JP6351474B2

JP6351474B2 - 車両用充電装置

Info

Publication number: JP6351474B2
Application number: JP2014204461A
Authority: JP
Inventors: 佳則相川; 利幸浅野
Original assignee: Nitto Kogyo Corp
Current assignee: Nitto Kogyo Corp
Priority date: 2014-10-03
Filing date: 2014-10-03
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2034-10-03
Also published as: JP2016077039A

Description

本発明は、電気自動車等の車両の充電に用いる車両用充電装置に関するものである。

車両の充電制御は、充電制御信号であるＣＰＬＴ信号を、充電装置と車両との間で送受信しながら行われる（例えば、特許文献１）。

このような充電制御に用いられる充電装置１には、図４に示すように、制御部２が内蔵され、ここでＣＰＬＴ信号の生成や、充電電路用リレー３の開閉制御が行わる。

ＣＰＬＴ信号は、車両４が非接続の状態では、Ａ点電位が１２Ｖ定電圧となり、車両が接続されると車両内部抵抗により分圧して９Ｖ定電圧となるように調整されている。車両４が接続され、充電装置１側が充電可能な状態（タイマ制御なし・契約電流の問題なし等の条件を満たす場合）であれば、制御部２がＣＰＬＴ信号を発振させ、９Ｖ発振の状態となる。続いて、車両４側の充電許可スイッチ５が投入されると車両内部抵抗との分圧により６Ｖ発振に移行する。制御部２はこの状態において、充電電路用リレー３に対し閉路信号を出力し（モード２制御）、その後、車両４側の制御部６の制御により車載電池７への充電が開始される。

車載電池７への充電が満了すると、車両４側の制御部６の制御により、充電許可スイッチ５が解放されてＣＰＬＴ信号は６Ｖから９Ｖ発振の状態に戻る。
また車両４側の制御により一時的に充電を停止した場合や、充電コネクタ２０の取り外しボタン８に不意の外力が加わった場合であっても同様に、充電許可スイッチ５が解放されてＣＰＬＴ信号は６Ｖから９Ｖ発振の状態に戻る場合があるため、充電装置１の制御部２はＣＰＬＴ信号のみから車載電池７の充電満了を判定することができない。一方、充電電力または受電電流値から充電満了を判定することも考えられるが、車両４側の制御により一時的に充電を停止する場合があるため、充電満了を適切に判定することができない。
充電満了を適切に判定できないと、系統から供給される電力を他の負荷（他の充電装置を含む）に適切に割当てることができないという問題があった。また従量課金を行う場合、課金の基準点を定めることができず算定に支障が生じるという問題があった。

特開特開２０１２−５１７２号公報

本発明の目的は前記の問題を解決し、充電の満了を適切に判定できる車両用充電装置を提供することである。

本発明では、上記の課題を解決する手段として、充電ケーブルを介して車両への充電を行う車両用充電装置において、充電ケーブルに繋がる充電電路を開閉するリレーと、充電ケーブルに送られる充電電流の検知手段と、充電制御部とを備え、
この充電制御部が、車両との間で送受信される充電制御信号を検出する充電制御信号検出機能と、充電電力を測定する充電電力測定機能と、予め規定された時間区間内に使用された前記充電電力の総量を求める区間充電量算出機能と、前記車両への充電が満了したことを判定する充電満了判定機能を有し、前記の充電満了判定機能が、前記の区間充電量算出機能で求めた区間充電量および前記の充電制御信号検出機能で検出した充電制御信号の変化に基づいて充電満了判定を行うものとする構成を採用した。

前記の充電満了判定機能では、具体的には、前記の区間充電量算出機能で求めた区間充電量が予め規定された電力量に満たず、かつ、充電制御信号が予め規定の変化を示したとき、充電満了判定を行うものとすることが好ましい。また、前記の充電制御部は、更に、前記の区間充電量が予め規定された電力量に達したとき、区間充電量算出機能にリセットをかけ、新たな区間充電量の算出を開始するリセット機能を有するものとすることが好ましく、前記の充電満了判定機能は、前記の充電制御信号の変化が、予め規定した時間内にその変化前の状態に戻ったとき、前記の変化がなかったものとして判定を行うものとすることが好ましい。

上記構成からなる本発明によれば、充電装置側で電気自動車等の充電の満了を適切に判定できるので、例えば、系統から供給される電力を他の負荷（他の充電装置を含む）に適切に割当てることができる。また従量課金を行う場合には、課金の基準点を明確に定めることができる。

本発明の実施形態を示す回路図である。図１の充電制御部の説明図である。充電制御部の判定を説明する図である。従来技術の回路図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は充電装置１側と車両４側とを充電ケーブル９によって接続した状態を示す回路図である。
１０は充電電路であり、商用電源から供給される電力を、充電ケーブル９を経由して車両４側の車載電池７に充電するものである。
充電電路１０には通電をオンオフするためのリレー３が直列に設けられている。

この充電電路１０には、充電ケーブル９に送られる充電電流の検知手段１１であるＣＴが取付けられている。なお充電電流の検知手段１１としてはＣＴ以外にも、ホール素子を用いたものや、抵抗の分圧によって電流を検出するものなどを用いても良い。

２は充電制御部である。この充電制御部２には、検知手段１１によって検知された充電電流の値が入力される。また前記したリレー３のオンオフはこの充電制御部２によって行われる。

この充電制御部２はＣＰＬＴ回路を備えて下り、充電制御（ＣＰＬＴ）信号端子１２に接続されている。その電圧（Ａ点の電圧）は充電制御部２に入力される。

車両側の充電制御信号端子１２とアース端子１３との間には、抵抗Ｒ２と直列の充電許可スイッチ５と、抵抗Ｒ１とコンデンサ１４とが並列に接続されている。この充電許可スイッチ５は図示を略した車両側の充電開始制御回路によって制御されるものである。

