JP5359413B2 - 車両の充電システムおよび車両 - Google Patents

Description

この発明は、車両の充電システムおよび車両に関し、特に車両外部の電源から車載の充電装置に充電する車両の充電システムおよびそれを備える車両に関する。

特開２００８−２５１３５５号公報（特許文献１）には電気自動車用の充電用延長ケーブルが開示されている。この延長ケーブルは、家庭用電源のコンセントと電気自動車に設けられた車両側コネクタとを接続するために使用されるものである。

特開２００８−２５１３５５号公報

しかしながら、家庭用コンセントと車両の駐車場との距離はさまざまであるので、充電ケーブルをさらに延長して使用する場合も考えられる。このような場合に、むやみに充電ケーブルに対して延長ケーブルを接続すると、インピーダンスが増加し電圧降下が生じる。これにより車両は充電器に異常が生じたという誤判定をしてしまう場合がある。ケーブルを取り外してしまえば車両に不具合があるわけではないのに、そのような誤判定の結果が車両に記憶されていれば、修理によって充電器を取り替えたりする可能性があり好ましくない。またユーザは、なぜ充電できないのか理解できないため利便性が悪い。

この発明の目的は、充電経路に不具合が生じて充電が中断される場合にユーザにこれを報知することができる車両の充電システムおよびそれを備える車両を提供することである。

この発明は、要約すると、車両外部の電源から車載の蓄電装置に充電する車両の充電システムであって、電源から蓄電装置への充電経路のインピーダンスを推定し充電が正常に行なわれるか否かの判断を行なう判断部と、判断部によって推定された充電経路のインピーダンスが基準値を超える場合に、車両の乗員に充電経路の異常を報知する報知部とを備える。

好ましくは、車両の充電システムは、目標充電電圧を記憶する記憶部と、蓄電装置への充電電圧を検出するセンサとをさらに備える。判断部は、記憶部に記憶されている目標充電電圧とセンサで検出された充電電圧との差がしきい値を超えており、かつ推定した充電経路のインピーダンスが基準値を超える場合に、報知部に充電経路の異常を報知させる。

より好ましくは、目標充電電圧は、充電経路に充電電流が流れる充電の開始前にセンサで検出された電圧に基づいて決定される。

車両の充電システムは、蓄電装置を充電するために車両外部の電源から電力が供給されるように構成された充電器をさらに備える。判断部は、推定した充電経路のインピーダンスが停止しきい値を超える場合には、充電器に対して充電の停止を指示する。

この発明は、他の局面では、上記いずれかの充電システムを搭載する車両である。

本発明によれば、充電経路に不具合が生じて充電が中断される場合にユーザにこれを報知することができる。

この発明による車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。 図１に示したコンバータ１２−１，１２−２の概略構成図である。 図１に示した充電器４２の概略構成図である。 図１の充電ＥＣＵ４６が実行する充電制御を説明するためのフローチャートである。

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返さない。

図１は、この発明による車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド自動車１００は、蓄電装置１０−１〜１０−３と、システムメインリレー（System Main Relay）１１−１〜１１−３と、コンバータ１２−１，１２−２と、主正母線ＭＰＬと、主負母線ＭＮＬと、平滑コンデンサＣと、補機２２とを備える。また、ハイブリッド自動車１００は、インバータ３０−１，３０−２と、モータジェネレータ（Motor Generator）３２−１，３２−２と、動力分割装置３４と、エンジン３６と、駆動輪３８とをさらに備える。さらに、ハイブリッド自動車１００は、電圧センサ１４−１〜１４−３，１８−１，１８−２，２０と、電流センサ１６−１〜１６−３，１９と、ＭＧ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０とを備える。さらに、ハイブリッド自動車１００は、充電器４２と、車両インレット４４と、充電ＥＣＵ４６とを備える。

