WO2010150360A1 - 電動車両の充電制御装置 - Google Patents

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potential
electric vehicle
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益田 智員
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a charge control device for an electric vehicle, and more particularly, to a charge control device used for charging an electric vehicle configured to be able to charge a power storage device for driving a vehicle from a power source outside the vehicle. .
  • electric vehicles such as electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles have attracted attention as environmentally friendly vehicles. These electric vehicles are equipped with an electric motor that generates a driving force and a power storage device that stores electric power supplied to the electric motor.
  • a hybrid vehicle is a vehicle equipped with an internal combustion engine as a power source together with an electric motor
  • a fuel cell vehicle is a vehicle equipped with a fuel cell as a DC power source for driving the vehicle.
  • a technique for charging a power storage device for driving the vehicle with a commercial power source having high power generation efficiency has been proposed.
  • a technique for charging a power storage device mounted on an electric vehicle with a commercial power source for example, a relatively low voltage supply source such as 100 V or 200 V supplied to a general household has attracted attention.
  • SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler
  • Non-Patent Document 1 describes the standard for vehicle inlets and connectors for charging. It is recommended that a charging cable and a connector can be used in common between different vehicles.
  • a control pilot is defined as a control line that connects an EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment) control circuit that supplies power to the vehicle from the premises wiring and a vehicle grounding unit via a control circuit on the vehicle side. Based on the pilot signal communicated via the line, the connection state of the charging cable, the availability of power supply from the power source to the vehicle, the rated current of EVSE, and the like are determined.
  • EVSE Electric Vehicle Supply Equipment
  • SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler SAE Electric Vehicle Conductor Charge Coupler
  • SAE Standards SAE International, November 2001
  • SA Electric Vehicle Conductive Charge Coupler As a method for detecting that the charging connector is connected to the vehicle inlet, a signal for operating the EV charge controller and interlocking the EV drive interlock system is used. It is prescribed to prepare. Therefore, when the charging connector is connected to the vehicle inlet, a signal generation circuit for generating a signal indicating the connection state of the charging cable is provided, and the connection between the electric vehicle and the charging cable is determined based on the generated signal. Configuration is being considered.
  • pilot signal is an essential signal in charge control of the electric vehicle, it is extremely important in the electric vehicle to detect abnormality of the pilot signal, in particular, to detect disconnection or short circuit of the control line through which the pilot signal is communicated. It is.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an electric vehicle capable of detecting a connection state of a charging cable and a state of a control line through which a pilot signal is communicated with a simple configuration. It is providing the charging control apparatus.
  • the charging control device for an electric vehicle is configured to be able to charge the power storage device mounted on the electric vehicle from a power source outside the vehicle.
  • the charging control device for an electric vehicle includes a charging cable for connecting a power source to the electric vehicle, a charging port provided in the electric vehicle and configured to be able to connect the charging cable, and provided in the electric vehicle and transmitted from the charging cable. And a control device that receives a control signal indicating information on the electric power supplied to the electric vehicle.
  • the charging cable includes a charging connector configured to be connectable to a charging port, a plug configured to be connectable to a power source, and an electric wire portion provided between the charging connector and the plug.
  • the electric wire portion includes a power line for supplying power from the power source to the electric vehicle, a control line for communicating a control signal, and a ground line connected to the vehicle ground.
  • the control device is configured to be able to supply voltage to the control line, and detects the connection state of the charging cable and the state of the control line based on the potential of the control signal according to the presence or absence of voltage supply to the control line.
  • the charging connector is configured to electrically connect the control line and the ground line in a locked state of the lock button and the lock button for locking the charging connector to the charging port, and in the locked state of the lock button.
  • a first switch configured to electrically isolate the line is included. The control device detects the connection state of the charging connector based on the potential of the control signal when no voltage is supplied to the control line.
  • control device is configured to supply a voltage to the control line when it is detected that the potential of the control signal is not generated when the voltage is not supplied to the control line.
  • the control device detects a short circuit of the control line to the vehicle ground based on the potential of the control signal when a voltage is supplied to the control line.
  • the charging cable is configured to generate a control signal and output to the control line, and to form a control line by bypassing the charging apparatus when the plug is not connected to the power source.
  • a second switch configured.
  • the control device detects the disconnection of the control line and the connection state of the plug based on the potential of the control signal when a voltage is supplied to the control line.
  • the charging control device for an electric vehicle further includes a resistance circuit that is mounted on the electric vehicle and configured to change a potential of the control line by being connected to the control line.
  • the control device is configured to supply a voltage to the control line when it is detected that the potential of the control signal is not generated when the voltage is not supplied to the control line.
  • the control device determines whether the control line is short-circuited to the vehicle ground and the charging connector is connected based on the potential of the control signal according to whether or not the resistance circuit is connected to the control line when voltage is supplied to the control line. To detect.
  • the charging cable is configured to generate a control signal and output to the control line, and to form a control line by bypassing the charging apparatus when the plug is not connected to the power source.
  • a second switch configured.
  • the control device further detects the disconnection of the control line and the connection state of the plug based on the potential of the control signal according to whether or not the resistance circuit is connected to the control line when a voltage is supplied to the control line.
  • the charging control device for an electric vehicle further includes an opening provided in the electric vehicle for storing the charging port.
  • the charging port includes a third switch that electrically connects the control line and the ground line when the lid of the opening is closed, and electrically separates the control line and the ground line when the lid is open.
  • the control device is configured to supply a voltage to the control line when it is detected that the potential of the control signal is not generated when the voltage is not supplied to the control line.
  • the control device further detects the open / closed state of the lid based on the potential of the control signal when the voltage is supplied to the control line.
  • the electric vehicle charging control device is provided in the electric vehicle and connected to the control line so that the potential of the control line can be changed, and the electric vehicle includes the charging port. And an opening.
  • the charging port includes a switching circuit configured to electrically connect the control line and the ground line when the lid of the opening is closed, and to electrically connect the control line and the resistance circuit when the lid is open. .
  • the control device further detects the open / close state of the lid and the failure of the switching circuit based on the potential of the control signal according to the presence or absence of voltage supply to the control line.
  • the charging cable is configured to generate a control signal and output to the control line, and to form a control line by bypassing the charging apparatus when the plug is not connected to the power source And a second switch.
  • the control device Based on the potential of the control signal when a voltage is supplied to the control line, the control device detects a short circuit and disconnection of the control line to the vehicle ground and a connection state of the plug.
  • the charging port further includes a first lighting device that can be driven in accordance with a control signal.
  • the charging connector further includes a second lighting device that can be driven in response to the control signal.
  • a charging control device for an electric vehicle that can detect the connection state of the charging cable and the state of the control line through which the pilot signal is communicated with a simple configuration.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a waveform of a pilot signal CPLT generated by the control pilot circuit shown in FIG. 2.
  • 6 is a timing chart of pilot signals and switches at the start of charging. It is the figure which showed the outline of the external appearance of the charging cable according to this Embodiment 1.
  • FIG. It is the figure shown about the connection part of a part of charging cable and ECU by the side of a vehicle. It is a figure for demonstrating the state of the charge control apparatus detected by CPU of FIG. It is a figure for demonstrating the state of the charge control apparatus detected by CPU of FIG.
