電口９０との間に設けられる。充電リレー装置３０は、充電リレー３１および充電リレー３２を含む。充電リレー３１の一端は、ノードＮ２とＰＣＵ４０との間の電力線ＰＬ上のノードＮ３に接続され、他端は、電力線ＣＰＬを介して充電口９０に接続される。充電リレー３２の一端は、システムメインリレー２２の他端とＰＣＵ４０との間の電力線ＮＬ上のノードＮ４に接続され、他端は、電力線ＣＮＬを介して充電口９０に接続される。

充電口９０には、ＤＣ充電器２００の充電ケーブル３００の先端に設けられた充電コネクタ３１０が接続される。充電ケーブル３００には、電力線Ｌ１，Ｌ２および通信信号線Ｌ３が含まれる。充電口９０に充電コネクタ３１０が接続されると、ＤＣ充電器２００の電力線Ｌ１，Ｌ２および通信信号線Ｌ３が、車両１の電力線ＣＰＬ，ＣＮＬおよび通信信号線ＳＬとそれぞれ接続される。

電圧センサ８０は、電力線ＣＰＬおよび電力線ＣＮＬの電位差を検出するように構成される。すなわち、電圧センサ８０は、ＤＣ充電器２００から充電口９０に印加される電圧を検出するように構成される。電圧センサ８０は、検出した結果をＥＣＵ１００に出力する。

通信装置７０は、通信信号線ＳＬを介してＤＣ充電器２００（後述の通信部２１０）と通信可能に構成される。車両１とＤＣ充電器２００との間における通信は、たとえば、チャデモ方式のＤＣ充電で採用されている、ＣＡＮ（Controller Area Network）の通信プロトコルに従う通信（以下「ＣＡＮ通信」とも称する）で行なわれる。なお、車両１とＤＣ充電器２００との間における通信は、ＣＡＮ通信に限定されるものではなく、たとえば、ＣＣＳ（Combined Charging System）方式のＤＣ充電で採用されている電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）で行なうようにしてもよい。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００ａ、メモリ１００ｂおよび入出力バッファ（図示せず）を含み、センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。

ＥＣＵ１００のメモリ１００ｂには、蓄電装置１０の充電時において、蓄電装置１０に印加可能な電圧の下限である充電下限電圧、および、蓄電装置１０に印加可能な電圧の上限である充電上限電圧等の蓄電装置に関する情報が予め記憶されている。充電下限電圧および充電上限電圧は、蓄電装置１０の仕様等によって定められる。

ＥＣＵ１００は、システムメインリレー装置２０および充電リレー装置３０の開閉状態を制御する。

ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０のＳＯＣ（State Of Charge）を算出可能に構成される。蓄電装置１０のＳＯＣの算出方法については、監視ユニット１５０により検出された蓄電装置１０の端子間電圧および蓄電装置１０の入出力電流などを用いた種々の公知の手法を採用することができる。

ＤＣ充電器２００は、通信部２１０と、記憶部２２０と、電力変換部２３０と、制御部２４０と、リレー装置２５０と、電圧センサ２６０とを備える。

通信部２１０は、通信信号線Ｌ３を介して車両１の通信装置７０とＣＡＮ通信可能に構成される。

記憶部２２０には、ＤＣ充電器２００から出力可能な電圧の下限である最小出力電圧、および、ＤＣ充電器２００から出力可能な電圧の上限である最大出力電圧等のＤＣ充電器２００の出力に関する情報が記憶されている。

電力変換部２３０は、図示しない交流電源（たとえば商用系統電源）から供給される交流電力を、車両１の蓄電装置１０を充電するための直流電力に変換するように構成される。電力変換部２３０は、たとえば、コンバータ、インバータ、絶縁トランス、整流器等を含んで構成される。

