JP5910638B2 - 車両 - Google Patents

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Description

この発明は車両に関し、特に、蓄電装置を搭載した車両に関する。
近年、蓄電装置に蓄えられた直流電力によって駆動される電気自動車のような車両が開発されている。そのような車両の蓄電装置を外部充電する方式は、2つの方式に大別される。第1方式は、車両と充電設備を充電ケーブルで接続し、充電設備側から車両に充電電流の上限値を指定する制御信号を送信し、充電電流を上限値以下に制限する方式である(たとえば特許文献1参照)。
第2方式は、車両から充電コードを延ばし、その先端に設けられたプラグを充電設備のコンセントに挿入する方式である。第2方式では、第1方式のような制御信号は使用されない。
特開2013−34326号公報
第2方式では、充電電流の上限値を指定する制御信号が無いので、充電電流が過大になり、たとえば充電設備側のブレーカが遮断されて停電が発生する場合がある。
しかし、第2方式の利便性に着目して第2方式の採用を望むユーザも多い。そこで、第1方式と第2方式のいずれの方式でも充電することが可能な車両を開発することが望まれる。しかし、そのような車両では、装置構成が複雑になり、コスト高になるという問題がある。
それゆえに、この発明の主たる目的は、制御信号を使用する方式と使用しない方式の両方で外部充電することが可能で、構成が簡単な車両を提供することである。
この発明に係る車両は、直流電力を蓄える蓄電装置と、車両外部からの外部充電時に外部電力を受ける第1の端子と第1の電流値を示す制御信号を受ける第2の端子とを含む第1の受電部と、車両外部からの外部充電時に外部電力を受ける第2の受電部と、一方端子が第2の受電部に接続されたノーマリーオフ型のリレーと、第1の受電部の第1の端子およびリレーの他方端子に接続され、蓄電装置を充電する充電器と、第1の受電部からの外部充電時は、外部から第2の端子を介して制御信号を受け、充電器の入力電流が制御信号によって示された第1の電流値以下になるように充電器を制御し、第2の受電部からの外部充電時は、リレーを導通させるとともに充電器の入力電流が予め定められた第2の電流値以下になるように充電器を制御する制御装置とを備えたものである。したがって、簡単な構成で、制御信号を使用する方式と使用しない方式の両方で蓄電装置を外部充電することができる。
好ましくは、制御装置は、第2の受電部からの外部充電時には、リレーの一方端子に電圧が印加され、かつリレーの他方端子に電圧が印加されていないことを検知した後にリレーを導通させる。この場合は、第1の受電部の第1の端子に電圧が印加されている場合にリレーが導通することを防止することができる。
好ましくは、さらに、それぞれリレーの一方端子および他方端子の電圧を検出する第1および第2の電圧検出器を備え、制御装置は、第1および第2の電圧検出器の検出結果に基づいて、リレーの一方端子および他方端子の各々に電圧が印加されているか否かを検知する。この場合は、リレーの一方端子および他方端子の各々に電圧が印加されているか否かを正確かつ容易に判別することができる。
好ましくは、制御信号は予め定められた周波数の発振信号を含み、制御装置は、第1の受電部の第2の端子に発振信号が与えられている場合は第1の受電部からの外部充電動作を行ない、第1の受電部の第2の端子に発振信号が与えられていない場合は第2の受電部からの外部充電動作を行なう。この場合は、第1および第2の受電部のうちのいずれの受電部からの外部充電動作を行なえば良いかを正確かつ容易に判別することができる。
好ましくは、制御装置は、第2の受電部からの外部充電の終了後に第2の受電部が外部電力を受けている状態でリレーを非導通にし、リレーの一方端子および他方端子の両方に電圧が印加されている場合はリレーが導通状態で固着したと判別する。この場合は、リレーが導通状態で固着したか否か正確かつ容易に判別することができる。
好ましくは、さらに、通常は閉じられて第1の受電部を覆い、第1の受電部からの外部充電時は開けられて第1の受電部を露出させる蓋を備え、制御装置は、蓋が開けられている場合はリレーを導通させない。この場合は、交流電圧が印加された第1の端子が露出することを防止することができる。
好ましくは、さらに、通常は閉じられた蓋を開閉不可能なロック状態にし、第1の受電部からの外部充電時は蓋を開閉可能なアンロック状態にするロック部を備え、制御装置は、蓋がアンロック状態にされている場合はリレーを導通させない。この場合は、交流電圧が印加された第1の端子が露出することを防止することができる。
好ましくは、さらに、一方端が第2の受電部に接続され、他方端が第2の受電部からの外部充電時に外部電力を受ける充電コードを備える。この場合は、充電コードを用いて容易に外部充電を行なうことができる。
好ましくは、さらに、充電コードを使用する場合は車両外に充電コードを延ばし、充電コードを使用しない場合は充電コードを車両内に巻き取るコード巻き取り器を備える。この場合は、充電コードをコンパクトに容易に収納することができる。
好ましくは、第1の受電部は、第1の受電部からの外部充電時に充電ケーブルを介して外部充電装置に接続され、第1の電流値は充電ケーブルの定格電流値であり、第2の電流値は充電コードの定格電流値である。この場合は、充電ケーブルおよび充電コードが過電流によって破損されるのを防止することができる。
以上のように、この発明によれば、簡単な構成で、制御信号を使用する第1方式と使用しない第2方式の両方で蓄電装置を外部充電することができる。
本発明の一実施の形態による充電システムの全体構成を示すブロック図である。 図1に示した充電システムの要部を示す回路ブロック図である。 図1に示した充電システムのうちの個人用充電ケーブルを用いた外部充電に関連する部分を示す回路ブロック図である。 図1に示した充電システムのうちの共用充電ケーブルを用いた外部充電に関連する部分を示す回路ブロック図である。 図3に示したスイッチSW1,SW2の状態変化、パイロット信号の電位変化、およびCCIDリレーの状態変化を示すタイムチャートである。 図1に示したECUの動作を示すフローチャートである。 図1に示したECUの動作を示す他のフローチャートである。 本実施の形態の変更例を示すフローチャートである。 本実施の形態の他の変更例を示す図である。 本実施の形態の他の変更例を示す図である。