  • FIG. It is a circuit diagram which shows the structure of the charge control apparatus of the electric vehicle according to the modification of this Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the state of the charge control apparatus detected by CPU of FIG. It is a figure for demonstrating the state of the charge control apparatus detected by CPU of FIG. It is a circuit diagram which shows the structure of the charge control apparatus of the electric vehicle according to this Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the state of the charge control apparatus detected by CPU of FIG.
  • It is a circuit diagram which shows the structure of the charge control apparatus of the electric vehicle according to the modification of this Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the state of the charge control apparatus detected by CPU of FIG.
  • FIG. It is a circuit diagram which shows the structure of the charge control apparatus of the electric vehicle according to this Embodiment 3.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the state of the charge control apparatus detected by CPU of FIG.
  • It is a circuit diagram which shows the structure of the charging control apparatus of the electric vehicle according to the modification of this Embodiment 3.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the state of the charge control apparatus detected by CPU of FIG.
  • It is a circuit diagram which shows the structure of the charge control apparatus of the electric vehicle according to this Embodiment 4.
  • FIG. It is a circuit diagram which shows the other structure of the charge control apparatus of the electric vehicle according to this Embodiment 4.
  • FIG. It is a circuit diagram which shows the structure of the charge control apparatus of the electric vehicle according to this Embodiment 5.
  • FIG. 5 It is a circuit diagram which shows the other structure of the charge control apparatus of the electric vehicle according to this Embodiment 5.
  • FIG. It is a circuit diagram which shows the other structure of the charge control apparatus of the electric vehicle according to this Embodiment 5.
  • FIG. It is a circuit diagram which shows the structure of the charge control apparatus of the electric vehicle according to the modification of this Embodiment 5.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a charging control device for electric vehicle 10 according to the present embodiment.
  • the configuration of the electric vehicle 10 is not particularly limited as long as the electric vehicle 10 can travel with electric power from a power storage device that can be charged by an external power source.
  • the electric vehicle 10 includes, for example, a hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell vehicle.
  • electrically powered vehicle 10 includes a power storage device 150 that stores electric power used for generating vehicle driving, and a motor generator for generating driving force (hereinafter also referred to as “MG (Motor Generator)”) 120.
  • Motor drive device 180 that drives and controls MG 120 using the electric power stored in power storage device 150, wheels 130 to which the driving force generated by MG 120 is transmitted, and a control device that controls the overall operation of electric vehicle 10 ( (Hereinafter also referred to as “ECU (Electronic Control Unit)”) 170.
  • ECU Electronic Control Unit
  • electric vehicle 10 is charged with electric power from an external power source, and power converter 160 for charging vehicle inlet 270, relay 190, and power storage device 150 provided on the body of electric vehicle 10 with an external power source.
  • Power converter 160 is connected to vehicle inlet 270 through power line ACL 1, ACL 2 through relay 190, and further connected to power storage device 150.
  • a voltage sensor 182 is installed between the power lines ACL1 and ACL2. Detection of the voltage (voltage from the external power source) by the voltage sensor 182 is input to the ECU 170. Further, pilot signal CPLT output from charging cable 300 side is input to ECU 170 via vehicle inlet 270.
  • the power storage device 150 is a power storage element configured to be chargeable / dischargeable.
  • the power storage device 150 is configured by a power storage element such as a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery, or an electric double layer capacitor.
  • the power storage device 150 further includes a voltage sensor (not shown) connected between the power lines connected to the power storage device 150 and a current sensor (not shown) connected to the positive or negative power line. The output voltage and current signal detected by the sensor are input to ECU 170.
  • the power converter 160 for charging is controlled by the ECU 170 to transmit AC power from the external power source 402 transmitted via the charging cable 300 via the vehicle inlet 270, the power lines ACL1, ACL2, and the relay 190, to the power storage device. 150 is converted into DC power for charging. Note that the power storage device 150 may be directly charged with the power supplied from the external power supply 402. In this case, the arrangement of the power converter 160 is omitted.
  • the motor drive device 180 is controlled by the ECU 170 to convert the stored power of the power storage device 150 into power for controlling the drive of the MG 120.
  • MG 120 is configured by a permanent magnet type three-phase synchronous motor
  • motor drive device 180 is configured by a three-phase inverter.
  • the output torque of MG 120 is transmitted to wheels 130 via a power split mechanism, a speed reducer, etc. (not shown) to drive electric vehicle 10.
  • MG 120 can generate electric power by the rotational force of the wheels 130 during the regenerative braking operation of the electric vehicle 10. Then, the generated power can be used as charging power for power storage device 150 using motor drive device 180.
  • a necessary vehicle driving force is generated by operating this engine and MG 120 in a coordinated manner.
  • the power storage device 150 can be charged using the power generated by the rotation of the engine.
  • Charging cable 300 connects between vehicle-side charging connector 310, external power supply-side plug 320, charging circuit breaker (hereinafter also referred to as “CCID (Charging Circuit Interrupt Device)”) 330, and each device. And an electric wire part 340 for inputting and outputting electric power and control signals.
  • the electric wire portion 340 includes an electric wire portion 340 a that connects the plug 320 and the CCID 330, and an electric wire portion 340 b that connects the charging connector 310 and the CCID 330.
  • the charging connector 310 is configured to be connectable to a vehicle inlet 270 provided on the body of the electric vehicle 10. Inside the charging connector 310, a limit switch for detecting the connection of the charging connector 310 is provided (not shown). One of the limit switches is connected to a control line in charging cable 300 that is grounded on the vehicle side and the external power supply side, and the other is connected to a control pilot line through which pilot signal CPLT is communicated. When charging connector 310 is connected to vehicle inlet 270, the limit switch is activated to electrically connect the control line and the control pilot line.
  • the plug 320 is connected to a power outlet 400 provided in a house, for example.
  • AC power is supplied to the power outlet 400 from an external power source 402 (for example, a system power source).
  • the CCID 330 includes a CCID relay 332 and a control pilot circuit 334.
  • the CCID relay 332 is provided on the power line pair in the charging cable 300.
  • the CCID relay 332 is on / off controlled by a control pilot circuit 334.
  • the CCID relay 332 is turned off, the electric circuit is cut off in the charging cable 300.
  • the CCID relay 332 is turned on, power can be supplied from the external power supply 402 to the electric vehicle 10.
  • Control pilot circuit 334 outputs pilot signal CPLT to ECU 170 of the vehicle via charging connector 310 and vehicle inlet 270.
  • the pilot signal CPLT is a signal for notifying the rated current of the charging cable from the control pilot circuit 334 to the ECU 170 of the vehicle.
  • Pilot signal CPLT is also used as a signal for remotely operating CCID relay 332 from ECU 170 based on the potential of pilot signal CPLT operated by ECU 170.
  • Control pilot circuit 334 controls CCID relay 332 on / off based on the potential change of pilot signal CPLT. That is, pilot signal CPLT is exchanged between ECU 170 and CCID 330.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the charging mechanism shown in FIG. 1 in more detail.
  • CCID 330 includes an electromagnetic coil 606, a leakage detector 608, a CCID control unit 610, a voltage sensor 650, and a current sensor 660 in addition to CCID relay 332 and control pilot circuit 334.
  • Control pilot circuit 334 includes an oscillator 602, a resistance element R 1, and a voltage sensor 604.
  • CCID control unit 610 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device, an input / output buffer, and a display, and inputs / outputs signals to / from each sensor and control pilot circuit 334. At the same time, the charging operation of the charging cable 300 is controlled and managed.
