JP2020184862A

JP2020184862A - 車載充電器

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Publication number: JP2020184862A
Application number: JP2019089028A
Authority: JP
Inventors: 健司久禮; Kenji Kure
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-12
Anticipated expiration: 2039-05-09
Also published as: JP7167843B2

Abstract

【課題】複数の温度センサを設ける構成で、温度センサの異常検出時に、ＰＦＣ部側のものかコンバータ部側かのものかを確実に判定できるようにした車載充電器を提供する。【解決手段】車載バッテリ１００に充電する車載充電器１０は、ＰＦＣ部２０およびコンバータ部４０を備える。交流入力はＰＦＣ部２０から、直流入力はコンバータ部４０から入力可能である。第１、第２温度センサ２８、４３を有し、ＰＦＣ部２０、コンバータ部４０の温度を検出する。ＰＦＣ部２０は、交流入力のゼロクロス期間およびＭＯＳトランジスタ２７のオフ時のスイッチング時間を検出する検出回路３１を備える。マイコン２９は、温度センサ２８、４３により温度を検出し、両者の相関がずれたときに、ＭＯＳトランジスタ２７のスイッチング時間から温度を推定し、故障した温度センサを特定する。【選択図】図１

Description

本発明は、車載充電器に関する。

交流電源から車載バッテリに充電する車載充電器では、交流電源から力率改善（ＰＦＣ：Power Factor Correction）回路（以下、ＰＦＣ回路と称する）、コンバータ回路を介して充電を行う構成が採用されている。

コンバータ回路およびＰＦＣ回路にはそれぞれ充電動作中の回路の温度を検出するために温度センサが設けられる。温度センサは、例えばサーミスタなどの温度係数を有する抵抗素子を設けて温度を検出し、温度異常が検出された時には充電動作を停止するように構成されている。

この場合、従来のものでは、ＰＦＣ回路およびコンバータ回路の温度センサは、充電動作を実施している時の温度変化の仕方にはある程度の相関関係があることがわかっている。これを利用して、両温度センサの検出温度の大小関係や温度変化の相関関係をあらかじめ記憶しておき、検出動作において大小関係や相関関係が崩れたことが検出された場合に、温度センサが故障していることを判定している。

しかしながら、上記構成のものでは、温度センサに異常を来して故障していることを判断することはできるが、故障している温度センサがＰＦＣ回路のものかコンバータ回路のものかについては、不変・短絡・断線モードの異常については判定しているが、例えば材料の経年劣化による特性変化などに起因する他の異常については個別の判定をしていない。このため、不変・短絡・断線モード以外の異常が発生している場合には、故障している温度センサを特定することができないものであった。

このため、交流電源からの充電だけでなく、コンバータ回路の入力部から直流電源により車載バッテリに充電することもできるように構成された車載充電器では、上記の構成を採用する場合には、温度センサの故障部位が特定できない場合には、どちらの充電も使用不能となるものであった。

特許第５５６９９６９号公報

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、複数の温度センサを設ける構成で、温度センサの異常検出時に、ＰＦＣ部側のものかコンバータ部側かのものかを確実に判定できるようにした車載充電器を提供することにある。

請求項１に記載の車載充電器は、交流入力電圧を交流入力部から力率改善部（２０）およびコンバータ部（４０）を介して車載バッテリに充電するとともに、直流入力電圧を前記コンバータ部の直流入力部から前記車載バッテリに充電する車載充電器であって、前記力率改善部は、前記交流入力電圧を直流出力に変換する全波整流回路（２１）と、前記全波整流回路の直流出力を、コイル（２６）およびスイッチング素子（２７）により力率改善して平滑コンデンサ（２５）に充電する力率改善回路（２２）とを備え、前記コンバータ部は、前記平滑コンデンサの直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路（４１）と、前記インバータ回路の交流電圧を整流平滑して前記車載バッテリに供給する出力回路（４２）とを備え、前記力率改善部および前記コンバータ部のそれぞれの温度を検出するように設けられた第１温度センサ（２８）および第２温度センサ（４３）と、前記交流入力電圧がゼロクロス近傍となるゼロクロス期間を検出し、前記ゼロクロス期間に前記スイッチング素子をオンオフ駆動してそのときのスイッチング時間を検出する検出回路（３１）と、前記第１及び第２温度センサの検出信号から温度検出をするとともに、両検出信号の相関関係が所定範囲からずれたときに前記第１および第２温度センサのいずれかの故障状態を検出し、前記検出回路からのスイッチング時間から前記スイッチング素子の温度を推定する制御回路（２９）とを備えている。

