JP2021083177A - 充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】車載の蓄電装置と外部電源との間の電力線に設けられる電圧センサの異常判定を精度高く行なう。【解決手段】ＥＣＵは、充電の実施中に、電圧ＶＢと電圧ＶＤＣとの差分の大きさがしきい値Ａよりも小さく、かつ、電圧Ｖｓと電圧ＶＤＣとの差分の大きさと電圧ＶＢと電圧Ｖｓとの差分の大きさとがしきい値Ａ以上となる場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、電圧Ｖｓが異常であると判定するステップ（Ｓ１３２）と、電圧ＶＢと電圧ＶＤＣとの差分の大きさと電圧Ｖｓと電圧ＶＤＣとの差分の大きさとがしきい値Ａ以上であって、電圧ＶＢと電圧Ｖｓとの差分の大きさがしきい値よりも小さくなる場合（Ｓ１３４にてＹＥＳ）、電圧ＶＤＣが異常であると判定するステップ（Ｓ１３６）と、次回の充電を禁止するステップ（Ｓ１３８）とを含む、処理を実行する。【選択図】図２

Description

本開示は、外部電源を用いた充電システムに関する。

電気自動車やハイブリッド自動車等のモータを駆動源とする電動車両においては、駆動源に電力を供給する蓄電装置が搭載される。このような蓄電装置に対して、電動車両の外部の電源を用いて充電（以下、外部充電と記載する）を可能とする充電システムが公知である。この外部充電が行なわれる際には、外部電源と蓄電装置との間の電力線に設けられるセンサ類の異常判定が行なわれる。

たとえば、特開２０１６−１０１０３３号公報（特許文献１）には、外部充電の実行中に、リレー端電圧センサの出力異常が検知された際に、バッテリの端子間電圧と外部充電装置の供給電圧との差が所定範囲内である場合にリレー端電圧センサに故障が発生したと判定する技術が開示される。

特開２０１６−１０１０３３号公報

ところで、外部充電を行なう場合には、外部電源に連結される充電ケーブルが電動車両のインレットに取り付けられる。そして、インレットと蓄電装置との間に設けられるリレーが導通状態になることによって外部電源から蓄電装置への電力供給が可能な状態、すなわち、外部充電が可能な状態になる。リレーが導通状態になるときにリレーの接点が溶着することを抑制するため、リレーを導通状態にする前に外部電源からリレーに印加される電圧を蓄電装置の電圧付近まで上昇させるプリチャージが実施される場合がある。

しかしながら、プリチャージにおける電圧制御の精度が十分でない場合や、車両側に設けられる電圧センサに異常がある場合などにおいては、プリチャージが完了したか否かを判定できず、また、プリチャージが完了してか否かを判定できない要因を正確に切り分けることができないため速やかに外部充電を開始することができない場合がある。

本開示は、上述した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、車載の蓄電装置と外部電源との間の電力線に設けられる電圧センサの異常判定を精度高く行なう充電システムを提供することである。

本開示のある局面に係る充電システムは、車両に搭載された蓄電装置と、車両の外部に設けられ、車両に接続された場合に蓄電装置の充電が可能に構成される外部充電装置と、車両に搭載され、車両に外部充電装置が接続された場合において蓄電装置と外部充電装置との間を導通状態と遮断状態とのうちのいずれか一方の状態に切り替えるリレーと、蓄電装置の電圧を第１電圧として取得する第１取得部と、外部充電装置から出力される電圧を第２電圧として取得する第２取得部と、リレーの外部充電装置側の接点にかかる電圧を第３電圧として取得する第３取得部と、車両に外部充電装置が接続された場合には、導通状態に切り替えるようにリレーを制御する制御部とを備える。制御部は、リレーを導通状態に切り替える前に、外部充電装置に要求する要求電圧と第２電圧との差分、および、要求電圧と第３電圧との差分のうちのいずれかの差分の大きさがしきい値よりも小さくなるように外部充電装置からの出力電圧を調整するプリチャージを実施するように外部充電装置に要求する。制御部は、プリチャージの実施中にいずれかの差分の大きさがしきい値よりも小さくなるとリレーを前記導通状態にする。制御部は、リレーを導通状態にした後の外部充電装置を用いた蓄電装置の充電中に第１電圧と、第２電圧と、第３電圧との比較結果を用いて第３取得部が異常であるか、あるいは、外部充電装置が異常であるかを判定する。

