KR20120025552A - 충전 시스템 - Google Patents

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신지 이치카와
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Abstract

차량 (10) 은 충전구 (110) 와, 충전기 (130) 와, 동력 출력 장치 (140) 와, PLC 처리부 (150) 와, 충전 ECU (160) 를 포함한다. 충전구 (110) 는, 충전 케이블 (30) 을 접속시킬 수 있도록 구성된다. PLC 처리부 (150) 는, 충전구 (110) 및 충전 케이블 (30) 을 통신 경로로서 이용함으로써, 주택 (20) 의 PLC 처리부 (220) 와 PLC 에 의한 통신을 하기 위한 것이다. 충전 ECU (160) 는, 외부 충전의 종료시에 PLC 에 의한 통신이 종료되어 있을 때, CCID (40) 의 릴레이를 오프 상태로 제어하고, 외부 충전의 종료시에 PLC 에 의한 통신이 계속되고 있을 때, CCID (40) 의 릴레이를 온 상태로 유지시킨다.

Description

충전 시스템{CHARGING SYSTEM}
이 발명은 충전 시스템에 관한 것으로서, 특히 차량 외부의 전원으로부터 충전 케이블을 사용하여 차재 축전 장치를 충전하기 위한 충전 시스템에 관한 것이다.
일본 공개특허공보 2009-33265호 (특허문헌 1) 는, 차량 외부의 전원으로부터 차재 배터리를 충전할 수 있는 충전 시스템을 개시한다. 이 충전 시스템에 있어서는, 차재 배터리를 충전하기 위한 충전구에 케이블을 개재하여 상용 (商用) 전원이 접속되고, 상용 전원에 의해 차재 배터리를 충전할 수 있다. 또, 차량 및 상용 전원 각각에 PLC 처리부가 형성되어, 충전구 및 케이블을 개재하여 차량과 상용 전원측의 데이터 처리 장치 사이에서 통신을 행할 수 있다 (특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 2009-33265호
그러나, 상기 공보에 개시된 충전 시스템에서는, 상용 전원에 의한 차재 배터리의 충전 종료 타이밍과, 충전구 및 케이블을 개재하여 행해지는 통신의 종료 타이밍의 관계에 대하여 고려되어 있지 않아, 배터리의 충전 종료와 함께 충전 경로가 전기적으로 차단되면, 통신되는 데이터가 남아 있음에도 불구하고 통신이 도중에 차단되어 버린다.
그래서, 이 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 차량 외부의 전원으로부터 충전 케이블을 사용하여 차재 축전 장치를 충전할 수 있고, 또한 충전 케이블을 개재하여 행해지는 통신을 최후까지 확실하게 실시할 수 있는 충전 시스템을 제공하는 것이다.
이 발명에 의하면, 충전 시스템은, 차량과, 충전 케이블과, 릴레이를 구비한다. 차량은, 차량 외부의 외부 전원에 의해 충전할 수 있도록 구성된다. 충전 케이블은, 외부 전원으로부터 차량으로 전력을 공급하기 위한 것이다. 릴레이는 충전 케이블에 형성된다. 차량은, 재충전할 수 있는 축전 장치와, 충전구와, 충전기와, 제어부와, 통신부를 포함한다. 충전구는, 충전 케이블을 접속시킬 수 있도록 구성된다. 충전기는, 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 받아 축전 장치를 충전하기 위한 것이다. 제어부는, 충전기에 의한 축전 장치의 충전 중, 릴레이를 온 상태로 제어한다. 통신부는, 충전구 및 충전 케이블을 통신 경로로서 이용함으로써 차량 외부의 통신 장치와 통신하기 위한 것이다. 그리고, 제어부는, 충전기에 의한 축전 장치의 충전 종료시에 통신부에 의한 차량 외부의 통신 장치의 통신이 종료되어 있을 때, 릴레이를 오프 상태로 제어하고, 충전기에 의한 축전 장치의 충전 종료시에 통신부에 의한 통신 장치와의 통신이 계속되고 있을 때, 릴레이를 온 상태로 유지시킨다.
바람직하게는, 충전 시스템은, 신호 생성부를 추가로 구비한다. 신호 생성부는, 차량의 상태를 검지하기 위한 파일럿 신호를 생성하여 충전 케이블을 개재하여 차량에 송신하도록 구성된다. 제어부는, 신호 조작부를 포함한다. 신호 조작부는, 파일럿 신호의 전위를 조작함으로써 차량의 상태를 신호 생성부에 통지하도록 구성된다. 신호 조작부는, 충전기에 의한 축전 장치의 충전 종료시, 통신부에 의한 차량 외부의 통신 장치의 통신이 종료되었는지의 여부에 따라 파일럿 신호의 전위를 조작한다. 신호 생성부는, 파일럿 신호의 전위에 따라 릴레이를 조작한다.
바람직하게는, 충전 시스템은, 로크 기구를 추가로 구비한다. 로크 기구는, 충전 케이블과 충전구의 접속 상태를 로크하기 위한 것이다. 제어부는, 충전기에 의한 축전 장치의 충전 중, 접속 상태를 로크하도록 로크 기구를 추가로 제어한다. 그리고, 제어부는, 추가로, 충전기에 의한 축전 장치의 충전 종료시에 통신부에 의한 차량 외부의 통신 장치와의 통신이 종료되어 있을 때, 로크를 해제하도록 로크 기구를 제어하고, 충전기에 의한 축전 장치의 충전 종료시에 통신부에 의한 통신 장치와의 통신이 계속되고 있을 때, 로크를 계속하도록 로크 기구를 제어한다.
바람직하게는, 제어부는, 추가로, 충전기에 의한 축전 장치의 충전에 필요로 하는 충전 시간 및 통신부에 의한 차량 외부의 통신 장치와의 통신에 필요로 하는 통신 시간을 산출하여, 통신 시간이 충전 시간보다 길 때, 통신 장치와의 통신이 완료되도록 충전 시간을 조정한다.
더욱 바람직하게는, 제어부는, 통신 시간이 충전 시간보다 길 때, 충전기에 의한 축전 장치의 충전 종료시에 통신 장치와의 통신이 완료되도록, 축전 장치의 충전 개시 타이밍을 변경한다.
또, 더욱 바람직하게는, 제어부는, 통신 시간이 충전 시간보다 길 때, 충전 시간이 통신 시간 이상이 되도록 축전 장치의 충전 레이트를 변경한다.
이 발명에 있어서는, 충전 케이블을 충전구에 접속시킴으로써 차량 외부의 전원으로부터 차재의 축전 장치를 충전할 수 있다. 또, 충전구 및 충전 케이블을 통신 경로로서 이용함으로써, 차량 외부의 통신 장치와 전력선 통신 (이하, 「PLC (Power Line Communication)」라고도 한다.) 이 행해진다. 그리고, 충전기에 의한 축전 장치의 충전 종료시에 PLC 에 의한 통신이 종료되어 있을 때, 충전 케이블에 형성된 릴레이가 오프 상태로 제어되고, 충전기에 의한 축전 장치의 충전 종료시에 PLC 에 의한 통신이 계속되고 있을 때, 상기 릴레이가 온 상태로 유지되기 때문에, 충전기에 의한 축전 장치의 충전 종료와 함께 PLC 에 의한 통신이 차단되는 경우는 없다.
따라서, 이 발명에 의하면, 외부 전원으로부터 충전 케이블을 사용하여 차재 축전 장치를 충전할 수 있고, 또한 충전 케이블을 개재하여 행해지는 PLC 에 의한 통신을 최후까지 확실하게 실시할 수 있는 충전 시스템을 실현시킬 수 있다.
도 1 은 이 발명의 실시형태 1 에 의한 충전 시스템의 전체 구성도이다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 차량의 전체 블록도이다.
도 3 은 충전 시스템의 전기적 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 파일럿 신호의 전위 변화를 나타낸 도면이다.
도 5 는 파일럿 신호의 파형도이다.
