JP7056599B2 - 車両 - Google Patents
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Description
本開示は、車両外部の給電設備から供給される電力を受けて車載の蓄電装置を充電できるように構成された車両に関する。
特開2013-188068号公報(特許文献1)には、車両外部の給電設備から供給される直流電力を受けて車載の蓄電装置を充電するDC(Direct Current)充電が可能に構成された車両が開示されている。この車両は、給電設備のコネクタを接続するための充電口と、充電口に印加される電圧を検出する電圧センサと、充電口と蓄電装置との間に電気的に接続される充電リレー(第1充電リレー,第2充電リレー)と、充電リレーの溶着の有無を診断する制御装置とを備える。この車両は、DC充電が終了した後に、充電口にコネクタを接続した状態で、制御装置によって充電リレーの溶着の有無が診断される。なお、以下においては、直流電力を供給する給電設備を「DC給電設備」とも称する。
充電リレーの溶着の有無の診断には、たとえば、充電リレーの両方に溶着が発生しているか否かを診断するための処理が含まれる。具体的には、第1充電リレーおよび第2充電リレーの両方に開放指令を出力し、電圧センサが蓄電装置の電圧を検出するか否かによって溶着の有無が診断される。電圧センサが蓄電装置の電圧を検出した場合には第1充電リレーおよび第2充電リレーの両方が閉成状態に溶着していると判定される。電圧センサが蓄電装置の電圧を検出しなかった場合には第1充電リレーおよび第2充電リレーのうちの少なくとも一方は閉成状態に溶着していないと判定される。
溶着の有無の診断が正常終了しなかった場合には、ユーザに充電口にコネクタを再度接続することを要求して、再度充電リレーの溶着の有無を診断することが考えられる。以下においては、再度充電リレーの溶着の有無を診断する処理を「再診断処理」とも称する。
ここで、現存するDC給電設備の中には、コネクタを充電口に接続すると充電シーケンスを開始する仕様のものが存在する。このような仕様のDC給電設備が用いられる場合には、再診断処理のためにコネクタを充電口に接続するとDC給電設備が充電シーケンスを開始して充電口に電圧を印加する可能性がある。また、ユーザが充電口にコネクタを再度接続させた後に、誤って給電設備に設けられたDC充電を開始するための充電開始スイッチを操作してしまうことが起こり得る。充電開始スイッチが操作されると、DC給電設備が充電シーケンスを開始して充電口に電圧を印加する可能性がある。
DC給電設備から充電口に電圧が印加された状態で再診断処理が実行されると、開放指令に従って正常に充電リレーが開放されていたとしても、電圧センサが電圧を検出してしまう可能性がある。その結果、充電リレーが溶着していないにも関わらず、充電リレーが閉成状態に溶着していると誤診断される可能性がある。
本開示は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、充電リレーの再診断処理において、DC給電設備から充電口に電圧が印加されたことに起因して、充電リレーが溶着していると誤診断されることを抑制することである。
この開示に係る車両は、車両外部の給電設備から充電ケーブルを介して供給される電力を受けて充電可能に構成された蓄電装置と、充電ケーブルに設けられるコネクタが接続可能に構成された充電口と、蓄電装置の正極と充電口との間に電気的に接続される第1充電リレーと、蓄電装置の負極と充電口との間に電気的に接続される第2充電リレーと、コネクタと充電口とが接続された状態において、第1充電リレーおよび/または第2充電リレーの溶着の有無を診断する診断処理を実行する制御装置とを備える。制御装置は、蓄電装置の充電の終了後に診断処理を実行する。制御装置は、診断処理が正常終了しなかった場合には、第1充電リレーおよび/または第2充電リレーの溶着の有無を再度診断する再診断処理を実行するためにコネクタの充電口への再度の接続を要求する。コネクタと充電口とが再度接続された場合において、制御装置は、給電設備から充電の開始を示す開始信号を受信したときは再診断処理を実行しない。
ある実施の形態においては、診断処理が正常終了しなかった場合には、診断処理において第1充電リレーおよび/または第2充電リレーが溶着していると判定された場合、および、診断処理が完了されなかった場合が含まれる。
給電設備が充電シーケンスを開始する際には、給電設備から車両に充電の開始を示す開始信号が送信される。すなわち、給電設備から開始信号を受信した場合には、給電設備から充電口に電圧が印加される可能性がある。上記構成によれば、コネクタと充電口とが再度接続された場合において、給電設備から開始信号を受信した場合には再診断処理を実行しない。意図せずに給電設備から充電口に電圧が印加され得る状況下では再診断処理を実行しないことによって、再診断処理で充電リレーが溶着していると誤診断されることを抑制することができる。
ある実施の形態においては、コネクタと充電口とが再度接続された場合において、制御装置は、給電設備から開始信号を受信していないときは再診断処理を実行する。
給電設備から開始信号を受信していない場合には、給電設備が充電シーケンスを開始しないと推定することができる。すなわち、意図せずに給電設備から充電口に電圧が印加され得る状況下ではなく、給電設備から充電口に電圧が印加されないと推定することができる。この場合には、再診断処理を実行することによって適切に充電リレーの溶着の有無を診断することができる。
ある実施の形態においては、再診断処理の実行中において、制御装置は、給電設備から開始信号を受信した場合には再診断処理を終了する。
たとえば、再診断処理の実行中に、ユーザが給電設備に備えられた充電開始スイッチを誤って操作してしまうこと等によって、給電設備から車両に開始信号が送信されることが想定される。このような場合に再診断処理を継続させると、給電設備から充電口に電圧が印加され、これに起因して充電リレーが溶着していないにも関わらず、充電リレーが閉成状態に溶着していると誤診断される可能性がある。再診断処理の実行中に給電設備から開始信号を受信した場合には再診断処理を終了させることによって、再診断処理で充電リレーが溶着していると誤診断されることを抑制することができる。
