JP5733226B2 - 充電通信装置、充電通信方法、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の自動車への外部からの充電に適用して好適な充電通信装置、充電通信方法、プログラム、媒体に関する。

電気自動車、プラグインタイプのハイブリッド車、燃料電池車等の駆動バッテリに蓄積された電力により走行用のモータを駆動する車両においては、駆動バッテリに路側に設けられた充電スタンドから充電することが行われる。

充電スタンドは例えば特許文献１に示されるように、家庭用又は産業用の商用電源の交流を、充電ケーブルを介して車両に供給するものであり、この交流を直流に車両側の例えばＡＣ／ＤＣコンバータにて変換して前述した駆動バッテリを充電する。この充電とともに、充電ケーブルの電力線又は電力線に沿わせた通信線により、充電に伴う情報やその他の情報を相互に通信する所謂充電通信が行われる。

この従来技術においては、上述した高圧の駆動バッテリに例えばＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続される低圧の補機バッテリの電圧が不足すると、補機バッテリを電源とする車載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）の車両制御プログラムの更新ができないあるいは更新が完了できないという問題が生じる。

上記特許文献１においてはこの問題に対して、充電ケーブルの接続が検知されたときに随時車両制御プログラムの更新を行い更新の実行機会を増やすことに基づいて、補機バッテリの電圧が不足する場合に更新を行うことをなるべく回避する技術が開示されている。

特開２０１１−０００８９４号公報

しかしながら上述した従来技術においては、更新対象が充電通信に関する通信プログラムである場合には、補機バッテリの電圧が更新に必要な所定電圧以下のときにケーブルが接続されていても、更新を完了することは依然としてできない。

本発明は、上記問題に鑑み、補機バッテリの電圧低下によって通信プログラムの更新の完了が困難となることを極力回避することができる充電通信装置、充電通信方法、プログラム、媒体を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するため、本発明に係る充電通信装置は、
外部電源と車両とが接続され、且つ該外部電源によって送信される充電制御プログラムのバージョン情報に基づいて更新することを要求する前に、前記車両の補機バッテリの充電電圧が所定値以下であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段が肯定と判定する場合に充電制御プログラムの更新に関連する機器以外への前記補機バッテリからの電源供給を禁止する禁止手段と
を含むことを特徴とする。
なお充電制御プログラムの更新に関連する機器とは充電制御プログラムの更新の対象となる機器と当該対象となる機器の充電制御プログラムの更新にあたり電源供給が必要となる機器を含む。ここで前記充電通信装置は、前記禁止手段により前記電源供給を禁止した後に前記外部電源に対して前記充電制御プログラムの更新を要求する要求手段を含むことが好ましい。

上記の問題を解決するため、本発明に係る充電通信方法は、
充電通信装置によって実行される充電通信方法であって、
外部電源と車両とが接続され、且つ該外部電源によって送信される充電制御プログラムのバージョン情報に基づいて更新することを要求する前に、前記車両の補機バッテリの充電電圧が所定値以下であるか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップにおいて肯定と判定される場合に充電制御プログラムの更新に関連する機器以外への前記補機バッテリからの電源供給を禁止する禁止ステップと
を含むことを特徴とする。
ここで前記充電通信方法において、前記禁止ステップにおいて前記電源供給が禁止された後に、前記外部電源に対して前記充電制御プログラムの更新を要求する要求ステップを含むことが好ましい。

また本発明に係るプログラムは前記充電通信方法を充電通信装置に実行させるプログラムであり、本発明に係る媒体は前記プログラムを記録した記録媒体である。

本発明の充電通信装置、充電通信方法によれば、充電制御プログラムの更新に必要な機器つまり優先度の高い機器のみへ電源供給して、更新中における補機バッテリの電圧降下を抑制して、更新に必要な電力を確保することができる。