도 6 은 도 3 에 나타내는 충전 ECU 의 CPU 에 의해 실행되는 처리 순서를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 7 은 실시형태 2 에 있어서의 충전 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 은 도 7 에 나타내는 CPU 에 의한 로크 기구의 로크 해제 처리 순서를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 9 는 PLC 에 의한 통신 시간과 외부 충전에 의한 충전 시간의 일례를 나타낸 도면이다.
도 10 은 실시형태 3 에 있어서의, PLC 에 의한 통신 시간과 외부 충전에 의한 충전 시간의 일례를 나타낸 도면이다.
도 11 은 실시형태 3 에 있어서의, PLC 에 의한 통신 시간과 외부 충전에 의한 충전 시간의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 12 는 실시형태 3 에서 실행되는 타이머 충전에 있어서의 타이머 설정 처리 순서를 설명하기 위한 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 부여를 부여하여 그 설명은 반복하지 않는다.
[실시형태 1]
도 1 은 이 발명의 실시형태 1 에 의한 충전 시스템의 전체 구성도이다. 도 1 을 참조하여, 이 충전 시스템은 차량 (10) 과, 주택 (20) 과, 충전 케이블 (30) 과, CCID (40 ; Charging Circuit Interrupt Device) 를 구비한다.
이 충전 시스템에 있어서는, 차량 (10) 과 주택 (20) 의 전원 콘센트 사이에 충전 케이블 (30) 을 접속시킴으로써, 차량 (10) 에 탑재되는 축전 장치를 차량 외부의 상용 전원 (예를 들어, 계통 전원) 에 의해 충전할 수 있다. 또한, 이하에서는, 차량 외부의 전원을 「외부 전원」이라고도 하고, 외부 전원에 의한 차량 (10) 의 충전을 「외부 충전」이라고도 한다.
차량 (10) 은 충전구 (110) 와, 전력 입력선 (120) 과, 충전기 (130) 와, 동력 출력 장치 (140) 와, PLC 처리부 (150) 와, 충전 ECU (160 ; Electronic Control Unit) 를 포함한다. 충전구 (110) 는, 충전 케이블 (30) 을 접속시킬 수 있도록 구성된다. 충전기 (130) 는, 전력 입력선 (120) 에 의해 충전구 (110) 에 접속된다. 그리고, 충전기 (130) 는, 충전 ECU (160) 로부터의 제어 신호에 기초하여, 충전구 (110) 로부터 입력되는 전력을 소정의 충전 전압으로 변환하여, 동력 출력 장치 (140) 에 포함되는 축전 장치 (도시 생략) 에 출력한다. 또, 충전기 (130) 는, 외부 충전시, PLC 처리부 (150) 와 미리 정해진 각종 데이터의 교환을 행한다.
동력 출력 장치 (140) 는, 차량 (10) 의 주행 구동력을 출력한다. 또, 동력 출력 장치 (140) 는, 도시되지 않은 축전 장치를 포함하고, 외부 충전시, 충전기 (130) 에 의해 축전 장치가 충전된다. 또한, 동력 출력 장치 (140) 는, 외부 충전시, PLC 처리부 (150) 와 미리 정해진 각종 데이터의 교환을 행한다.
PLC 처리부 (150) 는, 전력 입력선 (120) 에 접속된다. 그리고, PLC 처리부 (150) 는, 외부 충전시, 충전 ECU (160) 로부터의 통신 지령에 기초하여, 충전구 (110) 및 충전 케이블 (30) 을 통신 경로로서 이용함으로써, 주택 (20) 에 형성되는 PLC 처리부 (220) 와 PLC 에 의한 통신을 행할 수 있다. 이 PLC 처리부 (150) 는, 예를 들어 모뎀 등에 의해 구성되고, 외부 충전시에 주택 (20) 측의 PLC 처리부 (220) 로부터 송신되는 고주파 신호의 데이터를 전력 입력선 (120) 으로부터 받아 복조하거나, 주택 (20) 측의 PLC 처리부 (220) 에 송신되는 데이터를 변조하여 전력 입력선 (120) 에 출력하거나 한다. 또한, 계통 전원으로부터 충전 케이블 (30) 을 개재하여 차량 (10) 에 공급되는 교류 전력의 주파수는, 예를 들어 일본이라면 50 ㎐ 또는 60 ㎐ 인 것에 대해, PLC 에 의한 통신시에 충전 케이블 (30) 을 개재하여 통신되는 고주파 신호의 주파수는, 예를 들어 수 ㎒ ? 수십 ㎒ 이다.
충전 ECU (160) 는, 충전기 (130) 를 사용한 외부 충전, 및 PLC 처리부 (150) 를 사용한 차량 외부와의 PLC 에 의한 통신을 제어한다. 충전 ECU (160) 는, 외부 충전시, CCID (40) 로부터 받는 파일럿 신호 (후술) 의 전위를 조작함으로써 차량 (10) 의 상태를 CCID (40) 에 통지함과 함께, CCID (40) 에 형성되는 릴레이를 원격 조작한다. 또, 충전 ECU (160) 는, 충전기 (130) 를 구동시키기 위해서 제어 신호를 생성하고, 그 생성된 제어 신호를 충전기 (130) 에 출력한다. 또한, 충전 ECU (160) 는, PLC 처리부 (150) 와 주택 (20) 측의 PLC 처리부 (220) 사이에서 PLC 에 의한 통신을 행하기 위한 통신 지령을 생성하여 PLC 처리부 (150) 에 출력한다.
여기에서, 외부 충전의 종료와 함께 CCID (40) 의 릴레이가 오프되면, PLC 에 의해 통신되는 데이터가 남아 있는 경우에는 통신이 도중에 차단되어 버리는 바, 이 실시형태 1 에 있어서는, 충전 ECU (160) 는, 외부 충전의 종료시에 PLC 에 의한 통신이 종료되어 있으면 CCID (40) 의 릴레이를 오프시키고, 외부 충전의 종료시에 PLC 에 의한 통신이 계속하고 있으면 CCID (40) 의 릴레이를 온 상태로 유지시킨다. 또한, 충전 ECU (160) 의 구성 및 충전 ECU (160) 에 의해 실행되는 처리에 대해서는 이후에서 상세하게 설명한다.
한편, 주택 (20) 은 전력선 (210) 과, PLC 처리부 (220) 와, 서버 (230) 를 포함한다. 전력선 (210) 은, 계통 전원에 접속된다. 또, 차량 (10) 의 외부 충전시, 전력선 (210) 의 전원 콘센트에 충전 케이블 (30) 이 접속된다.
PLC 처리부 (220) 는, 전력선 (210) 에 접속된다. 그리고, PLC 처리부 (220) 는, 차량 (10) 의 외부 충전시, 충전 케이블 (30) 및 차량 (10) 의 충전구 (110) 를 통신 경로로서 이용함으로써, 차량 (10) 의 PLC 처리부 (150) 와 PLC 에 의한 통신을 행할 수 있다. 이 PLC 처리부 (220) 도, 차량 (10) 의 PLC 처리부 (150) 와 마찬가지로, 예를 들어 모뎀 등에 의해 구성되고, 외부 충전시에 차량 (10) 의 PLC 처리부 (150) 로부터 송신되는 고주파 신호의 데이터를 전력선 (210) 으로부터 받아 복조하거나, 차량 (10) 의 PLC 처리부 (150) 에 송신되는 데이터를 변조하여 전력선 (210) 에 출력하거나 한다.
서버 (230) 는, PLC 처리부 (220) 를 사용한 차량 (10) 과의 PLC 에 의한 통신을 제어한다. 서버 (230) 는, PLC 처리부 (220) 와 차량 (10) 의 PLC 처리부 (150) 사이에서 PLC 에 의한 통신을 행하기 위한 통신 지령을 생성하여 PLC 처리부 (220) 에 출력한다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 차량 (10) 의 전체 블록도이다. 또한, 이 도 2 에서는, 일례로서 차량 (10) 이 하이브리드 자동차인 경우가 도시된다. 도 2 를 참조하여, 차량 (10) 은 엔진 (310) 과, 동력 분할 장치 (320) 와, 모터 제너레이터 (330, 350) 와, 감속기 (340) 와, 구동축 (360) 과, 구동륜 (370) 을 포함한다. 또, 차량 (10) 은 축전 장치 (380) 와, 승압 컨버터 (390) 와, 인버터 (400, 410) 와, MG-ECU (420) 를 추가로 포함한다. 또한, 차량 (10) 은, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 충전구 (110) 와, 전력 입력선 (120) 과, 충전기 (130) 와, PLC 처리부 (150) 와, 충전 ECU (160) 를 추가로 포함한다.