蓄電装置１０−１〜１０−３の各々は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池や、大容量のキャパシタ等を含む。蓄電装置１０−１は、システムメインリレー１１−１を介してコンバータ１２−１に接続され、蓄電装置１０−２，１０−３は、それぞれシステムメインリレー１１−２，１１−３を介してコンバータ１２−２に接続される。なお、以下において蓄電装置１０−１を「マスタバッテリ」と称する場合があり、また蓄電装置１０−２，１０−３を「スレーブバッテリ」と称する場合がある。

システムメインリレー１１−１は、蓄電装置１０−１とコンバータ１２−１との間に設けられる。システムメインリレー１１−２は、蓄電装置１０−２とコンバータ１２−２との間に設けられ、システムメインリレー１１−３は、蓄電装置１０−３とコンバータ１２−２との間に設けられる。なお、蓄電装置１０−２と蓄電装置１０−３との短絡を避けるため、システムメインリレー１１−２，１１−３は、選択的にオンされ、同時にオンされることはない。

コンバータ１２−１，１２−２は、互いに並列して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。コンバータ１２−１は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＣ１に基づいて、蓄電装置１０−１と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。コンバータ１２−２は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＣ２に基づいて、コンバータ１２−２に電気的に接続された蓄電装置１０−２および蓄電装置１０−３のいずれかと主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。

補機２２は、システムメインリレー１１−１とコンバータ１２−１との間に配設される正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に接続される。平滑コンデンサＣは、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに含まれる電力変動成分を低減する。

インバータ３０−１，３０−２は、互いに並列して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。インバータ３０−１は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ３２−１を駆動する。インバータ３０−２は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ３２−２を駆動する。

モータジェネレータ３２−１，３２−２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３２−１，３２−２は、動力分割装置３４に連結される。

動力分割装置３４は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車を含む。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン３６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ３２−１の回転軸に連結される。リングギヤは、モータジェネレータ３２−２の回転軸および駆動輪３８に連結される。この動力分割装置３４によって、エンジン３６が発生する動力は、駆動輪３８へ伝達される経路と、モータジェネレータ３２−１へ伝達される経路とに分割される。

そして、モータジェネレータ３２−１は、動力分割装置３４によって分割されたエンジン３６の動力を用いて発電する。たとえば、蓄電装置１０−１〜１０−３のＳＯＣが低下すると、エンジン３６が始動してモータジェネレータ３２−１により発電が行なわれ、その発電された電力が蓄電装置へ供給される。

一方、モータジェネレータ３２−２は、蓄電装置１０−１〜１０−３の少なくとも１つから供給される電力およびモータジェネレータ３２−１により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。モータジェネレータ３２−２の駆動力は、駆動輪３８に伝達される。なお、車両の制動時には、車両の運動エネルギーが駆動輪３８からモータジェネレータ３２−２に伝達されてモータジェネレータ３２−２が駆動され、モータジェネレータ３２−２が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータ３２−２は、車両の運動エネルギーを電力に変換して回収する回生ブレーキとして作動する。

ＭＧ−ＥＣＵ４０は、コンバータ１２−１，１２−２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれコンバータ１２−１，１２−２へ出力する。また、ＭＧ−ＥＣＵ４０は、モータジェネレータ３２−１，３２−２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれインバータ３０−１，３０−２へ出力する。

また、ＭＧ−ＥＣＵ４０は、充電器４２によって蓄電装置１０−１の充電が行なわれるとき、充電ＥＣＵ４６から受ける信号ＣＨ１が活性化されると、充電器４２からコンバータ１２−２、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬならびにコンバータ１２−１を順次介して蓄電装置１０−１へ充電電力が供給されるように信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成してコンバータ１２−１，１２−２へそれぞれ出力する。