上記構成を採用することにより、検出回路は、交流入力電圧がゼロクロス近傍となるゼロクロス期間を検出するとともに検出したゼロクロス期間にスイッチング素子をオンオフ駆動してそのときのスイッチング時間を検出する。制御回路は、第１及び第２温度センサの検出信号から温度検出をするとともに、両検出信号の相関関係が所定範囲からずれたときに第１および第２温度センサのいずれかの故障状態を検出する。そして、制御回路は、検出回路からのスイッチング時間に基づいてスイッチング素子の温度を推定するので、第１および第２温度センサのうちのいずれが故障しているかを判定することができる。

この結果、第１温度センサが故障していることが判定できた場合には、第１温度センサを用いることなく充電動作を実施する直流入力による充電時には、充電動作が可能となるので、緊急の場合などにおいても、充電を実施することができるようになる。

一実施形態を示す電気的構成図検出回路の電気的構成図温度検出処理の流れを示す図タイミングチャートその１タイミングチャートその２タイミングチャートその３動作原理を説明するための電気的構成図作用説明図

以下、一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
図１において、車載バッテリ１００に充電を行う車載充電器１０は、商用電源からの交流入力プラグ２００、および直流電源からの急速充電用の直流入力プラグ３００を備えている。車載充電器１０は、ＰＦＣ部２０およびコンバータ部４０を備えている。

ＰＦＣ部２０は、全波整流回路２１、および力率改善回路２２および制御部２３を備えている。全波整流回路２１は、ダイオードブリッジ回路により構成され、交流入力プラグ２００から入力される交流電圧Ｖａｃを全波整流した直流出力Ｖｄｃを力率改善回路２２に出力する。

力率改善回路２２は、全波整流回路２１の直流出力Ｖｄｃを力率改善してダイオード２４を介して平滑コンデンサ２５に充電する。力率改善は、トランス２６の１次コイルとスイッチング素子としてのＭＯＳトランジスタ２７を駆動制御して昇圧をすることで行う。ＭＯＳトランジスタ２７の近傍にサーミスタからなる第１温度センサ２８が配置され、ＰＦＣ部２０の温度を検出する。

制御部２３は、制御回路としてのマイコン２９、駆動回路３０、検出回路３１などを備える。駆動回路３０は、抵抗３２を介してＭＯＳトランジスタ２７のゲートに駆動電圧Ｖｄｒｖを与えてオンオフ駆動する。トランス２６の一次コイルに流れる電流を、二次コイルの両端に接続した抵抗３３により検出する。トランス２６の二次コイル流れる電流により、抵抗３３に電圧降下が発生し、マイコン２９はこの電圧降下を電圧Ｖｓｅｎｓｅとして検出する。

検出回路３１は、ＭＯＳトランジスタ２７のゲート電圧Ｖｇｓ、駆動回路３０の駆動電圧Ｖｄｒｖおよび電圧Ｖｓｅｎｓｅを取り込み、ゼロクロス期間およびＭＯＳトランジスタ２７のスイッチング時間を検出して検出信号Ｓｚｃ、Ｓｓｗをマイコン２９に出力する。マイコン２９は、第１温度センサ２８の検出信号が入力されるとともに、後述する第２温度センサ４３の検出信号が入力される。マイコン２９には表示部３４が接続されており、表示部３４に表示信号を出力してランプの点灯や表示素子への表示出力により、使用者に対して交流充電、直流充電のそれぞれが可能かどうかを通知する。