  • CPU Central Processing Unit
  • the oscillator 602 outputs a non-oscillating signal when the potential of the pilot signal CPLT detected by the voltage sensor 604 is near a specified potential V1 (for example, 12V), and when the potential of the pilot signal CPLT decreases from V1, A signal that oscillates at a frequency (for example, 1 kHz) and a duty cycle is output.
  • V1 for example, 12V
  • the potential of the pilot signal CPLT can also be operated from the ECU 170 on the vehicle side, as will be described later.
  • the duty cycle is set based on the rated current that can be supplied from the external power source 402 to the vehicle via the charging cable.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the waveform of pilot signal CPLT generated by control pilot circuit 334 shown in FIG.
  • pilot signal CPLT oscillates at a prescribed period T when the potential of pilot signal CPLT drops from V1 as described above.
  • the pulse width Ton of pilot signal CPLT is set based on the rated current that can be supplied from external power supply 402 to electric vehicle 10 via charging cable 300. That is, the rated current is notified from the control pilot circuit 334 to the ECU 170 of the electric vehicle 10 using the pilot signal CPLT by the duty indicated by the ratio of the pulse width Ton to the period T.
  • the rated current is determined for each charging cable, and the rated current varies depending on the type of charging cable. Therefore, the duty of pilot signal CPLT is different for each charging cable.
  • the ECU 170 of the electric vehicle 10 can detect the rated current that can be supplied from the external power supply 402 to the vehicle via the charging cable 300 based on the duty of the pilot signal CPLT received via the control pilot line L1.
  • control pilot circuit 334 supplies a current to electromagnetic coil 606.
  • V3 for example, 6V
  • the electromagnetic coil 606 generates an electromagnetic force and turns on the CCID relay 332.
  • Leakage detector 608 is provided on the power line pair of the charging cable inside CCID 330 and detects the presence or absence of a leak. Specifically, leakage detector 608 monitors the equilibrium state of currents flowing in opposite directions to the power line pair, and detects the occurrence of leakage when the equilibrium state breaks down. Although not particularly illustrated, when leakage is detected by leakage detector 608, power supply to electromagnetic coil 606 is cut off and CCID relay 332 is turned off.
  • the voltage sensor 650 detects that the plug 320 on the external power supply side of the charging cable 300 is inserted into the power outlet 400 and connected to the external power supply 402, and notifies the CCID control unit 610.
  • Current sensor 660 detects that charging of electric vehicle 10 from external power supply 402 is actually started by detecting a charging current flowing through the power line, and notifies CCID control unit 610 of the fact.
  • ECU 170 includes a resistance circuit 502, a voltage generation circuit 514, an input buffer 504, and a CPU 508.
  • the resistance circuit 502 includes pull-down resistors R2 and R3 and switches SW1 and SW2.
  • Pull-down resistor R2 and switch SW1 are connected in series between control pilot line L1 through which pilot signal CPLT is communicated and vehicle ground 512.
  • Pull-down resistor R 3 and switch SW 2 are connected in series between signal line L 3 branched from control pilot line L 1 inside vehicle inlet 270 and ground line L 3 connected to vehicle ground 512. Note that branching of the signal line L3 from the control pilot line L1 is realized by a switching circuit 272 provided in a vehicle inlet 270 described later.
  • the switches SW1 and SW2 are turned on / off according to control signals S1 and S2 from the CPU 508, respectively.
  • This resistance circuit 502 is a circuit for operating the potential of the pilot signal CPLT from the vehicle side. That is, when charging connector 310 is connected to vehicle inlet 270, switch SW2 is turned on in response to control signal S2, and resistance circuit 502 causes pilot signal CPLT to have a prescribed potential V2 (for example, 9 V) by pull-down resistor R3. To lower. Further, when the relay welding check or the like is completed in electric vehicle 10, switch SW1 is turned on in response to control signal S1, and resistance circuit 502 sets pilot signal CPLT to a prescribed potential V3 (for example, pull-down resistors R2 and R3). 6V). Thus, by operating the potential of pilot signal CPLT using resistance circuit 502, CCID relay 332 can be remotely operated from ECU 170.
  • the CCID control unit 610 can detect that the plug 320 of the charging cable 300 is connected to the power outlet 400. it can. Further, by detecting that the potential of the pilot signal CPLT changes from the predetermined potential V1 to V2, the CCID control unit 610 connects the charging connector 310 of the charging cable 300 to the vehicle inlet 270 of the electric vehicle 10. Can be detected.
  • Voltage generation circuit 514 includes a power supply node 510, a pull-up resistor R4, and a switch SW4. Pull-up resistor R4 and switch SW4 are connected in series between power supply node 510 and control pilot line L1. The switch SW4 is turned on / off in response to a control signal CHK from the CPU 508.
  • the control signal CHK is a signal issued from the CPU 508 in order to detect the connection state of the charging cable 300 and the state of the control pilot line L1.
  • switch SW4 When switch SW4 is turned on in response to an H (logic high) level control signal CHK, the voltage determined by the voltage at power supply node 510 and the pull-down resistor connected to pull-up resistor R4 and ground line L2 becomes the control pilot line. Occurs at L1.
  • the pull-down resistor connected to the ground line L2 varies depending on the connection state of the charging cable 300, as will be described later. Therefore, the potential of the pilot signal CPLT changes according to the connection state of the charging cable 300. Further, the potential of pilot signal CPLT also changes depending on the state of control pilot line L1. Therefore, by monitoring the potential of the control pilot line L1, it is possible to detect the connection state of the charging cable 300 and the state of the control pilot line L1.
  • a limit switch 312 and a pull-down resistor R6 are connected in series between the control pilot line L1 and the ground line L2.
  • Limit switch 312 electrically connects control pilot line L1 and ground line L2 in accordance with the operation of a lock button (not shown) that locks charging connector 310 to vehicle inlet 270.
  • a switching circuit 272 and a pull-down resistor R7 are connected in series between the control pilot line L1 and the ground line L2.
  • Switching circuit 272 is configured to be able to connect control pilot line L1, signal line L3, and pull-down resistor R7 in accordance with the open / close state of a charging lid (not shown).
  • the CPU 508 determines the connection between the external power source 402 and the electric vehicle 10 based on the pilot signal CPLT. Specifically, CPU 508 detects the connection between plug 320 and power outlet 400 based on whether or not pilot signal CPLT received from input buffer 504 is input. CPU 508 detects connection between vehicle inlet 270 and charging connector 310 based on the potential of pilot signal CPLT received from input buffer 504. Further, CPU 508 detects the state of control pilot line L1 based on the potential of pilot signal CPLT. The state of the control pilot line L1 includes disconnection and short circuit of the control pilot line L1.
  • the CPU 508 activates the control signal S2.
  • pilot signal CPLT oscillates as the potential of pilot signal CPLT drops from V1.
  • CPU 508 detects a rated current that can be supplied from external power supply 402 to electric vehicle 10 based on the duty cycle of pilot signal CPLT.
  • the CPU 508 When the rated current is detected, the CPU 508 activates the control signal S1. As a result, the potential of pilot signal CPLT drops to V3, and CCID relay 332 is turned on in CCID 330. Thereafter, the CPU 508 turns on the relay 190 (FIG. 1). Thereby, AC power from external power supply 402 is applied to power converter 160 (FIG. 1) for charging, and preparation for charging power storage device 150 (FIG. 1) from external power supply 402 is completed. Then, the CPU 508 outputs a control signal to the charging power converter 160 (FIG. 1) to perform power conversion, thereby charging the power storage device 150 (FIG. 1).
