JP6421095B2 - 中継機 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリを有する車両と、該車両のバッテリへ直流電圧を供給する充電スタンドとの間で送受信される制御信号を中継する中継機に関する。
電動モータ及びエンジンを併用したプラグインハイブリッド自動車（PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、エンジンを備えず、電動モータで駆動する電気自動車（EV: Electric Vehicle）が普及しつつある。プラグインハイブリッド自動車、電気自動車等の車両は、電動モータを駆動するバッテリを備えており、バッテリの充電は外部の充電スタンドを用いて行われる。
モータを駆動するためのバッテリの充電方法としてはＡＣ充電と、ＤＣ充電とがある。ＤＣ充電の方式としてはチャデモ（CHAdeMO）規格及びコンボ（Combo）方式がある。チャデモ規格に準拠した充電スタンドはＤＣ充電用コネクタを有し、車両との通信をＣＡＮ（Controller Area Network）通信にて行う。一方、コンボ方式に準拠した充電スタンドはＤＣ充電用コネクタ及びＡＣ充電用コネクタを有し、通信線を通じて送受信されるコントロールパイロット（CPLT:Control Pilot）信号にて、車両との接続、充電準備の完了、充電状態等の確認を行い、給電制御を行う。また、コントロールパイロット信号に他の制御信号を重畳させたＰＬＣ通信にて、車両及び充電スタンド間で充電に係る各種情報を送受信することも行われている。
ところで、ＤＣ充電の両規格が共に採用された場合、自動車メーカは２種類のＤＣ充電規格に対応しなければならず、開発コストが増加するという問題がある。
特許文献１、２には、ＤＣ充電規格が異なる車両及び充電スタンド間で充電に係る制御信号の方式を変換して中継することにより、規格が異なる充電スタンドによるバッテリ充電を低コストで実現する中継機が開示されている。
特開２０１４−１２４０３４号公報 特開２０１４−１２４０３３号公報
しかしながら、特許文献１、２に係る中継機においては、車両及び充電スタンド間で制御信号を正常に送受信できたとしても、バッテリの電圧と、充電スタンドが出力する直流電圧との電位差に起因する逆電流、突入電流等の異常電流の発生まで防止することはできない。
本発明の目的は、車両及び充電スタンド間で送受信される異なる方式の制御信号を中継することができ、かつ車両及び充電スタンド間の異常電流の発生を防止することができる中継機を提供することにある。
本発明の一態様に係る中継機は、バッテリを有する車両に設けられており、充電に係る第１方式の制御信号を送受信する第１通信部と、直流電圧を供給し、前記バッテリを充電する充電スタンドに設けられており、充電に係る第２方式の制御信号を送受信する第２通信部との間で、充電に係る制御信号の方式を変換し、変換された制御信号を中継する中継機であって、前記制御信号に基づく前記車両側の制御に拘わらず、前記充電スタンド及びバッテリ間の通電を制限する制限部と、前記充電スタンドが供給する直流電圧、及び前記バッテリの電圧を取得する取得部と、該取得部が取得した各電圧の電圧差が閾値未満であるか否かを判定する判定部と該判定部が閾値未満であると判定した場合、前記制限部による制限を解除する解除部とを備える。
本発明の一態様に係る中継機は、バッテリを有する車両に設けられており、充電に係る第１方式の制御信号を送受信する第１通信部と、直流電圧を供給し、前記バッテリを充電する充電スタンドに設けられており、充電に係る第２方式の制御信号を送受信する第２通信部との間で、充電に係る制御信号の方式を変換し、変換された制御信号を中継する中継機であって、前記制御信号に基づく前記車両側の制御に拘わらず、前記バッテリから前記充電スタンドへ電流が逆流することを防止する逆流防止ダイオードを備える。
なお、本願は、このような特徴的な処理部を備える中継機として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする中継方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、中継機の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、中継機を含むその他のシステムとして実現したりすることができる。
上記によれば、車両及び充電スタンド間で送受信される異なる方式の制御信号を中継することができ、かつ車両及び充電スタンド間の異常電流の発生を防止することができる中継機を提供することが可能となる。
本発明の実施形態１に係る充電通信システムの一構成例を示すブロック図である。 充電制御に係る中継処理手順を示したシーケンス図である。 充電停止制御に係る中継処理手順を示したシーケンス図である。 通電制御に係る処理手順を示したフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る充電通信システムの一構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態３に係る充電通信システムの一構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態４に係る充電通信システムの一構成例を示すブロック図である。
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