엔진 (310) 및 모터 제너레이터 (330, 350) 는, 동력 분할 장치 (320) 에 연결된다. 그리고, 차량 (10) 은, 엔진 (310) 및 모터 제너레이터 (350) 중 적어도 일방으로부터의 구동력에 의해 주행한다. 엔진 (310) 이 발생시키는 동력은, 동력 분할 장치 (320) 에 의해 2 경로로 분할된다. 즉, 일방은 감속기 (340) 를 개재하여 구동축 (360) 에 전달되는 경로이고, 다른 일방은 모터 제너레이터 (330) 에 전달되는 경로이다.
모터 제너레이터 (330) 는 교류 회전 전기 (電機) 이며, 예를 들어 삼상 교류 동기 전동기이다. 모터 제너레이터 (330) 는, 동력 분할 장치 (320) 에 의해 분할된 엔진 (310) 의 동력을 사용하여 발전한다. 예를 들어, 축전 장치 (380) 의 충전 상태 (「SOC (State Of Charge)」라고도 한다.) 가 미리 정해진 값보다 낮아지면, 엔진 (310) 이 시동되어 모터 제너레이터 (330) 에 의해 발전이 행해진다. 그리고, 모터 제너레이터 (330) 에 의해 발전된 전력은, 인버터 (400) 에 의해 교류에서 직류로 변환되고, 승압 컨버터 (390) 에 의해 강압되어 축전 장치 (380) 에 저장된다.
모터 제너레이터 (350) 는 교류 회전 전기이며, 예를 들어 삼상 교류 동기 전동기이다. 모터 제너레이터 (350) 는, 축전 장치 (380) 에 저장된 전력 및 모터 제너레이터 (330) 에 의해 발전된 전력 중 적어도 일방을 사용하여 차량의 구동력을 발생시킨다. 그리고, 모터 제너레이터 (350) 의 구동력은, 감속기 (340) 를 개재하여 구동축 (360) 에 전달된다.
또한, 차량의 제동시에는, 차량의 운동 에너지를 이용하여 모터 제너레이터 (350) 가 구동되며, 모터 제너레이터 (350) 가 발전기로서 동작한다. 이로써, 모터 제너레이터 (350) 는, 제동 에너지를 전력으로 변환하는 회생 브레이크로서 동작한다. 그리고, 모터 제너레이터 (350) 에 의해 발전된 전력은, 축전 장치 (380) 에 저장된다.
동력 분할 장치 (320) 는 선 기어와, 피니언 기어와, 캐리어와, 링 기어를 포함하는 유성 톱니 바퀴로 이루어진다. 피니언 기어는, 선 기어 및 링 기어와 걸어맞춰진다. 캐리어는, 피니언 기어를 자전할 수 있도록 지지함과 함께, 엔진 (310) 의 크랭크 샤프트에 연결된다. 선 기어는, 모터 제너레이터 (330) 의 회전축에 연결된다. 링 기어는 모터 제너레이터 (350) 의 회전축 및 감속기 (340) 에 연결된다.
축전 장치 (380) 는, 재충전할 수 있는 직류 전원이며, 예를 들어, 니켈 수소나 리튬 이온 등의 이차 전지로 이루어진다. 축전 장치 (380) 에는 모터 제너레이터 (330, 350) 에 의해 발전되는 전력 외에, 외부 충전시에 차량 외부의 전원 (도 1 의 계통 전원) 으로부터 공급되고, 충전구 (110) 로부터 입력되는 전력도 저장된다. 또한, 축전 장치 (380) 로서, 대용량의 캐패시터를 사용해도 된다.
승압 컨버터 (390) 는, MG-ECU (420) 로부터의 제어 신호에 기초하여, 인버터 (400, 410) 에 제공되는 직류 전압을 축전 장치 (380) 의 전압 이상으로 조정한다. 승압 컨버터 (390) 는, 예를 들어 승압 초퍼 회로에 의해 구성된다.
인버터 (400) 는, MG-ECU (420) 로부터의 제어 신호에 기초하여, 모터 제너레이터 (330) 에 의해 발전된 전력을 직류 전력으로 변환하여 승압 컨버터 (390) 에 출력한다. 인버터 (410) 는, MG-ECU (420) 로부터의 제어 신호에 기초하여, 승압 컨버터 (390) 로부터 공급되는 전력을 교류 전력으로 변환하여 모터 제너레이터 (350) 에 출력한다. 또한, 엔진 (310) 의 시동시, 인버터 (400) 는, 승압 컨버터 (390) 로부터 공급되는 전력을 교류 전력으로 변환하여 모터 제너레이터 (330) 에 출력한다. 또, 인버터 (410) 는, 차량의 제동시, 모터 제너레이터 (350) 에 의해 발전된 전력을 직류 전력으로 변환하여 승압 컨버터 (390) 에 출력한다.
MG-ECU (420) 는, 승압 컨버터 (390) 및 모터 제너레이터 (330, 350) 를 구동시키기 위한 제어 신호를 생성하고, 그 생성된 제어 신호를 승압 컨버터 (390) 및 인버터 (400, 410) 에 출력한다.
또한, 충전구 (110), 전력 입력선 (120), 충전기 (130), PLC 처리부 (150) 및 충전 ECU (160) 에 대해서는, 도 1 에서 설명했으므로 설명을 반복하지 않는다. 충전기 (130) 는, 축전 장치 (380) 와 승압 컨버터 (390) 사이에 접속된다.
또한, 엔진 (310), 동력 분할 장치 (320), 모터 제너레이터 (330, 350), 감속기 (340), 구동축 (360), 구동륜 (370), 축전 장치 (380), 승압 컨버터 (390), 인버터 (400, 410) 및 MG-ECU (420) 는, 도 1 에 나타낸 동력 출력 장치 (140) 를 구성한다.
도 3 은 충전 시스템의 전기적 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 3 을 참조하여, 외부 충전시, 차량 (10) 과 주택 (20) (외부 전원) 은, 충전 케이블 (30) 에 의해 접속된다. 충전 케이블 (30) 에는 CCID (40) 가 형성된다. 충전 케이블 (30) 의 플러그 (530) 는, 주택 (20) 의 전원 콘센트 (600) 에 접속된다.
충전 케이블 (30) 의 커넥터 (520) 는, 차량 (10) 의 충전구 (110) 에 접속된다. 커넥터 (520) 에는, 리미트 스위치 (540) 가 형성되어 있으며, 커넥터 (520) 가 충전구 (110) 에 접속되면 리미트 스위치 (540) 가 작동한다. 그리고, 리미트 스위치 (540) 의 작동에 수반하여 신호 레벨이 변화하는 케이블 접속 신호 (PISW) 가 차량 (10) 의 충전 ECU (160) 에 입력된다.
CCID (40) 는 CCID 릴레이 (510) 와, 컨트롤 파일럿 회로 (552) 를 포함한다. CCID 릴레이 (510) 는, 충전 케이블 (30) 의 전력선에 형성되고, 컨트롤 파일럿 회로 (552) 에 의해 온/오프된다. 컨트롤 파일럿 회로 (552) 는, 커넥터 (520) 및 충전구 (110) 를 개재하여 차량 (10) 의 충전 ECU (160) 에 파일럿 신호 (CPLT) 를 출력한다. 이 파일럿 신호 (CPLT) 는, 충전 케이블 (30) 의 전류 허용값 (정격 전류) 을 차량 (10) 의 충전 ECU (160) 에 통지함과 함께, 충전 ECU (160) 에 의해 조작되는 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위에 기초하여 차량 (10) 의 상태 (예를 들어, 충전 준비가 완료되었는지의 여부 등) 를 검지하기 위한 신호이다. 그리고, 컨트롤 파일럿 회로 (552) 는, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 변화에 기초하여 CCID 릴레이 (510) 를 제어한다.
