JP5683552B2 - Vehicle charging device - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載されたバッテリを外部電源により充電する車両用充電装置に関する。 The present invention relates to a vehicle charging device that charges a battery mounted on a vehicle with an external power source.
電気自動車やハイブリッドカーには、走行用モータの駆動源である高電圧バッテリが搭載され、外部電源からこのバッテリへ充電を行うための充電回路が設けられる。また、高電圧バッテリの電圧を降圧して、各種の車載機器（補機）の駆動源である補機バッテリを充電するためのＤＣ−ＤＣコンバータが設けられる。後掲の特許文献１、２には、このような充電回路とＤＣ−ＤＣコンバータとを備えた車両用充電装置が記載されている。
An electric vehicle or a hybrid car is equipped with a high-voltage battery that is a drive source of a traveling motor, and a charging circuit is provided for charging the battery from an external power source. In addition, a DC-DC converter is provided for stepping down the voltage of the high-voltage battery and charging the auxiliary battery that is a drive source of various on-vehicle devices (auxiliary equipment).
車両のバッテリへ充電を行うにあたり、外部電源と車両の充電端子とが充電ケーブルで接続される。この充電ケーブルには、車両への電力供給を制御するＥＶＳＥ（Electric Vehicle Supply Equipment）が装備されている。ＥＶＳＥは、外部電源と車両側の充電回路とを電気的に接続または遮断する開閉器と、この開閉器のＯＮ・ＯＦＦを制御するＣＰＬＴ（Control Pilot）制御回路とを備えている。 When charging the battery of the vehicle, the external power source and the charging terminal of the vehicle are connected by a charging cable. The charging cable is equipped with EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment) that controls power supply to the vehicle. The EVSE includes a switch that electrically connects or disconnects an external power source and a charging circuit on the vehicle side, and a CPLT (Control Pilot) control circuit that controls ON / OFF of the switch.
ＣＰＬＴ制御回路は、米国のＳＡＥ（Society of Automotive Engineers；自動車技術者協会）Ｊ１７７２の規格に準拠したパイロット信号を生成する。このパイロット信号は、信号ラインを通して車両側へ送信される。そして、ＣＰＬＴ制御回路は、車両側の状態に応じた信号ラインの電位の変化に基づいて、開閉器を制御する。例えば、車両側で、外部電源からバッテリへの充電が可能と判定された場合、パイロット信号の信号ラインの電位が所定値まで低下するので、ＣＰＬＴ制御回路は、この電位低下を検出して開閉器をＯＮにする。これにより、外部電源から開閉器を介して車両側へ電力が供給され、充電回路によってバッテリが充電される。ＣＰＬＴ制御回路については、例えば後掲の特許文献３〜５に記載されている。
The CPLT control circuit generates a pilot signal that conforms to the US SAE (Society of Automotive Engineers) J1772 standard. This pilot signal is transmitted to the vehicle side through a signal line. The CPLT control circuit controls the switch based on the change in the potential of the signal line according to the state on the vehicle side. For example, when it is determined on the vehicle side that the battery can be charged from the external power source, the potential of the signal line of the pilot signal is lowered to a predetermined value. Therefore, the CPLT control circuit detects this potential drop and switches the switch. Set to ON. Thereby, electric power is supplied from the external power source to the vehicle side via the switch, and the battery is charged by the charging circuit. The CPLT control circuit is described in, for example,
ところで、充電回路を制御する充電制御部は、一般にマイクロコンピュータから構成され、起動時には補機バッテリから電源供給を受ける。このため、補機バッテリの電圧が、充電制御部を駆動できないレベルまで低下していると、ＥＶＳＥが車両に接続されてＣＰＬＴ制御回路から車両側へパイロット信号が送信されても、充電制御部はパイロット信号を認識することができない。その結果、車両側においてパイロット信号に対する所定の処理が行われず、パイロット信号の信号ラインの電位が所定値まで低下しないので、ＣＰＬＴ制御回路は開閉器をＯＮしない。したがって、外部電源の電力が車両側へ供給されず、バッテリを充電することが不可能となる。 By the way, the charging control unit for controlling the charging circuit is generally composed of a microcomputer and receives power supply from the auxiliary battery at the time of startup. For this reason, if the voltage of the auxiliary battery is lowered to a level at which the charge control unit cannot be driven, even if the EVSE is connected to the vehicle and a pilot signal is transmitted from the CPLT control circuit to the vehicle side, the charge control unit The pilot signal cannot be recognized. As a result, predetermined processing for the pilot signal is not performed on the vehicle side, and the potential of the signal line of the pilot signal does not drop to a predetermined value, so the CPLT control circuit does not turn on the switch. Therefore, the electric power of the external power source is not supplied to the vehicle side, and it becomes impossible to charge the battery.