  • FIG. 4 is a timing chart of pilot signal CPLT and switches SW1, SW2 at the start of charging.
  • control pilot circuit 334 receives the power from external power source 402 and pilot signal is transmitted to control pilot circuit 334.
  • CPLT is generated.
  • pilot signal CPLT a voltage in which a prescribed potential V1 (for example, 12V) is divided by resistance element R1 of control pilot circuit 334 and pull-down resistor R6 of charging connector 310 is generated. Pilot signal CPLT is in a non-oscillating state. By detecting that the potential of pilot signal CPLT changes to the divided potential, CCID control unit 610 can detect that plug 320 is connected to power outlet 400.
  • V1 for example, 12V
  • CCID control unit 610 can detect that charging connector 310 is connected to vehicle inlet 270. At time t4, control pilot circuit 334 oscillates pilot signal CPLT.
  • the CPU 508 detects the rated current based on the duty of the pilot signal CPLT. Thereafter, when preparation for charging control on the vehicle side is completed, the switch SW1 is turned on by the CPU 508 at time t5. Then, the potential of pilot signal CPLT is further lowered to V3 (for example, 6V) by pull-down resistors R2 and R3 of resistance circuit 502.
  • V3 for example, 6V
  • the potential change of the pilot signal CPLT shown in FIG. 4 is standardized by SAE Standards, so that different manufacturers and automobiles have the same potential change when charging. Be controlled. Therefore, it is possible to share the charging cable between different manufacturers and automobiles.
  • pilot signal CPLT corresponds to “control signal”
  • control pilot line L1 corresponds to “control line”
  • ground line L2 corresponds to “ground line”.
  • FIG. 5 is a diagram showing an outline of the appearance of charging cable 300 according to the first embodiment.
  • charging cable 300 includes a plug 320 for connecting to a power source outside the vehicle, CCID 330, electric wire portion 340, and charging connector 310.
  • Charging connector 310 has a connecting portion 713 that connects to the vehicle.
  • the charging connector 310 is connected to one end of the electric wire portion 340.
  • a plug 320 is connected to the other end of the electric wire portion 340 as a connection unit for connecting to a power source.
  • a CCID 330 is provided between the charging connector 310 and the plug 320 in the electric wire portion 340.
  • the charging connector 310 is provided with a lock button 712.
  • a locking mechanism (not shown) is provided so that once the charging connector 310 is connected to the vehicle, the charging connector 310 does not come out even if a force is applied to pull it out thereafter.
  • the lock button 712 is pressed, the connected charging connector 310 can be separated from the vehicle.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a connection portion between a part of the charging cable 300 and the ECU 170 on the vehicle side.
  • FIG. 6 simply shows a part of the configuration shown in FIG.
  • charging cable 300 includes a charging connector 310 configured to be connectable to vehicle inlet 270, a plug 320 for connecting to an external power source, CCID 330, CCID 330 and charging connector 310. And an electric wire portion provided therebetween.
  • the electric wire portion includes a power line (not shown) for supplying power from the power source to the electric vehicle 10, a control pilot line L1 for communicating the pilot signal CPLT, and a ground line L2 connected to the vehicle ground 512. Including.
  • CCID 330 the oscillator 602 outputs a non-oscillating signal when the potential of the pilot signal CPLT detected by the voltage sensor 604 (FIG. 2) is near a specified potential V1 (for example, 12V).
  • CCID 330 includes a switch 612 for bypassing oscillator 602 to form control pilot line L1.
  • the switch 612 is configured to be turned on when the plug 320 is not connected to the power outlet 400 (FIG. 2) and to be turned off when the plug 320 is connected to the power outlet 400.
  • the charging connector 310 includes a lock button 712 that locks the charging connector 310 to the vehicle inlet 270, and a limit switch 312 that electrically connects the control pilot line L1 and the ground line L2 in accordance with the operation of the lock button 712.
  • the lock button 712 can be operated in a locked state and a released state. When the lock button 712 is pressed, the lock button is in a released state, and the charging connector 310 can be detached from the vehicle. When the lock button 712 is released, the lock button 712 is locked, and if the charging connector 310 is connected to the vehicle inlet 270, the charging connector 310 is locked so as not to come off. Limit switch 312 electrically connects control pilot line L1 and ground line L2 in the released state, and electrically separates control pilot line L1 and ground line L2 in the locked state.
  • the limit switch 312 is turned off and the control pilot line L1 and the ground line L2 are electrically separated. As a result, the potential of the control pilot line L1 increases to the specified potential V1.
  • a vehicle inlet 270 configured to be connectable to the charging connector 310 and an ECU 170 that receives a pilot signal CPLT transmitted from the charging cable 300 are provided.
  • Vehicle inlet 270 includes a switching circuit 272 and a pull-down resistor R7 connected in series between control pilot line L1 and ground line L2.
  • the switching circuit 272 is configured to be able to switch the connection between the control pilot line L1, the ground line L2, and the signal line L3 in accordance with the open / close state of the charging lid 280. Specifically, when switching circuit 272 is controlled to the I side, control pilot line L1 is electrically connected to ground line L2. In contrast, when switching circuit 272 is controlled to the II side, control pilot line L1 is electrically connected to signal line L3.
  • the charging lid 280 constitutes a lid for preventing water or dust from entering the vehicle inlet 270, and is opened by a charging lid opener motor (not shown) as an example.
  • the charging lid opener motor is a small electric motor, and opens the charging lid 280 when receiving an opening command from the CPU 508.
  • the opening command is a signal issued from the CPU 508 when a charging lid opener switch provided inside the vehicle is turned on.
  • the switching circuit 272 is controlled to the I side when the charging lid 280 is closed, and is controlled to the II side when the charging lid 280 is open. Note that the resistance circuit 502 in the ECU 170 is connected between the signal line L3 branched from the control pilot line L1 and the ground line L2 by controlling the switching circuit 272 to the II side.
  • the CPU 508 is configured to be able to operate the potential of the pilot signal CPLT using the voltage generation circuit 514 and the resistance circuit 502, the charging as described below is performed by appropriately driving these circuits.
  • the connection state of the cable 300 and the state of the control pilot line L1 can be detected in detail.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams for explaining the state of the charging control device detected by the CPU 508 in FIG.
  • FIG. 7 shows the relationship between the potential of the pilot signal CPLT and the state of the charge control device when the switch SW4 of the voltage generation circuit 514 is off and the switch SW2 of the resistance circuit 502 is off.
  • the switch SW4 is turned off in response to the L level control signal CHK from the CPU 508, and the switch SW2 is turned off in response to the L level control signal S2 from the CPU 508.
  • the potential of the pilot signal CPLT is changed from the specified potential V1 to the resistance element R1 in the CCID 330 and the vehicle inlet.
  • the voltage is lowered to the potential divided by the pull-down resistor R7 in 270.
  • limit switch 312 is turned on when charging connector 310 is not locked to vehicle inlet 270 (hereinafter also referred to as a semi-fitted state). is doing. Therefore, the potential of pilot signal CPLT decreases to a potential obtained by dividing predetermined potential V1 by resistance element R1 in CCID 330 and pull-down resistor R6 in charging connector 310.
  • limit switch 312 When the potential of pilot signal CPLT has been reduced as described above even though charging connector 310 is not in the half-fitted state, limit switch 312 is fixed on (is welded in the on state). Can be judged.