（１）本発明の一態様に係る中継機は、バッテリを有する車両に設けられており、充電に係る第１方式の制御信号を送受信する第１通信部と、直流電圧を供給し、前記バッテリを充電する充電スタンドに設けられており、充電に係る第２方式の制御信号を送受信する第２通信部との間で、充電に係る制御信号の方式を変換し、変換された制御信号を中継する中継機であって、前記制御信号に基づく前記車両側の制御に拘わらず、前記充電スタンド及びバッテリ間の通電を制限する制限部と、前記充電スタンドが供給する直流電圧、及び前記バッテリの電圧を取得する取得部と、該取得部が取得した各電圧の電圧差が閾値未満であるか否かを判定する判定部と該判定部が閾値未満であると判定した場合、前記制限部による制限を解除する解除部とを備える。
本態様にあっては、中継機は、車両及び充電スタンドの間で送受信される制御信号を中継する。車両は、第１方式の制御信号を送受信することによって充電制御を行い、充電スタンドは、第２方式の制御信号を送受信することによって、直流電圧の供給制御を行う。中継機は、車両及び充電スタンドの一方から送信された制御信号を受信した場合、受信した制御信号の方式を変換し、方式が変換された制御信号を、他方の車両又は充電スタンドへ送信することによって、制御信号を中継する。従って、本態様の中継機によれば、車両及び充電スタンドの制御方式が異なっていても、車両及び充電スタンドは制御信号を送受信し、車両のバッテリを充電することが可能になる。
更に、中継機の制限部は、制御信号に基づく車両側の制御に拘わらず、充電スタンド及びバッテリ間の通電を制限する。充電スタンド及び車両はそれぞれの制御方式に従って、直流電圧の供給、並びに充電スタンド及びバッテリ間の通電を行おうとするが、制限部によって、充電スタンド及びバッテリ間の通電は制限される。従って、バッテリの電圧と、充電スタンドが出力する直流電圧との電位差に起因する逆電流、突入電流等の異常電流の発生は防止される。
そして、中継機の取得部は、充電スタンドが供給する直流電圧と、バッテリの電圧とを取得し、判定部は取得した各電圧の電圧差が閾値未満であるか否かを判定する。つまり、車両及び充電スタンド間で逆電流、突入電流等の異常電流が発生しない状況にあるか否かを判定する。中継機の解除部は、前記電圧差が閾値未満であると判定した場合、制限部による制限を解除し、充電スタンド及びバッテリが通電する。
このように構成された本態様（１）によれば、車両及び充電スタンド間の異常電流の発生を防止することができる。
（２）前記判定部が閾値以上であると判定した場合、前記充電スタンドが供給する直流電圧を変更させるための情報を該充電スタンドへ送信する送信部を備える構成が好ましい。
本態様にあっては、充電スタンドが供給する直流電圧と、バッテリの電圧との電圧差が閾値以上である場合、中継機の送信部は、充電スタンドが供給する直流電圧を変更させるための情報を該充電スタンドへ送信する。従って、車両及び充電スタンド間の異常電流が発生しないように、充電スタンドの電圧を調整することができる。
（３）前記車両には前記充電スタンドから前記バッテリへ供給される直流電圧を遮断する直流遮断リレー及び該直流遮断リレーを開閉させる信号を伝送する信号線が設けられており、前記信号を遮断する信号遮断リレーを備え、前記制限部は前記信号遮断リレーを遮断状態に制御することによって、前記通電を制限し、前記解除部は、前記信号遮断リレーを通電状態に制御することによって、前記制限を解除するようにしてある構成が好ましい。
本態様にあっては、車両には充電スタンドからバッテリへ供給される直流電圧を遮断する直流遮断リレー及び該直流遮断リレーを開閉させる信号を伝送する信号線が設けられている。車両は、直流遮断リレーを開閉させることによって、充電スタンド及びバッテリ間の通電を制御する。つまり、直流遮断リレーを開閉させる信号は、中継機外から出力され、中継機外で直流遮断リレーの開閉制御が行われる。
一方、中継機は、前記信号を遮断する信号遮断リレーを備えており、信号遮断リレーを開けることによって、直流遮断リレーを開閉させる信号を遮断し、直流遮断リレーに対する制御を制限する。また、中継機は、信号遮断リレーを閉じることによって、前記制御を解除することができる。
従って、車両に直流遮断リレーが設けられ、該直流遮断リレーを開閉させる信号が中継機外から出力されたとしても、中継機は、充電スタンド及びバッテリ間の通電を制御し、異常電流の発生を防止することができる。
（４）前記車両には前記充電スタンドから前記バッテリへ供給される直流電圧を遮断する第１の直流遮断リレーが設けられており、更に、前記制御信号に基づく前記車両側の制御に拘わらず、前記充電スタンドから前記バッテリへ供給される直流電圧を遮断するための第２の直流遮断リレーを備え、前記制限部は前記第２の直流遮断リレーを遮断状態に制御することによって、前記通電を制限し、前記解除部は、前記第２の直流遮断リレーを通電状態に制御することによって、前記制限を解除するようにしてある構成が好ましい。
本態様にあっては、車両には充電スタンドからバッテリへ供給される直流電圧を遮断する第１の直流遮断リレー及び該直流遮断リレーを開閉させる信号を伝送する信号線が設けられている。車両は、第１の直流遮断リレーを開閉させることによって、充電スタンド及びバッテリ間の通電を制御する。第１の直流遮断リレーを開閉させる信号は、態様（３）と同様、中継機外から出力され、中継機外で直流遮断リレーの開閉制御が行われる。
一方、中継機は、第１の直流遮断リレーから独立した第２の直流遮断リレーを備えており、第１の直流遮断リレーの開閉状態に拘わらず、第２の直流遮断リレーを開けることによって、充電スタンド及びバッテリ間の通電を制限する。また、中継機は、第２の直流遮断リレーを閉じることによって、前記制御を解除することができる。
