JP2020127295A - 車両の制御装置およびそれを備えた車両ならびに車両の制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】充電器が通信シーケンスに準拠していない場合でもあっても蓄電装置を充電できる可能性を高める。【解決手段】ECU10は、充電器8から供給される電力により車載のバッテリ14を充電することが可能に構成された車両1の制御装置である。ECU10は、車両1と充電器8との間で送受信される信号の入出力を行うように構成された入出力ポート103と、バッテリ14の充電開始に先立ち、予め規定された通信シーケンスに従って信号の送受信を制御することでバッテリ14の充電準備を行うCPU101とを備える。通信シーケンスでは、車両1が充電器8からの第1の信号を所定のタイミングで受信した場合に第2の信号を充電器8に送信することが規定される。CPU101は、車両1が第1の信号を所定のタイミングで受信しなかった場合であっても第2の信号を充電器8に送信することによって通信シーケンスを進める。【選択図】図12

Description

本開示は、車両の制御装置およびそれを備えた車両ならびに車両の制御方法に関し、より特定的には、車両外部に設けられた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技術に関する。
近年、プラグインハイブリッド車および電気自動車等の車両が市販されている。これらの車両は、車両外部に設けられた充電器から供給される電力により車載の蓄電装置を充電する「外部充電」が可能に構成されている。
今後、車載の蓄電装置の容量が増大することが予想されている。これにより、車両のEV走行距離(蓄電装置に蓄えられた電力により車両が走行可能な距離)を延ばすことができる。その一方で、蓄電装置の容量増大に伴い充電時間が過度に長くなると、ユーザの利便性が低下し得る。よって、充電時間を短縮すべく、従来の充電電力(たとえば数十kW)よりも大電力(たとえば数百kW)での外部充電が検討されている。以下、このような充電を「急速充電」とも称する。
特表2013−504831号公報 特開2016−171613号公報
急速充電は、充電規格に定められた一連の処理を車両と充電器とが協働して実行することにより進められる。急速充電では、蓄電装置の充電開始(充電器から車両への電力供給開始)に先立ち、充電規格に規定された通信シーケンスに従って車両と充電器との間で各種信号が送受信される。車両と充電器とは、当該通信シーケンスを実行することで、通信リンクを確立したり充電条件を決定したり充電準備の成否を相互に確認したりすることができる(詳細は後述)。
急速充電では、従来とは異なる充電規格(以下、「新規格」とも呼ぶ)が採用される。たとえば急速充電の普及初期には様々な充電器が市場に出回り得るが、全ての充電器が新規格に完全に準拠(適合)しているとは必ずしも限らない。充電器の中には、充電器から車両への電力供給開始前の通信シーケンスにおいて、新規格に規定されたタイミングで信号を送信しないものが存在する可能性がある。具体的には、一部の充電器では、送信すべき信号が欠落したり、本来の順序とは異なる順序で信号が送信されたりする可能性がある。
このような充電器であっても、電力供給が始まれば、新規格に準拠して電力を供給可能であるかもしれない。しかし、通信シーケンスを進めないと、電力供給を開始することができない。
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、充電器が通信シーケンスに準拠していない場合でもあっても蓄電装置を充電できる可能性を高めることである。
(1)本開示のある局面に従う車両の制御装置は、車両外部に設けられた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ことが可能に構成された車両の制御装置である。車両の制御装置は、車両と充電器との間で送受信される信号の入出力を行うように構成された入出力部と、蓄電装置の充電開始に先立ち、予め規定された通信シーケンスに従って入出力部を介した信号の送受信を制御することで蓄電装置の充電準備を行う制御部とを備える。通信シーケンスでは、車両が充電器からの第1の信号を所定のタイミングで受信した場合に第2の信号を充電器に送信することが規定される。制御部は、車両が第1の信号を所定のタイミングで受信しなかった場合であっても第2の信号を充電器に送信することによって通信シーケンスを進める。
上記(1)の構成によれば、充電器からの第1の信号が所定のタイミングで受信しなかった場合、たとえば、通信シーケンスに規定された時間が経過しても第1の信号を受信しなかった場合(すなわち第1の信号が欠落した場合)や第1の信号に代えて他の信号を受信した場合であっても、車両から充電器に第2の信号を送信することによって通信シーケンスに規定された処理を進める。これにより、第2の信号に対して充電器が適切に応答すれば、通信シーケンスをさらに進めることが可能になる(詳細は後述)。よって、充電器が通信シーケンスに準拠していない場合でもあっても外部充電を行える可能性を高めることができる。
(2)第1の信号は、車両と充電器との間の通信リンクを確立するための信号である。第2の信号は、通信リンクを確立するための他の信号、および、蓄電装置の仕様を通知するための信号のいずれか一方である。制御部は、通信シーケンスに規定された時間が経過しても第1の信号を受信しなかった場合に第2の信号を送信する。
(3)通信シーケンスでは、充電器が第2の信号に応答して第3の信号を車両に送信することがさらに規定される。制御部は、車両が第2の信号の送信後に第3の信号を受信したときに通信シーケンスをさらに進める一方で、車両が第2の信号の送信後に第3の信号を受信しなかったときには通信シーケンスの進行を中止する。
第1の信号が車両と充電器との間の通信リンクを確立するための信号である場合、たとえ第1の信号が欠落した場合であっても、別の信号により通信リンクの確立を確認することが可能である。上記(2),(3)の構成によれば、充電器からの第1の信号が欠落しても充電器が第2の信号に適切に応答すれば(車両が第3の信号を受信すれば)、通信リンクが確立されたと車両側で判断し、通信シーケンスをさらに進めることが可能になる。よって、充電器が通信シーケンスに準拠していない場合でもあっても外部充電を行える可能性を高めることができる。これに対し、充電器が第2の信号に適切に応答しなければ(車両が第3の信号を受信しなければ)、通信リンクが確立されていないと車両側で判断し、通信シーケンスの進行を中止する。これにより、車両と充電器との間での電力授受の安全性を確保することができる。
(4)第1の信号は、充電器から供給可能な電力を通知するための信号である。第2の信号は、車両の充電の準備状態を通知するための信号である。制御部は、通信シーケンスに規定された時間が経過しても第1の信号を受信しなかった場合に第2の信号を送信する。
(5)制御部は、車両が第2の信号の送信後に第1の信号を受信したときに通信シーケンスをさらに進める一方で、車両が第2の信号の送信後に第1の信号を受信しなかったときには通信シーケンスの進行を中止する。
第1の信号が充電器から供給可能な電力を通知するための信号である場合には、第1の信号は、安全な電力授受に必要不可欠である。したがって、上記(4),(5)の構成によれば、第2の信号の送信後であっても第1の信号を受信したときには通信シーケンスがさらに進められる。その一方で、第1の信号が欠落したときには、通信シーケンスの進行を中止することで、電力授受の安全性を確保することができる。
(6)第1の信号は、充電器の電力供給の準備が完了していないことを通知するための信号である。制御部は、第1の信号の受信に代えて、通信シーケンスに規定された順序に従わない他の信号を車両が受信した場合に第2の信号を送信する。上記他の信号は、充電器の電力供給の準備が完了したことを通知するための信号である。
(7)第1の信号は、充電器の電力供給の準備が完了したことを通知するための信号である。制御部は、第1の信号の受信に代えて、通信シーケンスに規定された順序に従わない他の信号を車両が受信した場合に第2の信号を送信する。第2の信号は、車両の要求電圧および要求電流を通知するための信号である。他の信号は、充電器の供給電圧および供給電流を通知するための信号である。よって、充電器が通信シーケンスに準拠していない場合でもあっても外部充電を行える可能性を高めることができる。
上記(6),(7)のいずれの構成においても、たとえ第1の信号が欠落した場合であても上記他の信号を受信することによって、充電器の電力供給の準備が完了したと車両側で判断し、通信シーケンスをさらに進めることが可能になる。よって、充電器が通信シーケンスに準拠していない場合でもあっても外部充電を行える可能性を高めることができる。
(8)本開示の他の局面に従う車両は、上記蓄電装置と、上記制御装置を備える。
上記(8)の構成によれば、充電器が通信シーケンスに準拠していない場合でもあっても蓄電装置を充電できる可能性を高めることが可能な車両を提供することができる。
