JPWO2016063966A1 - 充電装置および充電方法 - Google Patents

Abstract

車両２と通信可能な充電装置１であって、車両２への充電に用いる配線９に設けられる充電装置１側の接続部１０と、車両２側に設けられる接続部１１と、が接続されているか否かを検出する検出部５と、車両２への充電中に、接続部１０と接続部１１とが接続されていないことを検出してから、車両２が充電停止処理を完了するまでの所定時間内に接続部１０と接続部１１とが再接続されたことを検出すると、所定時間以上の時間を経過したのちに、車両２へ通信を開始するための信号を送信する制御部４と、を備える充電装置である。

Description

本発明は、車両と通信をする充電装置および充電方法に関する。

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の蓄電装置へ充電装置が充電をする場合、充電に用いる配線（充電ケーブル）に設けられる接続部（充電コネクタ）が、充電中に利用者により抜かれたのち直ぐに挿されるような場合（充電中に接続部が車両から抜かれた未接続状態になり、未接続状態から接続部が車両に挿された再接続状態になった場合）、車両と充電装置との間に不整合が発生して正常に充電を再開することができないことがある。

例えば、充電中に充電コネクタが抜かれると、車両と充電装置は、それぞれの充電停止処理に移行する。続いて、車両と充電装置がそれぞれの充電停止処理中である場合に、充電コネクタが挿されると、車両と充電装置それぞれは充電コネクタが挿されたことを検出する。しかし、車両と充電装置がそれぞれの充電停止処理を完了していない。従って、車両と充電装置それぞれは充電処理に移行しないため通信ができず、車両への充電を再開することができない。

他の例では、充電中に充電コネクタが抜かれると、車両と充電装置は、それぞれの充電停止処理に移行する。続いて、車両が充電停止処理中で、充電装置が充電停止処理を完了している場合に、充電コネクタが挿されると、車両と充電装置それぞれは充電コネクタが挿されたことを検出する。充電装置は、車両への充電を再開するために充電処理に移行する。しかし、充電装置が充電処理に移行して車両と通信を開始しようとしても、車両が充電停止処理中であると、車両が充電処理に移行しないため通信ができず、車両への充電を再開することができない。

関連する技術として、充電ケーブルの接続が再確認された場合、充電を終了する遮断要求信号がオフとなるまで充電起動信号の開始を遅延させる、車両の制御装置が知られている。例えば、特許文献１を参照。

特開２０１２−２２２９３１号公報

本発明の一側面に係る目的は、充電中に、充電装置側の接続部と車両側の接続部とが未接続状態になり、未接続状態から再接続状態になった場合でも、車両への充電を正常に再開することができる充電装置および充電方法を提供することである。

本実施の態様のひとつである車両と通信可能な充電装置は検出部と制御部とを有している。検出部は、車両への充電に用いる配線に設けられる充電装置側の接続部と、車両側に設けられる接続部と、が接続されているか否かを検出する。

制御部は、車両への充電中に、充電装置側の接続部と車両側の接続部とが接続されていないことを検出してから、車両が充電停止処理を完了するまでの所定時間内に充電装置側の接続部と車両側の接続部とが再接続されたことを検出すると、所定時間以上の時間を経過したのちに、車両へ通信を開始するための信号を送信する。

なお、充電装置側の接続部と車両側の接続部とが接続されていないことを検出してから、車両が充電停止処理を完了するまでの所定時間は、車両が、車両に搭載される蓄電装置に供給される電流が所定値に低下したことを確認する時間と、蓄電装置と車両側に設けられる接続部との接続を遮断する時間と、蓄電装置と車両側に設けられる接続部とが遮断されたことを確認する時間と、を含む。