充電器４２は、車両インレット４４に入力端が接続され、システムメインリレー１１−２，１１−３とコンバータ１２−２との間に配設される正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に出力端が接続される。充電器４２は、車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）４８から供給される電力を車両インレット４４から受ける。そして、充電器４２は、充電ＥＣＵ４６から電力指令値ＣＨＰＷを受け、充電器４２の出力電圧を所定の直流電圧に制御しつつ、充電器４２の出力電力が電力指令値ＣＨＰＷに一致するように出力電力を制御する。車両インレット４４は、外部電源４８から電力を受けるための電力インターフェースである。

ハイブリッド自動車１００は、電圧センサ４７をさらに含む。電圧センサ４７は車両インレット４４に外部から与えられる電圧ＶＡＣを検出し、充電ＥＣＵ４６に検出値を出力する。

電圧センサ１４−１〜１４−３は、蓄電装置１０−１の電圧ＶＢ１、蓄電装置１０−２の電圧ＶＢ２および蓄電装置１０−３の電圧ＶＢ３をそれぞれ検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４６へ出力する。電流センサ１６−１〜１６−３は、蓄電装置１０−１に対して入出力される電流ＩＢ１、蓄電装置１０−２に対して入出力される電流ＩＢ２および蓄電装置１０−３に対して入出力される電流ＩＢ３をそれぞれ検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４６へ出力する。

電圧センサ１８−１，１８−２は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間の電圧ＶＬ１、および正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間の電圧ＶＬ２をそれぞれ検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４６へ出力する。電流センサ１９は、コンバータ１２−２に対して入出力される正極線ＰＬ２の電流ＩＬを検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４６へ出力する。なお、この電流センサ１９は、充電器４２によって蓄電装置１０−１の充電が行なわれるとき、充電器４２からコンバータ１２−２へ流れる電流を検出可能である。電圧センサ２０は、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間の電圧ＶＨを検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４６へ出力する。

充電ＥＣＵ４６は、車両インレット４４に接続される外部電源４８による蓄電装置１０−１〜１０−３の充電時、蓄電装置１０−１〜１０−３の充電電力（ｋＷ／ｈ）の目標値ＰＲを算出する。

たとえば、電力一定充電（ＣＰ充電）を実行する場合には、まず蓄電装置の充電状態ＳＯＣが所定値以下のときに急速充電を実行する。このとき目標値ＰＲは、電圧センサ４７で検出する電圧ＶＡＣに基づいて設定される。たとえば電圧ＶＡＣが交流２００Ｖであれば２．０ｋＷ／ｈに設定され、電圧ＶＡＣが交流１００Ｖであれば１．２ｋＷ／ｈに設定される。その後、蓄電装置の充電状態が所定値から満充電しきい値の間では、追加充電が行なわれる。このとき目標値ＰＲは、固定値、例えば０．５ｋＷ／ｈに設定される。

また、急速充電時に電力一定充電（ＣＰ充電）を行ないその後追加充電時に電圧一定充電（ＣＶ充電）を行なう場合には、急速充電時には上記と同様に目標値ＰＲが設定され、追加充電時には蓄電装置の電圧ＶＢが満充電時の最終目標電圧をそのまま維持するように目標値ＰＲを調整する（目標値ＰＲが０ｋＷ／ｈ付近になったら充電終了させる）。

また、充電ＥＣＵ４６は、充電器４２によって蓄電装置１０−１〜１０−３のいずれの充電が行なわれるかを示す信号ＳＥＬを図示しない車両ＥＣＵから受ける。すなわち、この実施の形態においては、蓄電装置１０−１〜１０−３は、予め定められた順序で順次充電される。

なお、蓄電装置１０−１の充電が行なわれるときは、充電ＥＣＵ４６からＭＧ−ＥＣＵ４０へ信号ＣＨ１が出力され、充電器４２からコンバータ１２−２およびコンバータ１２−１を順次介して蓄電装置１０−１へ電力が流れるようにコンバータ１２−１，１２−２が動作する。ここで、蓄電装置１０−１とコンバータ１２−１との間に接続されている補機２２は、蓄電装置１０−１の充電が行なわれるときは、充電器４２から供給される電力によって動作する。一方、蓄電装置１０−２または蓄電装置１０−３の充電が行なわれるときは、補機２２は、蓄電装置１０−１から電力の供給を受ける。