(9)本開示のさらに他の局面に従う車両の制御方法において、車両は、車両外部に設けられた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ことが可能に構成される。車両は、蓄電装置の充電開始に先立ち、予め規定された通信シーケンスに従って充電器との間で信号の送受信を制御することで蓄電装置の充電準備を行うように構成される。通信シーケンスでは、車両が充電器からの第1の信号を所定のタイミングで受信した場合に第2の信号を充電器に送信することが規定される。車両の制御方法は、第1の信号を所定のタイミングで受信したか否かを判定するステップと、第1の信号を所定のタイミングで受信しなかった場合であっても第2の信号を充電器に送信することによって通信シーケンスを進めるステップとを含む。
上記(9)の方法によれば、上記(1)の構成と同様に、充電器が通信シーケンスに準拠していない場合でもあっても蓄電装置を充電できる可能性を高めることができる。
本開示によれば、充電器が充電規格に規定された通信シーケンスに準拠していない場合でもあっても外部充電を行える可能性を高めることができる。
本開示の実施の形態1に係る充電システムの全体構成を概略的に示す図である。 車両および充電器の構成を概略的に示すブロック図である。 充電規格に規定された外部充電制御の通信シーケンス図である。 比較例における外部充電制御の通信シーケンスを示すシーケンス図である。 実施の形態1における外部充電制御の第1の通信シーケンスを示すシーケンス図である。 実施の形態1における外部充電制御の第2の通信シーケンスを示すシーケンス図である。 実施の形態1における外部充電制御の第3の通信シーケンスを示すシーケンス図である。 実施の形態1における外部充電制御の第4の通信シーケンスを示すシーケンス図である。 実施の形態1における外部充電制御の第5の通信シーケンスを示すシーケンス図である。 実施の形態1における外部充電制御の第6の通信シーケンスを示すシーケンス図である。 実施の形態1における外部充電制御の第7の通信シーケンスを示すシーケンス図である。 実施の形態1における外部充電制御の通信シーケンス全体を示すフローチャートである。 充電中止メッセージのデータフィールドの構造の一例を示す図である。 充電中止メッセージを急速充電の充電規格(新規格)の通信シーケンスに規定された通りに受信した場合(正常受信時)の処理を説明するための概念図である。 比較例における充電中止メッセージの受信時の処理を説明するための概念図である。 実施の形態2における充電中止メッセージの受信時の処理を説明するための概念図である。 メッセージ毎の処理内容の概要をまとめた図である。 実施の形態2における充電器識別メッセージの受信時の処理を説明するための概念図である。 実施の形態2における最大出力能力メッセージの受信時の処理を説明するための概念図である。 実施の形態2における外部充電制御の通信シーケンスを示すフローチャートである。
以下、本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を概略的に示す図である。図1を参照して、充電システム100は、車両1と、充電器2と、充電ケーブル3とを備える。図1には、車両1と充電器2とが充電ケーブル3により電気的に接続され、充電器2から車両1への外部充電時の状況が示されている。
車両1は、たとえば電気自動車である。ただし、車両1は、外部充電が可能に構成された車両であれば、たとえばプラグインハイブリッド車であってもよい。充電器2は、たとえば公共の充電スタンド(充電ステーションとも呼ばれる)に設けられた急速充電器である。
図2は、車両1および充電器2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、直流(DC:Direct Current)充電器であって、系統電源4からの供給電力(交流電力)を、車両1に搭載されたバッテリ14の充電電力(直流電力)に変換する。充電器2は、電力線ACLと、AC/DC変換器21と、電圧センサ22と、給電線PL0,NL0と、制御回路20とを含む。
電力線ACLは、系統電源4に電気的に接続されている。電力線ACLは、系統電源4からの交流電力をAC/DC変換器21へ伝送する。
AC/DC変換器21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14を充電するための直流電力に変換する。AC/DC変換器21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21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22は、給電線PL0と給電線NL0との間に電気的に接続されている。電圧センサ22は、給電線PL0と給電線NL0との間の電圧を検出し、その検出結果を制御回路20に出力する。
制御回路20は、CPU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20は、電圧センサ22により検出された電圧、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、AC/DC変換器21による電力変換動作を制御する。
車両1は、インレット11と、充電線PL1,NL1と、電圧センサ121と、電流センサ122と、充電リレー131,132と、システムメインリレー(SMR:System Main Relay)133,134と、バッテリ14と、電力線PL2,NL2と、PCU(Power Control Unit)16と、モータジェネレータ17と、動力伝達ギヤ181と、駆動輪182と、ECU(Electronic Control Unit)10とを備える。
インレット(充電ポート)11は、嵌合等の機械的な連結を伴って充電ケーブル3のコネクタ31を挿入することが可能に構成されている。コネクタ31の挿入に伴い、給電線PL0とインレット11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とインレット11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、インレット11とコネクタ31とが充電ケーブル3により接続されることで、車両1のECU10と充電器2の制御回路20とがCAN(Controller Area Network)等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、信号、指令、メッセージまたはデータ等の各種情報を相互に送受信することが可能になる。
電圧センサ121は、充電リレー131,132よりもインレット11側において、充電線PL1と充電線NL1との間に電気的に接続されている。電圧センサ121は、充電線PL1と充電線NL1との間の直流電圧を検出し、その検出結果をECU10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ECU10に出力する。ECU10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(バッテリ14の充電量)を算出することもできる。
充電リレー131は充電線PL1に接続され、充電リレー132は充電線NL1に接続されている。充電リレー131,132の閉成/開放は、ECU10からの指令に応じて制御される。充電リレー131,132が閉成され、かつSMR133,134が閉成されると、インレット11とバッテリ14との間での電力伝送が可能な状態となる。
バッテリ14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14は、モータジェネレータ17により発電された電力を蓄える。バッテリ14は、複数のセル140を含んで構成された組電池である。各セル140は、リチウムイオン二次電池またはニッケル水素電池等の二次電池である。なお、バッテリ14は、本開示に係る「蓄電装置」に相当する。バッテリ14に代えて、電気二重層キャパシタなどのキャパシタを用いてもよい。
バッテリ14の正極は、SMR133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14の負極は、SMR134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。SMR133,134の閉成/開放は、ECU10からの指令に応じて制御される。
バッテリ14には、電圧センサ141と、電流センサ142と、電池温度センサ143とが設けられている。電圧センサ141は、バッテリ14の電圧VBを検出する。電流センサ142は、バッテリ14に入出力される電流IBを検出する。電池温度センサ143は、バッテリ14の温度TBを検出する。各センサは、その検出結果をECU10に出力する。ECU10は、電圧センサ141および/または電流センサ142による検出結果に基づいて、バッテリ14のSOC(State Of Charge)を算出することができる。
PCU16は、電力線PL2,NL2とモータジェネレータ17との間に電気的に接続されている。PCU16は、コンバータおよびインバータ(いずれも図示せず)を含んで構成され、ECU10からの指令に従ってモータジェネレータ17を駆動する。