本開示の車両の充電システムによれば、充電リレーの再診断処理において、DC給電設備から充電口に電圧が印加されたことに起因して、充電リレーが溶着していると誤診断されることを抑制することができる。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
<全体構成>
図1は、本実施の形態に係る車両1の構成例を示すブロック図である。本実施の形態に係る車両1は、電気自動車である例について説明するが、車両1はDC給電設備200から供給される直流電力を受けて車載の蓄電装置を充電するDC充電が可能であればよく、電気自動車に限られるものではない。たとえば、車両1は、プラグインハイブリッド自動車や燃料電池自動車であってもよい。
図1は、本実施の形態に係る車両1の構成例を示すブロック図である。本実施の形態に係る車両1は、電気自動車である例について説明するが、車両1はDC給電設備200から供給される直流電力を受けて車載の蓄電装置を充電するDC充電が可能であればよく、電気自動車に限られるものではない。たとえば、車両1は、プラグインハイブリッド自動車や燃料電池自動車であってもよい。
図1を参照して、車両1は、蓄電装置10と、監視ユニット15と、システムメインリレー(以下「SMR(System Main Relay)」とも称する)21,22と、パワーコントロールユニット(以下「PCU(Power Control Unit)」とも称する)30と、モータジェネレータ(以下「MG(Motor Generator)」とも称する)40と、動力伝達ギヤ50と、駆動輪55と、表示装置60と、ECU(Electronic Control Unit)100とを備える。また、車両1は、充電リレー71,72と、電圧センサ80と、充電口90と、通信装置110とを備える。
蓄電装置10は、車両1の駆動電源(すなわち動力源)として車両1に搭載される。蓄電装置10は、積層された複数の電池を含んで構成される。電池は、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池である。また、電池は、正極と負極との間に液体電解質を有する電池であってもよいし、固体電解質を有する電池(全固体電池)であってもよい。なお、蓄電装置10は、再充電可能な直流電源であればよく、大容量のキャパシタも採用可能である。
監視ユニット15は、蓄電装置10の状態を監視する。具体的には、監視ユニット15は、電圧センサ16と、電流センサ17と、温度センサ18とを含む。電圧センサ16は、蓄電装置10の電圧を検出する。電流センサ17は、蓄電装置10に入出力される電流を検出する。温度センサ18は、蓄電装置10の温度を検出する。各センサは、その検出結果をECU100に出力する。
SMR21,22は、蓄電装置10と電力線PL,NLとの間に電気的に接続される。具体的には、SMR21の一端は蓄電装置10の正極端子に電気的に接続され、他端は電力線PLに電気的に接続される。SMR22の一端は蓄電装置10の負極端子に電気的に接続され、他端は電力線NLに電気的に接続される。SMR21,22は、ECU100からの制御信号によって開放/閉成状態が制御される。
PCU30は、蓄電装置10から電力を受けてMG40を駆動するための電力変換装置を総括して示したものである。PCU30は、電力線PL,NLに電気的に接続され、ECU100によって制御される。PCU30は、たとえば、MG40を駆動するためのインバータや、蓄電装置10から出力される電力を昇圧してインバータへ供給するコンバータ等を含む。
MG40は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。MG40のロータは、動力伝達ギヤ50を介して駆動輪55に機械的に接続される。MG40は、PCU30からの交流電力を受けることにより、車両1を走行させるための運動エネルギーを生成する。MG40によって生成された運動エネルギーは、動力伝達ギヤ50に伝達される。一方で、車両1を減速させるときや、車両1を停止させるときには、MG40は、車両1の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。MG40で生成された交流電力は、PCU30によって直流電力に変換されて蓄電装置10に供給される。これにより、回生電力を蓄電装置10に蓄えることができる。このように、MG40は、蓄電装置10との間での電力の授受(すなわち、蓄電装置10の充放電)を伴なって、車両1の駆動力または制動力を発生するように構成される。
なお、動力源としてエンジン(図示せず)がさらに搭載されたプラグインハイブリッド自動車として車両1が構成される場合には、MG40の出力に加えて、エンジンの出力を走行のための駆動力に用いることができる。あるいは、エンジン出力によって発電するモータジェネレータ(図示せず)をさらに搭載して、エンジン出力によって蓄電装置10の充電電力を発生させることも可能である。
表示装置60は、ECU100からの制御指令に応じて、車両1のユーザに対して所定の情報を表示するように構成される。表示装置60は、たとえば、車両1のインストルメントパネルに設けられたマルチインフォメーションディスプレイ、あるいはナビゲーション装置の表示画面であってもよいし、これらとは別途に設けられてもよい。
充電リレー71,72は、電力線PL,NLと充電口90との間に電気的に接続される。具体的には、充電リレー71の一端は電力線PLに電気的に接続され、他端は電力線CPLを介して充電口90に電気的に接続される。充電リレー72の一端は電力線NLに電気的に接続され、他端は電力線CNLを介して充電口90に電気的に接続される。充電リレー71および充電リレー72は、ECU100からの制御信号によって開放/閉成状態がそれぞれ制御される。
充電口90は、DC給電設備200の充電ケーブル300の先端に設けられたコネクタ310が接続可能に構成される。充電ケーブル300には、電力線L1,L2、通信信号線L3、および充電開始停止信号線L4が含まれる。充電口90にコネクタ310が接続されると、DC給電設備200の電力線L1,L2、通信信号線L3、および充電開始停止信号線L4が、それぞれ車両1の電力線CPL,CNL、通信信号線SL、および充電開始停止信号線XLと接続される。
電圧センサ80は、電力線CPLおよび電力線CNLの電位差を検出するように構成される。すなわち、電圧センサ80は、充電口90に印加される電圧を検出するように構成される。電圧センサ80は、検出結果をECU100に出力する。