本発明に係る実施例の充電通信装置１の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る実施例の充電通信装置１の一実施形態の電源供給の禁止に係る部分を詳細に示す模式図である。 本発明に係る実施例の充電通信装置１の制御内容を示すフローチャートである。 本発明に係る実施例の充電通信装置１を含む充電通信システムＳの充電スタンド１０側及び車両側の双方の制御内容の相互関係を示すシーケンス図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１及び図２に示すように、本実施例の充電通信装置１は、充電バッテリ２（駆動バッテリ）と、ＰＬＣＥＣＵ３（Power Line Communication ECU）と、補機バッテリ４と、電源ボックス５と、充電通信線６と、インレット７を含んで構成される。補機バッテリ４の負荷として上述したＰＬＣＥＣＵ３の他、図２に示すように、ＥＣＵ８ｎ１〜３とその他優先ＥＣＵ９が充電通信装置１を搭載する車両に含まれるものとしている。ＰＬＣＥＣＵ３とＥＣＵ８ｎ１〜３とその他優先ＥＣＵ９は例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格の車内ＬＡＮにより相互に接続されている。

図１中インレット７よりも左側には、路側の設備として充電スタンド１０（外部電源）とそこから引き出される充電ケーブル１１及び充電コネクタ１２が配置される。充電スタンド１０は図示しないＣＰＬＴ回路（Control Pilot）を含み、充電通信線６及び充電ケーブル１１はそれぞれの被覆管内部に図示しないＣＰＬＴ線及びＰＩＳＷ線（Plug In：挿抜検知線）を含み、ＣＰＬＴ線はＣＰＬＴ回路の発信するＣＰＬＴ信号を伝送する。

インレット７は、車両のいずれかの箇所に設けられる雌型コンセントであり、対応する雄型コンセントは充電スタンド１０から引き出される充電ケーブル１１側の充電コネクタ１２である。

インレット７よりも右側の枠内が車両（EVCC：Electronic Vehicle Community Controller）側の充電通信装置１を示し、インレット７の左側が充電スタンド１０（SECC：Supply Equipment Communication Controller）を示している。図１中に示す充電通信システムＳはこれらの双方を包含するシステムを指す。

充電バッテリ２は、例えば周知のニッケル水素電池により構成される高圧の二次電池である。充電バッテリ２には、走行系統の負荷として図示しないインバータと、インバータに駆動される図示しないモータが接続されており、モータは、車両の前後四箇所の図示しない車輪を図示しない減速機構を介して駆動する。充電バッテリ２の補機系統の負荷は図２においてのみ図示するＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続される補機バッテリ４であり、この補機バッテリ４は例えば鉛蓄電池等の低圧の二次電池である。

充電バッテリ２は、インレット７に充電コネクタ１２が挿入されて充電スタンド１０から交流である商用電源が供給され、ＰＬＣＥＣＵ３の制御に基づいて充電通信線６と充電バッテリ２との間に位置する図示しないＡＣ／ＤＣコンバータが制御されて直流の電力が供給された場合に、この直流の電力により適宜充電される。

この際、充電バッテリ２は図示しないマイコンを内蔵しており、このマイコンは充電バッテリ２の蓄電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出しており、この検出結果であるＳＯＣに基づいてＰＬＣＥＣＵ３は充電状態を制御する。なお、補機バッテリ４も図示しないマイコンを内蔵しており、このマイコンは補機バッテリ４の電源電圧Ｖを検出しており、この検出結果もＰＬＣＥＣＵ３に入力される。

充電バッテリ２と補機バッテリ４との間の上述したＤＣ／ＤＣコンバータは、ＰＬＣＥＣＵ３の適時の制御に基づいて補機バッテリ４側に充電バッテリ２からの電力を供給して充電する。

ＰＬＣＥＣＵ３は、車両側に設置されて、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバス、及び入出力インターフェースを含んで構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、以下に述べるそれぞれの制御を行って、判定手段３ａと、禁止手段３ｂと、要求手段３ｃを構成する。

