JP5728831B2 - 充電装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献2には、プラグインハイブリッド車と車両外部の電源とを連結する充電ケーブルを備えた車両の充電制御装置が開示されている。この充電ケーブルは、前述のモード2と相似の技術である。
また、モード3対応の固定型ケーブル76を備えた充電スタンド75においては、この充電スタンド75を利用する車両は、モード3対応車両に限定されずにモード1又はモード2対応車両も含まれるものと考えられる。この場合、利用する車両によって次のような不具合が発生する恐れがある。すなわち、モード3対応の固定型ケーブル76を、モード2又はモード3対応車両と連結すると、充電情報に関する通信が行われた後で、充電が開始されるが、通信機能を持たないモード1対応車両と連結しても充電は開始されない。この対策として、充電スタンド75にスイッチを設けて、このスイッチを操作した時にモード1対応車両への充電を可能とする提案がなされている。しかし、モード1対応車両を充電する時には、ユーザーがスイッチを操作する必要があり、操作が面倒であり余分な工数を必要とする問題がある。
このように、車両がモード2又はモード3対応車両であっても、或いはモード1対応車両であっても充電が可能である。
このように、モード1〜モード3のいずれの車両にも幅広く対応可能である。
以下、第1の実施形態に係る充電装置を図1〜図3に基づいて説明する。
図1に示すように、充電装置10は、一端に標準化された充電コネクタ11Bを有し、他端にプラグ11Aを有する着脱可能な充電ケーブル11を備えている。充電ケーブル11の一端には標準化されたコネクタに相当する充電コネクタ11Bが取り付けられ、充電コネクタ11Bは車両側の充電インレット14に差し込み可能となっている。充電ケーブル11の他端にはプラグ11Aが取り付けられ、プラグ11Aは地面に立設された充電ポール12のソケットアウトレット12Aに差し込み可能となっている。充電ケーブル11の途中には、後述する電力線のON/OFFを行うリレーとマイコンが収容された筐体としてのコントロールボックス13が設けられている。なお、充電装置10は、両端が着脱可能に設けられた充電ケーブル11を有し、車両との通信機能を持たないモード1充電対応の充電装置である。
充電インレット14内には、電力線18とアース線19とPD信号線20に対応する線がそれぞれ設けられ、電力線18に対応した線は車載充電器26と接続され、PD信号線20に対応した線はECU27に接続されている。また、アース線19に対応した線は接地されている。そして、基準電源VsとPD信号線20に対応した線間には抵抗R2が接続されている。
車両の誤発進防止スイッチは、充電コネクタ11B内に設けられた検出端子Qと、検出端子Qに接続された抵抗R1を有するコネクタ検出装置21と、車両側に設けられた基準電源Vsに接続された抵抗R2とから構成されている。充電コネクタ11Bが車両側の充電インレット14に連結されることにより、抵抗R1と抵抗R2とが直列に接続されて、検出端子Qには、電圧Vm=R1/(R1+R2)×Vsで表されるPD信号が生成され、このPD信号は車両側のECU27に送信されることで車両の誤発進の防止が行われる。ところで、本実施形態においては、抵抗R1に加わる電圧Vmを検出信号(PD信号)として検出端子Qから取り出し、PD信号線20を介してマイコン16に入力させて、リレー15のON制御を行っている。なお、PD信号がコネクタ検出装置21からの検出信号に相当する。
予め、車両が充電ポール12に近づけられ停車されて、車両への充電作業が開始される。なお、車両は通信機能を持たないモード1対応車両とする。
先ず、ユーザー(又は、充電作業者)は、車両付属の充電ケーブル11を取り出し、充電ケーブル11のプラグ11Aを充電ポール12のソケットアウトレット12Aに差し込む。これにより、S101において、交流電源17から電力線18に電圧が印加され、マイコン16が起動し、フローが開始する。
次に、S102において、コネクタ検出装置21からのPD信号がマイコン16に入力されたかどうかの判断が行われる。