通信装置110は、通信信号線SLを介してDC給電設備200と通信可能に構成される。車両1とDC給電設備200との間における通信は、たとえば、CAN(Controller Area Network)の通信プロトコルに従った通信が行なわれる。以下においては、CANの通信プロトコルに従った通信を「CAN通信」とも称する。なお、車両1とDC給電設備200との間における通信は、CAN通信に限定されるものではなく、たとえば、電力線通信(PLC:Power Line Communication)で行なわれてもよいし、無線通信で行なわれてもよい。
ECU100は、CPU(Central Processing Unit)100a、メモリ100bおよび入出力バッファ(図示せず)を含み、各種センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で構築して処理することも可能である。
ECU100は、蓄電装置10のSOC(State Of Charge)を算出可能に構成される。蓄電装置10のSOCの算出方法については、監視ユニット15により検出された蓄電装置10の電圧および蓄電装置10に入出力された電流等を用いた種々の公知の手法を採用することができる。
ECU100は、通信装置110を介して、DC給電設備200に算出した蓄電装置10のSOCや蓄電装置10の電圧等を出力する。また、ECU100は、通信装置110を介して、DC給電設備200に電力の出力を要求する出力指令、電力の出力の停止を要求する停止指令、および充電電流指令値等の各種の指令を送信する。
ECU100は、SMR21,22の開放/閉成状態を制御する。また、ECU100は、充電リレー71,72の開放/閉成状態を制御する。
DC給電設備200は、PCS(Power Conditioning System)本体210と、通信装置220と、制御装置230と、充電開始スイッチ240と、充電停止スイッチ250と、漏電検出器260と、リレーD1とを含む。
PCS本体210は、充電時に商用電源(図示せず)から供給される交流電力を直流電力に変換する。
通信装置220は、通信信号線L3を介して、車両1の通信装置110とCAN通信可能に構成される。
漏電検出器260は、車両1への電力の供給経路に設けられ、供給経路における漏電の有無を検出する。具体的には、漏電検出器260は、供給経路を構成する電力線L1,L2に互いに反対方向に流れる電流の平衡状態を検出し、その平衡状態が破綻すると漏電の発生を検出する。漏電検出器260は、検出結果を制御装置230に出力する。
リレーD1は、電源VCCの出力端子と充電開始停止信号線L4との間に電気的に接続される。電源VCCは、通信装置220や制御装置230等の各部に駆動電力を供給するための電源である。電源VCCは、たとえば、PCS本体210から出力される直流電力を受けた電源回路(図示せず)によって生成される。リレーD1は、制御装置230の制御信号に応じて、電源VCCの出力端子と充電開始停止信号線L4との経路の接続/切断を行なう。
充電開始スイッチ240は、DC充電を開始するためのスイッチである。充電開始スイッチ240は、DC充電が開始される際にユーザによって操作される。充電開始スイッチ240が操作されると、DC給電設備200は充電シーケンスを開始する。
充電停止スイッチ250は、DC充電を停止させるためのスイッチである。充電停止スイッチ250は、たとえば、DC充電中にユーザによって操作される。充電停止スイッチ250が操作されると、DC給電設備200はDC充電を停止する。
制御装置230は、通信装置220から受信した情報、充電開始スイッチ240、および充電停止スイッチ250の操作に基づいて、リレーD1およびPCS本体210を制御する。
<DC充電>
図2は、DC給電設備200の制御装置230および車両1のECU100で実行されるDC充電を開始するための処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、DC給電設備200の充電開始スイッチ240が操作されることによって開始される。図2および後述する図8に示すフローチャートの各ステップ(以下ステップを「S」と略す)は、制御装置230およびECU100によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部が制御装置230およびECU100内に作製されたハードウェア(電気回路)によって実現されてもよい。
図2は、DC給電設備200の制御装置230および車両1のECU100で実行されるDC充電を開始するための処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、DC給電設備200の充電開始スイッチ240が操作されることによって開始される。図2および後述する図8に示すフローチャートの各ステップ(以下ステップを「S」と略す)は、制御装置230およびECU100によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部が制御装置230およびECU100内に作製されたハードウェア(電気回路)によって実現されてもよい。
ユーザによってDC給電設備200の充電開始スイッチ240が操作されると、DC給電設備200は、充電シーケンスを開始する。
充電シーケンスを開始すると、DC給電設備200の制御装置230は、車両1にDC充電の開始を示す「充電開始信号」を送信する(S1)。具体的には、DC給電設備200の制御装置230は、充電開始スイッチ240が操作されたことに応答して、リレーD1を閉成する。リレーD1が閉成されることによって、電源VCCの出力端子と充電開始停止信号線L4とが接続され、充電開始停止信号線L4に電源VCCの電圧が供給される。そうすると、車両1側の充電開始停止信号線XLにも電源VCCの電圧が供給される。車両1のECU100は、充電開始停止信号線XLに電源VCCの電圧が供給されたことに基づいて、充電開始信号をDC給電設備200から受信したことを検出する。充電開始信号を受信すると、車両1のECU100は、DC給電設備200が充電シーケンスを開始したことを認識する。