従って、車両に第１の直流遮断リレーが設けられており、該第１の直流遮断リレーを開閉させる信号を遮断不可能な構成であっても、中継機は、充電スタンド及びバッテリ間の通電を制御し、異常電流の発生を防止することができる。例えば、中継機が車両の外部に配される構成であっても、車両及び充電スタンド間の異常電流の発生を防止することができる。
（５）前記充電スタンドと、前記車両とを接続するコネクタをロックするロック部を備える構成が好ましい。
本態様にあっては、充電スタンドと、車両とを接続するコネクタをロックするロック部を備えるため、使用者による誤操作、いたずら等によって、コネクタが不意に外れることを防止することができる。コネクタが外れることを防止することによって、不測の異常電流が発生することを防止することができる。またコネクタが外れることを防止することによって、使用者の安全を確保することができる。
（６）本発明の一態様に係る中継機は、バッテリを有する車両に設けられており、充電に係る第１方式の制御信号を送受信する第１通信部と、直流電圧を供給し、前記バッテリを充電する充電スタンドに設けられており、充電に係る第２方式の制御信号を送受信する第２通信部との間で、充電に係る制御信号の方式を変換し、変換された制御信号を中継する中継機であって、前記制御信号に基づく前記車両側の制御に拘わらず、前記バッテリから前記充電スタンドへ電流が逆流することを防止する逆流防止ダイオードを備える。
本態様にあっては、中継機は、車両及び充電スタンドの間で送受信される制御信号を中継する。車両は、第１方式の制御信号を送受信することによって充電制御を行い、充電スタンドは、第２方式の制御信号を送受信することによって、直流電圧の供給制御を行う。中継機は、車両及び充電スタンドの一方から送信された制御信号を受信した場合、受信した制御信号の方式を変換し、方式が変換された制御信号を、他方の車両又は充電スタンドへ送信することによって、制御信号を中継する。従って、本態様の中継機によれば、車両及び充電スタンドの制御方式が異なっていても、車両及び充電スタンドは制御信号を送受信し、車両のバッテリを充電することが可能になる。
更に、中継機の逆流防止ダイオードは、制御信号に基づく車両側の制御に拘わらず、バッテリから充電スタンドへの通電を制限する。充電スタンド及び車両はそれぞれの制御方式に従って、直流電圧の供給、並びに充電スタンド及びバッテリ間の通電を行おうとするが、逆流防止ダイオードによって、バッテリから充電スタンドへの通電は制限される。従って、バッテリから充電スタンドへの逆電流の発生は防止される。
バッテリから充電スタンドへの逆電流が発生しない状況になると、充電スタンドからバッテリへ電流が流れ、充電スタンド及びバッテリは通電する。
このように構成された本態様（６）によれば、車両及び充電スタンド間の逆電流の発生を防止することができる。
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る中継機を有する充電通信システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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。
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る充電通信システムの一構成例を示すブロック図である。実施形態１の充電通信システムは、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車等の車両１と、充電ケーブルを介して該車両１のバッテリ１１に直流電圧を供給する充電スタンド２とを備える。
充電ケーブルは一端部が充電スタンド２に接続され、充電ケーブルの他端部には図示しない充電ガンが設けられている。充電ケーブルは、２本の給電線、通信線、グランド線（不図示）等を含む。充電ガンが車両１のインレットに接続されると、給電線はバッテリに接続され、通信線は後述する中継機３に接続される。グランド線は、車体等の基準電位に接続される。給電線は、充電スタンド２から出力された直流電圧が印加される導線である。通信線は、車両１に搭載されたバッテリ１１の充電を制御するための第２方式の制御信号を伝送する導線である。
充電スタンド２は、直流電圧を供給するＤＣ給電部２１、第２方式充電制御部２２及び第２通信部２３を備える。ＤＣ給電部２１は、スタンド側リレー２４を介して給電線に接続されており、ＤＣ給電部２１から出力された直流電圧は給電線を通じて車両１へ供給される。
第２方式充電制御部２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイコンである。第２方式充電制御部２２は、第２通信部２３にて第２方式の制御信号を送受信し、スタンド側リレー２４の開閉及び直流電圧の供給制御を行う。
第２通信部２３は、充電に係る第２方式の制御信号、例えば、コンボ方式の制御信号を送受信する通信機であり、第２通信部２３はＣＰＬＴ制御部２３ａ、ＣＰＬＴ検出部２３ｂ及びＰＬＣ通信部２３ｃを備える。
