JP5288004B2 - 車両 - Google Patents
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Description
本発明は、車両に関し、より特定的には、車両外部の電源によって充電可能な蓄電装置を搭載した車両に関する。
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置(たとえば二次電池やキャパシタなど)を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。
ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源(以下、単に「外部電源」とも称する。)から車載の蓄電装置の充電が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。
特開2003−244832号公報(特許文献1)は、車体に設けられたコードにより充電を行なう電気自動車において、バッテリ充電コードとして巻き取り式コードを有し、充電コードが巻き取り状態のときにはバッテリの充電を禁止する技術について開示する。
特開2003−244832号公報(特許文献1)に開示される技術によれば、充電コードの収納スペースを小さくしながら、充電コードの発熱を抑制することができる。
車両外部の電源からの受電方式としては、特開2003−244832号公報(特許文献1)に開示されるような車載のコードを家庭用の電源コンセントに接続する方式のほかに、車両外部に設けられる専用の充電ケーブルを車両の受電口(インレット)に接続する方式がある。そして、家庭用の電源コンセントに接続可能な受電用コード、および専用の充電ケーブルが接続可能なインレットの両方を車両に備える構成が考えられる。
このように、インレットおよび受電用コードの両方を備える構成において、車両外部からの交流電力を車両に搭載された蓄電装置に充電可能な直流電力に変換するための電力変換装置と、インレットおよび受電用コードとを接続する電力線には、部品交換等が容易にできるように、コネクタが設けられる場合がある。そして、インレットおよび電力変換装置を接続する第1の電力線と、受電用コードおよび電力変換装置を接続する第2の電力線との接続箇所によっては、コネクタを経由する回数が多くなってしまい、外部電源からの充電の際の効率低下の原因となるおそれがある。
本発明は、このような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、外部からの電源を複数の経路によって供給が可能な車両において、これら複数の経路について、充電効率の低減が抑制されるような接続構成を提供することである。
本発明による車両は、外部電源からの電力を用いて充電を行なう外部充電が可能な車両であって、充電が可能な蓄電装置と、電力変換装置と、インレットと、第1および第2の電力線と、コネクタとを備える。電力変換装置は、外部電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換する。インレットは、車両の外表面に設置さ、外部電源からの電力を伝達するための充電ケーブルが車両外部から接続される。第1の電力線は、インレットと電力変換装置とに接続される。コネクタは、第1の電力線に少なくとも1つ介挿される。そして、第2の電力線は、第1の電力線上の、コネクタおよび電力変換装置を結ぶ経路から分岐される。
好ましくは、車両は、外部電源のコンセントからの電力を車両に伝達するための受電用コードをさらに備える。そして、受電用コードは、一方端が第2の電力線に接続され、他方端がコンセントに接続するためのプラグに接続される。
好ましくは、車両は、受電用コードを巻き取って収納するためのコードリールをさらに備える。
好ましくは、車両は、受電用コードは、外部充電時にインレットと選択的に使用される。
好ましくは、車両は、受電用コードから電力変換装置への電力の供給と遮断とを切替えるための切替部と、切替部を制御するための制御装置とをさらに備える。そして、制御装置は、受電用コードから供給される電力を用いて外部充電が行なわれる場合は切替部を導通状態にする一方で、インレットから供給される電力を用いて外部充電が行なわれる場合は切替部を非導通状態にするように、切替部を制御する。
好ましくは、車両は、インレットが設けられる第1と、受電用コードの引出口が設けられる第2の受電ポートと、第1および第2の受電ポートにそれぞれに結合される第1および第2の蓋部とをさらに備える。第1の蓋部は、インレットを使用する場合に開放される。第2の蓋部は、第2の受電ポートに結合され、受電用コードを使用する場合に開放される。そして、第1の蓋部が開放されている場合は第2の蓋部の開放が禁止され、第2の蓋部が開放されている場合は第1の蓋部の開放が禁止される。
好ましくは、車両は、受電用コードを巻き取って収納するためのコードリールと、引出禁止部とをさらに備える。引出禁止部は、インレットから供給される電力によって外部充電が行なわれる場合に、受電用コードがコードリールから引出されることを禁止する。