また、他の実施の態様のひとつである車両と通信可能な充電装置の充電方法では、車両への充電中に、車両への充電に用いる配線に設けられる充電装置側の接続部と、車両側に設けられる接続部と、が接続されていないことを検出する。続いて、充電装置側の接続部と車両側の接続部とが接続されていないことを検出してから、車両側が充電停止処理を完了するまでの所定時間内に充電装置側の接続部と車両側の接続部とが再接続されたことを検出すると、所定時間以上の時間を経過したのちに、車両へ通信を開始するための信号を送信する。

充電中に、充電装置側の接続部と車両側の接続部とが未接続状態になり、未接続状態から再接続状態になった場合でも、車両への充電を正常に再開することができる。

図１は、充電装置と車両の一実施例を示す図である。 図２は、充電装置と車両の動作の一実施例を示すフロー図である。 図３は、充電装置と車両の処理の一例（車両と充電装置が充電停止処理中）を示す図である。 図４は、充電装置と車両の処理の一例（車両のみが充電停止処理中）を示す図である。

以下図面に基づいて実施形態について詳細に説明する。

充電装置側について説明する。

図１は、充電装置と車両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、制御部４、検出部５を有する。ここで、通信は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）を用いた通信が考えられる。

電力供給部３は、充電装置１の外部から供給される電力を所定の電力にして、配線９（充電ケーブル）、接続部１０（例えば、充電装置側の充電コネクタ）、接続部１１（例えば、車両側の充電コネクタ）を介して、車両２の蓄電装置６に所定の電力を供給する。

制御部４は、車両２の蓄電装置６へ供給する電力が所定の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、車両２の蓄電装置６への充電中に、接続部１０と車両２側の接続部１１とが接続されているか否かを検出する。図１の例では、検出部５は、接続部１０と接続部１１とが接続されていないこと（未接続状態）を検出して制御部４に通知をする。検出部５から通知を取得した制御部４は未接続状態を検知し、充電装置１から車両２への充電を停止するために充電停止処理を開始する。このとき車両２側でも接続部１０と接続部１１とが接続されていないこと（未接続状態）を検出し、車両２では充電停止処理が開始される。

制御部４は、接続部１０が接続部１１に接続されていないこと（未接続状態）を検出してからこの車両２の充電停止処理が完了するまでの所定時間Ｔを計測し、この車両２の充電停止処理が完了するまでの所定時間Ｔ内に、接続部１０が接続部１１に再接続されたか否かを判定する。所定時間Ｔは記憶部に予め記憶されている。制御部４は、接続部１０と接続部１１とが再接続されたこと（再接続状態）を検出すると、所定時間Ｔ以上の時間を経過したのちに、充電処理を再開するために、通信を開始するための信号を車両２へ送信する。ここで、充電処理には、充電装置１から車両２へ電力供給をする処理と、電力供給の前に行う通信などの処理と、を含むものとする。

また、制御部４は、接続部１０と接続部１１とが接続されていないことを検出（未接続状態を検出）すると、充電装置１の充電停止処理をし、この充電装置１の充電停止処理を完了すると、車両２との通信を停止する。そして、制御部４は、未接続状態を検出してから所定時間Ｔ内に再接続状態を検知した場合は、再接続状態を検知してもすぐに通信を開始するための信号を送信せず、所定時間Ｔ以上の時間を経過したのちに、充電処理を開始するために、通信を開始するための信号を車両２へ送信する。

なお、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。また、制御部４は、記憶部、車両２の制御部７の通信部と通信をする通信部などを備える。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。

検出部５は、接続部１０と接続部１１とが接続されているか否かを検出して制御部４に通知する。例えば、未接続状態であるか接続状態であるかを示す情報を制御部４に送信する。

車両側について説明する。

車両２は、蓄電装置６、制御部７、検出部８、接続部１１、切替部１２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の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。

制御部７は蓄電装置６への充電を制御する。制御部７は、接続部１０と接続部１１とが接続されていないこと（未接続状態）を検出すると、車両２の充電停止処理を開始する。また、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。また、制御部７は、記憶部、充電装置１の制御部４の有する通信部と通信可能な通信部などを備える。ここで、通信は、例えば、ＣＡＮを用いた通信が考えられる。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。