ＣＰＬＴ制御部２３ａ及びＣＰＬＴ検出部２３ｂは、ＰＬＣ通信部２３ｃを介して充電ケーブルの通信線及びグランド線に接続されており、通信線を通じてコントロールパイロット信号を送受信する。コントロールパイロット信号は、例えば１ｋＨｚの矩形波信号であり、ＣＰＬＴ制御部２３ａは、コントロールパイロット信号の出力及び停止を制御する。ＣＰＬＴ検出部２３ｂは、コントロールパイロット信号の電位等を検出する回路である。ＣＰＬＴ制御部２３ａ及びＣＰＬＴ検出部２３ｂは、基準電位に対する矩形波信号の電位、矩形波信号の出力の有無、デューティ比等によって、車両１との間で、充電スタンド２及び車両１の接続確認、充電の可否、充電状態等、充電に関する情報を送受信する。
ＰＬＣ通信部２３ｃは、コントロールパイロット信号よりも高周波の差動信号である制御信号、例えば２〜３０ＭＨｚの制御信号を、該コントロールパイロット信号に重畳させて送受信することにより、車両１との間で充電に関する情報の通信を行う。
車両１は、該車両１を駆動するためのバッテリ１１、第１方式充電制御部１２、第１通信部１３及び直流遮断リレー１４と、中継機３とを備える。車両１には充電ガンのコネクタが接続される図示しないインレットが設けられており、充電ケーブルの給電線、通信線及びグランド線にそれぞれ接続されるＤＣ給電端子、通信端子、グランド端子を備える。ＤＣ給電端子には、直流遮断リレー１４を介してバッテリ１１に接続されており、充電スタンド２から供給された直流電圧によってバッテリ１１が充電される構成になっている。また通信線は中継機３に接続されており、第１通信部１３は充電スタンド２との間で中継機３を介して第１方式の制御信号を送受信する。
第１方式充電制御部１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイコンである。第１方式充電制御部１２は、第１通信部１３にて第１方式の制御信号を送受信し、直流遮断リレー１４の開閉及びバッテリ１１の充電制御を行う。
第１通信部１３は、充電に係る第１方式の制御信号、例えば、チャデモ規格の制御信号を送受信する通信機である。第１通信部１３は、アナログ通信部１３ａ及びＣＡＮ通信部１３ｂを備える。アナログ通信部１３ａは、複数のアナログ線を介して中継機３と接続されており、該中継機３との間でアナログの制御信号を送受信する回路である。アナログ通信部１３ａは、例えば、フォトカプラ、トランジスタスイッチ等から構成されている。アナログ通信部１３ａは、アナログ線の電圧レベルをフォトカプラによって検出することができ、トランジスタスイッチのオンオフ制御によって、アナログ線の電圧レベルを制御することができる。アナログ通信部１３ａは、このようにトランジスタスイッチのオンオフ制御によって、アナログの制御信号を送信し、フォトカプラのオンオフ状態を監視することによって、中継機３から送信された制御信号を受信することができる。ＣＡＮ通信部１３ｂは、中継機３との間でＣＡＮ通信プロトコルに従って制御信号を送受信する回路である。ＣＡＮ通信部１３ｂは、充電スタンド２及びバッテリ１１に係る情報、充電電流量等の情報を送受信する。
直流遮断リレー１４は、充電スタンド２からバッテリ１１へ供給される直流電圧を遮断するリレーである。直流遮断リレー１４を開閉させるための信号を伝送する信号線１４ａは、アナログ通信部１３ａのアナログ線に接続されており、信号線１４ａの途中には図示しない制御リレーが介装されている。アナログ通信部１３ａが所定の状態になると、前記信号が伝送し得る状態になり、第１方式充電制御部１２から出力される制御信号によって制御リレーが開閉し、直流遮断リレー１４の開閉状態が制御される。
また、車両１には第１電圧検出部１５及び第２電圧検出部１６が設けられている。第１電圧検出部１５は、インレットと、直流遮断リレー１４との間に設けられている。第１電圧検出部１５は、車両１に充電スタンド２が接続された際に充電スタンド２から供給される直流電圧を検出する電圧計であり、検出した直流電圧の情報を中継機３及び第１方式充電制御部１２へ出力する。
第２電圧検出部１６は、直流遮断リレー１４と、バッテリ１１との間に設けられており、バッテリ電圧を検出する電圧計であり、検出したバッテリ電圧の情報を中継機３及び第１方式制御部へ出力する。
中継機３は、車両１に設けられた第１通信部１３と、充電スタンド２に設けられた第２通信部２３との間で、制御信号の方式を変換し、変換された制御信号を中継する装置である。中継機３は、車両１に設けられた第１通信部１３との間で第１方式の制御信号を送受信するための第１方式充電制御部３１と、アナログ通信部３２ａと、ＣＡＮ通信部３２ｂとを備える。
第１方式充電制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイコンである。第１方式充電制御部３１は、第１通信部１３との間で、アナログ通信部３２ａ及びＣＡＮ通信部３２ｂにて第１方式の制御信号を送受信する。第１方式充電制御部３１は、受信した第１通信部１３からの制御信号を、後述する変換部３５に出力し、変換部３５から出力された制御信号を第１通信部１３へ送信する。
アナログ通信部３２ａは、複数のアナログ線を介して第１通信部１３に係るアナログ通信部１３ａに接続されており、該第１通信部１３との間でアナログの制御信号を送受信する回路である。アナログ通信部３２ａは、例えば、フォトカプラ、トランジスタスイッチ等から構成されおり、第１通信部１３のアナログ通信部１３ａと同様にして、制御信号を送受信する。
ＣＡＮ通信部３２ｂは、第１通信部１３に係るＣＡＮ通信部１３ｂとの間でＣＡＮ通信プロトコルに従って制御信号を送受信する回路である。ＣＡＮ通信部３２ｂは、充電スタンド２及びバッテリ１１に係る情報、充電電流量等の情報を送受信する。
また、中継機３は、充電スタンド２に設けられた第２通信部２３との間で第２方式の制御信号を送受信するための第２方式充電制御部３３と、ＣＰＬＴ制御部３４ａと、ＣＰＬＴ検出部３４ｂと、ＰＬＣ通信部３４ｃとを備える。