本発明によれば、外部からの電源を複数の経路によって供給が可能な車両において、充電効率の低減が抑制されるように、これら複数の経路が接続される。
以下、本発明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。
図1は、本実施の形態に従う車両100の全体ブロック図である。
図1を参照して、車両100は、蓄電装置110と、システムメインリレー(System Main Relay:SMR)と、駆動装置であるPCU(Power Control Unit)120と、モータジェネレータ130と、動力伝達ギア140と、駆動輪150と、HV−ECU(Electronic Control Unit)300とを備える。
図1を参照して、車両100は、蓄電装置110と、システムメインリレー(System Main Relay:SMR)と、駆動装置であるPCU(Power Control Unit)120と、モータジェネレータ130と、動力伝達ギア140と、駆動輪150と、HV−ECU(Electronic Control Unit)300とを備える。
蓄電装置110は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置110は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
蓄電装置110は、電力線PL1および接地線NL1を介してPCU120に接続される。そして、蓄電装置110は、車両100の駆動力を発生させるための電力をPCU120に供給する。また、蓄電装置110は、モータジェネレータ130で発電された電力を蓄電する。蓄電装置110の出力はたとえば200V程度である。
SMRに含まれるリレーは、蓄電装置110とPCU120とを結ぶ電力線PL1および接地線NL1にそれぞれ介挿される。そして、SMRは、HV−ECU300からの制御信号SE1に基づいて、蓄電装置110とPCU120との間での電力の供給と遮断とを切替える。
PCU120は、コンバータ121と、インバータ122と、コンデンサC1,C2とを含む。
コンバータ121は、HV−ECU300からの制御信号PWCに基づいて、電力線PL1および接地線NL1と、電力線HPLおよび接地線NL1との間で電圧変換を行なう。
インバータ122は、電力線HPLおよび接地線NL1に接続される。インバータ122は、HV−ECU300からの制御信号PWIに基づいて、コンバータ121から供給される直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータ130を駆動する。
コンデンサC1は、電力線PL1および接地線NL1の間に設けられ、電力線PL1および接地線NL1間の電圧変動を減少させる。また、コンデンサC2は、電力線HPLおよび接地線NL1の間に設けられ、電力線HPLおよび接地線NL1間の電圧変動を減少させる。
モータジェネレータ130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130の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア140を介して駆動輪150に伝達されて、車両100を走行させる。モータジェネレータ130は、車両100の回生制動動作時には、駆動輪150の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、PCU120によって蓄電装置110の充電電力に変換される。
なお、図1においては、モータジェネレータおよびインバータが1つずつ設けられる構成が示されるが、モータジェネレータおよびインバータの数はこれに限定されず、モータジェネレータおよびインバータのペアを複数設ける構成としてもよい。
また、モータジェネレータ130の他にエンジン(図示せず)が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ130を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置110を充電することも可能である。
すなわち、本実施の形態における車両100は、車両駆動力発生用の電動機を搭載する車両を示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などを含む。
HV−ECU300は、いずれも図1には図示しないがCPU(Central Processing Unit)、記憶装置および入出力バッファを含み、各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、車両100および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)で処理することも可能である。
HV−ECU300は、PCU120、SMRなどを制御するための制御信号を生成して出力する。