モータジェネレータ17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。モータジェネレータ17の出力トルクは、動力伝達ギヤ181を通じて駆動輪182に伝達され、車両1を走行させる。また、モータジェネレータ17は、車両1の制動動作時には、駆動輪182の回転力によって発電することができる。モータジェネレータ17による発電電力は、PCU16によってバッテリ14の充電電力に変換される。
ECU10は、制御回路20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103とを含んで構成されている。ECU10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。ECU10は、機能毎に複数のECUに分割して構成されていてもよい。なお、CPU101は本開示に係る「制御部」に相当し、入出力ポート103は本開示に係る「入出力部」に相当する。
ECU10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14を充電する外部充電制御が挙げられる。外部充電制御は、車両1のECU10と充電器2の制御回路20との間で充電ケーブル3を介して各種メッセージを相互に送受信することにより進められる。このメッセージの送受信について、以下、詳細に説明する。
<標準通信シーケンス>
外部充電制御では、車両1と充電器2との間でのメッセージの授受に関する通信シーケンスが進められるとともに、車両1と充電器2との間で電力の授受に関する充電シーケンスが進められる。通信シーケンスおよび充電シーケンスは、いずれも急速充電の充電規格(新規格)に規定されている。以下では通信シーケンスの一例を概略的に説明する。
図3は、外部充電制御の通信シーケンスの一例を示すシーケンス図である。図3および後述する図4〜図11では、図中左側に充電器2の制御回路20により実行されるシーケンス処理が示され、図中右側に車両1のECU10により実行されるシーケンス処理が示されている。なお、以下では簡単のため、ECU10により実行される処理の実行主体を車両1と記載し、制御回路20により実行される処理の実行主体を充電器2と記載する場合がある。
図3を参照して、この通信シーケンスは、車両1と充電器2とが充電ケーブル3により物理的に接続され、さらに、車両1と充電器2との間のCAN等の通信を実現するための低圧電源が投入された場合に開始される。なお、図3に示す通信シーケンスを「標準通信シーケンス」と呼ぶ場合がある。
標準通信シーケンスに含まれる処理は、充電準備段階(充電ハンドシェーク段階および充電パラメータ配置段階)、充電段階および充電終了段階に分類される。充電準備段階では、車両1と充電器2との間の通信リンク確立、充電条件の決定、充電準備の成否の確認などが行われる。充電段階では、図示しない充電シーケンスに従って充電器2から車両1への実際の電力供給が行われる。充電終了段階では、電力供給後に車両1と充電器2との間で今回の充電に関する統計データの授受が行われる。
まず、充電準備段階において、車両1と充電器2とのハンドシェークが行われる。具体的に、充電器2は、充電器ハンドシェイクメッセージCHMを車両1に送信する(SQ1)。充電器ハンドシェイクメッセージCHMは、充電器2が準拠する通信シーケンス(通信プロトコル)のバージョン番号に関する情報を含んでもよい。車両1は、充電器ハンドシェイクメッセージCHMに応答して、車両ハンドシェイクメッセージBHMを充電器2に送信する(SQ2)。車両ハンドシェイクメッセージBHMは、車両1の最高許容電圧に関する情報を含んでもよい。
さらに、車両1と充電器2との間の通信リンクを確立するための処理が実行される。具体的には、充電器2は、充電器2が車両1をまだ識別していないことを示す第1充電器識別メッセージCRM(0x00)を車両1に送信する(SQ3)。車両1は、第1充電器識別メッセージCRM(0x00)に応答して、充電器2が車両1を識別するための車両識別メッセージBRMを充電器2に送信する(SQ4)。車両識別メッセージBRMは、車両1が準拠する通信シーケンスのバージョン番号、バッテリ14の種類(リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池など)、車両1の定格容量および定格電圧に関する情報を含んでもよい。充電器2は、車両識別メッセージBRMに応答して、充電器2が車両1を識別したことを示す第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)を車両1に送信する(SQ5)。
次に、車両1は、車両1に搭載されたバッテリ14の仕様に関する充電諸元メッセージBCPを充電器2に送信する(SQ6)。充電諸元メッセージBCPは、バッテリ14およびセル140の最高許容電圧、ならびに、バッテリ14の最高許容電流、最高許容温度、SOCおよび電圧VBに関する情報などを含み得る。充電器2は、充電諸元メッセージBCPに応答して、充電器2から出力可能な最大電力を算出するための最大出力能力メッセージCMLを車両1に送信する(SQ7)。最大出力能力メッセージCMLは、最高出力電圧および最大出力電流に加えて、最低出力電圧および最小出力電流に関する情報を含み得る。
続いて、車両1は、車両1の充電準備がまだ完了していないことを示す第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)を充電器2に送信する(SQ8)。さらに、車両1は、車両1の充電準備が完了したことを示す第2充電準備完了メッセージBRO(0xAA)を充電器2に送信する(SQ9)。充電器2は、第2充電準備完了メッセージBRO(0xAA)に応答して、充電器2からの出力(電力供給)準備がまだ完了していないことを示す第1出力準備完了メッセージCRO(0x00)を車両1に送信する(SQ10)。さらに、充電器2は、充電器2からの出力準備が完了したことを示す第2出力準備完了メッセージCRO(0xAA)を車両1に送信する(SQ11)。これにより充電準備段階が終了し、処理が充電段階へと進められる。
充電段階において、車両1は、充電要求メッセージBCLを充電器2に送信するとともに、電池充電状態メッセージBCSを充電器2に送信する(SQ12)。充電要求メッセージBCLは、車両1から充電器2への要求電圧および要求電流ならびに充電モード(定電圧充電モードまたは定電流充電モード)に関する情報を含み得る。電池充電状態メッセージBCSは、バッテリ14の充電電圧VB、充電電流IBおよびSOCならびに残り充電時間の推定値に関する情報等を含み得る。一方、充電器2は、充電開始(継続)を通知するための充電器充電状態メッセージCCSを車両1に送信する(SQ13)。充電器充電状態メッセージCCSは、充電器2の出力電圧(供給電圧)および出力電流(供給電流)に関する情報を含み得る。
その後、車両1は、車両1が充電を中止することを示す充電中止メッセージBSTを充電器2に送信する(SQ14)。充電中止メッセージBSTは、車両1が充電を中止する原因等に関する情報を含み得る。充電器2は、充電器2が充電を中止することを示す充電中止メッセージCSTを車両1に送信する(SQ15)。充電器2が充電を中止する原因等に関する情報を含み得る。これにより充電段階が終了し、処理が充電終了段階へと進められる。
充電終了段階において、車両1は、今回の充電過程における車両1の統計データを示す統計データメッセージBSDを充電器2に送信する(SQ16)。統計データメッセージBSDは、充電中止時のバッテリ14のSOC、ならびに、バッテリ14の最低電圧、最高電圧、最低温度および最高温度に関する情報を含み得る。一方、充電器2は、今回の充電過程における充電器2の統計データを示す統計データ信号CSDを車両1に送信する(SQ17)。統計データ信号CSDは、今回の充電の充電時間および今回の充電での充電器2からの出力電力量に関する情報を含み得る。これにより、車両1と充電器2との間の一連の通信シーケンスが終了する。
このように、充電規格に規定された標準通信シーケンスは、車両1と充電器2との間で基本的に交互にメッセージ(信号)のやり取りを行いながら、充電準備段階、充電段階、充電終了段階の順に進められる。以下では、本実施の形態における通信シーケンスの特徴の理解を容易にするため、比較例における通信シーケンス(特に充電準備段階におけるシーケンス)について説明する。
<比較例における通信シーケンス>
比較例では、車両1に代えて車両9の外部充電が行われる。車両9の全体構成は、図1および図2に示した車両1の構成と同様である。車両9は急速充電の充電規格(新規格)に準拠した処理が可能であるが、充電器は新規格に完全には準拠していない状況を想定する。新規格に準拠した充電器2に対して、新規格に完全には準拠していない充電器を「充電器8」と記載し、両者を区別する。
図4は、比較例における外部充電制御の通信シーケンスを示すシーケンス図である。図4を参照して、比較例では、まず、充電器8は、図3に説明したように正常に充電器ハンドシェイクメッセージCHMを車両9に送信する(SQ1)。車両9は、充電器ハンドシェイクメッセージCHMに応答して、車両ハンドシェイクメッセージBHMを充電器8に送信する(SQ2)。