ＰＬＣＥＣＵ３は、通信線としての充電通信線６及びそれに含まれるＣＰＬＴ線にインレット７と充電バッテリ２との中間から枝線分岐された部分において接続されており、車載のＣＡＮと充電通信線６の間のゲートウエイ装置として機能するとともにＣＰＬＴ信号を受信する。

ＰＬＣＥＣＵ３は、充電通信線６における通信プロトコルと、ＣＡＮ用の通信線における通信プロトコルの変換処理等を行い、充電スタンド１０の図示しないスタンド側通信回路と、ＣＡＮに接続された他のＥＣＵ８ｎ１〜３及びその他優先ＥＣＵ９との通信を仲介するゲートウエイ機能を有する。

ＰＬＣＥＣＵ３は、充電スタンド１０のスタンド側通信回路と通信可能である場合（本実施例においては例えば上述したＣＰＬＴ信号のＤＵＴＹ５％信号を受信した場合）に、充電通信線６を用いた充電通信を実現させる。

充電通信による通信内容は例えば充電に関する情報として充電バッテリ２のＳＯＣに関する情報や、例えば満充電や８０％の充電等の態様の選択形態、定額料金に対応する充電量を示す規定値に関する充電種別情報、課金及び課金に伴う個人情報を含む。また、充電スタンド１０に附設されたインターネット装置等を介して例えばユーザの住居内の端末やセンタからの遠隔操作情報を含む他の情報が送受信されてもよい。

なお、図１において図示しないＰＩＳＷ線はＰＬＣＥＣＵ３の入出力インターフェースに接続されており、インレット７に雄型コンセントが挿入されてＰＩＳＷ線に対応する接点がオンとされた場合には、ＰＬＣＥＣＵ３が本実施例の主たる制御に移行されるものとしている。

ＰＬＣＥＣＵ３は、ＡＣ／ＤＣコンバータを制御して充電バッテリ２の充電を行い、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して補機バッテリ４の充電を行う。

充電スタンド１０側のＣＰＬＴ回路は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバス、及び入出力インターフェースを含み、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、以下に述べるそれぞれの制御を行ってＣＰＬＴ信号を発信する発信手段を構成する。ＣＰＬＴ回路は、ＣＰＬＴ信号を発振する機能と、ＣＰＬＴ信号の信号レベルの電圧を検出する機能も有する。なお、この発信機能については本実施例においては詳細な説明は割愛する。

図示しないスタンド側通信回路も、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバス、及び入出力インターフェースを含み、ＰＬＣＥＣＵ３に対して最新の充電制御プログラムすなわちＰＬＣ通信ソフトウェアのバージョン情報を送信する。ＰＬＣＥＣＵ３はこのバージョン情報を受信して既存のバージョン情報との照合を行いバージョンアップ（更新）の要否判定を行って必要である場合には更新を要求し、スタンド側通信回路はこの要求を受けて最新のＰＬＣ通信ソフトウェア自体を送信する。

判定手段３ａはこの要否判定後かつ更新の要求前において、補機バッテリ４の電源電圧Ｖを検出するとともに、電源電圧Ｖが所定値ＶＣ以下であるか否かを判定する。判定手段３ａが肯定と判定する場合には、禁止手段３ｂは、充電制御プログラムの更新に関連する機器以外への補機バッテリ４からの電源供給を禁止する。

ここでは禁止手段３ｂは電源ボックス５を制御してこの電源供給の禁止を行う。電源ボックス５は、補機バッテリ４の＋Ｂ端子から引き出されて分岐されてＥＣＵ８ｎ１〜３及びその他優先ＥＣＵ９に接続される分岐線上にそれぞれ位置する四つのスイッチング素子ＦＥＴ５１〜５４と、これらのＦＥＴ５１〜５４を制御するＦＥＴ駆動部５ａを具備している。