コンバータ部４０は、インバータ回路４１および出力回路４２を備える。インバータ回路４１は、４個のスイッチング素子であるＭＯＳトランジスタ４１ａ〜４１ｄをブリッジ接続したもので、ＰＦＣ部２０の出力である直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力回路４２に出力する。インバータ回路４１は、急速充電用の直流入力プラグ３００にも接続されており、直流電圧が入力される。ＭＯＳトランジスタ４１ｂの近傍には、コンバータ部４０の温度を検出するようにサーミスタからなる第２温度センサ４３が配置される。

出力回路４２は、絶縁用のトランス４４、全波整流回路４５、コイル４６およびコンデンサ４７を備える。インバータ回路４１の交流出力は、トランス４４を介して全波整流回路４５に入力される。全波整流回路４５は、全波整流した直流出力をコイル４６およびコンデンサ４７により平滑する。車載バッテ入り１００は、コンデンサ４７の両端子から充電を行う。

上記した検出回路３１は、図２に示すように、コンパレータ３１ａ、フリップフロップ３１ｂ、インバータ３１ｃ、コンパレータ３１ｄ、アンド回路３１ｅ、カウンタ３１ｆを備えている。コンパレータ３１ａは、反転入力端子に電圧Ｖｓｅｎｓｅが入力され、非反転入力端子に参照電圧Ｖｒｅｆが入力される。参照電圧Ｖｒｅｆはゼロクロス期間を判定するためのもので、０Ｖよりも少し大きい電圧に設定されている。

コンパレータ３１ａの出力端子はフリップフロップ３１ｂのセット端子Ｓに接続される。フリップフロップ３１ｂのリセット端子Ｒには駆動電圧Ｖｄｒｖが入力される。フリップフロップ３１ｂの出力端子Ｑは、インバータ３１ｃを介して反転させた出力信号をゼロクロス信号Ｓｚｃとして出力する。

コンパレータ３１ｄは、反転入力端子に比較電圧Ｖｃｏｍｐが入力され、非反転入力端子にゲート電圧Ｖｇｓが入力される。比較電圧Ｖｃｏｍｐは、ゲート電圧Ｖｇｓが減衰してほぼ０Ｖになるまでのスイッチング時間Ｔｓｗを検出するために設定された電圧である。コンパレータ３２ｄの出力端子はアンド回路３１ｅの一方の入力端子に接続される。アンド回路３１ｅの他方の入力端子には駆動電圧Ｖｄｒｖの反転信号が入力される。

アンド回路３１ｅの出力端子はカウンタ３１ｆの入力端子ＥＮに接続される。カウンタ３１ｆのクロック端子ＣＬＫにはクロック信号ＣＬＫが入力される。カウンタ３１ｆは、入力端子ＥＮの入力信号がハイレベルである期間中、クロック信号ＣＬＫをカウントアップしてカウント信号Ｓｔｃとして出力端子から出力する。

次に、上記構成の作用について、図３から図８も参照して説明する。
車載充電器１０において、商用の交流電源から車載バッテリ１００に充電する場合には、交流入力プラグ２００から交流電圧ＶａｃがＰＦＣ部２０の全波整流回路２１に入力される。交流電圧Ｖａｃは、全波整流回路２１で全波整流され、脈流状の直流電圧Ｖｄｃとして力率改善回路２２に入力される。このとき、マイコン２９は、駆動回路３０に駆動信号を与えて力率改善回路２２のＭＯＳトランジスタ２７をオンオフの駆動電圧Ｖｄｒｖにより駆動し、力率改善をしながら平滑コンデンサ２５に充電を実施する。

コンバータ部４０では、ＰＦＣ部２０の平滑コンデンサ２５の直流電圧を取り込んで車載バッテリ１００の電圧に対応するように調整をして出力する。まず、インバータ回路４１のＭＯＳトランジスタ４１ａ〜４１ｄを駆動制御して所定の交流電圧に変換し、トランス４４を介して全波整流回路で直流変換し、コイル４６を介してコンデンサ４７に出力する。これにより、車載バッテリ１００に対応した直流電圧に変換された状態で充電動作を実行する。