図1は、本発明の一実施の形態による充電システムの全体構成を示すブロック図である。図1において、この充電システムは、車両1と、自宅に設けられた自宅充電設備500と、公共の充電スタンドに設けられた公共充電設備500Aとを備え、充電設備500,500Aから供給される電力(以下「外部電力」ともいう)を用いて車両1に搭載されたバッテリ100を充電するシステムである。以下では、外部電力を用いたバッテリ100の充電を「外部充電」ともいう。なお、本実施の形態では、外部電力が交流電力である場合について説明するが、外部電力は直流電力であってもよい。
車両1は、走行用モータを駆動するための直流電力を蓄えるバッテリ100と、外部電力を直流電力に変換してバッテリ100に供給する充電器200と、車両1の制御を行なうECU(Electronic Control Unit)300とを備える。ECU300は、内部にCPU(Central Processing Unit)およびメモリなどを含むコンピュータである。車両1は、バッテリ100に蓄えられた電力を用いて図示しない走行用モータを駆動させて走行する。なお、本発明は、少なくとも電力で駆動力を得ることが可能な電動車両全般(電気自動車、燃料電池自動車、ハイブリッド自動車など)に適用可能である。
また、車両1は、パイロット信号CPLTを使用する第1方式の外部充電を行なうための構成として、第1の受電部であるインレット220を備える。第1方式の外部充電は、第1の受電部からの外部充電である。インレット220は、個人用充電ケーブル400および共用充電ケーブル400Aのうちのいずれか一方の充電ケーブルと選択的に接続可能に構成される。自宅での外部充電時には個人用充電ケーブル400の充電コネクタ410がインレット220に接続され、充電スタンドでの外部充電時には共用充電ケーブル400Aの充電コネクタ410Aがインレット220に接続される。
インレット220は、交流電力と、充電ケーブル400,400Aの定格電流値(第1の電流値)を指定する制御信号であるパイロット信号CPLTとを外部から受ける。一般には、個人用充電ケーブル400の定格電流値と共用充電ケーブル400Aの定格電流値とは互いに異なるので、パイロット信号CPLTによって指定される定格電流値は個人用充電ケーブル400を使用する場合と共用充電ケーブル400Aを使用する場合とで異なる。
ECU300は、第1方式の外部充電を行なう場合、パイロット信号CPLTによって指定された電流値以下の電流が充電ケーブル400,400Aに流れるように充電器200を制御する。換言すると、ECU300は、充電器200の入力電流がパイロット信号CPLTによって指定された電流値以下になるように充電器200を制御する。
また、車両1には、インレット蓋2およびロック部50が設けられている。インレット220を使用しない場合は、インレット蓋2が閉じられてインレット220がインレット蓋2によって覆われるとともに、インレット蓋2はロック部50によって開閉不可能なロック状態にされる。また、インレット220を使用する場合は、インレット蓋2はロック部50によって開閉可能なアンロック状態にされ、インレット蓋2は開けられてインレット220が露出される。
また、車両1は、パイロット信号CPLTを使用しない第2方式の外部充電を行なうための構成として、充電コード10、リレー14、および電圧検出器16,17を備える。車両1のボディには充電コード10を通す孔が開けられ、孔を閉じる蓋3が設けられ、孔を通して充電コード10を巻き取るコード巻き取り器13が設けられている。充電コード10は、プラグ11と、一方端にプラグ11が接続された交流電力線12とを含む。交流電力線12の他方端は、車両1内のコード巻き取り器13およびリレー14を介して充電器200に接続されている。
コード巻き取り器13は、充電コード10を使用する場合は充電コード10を車両1の外部に延ばし、充電コード10を使用しない場合は充電コード10を巻き取って車両1の内部に収納するものである。リレー14は、ノーマリーオフ型のリレーであり、通常は非導通にされ、第2方式の外部充電を行なう場合に導通状態にされる。
電圧検出器17は、リレー14の充電コード10側の端子の交流電圧を検出し、その検出値を示す信号をECU300に与える。電圧検出器16は、リレー14のインレット220側の端子の交流電圧を検出し、その検出値を示す信号をECU300に与える。
ECU300は、第2方式の外部充電を行なう場合は、電圧検出器16によって交流電圧が検出され、かつ電圧検出器17によって交流電圧が検出されていない場合に、リレー14を導通させ、充電器200を制御する。
第2方式では、パイロット信号CPLTは使用されず、充電コード10の定格電流値(第2の電流値)がECU300によって予め記憶されている。ECU300は、充電コード10に流れる電流(すなわち充電器200の入力電流)が充電コード10の定格電流値以下になるように充電器200を制御する。充電コード10の定格電流値は、一般の家庭用電気機器の電源コードの定格電流値と同じであり、たとえば6Aである。
自宅充電設備500は、第1方式および第2方式の外部充電を行なうために使用され、交流電力源510およびコンセント520を含んで構成される。コンセント520は、一般家庭用のAC(交流)コンセントである。なお、本実施の形態では、自宅充電設備500が自宅の駐車場に設置される場合について説明するが、自宅充電設備500の設置場所は必ずしも自宅であることには限定されず、たとえば自宅から離れた場所であってもよい。
個人用充電ケーブル400は、交流電力線440と、交流電力線440の一方端に設けられた充電コネクタ410と、交流電力線440の他方端に設けられたプラグ420と、交流電力線440上に設けられた充電回路遮断装置(以下、「CCID」(Charging Circuit Interrupt Device)ともいう)430とを含む。
充電コネクタ410は、車両1のインレット220に脱着可能に構成される。プラグ420は、自宅充電設備500のコンセント520に脱着可能に構成される。CCID430は、自宅充電設備500から車両1への電力の供給および遮断を切り替えるとともに、個人用充電ケーブル400の定格電流値を指定するパイロット信号CPLTを車両1内のECU300に送信するための回路である。
自宅充電設備500を使用して第1方式の外部充電を行なう場合は、インレット蓋2が開けられ、露出したインレット220にコネクタ410が嵌め込まれるとともに、プラグ420が自宅充電設備500のコンセント520に挿入される。CCID430は、パイロット信号CPLTを車両1内のECU300に送信する。ECU300は、パイロット信号CPLTによって指定された電流値(個人用充電ケーブル400の定格電流値)以下の電流が充電ケーブル400に流れるように(すなわち充電器200に流入するように)充電器200を制御する。
充電が終了すると、コネクタ410がインレット220から外され、インレット蓋2が閉じられ、ロック部50によってインレット蓋2はロック状態にされる。また、プラグ420がコンセント520から引き抜かれて充電作業が終了する。