リレー装置２５０は、電力変換部２３０と電力線Ｌ１，Ｌ２との間に設けられる。具体的には、リレー装置２５０は、リレー２５１およびリレー２５２を含む。リレー２５１の一端は、電力変換部２３０に接続され、他端は、電力線Ｌ１に接続される。リレー２５２の一端は、電力変換部２３０に接続され、他端は、電力線Ｌ２に接続される。

電圧センサ２６０は、電力線Ｌ１および電力線Ｌ２の電位差を検出するように構成される。電圧センサ２６０は、たとえば、充電コネクタ３１０が充電口９０に接続された状態において、車両１のシステムメインリレー装置２０および充電リレー装置がともに閉状態にされた際に、車両１の蓄電装置１０の電圧を検出する。

制御部２４０は、ＣＰＵ、メモリおよび入出力バッファ（いずれも図示せず）を含み、ＤＣ充電器２００の各部を制御する。たとえば、制御部２４０は、リレー装置２５０の開閉状態を制御する。

また、制御部２４０は、ＤＣ充電時において、通信部２１０を介して取得した車両１からの要求充電電流に応じた電流で車両１に電力を供給できるように、電力変換部２３０を制御する。制御部２４０は、ＤＣ充電時において、その時点における蓄電装置１０の電圧に対応する値の電圧が車両１（充電口９０）に印加されるように電力変換部２３０を制御する。蓄電装置１０の電圧に対応する値とは、蓄電装置１０の電圧以上、かつ、蓄電装置１０の電圧との差分が所定値以内である値のことをいう。所定値は、ＤＣ充電時において、蓄電装置１０の電圧とＤＣ充電器２００から印加される電圧との差圧に起因して、蓄電装置１０に過電流が流れることがないように適切に設定される。蓄電装置１０の電圧に対応する値は、たとえば、「蓄電装置１０の電圧＋（要求充電電流×車両１の充電経路（充電口９０から蓄電装置１０の経路）の抵抗値）」の式により設定される。車両１の充電経路の抵抗値は、車両１の仕様等から予め求めておくことができる。

＜ＤＣ充電について＞
図２は、車両１のＥＣＵ１００およびＤＣ充電器２００の制御部２４０で実行されるＤＣ充電に関する処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、車両１の充電口９０に充電ケーブル３００の充電コネクタ３１０が接続された状態において、充電開始操作が行なわれること、たとえばＤＣ充電器２００の充電開始ボタン（図示せず）が押されることによって開始される。図２、後述する図３および図４に示すフローチャートの各ステップ（以下ステップを「Ｓ」と略す）は、ＥＣＵ１００および制御部２４０によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部がＥＣＵ１００および／または制御部２４０内に作製されたハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

充電開始操作が行なわれたこと（たとえば充電開始ボタンが押されたこと）に応答して、ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、充電制御開始信号を車両１に送信する（Ｓ１００）。

車両１のＥＣＵ１００は、充電制御開始信号を受信すると、充電開始ボタンが押されたことを検出する（Ｓ１０）。

続いて車両１とＤＣ充電器２００との間でＣＡＮ通信が開始される（Ｓ１２，Ｓ１０２）。

ＣＡＮ通信が開始されると、車両１とＤＣ充電器２００の間で充電開始前の情報交換処理が実行される（Ｓ２０，Ｓ１０５）。具体的には、車両１のＥＣＵ１００は、少なくとも充電下限電圧を含む蓄電装置に関する情報をＣＡＮ通信によってＤＣ充電器２００に送信する（Ｓ２０）。蓄電装置に関する情報には、充電下限電圧の他に充電上限電圧や現在の蓄電装置１０のＳＯＣ等の情報が含まれてもよい。

ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、上記の蓄電装置に関する情報を受けて、車両１とＤＣ充電器２００との適合性があることを判定した後（Ｓ１０３）、少なくとも最小出力電圧を含むＤＣ充電器に関する情報を車両１にＣＡＮ通信によって送信する（Ｓ１０４）。ＤＣ充電器に関する情報には、最小出力電圧の他に最大出力電圧や最大出力電流等の情報が含まれてもよい。車両１とＤＣ充電器２００との適合性の判定は、たとえば、最小出力電圧と充電下限電圧とを比較し、最小出力電圧が充電下限電圧以下である場合に両者に適合性があると判定される。なお、蓄電装置に関する情報に充電上限電圧が含まれる場合には、ＤＣ充電器２００の出力可能な電圧範囲（最小出力電圧から最大出力電圧）に、蓄電装置１０の充電可能な電圧範囲（充電下限電圧から充電上限電圧）が収まっていることをもって、両者に適合性があると判定されてもよい。

ここで、現存するＤＣ充電器の中には、充電開始前の情報交換処理（具体的にはＳ１０４）において、最小出力電圧を本来の値（実際に出力可能な最小出力電圧）よりも高い値に設定して車両に送信する特定ＤＣ充電器が存在することがわかった。特定ＤＣ充電器は、Ｓ１０３における車両１とＤＣ充電器２００との適合性の判定では本来の最小出力電圧を用いるにも関わらず、Ｓ１０４における車両１に最小出力電圧を送信する際には、最小出力電圧を本来の値よりも高い値に設定する。以下においては、特定ＤＣ充電器の本来の最小出力電圧と、上記の本来の値よりも高く設定された最小出力電圧とを区別する必要があるときには、特定ＤＣ充電器の本来の最小出力電圧を「最小出力電圧Ａ」、本来の値よりも高く設定された最小出力電圧を「最小出力電圧Ｂ」と称し、両者を区別する場合がある。ＤＣ充電器２００が特定ＤＣ充電器である場合に生じ得る問題点について、以下に順を追って説明する。

ＤＣ充電器２００から上記のＤＣ充電器に関する情報を受けると、車両１のＥＣＵ１００は、車両１とＤＣ充電器２００との適合性を判定する（Ｓ３０）。具体的には、車両１のＥＣＵ１００は、最小出力電圧が充電下限電圧以下であるか否かを判定する。なお、ＤＣ充電器に関する情報に最大出力電圧が含まれる場合には、Ｓ３０において、ＤＣ充電器２００の出力可能な電圧範囲（最小出力電圧から最大出力電圧）に、蓄電装置１０の充電可能な電圧範囲（充電下限電圧から充電上限電圧）が収まっていることをもって、両者に適合性があると判定されてもよい。

ＤＣ充電時において、ＤＣ充電器２００から車両１（充電口９０）に印加される電圧は、その時点の蓄電装置１０の電圧に対応する値が設定され、蓄電装置１０の電圧とＤＣ充電器２００から印加される電圧とに所定値以上の差圧がつかないようにされる。しかし、最小出力電圧が充電下限電圧よりも高いと、たとえば、蓄電装置１０の電圧が充電下限電圧である状態でＤＣ充電が開始される場合を考えると、ＤＣ充電器２００からは車両１に充電下限電圧よりも高い電圧が印加されることになる。すなわち、ＤＣ充電器２００は、その時点の蓄電装置１０の電圧（充電下限電圧）に対応する値の電圧を出力することができない。そうすると、蓄電装置１０の電圧とＤＣ充電器２００から印加される電圧との差圧に起因して、蓄電装置１０に過電流が流れる可能性がある。このような状況を回避するために、Ｓ３０において、車両１のＥＣＵ１００は、最小出力電圧が充電下限電圧より高い場合には、ＤＣ充電を許可しない。