컨트롤 파일럿 회로 (552) 는 발진기 (554) 와, 저항 소자 (R1) 와, 전압 센서 (556) 와, CPLT-ECU (558) 를 포함한다. 발진기 (554) 는, CPLT-ECU (558) 로부터 받는 지령에 기초하여, 규정 주파수 (예를 들어, 1 ㎑) 및 소정의 듀티비로 발진하는 파일럿 신호 (CPLT) 를 생성한다. 전압 센서 (556) 는, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 를 검출하고, 그 검출값을 CPLT-ECU (558) 에 출력한다. CPLT-ECU (558) 는, 전압 센서 (556) 에 의해 검출되는 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 가 규정 전위 (V0) (예를 들어, 12 V) 근방일 때, 비발진의 파일럿 신호 (CPLT) 를 생성하도록 발진기 (554) 를 제어한다. 또, CPLT-ECU (558) 는, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 가 V0 로부터 저하되면, 규정 주파수 및 소정의 듀티비로 발진하는 파일럿 신호 (CPLT) 를 생성하도록 발진기 (554) 를 제어한다.
여기에서, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 는, 후술하는 바와 같이, 충전 ECU (160) 의 저항 회로 (572) 에서 저항값을 전환하는 것에 의해 조작된다. 또, 듀티비는, 미리 정해지는 충전 케이블 (30) 의 허용 전류값에 기초하여 설정된다. 그리고, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 가 규정 전위 V2 (예를 들어, 6 V) 근방으로 저하되면, 컨트롤 파일럿 회로 (552) 는, CCID 릴레이 (510) 를 온시킨다.
또한, 컨트롤 파일럿 회로 (552) 는, 플러그 (530) 가 주택 (20) 의 전원 콘센트 (600) 에 접속되었을 때에 외부 전원 (602) 으로부터 공급되는 전력을 받아 동작한다.
한편, 차량 (10) 측에 있어서, 충전구 (110) 와 충전기 (130) (도 1, 2) 사이에 배치 형성되는 전력 입력선 (120) 에는, DFR (560 ; Dead Front Relay) 이 형성되고, 충전구 (110) 와 DFR (560) 사이에 PLC 처리부 (150) 가 접속된다. DFR (560) 은 충전구 (110) 와 충전기 (130) 의 전기적인 접속/분리를 행하기 위한 릴레이이고, 충전 ECU (160) 로부터의 제어 신호에 의해 온/오프된다.
충전 ECU (160) 는 저항 회로 (572) 와, 입력 버퍼 (574, 576) 와, CPU (578 ; Control Processing Unit) 를 포함한다. 저항 회로 (572) 는 풀다운 저항 (R2, R3) 과, 스위치 (SW) 를 포함한다. 풀다운 저항 (R2) 은, 파일럿 신호 (CPLT) 가 통신되는 컨트롤 파일럿선 (L1) 과 차량 어스 (580) 사이에 접속된다. 풀다운 저항 (R3) 및 스위치 (SW) 는, 컨트롤 파일럿선 (L1) 과 차량 어스 (580) 사이에 직렬로 접속된다. 그리고, 스위치 (SW) 는, CPU (578) 로부터의 신호 S1 에 따라 온/오프된다.
이 저항 회로 (572) 에 의해 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 가 조작된다. 구체적으로는, 충전 케이블 (30) 의 커넥터 (520) 가 충전구 (110) 에 접속되어 있지 않을 때, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 는 V0 (예를 들어, 12 V) 이다. 커넥터 (520) 가 충전구 (110) 에 접속되면, 저항 회로 (572) 는, 풀다운 저항 (R2) 에 의해 (스위치 (SW) 는 오프되어 있다.) 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 를 규정 전위 V1 (예를 들어, 9 V) 로 저하시킨다. 그리고, 차량 (10) 에 있어서 충전 준비가 완료되면, CPU (578) 에 의해 스위치 (SW) 가 온되어, 저항 회로 (572) 는, 풀다운 저항 (R2, R3) 에 의해 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 를 규정 전위 V2 (예를 들어, 6 V) 로 저하시킨다.
이와 같이, 저항 회로 (572) 를 사용하여 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 를 조작함으로써, 차량 (10) 상태가 CCID (40) 에 통지된다. 부언하면, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 에 기초하여 컨트롤 파일럿 회로 (552) 가 CCID 릴레이 (510) 를 온/오프시키는 바, 저항 회로 (572) 를 사용하여 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 를 조작함으로써 충전 ECU (160) 로부터 CCID (40) 의 CCID 릴레이 (510) 가 원격 조작된다.
입력 버퍼 (574) 는, 컨트롤 파일럿선 (L1) 의 파일럿 신호 (CPLT) 를 받고, 그 받은 파일럿 신호 (CPLT) 를 CPU (578) 에 출력한다. 입력 버퍼 (576) 는, 커넥터 (520) 의 리미트 스위치 (540) 에 접속되는 신호선 (L3) 으로부터 케이블 접속 신호 (PISW) 를 받고, 그 받은 케이블 접속 신호 (PISW) 를 CPU (578) 에 출력한다.
또한, 신호선 (L3) 에는 충전 ECU (160) 로부터 전압이 걸려 있고, 커넥터 (520) 가 충전구 (110) 에 접속되면, 리미트 스위치 (540) 가 온함으로써 신호선 (L3) 의 전위는 접지 레벨이 된다. 즉, 케이블 접속 신호 (PISW) 는, 커넥터 (520) 가 충전구 (110) 에 접속되어 있을 때에 L (논리 로우) 레벨이 되고, 비접속시에는 H (논리 하이) 레벨이 되는 신호이다.
CPU (578) 는, 케이블 접속 신호 (PISW) 에 기초하여, 충전구 (110) 와 충전 케이블 (30) 의 커넥터 (520) 의 접속을 검지한다. 또, 충전구 (110) 에 커넥터 (520) 가 접속되면, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 가 V0 로부터 V1 로 저하되고, 파일럿 신호 (CPLT) 가 발진한다. 그리고, CPU (578) 는, 파일럿 신호 (CPLT) 의 듀티비에 기초하여 충전 케이블 (30) 의 전류 허용값을 검지한다.
그 후, 축전 장치 (380) 의 소정의 충전 준비가 완료되면, CPU (578) 는, 신호 S1 을 활성화하여, 스위치 (SW) 를 온시킨다. 이로써, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 가 V2 로 저하되고, CCID (40) 에 있어서 CCID 릴레이 (510) 가 온된다. 그 후, CPU (578) 는, DFR (560) 을 온으로 한다. 이로써, 주택 (20) 으로부터 공급되는 전력이 충전기 (130) (도 1, 2) 에 투입된다. 그리고, CPU (578) 는, 충전기 (130) 를 제어함으로써 축전 장치 (380) (도 2) 의 충전을 실행한다. 또, CPU (578) 는, PLC 처리부 (150) 에 통신 지령을 출력한다. 이로써, PLC 처리부 (150) 와 주택 (20) 의 PLC 처리부 사이에서 PLC 에 의한 통신이 확립되고, 차량 (10) 과 주택 (20) 사이에서 PLC 에 의한 통신이 가능해진다.
또한, CPU (578) 는, 축전 장치 (380) 의 충전이 종료되면, 신호 S1 을 비활성화함으로써 CCID (40) 의 CCID 릴레이 (510) 를 바로 오프시키는 것이 아니라, 차량 (10) 과 주택 (20) 사이에서 PLC 에 의한 통신이 종료되었는지의 여부를 확인한다. 그리고, CPU (578) 는, 통신이 종료되어 있는 경우에는, 신호 S1 을 비활성화하여 CCID 릴레이 (510) 를 오프시키고, 통신이 종료되어 있지 않은 경우에는, 통신이 차단되지 않도록, 신호 S1 의 활성화를 유지하여 CCID 릴레이 (510) 를 온 상태로 유지시킨다.