また、自宅充電設備500を使用して第2方式の外部充電を行なう場合は、蓋3が開けられて充電コード10の先端が車両1から自宅充電設備500まで延ばされ、プラグ11が自宅充電設備500のコンセント520に挿入される。ECU300は、電圧検出器16,17の検出結果に基づいて、リレー14の充電コード10側の端子に交流電圧が印加され、かつリレー14の充電器200側の端子に交流電圧が印加されてないことを確認した後に、リレー14を導通させる。
また、ECU300は、予め記憶した電流値(充電コード10の定格電流値)以下の電流が充電コード10に流れるように(すなわち充電器200に流入するように)充電器200を制御する。充電が終了すると、プラグ11がコンセント520から引き抜かれ、充電コード10がコード巻き取り器13によって巻き取られ、蓋3が閉められて充電作業が終了する。
一方、充電スタンドの公共充電設備500Aは、第1方式の外部充電を行なうために使用される。公共充電設備500Aを用いて第1方式の外部充電を行なう場合は、公共充電設備500Aと車両1とが共用充電ケーブル400Aで接続される。共用充電ケーブル400Aは、交流電力線440Aと、交流電力線440Aの一方端に設けられた充電コネクタ410Aとを含む。交流電力線440Aの他方端は公共充電設備500Aに直結されている(固定的に接続されている)。
すなわち、インレット蓋2が開けられ、露出したインレット220にコネクタ410Aが嵌め込まれる。公共充電設備500Aは、交流電力を車両1内の充電器200に供給するとともに、共用充電ケーブル400Aの定格電流値を指定するパイロット信号CPLTを車両1内のECU300に送信する。ECU300は、パイロット信号CPLTによって指定された電流値(共用充電ケーブル400Aの定格電流値)以下の電流が共用充電ケーブル400Aに流れるように(すなわち充電器200に流入するように)充電器200を制御する。
充電が終了すると、コネクタ410Aがインレット220から外され、インレット蓋2が閉じられ、ロック部50によってインレット蓋2はロック状態にされる。また、プラグ420がコンセント520から引き抜かれて充電作業が終了する。
なお、以下では、特に必要がない場合には、個人用充電ケーブル400と共用充電ケーブル400Aとを区別することなく「充電ケーブル」と記載する場合がある。同様に、特に必要がない場合には、充電コネクタ410と充電コネクタ410Aとを区別することなく「充電コネクタ」と記載する場合がある。
図2は、図1に示した充電システムの要部を示す回路ブロック図である。図2において、個人用充電ケーブル400のプラグ420は、交流電力を受ける2つの電力端子と、接地電圧を受けるアース端子とを含む。CCID430は、交流電力の供給と遮断を切換えるCCIDリレーを含む。
交流電力線440は、パイロット信号CPLTを送信するコントロールパイロット線440aと、交流電力を供給する電力線440b,440cと、接地電圧を供給する接地線440dとを含む。コントロールパイロット線440aの一方端は、CCID430からパイロット信号CPLTを受ける。電力線440b,440cの一方端はCCIDリレーを介してそれぞれプラグ420の2つの電力端子に接続され、接地線440dの一方端はプラグ420のアース端子に接続されている。
コネクタ410は、インレット220とコネクタ410の接続状態を示す接続信号PISWを生成するためのスイッチSW20および複数の抵抗素子と、接続信号PISWを授受する第1の端子と、パイロット信号CPLTを授受する第2の端子と、交流電力を授受する第3および第4の端子と、接地電圧を授受する第5の端子とを含む。第2〜第5の端子は、それぞれコントロールパイロット線440a、電力線440b,440c、および接地線440dの他方端に接続される。
車両1のインレット220は、接続信号PISWを授受する第1の端子と、パイロット信号CPLTを授受する第2の端子と、交流電力を授受する第3および第4の端子と、接地電圧を授受する第5の端子とを含む。コネクタ410をインレット220に嵌め込むと、コネクタ410の第1〜第5の端子とインレット220の第1〜第5の端子とがそれぞれ電気的に接続される。
車両1内には、コントロールパイロット線L1、接地線L2、接続信号線L3、および交流電力線ACL1,ACL2が設けられている。コントロールパイロット線L1は、インレット220の第2の端子とECU300の間に接続され、パイロット信号CPLTを伝達させる。接地線L2は、インレット220の第5の端子と充電器200との間に接続され、接地電圧を伝達させる。接続信号線L3は、インレット220の第1の端子とECU300の間に接続され、接続信号PISWを伝達させる。交流電力線ACL1,ACL2は、インレット220の第3および第4の端子と充電器200との間に接続され、交流電力を伝達させる。
また、充電コード10のプラグ11は、交流電力を受ける2つの電力端子と、接地電圧を受けるアース端子とを含む。交流電力線12は、交流電力を供給する電力線12a,12bと、接地電圧を供給する接地線12cとを含む。リレー14は、2つのスイッチSW11,SW12を含む。スイッチSW11,SW12の各々は、ノーマリーオフ型であり、通常は非導通になっている。
電力線12aはプラグ11の1つの電力端子とスイッチSW11の一方端子との間に接続され、スイッチSW11の他方端子は電力線ACL1に接続されている。電力線12bはプラグ11のもう1つの電力端子とスイッチSW12の一方端子との間に接続され、スイッチSW12の他方端子は電力線ACL2に接続されている。接地線12cは、プラグ11の接地端子と接地線L2の間に接続されている。コード巻き取り器13は、充電コード10を巻き取るドラムを含む。
充電コード10の電力線12a,12bおよび接地線12cに接続されるリレー14の3つの端子は、第2の受電部を構成する。第2方式の外部充電は、第2受電部からの外部充電である。充電コード10およびコード巻き取り器13をオプション品とし、車両の
オーナーが希望する場合だけ充電コード10およびコード巻き取り器13を車両に取り付けるようにしてもよい。
電圧検出器16は、スイッチSW11,SW12の一方端子(プラグ11側の端子)間の交流電圧を検出し、その検出値を示す信号をECU300に出力する。電圧検出器17は、スイッチSW11,SW12の他方端子(インレット220側の端子)間の交流電圧を検出し、その検出値を示す信号をECU300に出力する。