続いてステップS3およびステップS13において、DC給電設備200と車両1との間でCAN通信が開始される。具体的には、CAN通信を開始するためのデータを所定のフォーマットのフレームに格納して、当該フレーム(以下「CAN信号」とも称する)を車両1からDC給電設備200に送信する(S13)。これによって、DC給電設備200と車両1との間でCAN通信が開始される。
次いで、車両1とDC給電設備200との間で、DC充電開始前の情報交換処理が行なわれる。具体的には、ECU100は、蓄電装置10の最大電圧、蓄電装置10の容量などの電池情報や充電時間に関する情報をCAN通信によってDC給電設備200に送信する(S15)。これらの情報を受けて、DC給電設備200の制御装置230は、たとえば、受信した電池情報と自身の仕様とを比較し、車両1の蓄電装置10を充電可能であることを確認した後に(適合性を判定した後に)、DC給電設備200の最大出力電圧、最大出力電流などを車両1にCAN通信によって送信する(S5)。
情報交換処理の後、DC給電設備200の制御装置230は、自身の電力供給経路に短絡や地絡等の異常が生じていないかを診断するために絶縁診断を実施する(S7)。絶縁診断において、DC給電設備200の制御装置230は、たとえば、電力線L1,L2に絶縁診断用の電圧を印加し、漏電検出器260が漏電を検出しないことを確認する。
そして、車両1およびDC給電設備200において所定の充電準備を行なった後に、DC充電が開始される。DC充電の実行中には、車両1のECU100は、通信装置110を介してDC給電設備200に所定の間隔で充電電流指令値を送信する。DC給電設備200は、車両1から受信した充電電流指令値に対応した電流を出力する。
<診断処理および再診断処理>
ここで、充電リレー71,72には溶着が発生する可能性がある。充電リレー71,72に溶着が発生すると、蓄電装置10の充電が行なえなかったり、特に充電リレー71,72が閉成状態に溶着してしまうと、意図しないタイミングで充電口90に蓄電装置10の電圧が印加されてしまう可能性がある。そのため、本実施の形態に係る車両1においては、DC充電が終了すると、充電リレー71,72が閉成状態に溶着していないか否かを診断する「診断処理」が実行される。
ここで、充電リレー71,72には溶着が発生する可能性がある。充電リレー71,72に溶着が発生すると、蓄電装置10の充電が行なえなかったり、特に充電リレー71,72が閉成状態に溶着してしまうと、意図しないタイミングで充電口90に蓄電装置10の電圧が印加されてしまう可能性がある。そのため、本実施の形態に係る車両1においては、DC充電が終了すると、充電リレー71,72が閉成状態に溶着していないか否かを診断する「診断処理」が実行される。
なお、DC充電の終了とは、DC充電の終了条件が成立したことをいう。DC充電の終了条件には、たとえば、蓄電装置10のSOCが所定以上になったという条件、DC充電の開始から所定の時間が経過したという条件、あるいは、充電停止スイッチ250が操作されたという条件等を適用することができる。
図3は、DC充電の終了条件が成立した場合に車両1のECU100によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。図3および後述する図4から図7に示すフローチャートの各ステップは、ECU100によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部がECU100内に作製されたハードウェア(電気回路)によって実現されてもよい。
図3を参照して、DC充電の終了条件が成立すると、ECU100は、通信装置110を介してDC給電設備200に電力の出力の停止を要求する停止指令を送信する(S20)。車両1から停止指令を受信したDC給電設備200は、当該停止指令に従って電力の供給を停止する。
次いで、ECU100は、診断処理を実行する(S30)。本実施の形態に係る診断処理は、具体的には、両極診断処理および片極診断処理を含む。両極診断処理は、充電リレー71,72の両方に溶着が発生しているか否かを診断するための処理である。片極診断処は、充電リレー71,72のそれぞれについて溶着が発生しているか否かを診断するための処理である。図4、図5および図6を用いて診断処理について詳細に説明する。
図4は、本実施の形態に係る診断処理の手順を示すフローチャートである。図5は、本実施の形態に係る診断処理に含まれる両極診断処理の手順を示すフローチャートである。図6は、本実施の形態に係る診断処理に含まれる片極診断処理の手順を示すフローチャートである。
図4を参照して、診断処理が開始されると、ECU100は、SMR21,22を閉成する指令を出力し、SMR21,22を閉成状態にする(S31)。なお、DC充電の終了後にSMR21,22が閉成状態となっている場合には、当該閉成状態を保てばよい。
次いで、ECU100は、両極診断処理を実行する(S33)。図5を参照して、両極診断処理において、ECU100は、充電リレー71,72の両方を開放する指令を出力する(S331)。
次いで、ECU100は、電圧センサ80の検出した電圧VDCを取得し(S333)、電圧VDCと閾電圧Vthとを比較する(S335)。閾電圧Vthは、診断処理において、SMR21,22、充電リレー71,72および電力線CPL,CNLを介して蓄電装置10の電圧が充電口90に印加されているか否かを判定するための閾値である。閾電圧Vthは、たとえば、蓄電装置10の下限SOCにおける電圧よりも低い値に設定される。
S335において電圧VDCが閾電圧Vthよりも高い場合、すなわち、充電リレー71,72に開放指令を出力しているにも関わらず、電圧センサ80により蓄電装置10の電圧が検出されている場合は、充電リレー71,72の両方が閉成状態に溶着しているといえる。そのため、S335において電圧VDCが閾電圧Vthよりも高い場合には(S335においてYES)、ECU100は、充電リレー71,72の両方が閉成状態に溶着している(両極溶着あり)と判定する(S337)。この場合には、ECU100は、たとえば、両極溶着ありを示すフラグを設定する。
一方、S335において電圧VDCが閾電圧Vth以下である場合には(S335においてNO)、ECU100は、充電リレー71,72の両方が閉成状態に溶着していない(両極溶着なし)、すなわち、充電リレー71,72のうちの少なくとも一方は開放指令に従って開放状態となっていると判定する(S339)。この場合には、ECU100は、たとえば、両極溶着なしを示すフラグを設定する。