そして、充電ＥＣＵ４６は、外部電源４８による蓄電装置１０−１〜１０−３の充電時、充電器４２の出力電力の目標値を示す電力指令値ＣＨＰＷを生成し、その生成した電力指令値ＣＨＰＷを充電器４２へ出力する。

ここで、充電ＥＣＵ４６は、電圧ＶＢ１〜ＶＢ３，ＶＬ１，ＶＬ２，ＶＨおよび電流ＩＢ１〜ＩＢ３，ＩＬの各検出値を受け、蓄電装置１０−１〜１０−３に実際に供給される充電電力が目標値ＰＲに一致するように、充電器４２の電力指令値ＣＨＰＷを上記各検出値に基づいてフィードバック補正する。すなわち、この実施の形態においては、充電器４２の出力電力が目標値に一致するように充電器４２を制御するだけでなく、蓄電装置の実際の充電電力が目標値に一致するように、蓄電装置の状態に基づいて電力指令値ＣＨＰＷがフィードバック補正される。これにより、蓄電装置１０−１〜１０−３の充電電力を目標値ＰＲに確実に一致させることができる。

車両１００は、さらに、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１とに接続され電圧変換を行なうＤＣ／ＤＣコンバータ２３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から電源電流が供給される補機２２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３とともに補機２２に接続される補機バッテリ２４とを含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が電圧変換動作を中止しているときには、補機バッテリ２４から補機２２に対して電力の供給が行なわれる。またＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、補機２２に電源電流を供給するだけでなく、補機バッテリ２４にも充電電流を供給する。

充電ＥＣＵ４６は、充電器４２によって外部から充電が行なわれている際にＤＣ／ＤＣコンバータ２３を動作させたり停止させたりする制御を行なう。また、充電ＥＣＵ４６によって外部充電が実行されているときに車両外部にいる運転者等に充電中であることを示すパイロットランプが点灯される。したがって、パイロットランプは車室外（たとえばサイドミラーの下部など）に設けられることが好ましい。また充電ＥＣＵ４６は、車両のキーが差込まれており、車両が起動状態（ＩＧ−ＯＮまたはＲｅａｄｙ ＯＮ状態）である場合には、ナビゲーション画面に車両が充電中であることを表示させ、運転者に充電中であることを報知する。

そして、充電器４２に異常が発生したり充電中に補機２２による消費電力が大きく充電がなかなか進行しない場合には、パイロットランプを点滅させたり、ナビゲーションＥＣＵに指令を送り補機２２が動作中である旨を表示させたりし、補機２２のうち不要なものを動作停止させるように運転者に促す。

この車両１００は、さらに、インレット４４から充電器４２に向けて流れる電流を検出する電流センサ４５をさらに含む。電流センサ４５で検出された電流ＩＡＣは充電ＥＣＵ４６に読込まれる。

充電ＥＣＵ４６は、メモリ５０を搭載している。メモリ５０には、充電開始前の電圧降下が生じる前の電圧ＶＡＣが記憶される。

図２は、図１に示したコンバータ１２−１，１２−２の概略構成図である。なお、各コンバータの構成および動作は同様であるので、以下ではコンバータ１２−１の構成および動作について代表として説明する。

図２を参照して、コンバータ１２−１は、チョッパ回路１３−１と、正母線ＬＮ１Ａと、負母線ＬＮ１Ｃと、配線ＬＮ１Ｂと、平滑コンデンサＣ１とを含む。チョッパ回路１３−１は、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂと、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂと、インダクタＬ１とを含む。