ECU300は、プラグ11を使用してバッテリ100を充電する場合、電圧検出器16,17の検出結果に基づいて、スイッチSW11,SW12の一方端子に交流電圧が印加され、かつスイッチSW11,SW12の他方端子に交流電圧が印加されてないことを確認した後に、スイッチSW11,SW12を導通させる。また、ECU300は、充電コード10に流れる電流が予め記憶した充電コード10の定格電流値以下になるように充電器200を制御する。
図3は、充電システムのうちの個人用充電ケーブル400を用いた第1方式の外部充電に関連する部分を示す回路ブロック図である。図3において、個人用充電ケーブル400がインレット220に接続されている場合、ECU300は、個人用充電ケーブル400の充電コネクタ410から接続信号PISWを受ける。接続信号PISWは、インレット220とコネクタ410の接続状態を示す信号である。
また、個人用充電ケーブル400が自宅充電設備500およびインレット220に接続されている場合、ECU300は、個人用充電ケーブル400のCCID430からコントロールパイロット線L1を介してパイロット信号CPLTを受ける。この場合のパイロット信号CPLTは、コントロールパイロット回路470からECU300へ個人用充電ケーブル400の定格電流値を通知するために用いられる。また、パイロット信号CPLTは、ECU300によって操作されるパイロット信号CPLTの電位に基づいて、ECU300からCCIDリレー450を遠隔操作するための信号としても使用される。
個人用充電ケーブル400内のCCID430は、CCIDリレー450と、CCID制御部460と、コントロールパイロット回路470と、電磁コイル471と、漏電検出器480と、電圧検出器481と、電流検出器482とを含む。また、コントロールパイロット回路470は、発振装置472と、抵抗素子R20と、電圧検出器473とを含む。
CCIDリレー450は、個人用充電ケーブル400内の交流電力線440に介挿される。CCIDリレー450は、コントロールパイロット回路470によって制御される。そして、CCIDリレー450が非導通状態にされているときは、個人用充電ケーブル400内で電路が遮断される。一方、CCIDリレー450が導通状態にされると、自宅充電設備500から車両1へ電力が供給される。
コントロールパイロット回路470は、充電コネクタ410およびインレット220を介してECU300へパイロット信号CPLTを出力する。そして、コントロールパイロット回路470は、パイロット信号CPLTの電位変化に基づいてCCIDリレー450を制御する。
上述のパイロット信号CPLT、接続信号PISW、インレット220の形状および端子配置、充電コネクタ410の形状および端子配置などの構成は、たとえば、米国のSAE(Society of Automotive Engineers)や日本電動車両協会等において規格化されたものを用いてもよい。
CCID制御部460は、いずれも図示しないが、CPUと、記憶装置と、入出力バッファとを含み、検出器481,482およびコントロールパイロット回路470の各々と信号の授受を行なうとともに、個人用充電ケーブル400の充電動作を制御する。
発振装置472は、電圧検出器473によって検出されるパイロット信号CPLTの電位が規定の電位V1(たとえば12V)のときは非発振のパイロット信号CPLTを出力する。
また、発振装置472は、パイロット信号CPLTの電位が上記の規定の電位V1よりも低い電位V2(たとえば9V)に低下したときは、CCID制御部460により制御されて、規定の周波数(たとえば1kHz)およびデューティ比で発振するパイロット信号CPLTを出力する。このときパイロット信号CPLTの電位はV2と−V1の間で変化する。換言すると、パイロット信号CPLTは、規定周波数およびデューティ比の発振信号を含む。
なお、パイロット信号CPLTのデューティ比は、自宅充電設備500から個人用充電ケーブル400を介して車両1へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。
ECU300は、コントロールパイロット線L1を介して受信したパイロット信号CPLTのデューティ比に基づいて、個人用充電ケーブル400を介して車両1へ供給可能な定格電流を検出することができる。
ECU300によってパイロット信号CPLTの正電位が電位V2よりもさらに低い電位V3(たとえば6V)に低下されると、コントロールパイロット回路470は、電磁コイル471へ電流を供給する。このときパイロット信号CPLTの電位はV3と−V1の間で変化する。このときもパイロット信号CPLTは、規定周波数およびデューティ比の発振信号を含む。電磁コイル471は、コントロールパイロット回路470から電流が供給されると電磁力を発生し、CCIDリレー450の接点を閉じて導通状態にする。
なお、パイロット信号CPLTの電位は、ECU300によって操作される。詳細については後述する。
漏電検出器480は、CCID430内部において個人用充電ケーブル400の交流電力線440の途中に設けられ、漏電の有無を検出する。
電圧検出器481は、個人用充電ケーブル400のプラグ420がコンセント520に差し込まれると、自宅充電設備500から伝達される電源電圧を検出し、その検出値をCCID制御部460に通知する。また、電流検出器482は、交流電力線440に流れる充電電流を検出し、その検出値をCCID制御部460に通知する。
充電コネクタ410内には、スイッチSW20が設けられる。スイッチSW20は、たとえばリミットスイッチであり、充電コネクタ410がインレット220に確実に嵌合された状態で接点が閉じられる。充電コネクタ410がインレット220から取り外された状態、および充電コネクタ410とインレット220との嵌合状態が不確実な場合には、スイッチSW20の接点が開放される。また、スイッチSW20は、充電コネクタ410に設けられて充電コネクタ410をインレット220から取り外す際にユーザによって操作される押しボタン415が操作されることによっても接点が開放される。
充電コネクタ410がインレット220から取り外された状態では、ECU300に含まれる電源ノード350の電圧およびプルアップ抵抗素子R10と、インレット220に設けられた複数の抵抗素子とによって定まる電圧信号が接続信号PISWとして接続信号線L3に発生する。また、充電コネクタ410がインレット220に接続された状態では、嵌合状態および押しボタン415の操作状態などに対応して、インレット220および充電コネクタ410に設けられた複数の抵抗素子の組み合わせによる合成抵抗に応じた電圧信号が接続信号線L3に発生する。
ECU300は、接続信号線L3の電位(すなわち、接続信号PISWの電位)を検出することによって、充電コネクタ410の接続状態を判定することができる。