ＦＥＴ５１は補機バッテリ４の＋Ｂ端子とＥＣＵ８ｎ１との間に設置されてＥＣＵ８ｎ１への補機バッテリ４からの電源供給を選択的に遮断可能とするものであり、ＦＥＴ５２は、補機バッテリ４の＋Ｂ端子とＥＣＵ８ｎ２との間に設置されてＥＣＵ８ｎ２への補機バッテリ４からの電源供給を選択的に遮断可能とするものである。同様に、ＦＥＴ５３は、補機バッテリ４の＋Ｂ端子とＥＣＵ８ｎ３との間に設置されてＥＣＵ８ｎ３への補機バッテリ４からの電源供給を選択的に遮断可能とするものであり、ＦＥＴ５４は、補機バッテリ４の＋Ｂ端子とその他優先ＥＣＵ９との間に設置されてその他優先ＥＣＵ９への補機バッテリ４からの電源供給を選択的に遮断可能とするものである。

すなわち禁止手段３ｂは、判定手段３ａにより補機バッテリ４の電源電圧Ｖが所定値ＶＣ以下であると肯定の旨の判定がされた場合には、ＦＥＴ５１〜５３のそれぞれのゲートをオフとしドレインからソースへの電流を遮断して、補機バッテリ４からＥＣＵ８ｎ１〜３への電源供給を遮断する。ＦＥＴ５４についてはオンの状態を継続し、その他優先ＥＣＵ９への電源供給は継続される。

判定手段３ａが否定と判定する場合、つまり、補機バッテリ４の電源電圧Ｖが所定値ＶＣより大きい場合には、充電スタンド１０の図示しないスタンド側通信回路とＰＬＣＥＣＵ３との間でなされる充電通信に基づいて充電バッテリ２への充電を実行する。

ＰＬＣＥＣＵ３は、充電バッテリ２が内蔵するマイコンの蓄電状態の検出結果であるＳＯＣを充電開始後において監視しており、ＳＯＣが充電通信により充電スタンド１０側の図示しないスタンド側通信回路からＰＬＣＥＣＵ３が取得した充電種別情報に対応させた規定値以上となった場合には、充電完了を検出して充電完了信号を充電スタンド１０側に送信する。スタンド側通信回路はこの充電完了信号を受信すると充電バッテリ２への充電を停止する。

以下本実施例１の充電通信装置１の制御内容を、図３のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１に示すように、ＰＬＣＥＣＵ３はインレット７に充電コネクタ１２が挿入されて、ＣＰＬＴ信号のＤＵＴＹ５％を受信して、プラグインとなったか否かを判定し、肯定であればステップＳ２にすすむ。ステップＳ２において、ＰＬＣＥＣＵ３の判定手段３ａは充電スタンド１０のスタンド側通信回路から送信されたＰＬＣ通信ソフトウェア（充電制御プログラム）についてのバージョン情報と、車両側に格納されたＰＬＣ通信ソフトウェアのバージョン情報に相違があり、バージョンアップが必要であるか否かを判定する。

ステップＳ２において肯定と判定される場合においては、ステップＳ３にすすみ、否定と判定される場合には、ＥＮＤの手前にすすむ。ステップＳ３において、判定手段３ａは、補機バッテリ４の電源電圧Ｖが所定値ＶＣ以下であるか否かを判定し、肯定と判定される場合にはステップＳ４にすすみ、否定と判定される場合には、ステップＳ５にすすみ、通信ソフトウェアのインストールつまり更新を行う。

ステップＳ４において、ＰＬＣＥＣＵ３の禁止手段３ｂは更新に関連する機器以外、ここではＥＣＵ８ｎ１〜３への補機バッテリ４からの電源供給を、上述した電源ボックス５内のＦＥＴ駆動部５ａの制御に基づくＦＥＴ５１〜５３のオフにより禁止する。

この後、ステップＳ５において、ＰＬＣＥＣＵ３の要求手段３ｃは、ＰＬＣ通信ソフトウェアの更新を充電スタンド１０側のスタンド側通信回路に要求し、それに対応して充電スタンド１０側のスタンド側通信回路からＰＬＣ通信ソフトウェアが送信されてきた場合に、ＰＬＣＥＣＵ３は、ステップＳ６において、既存のＰＬＣ通信ソフトウェアを送信されたＰＬＣ通信ソフトウェアに更新する。