S102において、PD信号がマイコン16に入力された(YES)と判断されると、S103に進み、マイコン16から制御信号がトランジスタ23に送信されて、トランジスタ23がON状態となり、リレー15はオンとなる。
S102において、PD信号がマイコン16に入力されていない(NO)と判断されると、S102にリターンしPD信号がマイコン16に入力されたと判断されるまで繰り返し行われる。
次に、S105において充電が継続された後、S106において充電コネクタ11Bへの電圧印加がOFFとなり、充電が終了する。充電が終了後、ユーザーは、充電コネクタ11Bを車両から引き抜き、プラグ11Aを充電ポール12から取り外す。以上で、車両への充電作業が終了する。
(1)充電装置10は、一端に標準化された充電コネクタ11Bを有し、他端にプラグ11Aを有する着脱可能な充電ケーブル11を備えたモード1対応の充電装置である。充電ケーブル11には、充電ケーブル11内の電力線18に配設されたリレー15と、リレー15をON/OFF制御するためのマイコン16とが含まれ、充電コネクタ11B内には車両と連結されたことを検出するコネクタ検出装置21が設けられている。コネクタ検出装置21で検出された検出信号(PD信号)は、PD信号線20を介してマイコン16に入力され、リレー15をON制御する。従って、標準化された充電コネクタ11Bを車両に連結させた場合にのみ、充電コネクタ11Bに電圧が印加され、車両への充電を開始することが可能となる。
(2)プラグ11Aを充電ポール12のソケットアウトレット12Aに差し込んだ後で、充電コネクタ11Bを車両に連結させることなく地面などに放置した場合においては、充電コネクタ11Bへの電圧印加が行われないので、充電コネクタ11Bに導体物が挿入されたり、水溜りに浸ったりしても充電コネクタ11Bがショートすることを防止できる。(3)コネクタ検出装置21は、充電コネクタ11B内に設けられた検出端子Qと、検出端子Qに接続された抵抗R1を有しており、充電コネクタ11Bが車両側の充電インレット14に連結されることにより、抵抗R1と車両側の抵抗R2とが直列に接続されて、検出端子Qには、電圧Vm=R1/(R1+R2)×Vsで表されるPD信号が生成される。このPD信号を充電ケーブル11側に取り出して、PD信号線20を介してマイコン16に入力させればよい。従って、既存の誤発進防止用のコネクタ検出装置21をリレー15のON/OFF制御に利用できるので、新規にスイッチを設ける必要が無く、部品コストを削減可能である。
次に、第2の実施形態に係る充電装置30を図4〜図6に基づいて説明する。
この実施形態は、第1の実施形態における充電ケーブル11に通信機能を持たせたものである。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
リレー15内における電磁コイル22、電磁コイル22とマイコン33の間に設けられたトランジスタ23の作動については、第1の実施形態と同等であり、マイコン33からの制御電流がトランジスタ23に入力されることによりリレー15のオン/オフ制御が可能となっている。
充電インレット35内には、電力線18とアース線19とPD信号線20とコントロールパイロット線34に対応する線がそれぞれ設けられ、電力線18に対応した線は車載充電器36と接続され、PD信号線20に対応した線はECU37に接続され、コントロールパイロット線34に対応した線はECU37に接続されている。また、アース線19に対応した線は接地されている。そして、電源VsとPD信号線20に対応した線間には抵抗R2が接続されている。
コネクタ検出装置21の構成は、第1の実施形態と同等である。
予め、車両が充電ポール12に近づけられ停車されて、車両への充電作業が開始される。
先ず、ユーザー(又は、充電作業者)は、車両付属の充電ケーブル31を取り出し、充電ケーブル31のプラグ31Aを充電ポール12のソケットアウトレット12Aに差し込む。これにより、S201において、交流電源17から電力線18に電圧が印加され、マイコン33が起動し、フローが開始する。