車両1において、ECU300は、上記の電源ノード350およびプルアップ抵抗素子R10に加えて、CPU310と、抵抗回路320と、入力バッファ330,340とをさらに含む。
抵抗回路320は、車両1側からパイロット信号CPLTの電位を操作するための回路である。抵抗回路320は、プルダウン抵抗素子R1,R2と、スイッチSW1,SW2とを含む。プルダウン抵抗素子R1およびスイッチSW1は、パイロット信号CPLTが通信されるコントロールパイロット線L1と車両アース360との間に直列に接続される。プルダウン抵抗素子R2およびスイッチSW2も、コントロールパイロット線L1と車両アース360との間に直列に接続される。そして、スイッチSW1,SW2は、それぞれCPU310からの制御信号S1,S2に従って導通(オン)状態または非導通(オフ)状態に制御される。
入力バッファ330は、コントロールパイロット線L1のパイロット信号CPLTを受け、その受けたパイロット信号CPLTをCPU310へ出力する。入力バッファ340は、充電コネクタ410のスイッチSW20に接続される接続信号線L3から接続信号PISWを受け、その受けた接続信号PISWをCPU310へ出力する。なお、接続信号線L3には上記で説明したようにECU300から電圧がかけられており、充電コネクタ410のインレット220への接続によって、接続信号PISWの電位が変化する。CPU310は、この接続信号PISWの電位を検出することによって、充電コネクタ410の接続状態を検出する。
CPU310は、入力バッファ330,340から、パイロット信号CPLTおよび接続信号PISWをそれぞれ受ける。CPU310は、接続信号PISWの電位を検出し、充電コネクタ410の接続状態および嵌合状態を検出する。また、CPU310は、パイロット信号CPLTの発振状態およびデューティ比を検出することによって、個人用充電ケーブル400の定格電流値を検出する。
CPU310は、接続信号PISWの電位およびパイロット信号CPLTの発振状態に基づいて、抵抗回路320内のスイッチSW1,SW2を制御することによってパイロット信号CPLTの電位を操作する。パイロット信号CPLTの電位を操作することによって、CPU310は、個人用充電ケーブル400内のCCIDリレー450を遠隔操作することができる(後述の図5参照)。
CPU310による遠隔操作によって個人用充電ケーブル400内のCCIDリレー450の接点が閉じられると、自宅充電設備500からの交流電力が充電器200に与えられ、外部充電準備が完了する。CPU310は、充電器200に対して制御信号を出力することによって、自宅充電設備500からの交流電力をバッテリ100が充電可能な直流電力に変換してバッテリ100に出力する。これにより、バッテリ100の外部充電が実行される。
図4は、共用充電ケーブル400Aを用いる場合の充電システムの構成を示す回路ブロック図であって、図3と対比される図である。図4を参照して、共用充電ケーブル400Aを用いる場合の構成は、個人用充電ケーブル400を用いる場合と比べて、主に、CCIDが充電ケーブルではなく充電設備内に設けられる点が異なる。
なお、共用充電ケーブル400Aの充電コネクタ410Aの構成は、図3に示した個人用充電ケーブル400の充電コネクタ410の構成と同じであるので、その詳細な説明はここでは繰り返さない。
また、共用充電ケーブル400Aには、個人用充電ケーブル400に含まれるようなCCID430は含まれていない。その代わりに、公共充電設備500AにCCID540が含まれる構成となっている。すなわち、共用充電ケーブル400Aを用いて外部充電を行なう場合には、公共充電設備500AのCCID540で生成されたパイロット信号CPLTが共用充電ケーブル400Aを介してコントロールパイロット線L1に入力される。そして、パイロット信号CPLTの電位は、ECU300が抵抗回路320内のスイッチSW1,SW2を制御することによって操作される。
なお、CCID540の構成は、基本的には、図3におけるCCID430の構成と同じである。すなわち、CCID540に含まれるCCIDリレー550、CCID制御部560、コントロールパイロット回路570(発振装置572、抵抗素子R50、電圧検出器573)、電磁コイル571、漏電検出器580、電圧検出器581、および電流検出器582は、それぞれ、CCID430に含まれるCCIDリレー450、CCID制御部460、コントロールパイロット回路470(発振装置472、抵抗素子R20、電圧検出器473)、電磁コイル471、漏電検出器480、電圧検出器481、電流検出器482と同じ構成である。そのため、これらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
なお、図4に示す車両1の回路構成は、上述の図3に示したものと同じであるので、その詳細な説明はここでは繰り返さない。
図5は、スイッチSW1,SW2の状態変化、パイロット信号CPLTの電位変化、およびCCIDリレー450の状態変化を示すタイムチャートである。なお、図5には、個人用充電ケーブル400を用いる場合を例示するが、共用充電ケーブル400Aを用いる場合も基本的に同様である。
時刻t1になるまでは、個人用充電ケーブル400は、車両1および自宅充電設備500のいずれにも接続されていない状態である。この状態においては、各スイッチSW1,SW2およびCCIDリレー450はオフの状態であり、パイロット信号CPLTの電位は0Vである。
時刻t1において、個人用充電ケーブル400のプラグ420が自宅充電設備500のコンセント520に接続されると、自宅充電設備500からの電力を受けてコントロールパイロット回路470がパイロット信号CPLTを発生する。なお、この時刻t1では、個人用充電ケーブル400の充電コネクタ410はインレット220に接続されていない。また、パイロット信号CPLTの電位はV1(たとえば12V)であり、パイロット信号CPLTは非発振状態である。
その後、充電コネクタ410がインレット220に接続されると、接続信号PISWがCPU310に入力される。この接続信号PISWの入力に応じて、CPU310はスイッチSW2をオンする。これにより、プルダウン抵抗素子R2によってパイロット信号CPLTの電位はV2(たとえば9V)に低下する(図5中の時刻t2)。
パイロット信号CPLTの電位がV2に低下したことがCCID制御部460によって検出されると、CCID制御部460は、発振装置472に発振指令を出力してパイロット信号CPLTを発振させる(図5中の時刻t3)。