正母線ＬＮ１Ａは、一方端がスイッチング素子Ｑ１Ｂのコレクタに接続され、他方端が主正母線ＭＰＬに接続される。負母線ＬＮ１Ｃは、一方端が負極線ＮＬ１に接続され、他方端が主負母線ＭＮＬに接続される。

スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂは、負母線ＬＮ１Ｃと正母線ＬＮ１Ａとの間に直列に接続される。具体的には、スイッチング素子Ｑ１Ａのエミッタが負母線ＬＮ１Ｃに接続され、スイッチング素子Ｑ１Ｂのコレクタが正母線ＬＮ１Ａに接続される。ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂは、それぞれスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂに逆並列に接続される。インダクタＬ１は、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂの接続ノードと配線ＬＮ１Ｂとの間に接続される。

配線ＬＮ１Ｂは、一方端が正極線ＰＬ１に接続され、他方端がインダクタＬ１に接続される。平滑コンデンサＣ１は、配線ＬＮ１Ｂと負母線ＬＮ１Ｃとの間に接続され、配線ＬＮ１Ｂおよび負母線ＬＮ１Ｃ間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。

チョッパ回路１３−１は、ＭＧ−ＥＣＵ４０（図１）からの信号ＰＷＣ１に応じて、蓄電装置１０−１（図１）と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で双方向の直流電圧変換を行なう。信号ＰＷＣ１は、下アーム素子を構成するスイッチング素子Ｑ１Ａのオン／オフを制御する信号ＰＷＣ１Ａと、上アーム素子を構成するスイッチング素子Ｑ１Ｂのオン／オフを制御する信号ＰＷＣ１Ｂとを含む。そして、一定のデューティーサイクル（オン期間およびオフ期間の和）内でのスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂのデューティー比（オン／オフ期間比率）がＭＧ−ＥＣＵ４０によって制御される。

スイッチング素子Ｑ１Ａのオンデューティーが大きくなるようにスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂが制御されると（スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂはデッドタイム期間を除いて相補的にオン／オフ制御されるので、スイッチング素子Ｑ１Ｂのオンデューティーは小さくなる。）、蓄電装置１０−１からインダクタＬ１に流れるポンプ電流量が増大し、インダクタＬ１に蓄積される電磁エネルギーが大きくなる。その結果、スイッチング素子Ｑ１Ａがオン状態からオフ状態に遷移したタイミングでインダクタＬ１からダイオードＤ１Ｂを介して主正母線ＭＰＬへ放出される電流量が増大し、主正母線ＭＰＬの電圧が上昇する。

一方、スイッチング素子Ｑ１Ｂのオンデューティーが大きくなるようにスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂが制御されると（スイッチング素子Ｑ１Ａのオンデューティーは小さくなる。）、主正母線ＭＰＬからスイッチング素子Ｑ１ＢおよびインダクタＬ１を介して蓄電装置１０−１へ流れる電流量が増大するので、主正母線ＭＰＬの電圧は下降する。

このように、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂのデューティー比を制御することによって、主正母線ＭＰＬの電圧を制御することができるとともに、蓄電装置１０−１と主正母線ＭＰＬとの間に流す電流（電力）の方向および電流量（電力量）を制御することができる。

図３は、図１に示した充電器４２の概略構成図である。
図３を参照して、充電器４２は、フィルタ８１と、電力制限部８０と、温度センサ８７と、電圧センサ９１，９３，９４と、電流センサ９２，９５と、マイコン（マイクロコンピュータ）８８とを含む。