そこで、特許文献３においては、補機バッテリの電圧が、充電制御部を駆動できないレベルまで低下した場合に、パイロット信号の電位を操作してＥＶＳＥの開閉器をＯＮするための信号操作部を設けている。信号操作部は、補機バッテリの電圧が参照電圧よりも低い場合に、パイロット信号の電位を所定値に操作する。これにより、ＥＶＳＥの開閉器をＯＮさせて、外部電源からの電力を充電回路へ供給することができる。また、外部電源からＡＣ／ＤＣコンバータを介して充電制御部へ電力が供給されるので、充電制御部が動作して充電回路を制御することで、バッテリの充電が可能となる。
Therefore, in
特許文献３では、補機バッテリの電圧が低下した場合に、充電制御部の電源を生成するために、ＡＣ／ＤＣコンバータが設けられている。本発明は、充電制御部の電源を、ＡＣ／ＤＣコンバータによらずに、簡略化した回路で生成することが可能な車両用充電装置を提供することを課題とする。
In
本発明に係る車両用充電装置は、車両に搭載され、車両の外部にある外部電源から供給される電力により車両駆動用のバッテリを充電する装置であって、外部電源から電路開閉部を介して供給される交流電圧を直流電圧に変換し、当該直流電圧によりバッテリを充電する充電回路と、電路開閉部に備わる開閉制御回路から出力されるパイロット信号の信号ラインに接続され、充電回路を制御する充電制御部と、信号ラインに接続され、充電制御部の制御に基づいて信号ラインの電位を変更する電位変更回路と、信号ラインに接続され、開閉制御回路が充電制御部と通信を開始するまでの間に、パイロット信号によって充電され、当該充電された電力を充電制御部へ供給する電力供給回路とを備える。 A vehicle charging device according to the present invention is a device that is mounted on a vehicle and charges a vehicle driving battery with electric power supplied from an external power supply outside the vehicle, from the external power supply via an electric circuit opening / closing unit. The supplied AC voltage is converted into a DC voltage and connected to a charging circuit for charging the battery with the DC voltage and a signal line for a pilot signal output from an opening / closing control circuit provided in the electric circuit opening / closing unit to control the charging circuit. A charge control unit, connected to the signal line, and a potential changing circuit that changes the potential of the signal line based on the control of the charge control unit, and connected to the signal line until the open / close control circuit starts communication with the charge control unit And a power supply circuit that is charged by a pilot signal and supplies the charged power to the charge control unit.
充電制御部は、電力供給回路から充電制御部への電力供給が開始されてから、一定時間が経過した時点で、電位変更回路によりパイロット信号の信号ラインの電位を第１の電位に変更して、開閉制御回路と通信を開始し、開閉制御回路との通信の開始後、外部電源から充電回路への電力供給を許可するか否かを判定する。そして、充電制御部は、電力供給を許可すると判定した場合は、電位変更回路によりパイロット信号の信号ラインの電位を第２の電位に変更して、外部電源から電路開閉部を介して充電回路への電力供給を可能にする。 The charging control unit changes the potential of the signal line of the pilot signal to the first potential by the potential changing circuit when a certain time has elapsed since the start of power supply from the power supply circuit to the charging control unit. Then, communication with the open / close control circuit is started, and after starting communication with the open / close control circuit, it is determined whether or not to allow power supply from the external power source to the charging circuit. If the charging control unit determines that the power supply is permitted, the potential changing circuit changes the potential of the signal line of the pilot signal to the second potential, and the electric power is supplied from the external power source to the charging circuit via the electric circuit switching unit. Of power supply.
このようにすれば、開閉制御回路が充電制御部と通信を開始するまでの間に、開閉制御回路から出力されるパイロット信号によりコンデンサが充電され、このコンデンサの電力が、充電制御部に駆動用の電源として供給される。したがって、充電制御部の起動時に電源が確保できない場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータによらずに、コンデンサを含む簡単な回路によって、充電制御部の電源を生成することができる。 In this way, the capacitor is charged by the pilot signal output from the switching control circuit until the switching control circuit starts communication with the charging control unit, and the power of this capacitor is supplied to the charging control unit for driving. Is supplied as a power source. Therefore, when a power source cannot be secured when the charge control unit is activated, the power source of the charge control unit can be generated by a simple circuit including a capacitor without using an AC / DC converter.