なお、図1においては、HV−ECU300を1つの制御装置を設ける構成としているが、たとえば、PCU120用の制御装置や蓄電装置110用の制御装置などのように、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。
車両100は、外部電源400からの電力によって蓄電装置110を充電するための構成として、インレット292と、充電装置200と、リレーRY10とを含む。また、充電装置200は、AC/DCコンバータ210と、切替部220と、充電ECU230と、電圧センサ240とを含む。
インレット292は、車両100の外表面に設けられた受電ポート290に設けられる。また、受電ポート290には、外部充電を行なわないときにインレット292を覆うための、開閉可能な蓋部(以下、「リッド」とも称する。)291が結合される。
インレット292には、充電ケーブル420の充電コネクタ421が接続される。そして、外部電源400からの電力が、充電ケーブル420を介して車両100に伝達される。
充電ケーブル420は、充電コネクタ421に加えて、外部電源400のコンセント410に接続するためのプラグ423と、充電コネクタ421およびプラグ423とを接続する電線部422とが含まれる。また、電線部422には、外部電源400からの電力の供給および遮断を切替えるための充電回路遮断装置(以下「CCID(Charging Circuit Interrupt Device)」とも称する。)424が介挿される。
インレット292は、電力線ACL1,ACL2を介して、充電装置200に接続される。電力線ACL1,ACL2には、コネクタ260が設けられる。このコネクタ260は、接続および切り離しが可能であり、たとえば、インレット292に故障などが発生して交換が必要となった場合に、このコネクタ260によって、インレット292と充電装置200とを切り離すことができる。
また、車両100は、外部電源400からの電力によって蓄電装置110を充電するための他の経路として、受電用コード430と、コードリール250とをさらに備える。
受電用コード430の一方端には、外部電源400のコンセント410に接続するためのプラグ431が接続される。また、受電用コード430の他方端は、充電装置200に接続された電力線ACL3,ACL4に接続される。
電力線ACL3,ACL4には、コネクタ270が設けられる。このコネクタ270は、接続および切り離しが可能であり、たとえば、受電用コード430やコードリール250に故障などが発生して交換が必要となった場合に、このコネクタ270によって、受電用コード430やコードリール250と充電装置200とを切り離すことができる。
また、電力線ACL3,ACL4は、切替部220を介して、電力線ACL1,ACL2の、コネクタ260とAC/DCコンバータ210との間に接続される。
受電用コード430は、外部充電が行なわれないときには、コードリール250に巻き取られて収納される。そして、受電用コード430を用いて外部充電が行なわれる際には、車両100のの外表面に設けられた受電ポート295の引出口(図示せず)から引出される。そして、プラグ431がコンセント410に接続されることによって、外部電源400からの電力が車両100に伝達される。
なお、図1においては、充電ケーブル420を用いる場合も、受電用コード430を用いる場合も、同じ外部電源400のコンセント410に接続される構成を示すが、充電ケーブル420を用いる場合と、受電用コード430を用いる場合とで、異なる電源(電圧)から電力を供給するようにしてもよい。たとえば、外部電源の電圧が200Vの場合は充電ケーブル420を用いるようにし、外部電源の電圧が100Vの場合は受電用コード430を用いるようにしてもよい。
また、受電ポート295には、外部充電を行なわないときに引出口を覆うための、開閉可能なリッド296が結合される。
コードリール250は、たとえば、受電用コード430が周囲に巻きつけられるように構成されたドラム形状の巻き取り器である。なお、このコードリール250は必須の構成ではなく、コードリール250の代わりにたとえば受電用コード430を収納可能な収納箱を設ける構成としてもよいが、受電用コード430の収納スペースを小さくできる観点から、コードリールを採用することが好適である。
また、コードリール250には、受電用コード430が引出されることを禁止するための引出禁止部280が設けられる。この引出禁止部280は、たとえば、充電ECU230からの制御信号INHに応じて、コードリール250の回転を固定することによって受電用コード430が引出されないようにする。
AC/DCコンバータ210は、電力線ACL1,ACL2を介して、インレット292に接続される。また、AC/DCコンバータ210は、リレーRY10を介して、電力線PL2および接地線NL2によって蓄電装置110に接続される。
AC/DCコンバータ210は、インレット292または受電用コード430から供給される交流電力を、蓄電装置110の充電電力に変換する。