このようにすると、いずれかの差分の大きさがしきい値よりも小さいと、たとえば、第３取得部が異常であっても、リレーの接点における溶着を抑制しつつリレーを遮断状態から導通状態に切り替えることができる。さらに、第１電圧と第２電圧と第３電圧とを比較することによって第３取得部が異常であるか、外部充電装置が異常であるかを精度高く判定することができる。そのため、異常の要因の切り分けを精度高く実施することができる。

本開示によると、車載の蓄電装置と外部電源との間の電力線に設けられる電圧センサの異常判定を精度高く行なう充電システムを提供することができる。

本実施の形態に係る充電システムを搭載した車両１の構成の一例を示す図である。 ＥＣＵで実行される制御処理の一例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。

以下では、本開示の実施の形態に係る充電システムが車両に搭載される場合を一例として説明する。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の構成の一例を示す図である。

車両１は、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）１０と、動力伝達ギア２０と、駆動輪３０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）４０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）５０と、ＤＣ（Direct Current）リレー６０と、インレット７０と、バッテリ１００と、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００とを含む電気自動車である。車両１の外部には、系統電源（図示せず）からの電力を車両１に供給するための外部充電装置４００が設置される。外部充電装置４００には、充電ケーブル４０１の一方端が接続される。充電ケーブル４０１の他方端には、充電コネクタ４０６が設けられる。充電コネクタ４０６は、インレット７０に対して脱着可能な構造を有している。

本実施の形態に係る充電システム２は、ＳＭＲ５０と、ＤＣリレー６０と、インレット７０と、バッテリ１００と、ＥＣＵ３００と、外部充電装置４００と、充電ケーブル４０１と、充電コネクタ４０６とによって構成される。

ＭＧ１０は、たとえば三相交流回転電機であって、電動機（モータ）としての機能と発電機（ジェネレータ）としての機能とを有する。ＭＧ１０の出力トルクは、減速機および差動装置等を含んで構成された動力伝達ギア２０を介して駆動輪３０に伝達される。

車両１の制動時には、駆動輪３０によりＭＧ１０が駆動され、ＭＧ１０が発電機として動作する。これにより、ＭＧ１０は、車両１の運動エネルギーを電力に変換する回生制動を行なう制動装置としても機能する。ＭＧ１０における回生制動力により生じた回生電力は、バッテリ１００に蓄えられる。なお、図１ではＭＧが１つだけ設けられる構成が示されるが、ＭＧの数はこれに限定されず、ＭＧを複数（たとえば２つ）設ける構成としてもよい。

ＰＣＵ４０は、ＭＧ１０とバッテリ１００との間で双方向に電力を変換する電力変換装置である。ＰＣＵ４０は、たとえば、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて動作するインバータとコンバータ（いずれも図示せず）とを含む。

コンバータは、バッテリ１００の放電時に、バッテリ１００から供給された電圧を昇圧してインバータに供給する。インバータは、コンバータから供給された直流電力を交流電力に変換してＭＧ１０を駆動する。

一方、インバータは、バッテリ１００の充電時に、ＭＧ１０によって発電された交流電力を直流電力に変換してコンバータに供給する。コンバータは、インバータから供給された電圧をバッテリ１００の充電に適した電圧に降圧してバッテリ１００に供給する。

また、ＰＣＵ４０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいてインバータおよびコンバータの動作を停止することによって充放電を休止する。なお、ＰＣＵ４０は、コンバータを省略した構成であってもよい。

ＳＭＲ５０は、バッテリ１００とＰＣＵ４０とを結ぶ電力線ＰＬ１，ＮＬ１に電気的に接続されている。ＳＭＲ５０は、たとえば、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて動作する。

たとえば、ＳＭＲ５０がＥＣＵ３００からの制御信号に応じて閉成されている（すなわち、導通状態である）場合、バッテリ１００とＰＣＵ４０との間で電力の授受が可能な状態になる。一方、ＳＭＲ５０がＥＣＵ３００からの制御信号に応じて開放されている（すなわち、遮断状態である）場合、バッテリ１００とＰＣＵ４０との間の電気的な接続が遮断される。

バッテリ１００は、再充電が可能に構成された直流電源であって、たとえば、ニッケル水素電池や固体または液体の電解質を含むリチウムイオン電池等の二次電池である。バッテリ１００は、たとえば、二次電池のセル１０２を蓄電要素として複数個含んで構成される組電池である。

