JP5488220B2 - 充電制御装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、充電制御装置及び方法に関するものである。
ハイブリッド車両の駆動用蓄電装置を充電するための制御システムにおいて、パイロット信号ラインを延長する延長信号ラインに抵抗素子を設け、当該延長信号ラインを介して入力される信号レベルの変化に基づいて、実際に充電ケーブルのコネクタが車両の充電インレットから離脱したのか、それとも単に充電ケーブルの離脱ボタンが操作されたのかを識別することが提案されている(特許文献1)。
特開2010−81740号公報
ところで、車両用充電システムはSAE規格(Society of Automotive Engineers Standards)に準拠するものとされているが、上記従来の制御システムでは、充電ケーブルがSAE規格に適合したものであるか否かを判定することはできない。
本発明が解決しようとする課題は、充電ケーブルがSAE規格に適合したものであるか否かを判定できる充電制御装置及び方法を提供することである。
本発明は、充電ケーブルを車両の充電インレットに接続してから、車両側の電力供給ラインのメインスイッチが投入されるまでの間の通信信号及び電力信号に基づいて、充電ケーブルの規格適合性を判定することによって、上記課題を解決する。
本発明によれば、充電ケーブルを車両の充電インレットに接続してから、車両側の電力供給ラインのメインスイッチが投入されるまでの間は、通信信号は入力されるが電力信号は入力されないのがSAE規格上、正常とされる。したがって、この間に電力信号が入力されている場合(通信信号も入力されている場合又は通信信号は入力されていない場合)には、少なくともその充電ケーブルは規格不適合の可能性があると判定することができる。
本発明の一実施の形態を適用した充電システムを示す電気回路図である。 図1の充電制御装置の充電制御手順を示すフローチャートである。 図2の充電制御におけるタイミングチャートである。 図1のノイズ吸収用コンデンサによる残留電圧を示すグラフである。
以下、本発明の一実施の形態に係る充電制御装置を電気自動車の充電システムに適用した例を説明する。図1は充電ケーブルCCの第1コネクタC1を車両の外部電源BPに接続し、充電ケーブルCCの第2コネクタC2を電気自動車EVの充電インレットE1に接続することで、車載された二次電池からなるバッテリE2を充電するシステムの一例を示す。なお、本発明の充電制御装置1が適用される対象は電気自動車EVにのみ限定されず、内燃機関と走行駆動用電動機とを搭載したハイブリッド車にも適用することができる。図示は省略するが、バッテリE1は走行駆動用電動機や車載補機に電力を供給する。
充電ケーブルCCは、電力線C3の一端に外部電源BP、例えば家屋に設けられた商用電源のコンセントと接続するための第1コネクタC1が設けられ、他端に電気自動車EVの充電インレットE1と接続するための第2コネクタC2が設けられている。
また、充電ケーブルCCには、制御ユニットC4が設けられている。制御ユニットC4には、電力線C3を介して電気自動車EVに給電可能な定格電流に対応するパルス信号を生成する信号生成部C41と、漏電防止等を目的とした、電力線C3を入切するリレースイッチC42とが組み込まれている。そして、信号生成部C41は、外部電源BPから供給される電力によって動作するCPU,ROM,RAMとパルス信号を生成する発振器とを備える。信号生成部C41で生成されたパルス信号は、抵抗素子R1、制御信号線L1及びインターフェース回路E16を介して充電制御装置1の入力ポートP2に出力される。
第2コネクタC2には、接続判定回路C21が組み込まれている。接続判定回路C21は、一端が接地線C5に接続されたスイッチSW1と、当該スイッチSW1と直列に接続された抵抗素子R2と、当該スイッチSW1と並列に接続された抵抗素子R3とを備え、この接続判定回路C21の出力信号は、充電ケーブルCCが充電インレットE1に接続されたか否かの接続検出信号として充電制御装置1の入力ポートP1に入力される。
また、第2コネクタC2には、充電インレットE1に挿入された当該第2コネクタC2が離脱しないように機械的なロック機構(不図示)が設けられ、当該ロック機構を解除するための操作ボタンC22が設けられている。充電インレットE1から充電ケーブルCCの第2コネクタC2を離脱させる際に、操作者が当該操作ボタンC22を押圧操作することによりロック機構が解除され、これにより第2コネクタC2を離脱させることができる。そして、操作ボタンC22とスイッチSW1とが連動するように構成され、操作ボタンC22が押圧操作されると、それに連動して接続判定回路C21のスイッチSW1が開成状態(OFF)に遷移し、押圧操作が解除されると当該スイッチSW1が閉成状態(ON)に復帰する。なお、ロック機構と操作ボタンC22とスイッチSW1とは連動して動作するので、充電ケーブルCCの第2コネクタC2を充電インレットE1に嵌合させる際に、操作ボタンC22を押圧操作しなくてもロック機構の嵌合により操作ボタンC22が一瞬の間押圧されスイッチSW1も一瞬の間OFFすることになる。
