JP5464693B2 - Vehicle charging device - Google Patents

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Description

本発明は、電気自動車やプラグインハイブリッドカー等の車載電池を備えた車両に対して充電を行うために用いられる車両用充電装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle charging device used for charging a vehicle equipped with a vehicle-mounted battery such as an electric vehicle or a plug-in hybrid car.

今後急速な普及が予想される電気自動車やプラグインハイブリッドカー等の充電システムについては、米国のSAE（ソサエティ・オブ・オートモーティブ・エンジニアズ）と日本のＪＥＶＡ（現ＪＡＲＩ日本自動車研究所）が標準システムを定めている。この標準システム中にも複数のモードが設定されており、例えば地上側の設備として充電ケーブルと漏電遮断手段のみが要求されるモード（モード１）や、地上側の設備としてさらに車両側の充電制御部に対してパイロット回路信号（ＣＰＬＴ）を送るコントロールパイロット回路を含む制御手段が要求されるモード（モード３）がある。これら標準システムの内容については、特許文献１の背景技術の欄に記載されている。   Standard systems for charging systems such as electric vehicles and plug-in hybrid cars that are expected to rapidly spread in the future are SAE (Society of Automotive Engineers) in the US and JEVA (currently JARI Japan Automobile Research Institute) in Japan. Is stipulated. A plurality of modes are also set in this standard system. For example, a mode (mode 1) in which only a charging cable and a leakage breaker are required as ground side equipment, and a vehicle side charge control as ground side equipment. There is a mode (mode 3) in which a control means including a control pilot circuit for sending a pilot circuit signal (CPLT) to the unit is required. The contents of these standard systems are described in the background art section of Patent Document 1.

このようなモードのうちのモード３を採用した車両の場合には、車両側の充電開始制御回路によって充電ケーブルの接続状況や車載電池の充電状態などがチェックされたうえで充電が開始される。しかしモード１を採用した車両の場合には、車両側に充電開始制御回路がなく、充電開始前に車両側と地上側の車両用充電装置との間でパイロット回路信号の送受信を行わない。このために車両用充電装置のスタートボタンを押すだけで充電が開始される。   In the case of a vehicle adopting mode 3 among such modes, charging is started after the charging state control circuit on the vehicle side checks the connection state of the charging cable, the charging state of the in-vehicle battery, and the like. However, in the case of a vehicle adopting mode 1, there is no charge start control circuit on the vehicle side, and no pilot circuit signal is transmitted / received between the vehicle side and the ground vehicle charging device before the start of charging. Therefore, charging is started simply by pressing the start button of the vehicle charging device.

このため、モード１の場合には充電ケーブルの先端の充電コネクタを車両側に接続せずに誤ってスタートボタンを押してしまった場合や、充電開始後に充電コネクタが外れてしまった場合などでは、充電ケーブルの先端の充電コネクタに充電用電圧が印加されたままの状態が継続することとなり、感電等の危険があった。   For this reason, in mode 1, if the start button is accidentally pressed without connecting the charging connector at the tip of the charging cable to the vehicle side, or if the charging connector is disconnected after charging is started, The state where the charging voltage is applied to the charging connector at the tip of the cable continues, and there is a risk of electric shock and the like.

特開２００９−７１８９９号公報（背景技術の欄）JP 2009-71899 A (Background Art)

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、充電開始前に車両側と地上側の車両用充電装置との間でパイロット回路信号の送受信を行わないモードを採用した場合において、充電コネクタが外れた状態で充電コネクタに充電用電圧が印加されたままとなる危険な事態を回避することができる車両用充電装置を提供することである。   Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and in the case of adopting a mode in which the pilot circuit signal is not transmitted and received between the vehicle side and the ground side vehicle charging device before starting charging, It is an object of the present invention to provide a vehicular charging device that can avoid a dangerous situation in which a charging voltage remains applied to a charging connector in a state where the connector is disconnected.