電力線ＰＬ１におけるＳＭＲ５０とＰＣＵ４０との間の位置に電力線ＰＬ２の一方端が接続される。また、電力線ＮＬ１におけるＳＭＲ５０とＰＣＵ４０との間の位置に電力線ＮＬ２の一方端が接続される。電力線ＰＬ２，ＮＬ２の各他方端は、インレット７０に接続される。電力線ＰＬ２，ＮＬ２の各一方端と、各他方端との間には、ＤＣリレー６０が設けられる。

インレット７０は、車両１の外部から供給される直流電力を受電するように構成される。具体的には、インレット７０は、充電コネクタ４０６の取り付けが可能な形状を有する。インレット７０に充電コネクタ４０６が接続されると、インレット７０内の接点と、充電コネクタ４０６との接点とが電気的に接続された状態になる。なお、インレット７０には、充電コネクタ４０６が接続されたときに充電コネクタ４０６の位置を固定するロック機構（図示せず）が設けられる。ロック機構は、たとえば、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じてインレット７０に接続された充電コネクタ４０６の位置を固定するロック状態と、インレット７０から充電コネクタ４０６の取り外しが可能となる非ロック状態とのうちのいずれか一方から他方の状態に切り替える。

ＤＣリレー６０は、インレット７０と、電力線ＰＬ２，ＮＬ２の各一方端との間を接続状態（閉状態）と、遮断状態（開状態）とのうちのいずれか一方から他方の状態に切り替え可能に構成される。ＤＣリレー６０は、たとえば、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて動作する。

たとえば、ＤＣリレー６０がＥＣＵ３００からの制御信号に応じて閉成されている（すなわち、導通状態である）場合、電力線ＰＬ２，ＮＬ２の一方端と他方端との間で電力の授受が可能な状態になる。このとき、ＳＭＲ５０が導通状態である場合には、外部充電装置４００からインレット７０を経由してバッテリ１００に充電電力が供給可能な状態になる。

一方、ＤＣリレー６０がＥＣＵ３００からの制御信号に応じて開放されている（すなわち、遮断状態である）場合、電力線ＰＬ２，ＮＬ２の一方端と他方端との間の電気的な接続が遮断される。このとき、ＳＭＲ５０が導通状態である場合でも、外部充電装置４００からインレット７０を経由してバッテリ１００に充電電力が供給不可能な状態になる。

ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、メモリ（たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む）３０２とを含む。ＥＣＵ３００は、各種センサからの信号、メモリ３０２に記憶されたマップおよびプログラム等の情報に基づいて、車両１が所望の状態となるように各機器を制御する。ＥＣＵ３００が行なう各種制御については、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）で処理することも可能である。

ＥＣＵ３００には、バッテリ電圧センサ２１０と、リレー電圧センサ２２０とが接続される。バッテリ電圧センサ２１０は、バッテリ１００の端子間の電圧ＶＢを検出する。リレー電圧センサ２２０は、ＤＣリレー６０とインレット７０との間における電力線ＰＬ２，ＮＬ２間の電圧ＶＤＣを検出する。バッテリ電圧センサ２１０およびリレー電圧センサ２２０は、それぞれ検出結果を示す信号をＥＣＵ３００に送信する。

外部充電装置４００は、制御部４０２と、電圧センサ４０４とを含む。制御部４０２は、ＣＰＵとメモリ（いずれも図示せず）とを含む。制御部４０２は、各種センサからの信号、メモリに記憶されたマップおよびプログラム等の情報に基づいて、外部充電装置４００が所望の状態となるように外部充電装置４００に含まれる複数の電気機器を制御する。制御部４０２が行なう各種制御については、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）で処理することも可能である。

さらに、制御部４０２は、充電コネクタ４０６が車両１のインレット７０に接続されたときに車両１のＥＣＵ３００との通信が可能な通信装置（図示せず）をさらに含む。

通信装置は、たとえば、ＥＣＵ３００と制御部４０２との間で、充電ケーブル４０１および電力線ＰＬ２，ＮＬ２を経由したＰＬＣ（Power Line Communication）を利用した通信が可能に構成される。

制御部４０２は、授受した所定の情報に基づいて、系統電源から供給される電力が車両１に供給されるように外部充電装置４００に含まれる複数の電気機器を制御する。外部充電装置４００は、たとえば、系統電源の交流電力を直流電力に変換する電力変換装置（図示せず）をさらに含む。