도 4 는 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 변화를 나타낸 도면이다. 도 4 및 도 3 을 참조하여, 시각 t1 에 있어서, 충전 케이블 (30) 의 플러그 (530) 가 주택 (20) 의 전원 콘센트 (600) 에 접속되면, 주택 (20) 으로부터 전력을 받아 컨트롤 파일럿 회로 (552) 가 파일럿 신호 (CPLT) 를 발생시킨다. 또한, 이 시점에서는, 충전 케이블 (30) 의 커넥터 (520) 는 차량 (10) 의 충전구 (110) 에 접속되어 있지 않고, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위는 V0 (예를 들어, 12 V) 이며, 파일럿 신호 (CPLT) 는 비발진 상태이다.
시각 t2 에 있어서, 커넥터 (520) 가 충전구 (110) 에 접속되면 (케이블 접속 신호 (PISW) 가 H 레벨에서 L 레벨이 된다.), 저항 회로 (572) 의 풀다운 저항 (R2) 에 의해 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위는 V1 (예를 들어, 9 V) 로 저하된다. 그러면, 시각 t3 에 있어서, 컨트롤 파일럿 회로 (552) 는, 파일럿 신호 (CPLT) 를 발진시킨다. 그리고, 차량 (10) 에 있어서 충전 제어의 준비가 완료되면, 시각 t4 에 있어서, CPU (578) 에 의해 신호 S1 이 활성화되어, 스위치 (SW) 가 온된다. 그러면, 저항 회로 (572) 의 풀다운 저항 (R2, R3) 에 의해 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위는 V2 (예를 들어, 6 V) 로 더욱 저하된다.
그리고, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위가 V2 로 저하되면, 컨트롤 파일럿 회로 (552) 에 의해 CCID (40) 의 CCID 릴레이 (510) 가 온된다. 그 후, 차량 (10) 에 있어서 DFR (560) 가 온되어, 축전 장치 (380) 의 충전이 개시된다.
도 5 는 파일럿 신호 (CPLT) 의 파형도이다. 도 5 를 참조하여, 파일럿 신호 (CPLT) 는, 규정의 주기 T 로 발진한다. 여기에서, 미리 정해진 충전 케이블 (30) 의 전류 허용값 (정격 전류) 에 기초하여 파일럿 신호 (CPLT) 의 펄스폭 (Ton) 이 설정된다. 그리고, 주기 T 에 대한 펄스폭 (Ton) 의 비로 나타나는 듀티비에 의해, 충전 케이블 (30) 의 전류 허용값이 컨트롤 파일럿 회로 (552) 로부터 차량 (10) 의 충전 ECU (160) 에 통지된다.
또한, 전류 허용값은, 충전 케이블마다 정해져 있으며, 충전 케이블의 종류가 상이하면 전류 허용값도 상이하기 때문에, 파일럿 신호 (CPLT) 의 듀티비도 상이하다. 그리고, 차량 (10) 의 충전 ECU (160) 는, 충전 케이블 (30) 에 형성된 컨트롤 파일럿 회로 (552) 로부터 송신되는 파일럿 신호 (CPLT) 를 컨트롤 파일럿선 (L1) 을 개재하여 수신하고, 그 수신된 파일럿 신호 (CPLT) 의 듀티비를 검지함으로써 충전 케이블 (30) 의 전류 허용값을 검지하고, 그 전류 허용값을 충전 전류가 초과하지 않도록 충전 제어를 실행한다.
도 6 은 도 3 에 나타낸 충전 ECU (160) 의 CPU (578) 에 의해 실행되는 처리 순서를 설명하기 위한 플로우차트이다. 도 6 및 도 3 을 참조하여, 충전 ECU (160) 의 CPU (578) 는, 충전 케이블 (30) 의 커넥터 (520) 가 충전구 (110) 에 접속되었는지의 여부를 판정한다 (단계 S10). 커넥터 (520) 의 접속이 검지되면 (단계 S10 에 있어서 예), CPU (578) 는, 충전 제어를 실행하기 위한 소정의 체크 처리를 실행한다 (단계 S20). 또한, 충전구 (110) 에 커넥터 (520) 가 접속되면, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 는, V0 에서 V1 로 저하된다.
소정의 체크 처리가 실행되어 충전 준비가 완료되면, CPU (578) 는, 저항 회로 (572) 의 스위치 (SW) 에 출력되는 신호 S1 을 활성화한다 (단계 S30). 또한, 신호 S1 이 활성화됨으로써 스위치 (SW) 가 온되면, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 는 V2 로 저하된다. 그러면, CCID (40) 에 있어서, CCID 릴레이 (510) 가 온된다. 그 후, CPU (578) 는, 충전기 (130) 를 제어함으로써 축전 장치 (380) 의 충전을 개시함과 함께, PLC 처리부 (150) 에 통신 지령을 출력함으로써 주택 (20) 과의 PLC 에 의한 통신을 개시한다 (단계 S40).
이어서, CPU (578) 는, 축전 장치 (380) 의 충전이 종료되었는지의 여부를 판정한다 (단계 S50). 예를 들어, 축전 장치 (380) 의 SOC 가 소정의 상한값에 이르면 충전이 종료된다. 축전 장치 (380) 의 충전이 종료된 것으로 판정되면 (단계 S50 에 있어서 예), CPU (578) 는, 추가로 주택 (20) 과의 PLC 에 의한 통신이 종료되었는지의 여부를 판정한다 (단계 S60).
그리고, 통신이 종료되어 있다고 판정되면 (단계 S60 에 있어서 예), CPU (578) 는, 저항 회로 (572) 의 스위치 (SW) 에 출력되는 신호 S1 을 비활성화한다 (단계 S70). 이로써, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 는 V1 이 되므로, CCID 릴레이 (510) 는 오프된다.
한편, 단계 S60 에 있어서, 주택 (20) 과의 PLC 에 의한 통신이 종료되지 않았다고 판정되면 (단계 S60 에 있어서 아니오), CPU (578) 는, 신호 S1 을 활성화 (유지) 한다 (단계 S80). 이로써, CCID 릴레이 (510) 는 온 상태로 유지되어, 주택 (20) 과의 통신이 계속된다. 또한, 그 후, 단계 S60 으로 처리가 되돌아간다.
한편, CCID (40) 에 있어서는, CPLT-CPU (558) 는, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 가 V0 에서 V1 로 저하되었는지의 여부를 판정한다 (단계 S110). 그리고, 충전 케이블 (30) 의 커넥터 (520) 가 차량 (10) 의 충전구 (110) 에 접속되고, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 가 V1 로 저하되면 (단계 S110 에 있어서 예), CPLT-CPU (558) 는 파일럿 신호 (CPLT) 를 발진시킨다 (단계 S120).
이어서, CPLT-CPU (558) 는, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 가 V1 에서 V2 로 저하되었는지의 여부를 판정한다 (단계 S110). 그리고, 차량 (10) 에 있어서 신호 S1 이 활성화되어, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 가 V2 로 저하되면 (단계 S130 에 있어서 예), CPLT-CPU (558) 는, CCID 릴레이 (510) 를 온시킨다 (단계 S140).
그 후, CPLT-CPU (558) 는, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 가 V1 로 복귀되었는지의 여부를 판정한다 (단계 S150). 그리고, 차량 (10) 에 있어서 신호 S1 이 비활성화되어, 파일럿 신호 (CPLT) 의 전위 (Vcp) 가 V1 로 복귀하면 (단계 S150 에 있어서 예), CPLT-CPU (558) 는, CCID 릴레이 (510) 를 오프시킨다 (단계 S160).