本発明において、電力供給回路は、回路素子としての抵抗を含む第１充電経路と、回路素子としての抵抗を含まない第２充電経路と、第１充電経路または第２充電経路を介して、パイロット信号により充電されるコンデンサとを有していてもよい。この場合、コンデンサの充電電圧が充電制御部の動作に必要な電圧を超えるまでは、第１充電経路によりコンデンサが充電され、コンデンサの充電電圧が充電制御部の動作に必要な電圧を超えると、第２充電経路によりコンデンサが充電される。 In the present invention, the power supply circuit includes a first charging path including a resistor as a circuit element, a second charging path not including a resistor as a circuit element, and a pilot through the first charging path or the second charging path. And a capacitor that is charged by a signal. In this case, until the charging voltage of the capacitor exceeds the voltage necessary for the operation of the charging control unit, the capacitor is charged by the first charging path, and when the charging voltage of the capacitor exceeds the voltage necessary for the operation of the charging control unit, The capacitor is charged through the second charging path.
また、上記のように電力供給回路を構成した場合に、第１充電経路は、第１スイッチを更に含み、第２充電経路は、第２スイッチを更に含み、第１スイッチおよび第２スイッチを、充電制御部により切り替えるようにしてもよい。この場合、第１スイッチがＯＮで、第２スイッチがＯＦＦのときに、第１充電経路によりコンデンサが充電され、第２スイッチがＯＮで、第１スイッチがＯＦＦのときに、第２充電経路によりコンデンサが充電される。 When the power supply circuit is configured as described above, the first charging path further includes a first switch, the second charging path further includes a second switch, the first switch and the second switch, You may make it switch by a charge control part. In this case, when the first switch is ON and the second switch is OFF, the capacitor is charged by the first charging path. When the second switch is ON and the first switch is OFF, the capacitor is charged by the second charging path. The capacitor is charged.
本発明では、電位変更回路は、パイロット信号の信号ラインに接続され、充電制御部により制御される第１電位変更回路と、パイロット信号の信号ラインに接続され、充電制御部により制御される第２電位変更回路とを含んでいてもよい。この場合、充電制御部は、一定時間が経過した時点で、第１電位変更回路を動作させることにより、パイロット信号の信号ラインの電位を第１の電位に変更する。また、充電制御部は、外部電源から充電回路への電力供給を許可すると判定した時点で、第２電位変更回路を動作させることにより、パイロット信号の信号ラインの電位を第２の電位に変更する。 In the present invention, the potential change circuit is connected to the pilot signal signal line and is controlled by the charge control unit, and the second potential control circuit is connected to the pilot signal signal line and is controlled by the charge control unit. And a potential changing circuit. In this case, the charging control unit changes the potential of the signal line of the pilot signal to the first potential by operating the first potential changing circuit when a certain time has elapsed. In addition, the charging control unit changes the potential of the signal line of the pilot signal to the second potential by operating the second potential changing circuit when it is determined that the power supply from the external power supply to the charging circuit is permitted. .
本発明によれば、充電制御部の起動時に電源が確保できない場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータによらずに、パイロット信号により充電される簡単な回路によって、充電制御部の電源を生成することができる。 According to the present invention, when the power source cannot be secured at the time of starting the charging control unit, the power source of the charging control unit can be generated by a simple circuit charged by the pilot signal without using the AC / DC converter. .