電圧センサ４０４は、外部充電装置４００から充電ケーブル４０１に出力される出力電圧（以下、電圧Ｖｓと記載する）を検出する。電圧センサ４０４は、検出した電圧Ｖｓを示す信号を制御部４０２に送信する。

以上のような構成を有する車両１においては、インレット７０に充電コネクタ４０６が接続される場合において、ＳＭＲ５０を導通状態にするＳＭＲ制御、外部充電装置４００によるプリチャージおよびＤＣリレー６０を導通状態にするＤＣリレー制御等の所定の処理が実行されることによって、外部充電装置４００を用いたバッテリ１００の充電（以下、外部充電と記載する）が可能となる。

ＥＣＵ３００は、たとえば、インレット７０に充電コネクタ４０６が取り付けられた場合には、導通状態に切り替わるようにＳＭＲ５０を制御するとともに、外部充電装置４００に対してプリチャージの実施要求を示す信号と電圧指示値（すなわち、要求電圧）Ｖｐを示す信号を送信する。プリチャージは、ＤＣリレー６０が導通状態に切り替えられる前に、ＤＣリレー６０の接点間の電圧差の大きさをしきい値よりも小さくする制御である。プリチャージが行なわれることにより、ＤＣリレー６０が導通状態に切り替えられたときにＤＣリレー６０の接点が溶着することを抑制する。なお、ＥＣＵ３００は、たとえば、バッテリ１００の電圧ＶＢを電圧指示値Ｖｐとして設定する。

制御部４０２は、充電コネクタ４０６がインレット７０に接続された場合において、ＥＣＵ３００からのプリチャージの実施要求を示す信号を受信する場合には、充電ケーブル４０１に出力される電圧Ｖｓと電圧指示値Ｖｐとの差分の大きさがしきい値よりも小さくなるように上述の電力変換装置を制御するプリチャージを実行する。ＥＣＵ３００は、プリチャージが終了したときに導通状態に切り替わるようにＤＣリレー６０を制御する。

しかしながら、外部充電装置４００によるプリチャージにおける電圧制御の精度が十分でない場合や、車両１側に設けられるバッテリ電圧センサ２１０やリレー電圧センサ２２０に異常がある場合などにおいては、プリチャージが完了したか否かを判定できない場合がある。また、プリチャージが完了してか否かを判定できない要因を正確に切り分けることができないため速やかに外部充電を開始することができない場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ３００は、以下のように動作するものとする。すなわち、ＥＣＵ３００は、ＤＣリレー６０を導通状態に切り替える前に、電圧指示値Ｖｐと電圧Ｖｓとの差分、および、電圧指示値Ｖｐと電圧ＶＤＣとの差分のうちのいずれかの大きさがしきい値Ａよりも小さくなるように外部充電装置４００からの出力電圧を調整するプリチャージを実施するように外部充電装置４００に要求する。ＥＣＵ３００は、プリチャージの実施中に電圧指示値Ｖｐと電圧Ｖｓとの差分、および、電圧指示値Ｖｐと電圧ＶＤＣとの差分のうちのいずれかの差分の大きさがしきい値Ａよりも小さくなるとＤＣリレー６０を導通状態にする。ＥＣＵ３００は、ＤＣリレー６０を導通状態にした後の外部充電装置４００を用いたバッテリ１００の充電中に電圧ＶＢと、電圧Ｖｓと、電圧ＶＤＣとの比較結果を用いてリレー電圧センサ２２０が異常であるか、外部充電装置４００が異常であるかを判定する。

このようにすると、電圧指示値Ｖｐと電圧Ｖｓとの差分、および、電圧指示値Ｖｐと電圧ＶＤＣとの差分のうちのいずれかの差分の大きさがしきい値Ａよりも小さいと、たとえば、リレー電圧センサ２２０が異常であっても、ＤＣリレー６０の接点における溶着を抑制しつつＤＣリレー６０を遮断状態から導通状態に切り替えることができる。さらに、電圧ＶＢと電圧Ｖｓと電圧ＶＤＣとを比較することによってリレー電圧センサ２２０が異常であるか、外部充電装置４００が異常であるかを精度高く判定することができる。そのため、異常の要因の切り分けを精度高く実施することができる。

