JP2023003662A - 充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】充電時に生じ得る様々なエラーを充電前に検出して記録することができる充電システムを提供する。【解決手段】充電システムが、蓄電装置の充電前に複数のステップを経て蓄電装置の充電を開始する対象制御装置（ＰＷＣ－ＥＣＵ）を含む。複数のステップの各々は、対象制御装置が他の制御装置との通信を伴う処理を実行するステップである。対象制御装置は、複数のステップの各々でエラーの有無を判定するように構成される。対象制御装置は、エラーが生じたと判定した場合に、複数のステップのうちいずれのステップでエラーが生じたと判定されたかを示すエラー情報を記録するように構成される。【選択図】図４

Description

本開示は、充電システムに関する。

特開２０１２－１７０１８１号公報（特許文献１）には、車両に搭載された蓄電装置を充電する前に充電プラグの接続異常（たとえば、充電プラグの挿し忘れ又は脱落）を検出する技術が開示されている。

特開２０１２－１７０１８１号公報

上記特許文献１に記載される技術は、充電プラグの接続異常を検出することはできるが、それ以外の異常（エラー）を検出することはできない。

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、充電時に生じ得る様々なエラーを充電前に検出して記録することができる充電システムを提供することである。

本開示に係る充電システムは、蓄電装置の充電前に複数のステップを経て蓄電装置の充電を開始する制御装置を含む。複数のステップの各々は、制御装置が他の制御装置との通信を伴う処理を実行するステップである。制御装置は、複数のステップの各々でエラーの有無を判定するように構成される。制御装置は、エラーが生じたと判定した場合に、複数のステップのうちいずれのステップでエラーが生じたと判定されたかを示すエラー情報を記録するように構成される。

以下、エラーの有無を判定することを、単に「エラー判定」とも称する。また、上記制御装置を「対象制御装置」と称し、上記他の制御装置とは区別する。

対象制御装置は、ステップごとにエラー判定を行なう。この際、対象制御装置は、他の制御装置と通信を行なうことで、対象制御装置の制御範囲だけでなく他の制御装置の制御範囲も含めてエラーの有無を確認できる。このため、対象制御装置は、充電時に生じ得る様々なエラー（通信エラーを含む）の有無を充電開始前に確認できる。そして、いずれかのステップにおいてエラーが生じたと判定された場合には、対象制御装置が、いずれのステップでエラーが生じたかを示すエラー情報を記録する。こうしたエラー情報が記録されることで、たとえばユーザ又はメンテナンス業者（修理業者を含む）が、どのステップまで進んだ段階でエラーが生じたかを把握しやすくなり、エラーの原因を特定しやすくなる。

蓄電装置は、車両に搭載された蓄電装置であってもよい。車両は、蓄電装置に蓄えられた電力を動力に変換して走行するように構成されてもよい。車両は、ＥＶ（電気自動車）であってもよいし、ＰＨＶ（プラグインハイブリッド車両）であってもよい。

上記充電システムは、他の制御装置として複数の制御装置を含んでもよい。上記蓄電装置の充電は、車両の外部の電源から供給される電力を用いて、車両に搭載された蓄電装置を充電する外部充電であってもよい。

上記複数のステップは、対象制御装置が充電制御に関わる他の制御装置の電源オンを行なう第１ステップと、対象制御装置が蓄電装置の状態を示す情報を他の制御装置に要求する第２ステップと、対象制御装置が他の制御装置に充電許可を要求する第３ステップと、対象制御装置が他の制御装置に充電指令を送信する第４ステップとを含んでもよい。対象制御装置は、各ステップの処理前にエラー判定を行なってもよい。

第１ステップの処理前のエラー判定では、車両のインレットに対して充電プラグが正しく接続されていない場合にエラーが生じていると判定されてもよい。また、第１ステップの処理前のエラー判定では、車両外部の電源から車両に電力が正常に供給されない場合にエラーが生じていると判定されてもよい。

第２ステップの処理前のエラー判定では、車両が駐車状態になっていない場合にエラーが生じていると判定されてもよい。

第３ステップの処理前のエラー判定では、充電開始を妨げる異常が車両に生じている場合にエラーが生じていると判定されてもよい。第３ステップの処理前のエラー判定では、蓄電装置の状態が異常である場合にエラーが生じていると判定されてもよい。

第４ステップの処理前のエラー判定では、第３ステップの処理（充電許可の要求）に対して充電許可を受けられなかった場合にエラーが生じていると判定されてもよい。

本開示によれば、充電時に生じ得る様々なエラーを充電前に検出して記録することができる充電システムを提供することが可能になる。

本開示の実施の形態に係る充電システムが搭載された車両の概要を示す図である。 図１に示した車両において行なわれる蓄電装置の外部充電について説明するための図である。 本開示の実施の形態に係る充電システムにおいて、蓄電装置の外部充電開始時に対象制御装置によって実行されるエラー判定について説明するための図である。 本開示の実施の形態に係る充電システムにおいて、蓄電装置の外部充電開始時に各制御装置が実行する処理の流れを示す図である。

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。図中、同一又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、電子制御ユニット（Electronic Control Unit）を「ＥＣＵ」と称する。

図１は、この実施の形態に係る充電システムが搭載された車両の概要を示す図である。図１を参照して、車両１００はＰＨＶ（プラグインハイブリッド車両）である。この実施の形態では、前輪駆動の４輪自動車を想定しているが、車輪の数及び駆動方式は適宜変更可能である。たとえば、駆動方式は４輪駆動であってもよい。