パイロット信号CPLTが発振されたことがCPU310によって検出されると、CPU310は、パイロット信号CPLTのデューティ比によって個人用充電ケーブル400の定格電流値を検出する。そして、CPU310は、スイッチSW2に加えて、スイッチSW1をオンする(図5中の時刻t4)。これにより、プルダウン抵抗素子R1によってパイロット信号CPLTの電位がさらにV3(たとえば6V)に低下する(図5中の時刻t5)。
パイロット信号CPLTの電位がV3に低下されると、コントロールパイロット回路470によってCCIDリレー450の接点が閉じられる。これにより、自宅充電設備500からの電力が個人用充電ケーブル400を介して車両1に伝達される。その後、車両1において、CPU310によって充電器200(図1参照)が制御されることによって、バッテリ100の外部充電が開始される。
図6は、第2方式の外部充電を行なうか否かを判定するECU300の動作を示すフローチャートである。図6のステップS10においてECU300は、第1方式で充電中か否かを判別する。具体的には、パイロット信号CPLTを用いて充電器200を制御しているか否かを判別する。
ステップS10で第1方式で充電中であると判別した場合は第1方式の外部充電が終了するまで待機する。これは、一般に第1方式による充電電流は第2方式による充電電流よりも大きいので、第1方式による外部充電を優先的に行なうためである。
ステップS10で第1方式による充電中でないと判別した場合は、ステップS11において電圧検出器16によって交流電圧が検出され、かつ電圧検出器17によって交流電圧が検出されないか否かを判別する。ステップS11の判別結果が否定的である場合はステップS10に戻る。
ステップS11の判別結果が肯定的である場合、すなわち電圧検出器16によって交流電圧が検出され、かつ電圧検出器17によって交流電圧が検出されない場合は、ステップS12においてリレー14を導通させ、ステップS13において第2方式の外部充電を行なう。
図7は、第1方式および第2方式のうちのいずれかの方式の外部充電を選択的に行なうECU300の動作を示すフローチャートである。図7のステップS20においてECU300は、パイロット信号CPLTが発振信号を含むか否かを判別する。ステップS20においてパイロット信号CPLTが発振信号を含むと判別した場合は、ステップS21においてパイロット信号CPLTを6Vに制御してCCIDリレー450を導通させる。
ステップS22において第1方式の外部充電が可能か否かを判別し、可能である場合はステップS23において第1方式の外部充電を行ない、可能でない場合はステップS24において第1方式の外部充電を中止する。ステップS23において第1方式の外部充電を行なった場合は、ステップS25においてバッテリ100の充電が終了するまで待機し、充電が終了した場合はステップS26においてパイロット信号CPLTを9Vに制御してCCIDリレー450を非導通にして外部充電動作を完了する。
ステップS20においてパイロット信号CPLTが発振信号を含まないと判別した場合は、ステップS30において電圧検出器16によって交流電圧が検出され、かつ電圧検出器17によって交流電圧が検出されないか否かを判別する。ステップS30の判別結果が否定的である場合は充電動作を終了する。
ステップS30の判別結果が肯定的である場合、すなわち電圧検出器16によって交流電圧が検出され、かつ電圧検出器17によって交流電圧が検出されない場合は、ステップS31においてリレー14を導通させる。
ステップS32において第2方式の外部充電が可能か否かを判別し、可能である場合はステップS33において第2方式の外部充電を行ない、可能でない場合はステップS34において第2方式の外部充電を中止する。ステップS33において第2方式の外部充電を行なった場合は、ステップS35においてバッテリ100の充電が終了するまで待機し、充電が終了した場合はステップS36においてリレー14を非導通にして充電動作を完了する。
この実施の形態では、第1方式の外部充電を行なう構成(インレット220など)と、第2方式の外部充電を行なう構成(充電コード10、リレー14、電圧検出器16,17)とを設けたので、第1方式と第2方式のうちのいずれか一方の方式の外部充電を選択的に行なうことができる。
また、充電コード10と充電器200の間にノーマリーオフ型のリレー14を設け、第2方式の外部充電を行なう場合はリレー14を導通させるので、簡単な構成で第1方式または第2方式の外部充電を行なうことができる。
また、充電コード10の定格電流値をECU300に予め記憶させ、第2方式の外部充電時は、充電コード10に定格電流値以下の電流が流れるように充電器200を制御するので、充電コード10に過電流が流れて破損することがない。
また、充電コード10を巻き取るコード巻き取り器13を設けたので、充電コード10を使用しない場合は、充電コード10を車両1内に容易かつコンパクトに収容することができる。
また、第1方式の外部充電を第2方式の外部充電よりも優先させ、第1方式の外部充電の実行中はリレー14を導通させないので、第1方式の外部充電の実行中にプラグ11の端子に交流電圧が印加されることはなく、安全である。
以下、本実施の形態の種々の変更例について説明する。第2方式の外部充電時にリレー14に過電流が流れると、電気的反発(電磁反発)を起こし、スイッチSW11,SW12が開こうとする。その際にアーク放電が発生し、スイッチSW11,SW12の各々が溶着して導通状態に固定される。すなわち、リレー14がオン固着されて導通状態に固定される。
リレー14が導通状態に固定されると、第1方式の外部充電時にインレット220に印加された交流電圧がリレー14および充電コード10を逆流し、プラグ11の電力端子に交流電圧が印加され、交流電圧が印加された電力端子が露出されてしまう。そこで、本変更例では、リレー14がオン固着したかどうかを検出し、オン固着し場合はユーザーにその旨を報知する。
図8は、リレー14がオン固着したか否かを判別するECU300の動作を示すフローチャートである。図8のステップS40において第2の方式の外部充電が終了したら、ステップS41においてECU300はリレー14を非導通にする。ステップS42において電圧検出器16によって交流電圧が検出されているか否かを判別する。
ステップS42において交流電圧が検出された場合は、ステップS43において電圧検出器17によって交流電圧が検出されているか否かを判別する。ステップS43において交流電圧が検出されない場合は、リレー14はオン固着されておらず正常であるので判別動作を終了する。
ステップS43において交流電圧が検出された場合は、リレー14はオン固着されているので、ステップS44においてリレー14がオン固着した旨をたとえばディスプレイに表示してユーザに報知し、判別動作を終了する。オン固着したリレー14は、新品のリレーと交換される。ステップS42において交流電圧が検出されない場合は、何らかの異常が発生しているので、その旨をたとえばディスプレイに表示してユーザに報知し、判別動作を終了する。