充電ケーブルCCの第2コネクタC2には、電力線C3と接続された一対の電力端子C23,C24と、接地線C5に接続されたグランド端子C25と、パルス信号を出力する制御信号線L1に接続された信号端子C26と、接続判定回路C21の出力信号線L2に接続された信号端子C27とが設けられている。
充電インレットE1には、第2コネクタC2に設けられた各端子C23〜C27と夫々接続する複数の端子E11〜E15が設けられている。
また、充電インレットE1には、充電制御装置1が設けられている。充電制御装置1は制御プログラムが格納されたROMと、ワーキング領域として用いられるRAM及び電源オフ時に制御データを退避する不揮発性メモリとを備える。
充電インレットE1には、充電制御装置1の周辺回路として、充電インレットE1に入力されるパルス信号の信号レベルを検出するとともに、当該信号レベルを二段階に変化させるインターフェース回路E16と、接続判定回路C21の出力端子と接続された接続状態識別回路E17とが設けられている。
インターフェース回路E16は、ダイオードD1と、当該ダイオードD1を介して入力されるパルス信号の信号レベルを低下させる抵抗素子R5,R6とスイッチSW2とを備える。スイッチSW2はトランジスタ素子などから構成され、充電制御装置1の出力ポートP3からの指令信号により入切する。充電制御装置1は、接続状態判定回路E17により、第1コネクタC1が外部電源BPに接続され、かつ第2コネクタC2が充電インレットE1に接続されていると判断された場合に、スイッチSW2を閉成する指令信号を出力ポートP3から出力する。
接続状態識別回路E17は、接続判定回路C21の端子C27と接地線C5と間に接続判定回路C21と並列に接続された抵抗素子R7と、当該並列回路に直列接続され一端が電源E18(たとえばDC5V)に接続された抵抗素子R8と、抵抗素子R9とを備えた抵抗分圧回路で構成されている。インターフェース回路E16及び接続状態識別回路E17の動作については後述する。
充電インレットE1に接続された充電ケーブルCCの電力線C3から供給される高圧電力は、コイルLとコンデンサCとを有するLCフィルタE3を介してAC/DCコンバータE4により直流電力に変換された後に、高圧の蓄電装置であるバッテリE2に給電されるように構成されている。
AC/DCコンバータE5とバッテリE2との間の電力線E8には、充電制御装置1の出力ポートP4から出力される指令信号により入切するリレースイッチE5と、車両コントローラE7からの指令信号(充電制御装置1の入出力ポートP5から出力される指令信号に基づく指令信号)により入切するリレースイッチE6とが設けられている。リレースイッチE5は充電リレースイッチ、リレースイッチE6はメインリレースイッチとも称される。
なお、AC/DCコンバータは、当該AC/DCコンバータに高圧電力が供給されているか否かの検出信号を充電制御装置1の入力ポートP6に出力する。
次に、図2のフローチャート及び図3のタイミングチャートを参照しながら、充電ケーブルCCによりバッテリE2を充電する際の充電制御装置1の制御手順について説明する。
充電制御装置1が待機状態にある場合に、図3の時間t0において外部電源BPのコンセントに充電ケーブルCCの第1コネクタC1が接続されたのち、時間t1において充電ケーブルCCの第2コネクタC2が充電インレットE1に装着されたものとする。時間t0において外部電源BPのコンセントに充電ケーブルCCの第1コネクタC1が接続されると、図1の信号生成部C41が通電するので、当該信号生成部C41から所定レベル(例えば±12V)、所定のデューティサイクル、所定周波数(例えば1KHz)のパルス信号が出力される(図3(a)のt0〜t1のパルス信号のチャート参照)。なお、図3(a)は充電制御装置1の入力ポートP2に入力されるパルス信号を示し、時間t0〜t1の間においては第2コネクタC2と充電インレットE1とは未接続であるため、実際には入力ポートP2に入力されるパルス信号はゼロであるが、便宜的に信号生成部C41から出力されるパルス信号を示している。
この時間t0〜t1では第2コネクタC2は充電インレットE1に接続されていないため、AC/DCコンバータE4には高圧電力は供給されていない(図3(b)のt0〜t1の高圧電力のチャート参照)。また、この時間t0〜t1では第2コネクタC2は充電インレットE1に接続されていないため、接続状態識別回路E17から入力ポートP1に入力される識別信号の信号レベルは、電源E18,抵抗素子R7,R8,R9で決定されるHiレベルとなる(図3(e)の識別信号参照)。したがって、インターフェース回路E16のスイッチSW2は開成状態である(図3(c)のt0〜t1のスイッチSW2のチャート参照)。同様に、リレースイッチC42,E5,E6はいずれも開成状態である(図3(d)のt0〜t1のリレースイッチのチャート参照)。