이상과 같이, 이 실시형태 1 에 있어서는, 충전 케이블 (30) 을 차량 (10) 의 충전구 (110) 에 접속시킴으로써 외부 충전이 가능하다. 또, 충전구 (110) 및 충전 케이블 (30) 을 통신 경로로서 이용함으로써, 차량 (10) 과 주택 (20) 사이에서 PLC 에 의한 통신이 가능하다. 그리고, 외부 충전의 종료시에 PLC 에 의한 통신이 종료되어 있을 때, 충전 케이블 (30) 에 형성된 CCID 릴레이 (510) 가 오프 상태로 제어되고, 외부 충전의 종료시에 PLC 에 의한 통신이 계속되고 있을 때, CCID 릴레이 (510) 가 온 상태로 유지되기 때문에, 외부 충전의 종료와 함께 PLC 에 의한 통신이 차단되는 경우는 없다. 따라서, 이 실시형태 1 에 의하면, 외부 충전할 수 있으며, 또한 PLC 에 의한 통신을 최후까지 확실하게 실시할 수 있는 충전 시스템을 실현할 수 있다.
[실시형태 2]
실시형태 2 에서는, 충전 케이블 (30) 의 커넥터 (520) 와 충전구 (110) 의 접속을 로크하는 로크 기구가 형성된다. 그리고, 외부 충전 중, 커넥터 (520) 와 충전구 (110) 의 접속이 로크 기구에 의해 로크되는 바, 이 실시형태 2 에서는, 외부 충전이 종료되어도, 차량 (10) 과 주택 (20) 사이에서 PLC 에 의한 통신이 계속되고 있는 경우에는, 로크 기구에 의한 접속 로크가 계속된다.
도 7 은 실시형태 2 에 있어서의 충전 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 7 을 참조하여, 이 실시형태 2 에 있어서의 충전 시스템은, 도 3 에 나타낸 실시형태 1 에 있어서의 충전 시스템의 구성에 있어서, 로크 기구 (590) 를 추가로 포함하고, 차량 (10) 에 있어서 CPU (578) 대신에 CPU (578A) 를 포함한다.
로크 기구 (590) 는, 차량 (10) 의 충전구 (110) 및 충전 케이블 (30) 의 커넥터 (520) 에 형성된다. 그리고, 로크 기구 (590) 는, 충전 ECU (160) 의 CPU (578A) 로부터 로크 지령을 받으면, 커넥터 (520) 와 충전구 (110) 의 접속을 로크하고, CPU (578A) 로부터 로크 해제 지령을 받으면 로크를 해제한다.
CPU (578A) 는, 로크 기구 (590) 의 동작을 제어한다. 일례로서, CPU (578A) 는, 메카니컬 키를 사용하지 않고 차량 도어의 로크/언로크나 엔진 시동을 가능하게 하는 스마트 엔트리 시스템에 동기하여, 로크 기구 (590) 의 동작을 제어한다. 상세하게는, 스마트 엔트리 시스템에 있어서의 스마트 도어 로크 기능 (예를 들어, 전자 키를 휴대하여 도어 핸들의 로크 센서에 닿으면 모든 좌석의 도어가 로크되는 기능) 이 작동하면, CPU (578A) 는, 이에 동기하여 로크 기구 (590) 에 로크 지령을 출력한다. 또, 스마트 엔트리 시스템에 있어서의 스마트 도어 언로크 기능 (예를 들어, 전자 키를 휴대하여 도어 핸들의 언로크 센서에 닿으면 모든 좌석의 도어가 언로크되는 기능) 이 작동하면, CPU (578A) 는, 이에 동기하여 로크 기구 (590) 에 로크 해제 지령을 출력한다.
여기에서, CPU (578A) 는, 외부 충전이 종료되면, 주택 (20) 과의 PLC 에 의한 통신이 종료되었는지의 여부를 판정한다. 그리고, PLC 에 의한 통신이 종료되어 있으면, CPU (578A) 는, 로크 기구 (590) 에 로크 해제 지령을 출력하고, PLC 에 의한 통신이 종료되어 있지 않으면, CPU (578A) 는, 로크 기구 (590) 에 로크 해제 지령을 출력하지 않는다. 즉, 외부 충전이 종료되면, 충전 케이블 (30) 의 커넥터 (520) 와 충전구 (110) 의 접속의 로크를 해제할 수 있는 바, PLC 에 의한 통신이 계속되고 있을 때에는, 이용자에 의해 부주의하게 커넥터 (520) 가 충전구 (110) 에서 빠져 통신이 차단되는 것을 방지하기 위해 로크가 유지된다. 그리고, 그 후 통신이 완료된 단계에서 로크 기구 (590) 에 로크 해제 지령이 출력 되어, 커넥터 (520) 와 충전구 (110) 의 접속 로크가 해제된다.
또한, CPU (578A) 의 그 밖의 기능은, 도 3 에 나타낸 실시형태 1 에 있어서의 CPU (578) 와 동일하다.
도 8 은 도 7 에 나타낸 CPU (578A) 에 의한 로크 기구 (590) 의 로크 해제 처리 순서를 설명하기 위한 플로우차트이다. 도 8 을 참조하여, CPU (578A) 는, 로크 기구 (590) 에 의한 로크 중인지의 여부를 판정한다 (단계 S210). 로크가 해제되어 있으면 (단계 S210 에 있어서 아니오), CPU (578A) 는, 이후의 일련의 처리를 실행하지 않고, 단계 S270 으로 처리를 이행한다.
단계 S210 에 있어서, 로크 기구 (590) 에 의한 로크 중으로 판정되면 (단계 S210 에 있어서 예), CPU (578A) 는, 전자 키가 스마트 엔트리의 소정의 검지 에어리어 내에 있는지의 여부 (즉, 전자 키를 휴대한 이용자가 스마트 엔트리의 소정의 검지 에어리어 내에 있는지의 여부) 를 판정한다 (단계 S220). 그리고, 전자 키가 스마트 엔트리의 검지 에어리어 내에 있다고 판정되면 (단계 S220 에 있어서 예), CPU (578A) 는, 스마트 도어 언로크 기능이 작동함에 따른 로크 해제 지시의 유무를 판정한다 (단계 S230). 로크 해제 지시가 있은 것으로 판정되면 (단계 S230 에 있어서 예), CPU (578A) 는, 로크 기구 (590) 에 로크 해제 지령을 출력하고, 이로써, 로크 기구 (590) 에 의한 커넥터 (520) 와 충전구 (110) 의 접속 로크가 해제된다 (단계 S240).
한편, 단계 S230 에 있어서, 로크 해제 지시는 없는 것으로 판정되면 (단계 S230 에 있어서 아니오), CPU (578A) 는, 외부 충전이 종료되었는지의 여부를 판정한다 (단계 S250). 예를 들어, 축전 장치 (380) 의 SOC 가 소정의 상한값에 이르면 외부 충전이 종료된다. 외부 충전이 종료되어 있지 않다고 판정되면 (단계 S250 에 있어서 아니오), CPU (578A) 는, 단계 S230 으로 처리를 되돌린다.
한편, 단계 S250 에 있어서 외부 충전이 종료되었다고 판정되면 (단계 S250 에 있어서 예), CPU (578A) 는, 충전구 (110) 및 충전 케이블 (30) 을 통신 경로로서 사용하는 PLC 에 의한 통신이 종료되었는지의 여부를 판정한다 (단계 S260). 그리고, PLC 에 의한 통신도 종료되었다고 판정되면 (단계 S260 에 있어서 예), CPU (578A) 는, 단계 S240 으로 처리를 이행하고, 로크 기구 (590) 에 의한 커넥터 (520) 와 충전구 (110) 의 접속 로크가 해제된다.
한편, 단계 S260 에 있어서, PLC 에 의한 통신은 아직 종료되어 있지 않다고 판정되면 (단계 S260 에 있어서 아니오), CPU (578A) 는, 단계 S230 으로 처리를 되돌린다. 즉, 이 경우에는, 이용자에 의해 충전 케이블 (30) 의 커넥터 (520) 가 충전구 (110) 로부터 부주의하게 빠지지 않도록, 로크 기구 (590) 에 의한 접속 로크가 유지된다.
