JP7000667B2 - 充電装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両と通信をする充電装置に関する。

充電装置を用いて、電動フォークリフト、ハイブリッドカー、電気自動車などの車両に搭載された蓄電装置を充電する場合、充電装置は充電シーケンス（充電開始処理、充電処理、充電停止処理）に基づいて蓄電装置へ充電をしている。また、充電シーケンスにおいて、充電装置が異常を検出すると、充電装置は自身を充電できない状態（エラー停止状態）にして待機をする。

関連する技術として特許文献１などがある。

特開２０１２－２１７３２９号公報

しかしながら、充電シーケンスにおける充電停止処理は充電処理を正常に完了した後に行われる処理であるので、充電停止処理中に異常を検出したとしても重度異常でないかぎり充電装置をエラー停止状態にして待機させたくない。すなわち充電停止処理中に充電装置をエラー停止状態で待機させることは、充電装置がエラー停止状態で待機している時間を増やすことに繋がるため、充電の機会を減らすことになる。

本発明の一側面に係る目的は、充電の機会を増やすことができる充電装置を提供することである。

本発明に係る一つの形態である車両と通信可能な充電装置は検出部と制御部を備える。
検出部は、車両及び充電装置の少なくとも一つに異常があるか否かを検出する。
制御部は、車両への充電開始処理中又は充電処理中に検出部から異常が通知されると、充電開始処理又は充電処理を停止した後、充電装置を充電できない状態にして待機させ、車両への充電処理が完了した後、充電停止処理中に検出部から異常が通知されると、充電装置を充電できる状態にして待機させる。

また、制御部は、充電停止処理中に検出部から通知される異常が充電装置で発生した異常及び車両で発生した軽度異常の少なくとも一つである場合、充電装置を充電できる状態にして待機させ、充電停止処理中に検出部から通知される異常が車両で発生した重度異常である場合、充電装置を充電できない状態にして待機させる。

充電の機会を増やすことができる。

車両と充電装置の一実施例を示す図である。 充電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、充電装置１と車両２の一実施例を示す図である。図１に示す充電装置１は車両２と通信可能である。充電装置１は電力供給部３と制御部４を有する。ここで通信は通信配線（通信Ｈ、Ｌ）を用いて行い、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＣＸＰＩ（Clock Extension Peripheral Interface）などの車載ネットワークを用いることが考えられる。

電力供給部３は、充電装置１の外部に設けられた不図示の電力源から供給される電力を所定電力にして、後述する電力配線（ＰＯＷ＋、ＰＯＷ－）を介して、所定電力を車両２の蓄電装置６へ供給する。

制御部４は、車両２の蓄電装置６へ供給する電力が所定電力になるように電力供給部３を制御するとともに、充電装置１の各部を制御する。制御部４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）などを用いて構成される回路である。また、制御部４は記憶部を備える。記憶部はＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などであり、各種情報や各種プログラムを記憶する。

制御部４は検出部５と通信部９を有する。検出部５は、車両２及び充電装置１の少なくとも一つに異常があるか否かを検出する。通信部９は、車両２の制御部７の通信部１０と通信をする。また、通信部９は検出部５と通信をする。

車両２は蓄電装置６と制御部７を有する。蓄電装置６は車両２に搭載され、充電装置１から供給される所定電力により充電される。また、蓄電装置６の充電は制御部７により制御される。また、蓄電装置６は電池１１と切替部１２を備えている。電池１１は二次電池であり、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などである。切替部１２は、蓄電装置６内に設けられている電池１１と電力配線（ＰＯＷ＋）との接続と遮断を行う。切替部１２は、例えば、リレー、半導体スイッチ素子などが考えられる。ただし、切替部１２は電力配線（ＰＯＷ－）側に設けてもよい。