なお、信号生成部C41にて生成されるパルス信号のデューティサイクルは、外部電源BPから充電ケーブルCCを介して電気自動車EVへ供給可能な電流容量に基づいて設定される値であり、充電ケーブルCC毎に予め設定されている。例えば、電流容量が12Aの場合には20%、電流容量が24Aの場合には40%というふうに設定されている。
図3の時間t1にて第2コネクタC2が充電インレットE1に接続されると、制御信号線L2を介して接続判定回路C21と接続状態識別回路E17とが接続されるので、充電制御装置1の入力ポートP1に入力される識別信号の信号レベルは、電源E18,抵抗素子R7,R8,R9に、抵抗素子R2が加わった分圧抵抗回路によりローレベルLoに遷移する。充電制御部1は当該Loレベルの識別信号を検出することで第2コネクタC2が充電インレットE1に接続されたと判断し、図2のステップS1からステップS2へ進む。なお、第2コネクタC2が充電インレットE1に接続される瞬間(時間t1の初期)は、第2コネクタC2のロック機構が瞬間的に開閉し、これに連動してスイッチSW1が瞬間的に開成(OFF)されるので、入力ポートP1に入力される識別信号の信号レベルは、電源E18,抵抗素子R7,R8,R9に、抵抗素子R2,R3が加わった分圧抵抗回路により瞬間的にミドルレベルMdに遷移するが、本例ではこのミドルレベルMdへの遷移は無視することとする。以下、時間t1と称する場合の識別信号は、当該初期を除くローレベルLoの範囲をいうものとする。
また図3の時間t1において、信号生成部C41にて生成されたパルス信号は、制御信号線L1を介して充電制御装置1の入力ポートP2に入力する。このとき、パルス信号は、インターフェース回路E16の抵抗素子R5に応じた所定レベルのパルス信号として入力される。たとえば図3の時間t1〜t2のパルス信号のチャートに示すように+9Vのパルス信号になる。充電制御装置1は入力ポートP2に入力される+9Vのパルス信号を検出すると、図2のステップS2からステップS3へ進み、所定時間Xの間隔をおいてステップS4へ進む。
図2のステップS4において、充電制御装置1は、AC/DCコンバータE4に電力が供給されていないことを検出したらステップS5へ進み、出力ポートP3からスイッチSW2の閉成指令信号を出力する。
スイッチSW2が閉成状態になると、信号生成部C41から制御信号線L1を介して充電制御部1の入力ポートP2に入力していたパルス信号は、抵抗素子R5,R6の分圧回路により降圧し、図3の時間t2以降に示すように、例えば+6Vのパルス信号に遷移する。充電制御部1は、このパルス信号の遷移を検出すると、制御ユニットC4のリレースイッチC42を閉成する指令信号を制御ユニットC4に出力する。これと同時に、リレースイッチE5を閉成する指令信号をリレースイッチE5に出力し、またリレースイッチE6を閉成する指令信号を車両コントローラE7へ出力する。これらリレースイッチC42,E5,E6の閉成により充電モードに遷移し(図2のステップS6)、外部電源BPからの電力が充電ケーブルCCの電力線C3を介してバッテリE2に供給される(図3の時間t2〜t3)。
なお、ステップS6の充電モードの状態で第2コネクタC2の操作ボタンC22が押されると(図2のステップS7,図3の時間t3)、ステップS8へ進み、接続判定回路C21のスイッチSW1が開成状態となる。これにより、充電制御装置1の入力ポートP1に入力している識別信号の信号レベルが、Loレベルから接続判定回路C21の抵抗素子R3のぶんだけ昇圧してMdレベルに遷移する。すなわち、入力ポートP1に入力される識別信号の信号レベルは、電源E18に対し、並列接続された抵抗素子R7,R8と、直列接続された抵抗素子R2,R3との分圧抵抗回路によりミドルレベルMdに遷移する。充電制御装置1は、この入力ポートP1に入力される識別信号の電圧レベルの上昇を検出すると、第2コネクタC2が充電インレットE1から離脱されようとしていると判断し、リレースイッチC42,E5,E6を開成状態にする指令信号を出力する。
これにより、外部電源BPから充電ケーブルCCの電力線C3を介して供給される電力が遮断されるので、第2コネクタC2を充電インレットE1から安全に離脱することができる。第2コネクタC2が充電インレットE1から離脱されると、入力ポートP1に入力する識別信号は元のHiレベルに戻る(図3の時間t4〜)。
なお、図2のステップS3にて所定時間Xの間隔をおいてAC/DCコンバータE4の電力を検出するのは、図1のLCフィルタE3のコンデンサCに電荷が蓄積されていると、図4に示すように残留電圧の影響によって誤検出するおそれがあるためである。すなわち、AC/DCコンバータE4への電力供給が遮断されてからコンデンサCの放電に時間Xかかるため、時間Xの間隔をおいて電力を検出することにより誤検出を防止する。
以上、充電ケーブルCCに異常がなくSAE規格に準拠した仕様とされている場合の充電制御手順を説明した。ところで、充電ケーブルがSAE規格に適合していない場合には充電を禁止し、或いは充電量を制限することで安全性をより高めたいといった要請がある。このため、充電制御装置1は以下の制御を実行する。