이상과 같이, 이 실시형태 2 에 있어서는, 충전 케이블 (30) 의 커넥터 (520) 와 충전구 (110) 의 접속을 로크하는 로크 기구 (590) 가 형성된다. 그리고, 외부 충전이 종료되어도, 차량 (10) 과 주택 (20) 사이에서 PLC 에 의한 통신이 계속되고 있는 경우에는, 로크 기구 (590) 에 의한 접속의 로크가 계속되기 때문에, 외부 충전의 종료 후, 이용자에 의해 부주의하게 커넥터 (520) 가 충전구 (110) 에서 빠짐에 따른 통신의 차단이 방지된다. 따라서, 이 실시형태 2 에 의해도 외부 충전할 수 있으며, 또한 PLC 에 의한 통신을 최후까지 확실하게 실시할 수 있는 충전 시스템을 실현할 수 있다.
[실시형태 3]
실시형태 3 에서는, 외부 충전의 완료 시각을 설정할 수 있는 타이머 충전이 행해진다. 여기에서, PLC 에 의한 통신에 필요로 하는 시간이, 외부 충전에 필요로 하는 시간보다 길어지는 경우, 설정된 완료 시각에 PLC 에 의한 통신이 완료되지 않고, 외부 충전의 종료와 함께 PLC 에 의한 통신이 차단될 수 있다. 그래서, 이 실시형태 3 에서는, 이와 같은 경우에 있어서도, 설정된 완료 시각까지 PLC 에 의한 통신도 종료시키기 위한 방책이 기재된다.
도 9 는 PLC 에 의한 통신 시간과 외부 충전에 의한 충전 시간의 일례를 나타낸 도면이다. 도 9 를 참조하여, 타이머 충전의 완료 시각 (te) 이 설정되면, 축전 장치 (380) (도 2) 의 SOC 및 외부 충전의 충전 레이트에 기초하여 충전 시간이 산출되고, 그 산출된 충전 시간에 기초하여 충전 개시 시각 (ts) 이 결정된다.
그리고, 충전 개시 시각 (ts) 이 되면, 외부 충전이 개시됨과 함께 PLC 에 의한 통신도 개시된다. 여기에서, PLC 에 의한 통신의 데이터량이 많아, 외부 충전의 충전 시간보다 PLC 에 의한 통신 시간이 길어지는 경우에는, PLC 에 의한 통신이 완료 시각 (te) 에 종료되지 않고, PLC 에 의한 통신이 도중에 차단되어 버린다.
그래서, 이 실시형태 3 에서는, PLC 에 의한 통신에 필요로 하는 시간이 외부 충전에 필요로 하는 시간보다 길어질 것으로 예상되는 경우에는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 설정된 완료 시각 (te) 에 PLC 에 의한 통신이 종료되도록 충전 개시 시각 (ts) 을 앞당길 수 있다. 혹은, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 외부 충전의 충전 시간이 PLC 에 의한 통신 시간 이상이 되도록 (도 11 에서는, 일례로서 충전 시간이 통신 시간과 동등해지는 경우가 도시되어 있다.), 외부 충전의 충전 레이트가 변경된다. 이로써, PLC 에 의한 통신을 완료 시각 (te) 에 종료시킬 수 있다.
이 실시형태 3 에 있어서의 충전 시스템 및 차량의 전체 구성 및 충전 시스템의 전기적 구성은, 실시형태 1 또는 실시형태 2 에 있어서의 그것들과 동일하다.
도 12 는 실시형태 3 에서 실행되는 타이머 충전의 타이머 설정 처리 순서를 설명하기 위한 플로우차트이다. 도 12 를 참조하여, 충전 ECU (160) 의 CPU (578) 는, 충전 케이블 (30) 의 커넥터 (520) 가 충전구 (110) 에 접속되었는지의 여부를 판정한다 (단계 S310). 커넥터 (520) 의 접속이 검지되고 있지 않을 때에는 (단계 S310 에 있어서 아니오), CPU (578) 는, 이후의 일련의 처리를 실행하지 않고 단계 S410 으로 처리를 이행한다.
단계 S310 에 있어서, 커넥터 (520) 가 충전구 (110) 에 접속된 것으로 판정되면 (단계 S310 에 있어서 예), CPU (578) 는, 타이머 충전을 행할지의 여부를 판정한다 (단계 S320). 예를 들어, 이용자에 의해, 충전 완료 시각이 설정되고, 또한 타이머 충전의 실행을 지시받았을 때, 타이머 충전을 행하는 것으로 판정된다. 타이머 충전을 행하지 않는 것으로 판정되면 (단계 S320 에 있어서 아니오), CPU (578) 는, 통상 충전의 실행, 즉 바로 외부 충전의 실행을 개시한다 (단계 S400).
단계 S320 에 있어서, 타이머 충전을 행하는 것으로 판정되면 (단계 S320 에 있어서 예), CPU (578) 는, 외부 충전에 필요로 하는 시간 A 를 산출한다 (단계 S330). 예를 들어, 축전 장치 (380) 의 SOC 및 미리 정해진 충전 레이트에 기초하여 시간 A 를 산출할 수 있다.
이어서, CPU (578) 는, PLC 통신에 의한 통신 용량을 산출한다 (단계 S340). 또한, 통신 용량은, PLC 에 의해 통신되는 각 데이터의 용량에 기초하여 산출할 수 있다. 또한, 이어서, CPU (578) 는, 그 산출된 통신 용량에 기초하여, 통신에 필요로 하는 시간 B 를 산출한다 (단계 S350). 예를 들어, 산출된 통신 용량 및 PLC 에 의한 통신의 통신 레이트에 기초하여 시간 B 를 산출할 수 있다.
그리고, CPU (578) 는, 단계 S350 에서 산출된 시간 B 즉 통신 시간이, 단계 S330 에 있어서 산출된 시간 A 즉 충전 시간보다 긴지의 여부를 판정한다 (단계 S360). 시간 B 가 시간 A 보다 길다고 판정되었을 때 (단계 S360 에 있어서 예), 즉, 통신 시간이 충전 시간보다 길다고 판정되었을 때, CPU (578) 는, 충전 시간을 시간 B (＞ 시간 A) 이상으로 설정한다 (단계 S370). 이 때, CPU (578) 는, 그 설정된 시간에 기초하여 충전 레이트를 변경해도 된다. 구체적으로는, 축전 장치 (380) 의 SOC 로부터 산출되는 필요 충전량을 설정된 시간 (예를 들어, 시간 B) 으로 나눔으로써 변경 후의 충전 레이트를 산출할 수 있다. 설정된 시간이 시간 B 인 경우에는, 도 11 에 도시한 바와 같이, 충전 시간이 통신 시간과 동등해지도록 외부 충전이 행해진다. 또한, 충전 레이트를 변경하지 않는 경우에는, 도 10 에 도시한 바와 같이, 설정된 시간에 기초하여 충전 개시 시각 (ts) 이 앞당겨지고, 그 앞당겨진 분만큼 완료 시각 (te) 보다 빨리 실제의 충전이 종료되게 된다.
한편, 단계 S360 에 있어서 시간 B 가 시간 A 이하라고 판정되면 (단계 S360 에 있어서 아니오), 즉 통신 시간이 충전 시간 이하라고 판정되면, CPU (578) 는, 충전 시간을 시간 A 로 설정한다 (단계 S380). 그리고, 단계 S390 에 있어서, 이용자에 의해 설정된 완료 시각 (te) 및 시간 A 에 기초하여, 타이머의 설정 (충전 개시 시각 (ts) 의 설정) 이 행해진다.