上記の課題を解決するためになされた本発明は、充充電ケーブルを介して車両への充電を行う車両用充電装置であって、充電電圧の印加開始を指示するスタートボタンと、前記充電ケーブルに送られる充電電流の検知手段と、充電制御部とを備え、この充電制御部は、スタートボタンが押されてから所定時間を経過するまでに充電電流の検知手段が所定値以上の電流を検知しないときに充電電圧の印加を停止する機能を備えるとともに、前記充電ケーブルが接続された車両が、充電電圧の印加開始の可否を判断する充電開始制御回路を搭載しているか否かの判別手段を備え、充電開始制御回路を搭載していると判別した場合には、前記の印加を停止する機能を無効とし、前記充電開始制御回路に従って動作することを特徴とするものである。 The present invention has been made in order to solve the aforementioned problem, a charging apparatus for a vehicle to charge the vehicle through the charging and charging cable, and a start button for instructing the start of the application of the charging voltage, the charging cable A charging current detecting means to be sent and a charging control section are provided, and this charging control section does not detect a current exceeding a predetermined value until a predetermined time elapses after the start button is pressed. Rutotomoni a function of stopping the application of the charging voltage when a vehicle in which the charging cable is connected, a discriminating means whether or not equipped with a charge start control circuit for determining whether it is possible to start of the application of the charging voltage When it is determined that the charging start control circuit is mounted, the function of stopping the application is invalidated and the operation is performed according to the charging start control circuit .

なお、充電制御部は、充電開始後に充電電流の検知手段が所定値以上の電流を検知しないときにも、充電を停止する機能を備えたものであることが好ましい。 Incidentally, the charge control section, even when the detection means of the charging current after the charging start does not detect the predetermined value or more current, it is not preferable are those having a function of stopping charging.

本発明の車両用充電装置は、充電電圧の印加開始を指示するスタートボタンが押されてから所定時間を経過するまでに充電電流の検知手段が所定値以上の電流を検知しないときに充電を停止する機能を備えているので、充電コネクタを車両側に接続せずに誤ってスタートボタンを押してしまった場合には、所定時間を経過すると充電コネクタに充電用電圧が印加されなくなる。このため感電事故の危険を防止することができる。また所定時間を経過するまでに充電コネクタを車両側に接続すれば充電が停止されることがないので、先にスタートボタンを押すことも可能であり、作業性を損なうことがない。 The vehicle charging device according to the present invention stops charging when the charging current detecting means does not detect a current exceeding a predetermined value after a predetermined time elapses after the start button for instructing start of application of the charging voltage is pressed. If the start button is accidentally pushed without connecting the charging connector to the vehicle side, the charging voltage is not applied to the charging connector after a predetermined time has elapsed. For this reason, the danger of an electric shock accident can be prevented. Further, if the charging connector is connected to the vehicle before the predetermined time elapses, the charging is not stopped, so that the start button can be pushed first, and the workability is not impaired.

また請求項２のように、充電制御部に充電開始後に充電電流の検知手段が所定値以上の電流を検知しないときにも充電を停止する機能を持たせておけば、充電開始後に充電コネクタが外れてしまった場合にも、感電事故の危険を防止することができる。   Further, as in claim 2, if the charging control unit has a function of stopping charging even when the charging current detecting means does not detect a current greater than or equal to a predetermined value after starting charging, the charging connector can be connected after starting charging. The risk of an electric shock accident can be prevented even if it comes off.

さらに、本発明の車両用充電装置では、充電制御部が、充電ケーブルが接続された車両が充電開始制御回路を搭載しているか否かの判別手段を備え、充電開始制御回路を搭載していると判別した場合には、前記充電を停止する機能を無効とし、前記充電開始制御回路に従って動作するため、車両側の充電開始制御回路によって充電ケーブルの接続状況や車載電池の充電状態などがチェックされたうえで充電が開始されるモード３の車両に対しても、支障なく充電可能である。 Furthermore, in the vehicular charging system of the present invention, the charge control unit is provided with a determination of whether or not means the vehicle charging cable is connected is equipped with a charge start control circuit, it is equipped with a charge start control circuit and when it is determined invalidates the function of stopping the charging, for operating according to the charge start control circuit, such as the state of charge of the connection status and automotive batteries charging cable by the charging start control circuit on the vehicle side is checked In addition, it is possible to charge the vehicle in mode 3 in which charging is started without any trouble.

本発明の実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. Ａ点の電位の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the electric potential of A point. 車両がモード１の場合を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the case where a vehicle is in mode 1.

以下に本発明の実施形態を説明する。
図１は充電装置側と車両側とを充電ケーブルによって接続した状態を示す回路図である。ただし車両はモード３として図示してある。１は漏電遮断器（ＥＬＢ）２を備えた充電電路であり、交流電源３から供給される電力を充電ケーブルを経由して車両側の充電器を介して車載電池４に充電するものである。充電電路１には通電をオンオフするためのリレー５が直列に設けられている。 Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a state where a charging device side and a vehicle side are connected by a charging cable. However, the vehicle is illustrated as mode 3. Reference numeral 1 denotes a charging circuit provided with an earth leakage breaker (ELB) 2, which charges power supplied from the AC power supply 3 to the vehicle-mounted battery 4 via a charging cable and a vehicle-side charger. The charging circuit 1 is provided with a relay 5 in series for turning on and off energization.