切替部220に含まれるリレーRY3,RY4は、それぞれ電力線ACL3,ACL4に介挿される。リレーRY3,RY4は、充電ECU230からの制御信号CTLにより制御され、受電用コード430を経由して伝達される交流電力の供給と遮断とを切替える。リレーRY3,RY4は、受電用コード430を用いて外部充電が行なわれる場合に閉成され、受電用コード430を用いて外部充電が行なわれない場合に開放される。
充電ケーブル420を用いて外部充電がされる際に、もし切替部220がない場合には、受電用コード430のプラグ431は通電状態となる。プラグ431は、一般的にコンセントへの差し込み部分において電路が露出しているため、プラグ431が通電状態となってしまうと、車両のボデーなどとの接触によって短絡や地絡が発生する可能性があり、これによって機器の故障や破損につながるおそれがある。そのため、電力線ACL3,ACL4側に切替部220を設けることによって、受電用コード430を用いて外部充電が行なわれる場合にプラグ431を非通電状態とすることができ、地絡故障などを防止することができる。
なお、本実施の形態においては、切替部220が充電装置200に含まれる構成について説明したが、この切替部220を充電装置200の外部に配置するようにしてもよい。
充電ECU230は、HV−ECU300と同様に、いずれも図1には図示しないCPU、記憶装置および入出力バッファを含み、各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、充電装置200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)で処理することも可能である。
充電ECU230は、電力線ACL1,ACL2の間に設けられた電圧センサ240から、外部電源の電圧VACを受ける。そして、充電ECU230は、この電圧VACに基づいて、AC/DCコンバータ210を制御するための制御信号PWDを生成する。
充電ECU230は、制御信号SEによってリレーRY10を制御する。また、充電ECU230は、制御信号CTLによって、切替部220を制御する。
充電ECU230は、受電ポート290,295に備えられたスイッチ(図示せず)によって検出された、リッド291,296の開閉状態を表わす開閉信号OPN1,OPN2を受ける。また、充電ECU230は、充電コネクタ421がインレット292に接続されたことを示す接続信号CNCTを受ける。
充電ECU230は、リッド291,296の開放を禁止するためのロック信号LCK1,LCK2を、受電ポート290,295へ出力する。そして充電ECU230は、ロック信号LCK1,LCK2によって、受電ポート290,295に備えられた図示しないロック機構を制御して、リッド291,296が開放されないようにする。なお、ロック信号LCK1がオンに設定されている場合は、ロック機構によってリッド291の開放が禁止される。また、ロック信号LCK2がオンに設定されている場合は、リッド296の開放が禁止される。
図2は、受電ポート290の詳細を示す図である。
図2を参照して、受電ポート290には、ヒンジ等の継手293によってリッド291が結合される。また、受電ポート290には、インレット292と、リッド291の開閉状態を検出するためのスイッチ294と、突起部285とが備えられる。リッド291は、リッド291を閉じた場合にインレット292が覆われるような形状となっている。リッド291は、インレット292を使用する場合に開放され、インレット292が不使用の場合に閉じられる。スイッチ294は、リッド291が閉じられると接点が閉じられるように構成されており、これによって開閉信号OPN1を充電ECU230に出力する。
図2を参照して、受電ポート290には、ヒンジ等の継手293によってリッド291が結合される。また、受電ポート290には、インレット292と、リッド291の開閉状態を検出するためのスイッチ294と、突起部285とが備えられる。リッド291は、リッド291を閉じた場合にインレット292が覆われるような形状となっている。リッド291は、インレット292を使用する場合に開放され、インレット292が不使用の場合に閉じられる。スイッチ294は、リッド291が閉じられると接点が閉じられるように構成されており、これによって開閉信号OPN1を充電ECU230に出力する。
図3には、充電ケーブル420の外観図が示される。図3を参照して、充電ケーブル420は、上述のように、充電コネクタ421と、電線部422た、プラグ423と、CCID424とを含む。また、充電コネクタ421は、操作スイッチ425と、カプラ部426と、ラッチ部427とを含む。
カプラ部426には、複数の接続端子(図示せず)が設けられ、車両100のインレット292に挿入されることによって、電線部422内の電力線(図示せず)が、車両側の電力線ACL1,ACL2と接続される。
本実施の形態においては、操作スイッチ425は、充電コネクタ421の抜け防止のためのラッチ部427を動作させるための解除ボタンであり、操作スイッチ425の操作に連動してラッチ部427が動作する。