上記の動作を実行する状態では、マイコン２９は、第１温度センサ２８および第２温度センサ４３からの温度検出信号を取り込み、ＰＦＣ部２０およびコンバータ部４０の温度を監視している。充電動作を継続することで、ＰＦＣ部２０およびコンバータ部４０の温度は徐々に上昇する。このとき、ＰＦＣ部２０とコンバータ部４０とは、同様に動作しているので、温度上昇の傾向は互いに相関がある。このことを利用して、第１温度センサ２８および第２温度センサ４３の温度を推定する処理を実行している。

また、これら第１温度センサ２８および第２温度センサ４３のうちの一方が故障した場合に備えて、マイコン２９は、スイッチング素子であるＭＯＳトランジスタ２７の温度を異なる検出原理に基づいて検出している。この検出原理と実際の動作について、以下に説明する。

まず、ＭＯＳトランジスタ２７のオン時もしくはオフ時のスイッチング時間の検出について説明する。図７は、本実施形態のＭＯＳトランジスタ２７部分に対応するモデルを示すものである。電源電圧ＶＤＤとグランドとの間に、トランス２６の一次コイルに相当するコイルＬとＭＯＳトランジスタ２７に相当するＭＯＳトランジスタＴｒが直列に接続された構成である。

次に、図８において、ＭＯＳトランジスタＴｒのドレイン・ソース間に電圧ＶＤＳが印加された状態でスイッチング動作すると、ゲート電圧Ｖｇｓの波形にミラー期間が発生する。このミラー期間の長さは、電圧ＶＤＳの大きさやドレイン電流ＩＤによって変化する。これは、ＭＯＳトランジスタＴｒは、端子間にそれぞれ寄生容量Ｃｇｓ、Ｃｇｄ、Ｃｄｓを有しているからである。

このうち支配的なのはゲート・ソース間の寄生容量Ｃｇｓであるため、ゲートをオフする動作は寄生容量Ｃｇｓから電荷を引き抜く動作となる。この電荷引き抜き動作では、ゲート電圧Ｖｇｓが低下してくると、ドレイン・ソース間電圧ＶＤＳが上昇し始め（ｔ１）これにより変位電流ｉＧ＝Ｃｇｄ・（ｄＶＤＳ／ｄｔ）がドレインからゲートに流れるようになる。

このため、寄生容量Ｃｇｓからの電荷引き抜きが阻害され、ゲート電圧Ｖｇｓが下がらないミラー期間が発生する。このミラー期間はＶＤＳが電源電圧ＶＤＤに達するまで（ｔ２）続く。また、ミラー期間の長さはｄＶ／ｄｔに依存するためＶＤＤに依存し、また電流値ＩＤにも依存するため、ゲートのスイッチング速度はＰＦＣの動作中に大きく変化することになる。

これに対して、ＭＯＳトランジスタＴｒのドレイン・ソース間に電圧ＶＤＳが印加されていない状態では、図８に示しているように、上記したようなミラー期間が発生しないので、ゲート電圧Ｖｇｓが所定レベルＶｔｈまで低下した時点までの時間を計測することでスイッチング時間を検出することができる。

また、上記したゲート・ソース間の寄生容量Ｃｇｓは、温度依存性を有することがわかっているので、ゲート電圧Ｖｇｓの上昇時間あるいは下降時間を測定することで、予め設定した相関データを参照することでＭＯＳトランジスタ２７の温度を推定することができる。

このため、本実施形態においては、検出回路３１によりＭＯＳトランジスタ２７のドレイン・ソース間に電圧が印加されない期間をゼロクロス期間として検出し、マイコン２９により、ゼロクロス期間中にＭＯＳトランジスタ２７のスイッチング時間Ｔｓｗを測定して温度を推定するように構成している。