新規格の通信シーケンスに準拠した充電器であれば第1充電器識別メッセージCRM(0x00)を送信するところ、新規格に準拠していない充電器8は、第1充電器識別メッセージCRM(0x00)を送信しない(点線参照)。言い換えると、図4に示す比較例では、充電器8からの第1充電器識別メッセージCRM(0x00)が欠落している。そのため、車両9から充電器8に、第1充電器識別メッセージCRM(0x00)への応答としての車両識別メッセージBRMが送信されることもない。その結果、充電準備段階において通信シーケンスが中断する。通信シーケンスが中断したまま規定の時間が経過すると、車両9と充電器8との間の通信リンク確立に失敗したものとして、充電器8から車両9への電力供給が行われることなく外部充電制御が終了する。
このように、図4に示すような充電器8に遭遇した場合、車両9側は新規格に準拠しているにも拘わらず、車両9の外部充電を行うことができない。そうすると、車両9のユーザは別の充電器を探す手間が生じ、ユーザの利便性が低下する可能性がある。
しかし、充電器8であっても、充電器8から車両9への電力供給が始まれば、充電器8は、新規格に準拠して電力を供給可能であるかもしれない。このような可能性に鑑み、本実施の形態に係る車両1は、たとえば充電器8からの第1充電器識別メッセージCRM(0x00)が欠落し、新規格に規定されたタイミングで第1充電器識別メッセージCRM(0x00)を受信しなかった場合であっても、一旦、標準通信シーケンスに定められた処理を先に進める構成を採用する。
<本実施の形態における通信シーケンス>
図5は、実施の形態1における外部充電制御の第1の通信シーケンスを示すシーケンス図である。図5を参照して、車両1は、充電器8から第1充電器識別メッセージCRM(0x00)を受信しなくても、車両ハンドシェイクメッセージBHMの送信時(SQ2)から規定の時間が経過した時点(後述する仮タイムアウトが成立した時点)で車両識別メッセージBRMを充電器8に送信する(SQ4)。その後、充電器8が車両識別メッセージBRMに応答して第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)を送信すれば(SQ5)、車両1は、第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)に応答して充電諸元メッセージBCPを充電器8に送信する(SQ6)。その後は標準通信シーケンス(図3参照)における説明と同様に、SQ7以降の処理が進められる。
前述のように、第1充電器識別メッセージCRM(0x00)および第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)は、車両1と充電器8との間の通信リンクの確立に用いられる信号である。たとえSQ3において第1充電器識別メッセージCRM(0x00)を受信しなくてもSQ5において第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)を受信できれば、車両1は、通信リンクが確立されたと判断することができる。よって、車両1は、充電諸元メッセージBCPの送信(SQ6)へと処理を進める。その後は充電器8が新規格に準拠しており、SQ7〜SQ11が正常に実行されると、充電段階に処理を進めてバッテリ14を充電することが可能になる。
図5に説明したシーケンス図は一例であり、以下の図6および図7に示すように、充電器8からの他のメッセージが欠落した場合にも同様の処理を実行することができる。
図6は、実施の形態1における外部充電制御の第2の通信シーケンスを示すシーケンス図である。図6を参照して、第2の通信シーケンスにおけるSQ1〜SQ4の処理は、標準通信シーケンスにおける対応する処理(図3参照)と同様である。
第2の通信シーケンスでは、充電器8からの第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)が欠落する。車両1は、充電器8から第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)を受信しなくても、車両識別メッセージBRMの送信時(SQ4)から規定の時間が経過した時点で充電諸元メッセージBCPを充電器8に送信する(SQ6)。
充電器8が充電諸元メッセージBCPに応答して最大出力能力メッセージCMLを送信すれば(SQ7)、車両1は、最大出力能力メッセージCMLに応答して第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)を充電器8に送信する(SQ8)。詳細な説明は繰り返さないが、その後、SQ9以降の処理が標準通信シーケンスと同様に進められる。
図7は、実施の形態1における外部充電制御の第3の通信シーケンスを示すシーケンス図である。図7を参照して、第3の通信シーケンスにおけるSQ1,SQ2の処理は、標準通信シーケンスにおける対応する処理(図3参照)と同様である。
第3の通信シーケンスでは、充電器8からの第1充電器識別メッセージCRM(0xAA)が欠落する。車両1は、充電器8から第1充電器識別メッセージCRM(0x00)を受信しなくても、車両ハンドシェイクメッセージBHMの送信時(SQ2)から規定の時間が経過した時点で車両識別メッセージBRMを充電器8に送信する(SQ4)。しかし、充電器8は車両識別メッセージBRMにも応答せず、充電器8からの第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)も欠落する。そうであっても、車両1は、車両識別メッセージBRMの送信時(SQ4)から規定の時間が経過した時点で充電諸元メッセージBCPを充電器8に送信する(SQ6)。
その後、充電器8が充電諸元メッセージBCPに応答して最大出力能力メッセージCMLを送信すれば(SQ7)、SQ8以降の処理が第2の通信シーケンスと同様に進められる。
このように、第1〜第3の通信シーケンスにおいては、車両1と充電器8との間の通信リンクが確立したかどうかを確認するための充電器8からのメッセージが欠落した場合に、その欠落したメッセージの次に規定されたメッセージを車両1から充電器8に対して送信する。そして、充電器8が当該メッセージに応答した場合には、車両1は、通信リンクの確立が確認されたと判断し、後続のシーケンス処理を実行する。これにより、充電器8が新規格に規定された通信シーケンスに準拠していない場合に、通信リンク確立を確認するためのメッセージ交換の1度(または2度)の失敗に起因して、その後の処理が中断されて外部充電制御の中止に至る状況を回避することができる。その結果、充電器8がその後は新規格に規定された通信シーケンスに準拠して処理を進めることが可能である場合には、充電器8から車両1への電力供給を開始してバッテリ14を充電することができる。
なお、第1の通信シーケンスでは、第1充電器識別メッセージCRM(0x00)が本開示に係る「第1の信号」に相当し、車両識別メッセージBRMが本開示に係る「第2の信号」に相当し、第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)が本開示に係る「第3の信号」に相当する。第2および第3の通信シーケンスでは、第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)が本開示に係る「第1の信号」に相当し、充電諸元メッセージBCPが本開示に係る「第2の信号」に相当し、最大出力能力メッセージCMLが本開示に係る「第3の信号」に相当する。
<充電器の出力能力>
第1〜第3の通信シーケンス(図5〜図7参照)では、通信リンク確立のための充電器8からのメッセージが欠落した場合に、一旦、処理を先に進めて充電器8からの後続のメッセージを待つ処理について説明した。このような処理は、通信リンク確立よりも後のメッセージ交換にも適用可能である。
図8は、実施の形態1における外部充電制御の第4の通信シーケンスを示すシーケンス図である。図8を参照して、第4の通信シーケンスにおけるSQ1〜SQ6の処理は、標準通信シーケンスにおける対応する処理(図3参照)と同様である。
第4の通信シーケンスでは、SQ6において車両1から充電器8に充電諸元メッセージBCPが送信される。しかし、充電器8は、新規格の通信シーケンスに規定されたタイミングでは最大出力能力メッセージCMLを車両1に送信しない。車両1は、最大出力能力メッセージCMLを受信していないものの、第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)を充電器8に送信する(SQ8)。そうすると、第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)の送信後に最大出力能力メッセージCMLが充電器8から送信される(SQ7)。車両1は、最大出力能力メッセージCMLを受信すると、第2充電準備完了メッセージBRO(0xAA)を充電器8に送信する(SQ9)。その後は第1〜第3の通信シーケンスと同様にSQ10以降の処理が進められる。
このように、第4の通信シーケンスにおいては、充電器8からの最大出力能力メッセージCMLを規定のタイミングで受信しなかった場合に、車両1は、2つの充電準備完了メッセージのうちの一方(第1充電準備完了メッセージBRO(0x00))を充電器8に送信し、それに対する充電器8の応答を待つ。充電器8から最大出力能力メッセージCMLを受信した場合には、最大出力能力メッセージCMLの受信順序が通信シーケンスに規定された順序とは異なるものの、車両1は、2つの充電準備完了メッセージのうちのもう一方(第2充電準備完了メッセージBRO(0xAA))充電器8に送信し、後続の処理を継続する。