S337またはS339においてECU100は、両極溶着あり/なしを判定すると、両極診断処理を終了する。
再び図4を参照して、両極診断処理において、充電リレー71,72の両方が閉成状態に溶着していると判定された場合、すなわち、両極溶着ありのフラグが設定されている場合には(S35においてYES)、ECU100は、SMR21,22を開放する指令を出力し、SMR21,22を開放状態にして(S39)、診断処理を終了する。
一方、ECU100は、両極診断処理において、充電リレー71,72の両方が閉成状態に溶着していないと判定された場合、すなわち、両極溶着なしのフラグが設定されている場合には(S35においてNO)、片極診断処理を実行して、充電リレー71,72のそれぞれについて溶着が発生していないことを診断する(S37)。
図6を参照して、片極診断処理において、ECU100は、まず充電リレー72に溶着が発生しているか否かを診断する。具体的には、ECU100は、充電リレー71を閉成状態、かつ、充電リレー72を開放状態にする指令を出力する(S371)。
ECU100は、電圧センサ80の検出した電圧VDCを取得し(S372)、電圧VDCと閾電圧Vthとを比較する(S373)。S373において、充電リレー72が開放指令に従って開放状態になっていれば、電圧センサ80が検出する電圧VDCは、閾電圧Vth以下となることが想定される。一方、充電リレー72が閉成状態に溶着していれば、充電リレー71,72の両方が閉成状態となるため、蓄電装置10の電圧が充電口90に印加される。そのため、電圧センサ80により検出される電圧VDCは閾電圧Vthよりも高くなることが想定される。
電圧VDCが閾電圧Vthよりも高い場合には(S373においてYES)、ECU100は、充電リレー72が閉成状態に溶着していると判定する(S374)。この場合には、両極診断処理において充電リレー71,72の両方が閉成状態に溶着はしていないと判定されているため、充電リレー71は正常に動作しているといえる。そのため、充電リレー71に溶着が発生しているか否かの診断は行なわずに、ECU100は、片極診断処理を終了する。なお、S374においてECU100は、たとえば、充電リレー72に溶着ありを示すフラグを設定する。
一方、電圧VDCが閾電圧Vth以下である場合には(S373においてNO)、ECU100は、充電リレー72が閉成状態に溶着していないと判定する(S375)。次いで、ECU100は、充電リレー71に溶着が発生している否かを診断する。
ECU100は、充電リレー71を開放状態、かつ、充電リレー72を閉成状態にする指令を出力する(S376)。
そして、ECU100は、電圧センサ80の検出した電圧VDCを取得し(S377)、電圧VDCと閾電圧Vthとを比較する(S378)。この場合において、充電リレー71が開放指令に従って開放状態になっていれば、電圧センサ80が検出する電圧VDCは閾電圧Vth以下となることが想定される。一方、充電リレー72が閉成状態に溶着していれば、充電リレー71,72の両方が閉成状態となるため、蓄電装置10の電圧が充電口90に印加される。そのため、電圧センサ80により検出される電圧VDCは閾電圧Vthよりも高くなることが想定される。
電圧VDCが閾電圧Vthよりも高い場合には(S378においてYES)、ECU100は、充電リレー71が閉成状態に溶着していると判定する(S379)。この場合には、ECU100は、たとえば、充電リレー71に溶着ありを示すフラグを設定する。
一方、電圧VDCが閾電圧Vth以下である場合には(S378においてNO)、ECU100は、充電リレー71が閉成状態に溶着していないと判定する(S380)。この場合には、充電リレー71,72の両方に溶着が発生しておらず、充電リレー71,72は正常であると判定される。この場合には、ECU100は、たとえば、溶着なしを示すフラグを設定する。
S379またはS380において充電リレー71に溶着が発生している否かを判定すると、ECU100は、片極診断処理を終了する。
なお、片極診断処理における充電リレー71,72の診断の順番は、特に限定されるものではない。つまり、上記においては、まず充電リレー72に溶着が発生しているか否かを診断し、その後に充電リレー71に溶着が発生しているか否かを診断する例について説明したが、充電リレー71に溶着が発生しているか否かを診断した後に、充電リレー72に溶着が発生しているか否かを診断してもよい。
再び図4を参照して、片極診断処理が終了すると、ECU100は、SMR21,22を開放する指令を出力し、SMR21,22を開放状態にして(S39)、診断処理を終了する。
再び図3を参照して、診断処理が終了すると、ECU100は、S40およびS50において、診断処理が正常終了したか否かを判定する(S40,S50)。
具体的には、まず、ECU100は、診断処理が最後まで実行されたか否か(診断処理が完了したか否か)を判定する(S40)。診断処理が最後まで実行されないケースとしては、たとえば、何らかの要因により処理が開始されなかったり、開始されても途中で強制終了してしまったりして処理が最後まで実行されなかった場合が想定される。具体的な例としては、S20における停止指令を車両1からDC給電設備200に送信したにも関わらず、DC給電設備200の異常や、ノイズによる通信異常等に起因してDC給電設備200が電力の供給を停止しないために診断処理が開始されない場合が考えられる。また、診断処理の途中で車両1または/およびDC給電設備200に異常が生じて診断処理の途中で処理が強制終了してしまったような場合が考えられる。
診断処理が最後まで実行されていない場合(S40においてNO)、ECU100は、充電リレー71,72が未診断であることを示すフラグを設定する(S60)。なお、診断処理が最後まで実行されていない場合とは、診断処理が正常終了しなかったことを示す。
診断処理が最後まで実行された場合(S40においてYES)、ECU100は、診断処理において、少なくともどちらかの充電リレー71,72に溶着が発生していると判定されたか否かを判定する(S50)。すなわち、S50においてECU100は、両極溶着ありを示すフラグ、充電リレー71に溶着ありを示すフラグ、充電リレー72に溶着ありを示すフラグのいずれかのフラグが設定されているか否かを判定する。