以下、図２を参照して、本実施の形態に係る充電システム２のＥＣＵ３００で実行される制御処理の一例について説明する。図２は、ＥＣＵ３００で実行される制御処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、ＥＣＵ３００により、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ３００は、インレット７０に充電コネクタ４０６が接続されたか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、インレット７０への充電コネクタ４０６の接続を検出するセンサ（図示せず）から所定の接続信号を受信した場合にインレット７０に充電コネクタ４０６が接続されたと判定してもよい。インレット７０に充電コネクタ４０６が接続されたと判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ３００は、充電コネクタ４０６をロック状態にする。ＥＣＵ３００は、たとえば、上述のロック機構を作動させて、充電コネクタ４０６をロック状態にする。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ５０を閉じる。すなわち、ＥＣＵ３００は、導通状態になるようにＳＭＲ５０を制御する。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢを取得する。具体的には、ＥＣＵ３００は、バッテリ電圧センサ２１０の検出値を電圧ＶＢとして取得する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ３００は、外部充電装置４００に対してプリチャージの実施要求と、電圧指示値Ｖｐとを送信する。具体的には、上述したとおり、ＥＣＵ３００は、外部充電装置４００に対してプリチャージの実施要求を示す信号と、電圧指示値Ｖｐを示す信号とを送信する。

外部充電装置４００は、ＥＣＵ３００からプリチャージの実施要求と、電圧指示値Ｖｐとを受信する場合、電圧指示値Ｖｐと電圧Ｖｓとの差分の大きさがしきい値Ａよりも小さくなるように電力変換装置から出力される電圧を制御する。外部充電装置４００は、プリチャージの実施中に予め定められた時間が経過する毎に、電圧センサ４０４によって検出される電圧Ｖｓを示す信号をＥＣＵ３００に送信する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ３００は、外部充電装置４００から電圧Ｖｓを取得したか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、外部充電装置４００から電圧Ｖｓを示す信号を受信した場合に、外部充電装置４００から電圧Ｖｓを取得したと判定する。外部充電装置４００から電圧Ｖｓを取得したと判定される場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ３００は、電圧ＶＤＣを取得する。具体的には、ＥＣＵ３００は、リレー電圧センサ２２０の検出値を電圧ＶＤＣとして取得する。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ３００は、外部充電装置４００に対する電圧指示値Ｖｐと電圧ＶＤＣとの差分の大きさ（絶対値）がしきい値Ａよりも小さいか否かを判定する。しきい値Ａは、予め定められた値であって、たとえば、センサの検出精度、所定の規格からの要求等に基づいて設定されてもよく、たとえば、２０Ｖであってもよい。電圧指示値Ｖｐと電圧ＶＤＣとの差分の大きさがしきい値Ａよりも小さいと判定される場合（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８に移される。

なお、電圧指示値Ｖｐと電圧ＶＤＣとの差分の大きさがしきい値Ａ以上であると判定される場合（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１１６に移される。

Ｓ１１６にて、ＥＣＵ３００は、電圧指示値Ｖｐと電圧Ｖｓとの差分の大きさがしきい値Ａよりも小さいか否かを判定する。電圧指示値Ｖｐと電圧Ｖｓとの差分の大きさがしきい値Ａよりも小さいと判定される場合（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８に移される。

Ｓ１１８にて、ＥＣＵ３００は、ＤＣリレー６０を遮断状態から導通状態に切り替える。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ３００は、外部充電装置４００に対して充電の実施を要求する。具体的には、ＥＣＵ３００は、充電の実施の要求を示す信号を外部充電装置４００に送信する。

外部充電装置４００は、ＥＣＵ３００からの充電の実施の要求を受信する場合に、バッテリ１００の充電が可能な電力を車両１に供給する充電制御を実行する。外部充電装置４００は、充電制御の実行中に予め定められた時間が経過する毎に電圧センサ４０４によって検出される電圧Ｖｓを示す信号をＥＣＵ３００に送信する。

Ｓ１２２にて、ＥＣＵ３００は、外部充電装置４００から電圧Ｖｓを取得したか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、外部充電装置４００から電圧Ｖｓを示す信号を受信した場合に、外部充電装置４００から電圧Ｖｓを取得したと判定する。外部充電装置４００から電圧Ｖｓを取得したと判定される場合（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、処理はＳ１２４に移される。