検出部８は、接続部１０と接続部１１とが接続されているか否かを検出して制御部７に通知する。例えば、未接続状態であるか接続状態であるかを示す情報を制御部７に送信する。

接続部１０は、電力配線（ＰＯＷ＋、ＰＯＷ−）、通信配線（通信Ｈ、Ｌ）、抜け検出配線（抜け検出）などを有する配線９の先端に設けられ、接続部１１と接続される。抜け検出配線は、接続部１０と接続部１１とが接続されているか否かを検出するための配線である。

切替部１２は、車両２側の電力配線経路に備えられ、制御部７からの遮断指示により、蓄電装置６と接続部１１との接続と遮断とを切り替える。例えば、切替部１２はリレー、半導体スイッチ素子などである。なお、図１の例では、切替部１２は電力配線（ＰＯＷ＋）上に設けえられているが、電力配線（ＰＯＷ−）上に設けてもよい。また、切替部１２は、電力配線（ＰＯＷ＋、ＰＯＷ−）上にそれぞれ設けてもよい。

上記のように、接続部１０と接続部１１とが接続されていないことを検出してから、所定時間Ｔ以上の時間、充電装置１が待機することで、確実に充電を開始できるようにする。すなわち、充電装置１は、車両２の充電停止処理が完了して充電装置１と車両２とが通信可能な状態になるまで待機することで、車両２への充電を正常に再開することができる。

充電装置と車両の動作について説明する。

図２、図３、図４を用いて充電装置と車両の動作について説明する。図２は、充電装置と車両の動作の一実施例を示すフロー図である。図３は、充電装置と車両の処理の一例（車両と充電装置が充電停止処理中）を示す図である。図４は、充電装置と車両の処理の一例（車両のみが充電停止処理中）を示す図である。図３、図４では、縦軸に接続状態、車両の処理状態、充電装置の処理状態を示し、横軸に時間を示している。

ステップＳ１では充電装置１の制御部４が充電指示を、通信配線（通信Ｈ、Ｌ）を用いて、車両２の制御部７に送信する。ステップＴ１では車両２の制御部７が充電指示を受信する。

ステップＴ２では、車両２の制御部７が充電指示に対する返信を、通信配線（通信Ｈ、Ｌ）を用いて、充電装置１の制御部４にし、制御部７は車両２の充電処理に移行する。ステップＳ２では、充電装置１の制御部４が車両２の制御部７から返信を受信すると、制御部４は充電処理に移行する。

充電装置１と車両２とが充電の準備が完了すると、ステップＴ３では車両２の制御部７が指令値を、通信配線（通信Ｈ、Ｌ）を用いて、充電装置１の制御部４に送信する。ステップＳ３では、充電装置１の制御部４が車両２の制御部７から指令値を受信する。

ステップＳ４では、充電装置１の制御部４が指令値に基づいて、電力供給部３に充電電力を出力させる。電力供給部３から出力された充電電力は、電力配線（ＰＯＷ＋、ＰＯＷ−）を用いて、車両２の蓄電装置６により受電され、充電装置１と車両２とが充電を開始する。充電装置１と車両２は充電中となる。ステップＳ１からステップＳ４、ステップＴ１からステップＴ３は、充電装置１と車両２の充電処理の一部を示している。

ステップＳ５では、充電装置１の検出部５が接続部１０と接続部１１が接続されていないことを検出（未接続状態を検出）し、検出部５は未接続状態であることを制御部４に通知する。また、ステップＴ４においても、車両２の検出部８が接続部１０と接続部１１が接続されていないことを検出（未接続状態を検出）し、検出部８は未接続状態であることを制御部７に通知する。

ステップＳ６では、充電装置１の制御部４が充電停止処理を開始する。充電停止処理により電力供給部３の出力は停止される。また、ステップＴ５においても、車両２の制御部７が充電停止処理を開始する。