車両１００は、充電システム１と、第１モータジェネレータ２１ａ（以下、「ＭＧ２１ａ」と表記する）と、第２モータジェネレータ２１ｂ（以下、「ＭＧ２１ｂ」と表記する）と、モータＥＣＵ２３と、ＰＣＵ（Power Control Unit）２４と、エンジン３１と、エンジンＥＣＵ３３と、変速機構４２１と、油圧回路４２２とを備える。

充電システム１は、メインバッテリ１１と、電圧センサ１２ａと、電流センサ１２ｂと、温度センサ１２ｃと、ＳＭＲ（System Main Relay）１４と、ＨＶ（Hybrid Vehicle）－ＥＣＵ５０と、インレット８１と、電力変換回路８２と、充電リレー８３と、ＢＡＴ（Battery）－ＥＣＵ５０１と、ＰＷＣ（Plugin Wireless Charge）－ＥＣＵ５０２と、ＣＨＧ（Charge）－ＥＣＵ５０３とを含む。

車両１００が備えるモータＥＣＵ２３、エンジンＥＣＵ３３、ＨＶ－ＥＣＵ５０、ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２、及びＣＨＧ－ＥＣＵ５０３の各々は、プロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、記憶装置と、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）とを備えるマイクロコンピュータである。プロセッサとしては、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）を採用できる。通信Ｉ／Ｆは、たとえばＣＡＮ（Controller Area Network）コントローラを含む。ＲＡＭは、プロセッサによって処理されるデータを一時的に記憶する作業用メモリとして機能する。記憶装置は、格納された情報を保存可能に構成される。記憶装置は、たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）及び書き換え可能な不揮発性メモリを含む。記憶装置には、プログラムのほか、プログラムで使用される情報（たとえば、マップ、数式、及び各種パラメータ）が記憶されている。記憶装置に記憶されているプログラムをプロセッサが実行することで、ＥＣＵにおいて各種制御が実行される。ただしこれに限られず、各種制御は、専用のハードウェア（電子回路）によって実行されてもよい。各ＥＣＵが備えるプロセッサの数も任意であり、いずれかのＥＣＵが複数のプロセッサを備えてもよい。

各ＥＣＵは、所定のＥＣＵと通信可能に接続されている。通信方式は、たとえばＣＡＮ通信である。ＨＶ－ＥＣＵ５０は、モータＥＣＵ２３、エンジンＥＣＵ３３、ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１、及びＰＷＣ－ＥＣＵ５０２の各々と通信可能に接続されている。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、ＨＶ－ＥＣＵ５０、ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１、及びＣＨＧ－ＥＣＵ５０３の各々と通信可能に接続されている。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、ＨＶ－ＥＣＵ５０とＣＨＧ－ＥＣＵ５０３との間に位置し、双方のＥＣＵと通信可能に構成される。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、ＨＶ－ＥＣＵ５０とＣＨＧ－ＥＣＵ５０３との通信を仲介してもよい。

メインバッテリ１１は、再充電可能な蓄電装置である。メインバッテリ１１は、ＰＣＵ２４（ひいては、走行用モータであるＭＧ２１ａ，２１ｂ）に電力を供給するように構成される。メインバッテリ１１は、液系二次電池、全固体二次電池、組電池、及び電気二重層キャパシタからなる群より選択される１以上の蓄電装置を含んでもよい。二次電池の例としては、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池が挙げられる。この実施の形態に係るメインバッテリ１１は、本開示に係る「蓄電装置」の一例に相当する。

電圧センサ１２ａは、メインバッテリ１１の電圧を検出する。電流センサ１２ｂは、メインバッテリ１１に流れる電流を検出する。温度センサ１２ｃは、メインバッテリ１１の温度を検出する。各センサは、その検出結果をＢＡＴ－ＥＣＵ５０１へ出力する。ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１は、各センサの検出結果を用いて、メインバッテリ１１の状態（たとえば、温度、電流、電圧、ＳＯＣ（State Of Charge）、及び内部抵抗）を取得することができる。

ＳＭＲ１４は、ＰＣＵ２４とメインバッテリ１１とを結ぶ電路の接続／遮断を切り替えるように構成される。メインバッテリ１１はＳＭＲ１４を介してＰＣＵ２４と接続されている。ＳＭＲ１４は、ＨＶ－ＥＣＵ５０によって制御される。ＳＭＲ１４は、たとえば車両１００の走行時に閉状態（接続状態）にされる。

ＭＧ２１ａ及び２１ｂの各々はモータジェネレータである。ＭＧ２１ａ、ＭＧ２１ｂはそれぞれロータ軸４３ａ、４３ｂを有する。ロータ軸４３ａ、４３ｂはそれぞれＭＧ２１ａ、ＭＧ２１ｂの回転軸に相当する。ＭＧ２１ａ、２１ｂには、それぞれＭＧ２１ａ、２１ｂの状態（たとえば、電流、電圧、温度、及び回転速度）を検出するモータセンサ２２ａ、２２ｂが設けられている。モータセンサ２２ａ及び２２ｂの各々は、その検出結果をモータＥＣＵ２３へ出力する。