이상과 같이, 이 실시형태 3 에 있어서는, 외부 충전에 필요로 하는 시간 A 및 PLC 에 의한 통신에 필요로 하는 시간 B 가 산출되고, 시간 B 가 시간 A 보다 길 때, PLC 에 의한 통신이 완료되도록 충전 시간이 조정된다. 상세하게는, 시간 B 가 시간 A 보다 길 때, 충전 개시 시각 (ts) 이 앞당겨지거나, 또는 충전 시간이 통신 시간 이상이 되도록 외부 충전의 충전 레이트를 낮출 수 있다. 이로써, 타이머 충전의 완료 시각 (te) 에 외부 충전과 함께 PLC 에 의한 통신도 종료시킬 수 있다. 따라서, 이 실시형태 3 에 의해서도 외부 충전할 수 있으며, 또한 PLC 에 의한 통신을 최후까지 확실하게 실시할 수 있는 충전 시스템을 실현할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서는, 차량 (10) 은, 주택 (20) 의 전원 콘센트에 접속되어 계통 전원에 의해 충전되는 것으로 했지만, 차량 (10) 에 충전 전력을 공급하는 외부 전원은, 그러한 전원에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 주택 (20) 에 설치된 분산 전원을 충전에 사용해도 되고, 주택 밖의 전용 충전 스탠드에 차량 (10) 을 접속시킴으로써 차량 (10) 의 충전이 행해질 수도 있다.
또, 상기에 있어서는, 차량 (10) 에 있어서, 외부 충전 전용 충전기 (130) 를 사용하여 외부 전원에 의해 축전 장치 (380) 를 충전하는 것으로 했지만, 전용 충전기 (130) 를 형성하지 않고, 충전구 (110) 에 접속되는 전력 입력선 (120) 을 모터 제너레이터 (330, 350) 의 중성점 (中性点) 점에 각각 접속시키고, 인버터 (400, 410) 에 의해 중성점 간의 전압을 조정함으로써, 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 충전 전압으로 변환하여 축전 장치 (380) 를 충전해도 된다.
또, 상기에 있어서는, 차량 (10) 은, 주행용의 동력원으로서 엔진 (310) 및 모터 제너레이터 (350) 를 탑재하는 하이브리드 자동차로 했지만, 이 발명의 적용 범위는 하이브리드 자동차에 한정되는 것은 아니며, 엔진을 탑재하지 않는 전기 자동차나, 직류 전원으로서 연료 전지를 탑재한 연료 전지 자동차 등도 포함한다.
또한, 상기에 있어서, CCID 릴레이 (510) 는, 이 발명에 있어서의 「릴레이」의 일 실시예에 대응하고, 충전 ECU (160) 는, 이 발명에 있어서의 「제어부」의 일 실시예에 대응한다. 또, PLC 처리부 (150) 는, 이 발명에 있어서의 「통신부」의 일 실시예에 대응하고, PLC 처리부 (220) 는, 이 발명에 있어서의 「차량 외부의 통신 장치」의 일 실시예에 대응한다. 또한, 컨트롤 파일럿 회로 (552) 는, 이 발명에 있어서의 「신호 생성부」의 일 실시예에 대응하고, 저항 회로 (572) 는, 이 발명에 있어서의 「신호 조작부」의 일 실시예에 대응한다.
이번에 개시된 실시형태는, 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아닌 것으로 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시형태의 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타내어지고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함될 것이 의도된다.
10 : 차량,
20 : 주택,
30 : 충전 케이블,
40 : CCID,
110 : 충전구,
120 : 전력 입력선,
130 : 충전기,
140 : 동력 출력 장치,
150, 220 : PLC 처리부,
160 : 충전 ECU,
210 : 전력선,
230 : 서버,
310 : 엔진,
320 : 동력 분할 장치,
330, 350 : 모터 제너레이터,
340 : 감속기,
360 : 구동축,
370 : 구동륜,
380 : 축전 장치,
390 : 승압 컨버터,
400, 410 : 인버터,
420 : MG-ECU,
510 : CCID 릴레이,
520 : 커넥터,
530 : 플러그,
540 : 리미트 스위치,
552 : 컨트롤 파일럿 회로,
554 : 발진기,
556 : 전압 센서,
558 : CPLT-ECU,
560 : DFR,
572 : 저항 회로,
574, 576 : 입력 버퍼,
578, 578A : CPU,
580 : 차량 어스,
590 : 로크 기구,
600 : 전원 콘센트,
602 : 외부 전원,
R1 : 저항 소자,
R2, R3 : 풀다운 저항,
L1 : 컨트롤 파일럿선,
L2 : 접지선,
L3 : 신호선.

Claims (6)

  1. 차량 외부의 외부 전원에 의해 충전할 수 있도록 구성된 차량 (10) 과,
    상기 외부 전원으로부터 상기 차량으로 전력을 공급하기 위한 충전 케이블 (30) 과,
    상기 충전 케이블에 형성되는 릴레이 (510) 를 구비하고,
    상기 차량은,
    재충전할 수 있는 축전 장치 (380) 와,
    상기 충전 케이블을 접속시킬 수 있도록 구성된 충전구 (110) 와,
    상기 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 받아 상기 축전 장치를 충전하기 위한 충전기 (130) 와,
    상기 충전기에 의한 상기 축전 장치의 충전 중, 상기 릴레이를 온 상태로 제어하는 제어부 (160) 와,
    상기 충전구 및 상기 충전 케이블을 통신 경로로서 이용함으로써 차량 외부의 통신 장치 (220) 와 통신하기 위한 통신부 (150) 를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 충전기에 의한 상기 축전 장치의 충전 종료시에 상기 통신부에 의한 차량 외부의 상기 통신 장치와의 통신이 종료되어 있을 때, 상기 릴레이를 오프 상태로 제어하고,
    상기 충전기에 의한 상기 축전 장치의 충전 종료시에 상기 통신부에 의한 상기 통신 장치와의 통신이 계속되고 있을 때, 상기 릴레이를 온 상태로 유지시키는, 충전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량의 상태를 검지하기 위한 파일럿 신호 (CPLT) 를 생성하여 상기 충전 케이블을 개재하여 상기 차량으로 송신하도록 구성된 신호 생성부 (552) 를 추가로 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 파일럿 신호의 전위를 조작함으로써 상기 차량의 상태를 상기 신호 생성부에 통지하도록 구성된 신호 조작부 (572) 를 포함하고,
    상기 신호 조작부는, 상기 충전기에 의한 상기 축전 장치의 충전 종료시, 상기 통신부에 의한 차량 외부의 상기 통신 장치와의 통신이 종료되었는지의 여부에 따라 상기 파일럿 신호의 전위를 조작하고,
    상기 신호 생성부는, 상기 파일럿 신호의 전위에 따라 상기 릴레이를 조작하는, 충전 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 케이블과 상기 충전구의 접속 상태를 로크하기 위한 로크 기구 (590) 를 추가로 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 충전기에 의한 상기 축전 장치의 충전 중, 상기 접속 상태를 로크하도록 상기 로크 기구를 추가로 제어하고,
    상기 제어부는, 추가로
    상기 충전기에 의한 상기 축전 장치의 충전 종료시에 상기 통신부에 의한 차량 외부의 상기 통신 장치와의 통신이 종료되어 있을 때, 로크를 해제하도록 상기 로크 기구를 제어하고,
    상기 충전기에 의한 상기 축전 장치의 충전 종료시에 상기 통신부에 의한 상기 통신 장치와의 통신이 계속되고 있을 때, 로크를 계속하도록 상기 로크 기구를 제어하는, 충전 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 추가로, 상기 충전기에 의한 상기 축전 장치의 충전에 필요로 하는 충전 시간 및 상기 통신부에 의한 차량 외부의 상기 통신 장치와의 통신에 필요로 하는 통신 시간을 산출하여, 상기 통신 시간이 상기 충전 시간보다 길 때, 상기 통신 장치와의 통신이 완료되도록 상기 충전 시간을 조정하는, 충전 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 통신 시간이 상기 충전 시간보다 길 때, 상기 충전기에 의한 상기 축전 장치의 충전 종료시에 상기 통신 장치와의 통신이 완료되도록, 상기 축전 장치의 충전 개시 타이밍을 변경하는, 충전 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 통신 시간이 상기 충전 시간보다 길 때, 상기 충전 시간이 상기 통신 시간 이상이 되도록 상기 축전 장치의 충전 레이트를 변경하는, 충전 시스템.
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