充電ケーブルCCがSAE規格の適合品か否かは、図2のステップS1にて充電ケーブルCCの第1コネクタC1が外部電源BPに接続され、第2コネクタC2が充電インレットE1に接続されたことを確認したのち、ステップS2にて充電制御装置1の入力ポートP2に入力されるパルス信号が所定レベル(+9V)であり、かつステップS4にてAC/DCコンバータE4に供給される電力がゼロであることを確認することで行われる。
これに対し、図2のステップS2において、充電ケーブルCCが外部電源BPと充電インレットE1に接続されているにも拘らず充電制御装置1の入力ポートP2に所定レベルのパルス信号が入力されていない場合はステップS9へ進み、さらにAC/DCコンバータE4に供給される電力を検出する。
ステップS9にてAC/DCコンバータE4に電力が供給されている場合はステップS11へ進み、その充電ケーブルCCはSAE規格に適合しないケーブルであると判定する。すなわち、制御ユニットC4が設けられていない電力線C3のみの充電ケーブルCCと判定し、ステップS13へ進んで充電禁止又は充電電流を制限するための指令信号をAC/DCコンバータE4へ出力する。
ステップS9にてAC/DCコンバータE4に電力が供給されていない場合はステップS12へ進み、充電ケーブルCCの第1コネクタC1が外部電源BPのコンセントから外れているか、或いは制御信号線L1が断線その他の異常を有するものであると判定する。そして、ステップS13へ進んで充電禁止又は充電電流を制限するための指令信号をAC/DCコンバータE4へ出力する。
さらにステップS4にて、ステップS2のパルス信号は入力されているにも拘らずAC/DCコンバータE4に電力が供給されている場合はステップS10へ進み、制御ユニットC4が後付けされるなどの改造が施された充電ケーブルCCであってSAE規格に適合しないケーブルであると判定する。あるいは規格適合品であるがリレースイッチC42が溶着故障しているか、充電インレットE1のスイッチSW2が故障していると判定する。この場合もステップS13へ進んで充電禁止又は充電電流を制限するための指令信号をAC/DCコンバータE4へ出力する。
以上のように、本例の充電制御装置によれば、充電ケーブルCCを車両の充電インレットE1に接続してから、車両側の電力線E8のメインスイッチE5,E6が投入されるまでの間の、入力ポートP2へのパルス信号とAC/DCコンバータE4の電力信号とを検出し、電力信号が入力されている場合であって、パルス信号も入力されている場合又はパルス信号は入力されていない場合には、少なくともその充電ケーブルは規格不適合の可能性があると判定することができる。
また電力信号の検出に際し、図2のステップS3のとおり遅延時間Xを設けることでLCフィルタE3などのようにコンデンサCを有する回路を電力線E8に設けた場合の残留電圧による誤検出を防止することができる。
上記第1コネクタC1,第2コネクタC2,電力線C3及び接地線C5は本発明に係る給電手段に相当し、上記制御ユニットC4は本発明に係る制御手段に相当し、上記充電制御装置1は本発明に係る制御信号検出手段、電力検出手段、判定手段、充電制限手段に相当し、上記接続判定回路C21及び接続状態識別回路E17は本発明に係る接続識別手段に相当する。
EV…電気自動車(車両)
E1…充電インレット
E11〜E15…端子
E16…インターフェース回路
E17…接続状態識別回路(接続識別手段)
E18…電源
E2…バッテリ
E3…LCフィルタ
E4…AC/DCコンバータ
E5,E6…リレースイッチ(メインスイッチ)
E7…車両コントローラ
E8…電力線(電力供給ライン)
BP…外部電源(車両外部の電源)
CC…充電ケーブル
C1…第1コネクタ(給電手段)
C2…第2コネクタ(給電手段)
C21…接続判定回路(接続識別手段)
C22…操作ボタン
C23,C24…電力端子
C25…グランド端子
C26,C27…信号端子
C3…電力線(給電手段)
C4…制御ユニット(制御手段)
C41…信号生成部
C42…リレースイッチ
C5…接地線(給電手段)
R1〜R9…抵抗素子
L1,L2…制御信号線
P1,P2…入力ポート
SW1,SW2…スイッチ
D1…ダイオード
L…コイル
C…コンデンサ
1…充電制御装置

Claims (8)

  1. 車両外部の電源から車両へ電力を供給する給電手段と、制御信号を生成して車両へ送信する制御手段とを備えた充電ケーブルの規格適合性を判定する充電制御装置であって、
    前記制御信号を検出する制御信号検出手段と、
    前記電力を検出する電力検出手段と、
    前記充電ケーブルを車両の充電インレットに接続してから、車両側の電力供給ラインのメインスイッチが投入されるまでの間の、前記制御信号検出手段により検出される制御信号と前記電力検出手段により検出される電力とに基づいて、前記充電ケーブルの規格適合性を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする充電制御装置。
  2. 請求項1に記載の充電制御装置において、