第２方式充電制御部３３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイコンである。第２方式充電制御部３３は、第２通信部２３との間で、ＣＰＬＴ制御部３４ａ、ＣＰＬＴ検出部３４ｂ及びＰＬＣ通信部３４ｃにて第２方式の制御信号を送受信する。第２方式充電制御部３３は、受信した第２通信部２３からの制御信号を変換部３５に出力し、変換部３５から出力された制御信号を充電スタンド２へ送信する。
充電ガンが車両１に接続されると、ＰＬＣ通信部３４ｃは、充電ケーブルの通信線及びグランド線に接続され、ＣＰＬＴ制御部３４ａ及びＣＰＬＴ検出部３４ｂは、ＰＬＣ通信部３４ｃを介して、コントロールパイロット信号を送受信する。ＣＰＬＴ制御部３４ａは、コントロールパイロット信号の電圧レベルを制御する。ＣＰＬＴ検出部３４ｂは、コントロールパイロット信号の状態を回路である。例えば、ＣＰＬＴ検出部３４ｂは、デューティ比５％のコントロールパイロット信号を検出することによって、ＤＣ充電を行うことができる充電スタンド２に接続されたことを検知することができる。
ＰＬＣ通信部３４ｃは、コントロールパイロット信号よりも高周波の差動信号である制御信号、例えば２〜３０ＭＨｚの制御信号を、該コントロールパイロット信号に重畳させて送受信することにより、充電スタンド２の第２通信部２３との間で充電に関する情報の通信を行う。
更に、中継機３は、変換部３５と、信号遮断リレー３６と、コネクタロック部３７と、充電ガン嵌合検出部３８とを備える。
変換部３５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイコンであり、第１方式の制御信号と、第２方式の制御信号との対応関係を記憶している。変換部３５は、第１方式充電制御部３１から出力された第１方式の制御信号が変換部３５に入力された場合、変換部３５は、第１方式の制御信号を、該制御信号に対応する第２方式の制御信号に変換し、変換された制御信号を第２方式充電制御部３３へ出力する。同様にして、第２方式充電制御部３３から出力された第２方式の制御信号が変換部３５に入力された場合、変換部３５は、第２方式の該制御信号を、該制御信号に対応する第１方式の制御信号に変換し、変換された制御信号を第１方式充電制御部３１へ出力する。
信号遮断リレー３６は、信号線１４ａに介装されており、信号線１４ａを開閉することによって、直流遮断リレー１４を開閉させる信号を遮断するリレーである。信号遮断リレー３６の開閉は変換部３５によって制御される。信号遮断リレー３６が開くと、第１方式充電制御部１２の制御に拘わらず、直流遮断リレー１４は閉じなくなる。信号遮断リレー３６が閉じると、第１方式充電制御部１２の制御に応じて該直流遮断リレー１４が開閉するようになる。
コネクタロック部３７は、車両１のインレットに接続された充電ガンのコネクタをロックするロック機構である。例えば、充電ガン及びインレットは、爪部と、該爪部に係合する係合部とを備える。コネクタロック部３７は、係合部に係合した爪部が外れないように、該爪部の移動を制限する制限部材を備え、該制限部材は爪部の移動を制限する制限位置と、爪部の移動を許容するロック解除位置との間を移動するように配されている。コネクタロック部３７は、制限部材を移動させるアクチュエータを備え、該アクチュエータによって制限部材を移動させることによって、コネクタのロック及び解除を行う。前記アクチュエータの動作は、第２方式充電制御部３３によって行われる。
充電ガン嵌合検出部３８は、例えば、充電ガンがインレットに接続された際に、オンオフするスイッチであり、該スイッチはオンオフ状態に対応した信号、つまり充電ガンの接続状態に対応した信号を第２方式充電制御部３３へ出力する。
以下、バッテリ１１の充電開始から終了までの処理手順の概要を説明する。
図２は充電制御に係る中継処理手順を示したシーケンス図、図３は充電停止制御に係る中継処理手順を示したシーケンス図である。充電ガンのコネクタがインレットに嵌合したことを充電ガン嵌合検出部３８が検出し（ステップＳ１）、デューティ比５％のコントロールパイロット信号をＣＰＬＴ検出部３４ｂが検出した場合（ステップＳ２）、充電スタンド２の第２方式充電制御部２２と、中継機３とは、制御信号の送受信を行い、通信セッションを初期化し、通信を確立する（ステップＳ３）。なお、前記コントロールパイロット信号の電圧レベルは９Ｖであり、いわゆる状態Ｂにある。また、充電スタンド２の第２方式充電制御部２２と、中継機３とは、ユーザ認証等の各種処理を行い（ステップＳ４）、バッテリ１１の充電に必要な各種パラメータの交換を行う（ステップＳ５）。
次いで、中継機３は、コネクタの接続を車両１の第１方式充電制御部１２へ通知し（ステップＳ６）、アナログ通信部３２ａにて、第１の充電開始スイッチをオンにする（ステップＳ７）。第１の充電開始スイッチがオンされたことを、アナログ通信部１３ａが検出すると、第１方式充電制御部１２はＣＡＮ通信を開始する。中継機３の第１方式充電制御部３１は、第１方式充電制御部１２との間でＣＡＮ通信を行い、充電パラメータの交換を行う（ステップＳ８）。充電スタンド２の充電パラメータが車両１のバッテリ１１に適合している場合、第１方式充電制御部１２は、アナログ通信部１３ａにて中継機３へ充電許可の通知を行う（ステップＳ９）。
充電許可を受けた中継機３は、コネクタロック部３７にて充電ガンのコネクタをロックし（ステップＳ１０）。中継機３は、コネクタがロックされたことを第１方式充電制御部１２へ通知する（ステップＳ１１）。