最大出力能力メッセージCMLには充電器8の出力能力(充電器8から出力可能な電圧および電流)に関する情報が含まれている。これらの情報は安全な電力授受には必要不可欠である。そのため、後のフローチャート(図12参照)に示すように、車両1は、第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)を送信しても充電器8から最大出力能力メッセージCMLを受信しなかった場合には、第2充電準備完了メッセージBRO(0xAA)を充電器8に送信しない。そうすると、通信シーケンスがタイムアウトに至り、充電器8から車両1への電力供給が行われることなく、処理が中止される。
以上のように、第4の通信シーケンスによれば、充電器8が新規格の通信シーケンスに準拠していない場合であっても、比較例と比べて、充電器8からの最大出力能力メッセージCMLを受信することができる可能性が高くなる。これにより、充電器8が最大出力能力メッセージCMLを規定の順序よりも後に送信した場合であっても、充電器8から車両1への電力供給を行ってバッテリ14を充電することが可能になる。一方、充電器8が依然として最大出力能力メッセージCMLを送信しなかった場合には、充電器8から車両1への電力供給を行わないことで、電力授受の安全性を確保することができる。
なお、第4の通信シーケンスでは、最大出力能力メッセージCMLが本開示に係る「第1の信号」に相当し、第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)が本開示に係る「第2の信号」に相当する。
<充電器の出力準備>
以下の第5〜第7の通信シーケンスに示すように、充電器8が出力(電力供給)の準備ができているかどうか通知するための出力準備完了メッセージが欠落したり規定の順序で送信されなかったり場合に関しても車両1側で対応を取ることができる。
図9は、実施の形態1における外部充電制御の第5の通信シーケンスを示すシーケンス図である。第5ならびに後述する第6および第7の通信シーケンスにおけるSQ1〜SQ9の処理は、標準通信シーケンスにおける対応する処理(図3参照)と同様である。
図9を参照して、第5の通信シーケンスでは、車両1から充電器8に対し、2つの充電準備完了メッセージ(第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)および第2充電準備完了メッセージBRO(0xAA))が送信される(SQ8,SQ9)。そうすると、充電器8は、充電器8の出力準備が完了していないことを示す第1出力準備完了メッセージCRO(0x00)を送信することなく、充電器8の出力準備が完了したことを示す第2出力準備完了メッセージCRO(0xAA)を車両1に送信する(SQ11)。第2出力準備完了メッセージCRO(0xAA)を受信すると、車両1は、充電器8側の出力準備が完了していると判断し、処理を充電段階へと進める。そして、車両1は、充電要求メッセージBCLおよび電池充電状態メッセージBCSを充電器8に送信する(SQ12)。その後は、標準通信シーケンスと同様にSQ13以降の処理が進められる。
なお、第5の通信シーケンスでは、第1出力準備完了メッセージCRO(0x00)が本開示に係る「第1の信号」に相当し、充電要求メッセージBCLおよび電池充電状態メッセージBCSが本開示に係る「第2の信号」に相当する。また、第2出力準備完了メッセージCRO(0xAA)が本開示に係る「他の信号」に相当する。
図10は、実施の形態1における外部充電制御の第6の通信シーケンスを示すシーケンス図である。図10を参照して、第6の通信シーケンスにおいて、充電器8は、第1出力準備完了メッセージCRO(0x00)を車両1に送信する(SQ10)。しかし、充電器8は、第2出力準備完了メッセージCRO(0xAA)を送信することなく、充電器8の出力電圧および出力電流に関する情報を示す充電器充電状態メッセージCCSを車両1に送信する(SQ13)。充電器充電状態メッセージCCSを受信した車両1は、充電器8側の出力準備が完了していると判断し、充電要求メッセージBCLおよび電池充電状態メッセージBCSを充電器8に送信する(SQ12)。これにより、充電器8から車両1への電力供給が開始される。
図11は、実施の形態1における外部充電制御の第7の通信シーケンスを示すシーケンス図である。図11を参照して、第7の通信シーケンスでは、充電器8から車両1に対し、2つの出力準備完了メッセージ(第1出力準備完了メッセージCRO(0x00)および第2出力準備完了メッセージCRO(0xAA))がいずれも送信されることなく、充電器充電状態メッセージCCSが送信される(SQ13)。そうすると、車両1は、充電器8側の出力準備が完了していると判断し、充電要求メッセージBCLおよび電池充電状態メッセージBCSを充電器8に送信する(SQ12)。これにより、充電器8から車両1への電力供給が開始される。
このように、第5〜第7の通信シーケンスによれば、車両1は、充電器8からの2つの出力準備完了メッセージ(第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)および第2充電準備完了メッセージBRO(0xAA))のうちの一方または両方が欠落した場合であっても、その欠落した信号よりも後に送信されるべき信号を先行して受信したときには、充電器8側の出力準備が完了しているものとして後続の処理を進める。これにより、充電器8から車両1への電力供給を開始し、バッテリ14を充電することが可能になる。
なお、第6および第7の通信シーケンスでは、第2出力準備完了メッセージCRO(0xAA)が本開示に係る「第1の信号」に相当し、充電要求メッセージBCLおよび電池充電状態メッセージBCSが本開示に係る「第2の信号」に相当する。また、充電器充電状態メッセージCCSが本開示に係る「他の信号」に相当する。
<外部充電制御フロー>
図12は、実施の形態1における外部充電制御の通信シーケンス全体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と充電器8(充電器2であってもよい)とが充電ケーブル3により接続された状態で低圧電源が投入され、車両1と充電器8との間のCAN通信等が可能となった場合に実行される。各ステップ(以下、ステップをSと略す)は、ECU10によるソフトウェア処理により実現されるが、ECU10内に作製されたハードウェア(電気回路)により実現されてもよい。
図12を参照して、S101において、ECU10は、外部充電制御の通信シーケンスがタイムアウトに至ったかどうかを判定する。言い換えると、ECU10は、当該フローの開始時からの経過時間が予め定められたタイムアウト時間(たとえば数十秒)に達したかどうかを判定する。通信シーケンスがタイムアウトに至った場合(S101においてYES)には、異常により外部充電制御を実行できなかったものとして処理が終了する。
外部充電制御がタイムアウトに至っていない場合(S101においてNO)、ECU10は、新規格の通信シーケンスに規定されたタイミングで充電器8からメッセージを受信したか否かを判定する(S102)。規定のタイミング(規定の時間内かつ規定の順序に従う順番)でメッセージを受信した場合(S102においてYES)ECU10は、そのメッセージに対する応答として通信シーケンスに定められた次の処理を実行し(S103)、その後、処理をS101に戻す。S101においてNO判定−S102においてYES判定−S103と進む処理は、標準通信シーケンス(図3参照)に沿って進む正常な処理である。
これに対し、新規格に規定されたタイミングで充電器8からのメッセージを受信しなかった場合(S102においてNO)、すなわち、充電器8からのメッセージが欠落していた場合、または、充電器8からのメッセージの順番が新規格の通信シーケンスに規定された順序通りでなかった場合、ECU10は、充電器8からのメッセージを規定の順序に先行して受信したかどうかを判定する(S104)。
充電器8からのメッセージを規定の順序に先行して受信した場合(S104においてYES)、ECU10は、その受信メッセージが充電器8からの出力準備に関連するものか否かを判定する(S105)。具体的には、ECU10は、受信メッセージが第2出力準備完了メッセージCRO(0xAA)または充電器充電状態メッセージCCSであるか否かを判定する。
受信メッセージが第2出力準備完了メッセージCRO(0xAA)または充電器充電状態メッセージCCSである場合(S105においてYES)、ECU10は、充電要求メッセージBCLおよび電池充電状態メッセージBCSを充電器8に送信する(S106)。その後、処理はS101に戻される。この場合、充電要求メッセージBCLおよび電池充電状態メッセージBCSに応答して充電器8から充電器充電状態メッセージCCSが送信されると、S102においてYESと判定され、処理がS103に進む。一方、受信メッセージが第2出力準備完了メッセージCRO(0xAA)および充電器充電状態メッセージCCSのいずれでもない場合(S105においてNO)には、S106の処理を実行することなく処理がS101に戻される。