この変更例では、リレー14がオン固着したかどうかを判別し、オン固着した場合はその旨をユーザに報知する。したがって、リレー14がオン固着したまま第1方式の外部充電が行なわれて交流電圧が印加されたプラグ11の端子が露出するのを防止することができる。
図9は、本実施の形態の他の変更例を示す図である。図9において、この変形例では、インレット蓋2が閉じられているか否かを判定し、判定結果を示す信号をECU300に出力する開閉検出器51が車両1に追加される。図9では、インレット蓋2が閉じられてロック部50からピンが伸張し、インレット蓋2が開閉不可能なロック状態にされた様子が示されている。ロック部50のピンが短縮されると、インレット蓋2は開閉可能なアンロック状態にされる。
ECU300は、開閉検出器51によってインレット蓋2が閉じられていることが検出されている場合のみリレー14を導通させ、開閉検出器51によってインレット蓋2が開けられていることが検出されている場合はリレー14を非導通にする。
たとえば、図7のステップS20とステップS30の間にステップS30Aが設けられ、そのステップS30Aにおいてインレット蓋2が閉じられているか否かが判別され、インレット蓋2が閉じられている場合はステップS30に進み、インレット蓋2が閉じられていない場合はステップS30〜S36を行なわずに外部充電動作を終了する。
したがって、この変形例では、インレット蓋2が開けられている場合は第2方式の外部充電を行なわないので、交流電圧が印加されたインレット220が外部に露出されることがない。
図10は、本実施の形態のさらに他の変形例を示す図である。図10において、この変形例では、ロック部50がロック部50Aで置換される。ロック部50Aは、ピンが伸張されているか否かを示す信号をECU300に送信する。ECU300は、開閉検出器51によってインレット蓋2が閉じられていることが検出され、かつロック部50Aからピンが伸張していることを示す信号が出力されている場合(すなわちインレット蓋2がロック状態にされている場合)のみリレー14を導通させ、それ以外の場合はリレー14を非導通にする。
たとえば、図7のステップS20とステップS30の間にステップS30Bが設けられ、そのステップS30Bにおいてインレット蓋2がロック状態にされているか否かが判別され、インレット蓋2がロック状態にされている場合はステップS30に進み、インレット蓋2がロック状態にされていない場合はステップS30〜S36を行なわずに外部充電動作を終了する。
したがって、この変形例では、インレット蓋2がアンロック状態にされている場合はリレー14を非導通にするので、交流電圧が印加されたインレット220が外部に露出されることがない。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 車両、2 インレット蓋、3 蓋、10 充電コード、11,420 プラグ、12,440,440A 交流電力線、13 コード巻き取り器、14 リレー、482,582 電流検出器、16,17,473,481,573,581 電圧検出器、50,50A ロック部、51 開閉検出器、100 バッテリ、200 充電器、220 インレット、300 ECU、320 抵抗回路、330,340 入力バッファ、350 電源ノード、360 車両アース、400 個人用充電ケーブル、400A 共用充電ケーブル、410,410A 充電コネクタ、450,550 CCIDリレー、460,560 CCID制御部、470,570 コントロールパイロット回路、471,571 電磁コイル、472,572 発振装置、480,580 漏電検出器、500 自宅充電設備、500A 公共充電設備、510 交流電力源、520 コンセント、ACL1,ACL2 電力線、L1 コントロールパイロット線、L2 接地線、L3 接続信号線、R1,R2 プルダウン抵抗素子、R10 プルアップ抵抗素子、R20,R50 抵抗素子。

Claims (8)

  1. 直流電力を蓄える蓄電装置と、
    車両外部からの外部充電時に外部電力を受ける第1の端子と第1の電流値を示す制御信号を受ける第2の端子とを含む第1の受電部と、
    車両外部からの外部充電時に外部電力を受ける第2の受電部と、
    一方端子が前記第2の受電部に接続されたノーマリーオフ型のリレーと、
    前記第1の受電部の前記第1の端子および前記リレーの他方端子に接続され、前記蓄電装置を充電する充電器と、
    前記第1の受電部からの外部充電時は、外部から前記第2の端子を介して前記制御信号を受け、前記充電器の入力電流が前記制御信号によって示された前記第1の電流値以下になるように前記充電器を制御し、前記第2の受電部からの外部充電時は、前記リレーを導通させるとともに前記充電器の入力電流が予め定められた第2の電流値以下になるように前記充電器を制御する制御装置と
    前記リレーの一方端子および他方端子の電圧をそれぞれ検出する第1および第2の電圧検出器とを備え、
    前記制御装置は、前記第2の受電部からの外部充電時には、前記第1の電圧検出器の検出結果に基づいて前記リレーの一方端子に電圧が印加され、かつ、前記第2の電圧検出器の検出結果に基づいて前記リレーの他方端子に電圧が印加されていないことを検知した後に前記リレーを導通させる、車両。
  2. 前記制御信号は予め定められた周波数の発振信号を含み、
    前記制御装置は、前記第1の受電部の前記第2の端子に前記発振信号が与えられている場合は前記第1の受電部からの外部充電動作を行ない、前記第1の受電部の前記第2の端子に前記発振信号が与えられていない場合は前記第2の受電部からの外部充電動作を行なう、請求項1に記載の車両。
  3. 前記制御装置は、前記第2の受電部からの外部充電の終了後に前記第2の受電部が外部電力を受けている状態で前記リレーを非導通にする指令を出力し、前記リレーの一方端子および他方端子の両方に電圧が印加されている場合は前記リレーが導通状態で固着したと判別する、請求項1または請求項2に記載の車両。
  4. さらに、通常は閉じられて前記第1の受電部を覆い、前記第1の受電部からの外部充電時は開けられて前記第1の受電部を露出させる蓋を備え、
    前記制御装置は、前記蓋が開けられている場合は前記リレーを導通させない、請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の車両。
  5. さらに、通常は閉じられた前記蓋を開閉不可能なロック状態にし、前記第1の受電部からの外部充電時は前記蓋を開閉可能なアンロック状態にするロック部を備え、