次に、S202において、コネクタ検出装置21からのPD信号がマイコン33に入力されたかどうかの判断が行われる。
S202において、PD信号がマイコン33に入力された(YES)と判断されると、S203に進み、マイコン33からCPLT信号が発生され、発生されたCPLT信号はコントロールパイロット線34を介して車両側に送信される。S202において、PD信号がマイコン33に入力されていない(NO)と判断されると、S202にリターンしPD信号がマイコン33に入力されたと判断されるまで繰り返し行われる。
次に、S207において、交流電源17と電力線18とは接続されて充電コネクタ31Bに充電電圧が印加され、車両への充電がスタートし、車両側の車載充電器36へ電力が供給される。
次に、S208において、充電情報に基づく充電が自動的に行われる。充電情報としては、例えば、充電装置30の供給電流容量などが考えられるが、車両側のECU37はこの供給電流容量に基づく充電を行うように制御する。
次に、S212において、すでにS202〜S203にてコネクタ検出装置21からのPD信号がマイコン33に入力されていることにより、トランジスタ23がON状態となり、リレー15はオンとなる。
次に、S214において、充電が継続される。なお、モード2対応車両の場合におけるS208と異なるところは、予め充電情報の交換が行われていないところにある。
S215〜S216に至るステップは、上記S209〜S210に至るステップと同等である。充電が終了後、ユーザーは、充電コネクタ31Bを車両から引き抜き、プラグ31Aを充電ポール12から取り外す。以上で、車両への充電作業が終了する。
(4)充電装置30は、充電ケーブル31に車両との通信機能を備えたモード2充電対応の充電装置であるが、コネクタ検出装置21からのPD信号をマイコン33に入力後、マイコン33からCPLT信号を発生させて車両がモード2対応車両であるかどうかの判断を行っている。所定時間後のCPLT信号に変化があった場合には、モード2対応車両と認識され、交換された充電情報に基づき自動的に充電が行われる。また、所定時間後のCPLT信号に変化のない場合には、モード1対応車両と認識され、リレー15がON制御され、充電コネクタ31Bに電力が印加される。このように、CPLT信号に加えて、コネクタ検出装置21からのPD信号を充電ケーブル31側に取り出してマイコン33を介してリレー15のON/OFF制御を行うことにより、車両がモード2対応車両であっても、或いはモード1対応車両であっても充電が可能である。
(5)充電装置30は、標準化されたモード2充電対応の充電ケーブル31にもともと備わっているマイコン33やリレー15やコネクタ検出装置21をそのまま利用して、コネクタ検出装置21からのPD信号を充電ケーブル31側に取り出すと共に、PD信号とCPLT信号の処理手順を若干変更するだけでよく、変更に伴うコストアップを抑制することが可能である。
次に、第3の実施形態に係る充電装置を図7〜図9に基づいて説明する。
この実施形態は、第1及び第2の実施形態における着脱可能な充電ケーブル11、31に変えて充電スタンド50に固定接続された充電ケーブル53を使用するものである。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
リレー15内における電磁コイル22、電磁コイル22とマイコン33の間に設けられたトランジスタ23の作動については、第1の実施形態と同等であり、マイコン33からの制御電流がトランジスタ23に入力されることによりリレー15のオン/オフ制御が可能となっている。
充電インレット57内には、電力線18とアース線19とPD信号線20とコントロールパイロット線34に対応する線がそれぞれ設けられ、電力線18に対応する線は車載充電器58と接続され、PD信号線20に対応する線はECU59に接続され、コントロールパイロット線34に対応する線はECU59に接続されている。また、アース線19に対応する線は接地されている。そして、電源VsとPD信号線20に対応する線間には抵抗R2が接続されている。