S101においてNO判定−S102においてNO判定−S104においてYES判定−S105においてYES判定−S106と進む処理は、第5〜第7の通信シーケンス(図9〜図11参照)に示された処理である。一方、以下に説明するS107〜S112の処理は、第1〜第4の通信シーケンス(図5〜図8参照)に示された処理である。
S104において充電器8からのメッセージを規定の順序に先行して受信していない場合(S104においてNO)、ECU10は、処理をS107に進め、外部充電制御の通信シーケンスが仮タイムアウトに至ったかどうかを判定する。この仮タイムアウトは、充電器8からのメッセージの欠落の有無を判断するためのものであり、充電器8からの前のメッセージ受信時からの経過時間が予め定められた時間に達した時刻に成立する。仮タイムアウト時間は、S101におけるタイムアウト時間よりも短く、たとえば数秒〜十数秒程度に定めることができる。充電器8から何らかのメッセージを受信するまで、S107においてNO判定−S101においてNO判定−S102においてNO判定−S104においてNO判定との処理が繰り返される。メッセージを受信することなく仮タイムアウト時間が経過すると(S107においてYES)、ECU10は、充電器8から本来送信されるべきメッセージが欠落したと判断して処理をS108に進める。
充電器8からのメッセージが欠落した場合に、その欠落したメッセージが何であってもECU10が処理を先に進めてよいわけではない。欠落メッセージが外部充電制御に必須のものでない場合に限り、ECU10は、通信シーケンスの処理を先に進める。S108において、ECU10は、欠落メッセージが第1〜第4の通信シーケンスにて説明したメッセージであるか否かを判定する。具体的には、欠落メッセージが第1充電器識別メッセージCRM(0x00)、第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)または最大出力能力メッセージCMLであるか否かが判定される。
欠落メッセージが第1〜第4の通信シーケンスにて説明したメッセージでない場合(S108においてNO)には、処理がS101に戻される。その後、S101においてNO判定−S102においてNO判定−S104においてNO判定−S107においてYES判定−S108においてNO判定との処理が繰り返されるうちにタイムアウト時間が経過し(S101においてYES)、処理が終了する。
欠落メッセージが第1〜第4の通信シーケンスにて説明したメッセージである場合(S108においてYES)、ECU10は、通信シーケンスの処理を進め、新規格の通信シーケンスに規定された、欠落メッセージの次のメッセージを充電器8に送信する(S109)。
なお、後述するS112においてNO判定の場合、処理が再びS109に進むことになる。そうすると、第3の通信シーケンスでは問題ないが、第1または第2の通信シーケンス等では、再度、欠落メッセージの次のメッセージを送信してしまう。よって、上記次のメッセージを既に送信している場合には、S109において再度メッセージを送信しない。
S110において、ECU10は、S109にて車両1から送信されたメッセージに対して充電器8が所定時間内に応答したかどうかを判定する。充電器8が所定時間内に応答しなかった場合(S110においてNO)、ECU10は、タイムアウトが成立したか否かを判定する(S112)。この処理は、S101の処理と同様に、フロー開始時からの経過時間がタイムアウト時間(たとえば数十秒)に達したかどうかを判定する処理である。充電器8からの応答がないままタイムアウトが成立した場合(S112においてYES)には、ECU10は、外部充電制御を正常に実行できなかったものとして処理を終了する。
一方、充電器8が所定時間内に応答した場合(S110においてYES)、ECU10は、通信シーケンスの処理を先に進める(S111)。ECU10は、充電器8からの応答メッセージに応じたメッセージを充電器8に送信する。その後、処理はS101に戻される。
S107〜S112の処理と第1〜第4の通信シーケンスとの対応関係について、より詳細に説明する。第1の通信シーケンス(図5参照)では、充電器8からの第1充電器識別メッセージCRM(0x00)が欠落する(S107においてYES判定かつS108においてYES判定)。そうすると、車両識別メッセージBRMの送信(S109)へと処理が進み、充電器8が車両識別メッセージBRMに応答して第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)を返すと(S110においてYES)、車両1から充電諸元メッセージBCPが送信される(S111)。
第2の通信シーケンス(図6参照)では、充電器8からの第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)が欠落する(S107においてYES判定かつS108においてYES判定)。そうすると、充電諸元メッセージBCPの送信(S109)へと処理が進み、充電器8が充電諸元メッセージBCPに応答して最大出力能力メッセージCMLを返すと(S110においてYES)、車両1から第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)が送信される(S111)。
第3の通信シーケンス(図7参照)では、充電器8からの第1充電器識別メッセージCRM(0x00)および第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)の両方が欠落する。まず、第1充電器識別メッセージCRM(0x00)が欠落により(S107においてYES判定かつS108においてYES判定)、ECU10は、車両識別メッセージBRMを充電器8に送信する(S109)。しかし、充電器8は、所定時間内に車両識別メッセージBRMに応答しないので(S110においてNOかつS112においてNO)、処理がS107に戻される。そうすると、今度は第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)の欠落により(S107においてYES判定かつS108においてYES判定)、ECU10は、充電諸元メッセージBCPを充電器8に送信する(S109)。充電器8が充電諸元メッセージBCPに応答して最大出力能力メッセージCMLを返すと(S110においてYES)、第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)の送信へと処理が進められる(S111)。
第4の通信シーケンス(図8参照)では、充電器8からの最大出力能力メッセージCMLが後に送信されるものの、その送信タイミングが規定のタイミングと異なる。そのため、最大出力能力メッセージCMLを受信していないとして仮タイムアウトが成立し(S107においてYES判定かつS108においてYES判定)、車両1は、第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)を充電器8に送信する(S109)。新規格の通信シーケンスに定められた本来の処理とは異なるが、充電器8が第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)に応答して最大出力能力メッセージCMLを返すと(S110においてYES)、ECU10は、第1充電準備完了メッセージBRO(0x00)に続く第2充電準備完了メッセージBRO(0xAA)を充電器8に送信する(S111)。
以上のように、実施の形態1によれば、充電器8側が新規格の通信シーケンスに完全に準拠しておらず、充電器8からのメッセージが欠落した場合や送信すべきメッセージとは異なるメッセージを送信した場合であっても、そのメッセージよりも後に規定されたメッセージを車両1から充電器8へと送信する。車両1側が通信シーケンスに定められた処理を暫定的に先に進めることによって、車両1からの送信メッセージをきっかけに充電器8が必要なメッセージを車両1に返す可能性がある。充電器8がメッセージを返し、車両1と充電器8との間の通信シーケンスが標準通信シーケンスに復帰すれば、それ以降の充電準備段階の通信シーケンスを正常に実行し、充電段階へと進むことが可能になる。その結果、充電器8から車両1への電力供給を行ってバッテリ14を充電することができる。
[実施の形態2]
実施の形態1では、充電器8から車両1への送信メッセージの送信タイミングが標準通信シーケンスに準拠していない場合に、車両1側で対応する構成について説明した。実施の形態2においては、充電器8から車両1への送信内容が標準通信シーケンスに準拠していない場合の構成について説明する。なお、実施の形態2に係る車両の全体構成は、実施の形態1に係る車両1の全体構成(図2参照)と同様である。
<正常受信時>
図13は、充電中止メッセージCSTのデータフィールドの構造(フォーマット)の一例を示す図である。図13を参照して、充電中止メッセージCSTのデータフィールド(いわばメッセージの中身)は、たとえば4バイトのバイト長を有し、以下のような内容を表す。