本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。図面において、同一の部分または対応する部分には、同一の符号を付してある。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
まず、図１を参照して、車両用充電装置とその周辺装置を含む充電システムの構成について説明する。この充電システムは、車両の外部にある外部電源１と、外部電源１に接続されたＥＶＳＥ（Electric Vehicle Supply Equipment）２と、本発明の車両用充電装置１００と、車両用充電装置１００により充電される高電圧バッテリ７と、高電圧バッテリ７の電圧を降圧するＤＣ−ＤＣコンバータ８と、ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力電圧により充電される補機バッテリ９と、補機バッテリ９を電源として動作する補機１０とを備えている。
First, the configuration of a charging system including a vehicle charging device and its peripheral devices will be described with reference to FIG. The charging system is charged by an
外部電源１は、一般家庭用の交流電源、または屋外に設置された充電設備に設けられた交流電源である。ＥＶＳＥ２は、外部電源１から車両への電力供給を制御するユニットで、外部電源１と車両の充電端子Ｔ１、Ｔ２とを接続する充電ケーブルに装備されている。ＥＶＳＥ２には、開閉器３、４と、ＣＰＬＴ（Control Pilot）制御回路５とが備わっている。開閉器３、４は、例えばリレーの接点からなり、外部電源１と車両側の充電回路６とを電気的に接続または遮断する。ＣＰＬＴ制御回路５は、パイロット信号を生成するとともに、開閉器３、４のＯＮ・ＯＦＦを制御する。ＣＰＬＴ制御回路５から出力されるパイロット信号の信号ラインＬは、車両側の信号端子Ｔ３に接続されている。ＥＶＳＥ２は、本発明における「電路開閉部」の一例である。ＣＰＬＴ制御回路５は、本発明における「開閉制御回路」の一例である。
The
車両用充電装置１００は、例えば、電気自動車に搭載されており、充電回路６、定電圧電源１３、充電制御部１４、外部給電許可回路１５、スイッチ１１、スイッチ１２、スイッチ１６、コンデンサＣ、抵抗Ｒ１〜Ｒ４、ダイオードＤ１〜Ｄ３を備えている。これらの各部は、同一の基板に実装されて１つのユニットを構成している。スイッチ１１は、本発明における「第１スイッチ」の一例である。スイッチ１２は、本発明における「第２スイッチ」の一例である。抵抗Ｒ４とスイッチ１６の直列回路は、本発明における「第１電位変更回路」の一例である。外部給電許可回路１５は、本発明における「第２電位変更回路」の一例である。
The
充電回路６は、力率改善回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、整流回路などを含む公知の回路からなり、充電制御部１４からの制御信号に基づいて、外部電源１から供給される交流電圧を所定の直流電圧に変換する。充電回路６の出力側には、車両駆動用の高電圧バッテリ７が接続されており、充電回路６から出力される直流電圧により、高電圧バッテリ７が充電される。高電圧バッテリ７は、電気自動車の走行用モータの駆動源であり、リチウムイオン電池などの二次電池からなる。この高電圧バッテリ７の電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータ８により降圧され、降圧された直流電圧により、補機バッテリ９が充電される。補機バッテリ９は、鉛蓄電池などの二次電池からなる。補機バッテリ９を駆動源とする補機１０には、室内灯、パワーウィンドウ装置、ワイパー駆動装置、オーディオ装置、ナビゲーションシステムなどの各種の装置が含まれる。
The charging
直列に接続された抵抗Ｒ２、Ｒ３は、分圧回路を構成する分圧抵抗である。分圧回路の一端は、コンデンサＣおよび定電圧電源１３に接続され、分圧回路の他端は、グランドに接続されている。また、分圧回路の分圧点（分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３の接続点）は、充電制御部１４の電源端子に接続されている。
The resistors R2 and R3 connected in series are voltage dividing resistors that constitute a voltage dividing circuit. One end of the voltage dividing circuit is connected to the capacitor C and the constant
コンデンサＣは、電解コンデンサからなり、分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３の直列回路と並列に設けられている。定電圧電源１３は、公知のスイッチングレギュレータなどから構成され、ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力電圧に基づいて、車両用充電装置１００の各部の動作に必要な内部電源を生成する。
The capacitor C is an electrolytic capacitor, and is provided in parallel with the series circuit of the voltage dividing resistors R2 and R3. The constant
コンデンサＣに対して、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ１、スイッチ１１、およびダイオードＤ１からなる第１充電経路と、ダイオードＤ３、スイッチ１２、およびダイオードＤ１からなる第２充電経路とが設けられている。第１充電経路の抵抗Ｒ１およびスイッチ１１と、第２充電経路のスイッチ１２は、並列に接続されている。スイッチ１１は、常時はＯＮ（閉状態）となっており、スイッチ１２は、常時はＯＦＦ（開状態）となっている。第１充電経路は、回路素子としての抵抗Ｒ１を含み、第２充電経路は、回路素子としての抵抗を含まない。この理由については後述する。第１充電経路、第２充電経路、およびコンデンサＣは、本発明における「電力供給回路」の一例である。
A first charging path including a diode D3, a resistor R1, a switch 11, and a diode D1 and a second charging path including a diode D3, a
充電制御部１４は、マイクロコンピュータから構成されており、ダイオードＤ３、信号端子Ｔ３、および信号ラインＬを介して、ＣＰＬＴ制御回路５に接続されている。充電制御部１４は、外部電源１から供給される電力に基づいて高電圧バッテリ７が充電されるように、充電回路６を制御する。また、充電制御部１４は、スイッチ１１およびスイッチ１２のＯＮ・ＯＦＦを制御して、ＣＰＬＴ制御回路５からコンデンサＣへの充電経路を、第１充電経路と第２充電経路とに切り替える。さらに、充電制御部１４は、外部給電許可回路１５およびスイッチ１６を制御して、パイロット信号が出力されている信号ラインＬの電位を変更する（詳細は後述）。