Ｓ１２４にて、ＥＣＵ３００は、電圧ＶＤＣを取得する。具体的には、ＥＣＵ３００は、リレー電圧センサ２２０の検出値を電圧ＶＤＣとして取得する。

Ｓ１２６にて、ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢを取得する。具体的には、ＥＣＵ３００は、バッテリ電圧センサ２１０の検出値を電圧ＶＢとして取得する。

Ｓ１２８にて、ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢと電圧ＶＤＣとの差分（以下、第１差分と記載する）の大きさがしきい値Ａよりも小さく、電圧Ｖｓと電圧ＶＤＣとの差分（以下、第２差分と記載する）の大きさがしきい値Ａよりも小さく、かつ、電圧ＶＢと電圧Ｖｓとの差分（以下、第３差分と記載する）の大きさがしきい値Ａよりも小さいか否かを判定する。第１差分の大きさ、第２差分の大きさおよび第３差分の大きさがいずれもしきい値Ａよりも小さいと判定される場合（Ｓ１２８にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０に移される。なお、第１差分の大きさ、第２差分の大きさおよび第３差分の大きさのうちの少なくともいずれかがしきい値Ａ以上であると判定される場合（Ｓ１２８にてＮＯ）、処理はＳ１３０に移される。

Ｓ１３０にて、ＥＣＵ３００は、第１差分の大きさがしきい値Ａよりも小さく、かつ、第２差分の大きさおよび第３差分の大きさがいずれもしきい値Ａ以上であるか否かを判定する。第１差分の大きさがしきい値Ａよりも小さく、かつ、第２差分の大きさおよび第３差分の大きさがいずれもしきい値Ａ以上であると判定される場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３２に移される。

Ｓ１３２にて、ＥＣＵ３００は、電圧Ｖｓが異常であると判定する。すなわち、ＥＣＵ３００は、電圧センサ４０４が故障しているかプリチャージの実施中における電圧制御の精度が低下しているなどの異常が外部充電装置４００に発生していると判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、電圧Ｖｓが異常であることをユーザに報知してもよいし、ログとしてメモリ３０２に記憶してもよい。その後処理はＳ１４０に移される。また、第１差分の大きさがしきい値Ａ以下であるか、第２差分の大きさおよび第３差分の大きさがのうちのいずれかがしきい値Ａよりも小さいと判定される場合（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１３４に移される。

Ｓ１３４にて、ＥＣＵ３００は、第１差分の大きさおよび第２差分の大きさがいずれもしきい値Ａ以上であって、かつ、第３差分の大きさがしきい値Ａよりも小さいか否かを判定する。第１差分の大きさおよび第２差分の大きさがいずれもしきい値Ａ以上であって、かつ、第３差分の大きさがしきい値Ａよりも小さいと判定される場合（Ｓ１３４にてＹＥＳ）、処理はＳ１３６に移される。

Ｓ１３６にて、ＥＣＵ３００は、電圧ＶＤＣが異常であると判定する。すなわち、ＥＣＵ３００は、リレー電圧センサ２２０が故障していると判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、電圧ＶＤＣが異常であることや電圧ＶＤＣの異常によって次回の外部充電が禁止されることをユーザに報知してもよいし、ログとしてメモリ３０２に記憶してもよい。

Ｓ１３４にて、ＥＣＵ３００は、次回の充電を禁止する。具体的には、ＥＣＵ３００は、充電禁止フラグをオン状態にする。ＥＣＵ３００は、充電禁止フラグがオン状態である場合には、充電コネクタ４０６がインレット７０に接続されたことが検出された場合でも、プリチャージの実施の要求を示す信号や充電の実施の要求を示す信号を外部充電装置４００に送信することを抑制する。その後処理はＳ１４２に移される。なお、第１差分の大きさまたは第２差分の大きさがしきい値Ａよりも小さいか、あるいは、第３差分の大きさがしきい値Ａ以上であると判定される場合（Ｓ１３４にてＮＯ）、処理はＳ１４０に移される。

Ｓ１４０にて、ＥＣＵ３００は、充電終了条件が成立するか否かを判定する。充電終了条件は、たとえば、バッテリ１００のＳＯＣがしきい値以上であるという条件を含むようにしてもよいし、電池温度ＴＢがしきい値以上であるという条件を含むようにしてもよいし、あるいは、外部充電装置４００の異常等によって充電を終了することを示す情報を外部充電装置４００から受信するという条件を含むようにしてもよい。