具体的には、図４に示すように、正弦派の交流入力Ｖａｃを全波整流回路２９にて全波整流する際に、ダイオードの順方向電圧Ｖｆの電圧降下により、ゼロクロス期間Ｔｚｃが発生する。具体的には、例えば６０Ｈｚの交流２００Ｖでは、ゼロクロスｔｚの前後に直流電圧Ｖｄｃが０Ｖとなるゼロクロス期間Ｔｚｃが２０ｕｓ程度発生する。この期間Ｔｚｃでは、ＭＯＳトランジスタ２７のドレイン・ソース間に電圧ＶＤＳが印加されない期間となるので、スイッチング時間を検出することに利用できる。

図４に示すように、時刻ｔｚａ〜ｔｚｂ間のゼロクロス期間Ｔｚｃでは、ＭＯＳトランジスタ２７に電流が流れないので、Ｖｓｅｎｓｅもゼロとなる期間である。このゼロクロス期間Ｔｚｃ中にも駆動回路３０からＭＯＳトランジスタ２７のゲートに駆動電圧Ｖｄｒｖが印加されるので、オフとなる時点ｔ０からＭＯＳトランジスタ２７のゲート電圧Ｖｇｓが所定レベルＶｃｏｍｐ以下になるまでの時間を測定する。

次に、検出回路３１の動作について説明する。コンパレータ３１ａは、図５に示すように、ＭＯＳトランジスタ２７の電流ＩＤの信号であるＶｓｅｎｓｅがほぼゼロとなる参照電圧Ｖｒｅｆ以下の状態でハイレベルの信号Ｓ１を出力する。そして、フリップフロップ３１ｂおよびインバータ３１ｃにより、信号Ｓ１がハイレベルの状態では、駆動電圧Ｖｄｒｖがオンになるタイミングすなわち、駆動電圧Ｖｄｒｖによって電流が流れない期間をゼロクロス信号Ｓｚｃとして検出する。ゼロクロス信号Ｓｚｃがハイレベルとなる時刻ｔ１からｔ２の期間がゼロクロス期間Ｔｚｃとなる。

また、検出回路３１において、スイッチング時間の計測は、図５に示したゼロクロス信号Ｓｚｃがハイレベルの期間中で、駆動電圧Ｖｄｒｖがオフになるタイミングで実施する。図６に示すように、駆動電圧Ｖｄｒｖが時刻ｔ０でローレベルになると、ＭＯＳトランジスタ２７のゲート電圧Ｖｇｓは、寄生容量Ｃｇｓの電荷が抵抗３２を介して放電されるので徐々に低下していく。

コンパレータ３１ｄは、ゲート電圧Ｖｇｓがゼロレベルを判定するＶｃｏｍｐ以上の状態では、出力信号Ｓ２がハイレベルの状態となる。アンド回路３１ｅにおいては、駆動電圧Ｖｄｒｖがローレベルの状態で、コンパレータ３１ｄからハイレベルの出力信号Ｓ２が入力される時刻ｔ０からｔ１の期間中、出力信号Ｓ３はハイレベルとなる。出力信号Ｓ３がハイレベルとなる期間は、ＭＯＳトランジスタ２７のオフのスイッチング時間に相当する。

カウンタ回路３１ｆは、アンド回路３１ｅからの信号Ｓ３がハイレベルの期間をクロック信号ＣＬＫに基づいてカウントアップしたカウント信号Ｓｓｗとして出力する。カウント信号Ｓｓｗのカウント値すなわち波高値がスイッチング時間Ｔｓｗに相当する。これにより、マイコン２９には、検出回路３１からゼロクロス信号Ｓｚｃおよびカウント信号Ｓｓｗが入力される。

マイコン２９は、図３に示す流れにしたがって第１温度センサ２８および第２温度センサ４３による温度検出処理を行うとともに、検出温度データに基づいて第１及び第２温度センサ２８および４３のうちのいずれかの故障を判定する。また、マイコン２９は、第１及び第２温度センサ２８および４３のうちのいずれかが故障したときには、検出回路３１からゼロクロス信号Ｓｚｃおよびカウント信号Ｓｓｗに基づいて、予め記憶されているスイッチング時間Ｔｓｗと素子温度の相関データにより温度を推定する。さらに、推定した温度と第１温度センサ２８の計測温度との間に乖離があれば第１温度センサ２８の故障を判断する。