この充電電路１には、充電ケーブルに送られる充電電流の検知手段６であるＣＴが取付けられている。なお充電電流の検知手段６としてはＣＴ以外にも、ホール素子を用いたものや、抵抗の分圧によって電流を検出するものなどを用いても良い。   A CT that is a detecting means 6 for charging current sent to the charging cable is attached to the charging circuit 1. In addition to the CT, the charging current detection means 6 may be a device using a Hall element or a device that detects a current by dividing a resistance.

７は充電制御部であり、交流−直流変換手段である電源８を備えている。この充電制御部７には、モード１の充電の際に充電開始を指示するスタートボタン９の信号が入力されるほか、検知手段６によって検知された充電電流の値が入力される。また前記したリレー５のオンオフはこの充電制御部７によって行われる。   Reference numeral 7 denotes a charge control unit, which includes a power supply 8 that is an AC-DC converting means. In addition to the start button 9 signal for instructing the start of charging at the time of mode 1 charging, the charging control unit 7 is also supplied with the value of the charging current detected by the detecting means 6. The above-described relay 5 is turned on / off by the charge control unit 7.

この充電制御部７の負荷側には、発振器（オシレータ）１０と抵抗Ｒ１を介して、充電制御（ＣＰＬＴ）信号端子１１が設けられている。その電圧（Ａ点の電圧）は充電制御部７に入力される。   On the load side of the charge control unit 7, a charge control (CPLT) signal terminal 11 is provided via an oscillator (oscillator) 10 and a resistor R1. The voltage (the voltage at point A) is input to the charging control unit 7.

車両側の充電制御信号端子１１とアース端子１４との間には、抵抗Ｒ３と直列の受電許可スイッチ１２と、抵抗Ｒ２とコンデンサ１３とが並列に接続されている。この受電許可スイッチ１２は図示を略した車両側の充電開始制御回路によって制御されるものである。ただしモード１の車両の場合には、図３に示すようにこの充電制御信号端子１１等はなく、車両側の充電器を介して車載電池４に充電するための２端子のみが設けられている。   Between the charge control signal terminal 11 and the ground terminal 14 on the vehicle side, a power reception permission switch 12 in series with the resistor R3, a resistor R2 and a capacitor 13 are connected in parallel. The power reception permission switch 12 is controlled by a vehicle-side charge start control circuit (not shown). However, in the case of a mode 1 vehicle, there is no charge control signal terminal 11 or the like as shown in FIG. 3, and only two terminals for charging the in-vehicle battery 4 through the vehicle-side charger are provided. .

充電制御部７は、スタートボタン９が押されてから所定時間を経過するまでに充電電流の検知手段６が所定値以上の電流を検知しないときにリレー５を開いて充電を停止する機能を備えたものであるが、その詳細については以下に説明する。   The charging control unit 7 has a function of stopping charging by opening the relay 5 when the charging current detection means 6 does not detect a current exceeding a predetermined value until a predetermined time elapses after the start button 9 is pressed. The details will be described below.

（モード１の車両への充電の場合：図３）
充電ケーブルを車両のコネクタに接続したうえでスタートボタン９を押すと、充電制御部７がリレー５にオン信号を出力し、充電電路１に充電電流が流れて車両側の充電器を介して車載電池４への充電が開始される。しかし充電ケーブルを車両のコネクタに接続せずにスタートボタン９を押したときには、リレー５がオンになって充電コネクタに電圧は印加されるが、充電電路１に充電電流は流れない。このため検知手段６は充電電流を検知せず、スタートボタン９が押された後もこの状態が所定時間にわたり継続したときには、充電制御部７がリレー５をオフとする。このため、未接続の充電コネクタに電圧が印加された危険な状態は解消される。 (In case of charging the vehicle in mode 1: Fig. 3)
When the start button 9 is pressed after connecting the charging cable to the connector of the vehicle, the charging control unit 7 outputs an ON signal to the relay 5, and a charging current flows through the charging circuit 1 to be mounted on the vehicle via the charger on the vehicle side. Charging to the battery 4 is started. However, when the start button 9 is pressed without connecting the charging cable to the connector of the vehicle, the relay 5 is turned on and a voltage is applied to the charging connector, but no charging current flows through the charging circuit 1. Therefore, the detection means 6 does not detect the charging current, and when this state continues for a predetermined time after the start button 9 is pressed, the charging control unit 7 turns off the relay 5. For this reason, the dangerous state where the voltage was applied to the unconnected charging connector is eliminated.