ＭＧ２１ａ及び２１ｂの各々はＰＣＵ２４及びＳＭＲ１４を介してメインバッテリ１１に電気的に接続されている。ＰＣＵ２４は、たとえば、ＭＧ２１ａ，２１ｂに対応して設けられる２つのインバータと、各インバータとメインバッテリ１１との間に配置されたコンバータと（いずれも図示せず）を含んで構成される。ＰＣＵ２４は、メインバッテリ１１に蓄積された電力をＭＧ２１ａ及びＭＧ２１ｂの各々に供給するとともに、ＭＧ２１ａ及びＭＧ２１ｂの各々により発電された電力をメインバッテリ１１に供給するように構成される。

エンジン３１は、複数の気筒（たとえば、４つの気筒）を含む内燃機関である。エンジン３１は、たとえば各気筒内で燃料を燃焼させることによって動力を生成し、生成された動力によって全ての気筒に共通のクランクシャフト（図示せず）を回転させる。クランクシャフトが回転することによって出力軸４１も回転する。エンジン３１には、エンジン３１の状態（たとえば、吸気量、吸気圧、吸気温度、排気圧、排気温度、触媒温度、エンジン冷却水温、及び回転速度）を検出するエンジンセンサ３２が設けられている。エンジンセンサ３２は、その検出結果をエンジンＥＣＵ３３へ出力する。

車両１００は、シングルピニオン型のプラネタリギヤ４３１をさらに備える。エンジン３１の出力軸４１は変速機構４２１を介してプラネタリギヤ４３１に連結されている。変速機構４２１の出力軸４２とＭＧ２１ａのロータ軸４３ａとの各々は、プラネタリギヤ４３１に連結されている。プラネタリギヤ４３１は、サンギヤと、サンギヤと同軸に配置されたリングギヤと、サンギヤ及びリングギヤに噛み合うピニオンギヤと、ピニオンギヤを自転及び公転可能に保持するキャリヤとを有する。変速機構４２１の出力軸４２は、プラネタリギヤ４３１のキャリヤに連結されている。ＭＧ２１ａのロータ軸４３ａは、プラネタリギヤ４３１のサンギヤに連結されている。プラネタリギヤ４３１のキャリヤには、変速機構４２１の出力軸４２からトルクが入力される。

変速機構４２１は、油圧回路４２２によって駆動されて変速比を変更するように構成される。油圧回路４２２は、ＨＶ－ＥＣＵ５０の指令に従い、変速機構４２１に供給する油圧を調整するように構成される。ＨＶ－ＥＣＵ５０は、たとえばシフトレンジに応じて油圧回路４２２を制御することにより、変速機構４２１をニュートラル状態にしたり、変速比を調整したりする。変速機構４２１が非ニュートラル状態であるときには、エンジン３１が出力するトルクをプラネタリギヤ４３１がサンギヤ（ひいては、ＭＧ２１ａ）とリングギヤとに分割して伝達するように構成される。エンジン３１が出力するトルクがリングギヤへ出力されるときには、ＭＧ２１ａによる反力トルクがサンギヤに作用する。

プラネタリギヤ４３１及びＭＧ２１ｂは、プラネタリギヤ４３１から出力される動力（すなわち、リングギヤに出力される動力）とＭＧ２１ｂから出力される動力（すなわち、ロータ軸４３ｂに出力される動力）とが合わさって駆動輪４５ａ，４５ｂに伝達されるように構成される。より具体的には、プラネタリギヤ４３１のリングギヤには、ドリブンギヤ４３２に噛み合う出力ギヤ（図示せず）が取り付けられている。また、ＭＧ２１ｂのロータ軸４３ｂに取り付けられたドライブギヤ（図示せず）も、ドリブンギヤ４３２に噛み合っている。ドリブンギヤ４３２は、ＭＧ２１ｂがロータ軸４３ｂに出力するトルクと、プラネタリギヤ４３１のリングギヤから出力されるトルクとを合成するように作用する。このように合成された駆動トルクは、デファレンシャルギヤ４４に伝達され、さらに、デファレンシャルギヤ４４から左右に延びたドライブシャフト４４ａ，４４ｂを介して駆動輪４５ａ，４５ｂに伝達される。

ＨＶ－ＥＣＵ５０は、必要に応じて、モータＥＣＵ２３及びエンジンＥＣＵ３３からモータセンサ２２ａ、２２ｂ及びエンジンセンサ３２の検出値を受信する。また、ＨＶ－ＥＣＵ５０は、必要に応じて、メインバッテリ１１の状態を示す情報をＢＡＴ－ＥＣＵ５０１から受信する。図示は省略しているが、他のセンサ（たとえば、車速センサ、燃料計、オドメータ、アクセル開度センサ、大気圧センサ、及び外気温センサ）も、車両１００に搭載されている。ＨＶ－ＥＣＵ５０は、車両１００に搭載された各種センサ（車載センサ）の出力に基づいて、車両１００の情報を把握することができる。

ＨＶ－ＥＣＵ５０は、エンジン３１を制御するための指令（制御指令）をエンジンＥＣＵ３３へ出力するように構成される。エンジンＥＣＵ３３は、ＨＶ－ＥＣＵ５０からの指令に従ってエンジン制御を行なうように構成される。具体的には、エンジンＥＣＵ３３は、エンジン３１の各種アクチュエータ（たとえば、図示しないスロットル弁、点火装置、及びインジェクタ）を制御する。ＨＶ－ＥＣＵ５０はエンジンＥＣＵ３３を通じてエンジン制御を行なうことができる。