この更新が終了した後、ＰＬＣＥＣＵ３は、充電スタンド１０側のスタンド側通信回路に充電開始要求を行い、ステップＳ８において、充電スタンド１０側の充電開始に併せて、ＰＬＣＥＣＵ３は、車両内のＤＣ／ＤＣコンバータを制御して充電バッテリ２の充電を充電通信に基づいて行う。

ここでＰＬＣＥＣＵ３と充電スタンド１０との間の通信態様と制御内容の相互関係について図４を用いて説明する。図４中のＳ１〜Ｓ８の符号は図３に対応するステップを示す。図４のステップＳ１に示すように、充電スタンド１０側のＣＰＬＴ回路からはプラグイン前からＣＰＬＴ信号のＤＵＴＹ５％が送信されており、プラグインとなった時点でＰＬＣＥＣＵ３がこのＣＰＬＴ信号を受信して、ステップＳ２以下の制御に移行する。

ステップＳ２に示すように、ＰＬＣＥＣＵ３は充電スタンド１０側のスタンド側通信回路から送信された最新のＰＬＣ通信ソフトウェアのバージョン情報と自身の内部に現在格納されているＰＬＣ通信ソフトウェアのバージョン情報とを照合して、ＰＬＣ通信ソフトウェアのバージョンアップつまり更新の必要があるか否かを判定する。つまり、現在格納されているＰＬＣ通信ソフトウェアのバージョンが最新でない場合には更新は必要と判定される。

ステップＳ２において肯定と判定された場合には、ステップＳ３において、ＰＬＣＥＣＵ３は更に車両内の補機バッテリ４の電源電圧Ｖが所定値ＶＣ以下であって更新にあたり必要な電力容量を考慮した場合に、更新に関連のない機器への電力供給を行うことが適切でないか否かを判定する。ステップＳ２において否定と判定された場合には、ステップＳ７にすすむ。

ステップＳ３において、肯定であると判定される場合には、ＰＬＥＣＥＣＵ３はステップＳ４において、電源ボックス５の制御に基づいて、更新に関連のない機器であるＥＣＵ８ｎ１〜３への電源供給を停止する。つまり、更新に関連する機器にのみ補機バッテリ４からの電源を供給する。

このようにステップＳ３、Ｓ４において車両側において、更新に必要な電力を確保した上で初めて、ステップＳ５において車両側のＰＬＣＥＣＵ３の要求手段３ｃから充電スタンド１０側のスタンド側通信回路にＰＬＣ通信ソフトウェア更新要求を行い、それに対応して、充電スタンド１０側はＰＬＣ通信ソフトウェアの更新を開始する。

更新の開始にあたりスタンド側通信回路は最新のＰＬＣ通信ソフトウェアを送信し、これを受けて車両側のＰＬＣＥＣＵ３はステップＳ６において、ＰＬＣ通信ソフトウェアの更新を完了させた上で、ステップＳ７において、ＰＬＣＥＣＵ３はスタンド側通信回路に対して充電そのものの開始要求を通知する。これに対応して、充電スタンド１０側が充電スタンバイを行い、充電開始許可の通知をＰＬＣＥＣＵ３に対して行い、ステップＳ８において、充電スタンド１０側と車両側とで同期させて充電が実行される。

以上述べた本実施例１の充電通信システムＳ及び充電通信装置１及び充電通信方法によれば以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、補機バッテリ４の電圧低下が発生して、電源電圧Ｖが所定値ＶＣ以下に低下しても、更新の完了にあたって必要な電力を、電源ボックス５の制御に基づいて、更新に必要のない機器への電力供給を予め禁止することによって確保することができる。これにより、更新を確実に完了することを可能とすることができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