図３、図４の例では、時間ｔ０における充電中において、充電装置１および車両２は未接続状態を検出する（ステップＳ５、Ｔ４）。未接続状態を検出したのち、充電装置１および車両２は充電停止処理を開始する（ステップＳ６、Ｔ５）。

図２の例では、ステップＳ７において接続部１０と接続部１１とが再接続されたことを検出（接続状態を検出）し、検出部５は接続状態であることを制御部４に通知する。また、ステップＴ６においても、車両２の検出部８が接続部１０と接続部１１が再接続されたことを検出（接続状態を検出）し、検出部８は接続状態であることを制御部７に通知する。図３の例では、時間ｔ１において充電装置１および車両２は接続状態を検出する。

ステップＳ８では充電装置１の制御部４が充電停止処理を完了し、ステップＳ９では待機を開始する。図３の例では、時間ｔ２において、充電装置１は充電停止処理を完了（ステップＳ８）したのち、接続部１０と接続部１１とが接続されていないことを検出（未接続状態を検出）してから車両２が充電停止処理を完了するまでの所定時間Ｔ（時間ｔ０から時間ｔ３）以上の時間ｔ４まで、待機をする。

ステップＴ７では、車両２の制御部７が充電停止処理を完了し、ステップＴ８では待機を開始する。図３の例では、時間ｔ３において、車両２は充電停止処理を完了し（ステップＴ７）、接続部１０と接続部１１とが接続されていないことを検出（未接続状態を検出）してから車両２が充電停止処理を完了するまでの所定時間Ｔ以上の時間ｔ４までの待機をし、時間ｔ３から開始する（ステップＴ８）。

ステップＳ１０では充電装置１の制御部４が待機を完了し、ステップＳ１１で制御部４が充電装置１に充電処理を開始させる。そして、充電装置１の制御部４から車両２の制御部７へ、充電処理を開始させるために、通信を開始させる信号を送信する。ステップＴ９では車両２の制御部７が待機を完了し、ステップＴ１０で、ステップＳ１１において送信された信号を受信した制御部４が車両２に充電処理を開始させる。ステップＳ１からステップＳ４、ステップＴ１からステップＴ３などに示した充電処理を開始する。図３の例では、時間ｔ４において、制御部４は通信を開始させるための信号を制御部７へ送信する。

上記のように、接続部１０と接続部１１とが接続されていないことを検出してから、所定時間Ｔ以上の時間、充電装置１が待機することで、確実に充電を開始できるようにする。すなわち、充電装置１は、接続部１０と接続部１１とが接続されていないことを検出してから、所定時間Ｔ内に接続部１０と接続部１１とが再接続されたことを検出しても、車両２への通信をすぐに再開せず、車両２の充電停止処理が完了して充電装置１と車両２とが通信可能な状態になるまで待機することで、車両２への充電を正常に再開することができる。

また、図４の例では、充電装置１の制御部４が充電停止処理を完了した（図４の時間ｔ２）のちに、接続部１０と接続部１１とが再接続されたことの検出（接続状態を検出）している（図４の時間ｔ１´）。しかし、図３の例と同様、接続されていないことを検出（未接続状態を検出）してから、車両２が充電停止処理を完了するまでの所定時間Ｔ以上の時間ｔ４まで充電装置１と車両２は待機をしている。

すなわち、充電装置１の制御部４が充電停止処理を完了したのちに、接続部１０と接続部１１とが再接続されたことを検出したとしても、充電装置１の制御部４が時間ｔ２から時間ｔ４まで待機することで、充電装置１と車両２とが通信可能な状態になるので、車両２への充電を正常に再開することができる。また、確実に充電を開始できる。