  • FIG. 8 shows the relationship between the potential of pilot signal CPLT and the state of the charge control device when switch SW4 of voltage generation circuit 514 is turned on.
  • the switch SW4 is turned on in response to an H level control signal CHK from the CPU 508.
  • the bypass switch 612 in the CCID 330 is turned on, so that the potential of the pilot signal CPLT is pulled with the voltage V4 of the power node 510.
  • the potential is determined by the up resistor R4 and the resistance element R1 in the CCID 330.
  • control pilot line L1 is short-circuited to the vehicle ground 512 (GND short-circuit)
  • the potential of the pilot signal CPLT becomes the ground level.
  • pilot signal CPLT is the same level as voltage V4 of power supply node 510, that is, when there is no voltage drop in pilot signal CPLT
  • CPU 508 further controls control signal of H level. By outputting S2, the switch SW3 of the resistance circuit 502 is turned on. Thereby, the factor can be separated.
  • pilot signal CPLT is a potential determined by voltage V4 of power supply node 510, pull-up resistor R4, and pull-down resistor R3 of resistor circuit 502.
  • control pilot line L1 is disconnected, the potential of pilot signal CPLT maintains the same level as voltage V4 of power supply node 510.
  • CPU 508 monitors the potential of pilot signal CPLT communicated via control pilot line L1, and compares the potential of pilot signal CPLT with the relationship shown in FIGS. 7 and 8, thereby connecting charging cable 300.
  • the state of the control pilot line L1 can be detected.
  • the charging connector 310 is in the half-fitted state, it is possible to prevent the charging control of the electric vehicle from being started.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a charging control apparatus for an electric vehicle according to a modification of the first embodiment.
  • the charge control device according to the present modification is different from the charge control device shown in FIG. 6 in that it includes CCID 330 ⁇ / b> A instead of CCID 330.
  • oscillator 602 outputs a non-oscillating signal when the potential of pilot signal CPLT detected by voltage sensor 604 (FIG. 2) is in the vicinity of a prescribed potential V1 (for example, 12V).
  • V1 for example, 12V.
  • CCID 330A is different from CCID 330 in FIG. 6 in that it does not include a switch 612 for bypassing oscillator 602 to form control pilot line L1.
  • the CPU 508 can detect the state shown in FIGS. 10 and 11 by monitoring the potential of the pilot signal CPLT. Become.
  • FIG. 10 and 11 are diagrams for explaining the state of the charging control device detected by the CPU 508 in FIG.
  • FIG. 10 shows the relationship between the potential of pilot signal CPLT and the state of the charge control device when switch SW4 of voltage generation circuit 514 is off and switch SW2 of resistance circuit 502 is off.
  • 11 shows the relationship between the potential of the pilot signal CPLT and the state of the charge control device when the switch SW4 of the voltage generation circuit 514 is turned on.
  • FIG. 10 the relationship shown in FIG. 10 is the same as the relationship shown in FIG. Also in FIG. 10, when no voltage is supplied from CCID 330A, no potential is generated in control pilot line L1, and the potential of pilot signal CPLT is at the ground level.
  • CPU 508 drives voltage generation circuit 514 (that is, by switching control signal CHK to H level) to generate a voltage on control pilot line L1. Thereby, as shown in FIG. 11, it becomes possible to isolate the factor.
  • pilot signal CPLT when the potential of pilot signal CPLT is at the same level as voltage V4 of power supply node 510, that is, when no voltage drop occurs in pilot signal CPLT, CPU 508 further outputs control signal S2 of H level. As a result, the switch SW3 of the resistance circuit 502 is turned on. Thereby, the factor can be separated.
  • the potential of pilot signal CPLT is a potential determined by voltage V4 of power supply node 510, pull-up resistor R4, and pull-down resistor R3 of resistor circuit 502.
  • the potential of pilot signal CPLT maintains the same level as voltage V4 of power supply node 510.
  • the terminal for outputting pilot signal CPLT of CCID 330A is in a high impedance state, and therefore the potential of pilot signal CPLT is the same as voltage V4 of power supply node 510. Maintain level.
  • CPU 508 monitors the potential of pilot signal CPLT communicated via control pilot line L1, and compares the potential of pilot signal CPLT with the relationship shown in FIG. 10 and FIG. By combining them, the connection state of the charging cable 300 and the state of the control pilot line L1 can be detected. Moreover, when the charging connector 310 is in the half-fitted state, it is possible to prevent the charging control of the electric vehicle from being started.
  • the vehicle inlet 270 is provided with the switching circuit 272 that switches the connection according to the open / close state of the charge lid 280, and detects the open / close state of the charge lid 280 based on the potential of the pilot signal CPLT.
  • the charging control device for an electric vehicle can be configured as shown in FIG.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration of a charging control device for an electric vehicle according to the second embodiment.
  • the charge control device according to the second embodiment is different from the charge control device shown in FIG. 6 in that a vehicle inlet 270 ⁇ / b> A is included instead of vehicle inlet 270.
  • the vehicle inlet 270A includes a signal line L3 branched from the control pilot line L1.
  • Resistance circuit 502 is connected between signal line L 3 and ground line L 2 connected to vehicle ground 512.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the state of the charge control device detected by the CPU 508 of FIG.
  • the potential of the pilot signal CPLT is divided by the resistance element R1 in the CCID 330 and the pull-down resistor R6 in the charging connector 310. Drops to potential.
  • the CPU 508 outputs an H level control signal CHK to turn on the switch SW4 of the voltage generation circuit 514 to generate a voltage on the control pilot line L1.
  • the switch SW4 when the switch SW4 is turned on and the voltage V4 of the power supply node 510 is supplied to the control pilot line L1, when the plug 320 and the power outlet 400 are not connected, the potential of the pilot signal CPLT is The potential is determined by voltage V4 of node 510, pull-up resistor R4, and resistance element R1 in CCID 330.
  • control pilot line L1 is short-circuited to the vehicle ground 512 (GND short-circuit)
  • the potential of the pilot signal CPLT becomes the ground level.
  • pilot signal CPLT when the potential of pilot signal CPLT is the same level as voltage V4 of power supply node 510, that is, when there is no voltage drop in pilot signal CPLT, CPU 508 further controls control signal of H level. By outputting S2, the switch SW3 of the resistance circuit 502 is turned on. At this time, if control pilot line L 1 is disconnected, the potential of pilot signal CPLT maintains the same level as voltage V 4 of power supply node 510. On the other hand, when charging connector 310 and vehicle inlet 270A are not connected, the potential of pilot signal CPLT is determined by voltage V4 of power supply node 510, pull-up resistor R4, and pull-down resistor R3 of resistor circuit 502. It becomes a potential.
  • CPU 508 monitors the potential of pilot signal CPLT communicated via control pilot line L1, and compares the potential of pilot signal CPLT with the relationship shown in FIG. Thus, the connection state of charging cable 300 and the state of control pilot line L1 can be detected.
  • FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration of a charging control device for an electric vehicle according to a modification of the second embodiment.
  • the charge control device according to the present modification is different from the charge control device shown in FIG. 12 in that CCID 330 ⁇ / b> A is included instead of CCID 330.
  • CCID 330A oscillator 602 outputs a non-oscillating signal when the potential of pilot signal CPLT detected by voltage sensor 604 (FIG. 2) is in the vicinity of a prescribed potential V1 (for example, 12V).
  • V1 for example, 12V.