制御部７は蓄電装置６の各部を制御する。また、制御部７は、切替部１２を制御し、蓄電装置６内に設けられている電池１１と電力配線（ＰＯＷ＋）との接続と遮断を制御する。なお、制御部７は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイスなどを用いて構成される回路である。また、制御部７は記憶部を備える。記憶部はＲＯＭやＲＡＭなどであり、各種情報や各種プログラムを記憶する。

制御部７は検出部８、通信部１０を有する。検出部８は、車両２及び充電装置１の少なくとも一つに異常があるか否かを検出する。通信部１０は、充電装置１の制御部４の通信部９と通信をする。また、通信部１０は検出部８と通信をする。

充電装置１の動作について説明する。
図２は、充電装置１の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ１からステップＳ６では、充電装置１の制御部４は、車両２への充電開始処理中又は充電処理中に検出部５から異常が通知されると、充電開始処理又は充電処理を停止した後、充電装置１を充電できない状態にして待機させる。

ステップＳ１において制御部４は充電開始処理を実行する。すなわち充電装置１と蓄電装置６とが通信配線及び電力配線により接続されると、制御部４は充電開始処理を実行し、車両２との通信を開始する。

ステップＳ２において制御部４は検出部５から異常が通知されたか否かを判定し、異常が通知されていない場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ３に移行し、異常が通知されている場合（Ｎｏ）にはステップＳ５に移行する。なお、ステップＳ３に移行するときには充電装置１と車両２に異常がないので、車両２の蓄電装置６に設けられている切替部１２をオン（導通）させる指示を、制御部４は通信部９を介して車両２に通知する。すなわち車両２側を充電可能な状態にする。

充電開始処理において検出される異常には、充電装置１側で検出される異常と車両２側で検出される異常とがある。充電装置１側で検出される異常には、例えば、通信異常、過温度異常、電力源異常、出力短絡異常などがある。

過温度異常は、充電装置１の所定箇所に設けられた温度センサにより計測される温度が所定温度以上になると、制御部４が検出する異常である。電力源異常は、充電装置１に設けられた電力供給部３に電力供給をする電力源が異常な状態であることを制御部４が検出した異常である。出力短絡異常は、電力配線（ＰＯＷ＋）と電力配線（ＰＯＷ－）とが短絡した場合に制御部４が検出する異常である。なお、充電装置１側で検出される異常は、制御部４が検出した後、通信部９と１０を介して制御部４から制御部７へ送信する。これにより、充電装置１側で検出される異常は、検出部５だけでなく、検出部８でも検出される。

車両２側において検出される異常には、例えば、通信異常、過放電異常、過充電異常、過電圧異常、過電流異常、過温度異常、切替部異常などがある。
過放電異常は、車両２の蓄電装置６に設けられている電池１１が過放電である場合に制御部７が検出する異常である。例えば、制御部７が算出した充電率が過放電であると判定される充電率以下になると、制御部７が検出する異常である。過充電異常は、車両２の蓄電装置６に設けられている電池１１が過充電である場合に制御部７が検出する異常である。例えば、制御部７が算出した充電率が過充電であると判定される充電率以上になると、制御部７が検出する異常である。過電圧異常は、車両２の蓄電装置６に設けられている電池１１に所定電圧以上の電圧が印加された場合に制御部７が検出する異常である。過電流異常は、車両２の蓄電装置６に設けられている電池１１に所定電流以上の電流が流れた場合に制御部７が検出する異常である。過温度異常は、車両２の蓄電装置６の所定箇所に設けられた温度センサにより計測された温度が所定温度以上になると制御部７が検出する異常である。例えば、車両２の蓄電装置６に設けられている電池１１に設けられている温度センサが所定温度以上になると制御部７が検出する異常である。切替部異常は、車両２の蓄電装置６に設けられた切替部１２の接点が溶着した場合又は機械的な故障をした場合に、制御部７により検出される異常である。なお、車両２側で検出される異常は、制御部７が検出した後、制御部７から通信部１０と９を介して制御部４へ送信される。これにより、車両２側で検出される異常は、検出部８だけでなく、検出部５でも検出される。