例えば上述した実施例においては、充電通信用の通信線を充電通信線６として電力線上に信号を重畳する電力線通信としたが、ＣＰＬＴ線を利用するＩｎｂａｎｄ通信としてもよい。さらに、その他優先ＥＣＵ９は複数であってもよい、ＥＣＵ８ｎ１〜３の個数についても三以外の個数であってもよい。その場合には、電源ボックス５内のＦＥＴ数は適宜変更される。これらは上述したようにインストールつまり更新にあたり必要な電力容量を考慮して、更新に関連のない機器とされるＥＣＵ８ｎが更新自体を行うＰＬＣＥＣＵ３及び関連の深いその他優先ＥＣＵ９以外のうち、いずれの範囲に及ぶかに基づいて適宜決定される。

また充電スタンド１０が用いる商用電源については直流電源であってもよい。なお、直流電源である場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータをバイパスして充電バッテリ２へ給電する配線を用いて充電するものとしてもよい。さらに、ＥＣＵ相互間の通信形態は上述した実施例に示すＣＡＮ等に限られるものではなく、通信線又は電力線を用いた充電通信を用いることも可能である。

さらに車内ＬＡＮについてはＣＡＮに換えて、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）に代表される低速なボデー系通信プロトコル、ＭＯＳＴ（Media Oriented Systems Transport）に代表されるマルチメディア系通信プロトコル、ＦｌｅｘＲａｙ等のその他の適切な通信プロトコルを用いてもよい。

本発明は、充電通信装置、充電通信方法、プログラム、媒体に関するものであり、駆動バッテリと補機バッテリを有する乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。

Ｓ 充電通信システム
１ 充電通信装置
２ 充電バッテリ（駆動バッテリ）
３ ＰＬＣＥＣＵ
３ａ 判定手段
３ｂ 禁止手段
３ｃ 要求手段
４ 補機バッテリ
５ 電源ボックス
５ａ ＦＥＴ駆動部
５１ ＦＥＴ（ＥＣＵ８ｎ１に対応）
５２ ＦＥＴ（ＥＣＵ８ｎ２に対応）
５３ ＦＥＴ（ＥＣＵ８ｎ３に対応）
５４ ＦＥＴ（その他優先ＥＣＵ９に対応）
７ インレット
８ｎ１ ＥＣＵ
８ｎ２ ＥＣＵ
８ｎ３ ＥＣＵ
９ その他優先ＥＣＵ
１０ 充電スタンド（外部電源）
１１ 充電ケーブル
１２ 充電コネクタ

Claims (6)

1. 外部電源と車両とが接続され、且つ該外部電源によって送信される充電制御プログラムのバージョン情報に基づいて更新することを要求する前に、前記車両の補機バッテリの充電電圧が所定値以下であるか否かを判定する判定手段と、
   該判定手段が肯定と判定する場合に充電制御プログラムの更新に関連する機器以外への前記補機バッテリからの電源供給を禁止する禁止手段と
   を含むことを特徴とする充電通信装置。
2. 前記禁止手段により前記電源供給を禁止した後に前記外部電源に対して前記充電制御プログラムの更新を要求する要求手段
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の充電通信装置。
3. 充電通信装置によって実行される充電通信方法であって、
   外部電源と車両とが接続され、且つ該外部電源によって送信される充電制御プログラムのバージョン情報に基づいて更新することを要求する前に、前記車両の補機バッテリの充電電圧が所定値以下であるか否かを判定する判定ステップと、
   該判定ステップにおいて肯定と判定される場合に充電制御プログラムの更新に関連する機器以外への前記補機バッテリからの電源供給を禁止する禁止ステップと
   を含むことを特徴とする充電通信方法。
4. 前記禁止ステップにおいて前記電源供給が禁止された後に、前記外部電源に対して前記充電制御プログラムの更新を要求する要求ステップ
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の充電通信方法。
5. 請求項４に記載の充電通信方法を充電通信装置に実行させるプログラム。
6. 請求項５に記載のプログラムを記録した記録媒体。

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