次いで、中継機３は、ＣＰＬＴ制御部３４ａにてコントロールパイロット信号を状態Ｃに制御する（ステップＳ１２）。状態Ｃは、コントロールパイロット信号の電圧レベルが６Ｖの状態であり、車両１側の充電の準備が完了した状態を示している。
次いで、中継機３は、信号遮断リレー３６を開き（ステップＳ１３）、充電スタンド２との間で安全確認を行い（ステップＳ１４）、プリチャージを行う（ステップＳ１５）。安全確認及びプリチャージの結果に問題が無いことが確認された場合、中継機３は、アナログ通信部３２ａにて、第２の充電開始スイッチをオンにし（ステップＳ１６）、信号遮断リレー３６を閉じる（ステップＳ１７）。信号遮断リレー３６を閉じる制御手順の詳細は後述する。
そして、中継機３は、充電スタンド２との間で制御信号を送受信し、充電スタンド２にバッテリ１１の充電を開始させる（ステップＳ１８）。充電中、中継機３は、第１方式充電制御部１２からの充電電流の指示をＣＡＮ通信部３２ｂにて受信する（ステップＳ１９）。次いで、中継機３は、ＰＬＣ通信部３４ｃにて、受信した充電電流の指示を充電スタンド２へ送信し、充電スタンド２から送信された充電電圧、電流等の通知を受信し（ステップＳ２０）、受信した充電電圧、電流等の情報をＣＡＮ通信部３２ｂにて第１方式充電制御部１２へ送信する（ステップＳ２１）。
第１方式充電制御部１２、中継機３及び第２方式充電制御部２２は、ステップＳ１９〜ステップＳ２１の処理を繰り返し実行することにより、充電制御を行う。
中継機３は、充電中、充電停止条件を監視している。例えば、第２方式充電制御部２２から送信される充電停止要求をＣＡＮ通信部３２ｂにて監視しており、第２方式充電制御部２２から充電停止要求があった場合、充電停止条件が成立したと判定する。中継機３は、充電停止条件が成立した場合（ステップＳ３１）、ＰＬＣ通信部３４ｃにて充電停止を第２方式充電制御部２２へ通知し、第２方式充電制御部２２は充電停止の通知を受けて、直流電圧の供給を停止させる（ステップＳ３２）。
次いで、中継機３は、充電の停止を第１方式充電制御部１２へ通知し（ステップＳ３３）、ＣＰＬＴ制御部３４ａにて、コントロールパイロット信号を状態Ｂに制御する（ステップＳ３４）。そして、中継機３は、コネクタロック部３７によるロック状態を解除し（ステップＳ３５）、コネクタのロック状態が解除されたことを第１方式充電制御部１２へ通知する（ステップＳ３６）。
次いで、中継機３は、信号遮断リレー３６を開き（ステップＳ３７）、充電スタンド２の第２方式充電制御部２２との間で通信切断に係る処理を実行し（ステップＳ３８）、コネクタが未接続であることを車両１の第１方式充電制御部１２へ通知する（ステップＳ３９）。
以上の処理手順に従って車両１のバッテリ充電が行われる。次に、異常電流の発生を防ぐための信号遮断リレー３６の開閉に係る処理手順の要部を説明する。具体的には、図４中、Ｓ１３及びＳ１７の開閉部分の処理手順の詳細を説明する。
図４は通電制御に係る処理手順を示したフローチャートである。変換部３５は、所定のタイミングで信号遮断リレー３６へ開信号を出力し、信号遮断リレー３６を開く（ステップＳ１０１）。つまり、変換部３５は、信号遮断リレー３６を遮断状態に制御することによって、第１方式充電制御部１２の制御に拘わらず、直流遮断リレー１４が閉じないようにし、充電スタンド２及びバッテリ１１間の通電を制限する。なお、前記所定のタイミングは、充電スタンド２から直流電圧が供給され、直流遮断リレー３６を閉じる制御が行われる前段階のタイミングであれば、そのタイミングは特に限定されるものでは無い。
次いで、変換部３５は、第１電圧検出部１５にて検出された直流電圧を取得し（ステップＳ１０２）、第２電圧検出部１６にて検出されたバッテリ電圧を取得する（ステップＳ１０３）。そして、変換部３５は、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３にて取得した直流電圧及びバッテリ電圧の電圧差が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
直流電圧及びバッテリ電圧の電圧差が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、変換部３５は、充電スタンド２が供給する直流電圧を変更させるための情報をＰＬＣ通信部３４ｃにて充電スタンド２へ送信し（ステップＳ１０５）、処理をステップＳ１０２へ戻す。具体的には、変換部３５は直流電圧を変更させるための情報の送信を第２方式充電制御部３３へ要求し、ＰＬＣ通信部３４ｃは第２方式充電制御部３３の制御に従って、該情報を有する制御信号を充電スタンド２へ送信する。充電スタンド２の第２方式充電制御部２２は、車両１から送信された前記制御信号を受信し、受信した制御信号に従って、直流電圧の電圧を変更する。
直流電圧及びバッテリ電圧の電圧差が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、変換部３５は、信号遮断リレー３６へ閉信号を出力し、信号遮断リレー３６を閉じ（ステップＳ１０６）、処理を終える。つまり、変換部３５は、信号遮断リレー３６を通電状態に制御することによって、充電スタンド２及びバッテリ１１間の通電の制限を解除する。
このように構成された実施形態１に係る中継機３によれば、車両１及び充電スタンド２間で送受信される異なる方式の制御信号の方式を変換して中継することにより、車両１及び充電スタンド２の充電制御方式が異なっていても、制御信号を送受信し、車両１のバッテリ１１を充電することが可能になる。