マイコン２９は、図３に示す温度検出処理を適宜のタイミングで繰り返し実行している。図３において、マイコン２９は、まず、ステップＳ１０１で、第１温度センサ２８および第２温度センサ４３による温度検出を行う。この処理では、マイコン２９は、第１温度センサ２８および第２温度センサ４３により検出される検出信号に基づき、予め記憶されている温度と検出信号との相関データに基づいて温度を検出する。

次に、マイコン２９は、ステップＳ１０２で、第１温度センサ２８および第２温度センサ４３の検出温度差ΔＴが所定範囲内にあるか否かを判断する。交流入力により車載バッテリ１００への充電を実施している状態では、ＰＦＣ部２０およびコンバータ部４０がともに動作し、両者に電流が流れることで、第１温度センサ２８および第２温度センサ４３の間で一定の相関関係を有する。この温度センサ間の相関関係は、温度の上昇の仕方と両者間の温度差データが予め記憶されており、この温度差データと比較して大きく外れているか否かを判断するものである。

マイコン２９は、第１温度センサ２８および第２温度センサ４３の検出温度差ΔＴが所定範囲内にある場合にはＹＥＳと判断し、正常に温度検出が行われているとともに、異常な温度が検出されていないとして温度検出処理を終了する。

これに対して、第１温度センサ２８および第２温度センサ４３の検出温度差ΔＴが所定範囲から外れている場合には、マイコン２９はＮＯと判断し、次にステップＳ１０３に移行する。この場合、検出温度差ΔＴが所定範囲から外れているということは、第１温度センサ２８および第２温度センサ４３が同時に故障することは稀であるから、いずれか一方が故障していることが推定できる。

マイコン２９は、ステップＳ１０３で、前述したスイッチング時間ＴｓｗのデータからＭＯＳトランジスタ２７の温度すなわちＰＦＣ部２０の温度を推定する処理を実施する。このとき推定する温度は、第１温度センサ２８による検出温度とは無関係に得るものであるから、第１温度センサ２８が正常に温度検出をしている場合には、推定温度と相関関係があるはずである。

次に、マイコン２９は、ステップＳ１０４で、スイッチング時間Ｔｓｗから推定したＰＦＣ部２０の温度と、第１温度センサ２８により検出した温度とが相関関係にあるか否かを判定する。ここで、ＮＯの場合すなわち相関関係が無い場合には、マイコン２９は、ステップＳ１０５に進み、第１温度センサ２８が異常であることを判定する。

そして、この場合には、第１温度センサ２８によるＰＦＣ部２０の温度検出ができない状態であるから、マイコン２９は、ステップＳ１０６でＰＦＣ部２０を用いる交流入力による充電を禁止し、さらに表示部３４により使用者に交流入力による充電を禁止する旨の表示を行わせ、温度検出処理を終了する。

なお、第１温度センサ２８の故障が判定されたことで、第２温度センサ４３はまだ使える状態であるから、ＰＦＣ部２０を介さずに直流充電を行う急速充電は可能であるものと判断し、直流電圧による急速充電は可能である旨を表示部３４において表示させることも可能である。

一方、マイコン２９は、ステップＳ１０４で、ＹＥＳの場合すなわち相関関係がある場合には、マイコン２９は、ステップＳ１０７に進み、第２温度センサ４３が異常であることを判定する。

そして、この場合には、第２温度センサ４３によるコンバータ部４０の温度検出ができない状態であるから、マイコン２９は、ステップＳ１０６でコンバータ部４０を用いる交流入力および直流入力の充電をいずれも禁止し、さらに表示部３４により使用者に交流入力による充電および直流入力による充電を禁止する旨の表示を行わせ、温度検出処理を終了する。

このような本実施形態では、第１温度センサ２８および第２温度センサ４３による温度検出に加えて、制御回路ＰＦＣ部２０のＭＯＳトランジスタ２７のスイッチング時間によってＰＦＣ部２０の温度を別途検出することで、第１温度センサ２８および第２温度センサ４３の故障時に、いずれが故障したかを特定できるようにした。