充電中止メッセージCSTの1バイト目(CST1で示す)のフィールドは、バイト長1バイトであり、充電器が充電を中止する原因(事前に設定された終了条件が成立したことによる中止、ユーザ操作による中止、充電器の故障による中止など)を表す。充電中止メッセージCSTの2バイト目(CST2で示す)のフィールドは、バイト長2バイトであり、充電器が充電を中止する故障原因(充電器の過熱故障、充電器のコネクタ故障など)を表す。充電中止メッセージCSTの4バイト目(CST4で示す)のフィールドは、バイト長1バイトであり、充電器が充電を中止するエラー原因(電流異常、電圧異常など)を表す。
フィールドCST1に含まれる各ビットが表す内容は、新規格の通信シーケンスに定義されている。たとえば、第1ビットおよび第2ビットの両方が0であること<00>は、正常な充電中止を表す。第1ビットが0であり、第2ビットが1であること<01>は、充電器側が設定条件に達したことによる中止を表す。第1ビットが1であり、第2ビットが0であること<10>は、車両1または充電器8が信頼できない状態であることを表す。一方で、第1ビットおよび第2ビットの両方が1であること<11>は、通信シーケンスに定義されていない。他のフィールドCST2,CST4についても同様の定義が行われている。
図14は、充電中止メッセージCSTを急速充電の充電規格(新規格)の通信シーケンスに規定された通りに受信した場合(正常受信時)の処理を説明するための概念図である。図14を参照して、車両1は、充電中止メッセージCSTを受信すると、充電中止メッセージCSTに含まれるデータフィールドを参照する。より詳細には、車両1は、充電中止メッセージCSTに含まれるデータフィールドが図13にて説明した内容(通信シーケンスに規定された内容)を表すものであるか否かを解析する。そして、車両1は、その解析結果に応じて、当該充電中止メッセージCSTを受け取るか否かを判断する。車両1は、充電中止メッセージCSTを受け取ると判断した場合に肯定応答(図14ではACKと示す)を充電器2に返すとともに、次のメッセージを充電器2に送信すべく通信シーケンスを先に進める。ただし、肯定応答ACKの返信は本開示に必須ではない。
正常な充電器2から送信された充電中止メッセージCSTには、通信シーケンスに規定通りの内容を表すデータフィールドが含まれるため、車両1は、通信シーケンスを進めることができる。しかしながら、新規格に完全に準拠(適合)していない充電器8は、以下の比較例に示すように、通信シーケンスに規定された内容とは異なる内容を表すデータフィールド(言い換えると、規定されていない内容を表す、あるいは規定された内容を表さないデータフィールド)を車両1に送信する可能性がある。
<比較例における受信時>
図15は、比較例における充電中止メッセージCSTの受信時の処理を説明するための概念図である。図15を参照して、比較例における充電器8は、通信シーケンスに規定された内容とは異なる内容を表すデータフィールドを含む充電中止メッセージCSTを比較例おける車両9に送信する。たとえば図13に示した例では、第1ビットおよび第2ビットの両方が1であって未定義のフィールドCST1を含む充電中止メッセージCSTが送信される。
車両9は、受信した充電中止メッセージCSTの内容を参照し、その充電中止メッセージCSTに含まれるデータフィールドが通信シーケンスに規定された内容を表すものではないことが判明すると、充電中止メッセージCSTを受け取らない。そうすると、通信シーケンスに規定された通りの別の充電中止メッセージCSTが充電器8から送信されない限り、車両1では通信シーケンスを先に進められない。その結果、タイムアウト処理(後述)に至り、外部充電制御が終了してしまう。
<本実施の形態における受信時>
図16は、実施の形態2における充電中止メッセージCSTの受信時の処理を説明するための概念図である。図16を参照して、実施の形態2においても比較例と同様に、充電器8は、通信シーケンスに規定された内容とは異なる内容を表すデータフィールドを車両1に送信する。
実施の形態2において、車両1は、受信した充電中止メッセージCSTの内容を参照しない。つまり、車両1は、受信したメッセージが充電中止メッセージCSTであることが分かると、その充電中止メッセージCSTに含まれるデータフィールドが通信シーケンスに規定された内容を表すものであるか否かを解析することなく充電中止メッセージCSTを受け取り、通信シーケンスを先に進める。これにより、充電中止メッセージCSTの送信元の充電器8が通信シーケンスに準拠していない場合に、充電中止メッセージCSTのデータフィールドに起因する通信シーケンスの中断を防止することができる。
図13〜図16では充電中止メッセージCSTを例に説明したが、他のメッセージについても同様の処理を行うことができる。その一方で、全てのメッセージに対して同様の処理を行うことは望ましくない。
図17は、メッセージ毎の処理内容の概要をまとめた図である。図17を参照して、充電器ハンドシェイクメッセージCHMのデータフィールドに含まれる通信シーケンスのバージョン番号等の情報は、電力供給に必須の情報ではない。また、充電器充電状態メッセージCCSに含まれる充電器8の出力電圧および出力電流に関する情報も必ずしも必要ではない。さらに、統計データメッセージCSDのデータフィールドに含まれる情報も、充電実績(充電時間や充電器8からの出力電力量)に関する情報を充電終了段階で伝達するものであり、電力供給に必須の情報ではない。したがって、車両1は、充電器ハンドシェイクメッセージCHM、充電器充電状態メッセージCCSおよび充電器統計データメッセージCSDについても、車両1が充電器8からメッセージを受信したことをもって、メッセージのデータフィールド(内容または中身)については参照することなく、通信シーケンスの後続する処理を進めることができる。
これに対し、充電器識別メッセージCRM(第1充電器識別メッセージCRM(0x00)および第2充電器識別メッセージCRM(0xAA))、最大出力能力メッセージCML、ならびに、出力準備完了メッセージCRO(第1出力準備完了メッセージCRO(0x00)および第2出力準備完了メッセージCRO(0xAA))については、車両1は、メッセージのデータフィールドを参照し、通信シーケンスの処理を先に進めるかどうかを判断する。
図18は、実施の形態2における充電器識別メッセージCRMの受信時の処理を説明するための概念図である。図18を参照して、受信したメッセージが充電器識別メッセージCRMであることが分かると、本実施の形態においても、車両1は、充電器識別メッセージCRMのデータフィールドを参照する。具体的には、車両1は、まず、充電器8が車両1を未識別であることを示す第1充電器識別メッセージCRM(0x00)を充電器8から受信する。その後、メッセージのデータフィールドが充電器8により変更され、車両1は、充電器8が車両1を識別済みであることを示す第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)を充電器8から受信する。そうすると、車両1は、充電器識別メッセージCRMを受け取ったとして通信シーケンスを先に進める。
図3にて説明した通信シーケンスによれば、車両1は、第1充電器識別メッセージCRM(0x00)に応答して車両識別メッセージBRMを充電器8に送信する(SQ4)。しかし、実施の形態2では、車両1が車両識別メッセージBRMを充電器8に送信することなく充電器8から第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)を受信した場合にも、通信シーケンスが先に進められる。
一方、充電器8が車両1を識別済みであることが第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)の受信により確認されてまま通信シーケンスを進めることは望ましくない。したがって、車両1は、充電器識別メッセージCRMが第1充電器識別メッセージCRM(0x00)から第2充電器識別メッセージCRM(0xAA)へと切り替えられていない場合には、通信シーケンスを先に進めず、タイムアウト処理の発生を許容する。
なお、図18では充電器識別メッセージCRMを例に説明したが、出力準備完了メッセージCROについても同様の処理が実行される。
図19は、実施の形態2における最大出力能力メッセージCMLの受信時の処理を説明するための概念図である。図19を参照して、受信したメッセージが最大出力能力メッセージCMLであることが分かると、車両1は、最大出力能力メッセージCMLのデータフィールドを参照する。具体的には、車両1は、最大出力能力メッセージCMLのデータフィールドに含まれる、充電器8から出力可能な最大電力を算出するための情報が通信シーケンスに規定されたものであるかどうかを解析する。
最大出力能力メッセージCMLに含まれる情報は、具体的には充電器8の最大最高出力電圧および最大出力電流ならびに最低出力電圧および最小出力電流に関する情報であり、車両1と充電器8との間での安全な電力授受のための充電条件の決定に必要不可欠である。したがって、車両1は、充電器8から受信した最大出力能力メッセージCMLのデータフィールドに含まれる情報が通信シーケンスに規定されたものである場合には通信シーケンスを先に進める一方で、上記情報が通信シーケンスに規定されたものでない場合には通信シーケンスを先に進めない。