ＨＶ－ＥＣＵ５０は、ＭＧ２１ａ及びＭＧ２１ｂの各々を制御するための指令（制御指令）をモータＥＣＵ２３へ出力するように構成される。モータＥＣＵ２３は、ＨＶ－ＥＣＵ５０からの指令に従ってモータ制御を行なうように構成される。具体的には、モータＥＣＵ２３は、ＨＶ－ＥＣＵ５０からの指令に従って、ＭＧ２１ａ及びＭＧ２１ｂの各々の目標トルクに対応した電流信号（たとえば、電流の大きさ及び周波数を示す信号）を生成し、生成した電流信号をＰＣＵ２４へ出力する。ＨＶ－ＥＣＵ５０はモータＥＣＵ２３を通じてモータ制御を行なうことができる。

車両１００は、シフトレバー１０１と、Ｐポジションスイッチ１０２と、パワースイッチ１０３とをさらに備える。パワースイッチ１０３は、車両システムを起動させるための起動スイッチである。一般に、起動スイッチは「パワースイッチ」又は「イグニッションスイッチ」と称される。ユーザは、パワースイッチ１０３を操作することにより、車両システムの作動状態（Ｒｅａｄｙ－ＯＮ状態）／停止状態（Ｒｅａｄｙ－ＯＦＦ状態）を切り替えることができる。

また、ユーザは、シフトレバー１０１を所定の位置（図１参照）に動かすことによってＮ（ニュートラル）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジ、及びＢ（ブレーキ）レンジのいずれかを選択できる。さらに、ユーザは、車両１００を停車させ、Ｐポジションスイッチ１０２を押すことによって、Ｐ（パーキング）レンジを選択できる。ＨＶ－ＥＣＵ５０は、車両１００のシフトレンジを、ユーザによって選択されたレンジに切り替える。シフトレンジがＰレンジであるときには、プラネタリギヤ４３１のリングギヤの回転を機械的に阻止するパーキング装置（図示せず）によってプラネタリギヤ４３１のリングギヤがロックされる。これにより、車両１００が駐車状態になる。また、車両１００が駐車状態であるときにユーザが図示しないパーキングブレーキ（駐車状態の車両１００が動かないように制動する装置）を作動させることによって、パーキング装置の負担を軽減することができる。

インレット８１は、車両１００の受電部に相当する。電力変換回路８２は、車両外部からインレット８１に供給される交流電力を直流電力に変換して出力する。電力変換回路８２から出力される直流電力は、充電リレー８３及びＳＭＲ１４を通じてメインバッテリ１１に供給される。電力変換回路８２は車載充電器として機能する。電力変換回路８２はＣＨＧ－ＥＣＵ５０３によって制御される。充電リレー８３はＨＶ－ＥＣＵ５０によって制御される。車両１００は、こうした構成によりメインバッテリ１１の外部充電を行なうことができる。図２は、車両１００において行なわれるメインバッテリ１１の外部充電について説明するための図である。

図１とともに図２を参照して、車両１００のインレット８１にはリッド８１ｃが設けられている。ユーザがリッド８１ｃを開くと、図２の上部に示すようにインレット８１が露出する。なお、インレット８１の位置は図２に示す位置（車体の後方側面）に限られず任意に設定できる。

インレット８１は、ＥＶＳＥ（Electric Vehicle Supply Equipment）４００につながる充電ケーブル４２０のコネクタ４３０が接続可能に構成される。コネクタ４３０は充電ケーブル４２０の先端に位置する。ＥＶＳＥ４００は電源回路４１０を内蔵する。電源回路４１０は、外部電源ＰＧから供給される電力に所定の電力変換を行ない、変換後の電力を充電ケーブル４２０へ出力する。外部電源ＰＧは、電源回路４１０に交流電力を供給する商用電源（たとえば、電力会社によって提供される電力系統）であってもよい。この実施の形態では、外部電源ＰＧから電源回路４１０を通じてコネクタ４３０に交流電力が供給される。

インレット８１には、ロックピン８１ａを含むロック機構と、接続センサ８１ｂと、ロック機構を駆動するアクチュエータ（図示せず）とがさらに設けられている。接続センサ８１ｂは、コネクタ４３０がインレット８１に接続されているか否かを検出して、検出結果をＰＷＣ－ＥＣＵ５０２（図１）へ出力する。また、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は上記アクチュエータを制御する。コネクタ４３０がインレット８１に接続された状態で、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が上記アクチュエータを制御することにより、コネクタロック状態とコネクタアンロック状態とが切り替えられる。コネクタロック状態は、インレット８１からのコネクタ４３０の取り外しが規制された状態である。たとえばインレット８１にコネクタ４３０が接続されると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がインレット８１をコネクタロック状態にする。コネクタロック状態では、アクチュエータによって駆動されたロックピン８１ａがコネクタ４３０と係合することにより、コネクタ４３０の取り外しが規制される。一方、コネクタアンロック状態は、インレット８１からのコネクタ４３０の取り外しが許容された状態である。たとえば外部充電が終了すると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がインレット８１をコネクタアンロック状態にする。コネクタアンロック状態では、ロックピン８１ａがコネクタ４３０と係合しなくなり、コネクタ４３０の取り外しが許容される。