    前記判定手段は、前記制御信号が検出されず、前記電力が検出された場合には、前記充電ケーブルを規格不適合と判定することを特徴とする充電制御装置。
  3. 請求項1に記載の充電制御装置において、
    前記判定手段は、前記制御信号が検出され、前記電力が検出された場合には、前記充電ケーブルを規格不適合と判定することを特徴とする充電制御装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の充電制御装置において、
    前記電力検出手段は、前記充電ケーブルを車両の充電インレットに接続してから所定時間経過後に電力を検出することを特徴とする充電制御装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の充電制御装置において、
    前記充電ケーブルが規格不適合と判定された場合に、前記充電ケーブルによる充電を禁止又は充電電流を制限する充電制限手段を備えることを特徴とする充電制御装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の充電制御装置において、
    前記充電ケーブルの前記給電手段は、前記車両外部の電源に接続するための第1コネクタと、前記車両の充電インレットに接続するための第2コネクタと、前記電源からの電力を車両に供給するために前記第1コネクタ及び前記第2コネクタの間に設けられた電力線と、を含み、
    前記充電ケーブルの前記制御手段は、前記第1コネクタが前記電源に接続されると制御信号を生成する信号生成部と、前記制御信号を送信するために一端が前記制御部に接続され他端が前記第2コネクタに接続された制御信号線と、を含むことを特徴とする充電制御装置。
  7. 請求項6に記載の充電制御装置において、
    前記第2コネクタが前記充電インレットに接続されていない場合は第1レベルの識別信号を出力し、前記第2コネクタが前記充電インレットに接続されている場合は前記第1レベルとは異なる第2レベルの識別信号を出力し、前記第2コネクタを前記充電インレットから離脱するために操作ボタンを押すと前記第1レベル及び前記第2レベルとは異なる第3レベルの識別信号を出力する接続識別手段を備えることを特徴とする充電制御装置。
  8. 車両の充電インレットに接続された充電ケーブルが規格に適合しているか否かを判定したのち充電を制御する方法であって、
    前記充電ケーブルが前記充電インレットに接続されてから、前記車両の電力供給ラインのメインスイッチが投入されるまでの間に、前記充電ケーブルから制御信号が送信されたか否か及び前記充電ケーブルから電力が供給されたか否かを検出するステップと、
    少なくとも前記制御信号が検出されず且つ前記電力が検出された場合は、前記充電ケーブルを規格不適合と判定するステップと、
    前記充電ケーブルが規格不適合と判定された場合は、前記充電ケーブルによる充電を禁止又は充電電流を制限するステップと、を有することを特徴とする充電制御方法。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012135111A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Denso Corp 車両用充電ケーブル管理システム
DE102012103208A1 (de) * 2012-04-13 2013-10-17 Keba Ag Verfahren zum Betreiben einer Ladeanschlussvorrichtung für Elektrofahrzeuge sowie entsprechende Ladeanschlussvorrichtung
WO2014054069A1 (ja) * 2012-10-03 2014-04-10 川崎重工業株式会社 電動車両及びバッテリパック
DE102012221807A1 (de) 2012-11-28 2014-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Elektrofahrzeugs an einer Steckdose mit Reduktion des Ladestroms nach Ausfall und Wiedereinsetzen der Stromversorgung
JP6403107B2 (ja) * 2013-03-22 2018-10-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 車載充電装置
KR20150089646A (ko) * 2014-01-28 2015-08-05 엘에스산전 주식회사 전기 자동차용 충전기 연결 감지 장치
JP2020078153A (ja) * 2018-11-07 2020-05-21 トヨタ自動車株式会社 電力変換ユニット
CN111216574B (zh) * 2018-11-23 2021-04-06 广州汽车集团股份有限公司 充电和放电控制系统、方法及装置、控制设备