具体的には、充電コネクタ421がインレット292に接続されると、図2の突起部285にラッチ部427先端の爪が引っ掛かり、充電コネクタ421がインレット292から誤って抜けてしまうことが防止される。そして、操作スイッチ425が押下されると、ラッチ部427先端の爪が突起部285から外れることによって、充電コネクタ421をインレット292から引き抜くことが可能となる。
CCID424には、外部電源400から車両100へ供給される電力の供給と遮断とを切替えるためのリレー(図示せず)が含まれている。また、CCID424は、漏電検出器(図示せず)をさらに含み、充電ケーブル420において漏電が検出されると上記のリレーによって、外部電源400からの電力を遮断する。
図4は、受電ポート295の詳細を示す図である。
図4を参照して、受電ポート295には、ヒンジ等の継手298によってリッド296が結合される。また、受電ポート295には、受電用コード430の引出口297と、リッド296の開閉状態を検出するためのスイッチ299とが備えられる。リッド296は、リッド296を閉じた場合に引出口297が覆われるような形状となっている。リッド296は、受電用コード430を使用する場合に開放され、受電用コード430が不使用の場合に閉じられる。スイッチ299は、リッド296が閉じられると接点が閉じられるように構成されており、これによって開閉信号OPN2を充電ECU230に出力する。
図4を参照して、受電ポート295には、ヒンジ等の継手298によってリッド296が結合される。また、受電ポート295には、受電用コード430の引出口297と、リッド296の開閉状態を検出するためのスイッチ299とが備えられる。リッド296は、リッド296を閉じた場合に引出口297が覆われるような形状となっている。リッド296は、受電用コード430を使用する場合に開放され、受電用コード430が不使用の場合に閉じられる。スイッチ299は、リッド296が閉じられると接点が閉じられるように構成されており、これによって開閉信号OPN2を充電ECU230に出力する。
本実施の形態においては、上述のように、受電用コード430からの電力を充電装置200に伝達する電力線ACL3,ACL4は、電力線ACL1,ACL2のコネクタ260とAC/DCコンバータ210との間に接続される。図5に、比較例として、電力線ACL3,ACL4が、電力線ACL1,ACL2のインレット292とコネクタ260との間に接続される車両100Aの全体ブロック図を示す。
図5の比較例のような構成であると、受電用コード430から電力が供給される場合、コネクタ260およびコネクタ270の2つのコネクタを経由することになる。一般的に、コネクタにおいては、コネクタの接続側(オス側)および被接続側(メス側)にそれぞれ配置された金属導体を接触させることによって導通状態が形成される。そのため、金属導体の嵌合状態や、酸化・腐食などによる金属導体の表面状態によっては、金属導体どうしの接触面積が減少することが考えられる。そうすると、接触部分での抵抗が増加してしまい、金属導体の接触部分の発熱が生ずるおそれがある。その結果として、発熱により消費されたエネルギによって、電力の伝達効率が低下することが考えられる。したがって、電力を伝達する場合にはできるかぎりコネクタを経由する回数を減らすことが必要となる。
一方、車両の組立や修理の場合には、個々の部品の設置や交換を容易にするためにコネクタを用いた接続が有効であり、それぞれの部品がコネクタによって独立して交換できることが望ましい。
これらの観点を考慮すると、比較例で示される車両100Aのような構成では、受電用コード430から電力が供給される場合、コネクタ260およびコネクタ270の2つのコネクタを経由することになる。さらに、比較例においては、インレット292を交換する際は、電力線ACL3,ACL4について、少なくとも電力線ACL1,ACL2との分岐部分からコネクタ270までの部分を併せて交換することが必要となる。
したがって、本実施の形態においては、図1のように、インレット292およびAC/DCコンバータ210を結ぶ電力線ACL1,ACL2に設けられる少なくとも1つコネクタ(図1においてはコネクタ260)と、AC/DCコンバータ210とを結ぶ経路に、電力線ACL3、ACL4が接続される。このような接続構成とすることによって、外部充電の際に、伝達される電力がコネクタを経由する回数を減少できるので、電力の伝達効率の低減が抑制できる。さらに、部品交換時において、各部品を独立して交換することが可能となる。
なお、図1において、コネクタ260とAC/DCコンバータ210との間に、さらにコネクタを有する場合であっても、コネクタ260とAC/DCコンバータ210との間であれば、電力線ACL3、ACL4を分岐する位置については限定されない。ただし、伝達される電力がコネクタを経由する回数をできるだけ減らすために、AC/DCコンバータ210に最も近いコネクタとAC/DCコンバータ210との間から、電力線ACL3、ACL4を分岐することが望ましい。
次に、図6および図7を用いて、本実施の形態における充電制御について説明する。
図1に示されるような、外部充電の際に2つの経路によって電力の供給が可能な車両においては、一方の経路から電力が供給されている場合には、他方の経路からは電力が供給されないようにすることが望ましい。