ＤＣ充電器２００が特定ＤＣ充電器である場合には、ＤＣ充電器に関する情報には、最小出力電圧Ｂが含まれる。最小出力電圧Ｂを受信した車両１では、Ｓ３０において、最小出力電圧Ｂを用いて車両１とＤＣ充電器２００との適合性が判定される。そうすると、Ｓ３０において、最小出力電圧Ｂが充電下限電圧よりも高いために、適合性がないとされてＤＣ充電が許可されなかった場合でも、仮に、最小出力電圧Ａと充電下限電圧とを比較した場合には、最小出力電圧Ａが充電下限電圧以下であり適合性がある、ということが起こり得る。すなわち、ＤＣ充電器２００が特定ＤＣ充電器である場合には、情報交換処理において交換された情報を用いた適合性の判定結果のみに基づいてＤＣ充電の可否を判定すると、本来であればＤＣ充電可能であるはずの車両１のＤＣ充電が許可されないという事態が生じ得る。その結果、車両１の蓄電装置１０の充電機会を失ってしまう可能性がある。

そこで、本実施の形態に係る充電システムを備えた車両１においては、Ｓ３０において、最小出力電圧が充電下限電圧以下である場合には（Ｓ３０においてＹＥＳ）、ＤＣ充電を許可し、第１充電制御が実行される（Ｓ４０）。一方、最小出力電圧が充電下限電圧より高い場合には（Ｓ３０においてＮＯ）、直ちにＤＣ充電が不許可とされるのではなく、第２充電制御が実行される（Ｓ５０）。

第１充電制御は、ＤＣ充電が許可されているため、ＤＣ充電の実行の準備の後にＤＣ充電を開始する、通常のＤＣ充電の処理を実行する制御である。具体的には、第１充電制御においては、システムメインリレー２１，２２および充電リレー装置３０を閉状態にして、ＤＣ充電が実行される。

第２充電制御は、実際にＤＣ充電器２００が蓄電装置１０の電圧に対応する値の電圧を出力できるか否かを確認する確認処理を実行し、確認処理においてＤＣ充電器２００が蓄電装置１０の電圧に対応する値の電圧を出力できた場合には、ＤＣ充電を許可して上記の第１充電制御を実行し、確認処理においてＤＣ充電器２００が蓄電装置１０の電圧に対応する値の電圧を出力できなかった場合には、ＤＣ充電を不許可とする制御である。

確認処理においては、プリチャージ回路２５を繋いで過電流に対する対策を行なった上でＤＣ充電を開始し、実際に車両１の充電口９０にＤＣ充電器２００から印加される電圧を確認する処理が実行される。具体的には、確認処理において、システムメインリレー２２、プリチャージリレー２３および充電リレー装置３０を閉状態にして、ＤＣ充電を開始する。そして、ＤＣ充電の開始後にＤＣ充電器２００から車両１（充電口９０）に印加されている電圧を電圧センサ８０で検出する。

確認処理においてＤＣ充電器２００が蓄電装置１０の電圧に対応する値の電圧を出力できる場合としては、以下の（１）（２）のケースが考えられる。

（１）ＤＣ充電器２００が特定ＤＣ充電器である場合、情報交換処理において通知された最小出力電圧Ｂが充電下限電圧よりも高くても、実際には最小出力電圧Ｂよりも低い電圧を出力できる。すなわち、ＤＣ充電器２００が特定ＤＣ充電器である場合には、ＤＣ充電器２００は、実際には充電下限電圧に対応した値の電圧を出力できる可能性がある。この場合には、本来的に当該ＤＣ充電器２００で車両１のＤＣ充電が可能である。

また、（２）ＤＣ充電器２００が特定ＤＣ充電器であるか否かに関わらず、蓄電装置１０の充電状態（ＳＯＣ）によっては現在の蓄電装置１０の電圧に対応する値を印加可能な場合もある。たとえば、現在の蓄電装置１０の電圧が最小出力電圧よりも高い場合である（現在の蓄電装置の電圧＞最小出力電圧＞充電下限電圧）。この場合には、少なくとも現時点の蓄電装置１０に対しては、当該ＤＣ充電器２００でＤＣ充電が可能である。