電力制限部８０は、ＡＣ／ＤＣ変換部８２と、平滑コンデンサ８３と、ＤＣ／ＡＣ変換部８４と、絶縁トランス８５と、整流部８６とを含む。

フィルタ８１は、車両インレット４４（図１）とＡＣ／ＤＣ変換部８２との間に設けられ、外部電源４８（図１）による蓄電装置１０−１〜１０−３の充電時、車両インレット４４から外部電源４８へ高周波のノイズが出力されるのを防止する。ＡＣ／ＤＣ変換部８２は、単相ブリッジ回路を含む。ＡＣ／ＤＣ変換部８２は、マイコン８８からの駆動信号に基づいて、外部電源４８から供給される交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬＣおよび負極線ＮＬＣへ出力する。平滑コンデンサ８３は、正極線ＰＬＣと負極線ＮＬＣとの間に接続され、正極線ＰＬＣおよび負極線ＮＬＣ間に含まれる電力変動成分を低減する。

ＤＣ／ＡＣ変換部８４は、単相ブリッジ回路を含む。ＤＣ／ＡＣ変換部８４は、マイコン８８からの駆動信号に基づいて、正極線ＰＬＣおよび負極線ＮＬＣから供給される直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス８５へ出力する。絶縁トランス８５は、磁性材を含むコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＤＣ／ＡＣ変換部８４および整流部８６に接続される。そして、絶縁トランス８５は、ＤＣ／ＡＣ変換部８４から受ける高周波の交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧レベルに変換して整流部８６へ出力する。整流部８６は、絶縁トランス８５から出力される交流電力を直流電力に整流して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２へ出力する。

電圧センサ９１は、フィルタ８１後の外部電源４８の電圧を検出し、その検出値をマイコン８８へ出力する。電流センサ９２は、外部電源４８から供給される電流を検出し、その検出値をマイコン８８へ出力する。電圧センサ９３は、正極線ＰＬＣと負極線ＮＬＣとの間の電圧を検出し、その検出値をマイコン８８へ出力する。電圧センサ９４は、整流部８６の出力側の電圧を検出し、その検出値をマイコン８８へ出力する。電流センサ９５は、整流部８６から出力される電流を検出し、その検出値をマイコン８８へ出力する。

マイコン８８は、電圧センサ９４および電流センサ９５の検出値に基づいて算出される充電器４２の出力電力が電力指令値ＣＨＰＷに一致するように、電圧センサ９１，９３，９４および電流センサ９２，９５の各検出値に基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換部８２およびＤＣ／ＡＣ変換部８４を駆動するための駆動信号を生成する。そして、マイコン８８は、その生成した駆動信号をＡＣ／ＤＣ変換部８２およびＤＣ／ＡＣ変換部８４へ出力する。

温度センサ８７は、充電器４２が過熱状態に至るおそれがあるというセーブ運転条件が成立しているか否かを検出する。具体的には、温度センサ８７は、充電器４２の温度ＴＣを検出しマイコン８８に送信する。マイコン８８は、温度センサ８７の出力する温度ＴＣに基づいて、セーブモードと通常モードとの間で充電器４２の動作モードを変更する。電力制限部８０は、マイコン８８の制御の下で車両外部の電源からの電力を制限して蓄電装置１０−１〜１０−３への充電電力として供給する。

図４は、図１の充電ＥＣＵ４６が実行する充電制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、一定時間経過ごとまたは所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図１、図４を参照して、まず処理が開始されるとステップＳ１において充電ＥＣＵは電圧センサ４７の出力する電圧値ＶＡＣを読込みインレット４４にＡＣ電源入力が加えられているか否かを判断する。ＡＣ電源入力がない場合にはステップＳ１０に処理が進み制御はメインルーチンに移される。一方ステップＳ１においてＡＣ電源入力があると判断された場合にはステップＳ２に処理が進む。

ステップＳ２では、充電ＥＣＵ４６は充電開始前であるか否かを判断する。充電開始前であれば充電器４２に電流が流れないので、充電ケーブル４９のインピーダンスが高い場合でも電圧センサ４７で検出される電圧ＶＡＣには電圧降下が生じていない。この場合ステップＳ３において充電ＥＣＵ４６は、内蔵するメモリ５０に検出した電圧値ＶＡＣをＡＣ電源電圧値ＶＡＣＳＰＣとして記憶する。そしてステップＳ１０に処理が進み制御はメインルーチンに移される。