図1に示されるような、外部充電の際に2つの経路によって電力の供給が可能な車両においては、一方の経路から電力が供給されている場合には、他方の経路からは電力が供給されないようにすることが望ましい。
たとえば、上述のように、充電ケーブル420を用いる場合と受電用コード430を用いる場合とで異なる電圧を供給する場合、両方の経路から同時に電力を供給すると、供給される電圧が異なるので、AC/DCコンバータ210で適切な電力変換ができないだけでなく、機器の破損の原因となるおそれがある。
そのため、本実施の形態の充電制御においては、一方の受電ポートのリッドが開放された場合には、他方の受電ポートのリッドが開放できないようにロックを行なう。また、本実施の形態の充電制御においては、インレット292側からの電力を用いて外部充電を行なう場合には、コードリール250から受電用コード430が引出せないようにする。
このような構成とすることによって、両方の経路から同時に電力が供給されることが防止できる。
図6は、本実施の形態における、充電ECU230で実行される充電制御を説明するための機能ブロック図である。図6で説明される機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、充電ECU230によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。
図1および図6を参照して、充電ECU230は、判定部231と、切替制御部232と、リール制御部233と、リッド制御部234と、充電制御部235とを含む。
判定部231は、スイッチ294,299によってそれぞれ検出された、リッド291,296の開閉信号OPN1,OPN2を受ける。判定部231は、開閉信号OPN1,OPN2によって、いずれのリッドが開放されているかを示す状態信号FLGを生成する。そして、判定部231は、この状態信号FLGを、切替制御部232、リール制御部233、リッド制御部234および充電制御部235へ出力する。
切替制御部232は、判定部231からの状態信号FLGに応じて、切替部220を制御するための制御信号CTLを設定し、切替部220へ出力する。具体的には、状態信号FLGによって、受電用コード430を引出すために受電ポート295のリッド296が開放されている場合は、切替部220に含まれるリレーRY3,RY4を閉成するように制御信号CTLを設定する。一方、充電ケーブル420をインレット292に接続するための受電ポート290のリッド291が開放されている場合、およびいずれのリッドも閉じられている場合は、切替部220に含まれるリレーRY3,RY4を開放するように制御信号CTLを設定する。
リール制御部233は、判定部231から状態信号FLGを受ける。そして、リール制御部233は、インレット292側のリッド291が開放されている場合は、制御信号INHをオンに設定して引出禁止部280に出力し、受電用コード430を引出し禁止状態とする。一方、受電用コード430側のリッド296が開放されている場合は、リール制御部233は、制御信号INHをオフに設定して、受電用コード430の引出し禁止状態を解除する。
リッド制御部234は、判定部231からの状態信号FLGに応じて、リッドの開放を禁止するためのロック信号LCK1,LCK2を設定する。具体的には、インレット292側のリッド291が開放されている場合は、リッド制御部234は、受電用コード430側のリッド296が開放されないようにするために、ロック信号LCK2をオンに設定する。一方、受電用コード430側のリッド296が開放されている場合は、リッド制御部234は、インレット292側のリッド291が開放されないようにするために、ロック信号LCK1をオンに設定する。両方のリッドが閉じられている場合は、ロック信号LCK1,LCK2は共にオフに設定される。
充電制御部235は、判定部231からの状態信号FLG、電圧センサ240からの電圧VACの検出値、および充電コネクタ421が接続されたことを示す接続信号CNCTを受ける。そして、充電制御部235は、リッドが開放され、かつ外部電源400からの電圧が検出されると、制御信号SE2を出力してリレーRY10を閉成する。さらに、充電制御部235は、電圧VACに応じて、AC/DCコンバータ210の制御信号PWDを生成して、AC/DCコンバータ210を制御する。なお、充電ケーブル420を用いて外部充電を行なう場合には、接続信号CNCTの状態を考慮するようにしてもよい。
図7は、充電ECU230で実行される充電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図7に示すフローチャート中の各ステップについては、充電ECU230に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア(電子回路)で処理を実現することも可能である。
図1および図7を参照して、充電ECU230は、ステップ(以下、ステップをSと略す。)500にて、リッド291,296の開閉信号OPN1,OPN2を取得する。