CN110774907B (zh) * 2019-09-24 2021-04-27 浙江零跑科技有限公司 一种充电cc信号的检测与单次唤醒电路
US11623499B2 (en) 2019-11-08 2023-04-11 Thermo King Llc Electrical power supply management for climate-controlled system associated with automotive application
US11535105B2 (en) 2019-11-08 2022-12-27 Thermo King Llc Adaptive control of transport climate control system based on available energy
US11539210B2 (en) 2019-11-08 2022-12-27 Thermo King Llc Power and fault management of electrical components of a transport climate control system powered by an electric vehicle
US11634094B2 (en) 2019-11-08 2023-04-25 Thermo King Llc Methods and systems for secure communication and authorization of vehicle mode change
US11648821B2 (en) 2019-11-08 2023-05-16 Thermo King Llc Methods and systems of minimizing c-rate fluctuation by adjusting operation of a transport climate control system
CN110920424A (zh) * 2019-11-29 2020-03-27 西安锐驰电器有限公司 一种用于电动汽车的充电开关及检测方法
CN113246733B (zh) * 2021-05-31 2022-07-19 东风柳州汽车有限公司 高压继电器控制方法、装置、设备及存储介质

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5479479A (en) * 1991-10-19 1995-12-26 Cell Port Labs, Inc. Method and apparatus for transmission of and receiving signals having digital information using an air link
SE9202823L (sv) * 1992-09-30 1994-03-31 Volvo Ab Anordning och förfarande för uppladdning av elfordon
JPH07298502A (ja) * 1994-04-21 1995-11-10 Daihatsu Motor Co Ltd バッテリ充電装置
US7271568B2 (en) * 2004-02-11 2007-09-18 Research In Motion Limited Battery charger for portable devices and related methods
KR20060082547A (ko) * 2005-01-12 2006-07-19 삼성테크윈 주식회사 휴대폰 충전기를 이용한 디지털 이미지 처리 장치 내 2차전지 충전 장치 및 그를 채용한 디지털 이미지 처리 장치
JP4353197B2 (ja) 2006-03-13 2009-10-28 トヨタ自動車株式会社 車両および電気機器
EP2204894B1 (en) * 2007-09-10 2016-03-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle charger and method for charging vehicle
JP4375472B2 (ja) * 2007-10-23 2009-12-02 トヨタ自動車株式会社 車両の充電制御装置
CN101911428B (zh) * 2008-01-11 2013-06-05 丰田自动车株式会社 车辆的充电控制装置以及车辆
JP4726939B2 (ja) 2008-09-26 2011-07-20 富士通テン株式会社 制御システム、制御装置、及びケーブル接続状態判定方法
CN101740947B (zh) 2008-11-25 2012-08-01 比亚迪股份有限公司 用于可电力驱动的车辆的充电装置
JP5914980B2 (ja) * 2010-06-09 2016-05-11 日産自動車株式会社 充電制御装置及び方法

Also Published As

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