なお、本実施の形態では、上記4つの信号の全てに対して、その内容を参照することなく通信シーケンスを進めるが、上記4つの信号のうちのいずれか1つ〜3つのみに対して当該処理を適用してもよい。つまり、上記4つの信号のうちの少なくとも1つに当該処理を適用すればよい。
<外部充電制御フロー>
図20は、実施の形態2における外部充電制御の通信シーケンスを示すフローチャートである。図20を参照して、このフローチャートは、車両1と充電器8(充電器2であってもよい)とが充電ケーブル3により接続された状態で低圧電源が投入され、車両1と充電器8との間のCAN通信等が可能となった場合に実行される。各ステップは、ECU10によるソフトウェア処理により実現されるが、ECU10内に作製されたハードウェア(電気回路)により実現されてもよい。
図20を参照して、S201において、ECU10は、充電器8からメッセージを受信したか否かを判定する。メッセージを受信すると(S201においてYES)、ECU10は、そのメッセージが特定のメッセージであるか否かを判定する(S202)。
受信したメッセージが特定のメッセージ、すなわち、充電中止メッセージCST、充電器ハンドシェイクメッセージCHM、充電器充電状態メッセージCCS、および、充電器統計データメッセージCSDのうちのいずれかである場合(S202においてNO)には、ECU10は、そのメッセージのデータフィールドに含まれる情報が必須のものではないとして、データフィールドを参照することなく通信シーケンスを進める(S203)。その後、処理がS201に戻される。
これに対し、受信したメッセージが特定のメッセージ以外の他のメッセージ、すなわち、充電器識別メッセージCRM、最大出力能力メッセージCML、および、出力準備完了メッセージCROのうちのいずれかである場合(S202においてYES)には、ECU10は、そのメッセージのデータフィールドに含まれる情報を取得するためにデータフィールドを参照する(S204)。そして、ECU10は、データフィールドが通信シーケンスに規定された内容を表すものであるか否かを解析する(S205)。データフィールドの内容が規定された内容であるか否かについては図18または図19にて詳細に説明したので、詳細な説明は繰り返さない。
受信したメッセージのデータフィールドが通信シーケンスに規定された内容を表すものである場合(S205においてYES)、ECU10は、処理をS203に進め、後続する通信シーケンスを実行する。これに対し、受信したメッセージのデータフィールドが通信シーケンスに規定された内容を表すものでない場合(S205においてNO)、ECU10は、外部充電制御がタイムアウトに至ったかどうか判定する(S206)。
図20に示すフローの開始時からの経過時間が予め定められたタイムアウト時間(たとえば数十秒)に達すると(S206においてYES)、ECU10は、外部充電制御を正常には実行できなかったとして処理を終了する。外部充電制御がタイムアウトに至っていない場合(S206においてNO)には、処理がS201に戻される。
以上のように、実施の形態2によれば、データフィールドが電力授受に必須の内容を表すものではない特定のメッセージ(CHM,CCS,CST,CSD)については、車両1は、当該メッセージのデータフィールド(メッセージの中身または内容)に拘わらず、通信シーケンスを先に進める。これにより、充電器8側が新規格の通信シーケンスに完全には準拠していない場合であっても、データフィールドの誤りに起因する通信シーケンスの中断を防止することができる。一方、データフィールドが電力授受に必須の内容を表す他のメッセージ(CRM,CML,CRO)については、車両1は、当該メッセージのデータフィールドを参照し、通信シーケンスを先に進めるかどうかを判断する。これにより、通信リンクの確立を確認したり(CRM)、電力授受の安全性を確保したり(CML,CRO)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。
100 充電システム、1,9 車両、11 インレット、121 電圧センサ、122 電流センサ、131,132 充電リレー、133,134 SMR、14 バッテリ、140 セル、141 電圧センサ、142 電流センサ、143 電池温度センサ、16 PCU、17 モータジェネレータ、181 動力伝達ギヤ、182 駆動輪、10 ECU、101 CPU、102 メモリ、103 入出力ポート、2,8 充電器、20 制御回路、21 AC/DC変換器、22 電圧センサ、3 充電ケーブル、31 コネクタ、4 系統電源、ACL,NL2,PL2 電力線、NL0,PL0 給電線,NL1,PL1 充電線。

Claims (9)

  1. 車両外部に設けられた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ことが可能に構成された車両の制御装置であって、
    前記車両と前記充電器との間で送受信される信号の入出力を行うように構成された入出力部と、
    前記蓄電装置の充電開始に先立ち、予め規定された通信シーケンスに従って前記入出力部を介した信号の送受信を制御することで前記蓄電装置の充電準備を行う制御部とを備え、
    前記通信シーケンスでは、前記車両が前記充電器からの第1の信号を所定のタイミングで受信した場合に第2の信号を前記充電器に送信することが規定され、
    前記制御部は、前記車両が前記第1の信号を前記所定のタイミングで受信しなかった場合であっても前記第2の信号を前記充電器に送信することによって前記通信シーケンスを進める、車両の制御装置。
  2. 前記第1の信号は、前記車両と前記充電器との間の通信リンクを確立するための信号であり、
    前記制御部は、前記通信シーケンスに規定された時間が経過しても前記第1の信号を受信しなかった場合に前記第2の信号を送信する、請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 前記通信シーケンスでは、前記充電器が前記第2の信号に応答して第3の信号を前記車両に送信することがさらに規定され、
    前記制御部は、前記車両が前記第2の信号の送信後に前記第3の信号を受信したときに前記通信シーケンスをさらに進める一方で、前記車両が前記第2の信号の送信後に前記第3の信号を受信しなかったときには前記通信シーケンスの進行を中止する、請求項2に記載の車両の制御装置。
  4. 前記第1の信号は、前記充電器から供給可能な電力を通知するための信号であり、
    前記制御部は、前記通信シーケンスに規定された時間が経過しても前記第1の信号を受信しなかった場合に前記第2の信号を送信する、請求項1に記載の車両の制御装置。
  5. 前記第2の信号は、前記車両の充電の準備状態を通知するための信号であり、
    前記制御部は、前記車両が前記第2の信号の送信後に前記第1の信号を受信したときに前記通信シーケンスをさらに進める一方で、前記車両が前記第2の信号の送信後に前記第1の信号を受信しなかったときには前記通信シーケンスの進行を中止する、請求項4に記載の車両の制御装置。
  6. 前記第1の信号は、前記充電器の電力供給の準備が完了していないことを通知するための信号であり、
    前記制御部は、前記第1の信号の受信に代えて、前記通信シーケンスに規定された順序に従わない他の信号を前記車両が受信した場合に前記第2の信号を送信し、
    前記他の信号は、前記充電器の電力供給の準備が完了したことを通知するための信号である、請求項1に記載の車両の制御装置。
  7. 前記第1の信号は、前記充電器の電力供給の準備が完了したことを通知するための信号であり、
    前記制御部は、前記第1の信号の受信に代えて、前記通信シーケンスに規定された順序に従わない他の信号を前記車両が受信した場合に前記第2の信号を送信し、
    前記第2の信号は、前記車両の要求電圧および要求電流を通知するための信号であり、
    前記他の信号は、前記充電器の供給電圧および供給電流を通知するための信号である、請求項1に記載の車両の制御装置。
  8. 前記蓄電装置と、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載の制御装置とを備える、車両。
  9. 車両外部に設けられた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ことが可能に構成された車両の制御方法であって、
    前記車両は、前記蓄電装置の充電開始に先立ち、予め規定された通信シーケンスに従って前記充電器との間で信号の送受信を制御することで前記蓄電装置の充電準備を行うように構成され、
    前記通信シーケンスでは、前記車両が前記充電器からの第1の信号を所定のタイミングで受信した場合に第2の信号を前記充電器に送信することが規定され、
    前記車両の制御方法は、
    前記第1の信号を前記所定のタイミングで受信したか否かを判定するステップと、
    前記第1の信号を前記所定のタイミングで受信しなかった場合であっても前記第2の信号を前記充電器に送信することによって前記通信シーケンスを進めるステップとを含む、車両の制御方法。
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