ステップＳ２において充電開始前でない場合すなわち充電が開始された後である場合にはステップＳ２からステップＳ４に処理が進む。

ステップＳ４では、充電電力ＷＣＨＧがしきい値α（Ｗ）より小さいか否かが判断される。充電電力は、充電開始後における電圧センサ１８−２で検出される電圧ＶＬ２と電流センサ１９で検出される電流ＩＬの積で与えられる（ただし、マスタバッテリ１０−１に充電する場合）。

ステップＳ４において、充電電力ＷＣＨＧがしきい値αよりも小でなかった場合には、ステップＳ１０に処理が進み制御はメインルーチンに移される。

一方ステップＳ４において、充電電力がしきい値よりも小であった場合にはステップＳ５に処理が進む。ステップＳ５では充電系統のインピーダンスの推定が行なわれる。インピーダンスＲＡＣは次式（１）で算出される。

ＲＡＣ＝（ＶＡＣＳＰＣ−ＶＡＣ）／（ＷＣＨＧ／ＶＡＣ） …（１）
なお、電流センサ４５の出力を用いる場合には、インピーダンスＲＡＣは次式（２）で算出してもよい。

ＲＡＸ＝（ＶＡＣＳＰＣ−ＶＡＣ）／ＩＡＣ …（２）
続いてステップＳ６において推定したインピーダンスＲＡＣがしきい値β（Ω）よりも大きいか否かが判断される。ステップＳ６において推定インピーダンスがしきい値よりも大でなかった場合にはステップＳ８に処理が進む。この場合は充電ケーブル４９のインピーダンスは正常であり、純粋に電源４８の出力が低下した場合や充電器４２などに異常が生じた場合であると判断される。そこで、充電電力が低下したという診断を確定させ、メモリ５０に結果が記憶される。この結果は修理や点検時に参照され、必要に応じて修理によって充電器の取り替え等が行なわれることになる。ステップＳ８の診断が確定するとステップＳ９に処理が進む。

一方ステップＳ６において推定インピーダンスＲＡＣがしきい値よりも大であった場合にはステップＳ７に進む。このような場合には、充電ケーブル４９を抵抗の高い延長コードで延長して使用した場合や、その延長コードから多数の負荷に分岐して配線が行なわれたような場合が考えられる。このような場合には表示メッセージとして「延長コード使用または多数分岐配線はお止め下さい」などの表示が選択される。充電経路のインピーダンスが基準値を超える場合に、車両の乗員に充電経路（充電ケーブル４９）の異常を報知する表示部４３としては、例えば、カーナビゲーションのディスプレイ等を使用することができる。また、表示部４３として文字を表示しない警告灯を設けてよい。

このようにすることによって、ケーブルを取り外してしまえば車両に不具合があるわけではない場合に、誤判定の結果が車両に記憶されることが回避される。また、ユーザは、充電できない理由がわかるので、自分で延長コード使用を止めるなどの対策が可能となる。

ステップＳ７では次回起動時に表示するメッセージの内容を示す表示メッセージＩＤの記憶が行なわれる。この選択された表示は次回走行時にナビゲーション画面などでユーザに報知される。これによりユーザはなぜ充電ができなかったのかを知ることができ、ユーザに延長コード使用や多数分岐配線の中止を喚起することができる。

ステップＳ７またはステップＳ８の処理が終了するとステップＳ９において充電の強制終了が実行される。

最後に、再び図１等を参照して、本実施の形態について総括する。車両外部の電源から車載の蓄電装置に充電する車両の充電システムは、電源から蓄電装置への充電経路のインピーダンスを推定し充電が正常に行なわれるか否かの判断を行なう判断部（充電ＥＣＵ４６）と、判断部によって推定された充電経路のインピーダンスが基準値を超える場合に、車両の乗員に充電経路（充電ケーブル４９）の異常を報知する報知部（表示部４３）とを備える。