メインバッテリ１１の外部充電は、車両１００が駐車状態であるときに行なわれる。車両１００がメインバッテリ１１の外部充電を行なう場合には、外部充電の開始前に、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がインレット８１をコネクタロック状態にするとともに、ＨＶ－ＥＣＵ５０が充電リレー８３及びＳＭＲ１４の各々を閉状態（接続状態）にする。その後、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、後述する４つのステップ（図３参照）を経てメインバッテリ１１の外部充電を開始する。外部充電中は、ＣＨＧ－ＥＣＵ５０３がメインバッテリ１１の充電電力を調整するように電力変換回路８２を制御する。外部充電が終了すると、ＣＨＧ－ＥＣＵ５０３は、ＥＶＳＥ４００に給電停止を要求するとともに、メインバッテリ１１の充電を停止するように電力変換回路８２を制御する。その後、ＨＶ－ＥＣＵ５０が充電リレー８３及びＳＭＲ１４の各々を開状態（遮断状態）にするとともに、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がインレット８１をコネクタアンロック状態にする。これにより、ユーザがインレット８１からコネクタ４３０を取り外すことが可能になる。

この実施の形態では、車両１００に搭載されたＥＣＵ電源から各ＥＣＵに電力が供給される。ＥＣＵ電源は、メインバッテリ１１であってもよいし、補機バッテリ（図示せず）であってもよい。たとえば、メインバッテリ１１からＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を通じて降圧された電力が各ＥＣＵに供給されてもよい。あるいは、補機バッテリから各ＥＣＵに電力が供給されてもよい。

車両１００が駐車状態であるときには、車両１００が備える各ＥＣＵは停止状態（たとえば、スリープ状態）になっている。ただし、インレット８１にコネクタ４３０が接続されると（すなわち、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が接続センサ８１ｂからプラグインを示す信号を受信すると）、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が起動（すなわち、スリープ状態から作動状態に復帰）する。そして、起動したＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がインレット８１をコネクタロック状態にする。その後、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、以下に説明する第１～第４ステップの各々において所定の処理を実行する。図３は、メインバッテリ１１の外部充電開始時にＰＷＣ－ＥＣＵ５０２によって実行されるエラー判定について説明するための図である。この実施の形態では、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が「対象制御装置」に相当し、ＨＶ－ＥＣＵ５０、ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１、及びＣＨＧ－ＥＣＵ５０３の各々が「他の制御装置」に相当する。

図１及び図２とともに図３を参照して、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、充電制御に関わる他のＥＣＵの電源オンを行なう第１ステップと、バッテリ情報をＢＡＴ－ＥＣＵ５０１に要求する第２ステップと、ＨＶ－ＥＣＵ５０に充電許可を要求する第３ステップと、ＣＨＧ－ＥＣＵ５０３に充電指令を送信する第４ステップとを経て、メインバッテリ１１の外部充電を開始する。

ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、ステップごとにエラーの有無を判定するように構成される。この実施の形態では、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が上記第１～第４ステップの各々の処理前にエラー判定を行なう。以下では、第１、第２、第３、第４ステップの処理前のエラー判定を、それぞれ「第１エラー判定」、「第２エラー判定」、「第３エラー判定」、「第４エラー判定」と称する。

第１エラー判定では、インレット８１に対してコネクタ４３０（充電プラグ）が正しく接続されていないプラグインエラーと、ＥＶＳＥ４００（車両外部の電源）から車両１００に電力が正常に供給されない電源エラーとの少なくとも一方のエラーが生じているか否かを、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が判断する。そして、少なくとも一方のエラーが生じている場合に、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２はエラーあり（エラーが生じている）と判定する。他方、いずれのエラーも生じていない場合には、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２はエラー無し（エラーは生じていない）と判定する。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、アクチュエータに対してロック機構（たとえば、図２に示したロックピン８１ａ）の駆動を指示してもインレット８１がコネクタロック状態にならない場合に、プラグインエラーが生じていると判断してもよい。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、外部電源ＰＧ（たとえば、電力系統）が停電している場合に、電源エラーが生じていると判断してもよい。

第１エラー判定でエラー無しと判定されると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が第１ステップにおける前述の処理（充電制御に関わる他のＥＣＵの電源オン）を実行する。この実施の形態では、ＨＶ－ＥＣＵ５０、ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１、及びＣＨＧ－ＥＣＵ５０３が、充電制御に関わる他のＥＣＵに相当する。電源オンは、停止状態のＥＣＵを作動状態にすることである。停止状態のＥＣＵは、起動信号を受信すると、作動状態になる。第１ステップでは、まず、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がＨＶ－ＥＣＵ５０へ起動信号を送信することにより、ＨＶ－ＥＣＵ５０の電源オンを行なう。さらに、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、起動したＨＶ－ＥＣＵ５０に対して、ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１及びＣＨＧ－ＥＣＵ５０３の各々の電源オンを要求する。以下、この要求を「ＩＧＢ－ＯＮ要求」とも称する。ＨＶ－ＥＣＵ５０は、上記ＩＧＢ－ＯＮ要求に応じて、ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１及びＣＨＧ－ＥＣＵ５０３の各々へ起動信号を送信する。これにより、ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１及びＣＨＧ－ＥＣＵ５０３の各々が起動する。