また、中継機３は、バッテリ１１の電圧と、充電スタンド２が出力する直流電圧との電位差が所定の閾値未満になるまで、直流遮断リレー１４が閉じないように制御しているため、バッテリ電圧と、充電スタンド２が出力する直流電圧との電位差に起因する逆電流、突入電流等の異常電流の発生を防止することができる。
更に、バッテリ１１の電圧と、充電スタンド２が出力する直流電圧との電位差が閾値以上である場合、中継機３は、車両１及び充電スタンド２間の異常電流が発生しないように、充電スタンド２の電圧を調整することができる。
更にまた、中継機３は、信号遮断リレー３６によって、直流遮断リレー１４を制御する信号の伝送を遮断することができる。従って、第１方式充電制御部１２による直流遮断リレー１４の閉制御に拘わらず、中継機３は、充電スタンド２及びバッテリ１１間の通電を制御し、異常電流の発生を防止することができる。
更にまた、中継機３は、充電ガンのコネクタをロックするコネクタロック部３７を備えるため、使用者による誤操作、いたずら等によって、充電ガンのコネクタが車両１のインレットから不意に外れることを防止することができる。コネクタが外れることを防止することによって、不測の異常電流が発生することを防止することができる。またコネクタが外れることを防止することによって、安全を確保することができる。
（実施形態２）
実施形態２に係る中継機は、車両の外部に設けられており、直流電圧の遮断方式が実施形態１と異なるため、以下では、主にかかる相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
図５は本発明の実施形態２に係る充電通信システムの一構成例を示すブロック図である。実施形態２に係る車両２０１は、実施形態１と同様、バッテリ１１、第１方式充電制御部１２、第１通信部１３及び第１の直流遮断リレー１４を備える。ただし、実施形態２に係る車両２０１には中継機２０３が搭載されておらず、充電ケーブルのコネクタに中継機２０３が設けられている。
中継機２０３は、充電ガンのコネクタに接続する図示しない第１接続部と、車両２０１のインレットに接続する第２接続部とを備えており、第２方式に係る充電ガンと、第１方式に係る車両２０１のインレットとを接続するアダプタとして機能する。なお、車両２０１のインレットは、第２の制御信号を伝送するためのアナログ線、ＣＡＮ通信用の通信線を接続するように構成されている。
実施形態２に係る中継機２０３は、実施形態１と同様の第１方式充電制御部２３１、アナログ通信部２３２ａ、ＣＡＮ通信部２３２ｂ、第２方式充電制御部２３３、ＣＰＬＴ制御部２３４ａ、ＣＰＬＴ検出部２３４ｂ、ＰＬＣ通信部２３４ｃ、変換部２３５を備える。
更に、中継機２０３は、実施形態１の信号遮断リレー３６に代えて、給電線の途中に設けられており、直流電圧を遮断する第２の直流遮断リレー２３６を備える。第２の直流遮断リレー２３６の開閉は、変換部２３５によって制御される。
また、中継機２０３は、第１電圧検出部２３０ａ及び第２電圧検出部２３０ｂを備える。第１電圧検出部２３０ａは、第２の直流遮断リレー２３６より充電スタンド２側に設けられている。第１電圧検出部２３０ａは、充電スタンド２から供給される直流電圧を検出する電圧計であり、検出した直流電圧の情報を変換部２３５へ出力する。第２電圧検出部２３０ｂは、第２の直流遮断リレ２３６ーより車両２０１側に設けられている。第２電圧検出部２３０ｂは、バッテリ電圧を検出する電圧計であり、検出したバッテリ電圧の情報を変換部２３５へ出力する。
更に、中継機２０３は、コネクタロック部２３７及びインレットロック部２３９を備える。コネクタロック部２３７は、実施形態１と同様の構成である。インレットロック部２３９も、コネクタロック部２３７と同様の構成であり、インレットロック部２３９は、車両１のインレットに接続した第２接続部を電磁的にロックする。インレットロック部２３９の動作は第１方式充電制御部２３１によって制御される。
実施形態２に係る変換部２３５の処理手順は、実施形態１と同様であり、中継機２０３は、充電開始時において、第２の直流遮断リレー２３６へ開信号を出力することにより、第２の直流遮断リレー２３６を遮断状態にする。第２の直流遮断リレー２３６を遮断状態に制御することによって、第１方式充電制御部１２の制御に拘わらず、充電スタンド２及びバッテリ１１間の通電は制限される。次いで、変換部２３５は、第１電圧検出部２３０ａ及び第２電圧検出部２３０ｂにて検出された直流電圧及びバッテリ電圧を取得する。そして、変換部２３５は、取得した直流電圧及びバッテリ電圧の電圧差が閾値未満であるか否かを判定する。直流電圧及びバッテリ電圧の電圧差が閾値未満であると判定した場合、変換部２３５は、第２の直流遮断リレー２３６へ閉信号を出力することにより、信号遮断リレー２３６を閉じ、処理を終える。つまり、変換部２３５は、第２の直流遮断リレー２３６を通電状態に制御することによって、充電スタンド２及びバッテリ１１間の通電の制限を解除する。直流電圧及びバッテリ電圧の電圧差が閾値以上である場合、変換部２３５は、充電スタンド２が供給する直流電圧を変更させるための情報をＰＬＣ通信部２３４ｃにて充電スタンド２へ送信する。
実施形態２に係る中継機２０３によれば、第１の直流遮断リレー１４が設けられた車両２０１の外部に中継機２０３が配される構成であっても充電スタンド２及びバッテリ１１間の通電を制御し、逆電流、突入電流等の異常電流の発生を防止することができる。その他の作用及び効果は実施形態１と同様である。
（実施形態３）