そこで、電圧センサ８０で検出された値が、蓄電装置１０の電圧に対応する値である場合には、上記の（１）（２）の場合であり、少なくとも現時点における蓄電装置１０を充電可能であるとしてＤＣ充電を許可し、一旦、システムメインリレー２２、プリチャージリレー２３および充電リレー装置３０を開状態にしたあと、第１充電制御を実行する。

一方、電圧センサ８０で検出された値が、蓄電装置１０の電圧に対応する値でない場合には、すなわち、確認処理においてＤＣ充電器２００が蓄電装置１０の電圧に対応する値の電圧を出力できなかった場合には、ＤＣ充電を不許可とする。なお、この場合において、電圧センサ８０で検出された値が、蓄電装置１０の電圧に対応する値より大きい場合であっても、プリチャージ回路２５が接続されることによって、蓄電装置１０の電圧とＤＣ充電器２００から印加される電圧との差圧によって蓄電装置１０に過電流が流れることを抑制することができる。

このように、最小出力電圧が充電下限電圧より高い場合であっても、直ちにＤＣ充電が不許可とされるのではなく第２充電制御が実行される。第２充電制御において、ＤＣ充電器２００が蓄電装置１０の電圧に対応する値の電圧を出力できる場合には、ＤＣ充電が実行される。これによって、ＤＣ充電器２００が特定ＤＣ充電器であることに起因して、車両１の蓄電装置１０の充電機会が失われることを抑制することができる。また、最小出力電圧が充電下限電圧より高い場合であっても、少なくとも現在の蓄電装置１０の電圧に対応する値であれば印加可能な場合がある。このような場合に、ＤＣ充電を実行することが可能となる。

＜第１充電制御の手順＞
図３は、第１充電制御において、車両１のＥＣＵ１００およびＤＣ充電器２００の制御部２４０で実行される処理の手順を示すフローチャートである。

車両１のＥＣＵ１００は、システムメインリレー２１，２２、および充電リレー装置３０を閉状態にする（Ｓ４１）。これによって、ＤＣ充電器２００の電圧センサ２６０で蓄電装置１０の電圧を検出することが可能となる。

車両１のＥＣＵ１００は、蓄電装置１０に充電可能な要求充電電流をＤＣ充電器２００に送信する（Ｓ４２）。要求充電電流は、たとえば、ＤＣ充電器２００の出力電力と、監視ユニット１５０から取得した現時点における蓄電装置１０の電圧とから算出される。

ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、電圧センサ２６０の検出値を取得し、蓄電装置１０の電圧を検出すると（Ｓ１１０）、車両１において充電リレー装置３０が閉じられたと認識する。

充電リレー装置３０が閉じられたことを認識すると、ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、出力電圧が蓄電装置１０の電圧に対応する値となるように電力変換部２３０を制御する（Ｓ１１５）。具体的には、Ｓ１１５における蓄電装置１０の電圧に対応する値は、「電圧センサ２６０の検出値＋（要求充電電流×車両１の充電経路の抵抗値）」である。車両１の充電経路の抵抗値については、たとえば、充電開始前の情報交換処理（図２）において車両１から取得する。

そして、ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、リレー装置２５０を閉状態にする（Ｓ１２０）。

車両１のＥＣＵ１００は、蓄電装置１０の充電状態（ＳＯＣ）を監視し、蓄電装置１０に充電可能な要求充電電流を所定周期毎にＤＣ充電器２００に送信する（Ｓ４３）。

ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、定電流制御によって要求充電電流に一致する電流を車両１に供給する（Ｓ１２５）。

車両１のＥＣＵ１００は、蓄電装置１０のＳＯＣを監視し、蓄電装置１０のＳＯＣが目標ＳＯＣに到達したか否かを判定する（Ｓ４４）。目標ＳＯＣは、たとえば、満充電やＳＯＣ８０％等に設定される。目標ＳＯＣは、たとえば、ＤＣ充電器２００あるいは車両１への操作によってユーザが適宜設定することが可能である。