ここで所定時間とは、スタートボタン９を押した後に人が車両まで移動し、充電ケーブルを車両のコネクタに接続するまでに要する時間を意味するものであり、例えば３０〜６０秒程度とすればよい。この時間内に充電ケーブルが車両のコネクタに接続されれば、充電制御部７がリレー５をオフすることはなく、通常の充電が行われる。また電流の所定値は充電ケーブルが車両のコネクタに接続されたか否かを判別できるように適宜設定すればよいが、充電完了後にも充電電路１には電流が流れているため、この電流値よりも小さい値としておくものとする。   Here, the predetermined time means the time required for the person to move to the vehicle after pressing the start button 9 and to connect the charging cable to the connector of the vehicle. For example, about 30 to 60 seconds. Good. If the charging cable is connected to the connector of the vehicle within this time, the charging control unit 7 does not turn off the relay 5 and normal charging is performed. The predetermined value of the current may be set as appropriate so that it can be determined whether or not the charging cable is connected to the connector of the vehicle. However, since the current flows in the charging circuit 1 even after the charging is completed, Is also set to a small value.

また充電が開始された後に充電ケーブルが車両のコネクタから外れることもあるが、この場合にも充電電流の検知手段６が所定値以上の電流を検知しない状態が継続することとなる。このため充電制御部７にこのような場合にも充電を停止する機能を持たせておけば、上記と同様に充電制御部７がリレー５をオフし、外れた充電コネクタに電圧が印加された危険な状態が継続する事態は回避される。   Further, the charging cable may be disconnected from the connector of the vehicle after charging is started, but in this case as well, the state where the charging current detecting means 6 does not detect a current exceeding a predetermined value continues. For this reason, if the charging control unit 7 has a function of stopping charging even in such a case, the charging control unit 7 turns off the relay 5 in the same manner as described above, and a voltage is applied to the disconnected charging connector. The situation where the dangerous state continues is avoided.

（モード３の車両への充電の場合：図１，２）
次に図１，２に示すモード３の車両への充電の場合について説明する。
先ず充電ケーブルを未接続の状態では、抵抗Ｒ１によってＡ点の電圧が１２Ｖとなるようにしておく。充電ケーブルを車両に接続すると、抵抗Ｒ２が抵抗Ｒ１と直列に接続されることとなるから分圧され、Ａ点の電圧は９Ｖとなる。この電圧変化は充電ケーブルが接続された車両が充電開始制御回路を搭載していないモード１の車両である場合には生じないので、これによって車両のモードを判別することが可能となる。 (In the case of charging the vehicle in mode 3: FIGS. 1 and 2)
Next, the case of charging the vehicle in mode 3 shown in FIGS.
First, when the charging cable is not connected, the voltage at the point A is set to 12V by the resistor R1. When the charging cable is connected to the vehicle, the resistor R2 is connected in series with the resistor R1, so that the voltage is divided and the voltage at the point A is 9V. This voltage change does not occur when the vehicle to which the charging cable is connected is a mode 1 vehicle that is not equipped with a charging start control circuit, so that the vehicle mode can be determined.

モード３の車両であることを検知したときには、充電制御部７が発振器１０を発振させて９Ｖ発振の状態となる。これによってパルス状の９Ｖが車両側に入り、車両側の図示しない充電開始制御回路が受電許可スイッチ１２をオンとする。この結果、抵抗Ｒ３の抵抗分圧によってＡ点の電圧（ＣＰＬＴ端子の電圧）は６Ｖ発振に変化し、受電準備完了となる。充電制御部７はこの状態においてリレー５にオン信号を出力し、充電電路１に充電電流が流れて車両側の充電器を介して車載電池４への充電が開始される。   When it is detected that the vehicle is in mode 3, the charging control unit 7 oscillates the oscillator 10 and enters a 9V oscillation state. As a result, the pulsed 9V enters the vehicle side, and a charging start control circuit (not shown) on the vehicle side turns on the power reception permission switch 12. As a result, the voltage at point A (the voltage at the CPLT terminal) changes to 6 V oscillation due to the resistance voltage division of the resistor R3, and preparation for power reception is completed. In this state, the charging control unit 7 outputs an ON signal to the relay 5, a charging current flows through the charging circuit 1, and charging of the in-vehicle battery 4 is started via the vehicle-side charger.