診断処理において、充電リレー71,72に溶着が発生していないと判定された場合、すなわち溶着なしを示すフラグが設定されている場合(S50においてNO)、ECU100は、処理を終了する。
診断処理において、少なくともどちらかの充電リレー71,72に溶着が発生していると判定された場合(S50においてYES)、ECU100は、充電リレー71,72が未診断であることを示すフラグを設定する(S60)。本実施の形態においては、一度の診断処理の結果をもって充電リレー71,72の溶着を確定させるのではなく、一度目の診断処理において少なくともどちらかの充電リレー71,72に溶着が発生していると判定された場合には、後述の再診断処理を実行して、再診断処理の結果に応じて溶着の有無を確定させる。なお、一度の診断処理の結果をもって充電リレー71,72の溶着を確定させてもよい。この場合には、診断処理において少なくともどちらかの充電リレー71,72に溶着が発生していると判定された場合には(S50においてYES)、たとえば、車両1の走行を禁止する制御を実行するとともに、充電リレーに溶着が生じていることを示す警告を表示装置60に表示させて、処理を終了させる。なお、診断処理において、少なくともどちらかの充電リレー71,72に溶着が発生していると判定された場合とは、診断処理が正常終了しなかったことを示す。
充電リレー71,72が未診断であることを示すフラグを設定すると、ECU100は、たとえば、車両1の走行を禁止する制御を実行する(S65)。この場合には、再診断処理を実行し、充電リレー71,72の溶着の有無を適切に診断することが望ましい。そこで、ユーザに再診断処理の実行を促すことを通知することが望ましい。再診断処理とは、図4で説明した診断処理(S30)を再度実行するとともに、後述の充電開始信号の受信の有無を監視するための処理を実行する処理である。
DC充電および診断処理を終えたユーザは、コネクタ310を充電口90から抜き取って(接続を解除して)、車両1に乗り込むことが想定される。そこで、ECU100は、車両1の表示装置60に、再診断処理の実行を促す情報、および、コネクタ310を充電口90に再度接続することを促す情報を表示させる。すなわち、ECU100は、車両1に乗り込んだユーザに対して、コネクタ310を充電口90に再度接続することを要求する。これによって、たとえば、DC充電が終了し、車両1に乗り込んだユーザが、充電リレー71,72の再診断処理を実行することが必要なことを認識するとともに、再診断処理を実行するための操作としてコネクタ310を充電口90に再度接続させることが必要なことを認識することができる。
なお、再診断処理を実行するためにコネクタ310を充電口90に接続することを要求するのは、再診断処理の実行中に充電口90を露出させないようにするためである。たとえば、両方の充電リレーが閉成状態に溶着している場合や、一方の充電リレーが閉成状態に溶着していたような場合には、診断処理において蓄電装置10の電圧が充電口90に印加されてしまう可能性がある。そこで、コネクタ310を充電口90に接続した状態で再診断処理を実行することによって、再診断処理の実行中に充電口90を露出させないようにする。
ここで、コネクタ310が充電口90に再度接続された場合には、再診断処理を実行して、充電リレー71,72の溶着の有無を診断することが考えられる。しかしながら、たとえば、ユーザがコネクタ310を充電口90に再度接続させた後に、誤ってDC給電設備200に設けられた充電開始スイッチ240を操作してしまうことが起こり得る。充電開始スイッチ240が操作されると、DC給電設備200が充電シーケンスを開始して、たとえば絶縁診断用の電圧を充電口90に印加する可能性がある。また、現存するDC給電設備200の中には、コネクタ310を充電口90に接続すると、充電シーケンスを開始する仕様のものが存在する。このような仕様のDC給電設備200が用いられる場合にも、再診断処理のためにコネクタ310を充電口90に接続するとDC給電設備200が充電シーケンスを開始して、たとえば、絶縁診断用の電圧を充電口90に印加する可能性がある。
DC給電設備200から充電口90に電圧が印加された状態で再診断処理が実行されると、開放指令に従って正常に充電リレー71,72が開放されていたとしても、電圧センサ80が電圧を検出してしまう可能性がある。その結果、充電リレー71,72に溶着が発生していないにも関わらず、充電リレー71,72が閉成状態に溶着していると誤診断される可能性がある。
そこで、本実施の形態に係る車両1は、上述のような意図せずにDC給電設備200から充電口90に電圧が印加され得る状況下では再診断処理を実行しない。意図せずにDC給電設備200から充電口90に電圧が印加され得る状況下か否かの判断には、DC給電設備200から充電シーケンスを開始する際に送信される充電開始信号が用いられる。具体的には、本実施の形態に係る車両1は、コネクタ310が充電口90に再度接続された場合には、DC給電設備200から充電開始信号を受信したか否かを判定する。上述したとおり、DC給電設備200は、充電シーケンスを開始する際には、まず充電開始信号を車両に送信する。すなわち、DC給電設備200から充電開始信号を受信した場合には、DC給電設備200から充電口90に電圧が印加される可能性がある。そのため、コネクタ310が充電口90に再度接続された場合において、充電開始信号を受信したときは再診断処理を実行しない。これによって、再診断処理で充電リレー71,72が溶着していると誤診断されることを抑制することができる。
一方で、DC給電設備200から充電開始信号を受信していない場合には、DC給電設備200が充電シーケンスを開始しないと推定することができる。すなわち、意図せずにDC給電設備200から充電口90に電圧が印加され得る状況下ではなく、DC給電設備200から充電口90に電圧が印加されないと推定することができる。この場合には、再診断処理を実行することによって適切に充電リレー71,72の溶着の有無を診断することができる。なお、本実施の形態に係る充電開始信号は、本開示に係る「開始信号」の一例に相当する。
さらに、再診断処理の実行中においても、ユーザがDC給電設備200の充電開始スイッチ240を誤って操作してしまうことが考えられる。再診断処理の実行中に充電開始スイッチ240が操作された場合にも、DC給電設備200が充電シーケンスを開始し、DC給電設備200から車両1に開始信号が送信される。この場合に再診断処理を継続させると、DC給電設備200から充電口90に電圧が印加され、これに起因して充電リレー71,72が溶着していないにも関わらず、充電リレー71,72が閉成状態に溶着していると誤診断される可能性がある。