車両１のＥＣＵ１００は、蓄電装置１０のＳＯＣが目標ＳＯＣに到達するまで（Ｓ４４においてＮＯ）、所定周期毎に要求充電電流をＤＣ充電器２００に送信する。そして、ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、車両１から要求充電電流を受信する毎にＳ１２５において充電電流を調整する。

車両１のＥＣＵ１００は、蓄電装置１０のＳＯＣが目標ＳＯＣに到達すると（Ｓ４４においてＹＥＳ）、ＤＣ充電器２００に充電停止指令を送信する（Ｓ４５）。充電停止指令は、たとえば、値がゼロに設定された要求充電電流である。

ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、充電停止指令を受信すると、出力を停止する（Ｓ１３０）。

なお、Ｓ４４における判定は、蓄電装置１０のＳＯＣが目標ＳＯＣに到達したか否かの判定に代えて／加えて、ＤＣ充電が開始されてから予め設定された充電時間が経過したか否かによって判定されてもよい。

＜第２充電制御の手順＞
図４は、第２充電制御において、車両１のＥＣＵ１００およびＤＣ充電器２００の制御部２４０で実行される処理の手順を示すフローチャートである。

車両１のＥＣＵ１００は、システムメインリレー２２、プリチャージリレー２３および充電リレー装置３０を閉状態にする（Ｓ５１）。これによって、ＤＣ充電器２００の電圧センサ２６０で蓄電装置１０の電圧を検出することが可能となる。

車両１のＥＣＵ１００は、蓄電装置１０に充電可能な要求充電電流をＤＣ充電器２００に送信する（Ｓ５２）。

ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、電圧センサ２６０の検出値を取得し、蓄電装置１０の電圧を検出すると（Ｓ１５０）、車両１において充電リレー装置３０が閉じられたと認識する。

充電リレー装置３０が閉じられたことを認識すると、ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、出力電圧が蓄電装置１０の電圧に対応する値となるように電力変換部２３０を制御する（Ｓ１５５）。そして、ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、リレー装置２５０を閉状態にする（Ｓ１６０）。

車両１のＥＣＵ１００は、電圧センサ８０から検出値を取得し、ＤＣ充電器２００から充電口９０に印加されている電圧を検出する（Ｓ５３）。

次いで、車両１のＥＣＵ１００は、Ｓ５３で検出した電圧と、監視ユニット１５０から取得した蓄電装置１０の電圧とを比較する（Ｓ５４）。具体的には、車両１のＥＣＵ１００は、Ｓ５３で検出した電圧が蓄電装置１０の電圧に対応する値であるか否かを判定する。なお、Ｓ５４における判定は、蓄電装置１０の電圧以上、かつ、蓄電装置１０の電圧に対応する値以下に収まっていれば、Ｓ５３で検出した電圧が蓄電装置１０の電圧に対応する値であると判定される。具体的には、Ｓ５４における判定は、たとえば、Ｓ５３で検出した電圧が、監視ユニット１５０から取得した蓄電装置１０の電圧、かつ、「監視ユニット１５０から取得した蓄電装置１０の電圧＋（要求充電電流×車両１の充電経路の抵抗値）」以下に収まっていれば、Ｓ５３で検出した電圧が蓄電装置１０の電圧に対応する値であると判定される。さらに、Ｓ５４における判定には、各種センサ等の検出誤差が考慮されてもよい。

車両１のＥＣＵ１００は、Ｓ５３で検出した電圧が蓄電装置１０の電圧に対応する値でないと判定すると（Ｓ５４においてＮＯ）、車両１とＤＣ充電器２００とに適合性がなく、プリチャージ回路２５を切断してＤＣ充電を実行すると蓄電装置１０に過電流が流れる可能性があるため、ＤＣ充電器２００に充電停止指令を送信して処理を終了させる（Ｓ５５）。

一方、車両１のＥＣＵ１００は、Ｓ５３で検出した電圧が蓄電装置１０の電圧に対応する値であると判定すると（Ｓ５４においてＹＥＳ）、少なくとも現時点の蓄電装置１０の充電状態に対してはＤＣ充電器２００で充電可能であるため、ＤＣ充電を開始するための処理に移行する。