実施形態３に係る中継機は、直流電圧の遮断方式が実施形態１と異なるため、以下では、主にかかる相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
図６は本発明の実施形態３に係る充電通信システムの一構成例を示すブロック図である。実施形態３に係る中継機３０３は、信号遮断リレー３６に代えて、給電線に介装された逆流防止ダイオード３３６を備える。逆流防止ダイオード３３６は充電スタンド２からバッテリ１１へ順接続されており、バッテリ１１から充電スタンド２へ電流が逆流することを防止している。
実施形態３に係る中継機３０３によれば、充電スタンド２及び車両３０１はそれぞれの制御方式に従って、直流電圧の供給、並びに充電スタンド２及びバッテリ１１間の通電を行おうとするが、逆流防止ダイオード３３６によって、バッテリ１１から充電スタンド２への通電は制限される。特に、充電開始時において、充電スタンド２が出力する直流電圧が上昇する前段階で、車両３０１側の直流遮断リレー１４が閉じるおそれがあるが、逆流防止ダイオード３３６が介装されているため、バッテリ１１から充電スタンド２への逆電流の発生を防止することができる。
（実施形態４）
実施形態４に係る中継機は、直流電圧の遮断方式が実施形態２と異なるため、以下では、主にかかる相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態２と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
図７は本発明の実施形態４に係る充電通信システムの一構成例を示すブロック図である。実施形態４に係る中継機４０３は、実施形態２に係る中継機４０３と同様の第１方式充電制御部４３１、アナログ通信部４３２ａ、ＣＡＮ通信部４３２ｂ、第２方式充電制御部４３３、ＣＰＬＴ制御部４３４ａ、ＣＰＬＴ検出部４３４ｂ、ＰＬＣ通信部４３４ｃ、変換部４３５、コネクタロック部４３７、充電ガン嵌合検出部４３８、インレットロック部４３９、電圧検出部４３０を備える。実施形態４に係る中継機４０３は、第２の直流遮断リレー２３６に代えて、給電線に介装された逆流防止ダイオード４３６を備える。逆流防止ダイオード４３６は充電スタンド２からバッテリ１１へ順接続されており、バッテリ１１から充電スタンド２へ電流が逆流することを防止している。
実施形態４に係る中継機４０３によれば、充電スタンド２及び車両４０１はそれぞれの制御方式に従って、直流電圧の供給、並びに充電スタンド２及びバッテリ１１間の通電を行おうとするが、逆流防止ダイオード４３６によって、バッテリ１１から充電スタンド２への通電を制限し、逆電流の発生を防止することができる。
１，２０１，３０１，４０１ 車両
２ 充電スタンド
３，２０３，３０３，４０３ 中継機
１１ バッテリ
１２ 第１方式充電制御部
１３ 第１通信部
１３ａ アナログ通信部
１３ｂ ＣＡＮ通信部
１４ 直流遮断リレー（第１の直流遮断リレー）
１４ａ 信号線
１５ 第１電圧検出部
１６ 第２電圧検出部
２１ ＤＣ給電部
２２ 第２方式充電制御部
２３ 第２通信部
２３ａ ＣＰＬＴ制御部
２３ｂ ＣＰＬＴ検出部
２３ｃ ＰＬＣ通信部
２４ スタンド側リレー
３１，２３１，４３１ 第１方式充電制御部
３２ａ，２３２ａ，４３２ａ アナログ通信部
３２ｂ，２３２ｂ，４３２ｂ ＣＡＮ通信部
３３，２３３，４３３ 第２方式充電制御部
３４ａ，２３４ａ，４３４ａ ＣＰＬＴ制御部
３４ｂ，２３４ｂ，４３４ｂ ＣＰＬＴ検出部
３４ｃ，２３４ｃ，４３４ｃ ＰＬＣ通信部
３５，２３５，４３５ 変換部
３６ 信号遮断リレー
３７，２３７，４３７ コネクタロック部
３８，２３８，４３８ 充電ガン嵌合検出部
２３９，４３９ インレットロック部
３３６，４３６ 逆流防止ダイオード
２３６ 第２の直流遮断リレー

Claims (3)

  1. バッテリを有する車両に設けられており、充電に係る第１方式の制御信号を送受信する 第１通信部と、直流電圧を供給し、前記バッテリを充電する充電スタンドに設けられており、充電に係る第２方式の制御信号を送受信する第２通信部との間で、充電に係る制御信号の方式を変換し、変換された制御信号を中継する中継機であって、
    前記制御信号に基づく前記車両側の制御に拘わらず、前記充電スタンド及びバッテリ間 の通電を制限する制限部と、
    前記充電スタンドが供給する直流電圧、及び前記バッテリの電圧を取得する取得部と、
    取得部が取得した各電圧の電圧差が閾値未満であるか否かを判定する判定部と、
    該判定部が閾値未満であると判定した場合、前記制限部による制限を解除する解除部と
    を備え、
    前記車両には前記充電スタンドから前記バッテリへ供給される直流電圧を遮断する直流遮断リレー及び該直流遮断リレーを開閉させる信号を伝送する信号線が設けられており、
    前記信号を遮断する信号遮断リレーを備え、
    前記制限部は前記信号遮断リレーを遮断状態に制御することによって、前記通電を制限し、前記解除部は、前記信号遮断リレーを通電状態に制御することによって、前記制限を解除するようにしてある
    中継機。
  2. 前記判定部が閾値以上であると判定した場合、前記充電スタンドが供給する直流電圧を変更させるための情報を該充電スタンドへ送信する送信部を備える
    請求項１に記載の中継機。
  3. 前記充電スタンドと、前記車両とを接続するコネクタをロックするロック部を備える
    請求項１又は請求項２に記載の中継機。
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