The
外部給電許可回路１５は、ダイオードＤ３および信号端子Ｔ３を介して、信号ラインＬに接続されている。この外部給電許可回路１５には、例えば、抵抗とトランジスタの直列回路（図示省略）が設けられており、トランジスタのＯＮ・ＯＦＦが充電制御部１４により制御される。抵抗Ｒ４およびスイッチ１６の直列回路は、外部給電許可回路１５と並列に設けられており、ダイオードＤ３および信号端子Ｔ３を介して、信号ラインＬに接続されている。
The external power
次に、以上の構成からなる車両用充電装置１００の動作につき、図２のフローチャートを参照しながら説明する。
Next, the operation of the
ステップＳ１では、充電ケーブルにより、ＥＶＳＥ２が車両に接続される。すなわち、ＥＶＳＥ２の開閉器３、４が車両の充電端子Ｔ１、Ｔ２に接続され、ＣＰＬＴ制御回路５が車両の信号端子Ｔ３に接続される。しかし、この段階では開閉器３、４がＯＦＦであるため、外部電源１から充電端子Ｔ１、Ｔ２へ至る電路は形成されない。一方、ＥＶＳＥ２が接続された時点で、ＣＰＬＴ制御回路５からは、図８の時刻ｔ０に示すように、直流１２Ｖのパイロット信号が信号ラインＬへ出力されている。図８の横軸は時間を表しており、縦軸はパイロット信号の電圧値（信号ラインＬの電位）を表している。
In step S1, EVSE2 is connected to the vehicle by the charging cable. That is, the
ＥＶＳＥ２が接続された時点で、補機バッテリ９の電圧が、充電制御部１４を構成するマイクロコンピュータを駆動できるだけの十分な電圧であれば、起動時の充電制御部１４の電源が確保されていることになる。このため、ステップＳ２で充電制御部１４の起動が可能となる。この場合は、ステップＳ３〜Ｓ８の処理を実行することなく、後述するステップＳ９へ移行する。
If the voltage of the
一方、ＥＶＳＥ２が接続された時点で、補機バッテリ９の電圧が、充電制御部１４を構成するマイクロコンピュータを駆動できる電圧に満たなければ、起動時の充電制御部１４の電源が確保されないことになる（この段階では、コンデンサＣは充電されておらず、定電圧電源１３も動作していない）。このため、ステップＳ２で充電制御部１４の起動が不可能となる。この場合は、ステップＳ３へ進む。
On the other hand, if the voltage of the
ステップＳ３では、ＣＰＬＴ制御回路５から出力されているパイロット信号、すなわち１２Ｖの直流電圧により、第１充電経路を介して、コンデンサＣを充電する。詳しくは、図３に太矢印で示すように、ＣＰＬＴ制御回路５から信号ラインＬへ出力された１２Ｖのパイロット信号は、信号端子Ｔ３から、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ１、スイッチ１１、およびダイオードＤ１からなる第１充電経路を通って、コンデンサＣに印加され、このパイロット信号によってコンデンサＣが充電される。この場合、第１充電経路には抵抗Ｒ１が存在するため、コンデンサＣへの充電は緩やかに行われる。この充電にともなって、コンデンサＣから分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３を介して、充電制御部１４へ電力供給が開始される。
In step S3, the capacitor C is charged through the first charging path with the pilot signal output from the
コンデンサＣの充電が進行して、ステップＳ４で、コンデンサＣの充電電圧が充電制御部１４の動作に必要な電圧を超えると、ステップＳ５で充電制御部１４が起動する（図８の時刻ｔ１）。この後、充電制御部１４によって、ステップＳ６〜Ｓ１２の各処理が実行される。
When the charging of the capacitor C proceeds and the charging voltage of the capacitor C exceeds the voltage necessary for the operation of the charging
まず、ステップＳ６において、充電制御部１４は、コンデンサＣの充電経路を、第１充電経路から第２充電経路に切り替える。すなわち、図４に示すように、充電制御部１４は、スイッチ１１をＯＦＦにするとともに、スイッチ１２をＯＮにする。これにより、太矢印で示すように、１２Ｖのパイロット信号は、ダイオードＤ３、スイッチ１２、およびダイオードＤ１からなる第２充電経路を通って、コンデンサＣに印加され、このパイロット信号によってコンデンサＣが充電される。この場合、第２充電経路には回路素子としての抵抗が存在しないため、コンデンサＣへの充電は急速に行われる。
First, in step S6, the charging
第２充電経路に切り替えた後、充電制御部１４は、ステップＳ７で所定時間が経過するのを待つ。この間、コンデンサＣへの充電が継続され、コンデンサＣは満充電状態となる。したがって、外部電源１から給電が開始されるまでの間、充電制御部１４は、コンデンサＣから分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３を介して供給される電力を電源として、動作することが可能となる。
After switching to the second charging path, the charging
ステップＳ７で所定時間が経過すると、充電制御部１４は、ステップＳ８で第１充電経路と第２充電経路のいずれをも遮断する。すなわち、図５に示すように、ＯＮ状態にあったスイッチ１２をＯＦＦに切り替えて、スイッチ１１、１２を共にＯＦＦにする。これにより、１２Ｖのパイロット信号によるコンデンサＣの充電は停止される。
When a predetermined time elapses in step S7, the charging
一方、１２Ｖのパイロット信号は、図５の太矢印で示すように、ダイオードＤ３を介して、充電制御部１４に入力される。充電制御部１４は、このパイロット信号を受信すると、スイッチ１６をＯＮにする。これにより、信号ラインＬが、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ４、およびスイッチ１６を介して接地される。このため、信号ラインＬの電位（パイロット信号の電圧）が、図８の時刻ｔ２に示すように、１２Ｖから９Ｖに低下する。ＣＰＬＴ制御回路５は、信号ラインＬの電位が９Ｖに低下したことで、ＥＶＳＥ２が車両と接続されたと認識する。
On the other hand, the 12V pilot signal is input to the charging
この結果、ステップＳ９で、ＣＰＬＴ制御回路５と充電制御部１４との間で通信が開始される。通信が開始されると、ＣＰＬＴ制御回路５は、パルス信号からなるパイロット信号を信号ラインＬへ出力する。このパルス信号の周波数は１ＫＨｚ、電圧は９Ｖである。パイロット信号のパルス幅により、外部電源１の供給電流容量が、充電制御部１４へ通知される。