なお、所定時間Ｔは、（１）接続部１０と接続部１１とが接続されなくなってから、車両２側の電力配線に流れる電流、すなわち、車両２に搭載される蓄電装置６に供給される電流が所定値（好ましくは０［Ａ］）に低下したことを車両２の制御部７が確認する時間である電流低下確認時間と、（２）車両２側の電力配線経路に備えられ、蓄電装置６と接続部１１との接続と遮断とを切り替える切替部１２に対し、制御部７が遮断指示をしてから切替部１２が遮断されるまでの時間、すなわち、制御部７が切替部１２を接続から遮断にするまでの時間と、（３）切替部１２が遮断されてから制御部７が当該電力配線に電圧がないこと（好ましくは０［Ｖ］）を確認するまで、すなわち、切替部１２が遮断されてから制御部７が切替部１２が遮断されたことを確認するまでの時間である遮断確認時間とを含む。

なお、遮断時間とは、言い換えると、制御部７が蓄電装置６と接続部１１との接続を遮断する時間である。また、遮断確認時間とは、言い換えると、制御部７が蓄電装置６と接続部１１とが遮断されたことを確認する時間である。

また、電流低下確認時間と、遮断時間と、遮断確認時間とは、予め実験などにより求め、電流低下確認時間と、遮断時間と、遮断確認時間とを含む時間を所定時間Ｔに設定することが望ましい。これにより、接続部１０と接続部１１とが接続されなくなってから、車両２の制御部７が電流低下を確認し、切替部１２を遮断し、切替部１２が遮断されたことを確認して、車両２が充電停止処理を完了するまでにかかる時間を充電装置１は待つことができる。

なお、実施形態の説明において図３、図４では、時間ｔ０から時間ｔ３を所定時間Ｔとしたが、充電装置１の制御部４が充電停止処理を完了した時間ｔ２から、車両２の制御部７が充電停止処理を完了した時間ｔ３までの時間としてもよい。

また、本発明は、上記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 制御部
５ 検出部
６ 蓄電装置
７ 制御部
８ 検出部
９ 配線
１０、１１ 接続部
１２ 切替部

Claims (4)

1. 車両と通信可能な充電装置であって、
   前記車両への充電に用いる配線に設けられる前記充電装置側の接続部と、前記車両側に設けられる接続部と、が接続されているか否かを検出する検出部と、
   前記車両への充電中に、前記充電装置側の接続部と前記車両側の接続部とが接続されていないことを検出してから、前記車両が充電停止処理を完了するまでの所定時間内に前記充電装置側の接続部と前記車両側の接続部とが再接続されたことを検出すると、前記所定時間以上の時間を経過したのちに、前記車両へ通信を開始するための信号を送信する制御部と、
   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、
   前記充電装置側の接続部と前記車両側の接続部とが接続されていないことを検出すると、前記充電装置に対する充電停止処理を開始し、前記充電装置に対する充電停止処理が完了すると、前記車両との通信を停止する、
   ことを特徴とする充電装置。
3. 請求項１に記載の充電装置であって、
   前記充電装置側の接続部と前記車両側の接続部とが接続されていないことを検出してから、前記車両が充電停止処理を完了するまでの所定時間は、
   前記車両が、
   前記車両に搭載される蓄電装置に供給される電流が所定値に低下したことを確認する時間と、
   前記蓄電装置と前記車両側に設けられる前記接続部との接続を遮断する時間と、
   前記蓄電装置と前記車両側に設けられる前記接続部とが遮断されたことを確認する時間と、を含む、
   ことを特徴とする充電装置。
4. 車両と通信可能な充電装置の充電方法であって、
   前記充電装置は、
   前記車両への充電中に、前記車両への充電に用いる配線に設けられる前記充電装置側の接続部と、前記車両側に設けられる接続部と、が接続されていないことを検出し、
   前記充電装置側の接続部と前記車両側の接続部とが接続されていないことを検出してから、前記車両が充電停止処理を完了するまでの所定時間内に前記充電装置側の接続部と前記車両側の接続部とが再接続されたことを検出すると、前記所定時間以上の時間を経過したのちに、前記車両へ通信を開始するための信号を送信する、
   ことを特徴とする充電方法。
   

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