具体的には、車両１のＥＣＵ１００は、一旦、ＤＣ充電器２００に充電停止指令を送信して処理を中止させる（Ｓ５６）。

ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、充電停止指令を受信すると出力を停止し（Ｓ１６５）、リレー装置２５０を開状態にする（Ｓ１７０）。

車両１のＥＣＵ１００は、ＤＣ充電器２００からの出力が停止されたことを確認すると、システムメインリレー２２、プリチャージリレー２３、および、充電リレー装置３０を開状態にする（Ｓ５７）。すなわち、車両１のＥＣＵ１００は、システムメインリレー装置２０および充電リレー装置３０の状態を充電開始前の状態に戻す。

そして、車両１のＥＣＵ１００、および、ＤＣ充電器２００の制御部２４０は、上述の第１充電制御を実行する（Ｓ４０）。

以上のように、本実施の形態に係る充電システムを搭載した車両１は、ＤＣ充電を開始する前の情報交換処理においてＤＣ充電器２００から取得した最小出力電圧を用いて、車両１とＤＣ充電器２００との適合性を判定する。車両１は、適合性ありと判定した場合には、ＤＣ充電を許可して第１充電制御を実行する。一方、車両１は、適合性なしと判定した場合には、直ちにＤＣ充電を不許可とするのではなく、第２充電制御を実行する。

ＤＣ充電器２００が特定ＤＣ充電器である場合には、情報交換処理において通知された最小出力電圧Ｂが充電下限電圧よりも高くても、実際には最小出力電圧Ｂよりも低い電圧（最小出力電圧Ａ）を出力できる。すなわち、ＤＣ充電器２００が特定ＤＣ充電器である場合には、実際にはＤＣ充電器２００から充電下限電圧に応した値の電圧を出力できる可能性がある。第２充電制御の確認処理において、ＤＣ充電器２００から蓄電装置１０の電圧に対応する値の電圧が印加された場合にはＤＣ充電を許可し、第１充電制御を実行する。このように、第２充電制御が実行されることによって、ＤＣ充電器２００が特定ＤＣ充電器であることに起因して、車両１の蓄電装置１０の充電機会が失われることを抑制することができる。

さらに、ＤＣ充電器２００が特定ＤＣ充電器であるか否かに関わらず、最小出力電圧が充電下限電圧より高い場合であっても（最小出力電圧＞充電下限電圧）、現在の蓄電装置１０のＳＯＣによっては現在の蓄電装置１０の電圧に対応する値を印加可能な場合もある。たとえば、現在の蓄電装置１０の電圧が最小出力電圧よりも高い場合である（現在の蓄電装置の電圧＞最小出力電圧＞充電下限電圧）。このような場合においても、第２充電制御が実行されることで、少なくとも現時点の蓄電装置１０に対して当該ＤＣ充電器２００でＤＣ充電が可能であると判定されたときには、ＤＣ充電を実行することが可能となる。これによって、車両１の蓄電装置１０の充電機会を増やすことができる。

（変形例）
実施の形態においては、車両１とＤＣ充電器２００との適合性の判定（図２のＳ３０）において、最小出力電圧と充電下限電圧とが比較された。これは、いわば、蓄電装置１０の充電状態（ＳＯＣ）がいずれの状態においてもＤＣ充電器２００で充電が可能か否かが判定された。しかしながら、たとえば、現時点における蓄電装置１０の充電状態においてＤＣ充電器２００で充電が可能か否かが判定されてもよい。すなわち、図２のＳ３０において、最小出力電圧と現時点の蓄電装置１０の電圧とが比較されてもよい。