As a result, communication is started between the
また、通信が開始されると、ステップＳ１０で、充電制御部１４は故障診断を実行する。この故障診断において、充電制御部１４は、車両用充電装置１００の各部に異常がないかどうかをチェックするとともに、図示しないバッテリ管理ユニットなどと交信を行い、バッテリ７の充電が可能かどうかをチェックする。そして、故障診断の結果、問題がなければ、ステップＳ１１で外部電源１からの給電が可能と判断し、ステップＳ１２へ進む。一方、故障診断の結果、問題がある場合（例えば、充電回路６が故障している場合）は、ステップＳ１１で外部電源１からの給電が不可能と判断し、ステップＳ１２、Ｓ１３を実行することなく、処理を終了する。
When communication is started, the charging
ステップＳ１２では、充電制御部１４は、外部電源１からの給電を許可するための処理を行う。具体的には、図６に示すように、充電制御部１４は、外部給電許可回路１５に対して、ＯＮ信号を出力する。これにより、外部給電許可回路１５のトランジスタ（図示省略）がＯＮするので、パイロット信号の信号ラインＬは、当該トランジスタに直列接続された抵抗（図示省略）を介して接地される。また、このとき、スイッチ１６はＯＮ状態を維持しているので、信号ラインＬは、抵抗Ｒ４によっても接地される。
In step S <b> 12, the charging
このため、図８の時刻ｔ３に示すように、信号ラインＬの電位（パイロット信号の電圧）が、９Ｖから６Ｖにさらに低下する。このときのパイロット信号もパルス信号である。ＣＰＬＴ制御回路５は、信号ラインＬの電位が６Ｖに低下したことで、充電制御部１４が外部電源１からの給電を許可したと認識する。このように認識すると、ＣＰＬＴ制御回路５は、図７に示すように、開閉器３および開閉器４をＯＮに切り替える。これにより、外部電源１と車両の充電端子Ｔ１、Ｔ２とが電気的に接続される。また、充電制御部１４によって、充電回路６が駆動される。このため、ステップＳ１３において、外部電源１から車両へ給電が行われる。
Therefore, as shown at time t3 in FIG. 8, the potential of the signal line L (pilot signal voltage) further decreases from 9V to 6V. The pilot signal at this time is also a pulse signal. The
詳しくは、開閉器３、４がＯＮし、充電回路６が動作することで、図７の太矢印で示すように、外部電源１から開閉器３、４と、充電端子Ｔ１、Ｔ２と、充電回路６とを経て、高電圧バッテリ７へ至る電路が形成される。充電回路６は、外部電源１から給電される交流電圧を直流電圧に変換し、この直流電圧により高電圧バッテリ７を充電する。
Specifically, when the
ＤＣ−ＤＣコンバータ８は、高電圧バッテリ７の電圧を降圧して、低電圧の直流電圧を生成し、この直流電圧により補機バッテリ９を充電する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力電圧は、ダイオードＤ２を介して定電圧電源１３に与えられる。定電圧電源１３は、この出力電圧に基づいて内部電源を生成する。したがって、外部電源１から車両へ給電が開始された後は、充電制御部１４の動作に必要な電源は、定電圧電源１３から分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３を介して供給される。
The DC-
上述した実施形態においては、ＥＶＳＥ２が車両に接続されてから、ＣＰＬＴ制御回路５が充電制御部１４と通信を開始するまでの間（図８の時刻ｔ０〜ｔ２）に、信号ラインＬに出力されている直流１２Ｖのパイロット信号により、コンデンサＣが充電されている。そして、このコンデンサＣの電力を、分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３を介して、充電制御部１４に駆動用の電源として供給している。このように、ＣＰＬＴ制御回路５が通信を開始するまでのパイロット信号を利用してコンデンサＣを充電することで、充電制御部１４の電源を、ＡＣ／ＤＣコンバータによらずに、簡単な回路で生成することができる。また、このときのパイロット信号はパルス信号ではないので、コンデンサＣの充電を円滑に行うことができる。
In the above-described embodiment, the signal is output to the signal line L from when the
また、上述した実施形態においては、ＣＰＬＴ制御回路５による通信が開始された後、直ちに外部電源１から給電を行うのではなく、給電に先立って、充電制御部１４が故障診断を実行する。そして、この故障診断の結果に基づいて、外部電源１からの給電を許可するか否かを判定し、許可すると判定した場合のみ、ＥＶＳＥ２の開閉器３、４をＯＮにして、車両への給電を行う。このため、車両側が回路故障などにより給電不可能な状態であるにもかかわらず、外部電源１から電力が供給されて、車両側の回路に損傷が生じるのを未然に防止することができる。
Further, in the above-described embodiment, after the communication by the
また、上述した実施形態においては、充電制御部１４が起動するまでの間（図８の時刻ｔ０〜ｔ１）は、第１充電経路（ダイオードＤ３、抵抗Ｒ１、スイッチ１１、ダイオードＤ１）を経由してコンデンサＣを充電する。この場合、第１充電経路に抵抗Ｒ１が存在しないと、コンデンサＣの充電開始時に、信号ラインＬの電位が急激に低下して、ＣＰＬＴ制御回路５が、車両側で給電が許可されたと誤判定してしまうおそれがある。しかるに、第１充電経路に抵抗Ｒ１が存在することにより、コンデンサＣの充電開始時に、信号ラインＬの電位が急激に低下することはなく、上記のようなＣＰＬＴ制御回路５の誤判定を回避することができる。
In the above-described embodiment, the period until the charging
一方、充電制御部１４が起動してから所定時間（図８の時刻ｔ１〜ｔ２）は、第２充電経路（ダイオードＤ３、スイッチ１２、ダイオードＤ１）を経由してコンデンサＣを充電する。この場合、第２充電経路には回路素子としての抵抗が含まれていないので、前述したように充電が急速に行われる。これにより、コンデンサＣの満充電までの時間を短縮することができる。
On the other hand, the capacitor C is charged via the second charging path (diode D3, switch 12, diode D1) for a predetermined time (time t1 to t2 in FIG. 8) after the charging