上記第１ステップの処理後、第２エラー判定が行なわれる。第２エラー判定では、車両１００が駐車状態になっているか否かを、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が判断する。そして、車両１００が駐車状態になっていない場合に、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２はエラーありと判定する。また、他のＥＣＵの電源系統に異常がある場合（すなわち、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がＨＶ－ＥＣＵ５０、ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１、及びＣＨＧ－ＥＣＵ５０３の少なくとも１つを電源オンできなかった場合）にも、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２はエラーありと判定する。他方、車両１００が駐車状態になっており、かつ、上記電源系統の異常も生じていない場合には、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２はエラー無しと判定する。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、車速とシフトレンジとパーキングブレーキの状態との少なくとも１つに基づいて、車両１００が駐車状態になっているか否かを判断してもよい。

第２エラー判定でエラー無しと判定されると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が第２ステップにおける前述の処理（他のＥＣＵに対するバッテリ情報の要求）を実行する。バッテリ情報は、メインバッテリ１１の状態（たとえば、温度、電流、電圧、ＳＯＣ、及び内部抵抗）を示す情報である。充電システム１においては、ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１が、電圧センサ１２ａ、電流センサ１２ｂ、及び温度センサ１２ｃの各々の検出結果に基づいてバッテリ情報を取得するように構成される。第２ステップでは、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がＢＡＴ－ＥＣＵ５０１にバッテリ情報を要求する。以下、この要求を「開始要求」とも称する。ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１は、上記開始要求に応じて、バッテリ情報をＰＷＣ－ＥＣＵ５０２へ送信する。

上記第２ステップの処理後、第３エラー判定が行なわれる。第３エラー判定では、充電開始を妨げる異常が車両１００に生じているか否かを、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が判断する。そして、車両１００に異常が生じている場合（すなわち、車両要因によって充電を開始できない場合）に、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２はエラーありと判定する。また、ＨＶ－ＥＣＵ５０とＢＡＴ－ＥＣＵ５０１との通信に異常がある場合（すなわち、ＨＶ－ＥＣＵ５０がＢＡＴ－ＥＣＵ５０１からバッテリ情報を取得できない場合）にも、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２はエラーありと判定する。他方、車両１００に異常が生じておらず、かつ、上記通信異常も生じていない場合には、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２はエラー無しと判定する。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、メインバッテリ１１の状態が異常である場合（たとえば、メインバッテリ１１が過剰な高温状態である場合）に、充電開始を妨げる異常が車両１００に生じていると判断してもよい。

第３エラー判定でエラー無しと判定されると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が第３ステップにおける前述の処理（他のＥＣＵに対する充電許可の要求）を実行する。第３ステップでは、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がＨＶ－ＥＣＵ５０に充電許可を要求する。以下、この要求を「起動要求」とも称する。ＨＶ－ＥＣＵ５０は、上記起動要求に応じて、車両１００における各種制御の状況を確認し、メインバッテリ１１の外部充電を許可するか否かを決定する。たとえば、充電制御よりも優先される制御（たとえば、走行制御）が動いていて充電制御に移行できない場合には、ＨＶ－ＥＣＵ５０は、メインバッテリ１１の外部充電を許可しない旨を示す信号をＰＷＣ－ＥＣＵ５０２へ送信する。他方、充電制御よりも優先度の低い制御のみが動いている場合には、ＨＶ－ＥＣＵ５０は、必要に応じてその制御を停止して、メインバッテリ１１の外部充電を許可する旨を示す信号をＰＷＣ－ＥＣＵ５０２へ送信する。このように、ＨＶ－ＥＣＵ５０は充電制御と他の制御との調停を行なう。ＨＶ－ＥＣＵ５０は、モータＥＣＵ２３、エンジンＥＣＵ３３、ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１、及びＰＷＣ－ＥＣＵ５０２の各々と通信可能に接続されているため、各種制御の調停を効率良く行なうことができる。

上記第３ステップの処理後、第４エラー判定が行なわれる。第４エラー判定では、ＨＶ－ＥＣＵ５０による充電許可が得られたか否かを、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が判断する。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、第３ステップの処理（要求）に対して充電許可を受けられなかった場合にエラーありと判定する。また、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、第３ステップの処理（要求）によって充電許可を受けられた場合にエラー無しと判定する。

第４エラー判定でエラー無しと判定されると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が第４ステップにおける前述の処理（他のＥＣＵに対する充電指令の送信）を実行する。第４ステップでは、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がＣＨＧ－ＥＣＵ５０３に充電指令を送信する。これにより、メインバッテリ１１の外部充電が開始される。外部充電中は、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２からＣＨＧ－ＥＣＵ５０３へ継続的に充電指令が送信される。充電指令は、メインバッテリ１１の充電電力の指令値を含む。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、ＢＡＴ－ＥＣＵ５０１から取得したバッテリ情報に基づいて充電電力（指令値）を算出する。ＣＨＧ－ＥＣＵ５０３は、メインバッテリ１１の充電電力がＰＷＣ－ＥＣＵ５０２から指示された大きさ（指令値）になるように、電力変換回路８２を制御する。外部充電中は、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がＢＡＴ－ＥＣＵ５０１から最新のバッテリ情報を取得して充電電力（指令値）を算出し、ＣＨＧ－ＥＣＵ５０３がＰＷＣ－ＥＣＵ５０２からの充電指令に従って電力変換回路８２を制御する。