このように、モード３の車両への充電を行う場合には、車両側の充電開始制御回路からの信号によって充電を開始する。その後、車両側の充電の完了具合により充電時間の終盤では充電電流は少なくなるが、各車両メーカの車載電池や充電開始制御回路等によりこの充電電量は異なるものであり、「スタートボタンが押されてから所定時間を経過するまでに充電電流の検知手段が所定値以上の電流を検知しないときには充電を停止する機能」が生きていると、車両によっては充電を完了していないにもかかわらず、充電を停止してしまうおそれがある。そこで充電ケーブルが接続された車両が充電開始制御回路を搭載していると判別された場合には、前記充電を停止する機能を無効とする機能を充電制御部７に与えておくことが好ましい。そのように設定しておけば、モード３の車両への充電時には充電装置側からリレー５をオフにすることはなく、充電制御部は車両側の充電開始制御回路に従って動作することとなり、支障なく充電を行うことが可能である。   Thus, when charging the vehicle in mode 3, charging is started by a signal from the charging start control circuit on the vehicle side. After that, the charging current decreases at the end of the charging time due to the completion of charging on the vehicle side, but this charging amount varies depending on the vehicle manufacturer's on-board battery, charging start control circuit, etc. The function to stop charging when the detection means of the charging current does not detect a current greater than or equal to the predetermined value until the predetermined time elapses from the time when it is alive, even though charging has not been completed depending on the vehicle, There is a risk of stopping charging. Therefore, when it is determined that the vehicle to which the charging cable is connected is equipped with the charging start control circuit, it is preferable to provide the charging control unit 7 with a function of invalidating the function of stopping the charging. If set in this way, the relay 5 is not turned off from the charging device side when charging the vehicle in mode 3, and the charging control unit operates according to the charging start control circuit on the vehicle side without any trouble. It is possible to charge.

このような機能を充電制御部７に持たせておくことによって、本発明の充電装置を何れのモードの車両にも使用できるようになる。なおモード３の車両の場合には充電ケーブルは外れた状態ではＣＰＬＴ端子の電圧は１２Ｖに変化し、充電が停止する。   By providing the charging control unit 7 with such a function, the charging device of the present invention can be used for vehicles in any mode. In the case of a mode 3 vehicle, when the charging cable is disconnected, the voltage at the CPLT terminal changes to 12 V, and charging stops.

１ 充電電路
２ 漏電遮断器
３ 交流電源
４ 車載電池
５ リレー
６ 充電電流の検知手段
７ 充電制御部
８ 電源
９ スタートボタン
１０ 発振器
１１ 充電制御（ＣＰＬＴ）信号端子
１２ 受電許可スイッチ
１３ コンデンサ
１４ アース端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charging circuit 2 Earth leakage circuit breaker 3 AC power supply 4 Onboard battery 5 Relay 6 Charging current detection means 7 Charging control unit 8 Power supply 9 Start button 10 Oscillator 11 Charging control (CPLT) signal terminal 12 Power reception permission switch 13 Capacitor 14 Ground terminal

Claims (2)

充電ケーブルを介して車両への充電を行う車両用充電装置であって、充電電圧の印加開始を指示するスタートボタンと、前記充電ケーブルに送られる充電電流の検知手段と、充電制御部とを備え、
この充電制御部は、スタートボタンが押されてから所定時間を経過するまでに充電電流の検知手段が所定値以上の電流を検知しないときに充電電圧の印加を停止する機能を備えるとともに、前記充電ケーブルが接続された車両が、充電電圧の印加開始の可否を判断する充電開始制御回路を搭載しているか否かの判別手段を備え、充電開始制御回路を搭載していると判別した場合には、前記の印加を停止する機能を無効とし、前記充電開始制御回路に従って動作することを特徴とする車両用充電装置。 A charging device for a vehicle that charges a vehicle via a charging cable, comprising: a start button for instructing start of application of a charging voltage; a means for detecting a charging current sent to the charging cable; and a charging control unit. ,
The charge control section, Rutotomoni a function of stopping the application of the charging voltage when the detection means of the charging current until passage of a predetermined time since the pressing start button not detected more than predetermined value of current, the When it is determined that the vehicle to which the charging cable is connected has a charging start control circuit that determines whether or not charging voltage application can be started, and that the charging start control circuit is mounted. Disables the function of stopping the application and operates according to the charge start control circuit . 充電制御部は、充電開始後に充電電流の検知手段が所定値以上の電流を検知しないときにも、充電を停止する機能を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の車両用充電装置。   2. The vehicle charging according to claim 1, wherein the charging control unit has a function of stopping charging even when the charging current detecting means does not detect a current greater than or equal to a predetermined value after starting charging. apparatus.
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