Ｓ１４２にて、ＥＣＵ３００は、充電終了処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ３００は、たとえば、外部充電装置４００に対して充電制御の停止を要求し、ＤＣリレー６０を導通状態から遮断状態に切り替える処理を実行するとともに、ＳＭＲ５０を導通状態から遮断状態に切り替える処理を実行する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る充電システムのＥＣＵ３００の動作について説明する。

たとえば、インレット７０に充電コネクタ４０６が接続されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、充電コネクタ４０６がロック状態となり（Ｓ１０２）、ＳＭＲ５０の接点が閉じられてＳＭＲ５０が導通状態に切り替えられる（Ｓ１０４）。

そして、バッテリ電圧センサ２１０による検出結果を用いて電圧ＶＢが取得され（Ｓ１０６）、プリチャージの実施要求と電圧指示値Ｖｐ（＝電圧ＶＢ）とが外部充電装置４００に対して送信される（Ｓ１０８）。

外部充電装置４００は、ＥＣＵ３００からプリチャージの実施要求と電圧指示値Ｖｐとを受信すると、電圧Ｖｓと電圧指示値Ｖｐとの差分の大きさがしきい値Ａよりも小さくなるようにプリチャージを実施するとともに、電圧センサ４０４において検出される電圧ＶｓをＥＣＵ３００に送信する。

ＥＣＵ３００において電圧Ｖｓが取得されると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、リレー電圧センサ２２０の検出結果を用いて電圧ＶＤＣが取得される（Ｓ１１２）。

＜リレー電圧センサ２２０の故障により電圧ＶＤＣが異常となる場合＞
この場合、電圧指示値Ｖｐと電圧ＶＤＣとの差分の大きさがしきい値Ａ以上となり（Ｓ１１４にてＮＯ）、電圧指示値Ｖｐと電圧Ｖｓとの差分の大きさがしきい値Ａよりも小さくなるため（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、ＤＣリレー６０が導通状態に切り替えられるとともに（Ｓ１１８）、外部充電装置４００に対して充電の実施が要求される（Ｓ１２０）。

外部充電装置４００は、ＥＣＵ３００から充電の実施の要求を受けると、充電制御を実行する。これによって、バッテリ１００が充電される。また、外部充電装置４００は、充電制御の実行とともに、電圧センサ４０４によって検出された電圧ＶｓをＥＣＵ３００に送信する。

このとき、ＥＣＵ３００においては、外部充電装置４００から電圧Ｖｓが取得され（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、リレー電圧センサ２２０による検出結果を用いて電圧ＶＤＣが取得されるとともに（Ｓ１２４）、バッテリ電圧センサ２１０による検出結果を用いて電圧ＶＢが取得される（Ｓ１２６）。

電圧ＶＤＣが異常であると、第１差分の大きさおよび第２の大きさのいずれもがしきい値Ａ以上となり、かつ、第３差分の大きさがしきい値Ａよりも小さくなるため（Ｓ１２８にてＮＯ，Ｓ１３０にてＮＯ，Ｓ１３４にてＹＥＳ）、電圧ＶＤＣが異常であると判定され（Ｓ１３６）、次回の充電が禁止されるとともに（Ｓ１３８）、充電終了処理が実行される（Ｓ１４２）。

＜電圧センサ４０４の故障により電圧Ｖｓが異常となる場合＞
この場合、電圧指示値Ｖｐと電圧ＶＤＣとの差分の大きさがしきい値Ａよりも小さくなるため（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、ＤＣリレー６０が導通状態に切り替えられるとともに（Ｓ１１８）、外部充電装置４００に対して充電の実施が要求される（Ｓ１２０）。

外部充電装置４００は、ＥＣＵ３００からの充電の実施の要求を受けると、充電制御を実行する。これによって、バッテリ１００が充電される。また、外部充電装置４００は、充電制御の実行とともに、電圧センサ４０４によって検出された電圧ＶｓをＥＣＵ３００に送信する。

このとき、ＥＣＵ３００においては、外部充電装置４００から電圧Ｖｓが取得され（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、リレー電圧センサ２２０による検出結果を用いて電圧ＶＤＣが取得されるとともに（Ｓ１２４）、バッテリ電圧センサ２１０による検出結果を用いて電圧ＶＢが取得される（Ｓ１２６）。