本発明では、以上述べた実施形態以外にも、種々の実施形態を採用することができる。例えば、前記の実施形態では、コンデンサＣの充電経路として、第１充電経路と第２充電経路とを設けたが、第２充電経路を省略して第１充電経路のみを設けてもよい。この場合は、充電制御部１４が起動すると、ＣＰＬＴ制御回路５と充電制御部１４との間で直ちに通信が開始される。
In the present invention, various embodiments can be adopted in addition to the embodiments described above. For example, in the above-described embodiment, the first charging path and the second charging path are provided as the charging path for the capacitor C, but the second charging path may be omitted and only the first charging path may be provided. In this case, when the
また、前記の実施形態では、外部給電許可回路１５の例として、抵抗とトランジスタの直列回路を例に挙げたが、外部給電許可回路１５を、抵抗Ｒ４およびスイッチ１６と同様に、抵抗とスイッチの直列回路で構成してもよい。
In the above-described embodiment, as an example of the external power
さらに、前記の実施形態では、本発明を電気自動車に適用した場合を例に挙げたが、本発明はハイブリッドカーなどにも適用できることは言うまでもない。 Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to an electric vehicle has been described as an example.
１ 外部電源
２ ＥＶＳＥ
３、４ 開閉器
５ ＣＰＬＴ制御回路
６ 充電回路
７ 高電圧バッテリ
１１、１２ スイッチ
１４ 充電制御部
１５ 外部給電許可回路
１６ スイッチ
１００ 車両用充電装置
Ｃ コンデンサ
Ｄ１、Ｄ３ ダイオード
Ｌ 信号ライン
Ｒ１、Ｒ４ 抵抗
1
3, 4
Claims (4)
前記外部電源から電路開閉部を介して供給される交流電圧を直流電圧に変換し、当該直流電圧により前記バッテリを充電する充電回路と、
前記電路開閉部に備わる開閉制御回路から出力されるパイロット信号の信号ラインに接続され、前記充電回路を制御する充電制御部と、
前記信号ラインに接続され、前記充電制御部の制御に基づいて前記信号ラインの電位を変更する電位変更回路と、
前記信号ラインに接続され、前記開閉制御回路が前記充電制御部と通信を開始するまでの間に、前記パイロット信号によって充電され、当該充電された電力を前記充電制御部へ供給する電力供給回路と、を備え、
前記充電制御部は、
前記電力供給回路から前記充電制御部への電力供給が開始されてから、一定時間が経過した時点で、前記電位変更回路により前記パイロット信号の信号ラインの電位を第１の電位に変更して、前記開閉制御回路と通信を開始し、
前記開閉制御回路との通信の開始後、前記外部電源から前記充電回路への電力供給を許可するか否かを判定し、
電力供給を許可すると判定した場合は、前記電位変更回路により前記パイロット信号の信号ラインの電位を第２の電位に変更して、前記外部電源から前記電路開閉部を介して前記充電回路への電力供給を可能にする、ことを特徴とする車両用充電装置。 In a vehicle charging device mounted on a vehicle and charging a vehicle driving battery with electric power supplied from an external power supply outside the vehicle,
A charging circuit that converts an AC voltage supplied from the external power source through an electric circuit switching unit into a DC voltage, and charges the battery with the DC voltage;
A charge control unit that is connected to a signal line of a pilot signal output from an open / close control circuit provided in the electric circuit open / close unit and controls the charging circuit;
A potential changing circuit that is connected to the signal line and changes the potential of the signal line based on the control of the charge control unit;
A power supply circuit connected to the signal line and charged by the pilot signal until the open / close control circuit starts communication with the charge control unit, and supplies the charged power to the charge control unit; With
The charge controller is
When a certain time has elapsed since the start of power supply from the power supply circuit to the charge control unit, the potential change circuit changes the signal line potential of the pilot signal to a first potential, Start communication with the open / close control circuit,
After starting communication with the open / close control circuit, determine whether to allow power supply from the external power supply to the charging circuit,