  • CCID 330A differs from CCID 330 in FIG. 12 in that it does not include switch 612 for bypassing oscillator 602 to form control pilot line L1.
  • the CPU 508 can detect the state shown in FIG. 15 by monitoring the potential of the pilot signal CPLT.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the state of the charge control device detected by the CPU 508 of FIG.
  • the potential of pilot signal CPLT is a predetermined potential V1 divided by resistance element R1 in CCID 330A and pull-down resistor R6 in charging connector 310. Drops to potential.
  • the CPU 508 outputs an H level control signal CHK to turn on the switch SW4 of the voltage generation circuit 514 to generate a voltage on the control pilot line L1.
  • pilot signal CPLT when the potential of pilot signal CPLT is the same level as voltage V4 of power supply node 510, that is, when there is no voltage drop in pilot signal CPLT, CPU 508 further controls control signal of H level. By outputting S2, the switch SW3 of the resistance circuit 502 is turned on. At this time, if control pilot line L 1 is disconnected, the potential of pilot signal CPLT maintains the same level as voltage V 4 of power supply node 510.
  • the terminal for outputting pilot signal CPLT of CCID 330A is in a high impedance state, and therefore the potential of pilot signal CPLT is the same as voltage V4 of power supply node 510. Maintain level.
  • pilot signal CPLT is determined by voltage V4 of power supply node 510, pull-up resistor R4, and pull-down resistor R3 of resistor circuit 502. It becomes a potential.
  • CPU 508 monitors the potential of pilot signal CPLT communicated via control pilot line L1, and compares the potential of pilot signal CPLT with the relationship shown in FIG. The connection state of the charging cable 300 and the state of the control pilot line L1 can be detected.
  • FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of a charging control device for an electric vehicle according to the third embodiment.
  • the charge control device according to the third embodiment is different from the charge control device shown in FIG. 6 in that it includes a vehicle inlet 270B instead of vehicle inlet 270.
  • Vehicle inlet 270B includes a switch 274 and a pull-down resistor R7 connected in series between control pilot line L1 and ground line L2.
  • the switch 274 is controlled to be turned on / off according to the open / close state of the charging lid 280. Specifically, the switch 274 is turned on when the charging lid 280 is closed, and electrically connects the control pilot line L1 and the ground line L2. On the other hand, when charging lid 280 is opened, switch 274 is turned off and electrically separates control pilot line L1 and ground line L2.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the state of the charge control device detected by the CPU 508 of FIG.
  • the potential of the pilot signal CPLT is divided by the resistance element R1 in the CCID 330 and the pull-down resistor R6 in the charging connector 310. Drops to potential.
  • the potential of the pilot signal CPLT decreases to a potential obtained by dividing the specified voltage V1 by the resistor element R1 in the CCID 330 and the pull-down resistor R7 in the vehicle inlet 270B. If it is, it can be determined that the switch 274 is fixed on.
  • the CPU 508 outputs an H level control signal CHK to turn on the switch SW4 of the voltage generation circuit 514 to generate a voltage on the control pilot line L1.
  • the switch 274 is turned off, so that the potential of the pilot signal CPLT is at the same level as the voltage V4 of the power supply node 510.
  • pilot signal CPLT is at the same level as voltage V4 of power supply node 510 even though charging lid 280 is closed, it can be determined that control pilot line L1 is disconnected.
  • control pilot line L1 is short-circuited to vehicle ground 512 when the potential of pilot signal CPLT is at the ground level. It can be determined that (GND is short-circuited).
  • bypass switch 612 in CCID 330 is turned on, so that the potential of pilot signal CPLT is the voltage V4 of power supply node 510 and pull-up resistor R4. And the resistance element R1 in the CCID 330.
  • the CPU 508 monitors the potential of the pilot signal CPLT communicated via the control pilot line L1, and the potential of the pilot signal CPLT shown in FIG. , It is possible to detect the connection state of the charging cable 300 and the state of the control pilot line L1.
  • FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration of a charging control device for an electric vehicle according to a modification of the third embodiment.
  • the charge control device according to the present modification is different from the charge control device shown in FIG. 16 in that it includes CCID 330 ⁇ / b> A instead of CCID 330.
  • CCID 330A differs from CCID 330 in FIG. 16 in that it does not include switch 612 for bypassing oscillator 602 to form control pilot line L1.
  • the CPU 508 can detect the state shown in FIG. 19 by monitoring the potential of the pilot signal CPLT.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the state of the charge control device detected by the CPU 508 of FIG.
  • the potential of pilot signal CPLT is a predetermined potential V1 divided by resistance element R1 in CCID 330A and pull-down resistor R6 in charging connector 310. Drops to potential.
  • the potential of the pilot signal CPLT decreases to a potential obtained by dividing the specified voltage V1 by the resistor element R1 in the CCID 330 and the pull-down resistor R7 in the vehicle inlet 270B. If it is, it can be determined that the switch 274 is fixed on.
  • the CPU 508 outputs an H level control signal CHK to turn on the switch SW4 of the voltage generation circuit 514 to generate a voltage on the control pilot line L1.
  • the switch 274 is turned off, so that the potential of the pilot signal CPLT is at the same level as the voltage V4 of the power supply node 510.
  • pilot signal CPLT is at the same level as voltage V4 of power supply node 510 even though charging lid 280 is closed, it can be determined that control pilot line L1 is disconnected.
  • the terminal for outputting pilot signal CPLT of CCID 330A is in a high impedance state, and therefore the potential of pilot signal CPLT is the same as voltage V4 of power supply node 510. Maintain level.
  • control pilot line L1 is short-circuited to vehicle ground 512 when the potential of pilot signal CPLT is at the ground level. It can be determined that (GND is short-circuited).
  • the configuration in which the switch 274 in the vehicle inlet 270B is turned on / off according to the open / close state of the charging lid 280 has been described.
  • the on / off is performed according to the control signal output from the CPU 508.
  • the switch 274 is turned on by a control signal from the CPU 508 until the connection between the charging connector 310 and the vehicle inlet 270B is detected.
  • the control signal from the CPU 508 is detected. Configured to be turned off by.
  • the CPU 508 can detect disconnection or short circuit of the control pilot line L1.
  • a lighting device for displaying the execution state of charging of the power storage device is attached to the charge control device according to the first embodiment.
  • the power for the lighting device is supplied using existing wiring.
  • FIG. 20 is a circuit diagram showing a configuration of a charging control apparatus for an electric vehicle according to the fourth embodiment.
  • the charge control device according to the fourth embodiment is different from charge control device shown in FIG. 6 in that it includes vehicle inlet 270 ⁇ / b> C instead of vehicle inlet 270.
  • Vehicle inlet 270C includes a switching circuit 272 connected in series between control pilot line L1 and ground line L2, pull-down resistor R7, and lighting device W1.
  • the lighting device W1 is provided on the signal line L3.
  • the lighting device W1 is constituted by, for example, a lamp using a light emitting diode element, and displays a lighting / flashing / extinguishing state.
  • the switch SW2 is turned on after the timing when the connection between the charging connector 310 and the vehicle inlet 270C is detected (see FIG. 4). Therefore, the lighting device W1 is lit by receiving the potential of the pilot signal CPLT via the signal line L3. Since the potential of pilot signal CPLT is lowered to the ground level when the power storage device is not charged, lighting device W1 is turned off. That is, the lighting device W1 functions as a display unit that displays an execution state of charging of the power storage device.