たとえば、ＤＣ充電が開始される時点において、蓄電装置１０の充電状態によっては、最小出力電圧は、充電下限電圧よりも高いがＤＣ充電が開始される時点の蓄電装置の電圧よりは低いという状況も想定される（蓄電装置の電圧＞最小出力電圧＞充電下限電圧）。このような場合には、少なくとも、その時点においては当該充電器でＤＣ充電を行なうことができる。最小出力電圧と充電下限電圧との関係によって一律にＤＣ充電の許可／不許可を判定するのではなく、ＤＣ充電が開始される時点の蓄電装置の電圧を考慮することによって、車両の充電機会を増やすことができる。

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 車両、１０ 蓄電装置、２０ システムメインリレー装置、２１，２２ システムメインリレー、２３ プリチャージリレー、２５ プリチャージ回路、３０ 充電リレー装置、３１，３２ 充電リレー、４０ ＰＣＵ、５０ ＭＧ、５５ 動力伝達ギヤ、６０ 駆動輪、７０ 通信装置、８０，２６０ 電圧センサ、９０ 充電口、１００ ＥＣＵ、１００ａ ＣＰＵ、１００ｂ メモリ、１５０ 監視ユニット、２００ ＤＣ充電器、２１０ 通信部、２２０ 記憶部、２３０ 電力変換部、２４０ 制御部、２５０ リレー装置、２５１，２５２ リレー、３００ 充電ケーブル、３１０ 充電コネクタ、ＣＮＬ，ＣＰＬ，Ｌ１，Ｌ２，ＮＬ，ＰＬ 電力線、Ｌ３，ＳＬ 通信信号線、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４ ノード、ＲＡ プリチャージ抵抗。

Claims (3)

1. 車両外部の充電器から供給される直流電力を受けて充電されるように構成された蓄電装置と、
   前記蓄電装置の一方の極に接続される第１ノードと、前記車両の電気負荷に接続される第１電力線との間に設けられる第１リレーと、
   前記蓄電装置の他方の極に接続される第２ノードと、前記電気負荷に接続される第２電力線との間に設けられる第２リレーと、
   前記第１リレーに並列に接続され、前記第１ノードと前記第１電力線との間に設けられるプリチャージ回路と、
   前記充電器が接続される充電口と、
   前記充電口と前記第１電力線とを接続する第１充電リレー、および、前記充電口と前記第２電力線とを接続する第２充電リレーとを含む充電リレーと、
   前記充電器から前記充電口に印加される電圧を検出する電圧センサと、
   前記充電器との間で通信可能に構成された通信装置と、
   前記蓄電装置の充電を制御する制御装置とを備え、
   前記プリチャージ回路は、第３リレーおよび前記第３リレーに直列に接続された抵抗を含み、
   前記通信装置は、前記充電器から前記充電器が出力可能な電圧の下限である最小出力電圧を取得し、
   前記制御装置は、取得された前記最小出力電圧が前記蓄電装置に印加可能な電圧の下限である充電下限電圧より低い場合には第１充電制御を実行し、取得された前記最小出力電圧が前記充電下限電圧より高い場合には第２充電制御を実行し、
   前記第１充電制御は、前記第１リレー、前記第２リレーおよび前記充電リレーを閉状態にして充電を行なう処理であり、
   前記第２充電制御は、前記第２リレー、前記第３リレーおよび前記充電リレーを閉状態にして充電を開始し、充電開始後に前記電圧センサが検出した検出値が前記蓄電装置の電圧に対応する値である場合には、前記第１充電制御を実行する処理である、車両の充電システム。
2. 前記制御装置は、前記第２充電制御において、前記第２リレー、前記第３リレーおよび前記充電リレーを閉状態にして充電を開始し、充電開始後に前記電圧センサが検出した検出値が前記蓄電装置の電圧に対応する値より高い場合には、前記蓄電装置の充電を許可しない、請求項１に記載の車両の充電システム。
3. 前記充電下限電圧が前記蓄電装置の電圧に対応する値である、請求項１または請求項２に記載の車両の充電システム。

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