図２、３に示すように、充電制御部２は、充電電路を流れる充電電力を測定する充電電力測定機能１５と、予め規定された時間区間Ｂ内（例えば、５分間）に使用された充電電力量（以下、区間充電量という）を求める区間充電量算出機能１６と、区間充電量が予め規定された電力量Ｃ（例えば、０．５ｋｗ）に達したとき、区間充電量算出機能にリセットをかけ、新たな区間充電量の算出を開始するリセット機能１７と、車両との間で送受信される充電制御信号を検出する充電制御信号検出機能１８と、車両への充電が満了したことを判定する充電満了判定機能１９を有するものである。

充電満了判定機能１９は、前記の区間充電量算出機能１６で求めた区間充電量および前記の充電制御信号検出機能１８で検出した充電制御信号の変化に基づいて充電満了判定を行う。

具体的には、充電満了判定機能１９は、区間充電量が予め規定された電力量Ｃに満たず、かつ、充電制御信号が予め規定の変化（例えば、６Ｖから９Ｖへの変化）を示したとき、すなわち時間区間Ｂを越えたときに（図３のａ時点）、充電電力が減少傾向にあり、かつ車両４が充電許可スイッチ５を開放した場合に充電満了判定を行い、リレー３に対して開路信号を送信する。
充電満了判定を行った場合、充電装置１はその判定結果を通信装置（図示せず）よりサーバ等に送信して、ユーザーの携帯に転送する等のサービスを行うこともできる。

なお、充電制御信号が前記同様に、６Ｖから９Ｖへ変化した場合であっても、区間充電量が、前記の「予め規定された電力量Ｃ」に達したとき（図３のｂ時点）は、充電満了判定機能１９は、ＣＰＬＴ信号の電位変化は悪戯や不意の外力による瞬間的なものであり、充電が継続されており充電は満了していないとの判定を行い、ＣＰＬＴ信号の発振を継続し、前記の開路信号送信は行わない。
また、区間充電量が、時間区間Ｂ内に前記の「予め規定された電力量Ｃ」に満たない場合であっても、充電制御信号が前記の変化を示さない場合（図３のｃ時点）にも、充電満了判定機能１９は、充電が車両側の制御により一時的に中断しているため、充電は満了していないとの判定を行い、ＣＰＬＴ信号の発振を継続し、前記の開路信号送信は行わない。

なお、充電制御信号が前記同様に、６Ｖから９Ｖへ変化した場合であっても、その後、予め規定した時間内（例えば１０秒以内）に再び６Ｖに戻った場合、充電満了判定機能１９は、悪戯や不意の外力による瞬間的なものであるため、充電満了判定機能１９は、充電制御信号が「予め規定の変化」を示さなかったものとして処理し、区間充電量に関わらず、ＣＰＬＴ信号の発振を継続し、前記の開路信号送信は行わない。

以上、説明したとおり本発明の充電装置は、充電装置側で電気自動車等の充電の満了を適切に判定できるので、例えば、充電装置が複数設置されている場合であって、他の負荷を制御して充電装置へ供給する電力を統合的にコントローラが制御している場合、充電が満了した充電装置の電力をに適切に他の負荷に割当てることができる。また充電装置にて従量課金を行う場合には、課金の基準点を明確に定めることができる。さらに充電途中に、悪戯や不意の外力等により充電コネクタの取り外しボタンが瞬間的に押圧されてた場合であっても、充電装置側では、区間充電量算出機能で求めた区間充電量が充電満了を意味する変化を示さない場合には、充電満了判定を行わず９Ｖ発振状態が維持されるため、車両側は充電を継続することができる。

１充電装置
２制御部
３充電電路用リレー
４車両
５充電許可スイッチ
６制御部
７車載電池
８取り外しボタン
９充電ケーブル
１０充電電路
１１検知手段
１２充電制御（ＣＰＬＴ）信号端子
１３アース端子
１４コンデンサ
１５充電電力測定機能
１６区間充電量算出機能
１７リセット機能
１８充電制御信号検出機能
１９充電満了判定機能
２０充電コネクタ

Claims

充電ケーブルを介して車両への充電を行う車両用充電装置であって、充電ケーブルに繋がる充電電路を開閉するリレーと、充電ケーブルに送られる充電電流の検知手段と、充電制御部とを備え、この充電制御部は、車両との間で送受信される充電制御信号を検出する充電制御信号検出機能と、充電電力を測定する充電電力測定機能と、予め規定された時間区間内に使用された前記充電電力の総量を求める区間充電量算出機能と、前記車両への充電が満了したことを判定する充電満了判定機能を有し、前記の充電満了判定機能は、前記の区間充電量算出機能で求めた区間充電量および前記の充電制御信号検出機能で検出した充電制御信号の変化に基づいて
充電満了判定を行うことを特徴とする車両用充電装置。
前記充電満了判定機能は、前記の区間充電量算出機能で求めた区間充電量が予め規定された電力量に満たず、かつ、充電制御信号が予め規定の変化を示したとき、充電満了判定を行うことを特徴とする請求項１記載の車両用充電装置。
前記の充電制御部は、前記の区間充電量が予め規定された電力量に達したとき、区間充電量算出機能にリセットをかけ、新たな区間充電量の算出を開始するリセット機能を有することを特徴とする請求項１記載の車両用充電装置。
前記充電満了判定機能は、前記の充電制御信号の変化が、予め規定した時間内にその変化前の状態に戻ったとき、前記の変化がなかったものとして判定を行うことを特徴とする請求項１記載の車両用充電装置。