  • the pilot signal CPLT that is standardized for charging the electric vehicle to light the lighting device W1
  • FIG. 21 is a circuit diagram showing another configuration of the charging control apparatus for an electric vehicle according to the fourth embodiment.
  • the charge control device according to the modification of the fourth embodiment is different from the charge control device shown in FIG. 12 in that it includes a vehicle inlet 270D instead of vehicle inlet 270A.
  • Vehicle inlet 270D includes a signal line L3 branched from control pilot line L1, and a lighting device W1 provided on signal line L3.
  • the lighting device W1 when the switch SW2 of the resistance circuit 502 is turned on in response to the detection of the connection between the charging connector 310 and the vehicle inlet 270D, the lighting device W1 subsequently transmits the pilot signal CPLT. Turns on when receiving electric potential. That is, the lighting device W1 functions as a display unit that displays an execution state of charging of the power storage device.
  • the lighting control device in order to support charging of the electric vehicle at night, the lighting control device is attached to the charging connector in the charging control device according to the first embodiment.
  • the power for the lighting device is supplied using existing wiring.
  • FIG. 22 is a circuit diagram showing a configuration of a charging control apparatus for an electric vehicle according to the fifth embodiment.
  • the charging control device according to the fourth embodiment is different from charging control device shown in FIG. 6 in that charging connector 310 is included instead of charging connector 310.
  • the charging connector 310A includes a limit switch 312, a pull-down resistor R6, and a lighting device W2 connected in series between the control pilot line L1 and the ground line L2.
  • the limit switch 312 is turned on when the lock button 712 is in the released state, that is, when the charging connector 310A is not locked to the vehicle inlet 270.
  • the lighting device W2 is turned on in response to the potential of the pilot signal CPLT.
  • the lighting device W2 is provided so as to illuminate the same direction as the direction in which the connecting portion 713 (FIG. 5) of the charging connector 310A is connected. Therefore, the lighting device W2 functions as illumination that illuminates the vehicle inlet 270.
  • lighting device W2 is lit using pilot signal CPLT can also be applied to the charge control devices according to the second and third embodiments.
  • 23 and 24 show another configuration of the charging control apparatus for an electric vehicle according to the fifth embodiment. In these configurations, when charging connector 310A is not locked to vehicle inlet 270A (or 270B), lighting device W2 is lit by receiving the potential of pilot signal CPLT.
  • a lighting device can be provided on a signal line for communicating the control signal.
  • FIG. 25 is a circuit diagram showing a configuration of a charging control device for an electric vehicle according to a modification of the fifth embodiment.
  • the charge control device according to the modification of the fifth embodiment is different from the charge control device shown in FIG. 18 in that it includes a vehicle inlet 270C instead of vehicle inlet 270B.
  • the switch 274 is turned on / off by a control signal from the CPU 508.
  • the signal line L4 for communicating the control signal is connected to a drive coil (not shown) of the switch 274.
  • the switch 274 is configured to be turned off when an operating current as a control signal flows to the drive coil via the signal line L4.
  • a lighting device W1 is provided on the signal line L4.
  • the lighting device W1 is lit by receiving this operating current. That is, the lighting device W1 is lit when the switch 274 is turned off, that is, when the charging connector 310 and the vehicle inlet 270C are connected.
  • the lighting device W1 functions as a display unit that displays an execution state of charging of the power storage device.
  • the CCID is provided in the middle portion of the charging cable.
  • the charging connector may not be the middle portion, and the charging connector connected to the electric vehicle and the CCID may be integrated.
  • the plug connected to the external power supply and the CCID may be integrated.
  • the present invention can be applied to a charging cable and a charging system for an electric vehicle.

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Abstract

 充電コネクタ(310)は、充電コネクタ(310)を充電口(270)にロックするロックボタン(712)と、ロックボタン(712)の操作に応じてコントロールパイロット線(L1)および接地線(L2)を電気的に接続するリミットスイッチ(312)を含む。車両インレット(270)は、充電リッド(280)の開閉状態に応じてコントロールパイロット線(L1)と接地線(L2)および抵抗回路(502)とを選択的に接続する切換回路(272)を含む。CPU(508)は、コントロールパイロット線(L1)に電圧を供給可能に構成され、コントロールパイロット線(L1)への電圧供給の有無に応じたコントロール信号の電位に基づいて、充電ケーブル(300)の接続状態およびコントロールパイロット線(L1)の状態を検出する。

Description

電動車両の充電制御装置
 この発明は、電動車両の充電制御装置に関し、より特定的には、車両駆動用の蓄電装置を車両外部の電源から充電可能に構成された電動車両に充電を行なうために用いられる充電制御装置に関する。
 環境に配慮した車両として、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池車などの電動車両が近年注目されている。これらの電動車両は、走行駆動力を発生する電動機と、その電動機に供給される電力を蓄える蓄電装置とを搭載する。なお、ハイブリッド自動車は、電動機とともに内燃機関を動力源として搭載した車両であり、燃料電池車は、車両駆動用の直流電源として、燃料電池を搭載した車両である。
 このような電動車両においては、車両駆動用の蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。特に、一般家庭に供給される商用電源(たとえば100Vあるいは200Vといった、比較的低い電圧の供給源)により電動車両に搭載された蓄電装置を充電する技術が注目されている。