図４は、メインバッテリ１１の外部充電開始時に各ＥＣＵが実行する上述の処理の流れを示す図である。

図１～図３とともに図４を参照して、ＥＶＳＥ４００につながる充電ケーブル４２０のコネクタ４３０（充電プラグ）がインレット８１に接続されると（Ｓ１１）、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が起動する。その後、起動したＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が第１エラー判定を行なう（Ｓ１２）。第１エラー判定でエラー無しと判定されると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が、ＨＶ－ＥＣＵ５０の電源オンを行なうとともに、ＨＶ－ＥＣＵ５０にＩＧＢ－ＯＮ要求を行なう（Ｓ１３）。Ｓ１３は、第１ステップに相当する。その後、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は第２エラー判定を行なう（Ｓ１４）。第２エラー判定でエラー無しと判定されると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がＢＡＴ－ＥＣＵ５０１に開始要求を行ない（Ｓ１５）、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がＢＡＴ－ＥＣＵ５０１からバッテリ情報を取得する（Ｓ１６）。Ｓ１５は、第２ステップに相当する。その後、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は第３エラー判定を行なう（Ｓ１７）。第３エラー判定でエラー無しと判定されると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がＨＶ－ＥＣＵ５０に起動要求を行なう（Ｓ１８）。Ｓ１８は、第３ステップに相当する。その後、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は第４エラー判定を行なう（Ｓ２０）。ＨＶ－ＥＣＵ５０がメインバッテリ１１の外部充電を許可すると（Ｓ１９）、第４エラー判定でエラー無しと判定され、ＨＶ－ＥＣＵ５０がＣＨＧ－ＥＣＵ５０３に充電指令を送信する（Ｓ２１）。Ｓ２１は、第４ステップに相当する。

再び図１及び図２とともに図３を参照して、第１～第４エラー判定のいずれかでエラーありと判定されると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が、第１～第４ステップのうちいずれのステップでエラーが生じたと判定されたかを示すエラー情報を記録する。エラー情報は、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２の記憶装置に保存される。

さらに、メインバッテリ１１の外部充電開始後も、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、メインバッテリ１１の充電中において前述した第１～第４エラー判定と同様の判定を行なう。以下、この充電中のエラー判定を「第５エラー判定」とも称する。充電中に充電を継続できないエラーが生じると、第５エラー判定でエラーありと判定される。第５エラー判定でエラーありと判定されると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が、メインバッテリ１１の外部充電中にエラーが生じたことを示すエラー情報を記録する。この場合も、エラー情報は、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２の記憶装置に保存される。以下では、第１、第２、第３、第４、第５エラー判定でエラーありと判定されたときにエラー情報を記録することを、それぞれ「第１記録」、「第２記録」、「第３記録」、「第４記録」、「第５記録」と称する。

たとえば、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２の記憶装置内に予めエラーフラグが用意されてもよい。そして、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、エラーフラグの値を更新することによって、エラー情報を記録してもよい。この実施の形態では、第１記録、第２記録、第３記録、第４記録、第５記録により、それぞれエラーフラグの値が「１」、「２」、「３」、「４」、「５」に更新される。エラーフラグの値が「０」（初期値）であることは、エラーが生じていないことを意味する。エラーフラグの値が「１」であることは、第１ステップの処理前（開始時）にエラーが生じていたことを示す。エラーフラグの値が「２」であることは、第１ステップの処理後かつ第２ステップの処理前にエラーが生じたことを示す。エラーフラグの値が「３」であることは、第２ステップの処理後かつ第３ステップの処理前にエラーが生じたことを示す。エラーフラグの値が「４」であることは、第３ステップの処理後かつ第４ステップの処理前にエラーが生じたことを示す。エラーフラグの値が「５」であることは、第４ステップの処理後にエラーが生じたことを示す。このように、エラー情報（たとえば、上記エラーフラグの値）は、どのステップまで進んだ段階でエラーが生じたかを示す。

第１～第４エラー判定のいずれかでエラーありと判定されると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、メインバッテリ１１の外部充電を開始しない。この場合、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、車両１００に搭載された所定の報知装置（たとえば、図示しない表示装置、ランプ、及びスピーカの少なくとも１つ）を制御して、充電を開始できない旨をユーザに報知する。この際、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、上記エラーフラグの値に応じて、ユーザに対する報知内容（たとえば、メッセージ）を変えてもよい。また、第５エラー判定でエラーありと判定されると、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、メインバッテリ１１の外部充電を中止する。この場合、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、上記所定の報知装置を制御して、外部充電を中止した旨をユーザに報知する。なお、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、車両１００のユーザが携帯する携帯端末に上記報知を行なわせてもよい。

ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２に記録されたエラー情報は、たとえば所定のサービスツールによって読み出すことができる。エラー情報は、ＯＢＤ（自己診断）で使用されてもよい。こうしたエラー情報が記録されることで、たとえばユーザ又はメンテナンス業者（修理業者を含む）が、どのステップまで進んだ段階でエラーが生じたかを把握しやすくなり、エラーの原因を特定しやすくなる。また、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は上記エラー情報を送信してもよい。たとえば、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は上記エラー情報を自動車メーカのサーバ（図示せず）へ送信してもよい。こうした形態では、自動車メーカが、上記エラー情報に基づいて、車両部品の交換を行なったり、車両の使用方法に関する助言をユーザに行なったりすることができる。