次に、充電ECU230は、S510にて、開閉信号OPN1によってインレット292側のリッド291が開放しているか否かを判定する。
リッド291が開放している場合(S510にてYES)は、充電ECU230は、充電ケーブル420による外部充電であると判断する。そして、処理がS535に進められ、充電ECU230は、ロック信号LCK2をオンに設定して、受電用コード430側のリッド296をロックする。これにより、リッド296が開放できなくなる。
そして、充電ECU230は、S545にて、制御信号INHをオンに設定する。これによって、コードリール250から受電用コード430の引出しが禁止される。
次に、充電ECU230は、S555にて、制御信号CTLをオフに設定する。これによって、切替部220のリレーRY3,RY4が開放される。その後、処理がS560に進められる。
一方、リッド291が閉じている場合(S510にてNO)は、次に処理がS520に進められて、受電用コード430側のリッド296が開放しているか否かを判定する。
リッド296が閉じている場合(S520にてNO)は、充電ECU230は、外部充電が行なわれないと判断し処理を終了する。
一方、リッド296が開放している場合(S520にてYES)は、充電ECU230は、受電用コード430による外部充電であると判断する。そして、処理がS530に進められ、充電ECU230は、ロック信号LCK1をオンに設定して、インレット292側のリッド291をロックする。これにより、リッド291が開放できなくなる。
そして、充電ECU230は、S540にて、制御信号INHをオフに設定する。これによって、コードリール250から受電用コード430の引出禁止状態が解除される。
次に、充電ECU230は、S550にて、制御信号CTLをオンに設定する。これによって、切替部220のリレーRY3,RY4が閉成される。その後、処理がS560に進められる。
充電ECU230は、S560では、電圧センサ240からの電圧VACの検出値などに基づいて、外部充電の準備が完了しているか否かを判定する。
外部充電の準備が完了していない場合(S560にてNO)は、処理がS560に戻されて、外部充電の準備が完了するのを待つ。
一方、外部充電の準備が完了した場合(S560にてYES)は、処理がS570に進められ、充電ECU230は、制御信号SE2を出力してリレーRY10を閉成するとともに、制御信号PWDを出力してAC/DCコンバータ210に電力変換動作を行なわせる。そして、蓄電装置110の充電が完了すると、充電ECU230は処理を終了する。
以上のような処理に従って制御を行なうことによって、外部充電の際に複数の経路によって外部からの電力の供給が可能な車両において、1つの電源供給経路が選択された場合に、それ以外の経路から同時に電源が供給されることを防止することができる。これによって、外部充電時に、複数の経路から同時に電力が供給されることに起因する故障等を防止することができる。
なお、上述の説明においては、切替部220は、図1に示すように、電力線ACL3,ACL4上のコネクタ270とAC/DCコンバータ210との間に設けられる構成としたが、図8のように、切替部220が、電力線ACL3,ACL4上のコードリール250とコネクタ270との間に設けられる構成としてもよい。
また、切替部220においては、受電用コード430から伝達される電力について、供給と遮断とを切替える構成について説明したが、本実施の形態のさらに他の例として示す図9の車両100Bに含まれる切替部220Aのように、インレット292側から伝達される電力についても、供給と遮断とを切替えるようにしてもよい。
図9に示される車両100Bは、図1の車両100における切替部220が切替部220Aに置き換わったものとなっている。
切替部220Aは、リレーRY1〜RY3を含む。リレーRY3,RY4は、車両100と同様に、電力線ACL3,ACL4にそれぞれ介挿される。また、リレーRY1,RY2は、電力線ACL1,ACL2にそれぞれ介挿され、インレット292側から伝達される電力の供給と遮断とを切替える。
このリレーRY1〜RY4は、充電ECU230からの制御信号CTLに応じて連動して動作する。具体的には、制御信号CTLがオフの場合には、リレーRY1,RY2が閉成されるとともに、リレーRY3,RY4が開放される。また、制御信号CTLがオンの場合には、リレーRY1,RY2が開放されるとともに、リレーRY3,RY4が閉成される。
このような構成とすることで、一方の経路から電力が供給される場合に、他方からの電力を確実に遮断することが可能となる。
なお、本実施の形態においては、上述のリッド291,296のロック動作、および引出禁止部280の動作については、充電ECU230によって電気的に制御する構成について説明したが、このリッド291,296のロック動作、および引出禁止部280の動作は、リッド291,296の開放動作に機械的に連動して動作するようにしてもよい。