    前記制御装置は、前記蓋が前記アンロック状態にされている場合は前記リレーを導通させない、請求項に記載の車両。
  6. さらに、一方端が前記第2の受電部に接続され、他方端が前記第2の受電部からの外部充電時に外部電力を受ける充電コードを備える、請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の車両。
  7. さらに、前記充電コードを使用する場合は前記車両外に前記充電コードを延ばし、前記充電コードを使用しない場合は前記充電コードを前記車両内に巻き取るコード巻き取り器を備える、請求項に記載の車両。
  8. 前記第1の受電部は、前記第1の受電部からの外部充電時に充電ケーブルを介して外部充電装置に接続され、
    前記第1の電流値は前記充電ケーブルの定格電流値であり、
    前記第2の電流値は前記充電コードの定格電流値である、請求項または請求項に記載の車両。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2541942B (en) * 2015-09-07 2019-03-27 Jaguar Land Rover Ltd Method and apparatus for electric vehicle charging
KR20170052095A (ko) * 2015-11-03 2017-05-12 현대자동차주식회사 배터리 제어 시스템 및 릴레이 융착 검출 방법
US10343538B2 (en) 2017-04-06 2019-07-09 Ford Global Technologies, Llc Controlling charge levels of vehicle batteries based on battery charge states and vehicle operating modes
CN108532959B (zh) * 2018-03-30 2020-08-14 中铁一局集团有限公司 一种整体道床混凝土平整度及排水坡度收面装置
CN110001430B (zh) * 2019-05-06 2020-11-10 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动汽车双枪直流充电控制系统及控制方法
GB2589581B (en) * 2019-12-02 2021-12-01 Ford Global Tech Llc Deployable charging points for vehicles
KR102341453B1 (ko) * 2019-12-30 2021-12-21 한국자동차연구원 전기자동차 충전용 콘센트의 전력 제어 장치
US11241973B2 (en) * 2020-02-17 2022-02-08 Ford Global Technologies, Llc Pilot control circuit for charging a vehicle with a charging station
CN113871926B (zh) * 2020-06-30 2023-03-24 比亚迪股份有限公司 车载充电插座和车辆
DE102021101529A1 (de) 2021-01-25 2022-07-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Prüfen eines DC-Zählers in einer Ladesäule und Prüfstand für eine Ladesäule
KR20230001719A (ko) * 2021-06-29 2023-01-05 현대자동차주식회사 래치 릴레이를 이용한 전력망 분리 장치 및 그 방법
CN114379392B (zh) * 2022-03-24 2022-06-07 长安新能源南京研究院有限公司 一种电动汽车充电枪智能锁控制方法、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
JP2009071986A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Fuji Heavy Ind Ltd 車載バッテリの劣化度演算装置
JP5104803B2 (ja) * 2009-03-31 2012-12-19 東京電力株式会社 充電システム、充電器、およびリレーの閉固着を検出する方法
US20100320964A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 Ford Global Technologies, Llc Method And System To Charge Batteries Only While Vehicle Is Parked
JP5412999B2 (ja) * 2009-07-02 2014-02-12 トヨタ自動車株式会社 電動車両
US8866437B2 (en) * 2009-07-03 2014-10-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric-powered vehicle
JP5397202B2 (ja) * 2009-12-14 2014-01-22 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP5387552B2 (ja) * 2010-12-16 2014-01-15 株式会社デンソー 車両用電源装置
WO2012105023A1 (ja) * 2011-02-03 2012-08-09 トヨタ自動車株式会社 車両搭載ケーブルおよび車両
JP2013034326A (ja) 2011-08-02 2013-02-14 Toyota Industries Corp 車両用充電システムおよび車両用充電ケーブル
JP5821031B2 (ja) * 2011-08-23 2015-11-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 電動車両用充電装置
US8988042B2 (en) * 2011-08-25 2015-03-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle, charging system and control method for vehicle
JP5714126B2 (ja) * 2011-11-30 2015-05-07 本田技研工業株式会社 電動車両

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