電圧Ｖｓが異常であると、第１差分の大きさがしきい値Ａよりも小さく、第２差分の大きさおよび第３差分の大きさがいずれもしきい値Ａ以上となるため（Ｓ１２８にてＮＯ，Ｓ１３２にてＹＥＳ）、電圧Ｖｓの異常が判定される（Ｓ１３２）。

この場合、バッテリ１００のＳＯＣがしきい値以上になるなどして充電終了条件が成立する場合には（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、充電終了処理が実行される（Ｓ１４２）。この場合、次回の充電は禁止されない。

以上のようにして本実施の形態に係る充電システムによると、電圧指示値Ｖｐと電圧ＶＤＣとの差分の大きさがしきい値Ａよりも小さいか、あるいは、電圧指示値Ｖｐと電圧Ｖｓとの差分の大きさがしきい値Ａよりも小さいかすると、リレー電圧センサ２２０が異常である場合、あるいは、外部充電装置４００が異常である場合、ＤＣリレー６０の溶着を抑制しつつ遮断状態から導通状態に切り替えることができる。さらに、電圧ＶＢと、電圧Ｖｓと、電圧ＶＤＣとを比較することによってリレー電圧センサ２２０が異常であるか、外部充電装置４００が異常であるかを精度高く判定することができる。そのため、異常要因の切り分けを精度高く実施することができる。したがって、車載の蓄電装置と外部電源との間の電力線に設けられる電圧センサの異常判定を精度高く行なう充電システムを提供することができる。

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、車両１が電気自動車である場合を一例として説明したが、車両１は、外部充電が可能な電動車両であればよく、たとえば、プラグインハイブリッド自動車等のハイブリッド自動車であってもよい。

さらに上述の実施の形態では、ＥＣＵ３００と制御部４０２との間で、ＰＬＣを利用した通信が行なわれる場合を一例として説明したが、ＥＣＵ３００と制御部４０２とは、たとえば、ＥＣＵ３００と制御部４０２との間に設けられる所定の通信線を経由したＣＡＮ（Controller Area Network）通信が行なわれるようにしてもよいし、あるいは、車両１および外部充電装置４００の双方に設けられた送受信機を経由した無線通信が行なわれるようにしてもよい。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
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、２ 充電システム、１０ ＭＧ、２０ 動力伝達ギア、３０ 駆動輪、４０ ＰＣＵ、５０ ＳＭＲ、６０ ＤＣリレー、７０ インレット、１００ バッテリ、１０２ セル、２１０ バッテリ電圧センサ、２２０ リレー電圧センサ、３００ ＥＣＵ、３０１ ＣＰＵ、３０２ メモリ、４００ 外部充電装置、４０１ 充電ケーブル、４０２ 制御部、４０４ 電圧センサ、４０６ 充電コネクタ。

Claims (1)

1. 車両に搭載された蓄電装置と、
   前記車両の外部に設けられ、前記車両に接続された場合に前記蓄電装置の充電が可能に構成される外部充電装置と、
   前記車両に搭載され、前記車両に前記外部充電装置が接続された場合において前記蓄電装置と前記外部充電装置との間を導通状態と遮断状態とのうちのいずれか一方の状態に切り替えるリレーと、
   前記蓄電装置の電圧を第１電圧として取得する第１取得部と、
   前記外部充電装置から出力される電圧を第２電圧として取得する第２取得部と、
   前記リレーの前記外部充電装置側の接点にかかる電圧を第３電圧として取得する第３取得部と、
   前記車両に前記外部充電装置が接続された場合には、前記導通状態に切り替えるように前記リレーを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記リレーを前記導通状態に切り替える前に、前記外部充電装置に要求する要求電圧と前記第２電圧との差分、および、前記要求電圧と前記第３電圧との差分のうちのいずれかの差分の大きさがしきい値よりも小さくなるように前記外部充電装置からの出力電圧を調整するプリチャージを実施するように前記外部充電装置に要求し、
   前記プリチャージの実施中に前記いずれかの差分の大きさが前記しきい値よりも小さくなると前記リレーを前記導通状態にし、
   前記リレーを前記導通状態にした後の前記外部充電装置を用いた前記蓄電装置の充電中に前記第１電圧と、前記第２電圧と、前記第３電圧との比較結果を用いて前記第３取得部が異常であるか、あるいは、前記外部充電装置が異常であるかを判定する、充電システム。

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