If it is determined that power supply is permitted, the potential change circuit changes the potential of the signal line of the pilot signal to a second potential, and the power from the external power source to the charging circuit via the electric circuit switching unit A charging device for a vehicle, characterized in that supply is possible.
前記電力供給回路は、
回路素子としての抵抗を含む第１充電経路と、
回路素子としての抵抗を含まない第２充電経路と、
前記第１充電経路または前記第２充電経路を介して、前記パイロット信号により充電されるコンデンサと、を有し、
前記コンデンサの充電電圧が前記充電制御部の動作に必要な電圧を超えるまでは、前記第１充電経路により前記コンデンサを充電し、前記コンデンサの充電電圧が前記充電制御部の動作に必要な電圧を超えると、前記第２充電経路により前記コンデンサを充電する、ことを特徴とする車両用充電装置。 The vehicle charging device according to claim 1,
The power supply circuit includes:
A first charging path including a resistor as a circuit element;
A second charging path not including a resistor as a circuit element;
A capacitor charged by the pilot signal via the first charging path or the second charging path,
Until the charging voltage of the capacitor exceeds the voltage necessary for the operation of the charging control unit, the capacitor is charged through the first charging path, and the charging voltage of the capacitor becomes the voltage necessary for the operation of the charging control unit. If it exceeds, the said charging device will be charged by the said 2nd charging path, The charging device for vehicles characterized by the above-mentioned.
前記第１充電経路は、第１スイッチを更に含み、
前記第２充電経路は、第２スイッチを更に含み、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを、前記充電制御部により切り替え、
前記第１スイッチがＯＮで、前記第２スイッチがＯＦＦのときは、前記第１充電経路により前記コンデンサが充電され、
前記第２スイッチがＯＮで、前記第１スイッチがＯＦＦのときは、前記第２充電経路により前記コンデンサが充電される、ことを特徴とする車両用充電装置。 The vehicle charging device according to claim 2,
The first charging path further includes a first switch,
The second charging path further includes a second switch,
The charge control unit switches the first switch and the second switch,
When the first switch is ON and the second switch is OFF, the capacitor is charged through the first charging path,
The vehicle charging device, wherein the capacitor is charged through the second charging path when the second switch is ON and the first switch is OFF.
前記電位変更回路は、
前記パイロット信号の信号ラインに接続され、前記充電制御部により制御される第１電位変更回路と、
前記パイロット信号の信号ラインに接続され、前記充電制御部により制御される第２電位変更回路と、を含み、
前記充電制御部は、
前記一定時間が経過した時点で、前記第１電位変更回路を動作させることにより、前記パイロット信号の信号ラインの電位を第１の電位に変更し、
前記外部電源から前記充電回路への電力供給を許可すると判定した時点で、前記第２電位変更回路を動作させることにより、前記パイロット信号の信号ラインの電位を第２の電位に変更する、ことを特徴とする車両用充電装置。 The vehicle charging device according to claim 1,
The potential changing circuit includes:
A first potential changing circuit connected to the signal line of the pilot signal and controlled by the charge control unit;
A second potential change circuit connected to a signal line of the pilot signal and controlled by the charge control unit,
The charge controller is
When the predetermined time has elapsed, by operating the first potential change circuit, the potential of the signal line of the pilot signal is changed to the first potential,
Changing the potential of the signal line of the pilot signal to the second potential by operating the second potential changing circuit when it is determined that power supply from the external power source to the charging circuit is permitted. The charging device for vehicles characterized by the above-mentioned.
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