好ましくは、車両の充電システムは、目標充電電圧を記憶する記憶部（メモリ５０）と、蓄電装置への充電電圧を検出するセンサ（電圧センサ４７）とをさらに備える。判断部は、記憶部に記憶されている目標充電電圧とセンサで検出された充電電圧との差がしきい値を超えており、かつ推定した充電経路のインピーダンスが基準値を超える場合に、報知部に充電経路の異常を報知させる。

より好ましくは、目標充電電圧は、充電経路に充電電流が流れる充電の開始前にセンサで検出された電圧に基づいて決定される。

車両の充電システムは、蓄電装置を充電するために車両外部の電源から電力が供給されるように構成された充電器４２をさらに備える。判断部（充電ＥＣＵ４６）は、推定した充電経路のインピーダンスが停止しきい値を超える場合には、充電器４２に対して充電の停止を指示する。

以上説明したように、本実施の形態では、電力供給量の低下をモニタし充電器異常の検出を行なっている場合において、充電経路のインピーダンスを算出しそのインピーダンスがしきい値以上であるときには充電器の異常であるという診断を行なわない。

これにより延長コードなどを使用した場合の故障の誤検出を防ぐことができる。また充電が停止した理由をユーザに報知することができるので、ユーザは適切に充電を行なう方法を知ることができる。

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。

１９，４５，９２，９５ 電流センサ、２０，４７，９１，９３，９４ 電圧センサ、２２ 補機、２３ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２４ 補機バッテリ、３４ 動力分割装置、３６ エンジン、３８ 駆動輪、４０ ＭＧ−ＥＣＵ、４２ 充電器、４３ 表示部、４４ インレット、４６ 充電ＥＣＵ、４８ 電源、４９ 充電ケーブル、５０ メモリ、８０ 電力制限部、８１ フィルタ、８２ ＡＣ／ＤＣ変換部、８３，Ｃ，Ｃ１ 平滑コンデンサ、８４ ＤＣ／ＡＣ変換部、８５ 絶縁トランス、８６ 整流部、８７ 温度センサ、８８ マイコン、１００ 車両、Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ ダイオード、Ｌ１ インダクタ、ＬＮ１Ａ 正母線、ＬＮ１Ｂ 配線、ＬＮ１Ｃ 負母線、ＭＮＬ 主負母線、ＭＰＬ 主正母線、ＮＬ１，ＮＬ２，ＮＬＣ 負極線、ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬＣ 正極線、Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ スイッチング素子。

Claims (4)

1. 車両外部の電源から車載の蓄電装置に充電する車両の充電システムであって、
   前記電源から前記蓄電装置への充電経路のインピーダンスを推定し充電が正常に行なわれるか否かの判断を行なう判断部と、
   前記判断部によって推定された前記充電経路のインピーダンスが基準値を超える場合に、車両の乗員に充電経路の異常を報知する報知部と、
   目標充電電圧を記憶する記憶部と、
   前記蓄電装置への充電電圧を検出するセンサとを備え、
   前記判断部は、前記記憶部に記憶されている目標充電電圧と前記センサで検出された充電電圧との差がしきい値を超えており、かつ推定した前記充電経路のインピーダンスが基準値を超える場合に、前記報知部に充電経路の異常を報知させる、車両の充電システム。
2. 前記目標充電電圧は、前記充電経路に充電電流が流れる充電の開始前に前記センサで検出された電圧に基づいて決定される、請求項１に記載の車両の充電システム。
3. 前記蓄電装置を充電するために車両外部の電源から電力が供給されるように構成された充電器をさらに備え、
   前記判断部は、推定した前記充電経路のインピーダンスが停止しきい値を超える場合には、前記充電器に対して充電の停止を指示する、請求項１に記載の車両の充電システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の充電システムを搭載する車両。

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