そこで、本実施の形態に係る車両1は、再診断処理の実行中においても充電開始信号の受信の有無を監視する。そして、再診断処理の実行中に充電開始信号を受信した場合には、再診断処理を終了させる。これによって、再診断処理で充電リレー71,72が溶着していると誤診断されることを抑制することができる。
図3のS72において、ECU100は、コネクタ310が充電口90に接続されるのを待つ(S72においてNO)。ECU100は、コネクタ310が充電口90に接続されると(S72においてYES)、再接続があったと認識して、DC給電設備200から充電開始信号を受信したか否かを判定する(S74)。
DC給電設備200から充電開始信号を受信した場合(S74においてYES)、ECU100は、充電リレー71,72が未診断であることを示すフラグを設定する(S76)。
一方、DC給電設備200から充電開始信号を受信していない場合(S74においてNO)、ECU100は、再診断処理を実行する(S80)。再診断処理では、S30の診断処理と同様の処理と、充電開始信号の受信の有無を監視するための処理とが並列に実行される。診断処理については、S30と同様であるため、ここでは繰り返し説明しない。
図7は、充電開始信号の受信の有無を監視するための処理の手順を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、再診断処理の実行とともに開始され、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
ECU100は、DC給電設備200から充電開始信号を受信したか否かを判定する(S801)。DC給電設備200から充電開始信号を受信していない場合には(S801においてNO)、再診断処理を継続する(S803)。
一方、DC給電設備200から充電開始信号を受信した場合には(S801においてYES)、再診断処理を終了させる(S805)。すなわち、並列して実行している診断処理を終了させる。そして、ECU100は、充電リレー71,72が未診断であることを示すフラグを設定する(S807)。
再び、図3を参照して、ECU100は、充電リレー71,72が未診断であることを示すフラグが設定されているか否かを判定する(S90)。
再診断処理において、充電リレー71,72が未診断であることを示すフラグ以外のフラグ、すなわち、両極溶着ありを示すフラグ、充電リレー71に溶着ありを示すフラグ、充電リレー72に溶着ありを示すフラグ、溶着なしを示すフラグが設定されてる場合には、ECU100は、当該設定されているフラグが示す判定結果を確定させる。具体的には、溶着なしを示すフラグが設定されてる場合には、ECU100は、車両1の走行を許可して、処理を終了する。両極溶着ありを示すフラグ、充電リレー71に溶着ありを示すフラグ、または充電リレー72に溶着ありを示すフラグが設定されている場合には、ECU100は、車両1の走行を禁止させる制御の実行を継続したまま、処理を終了する。この場合には、充電リレー71,72に溶着が発生している旨の警告を表示装置60に表示させてもよい。
一方、充電リレー71,72が未診断であることを示すフラグが設定されている場合には(S90においてYES)、ECU100は、処理をS70に戻す。すなわち、再度、再診断処理を実行する。充電リレー71,72が未診断であることを示すフラグが設定されている場合は、再診断処理が実行されなかった、あるいは、適切な環境下で再診断処理が実行されなかった場合である。このような場合には、再診断処理を繰り返し実行することによって、適切な環境下になったタイミングで再診断処理を実行することができる。適切な環境下で再診断処理を実行することによって、充電リレー71,72の溶着の有無を適切に診断することができる。
以上のように、本実施の形態に係る車両1は、再診断処理の実行を開始するにあたり、DC給電設備200からの充電開始信号の受信の有無を判定する。充電開始信号を受信した場合、すなわち、意図せずにDC給電設備200から充電口90に電圧が印加され得る状況下である場合には、再診断処理を実行しない。これによって、再診断処理で充電リレーが溶着していると誤診断されることを抑制することができる。
一方、再診断処理の実行を開始するにあたり、充電開始信号を受信していない場合、すなわち、意図せずにDC給電設備200から充電口90に電圧が印加されないと推定される場合には、再診断処理を実行する。この場合には、再診断処理を実行することによって適切に充電リレーの溶着の有無を診断することができる。
また、再診断処理の実行中においても充電開始信号の受信の有無を監視する。そして、再診断処理の実行中に充電開始信号を受信した場合には、再診断処理を終了させることでて、再診断処理で充電リレー71,72が溶着していると誤診断されることを抑制することができる。
(変形例)
実施の形態においては、DC給電設備200から車両1に充電開始信号を送信した後に、DC給電設備200と車両1との間でCAN通信を開始するために、車両1からDC給電設備200にCAN信号を送信する例について説明した。しかしながら、DC給電設備が準拠する規格によっては、DC給電設備から車両1に充電開始信号を送信した後に、DC給電設備と車両1との間でCAN通信を開始するために、DC給電設備から車両1にCAN信号を送信するものがある。以下においては、このようなDC給電設備を「DC給電設備200A」と記載して、実施の形態におけるDC給電設備200と区別する。DC給電設備200Aが用いられる場合には、CAN信号を用いてDC給電設備200Aが充電シーケンスを開始するか否かを判定することが可能である。
実施の形態においては、DC給電設備200から車両1に充電開始信号を送信した後に、DC給電設備200と車両1との間でCAN通信を開始するために、車両1からDC給電設備200にCAN信号を送信する例について説明した。しかしながら、DC給電設備が準拠する規格によっては、DC給電設備から車両1に充電開始信号を送信した後に、DC給電設備と車両1との間でCAN通信を開始するために、DC給電設備から車両1にCAN信号を送信するものがある。以下においては、このようなDC給電設備を「DC給電設備200A」と記載して、実施の形態におけるDC給電設備200と区別する。DC給電設備200Aが用いられる場合には、CAN信号を用いてDC給電設備200Aが充電シーケンスを開始するか否かを判定することが可能である。