通信異常には、通信データ異常、通信タイムアウト、通信途絶などの異常がある。通信データ異常は、充電装置１又は車両２から送信したデータに対して返信されるデータが充電装置１又は車両２で想定しているデータと異なる場合に発生する異常である。通信タイムアウトは、充電装置１又は車両２が返信を必要とするデータを送信してから所定時間経過しても返信がない場合に発生する異常である。通信途絶は、ノイズなどによる短時間の通信途絶、又は、通信配線の断線などの完全な通信途絶が発生した場合の異常である。なお、充電装置１側で検出される通信異常は、制御部４が検出した後、制御部４から通信部９と１０を介して制御部７へ送信され、車両２側で検出される通信異常は、制御部７が検出した後、制御部７から通信部１０と９を介して制御部４へ送信される。これにより、充電装置１又は車両２で検出される通信異常は、検出部５と８で検出される。通信タイムアウトや通信途絶の場合は、検出部５又は８は、異常を検出した旨を相互に送受信することはできないが、自身の検出部５又は８で通信タイムアウト又は通信途絶があったことを検出できる。

ステップＳ３において制御部４は充電処理を実行する。すなわち充電装置１から車両２に搭載される蓄電装置６へ電力供給を開始する。
ステップＳ４において制御部４は検出部５から異常が通知されたか否かを判定し、異常が通知されていない場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ７に移行し、異常が通知されている場合（Ｎｏ）にはステップＳ５に移行する。

充電処理において検出される異常には、充電装置１側で検出される異常と車両２側で検出される異常とがある。充電装置１側で検出される異常には、例えば、通信異常、過温度異常、電力源異常、出力短絡異常などがある。

車両２側において検出される異常には、例えば、通信異常、過放電異常、過充電異常、過電圧異常、過電流異常、過温度異常、切替部異常などがある。
ステップＳ５において制御部４は充電開始処理又は充電処理を停止した後、ステップＳ６において制御部４は充電装置１を充電できない状態にして待機させる。すなわち、充電装置１をエラー停止状態で待機させ、充電装置１がエラー停止状態であることを利用者に通知する。

ステップＳ７において制御部４は充電停止処理を実行する。すなわち充電装置１から蓄電装置６への電力供給が完了すると、制御部４は充電停止処理を実行する。充電停止処理では、切替部１２の溶着や機械的な故障を検出するための切替部異常診断が行われた後、切替部１２をオフ（遮断）にさせる。

ステップＳ８において制御部４は検出部５から異常が通知されたか否かを判定し、異常が通知されていない場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ９に移行し、異常が通知されている場合（Ｎｏ）にはステップＳ１０に移行する。

充電停止処理において検出される異常は、充電装置１側で検出される異常である。充電装置１側で検出される異常には、例えば、通信異常、過温度異常、電力源異常、出力短絡異常などがある。

ステップＳ８からステップＳ９に移行した場合、つまり、制御部４は車両２への充電処理が完了した後、充電停止処理中に検出部５から異常が通知されていない場合、充電装置１を充電できる状態にして待機する。

ステップＳ１０において、制御部４は車両２への充電処理が完了した後、充電停止処理中に検出部５から異常が通知されると、車両２で発生した異常の確認をする処理及び充電装置１で発生した異常を車両２に通知をする処理の少なくとも一つを実行した後、ステップＳ９に移行して充電装置１を充電できる状態にして待機させる。このようにステップＳ１０の処理をした後にステップＳ９に移行することで、充電装置１において検出された異常と車両２において検出された異常とを、充電装置１側と車両２側でお互いに確認することができる。

ステップＳ１０からステップＳ９に移行した場合、つまり、制御部４は車両２への充電処理が完了した後、充電停止処理中に検出部５から異常が通知されている場合、充電装置１を充電できる状態にして待機する。また、制御部４は充電装置１を充電処理が正常に完了したときと同じように充電を完了させる。