以上説明したように、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、充電開始前のシーケンスを監視し、充電開始制御がどのフェーズまで進んだ段階でエラーが生じたかを検出するように構成される。具体的には、この実施の形態に係る充電システム１は、メインバッテリ１１（蓄電装置）の充電前に複数のステップ（第１～第４ステップ）を経てメインバッテリ１１の充電を開始するＰＷＣ－ＥＣＵ５０２（制御装置）を含む。第１～第４ステップの各々は、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が他のＥＣＵ（他の制御装置）との通信を伴う処理を実行するステップである。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、第１～第４ステップの各々でエラーの有無を判定するように構成される（第１～第４エラー判定）。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、エラーが生じたと判定した場合に、第１～第４ステップのうちいずれのステップでエラーが生じたと判定されたかを示すエラー情報を記録するように構成される（第１～第４記録）。

外部充電開始時にエラー判定を行なう充電システムは知られているが、公知の充電システムでは、エラー判定機能が複数のＥＣＵに分散して搭載されている。こうした充電システムでは、外部充電開始の可否を判断することはできるものの、エラーの原因を解析することが困難であった。これに対し、上記実施の形態では、エラー判定機能をＰＷＣ－ＥＣＵ５０２に集約することで、メインバッテリ１１の外部充電を開始するための制御においてＰＷＣ－ＥＣＵ５０２がステップごとにエラー判定を行なうことを可能にしている。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、インレット８１の状態とメインバッテリ１１の状態との各々を監視し、他のＥＣＵと通信しながらエラー判定を行なう。ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、他のＥＣＵと通信を行なうことで、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２の制御範囲だけでなく他のＥＣＵの制御範囲も含めてエラーの有無を確認できる。このため、ＰＷＣ－ＥＣＵ５０２は、充電時に生じ得る様々なエラー（通信エラーを含む）の有無を充電開始前に確認できる。こうした構成により、より詳細なエラー情報をＰＷＣ－ＥＣＵ５０２に記録することが可能になる。

なお、充電開始前のシーケンスにおけるステップ（より特定的には、制御装置間の通信を伴う処理を実行するステップ）の数は４つに限られず２以上であれば任意である。ステップの数は適宜増減されてもよい。

上記実施の形態では、車両１００が走行状態から駐車状態になるとＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が停止状態になり、プラグインによってＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が起動する。しかしこれに限られず、車両１００が駐車状態になってもＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が停止状態にならず、駐車状態においてＰＷＣ－ＥＣＵ５０２が常に作動状態を維持してもよい。

車両の構成は、図１に示した構成に限られない。たとえば、上記実施の形態では、車両が、車両外部から供給されるＡＣ（交流）電力によって蓄電装置を充電可能に構成される。しかし、車両は、車両外部から供給されるＤＣ（直流）電力によって蓄電装置を充電可能に構成されてもよい。車両は、ＤＣ方式のＥＶＳＥ（直流電力を出力するＥＶＳＥ）から電力の供給を受けてもよい。電力変換回路（充電器）は、車両ではなくＥＶＳＥに搭載されていてもよい。また、車両は、非接触充電（ワイヤレス充電）可能に構成されてもよい。こうした車両に搭載された制御装置は、非接触充電の開始前に前述のエラー判定を行なってもよい。

車両は、エンジン（内燃機関）を備えないＥＶ（電気自動車）であってもよい。車両は、乗用車に限られず、バスであってもよいし、トラックであってもよい。車両は、自動運転又は遠隔運転によって無人走行可能に構成されてもよい。車両は、無人搬送車（ＡＧＶ）であってもよい。

充電システムの適用対象は車両に限られない。充電システムは、複数の制御装置と、充電可能な蓄電装置とを備える任意の媒体（たとえば、移動体、ロボット、定置機器、携帯機器、又は建物）に適用可能である。充電システムは、車両以外の乗り物（船、飛行機等）、無人の移動体（無人搬送車（ＡＧＶ）、農業機械、歩行ロボット、ドローン、ロボットクリーナ、宇宙探査機等）、装着型ロボット（たとえば、介護ロボット）、定置型ロボット（たとえば、産業用ロボット）、家庭用電気機械器具（空調設備、調理器具、テレビ、冷蔵庫、洗濯機等）、携帯機器（スマートフォン、ウェアラブルデバイス等）、又は建物（住宅、工場等）に搭載されてもよい。

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及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 充電システム、１１ メインバッテリ、１２ａ 電圧センサ、１２ｂ 電流センサ、１２ｃ 温度センサ、２１ａ 第１モータジェネレータ、２１ｂ 第２モータジェネレータ、２３ モータＥＣＵ、３１ エンジン、３３ エンジンＥＣＵ、５０ ＨＶ－ＥＣＵ、５０１ ＢＡＴ－ＥＣＵ、５０２ ＰＷＣ－ＥＣＵ、５０３ ＣＨＧ－ＥＣＵ、８１ インレット、８２ 電力変換回路、１００ 車両、４００ ＥＶＳＥ、ＰＧ 外部電源。

Claims (1)

1. 蓄電装置の充電前に複数のステップを経て前記蓄電装置の充電を開始する制御装置を含む充電システムであって、
   前記複数のステップの各々は、前記制御装置が他の制御装置との通信を伴う処理を実行するステップであり、
   前記制御装置は、前記複数のステップの各々でエラーの有無を判定するように構成され、
   前記制御装置は、エラーが生じたと判定した場合に、前記複数のステップのうちいずれのステップでエラーが生じたと判定されたかを示すエラー情報を記録するように構成される、充電システム。

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