コネクタ検出装置21の構成は、第1の実施形態と同等である。
予め、車両が充電スタンド50に近づけられ停車されて、車両への充電作業が開始される。
ユーザー(又は、充電作業者)は、充電スタンド50のコネクタホルダ55に掛止されている充電コネクタ54を取り外し、固定型充電ケーブル53を車両側に引っ張り、充電コネクタ54を車両側の充電インレット57に差し込んで連結させる。この連結によって、コネクタ検出装置21からPD信号が生成され、生成されたPD信号は、PD信号線20を介してマイコン33に入力される。
S301において、PD信号がマイコン33に入力された(YES)と判断されると、S302に進み、マイコン33からCPLT信号が発生され、発生されたCPLT信号はコントロールパイロット線34を介して車両側に送信される。S301において、PD信号がマイコン33に入力されていない(NO)と判断されると、S301にリターンしPD信号がマイコン33に入力されたと判断されるまで繰り返し行われる。
次に、S306において、交流電源17と電力線18とは接続されて充電コネクタ54に充電電圧が印加され、車両への充電がスタートし、車両側の車載充電器58へ電力が供給される。
次に、S307において、充電情報に基づく充電が自動的に行われる。充電情報としては、例えば、充電スタンド50の供給電流容量などが考えられるが、車両側のECU59はこの供給電流容量に基づく充電を行うように制御する。
次に、S311において、すでにS301〜S302にてコネクタ検出装置21からのPD信号がマイコン33に入力されていることにより、トランジスタ23がON状態となり、リレー15はオンとなる。
次に、S313において、充電が継続される。なお、モード2又はモード3対応車両の場合におけるS307と異なるところは、予め充電情報の交換が行われていないところにある。
S314〜S315に至るステップは、上記S308〜S309に至るステップと同等である。
(6)充電スタンド50は、固定型充電ケーブル53を有し車両との通信機能を備えたモード3充電対応の充電装置であるが、コネクタ検出装置21からのPD信号をマイコン33に入力後、マイコン33からCPLT信号を発生させて車両がモード2or3対応車両であるかどうかの判断を行っている。所定時間後のCPLT信号に変化があった場合には、モード2or3対応車両と認識され、交換された充電情報に基づき自動的に充電が行われる。また、所定時間後のCPLT信号に変化のない場合には、モード1対応車両と認識され、リレー15がON制御され、充電コネクタ54に電力が印加される。このように、充電スタンド50においては、コネクタ検出装置21からのPD信号を利用することにより、モード1対応車両であってもスイッチ操作等なしで充電を行うことができる。すなわち、モード1〜モード3対応車両のいずれの車両であっても幅広く対応可能であり、この充電スタンド50を利用するユーザーは、車両がモード1〜モード3のどれに該当するのかを意識する必要が無く、利便性を高めることができる。
(7)充電スタンド50は、標準化されたモード3充電対応の固定型充電ケーブル53を有し、充電スタンド50側にもともと備わっているマイコン33やリレー15やコネクタ検出装置21をそのまま利用して、コネクタ検出装置21からのPD信号を固定型充電ケーブル53側に取り出すと共に、PD信号とCPLT信号の処理手順を若干変更するだけでよく、変更に伴うコストアップを抑制することが可能である。
○ 第1の実施形態では、脱着可能な充電ケーブル11を備えた充電装置10として説明したが、充電ケーブル11と充電ポール12とが一体化されたものであっても良い。通常、充電ケーブル11は車両に付属しているものであるが、この場合には、充電ケーブル11と充電ポール12とが一体化されているので、充電ケーブル11のプラグ11Aを充電ポール12に差し込む手間を省くことができる。
○ 第1の実施形態においては、コントロールボックス13を充電ケーブル11の途中に設け、また、第2の実施形態においては、コントロールボックス32を充電ケーブル31の途中に設けるとして説明したが、コントロールボックス13、32をそれぞれプラグ11A、31A内に配設してもよい。