従来は、充電停止処理中に充電装置１で異常が発生すると、充電装置１を充電できない状態にして待機するとともに、エラー停止状態であることを利用者に通知しているが、利用者が正常に充電完了を認識できるのは充電装置１の通知（例えば、表示、音声など）であるため、たとえ充電停止処理中であってもエラー停止状態であることが利用者に通知されると、利用者は正常に充電が完了できていないと認識することになる。しかし、充電停止処理中に異常を検出した場合には充電処理が正常に完了しているので、充電装置１を充電できる状態で待機するとともに、充電処理が正常に完了した場合と同じ通知を利用者にすることで、充電装置１の充電機会を増やすことができるとともに、利用者に違和感を与えないようにできる。すなわち充電処理が正常に完了した場合と同じにすることで、充電が終了した充電装置１が異常から復旧できた場合には続けて利用可能となり充電機会を増やすこととなり、異常から復旧できない場合には次に充電をする際にステップＳ１の充電開始処理において異常を検出してステップＳ５、Ｓ６に移行するので、充電装置１と車両２の安全も確保できる。

なお、ステップＳ８において異常が通知されている場合（Ｎｏ）にステップＳ１０の処理は必ずしも実行しなくてもよい。充電停止処理は充電処理を正常に完了した後に行われる処理であるので、充電停止処理において充電装置１側で異常を検出したとしても充電停止処理を強制的に停止させればよく、ステップＳ１０の処理を実行しなくても充電装置１を充電できる状態にして待機させることができる。

変形例について説明をする。
制御部４は、ステップＳ８において充電停止処理中に検出部５から通知される異常が充電装置１で発生した異常及び車両２に搭載される蓄電装置６で発生した軽度異常の少なくとも一つの場合、充電装置１を充電できる状態にして待機させ、ステップＳ８において充電停止処理中に検出部５から通知される異常が車両２に搭載される蓄電装置６で発生した重度異常の場合、充電装置１を充電できない状態にして待機させてもよい。

車両２の重度異常とは、車両２で発生する、例えば、過放電異常、過充電異常、過電圧異常、過電流異常、過温度異常、切替部異常などで、充電装置１を充電できない状態にして待機させる必要がある。車両２の軽度異常とは、例えば、車両２で発生する通信異常などである。

このように、充電停止処理中において充電装置１の異常や車両２の軽度異常は、車両２の重度異常より重要度が低い異常であるため、充電装置１を充電できない状態にして待機させる必要がない。従って充電装置１の異常や軽度異常の場合には充電装置１を充電できる状態にして待機させることで、充電装置１の充電機会を増やすことができる。

また、本発明は以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１ 充電装置
２ 車両
３ 電力供給部
４、７ 制御部
５、８ 検出部
６ 蓄電装置、
９、１０ 通信部
１１ 電池
１２ 切替部

Claims (2)

1. 車両と通信可能な充電装置であって、
   前記車両及び前記充電装置の少なくとも一つに異常があるか否かを検出する検出部と、
   前記車両への充電開始処理中又は充電処理中に前記検出部から異常が通知されると、前記充電開始処理又は前記充電処理を停止した後、前記充電装置をエラー停止状態で待機させ、前記充電装置がエラー停止状態であることを利用者に通知し、
   前記充電開始処理及び前記車両への充電処理が正常に完了した後に行われる充電停止処理中において、前記検出部から異常が通知されると、前記充電装置の充電を許可するとともに前記充電処理が正常に完了した場合と同じ通知を利用者にする、制御部と、
   を備えることを特徴とする充電装置。
2. 請求項１に記載の充電装置であって、
   前記制御部は、
   前記充電停止処理中に前記検出部から通知される異常が前記充電装置で発生した異常及び前記車両で発生した軽度異常の少なくとも一つである場合、前記充電装置の充電を許可し、
   前記充電停止処理中に前記検出部から通知される異常が前記車両で発生した重度異常である場合、前記充電装置の充電を禁止する、
   ことを特徴とする充電装置。

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