図8は、変形例に係るDC給電設備200Aの制御装置230Aおよび車両1のECU100で実行されるDC充電を開始するための処理の手順を示すフローチャートである。図8に示すフローチャートは、図2に示すフローチャートに対して、S3をS3Aに、S13をS13Aにそれぞれ変更したものである。他のステップは図2と同様であるため繰り返し説明しない。
充電シーケンスを開始すると、DC給電設備200Aの制御装置230Aは、車両1に充電開始信号を送信する(S1)。
次いで、DC給電設備200Aの制御装置230Aは、DC給電設備200Aと車両1との間でCAN通信を開始するために、DC給電設備200Aから車両1にCAN信号を送信する(S3A)。これによって、DC給電設備200Aと車両1との間でCAN通信が開始される(S3A,S13A)。
上記のように、DC給電設備200Aが充電シーケンスを開始する際には、充電開始信号を車両1に送信するとともに、その後にCAN信号を車両1に送信する。そのため、S3AにおいてDC給電設備200Aから車両1に送信される「CAN信号」を用いて、DC給電設備200Aの充電シーケンスの開始を検出することができる。
図9は、DC充電の終了条件が成立した場合に車両1のECU100によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。図9に示すフローチャートは、図3に示すフローチャートに対して、S74をS74Aに変更したものである。他のステップは図3と同様であるため繰り返し説明しない。
また、図10は、CAN信号の受信の有無を監視するための処理の手順を説明するためのフローチャートである。図10に示すフローチャートは、図7に示すフローチャートに対して、S801をS801Aに変更したものである。他のステップは図7と同様であるため繰り返し説明しない。
まず図9を参照して、ECU100は、コネクタ310が充電口90に接続されると(S72においてYES)、再接続があったと認識して、DC給電設備200AからCAN信号を受信したか否かを判定する(S74A)。
DC給電設備200AからCAN信号を受信した場合(S74AにおいてYES)、ECU100は、充電リレー71,72が未診断であることを示すフラグを設定する(S76)。
一方、DC給電設備200AからCAN信号を受信していない場合(S74AにおいてNO)、ECU100は、再診断処理を実行する(S80)。
次に、図10を参照して、再診断処理が開始されると、ECU100は、DC給電設備200AからCAN信号を受信したか否かを判定する(S801A)。DC給電設備200AからCAN信号を受信していない場合には(S801AにおいてNO)、再診断処理を継続する(S803)。一方、DC給電設備200AからCAN信号を受信した場合には(S801AにおいてYES)、再診断処理を終了させる(S805)。
充電開始信号に変えて、CAN信号を用いてDC給電設備200Aが充電シーケンスを開始するか否かを判定することによっても、実施の形態と同様の効果を奏することができる。
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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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、10 蓄電装置、15 監視ユニット、16 電圧センサ、17 電流センサ、18 温度センサ、21,22 SMR、30 PCU、32 コンデンサ、34 電圧センサ、40 MG、50 動力伝達ギヤ、55 駆動輪、60 表示装置、71,72 充電リレー、80 電圧センサ、90 充電口、100 ECU、100a CPU、100b メモリ、110 通信装置、200,200A DC給電設備、210 PCS本体、220 通信装置、230,230A 制御装置、240 充電開始スイッチ、250 充電停止スイッチ、260 漏電検出器、300 充電ケーブル、310 コネクタ、CNL,CPL,L1,L2,NL,PL 電力線、D1 リレー、L3,SL 通信信号線、L4,XL 充電開始停止信号線。
Claims (4)
- 車両外部の給電設備から充電ケーブルを介して供給される電力を受けて充電可能に構成された蓄電装置と、
前記充電ケーブルに設けられるコネクタが接続可能に構成された充電口と、
前記蓄電装置の正極と前記充電口との間に電気的に接続される第1充電リレーと、
前記蓄電装置の負極と前記充電口との間に電気的に接続される第2充電リレーと、
前記コネクタと前記充電口とが接続された状態において、前記第1充電リレーおよび/または前記第2充電リレーの溶着の有無を診断する診断処理を実行する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記蓄電装置の充電の終了後に前記診断処理を実行し、
前記診断処理が正常終了しなかった場合には、前記第1充電リレーおよび/または前記第2充電リレーの溶着の有無を再度診断する再診断処理を実行するために前記コネクタの前記充電口への再度の接続を要求し、
前記コネクタと前記充電口とが再度接続された場合において、前記制御装置は、前記給電設備から充電の開始を示す開始信号を受信したときは前記再診断処理を実行しない、車両。 - 前記診断処理が正常終了しなかった場合には、前記診断処理において前記第1充電リレーおよび/または前記第2充電リレーが溶着していると判定された場合、および、前記診断処理が完了されなかった場合が含まれる、請求項1に記載の車両。
- 前記コネクタと前記充電口とが再度接続された場合において、前記制御装置は、前記給電設備から前記開始信号を受信していないときは前記再診断処理を実行する、請求項1または請求項2に記載の車両。
- 前記再診断処理の実行中において、前記制御装置は、前記給電設備から前記開始信号を受信した場合には前記再診断処理を終了する、請求項3に記載の車両。
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