○ 第1〜第3の実施形態において、コネクタ検出装置21からのPD信号のインピーダンスに影響を与えないように、充電コネクタ側の抵抗R1を調整可能としても良い。
○ 第1〜第3の実施形態では、コネクタ検出手段をコネクタ検出装置21として説明したが、リミットスイッチなどその他の検出手段を用いても良い。
11 充電ケーブル
11B 充電コネクタ
15 リレー
16 マイコン
17 交流電源
21 コネクタ検出装置
Claims (5)
- 充電用電源から車両に電力を供給する充電ケーブルと、
当該充電ケーブルの一端に設けられた前記車両と電気的に接続可能な充電コネクタと、
前記充電コネクタと前記車両との接続を検出するコネクタ検出手段と、
前記充電ケーブルに設けられ、前記充電用電源から前記車両への通電を制御する開閉器と、
前記充電ケーブルに設けられ、前記コネクタ検出手段からの検出信号を入力し、前記開閉器のON/OFF制御を行う制御装置と、
前記制御装置および前記コネクタ検出手段に接続され、前記コネクタ検出手段からの前記検出信号を前記制御装置へ通すPD信号線と、を備え、
前記コネクタ検出手段は、前記PD信号線と接続され、前記車両と接続可能な検出端子と、一端が該検出端子に接続され、他端がアース線に接続された抵抗と、を有し、
前記検出端子から取り出され、前記抵抗に加わる電圧は、前記充電コネクタが前記車両と接続されたことを示す前記コネクタ検出手段からの検出信号であり、
前記制御装置は前記コネクタ検出手段から前記検出信号が前記PD信号線を介して入力されたときに、前記開閉器をON制御させることを特徴とする充電装置。 - 前記充電装置には、車両との間で通信を行う通信装置を備え、通信信号が前記制御装置に入力されることにより、前記開閉器がON制御されることを特徴とする請求項1に記載の充電装置。
- 前記制御装置は、前記コネクタ検出手段からの検出信号を検出したときに、前記通信装置から通信信号を発生させ、前記車両からの応答の有無によって、接続された車両が通信機能を有するものであるかどうかを判別して、前記開閉器を制御することを特徴とする請求項2に記載の充電装置。
- 前記充電装置には、前記充電ケーブルの他端に設けられた前記充電用電源に差し込み可能なプラグと、前記開閉器と前記制御装置とを収容する筐体を有し、前記筐体は前記充電ケーブルに連結して設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の充電装置。
- 地上に設置された充電スタンドの本体部に固定接続され、充電用電源から車両に電力を供給する充電ケーブルと、
当該充電ケーブルの一端に設けられた前記車両と電気的に接続可能な充電コネクタと、
前記充電コネクタと前記車両との接続を検出するコネクタ検出手段と、
前記充電用電源から前記車両への通電を制御する開閉器と、
前記コネクタ検出手段からの検出信号を入力し、前記開閉器のON/OFF制御を行う制御装置と、
前記制御装置および前記コネクタ検出手段に接続され、前記コネクタ検出手段からの前記検出信号を前記制御装置へ通すPD信号線と、を備え、
前記充電用電源と前記開閉器と前記制御装置と車両との間で通信を行う通信装置とが前記本体部内に設けられ、
前記コネクタ検出手段は、前記PD信号線と接続され、前記車両と接続可能な検出端子と、一端が該検出端子に接続され、他端がアース線に接続された抵抗と、を有し、
前記検出端子から取り出され、前記抵抗に加わる電圧は、前記充電コネクタが前記車両と接続されたことを示す前記コネクタ検出手段からの検出信号であり、
前記制御装置は、前記コネクタ検出手段から前記検出信号が前記PD信号線を介して入力され、前記検出信号を検出したときに、前記通信装置から通信信号を発生させ、前記車両からの応答の有無によって、接続された車両が通信機能を有するものであるかどうかを判別して、前記開閉器を制御することを特徴とする充電装置。
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