これにより、第１温度センサ２８が故障である場合には、交流入力による充電ができない状態となるが、第２温度センサ４３が正常であることから、直流入力による車載バッテリへの充電が可能であることを使用者に通知することができるようになる。

（他の実施形態）
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。

なお、上記実施形態では、第１温度センサ２８が故障していることが特定できた場合に、ＰＦＣ部２０が第１温度センサ２８による温度検出が不能となることで交流入力による充電動作を禁止することとしたが、第２温度センサ４３が正常で且つＭＯＳトランジスタ２７のスイッチング時間Ｔｓｗを検出することでＰＦＣ部２０の温度検出動作が継続可能な場合には、交流入力による充電を許容することも可能である。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１０は車載充電器、２０はＰＦＣ部、２１は全波整流回路、２２は力率改善回路、２３は制御部、２５は平滑コンデンサ、２６はトランス（コイル）、２７はＭＯＳトランジスタ（スイッチング素子）、２８は第１温度センサ、２９はマイコン（制御回路）、３０は駆動回路、３１は検出回路、３４は表示部、４０はコンバータ部、４１はインバータ回路、４２は出力回路、４３は第２温度センサ、１００は車載バッテリ、２００は交流入力プラグ、３００は直流入力プラグである。

Claims

交流入力電圧を交流入力部から力率改善部（２０）およびコンバータ部（４０）を介して車載バッテリに充電するとともに、直流入力電圧を前記コンバータ部の直流入力部から前記車載バッテリに充電する車載充電器であって、
前記力率改善部は、
前記交流入力電圧を直流出力に変換する全波整流回路（２１）と、
前記全波整流回路の直流出力を、コイル（２６）およびスイッチング素子（２７）により力率改善して平滑コンデンサ（２５）に充電する力率改善回路（２２）とを備え、
前記コンバータ部は、
前記平滑コンデンサの直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路（４１）と、
前記インバータ回路の交流電圧を整流平滑して前記車載バッテリに供給する出力回路（４２）とを備え、
前記力率改善部および前記コンバータ部のそれぞれの温度を検出するように設けられた第１温度センサ（２８）および第２温度センサ（４３）と、
前記交流入力電圧がゼロクロス近傍となるゼロクロス期間を検出し、前記ゼロクロス期間に前記スイッチング素子をオンオフ駆動してそのときのスイッチング時間を検出する検出回路（３１）と、
前記第１及び第２温度センサの検出信号から温度検出をするとともに、両検出信号の相関関係が所定範囲からずれたときに前記第１および第２温度センサのいずれかの故障状態を検出し、前記検出回路からのスイッチング時間から前記スイッチング素子の温度を推定する制御回路（２９）と
を備えた車載充電器。
前記制御回路は、前記ゼロクロス期間での前記スイッチング素子のスイッチング時間から推定した前記スイッチング素子の温度に基づいて、前記第１および第２温度センサのうちのいずれが前記故障状態となったか判定する請求項１に記載の車載充電器。
前記制御回路は、前記第１および第２温度センサのうちのいずれが前記故障状態となったか判定した結果、前記第１温度センサが故障していた場合には、前記直流入力電圧を前記コンバータ回路の直流入力部から前記車載バッテリに充電することを許容する請求項２に記載の車載充電器。
前記検出回路は、前記交流入力電圧が前記全波整流回路を構成するダイオードの順方向電圧以下となる期間をゼロクロス期間として検出する請求項１から３のいずれか一項に記載の車載充電器。
前記制御回路は、前記スイッチング素子をＰＷＭ制御により駆動制御し、
前記検出回路は、前記スイッチング素子の電流を監視して電流が流れなかったサイクルをゼロクロス期間として検出する請求項１から４のいずれか一項に記載の車載充電器。
前記制御回路は、前記スイッチング素子の温度と前記スイッチング時間との相関データを内部に記憶されている請求項１から５のいずれか一項に記載の車載充電器。