なお、本実施の形態におけるAC/DCコンバータ210は、本発明の「電力変換装置」の一例である。本実施の形態における電力線ACL1,ACL2および電力線ACL3,ACL4は、それぞれ本発明の「第1の電力線」および「第2の電力線」の一例である。本実施の形態における充電ECU230は、本発明の「制御装置」の一例である。本実施の形態における受電ポート290および295は、それぞれ本発明の「第1の受電ポート」および「第2の受電ポート」の一例である。本実施の形態におけるリッド291および296は、それぞれ本発明の「第1の蓋部」および「第2の蓋部」の一例である。
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。
100,100A,100B 車両、110 蓄電装置、120 PCU、121 コンバータ、122 インバータ、130 モータジェネレータ、140 動力伝達ギア、150 駆動輪、200 充電装置、210 AC/DCコンバータ、220、200A 切替部、230 充電ECU、231 判定部、232 切替制御部、233 リール制御部、234 リッド制御部、235 充電制御部、240 電圧センサ、250 コードリール、260,270 コネクタ、280 引出禁止部、285 突起部、290,295 受電ポート、291,296 リッド、292 インレット、293,298 継手、294,299 スイッチ、297 引出口、300 HV−ECU、400 外部電源、410 コンセント、420 充電ケーブル、421 充電コネクタ、422 電線部、423,431 プラグ、424 CCID、425 操作スイッチ、426 カプラ部、427 ラッチ部、430 受電用コード、431 電源プラグ、ACL1〜ACL4,HPL,PL1,PL2 電力線、C1,C2 コンデンサ、NL1,NL2 接地線、RY1〜RY4,RY10 リレー。
Claims (7)
- 外部電源(400)からの電力を用いて充電を行なう外部充電が可能な車両であって、
充電が可能な蓄電装置(110)と、
前記外部電源(400)からの電力を前記蓄電装置(110)の充電電力に変換するように構成された電力変換装置(210)と、
前記外部電源(400)からの電力を伝達するための充電ケーブル(420)が車両外部から接続可能であり、前記車両の外表面に設置されたインレット(292)と、
前記インレット(292)と前記電力変換装置(210)とに接続される第1の電力線(ACL1,ACL2)と、
前記第1の電力線(ACL1,ACL2)に介挿される少なくとも1つのコネクタ(260)と、
前記第1の電力線(ACL1,ACL2)上の、前記コネクタ(260)および前記電力変換装置(210)を結ぶ経路から分岐された、第2の電力線(ACL3,ACL4)とを備える、車両。 - 前記外部電源(400)のコンセント(410)からの電力を前記車両に伝達するための受電用コード(430)をさらに備え、
前記受電用コード(430)は、一方端が前記第2の電力線(ACL3,ACL4)に接続され、他方端が前記コンセント(410)に接続するためのプラグ(431)に接続される、請求の範囲第1項に記載の車両。 - 前記受電用コード(430)を巻き取って収納するためのコードリール(250)をさらに備える、請求の範囲第2項に記載の車両。
- 前記受電用コード(430)は、前記外部充電時に前記インレット(292)と選択的に使用される、請求の範囲第2項に記載の車両。
- 前記受電用コード(430)から前記電力変換装置(210)への電力の供給と遮断とを切替えるための切替部(220,220A)と、
前記切替部(220,220A)を制御するための制御装置(230)とをさらに備え、
前記制御装置(230)は、前記受電用コード(430)から供給される電力を用いて前記外部充電が行なわれる場合は前記切替部(220,220A)を導通状態にする一方で、前記インレット(292)から供給される電力を用いて前記外部充電が行なわれる場合は前記切替部(220,220A)を非導通状態にするように、前記切替部(220,220A)を制御する、請求の範囲第4項に記載の車両。 - 前記インレット(292)が設けられる第1の受電ポート(290)と、
前記第1の受電ポート(290)に結合され、前記インレット(292)を使用する場合に開放される第1の蓋部(291)と、
前記受電用コード(430)の引出口(297)が設けられる第2の受電ポート(295)と、
前記第2の受電ポート(295)に結合され、前記受電用コード(430)を使用する場合に開放される第2の蓋部(296)とをさらに備え、
前記第1の蓋部(291)が開放されている場合は前記第2の蓋部(296)の開放が禁止され、前記第2の蓋部(296)が開放されている場合は前記第1の蓋部(291)の開放が禁止される、請求の範囲第4項に記載の車両。 - 前記受電用コード(430)を巻き取って収納するためのコードリール(250)と、
前記インレット(292)から供給される電力によって前記外部充電が行なわれる場合に、前記受電用コード(430)が前記コードリール(250)から引出されることを禁止するように構成された引出禁止部(280)とをさらに備える、請求の範囲第4項に記載の車両。
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