 このような電動車両の充電システムについては、「エスエーイー エレクトリック ビークル コンダクティブ チャージ カプラ(SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler)」(非特許文献1)において、車両インレットおよび充電用のコネクタに関する標準規格が記載されており、異なる車両間においても充電ケーブルおよびコネクタを共通して使用できることが推奨されている。
 この「エスエーイー エレクトリック ビークル コンダクティブ チャージ カプラ」においては、一例として、コントロールパイロットに関する規格が定められている。コントロールパイロットは、構内配線から車両へ電力を供給するEVSE(Electric Vehicle Supply Equipment)の制御回路と車両の接地部とを車両側の制御回路を介して接続する制御線と定義されており、この制御線を介して通信されるパイロット信号に基づいて、充電ケーブルの接続状態や電源から車両への電力供給の可否、EVSEの定格電流などが判断される。
「エスエーイー エレクトリック ビークル コンダクティブ チャージ カプラ(SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler)」、(アメリカ合衆国)、エスエーイー規格(SAE Standards)、エスエーイー インターナショナル(SAE International)、2001年11月
 ここで、上述した「エスエーイー エレクトリック ビークル コンダクティブ チャージ カプラ」では、車両インレットに充電コネクタが接続されたことを検出する手法については、EV充電コントローラを作動させEV駆動インタロックシステムを連動するための信号を準備することが規定されている。そのため、車両インレットに充電コネクタが接続されたときに、充電ケーブルの接続状態を示す信号を生成するための信号生成回路を設け、生成された信号に基づいて電動車両および充電ケーブルの接続を判断する構成が検討されている。
 また、パイロット信号は、電動車両の充電制御において必須の信号であることから、パイロット信号の異常検出、特に、パイロット信号が通信される制御線の断線や短絡を検出することが電動車両において極めて重要である。
 しかしながら、このように充電ケーブルの接続状態や制御線の断線および短絡の検出を行なうためには、上述したように、接続状態を示す信号を生成して通信するための専用の回路および配線が新たに必要となる。そのため、充電コネクタや車両インレットに収容する回路規模を増大させる可能性がある。
 それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構成で充電ケーブルの接続状態およびパイロット信号が通信される制御線の状態を検出可能な電動車両の充電制御装置を提供することである。
 この発明のある局面に従えば、電動車両の充電制御装置は、電動車両に搭載された蓄電装置を車両外部の電源から充電可能に構成される。電動車両の充電制御装置は、電源を電動車両に接続するための充電ケーブルと、電動車両に設けられ、充電ケーブルを接続可能に構成された充電口と、電動車両に設けられ、充電ケーブルから送信される、電動車両に供給される電力の情報を示すコントロール信号を受信する制御装置とを備える。充電ケーブルは、充電口に接続可能に構成された充電コネクタと、電源に接続可能に構成されたプラグと、充電コネクタおよびプラグの間に設けられた電線部とを含む。電線部は、電源から電動車両へ電力を供給するための電力線と、コントロール信号を通信するための制御線と、車両アースに接続される接地線とを含む。制御装置は、制御線に電圧を供給可能に構成され、制御線への電圧供給の有無に応じたコントロール信号の電位に基づいて、充電ケーブルの接続状態および制御線の状態を検出する。
 好ましくは、充電コネクタは、充電コネクタを充電口にロックするためのロックボタンと、ロックボタンのリリース状態において制御線と接地線とを電気的に接続し、ロックボタンのロック状態において制御線と接地線とを電気的に分離するように構成された第1のスイッチを含む。制御装置は、制御線に電圧を供給していないときのコントロール信号の電位に基づいて、充電コネクタの接続状態を検出する。
 好ましくは、制御装置は、制御線に電圧を供給していないときにコントロール信号の電位が発生していないことが検出されると、制御線に電圧を供給するように構成される。制御装置は、制御線に電圧を供給したときのコントロール信号の電位に基づいて、制御線の車両アースへの短絡を検出する。
 好ましくは、充電ケーブルは、コントロール信号を生成して制御線に出力可能に構成された充電装置と、プラグが電源に接続されていないときに、充電装置をバイパスして制御線を形成するように構成された第2のスイッチとをさらに含む。制御装置は、制御線に電圧を供給したときのコントロール信号の電位に基づいて、制御線の断線およびプラグの接続状態を検出する。
 好ましくは、電動車両の充電制御装置は、電動車両に搭載され、制御線に接続されることにより制御線の電位を変更可能に構成された抵抗回路をさらに備える。制御装置は、制御線に電圧を供給していないときにコントロール信号の電位が発生していないことが検出されると、制御線に電圧を供給するように構成される。制御装置は、制御線に電圧を供給したときの、制御線への抵抗回路の接続の有無に応じたコントロール信号の電位に基づいて、制御線の車両アースへの短絡および充電コネクタの接続状態を検出する。
 好ましくは、充電ケーブルは、コントロール信号を生成して制御線に出力可能に構成された充電装置と、プラグが電源に接続されていないときに、充電装置をバイパスして制御線を形成するように構成された第2のスイッチとをさらに含む。制御装置は、制御線に電圧を供給したときの、制御線への抵抗回路の接続の有無に応じたコントロール信号の電位に基づいて、制御線の断線およびプラグの接続状態をさらに検出する。
 好ましくは、電動車両の充電制御装置は、電動車両に設けられ、充電口を格納する開口部をさらに備える。充電口は、開口部の蓋の閉状態において制御線と接地線とを電気的に接続し、蓋の開状態において制御線と接地線とを電気的に分離する第3のスイッチを含む。制御装置は、制御線に電圧を供給していないときにコントロール信号の電位が発生していないことが検出されると、制御線に電圧を供給するように構成される。制御装置は、御線に電圧を供給したときのコントロール信号の電位に基づいて、蓋の開閉状態をさらに検出する。
 好ましくは、電動車両の充電制御装置は、電動車両に設けられ、制御線に接続されることにより制御線の電位を変更可能に構成された抵抗回路と、電動車両に設けられ、充電口を格納する開口部とをさらに備える。充電口は、開口部の蓋の閉状態において制御線と接地線と電気的に接続し、蓋の開状態において制御線と抵抗回路とを電気的に接続するように構成された切換回路を含む。制御装置は、制御線への電圧供給の有無に応じたコントロール信号の電位に基づいて、蓋の開閉状態および切換回路の故障をさらに検出する。
 好ましくは、充電ケーブルは、コントロール信号を生成して制御線に出力可能に構成された充電装置と、プラグが電源に接続されていないときには、充電装置をバイパスして制御線を形成するように構成された第2のスイッチとをさらに含む。制御装置は、制御線に電圧を供給したときのコントロール信号の電位に基づいて、制御線の車両アースへの短絡および断線ならびにプラグの接続状態を検出する。
 好ましくは、充電口は、コントロール信号に応じて駆動可能な第1の点灯装置をさらに含む。
 好ましくは、充電コネクタは、コントロール信号に応じて駆動可能な第2の点灯装置をさらに含む。
 この発明によれば、簡易な構成で、充電ケーブルの接続状態およびパイロット信号が通信される制御線の状態を検出可能な電動車両の充電制御装置を実現できる。
本実施の形態に従う電動車両の充電制御装置の概略図である。 図1に示した充電機構をより詳細に説明するための図である。 図2に示したコントロールパイロット回路によって発生されるパイロット信号CPLTの波形の例を示した図である。 充電開始時におけるパイロット信号およびスイッチのタイミングチャートである。 本実施の形態1に従う充電ケーブルの外観の概略を示した図である。 充電ケーブルの一部と車両側のECUとの接続部分について示した図である。 図6のCPUにより検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。 図6のCPUにより検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。 本実施の形態1の変形例に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。 図9のCPUにより検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。 図9のCPUにより検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。 本実施の形態2に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。 図12のCPUにより検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。 本実施の形態2の変形例に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。 図14のCPUにより検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。 本実施の形態3に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。 図16のCPUにより検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。 本実施の形態3の変形例に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。 図18のCPUにより検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。 本実施の形態4に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。 本実施の形態4に従う電動車両の充電制御装置のその他の構成を示す回路図である。 本実施の形態5に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。 本実施の形態5に従う電動車両の充電制御装置のその他の構成を示す回路図である。 本実施の形態5に従う電動車両の充電制御装置のその他の構成を示す回路図である。 本実施の形態5の変形例に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。
 以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
 図1は、本実施の形態に従う電動車両10の充電制御装置の概略図である。なお、電動車両10は、外部電源により充電可能な蓄電装置からの電力によって走行可能であれば、その構成は特に限定されるものではない。電動車両10には、たとえばハイブリッド自動車、電気自動車および燃料電池自動車などが含まれる。
 図1を参照して、電動車両10は、車両駆動の発生に用いられる電力を蓄える蓄電装置150と、駆動力発生用のモータジュネレータ(以下「MG(Motor Generator)」とも称する。)120と、蓄電装置150に蓄えられた電力を用いてMG120を駆動制御するモータ駆動装置180と、MG120によって発生された駆動力が伝達される車輪130と、電動車両10の全体動作を制御する制御装置(以下「ECU(Electronic Control Unit)」とも称する。)170とを備える。
 さらに、電動車両10は、外部電源からの充電を行なうために、電動車両10のボディーに設けられた車両インレット270と、リレー190と、蓄電装置150を外部電源によって充電するための電力変換器160とを備える。電力変換器160は、リレー190を介し電力線ACL1,ACL2によって車両インレット270と接続され、さらに蓄電装置150と接続される。電力線ACL1とACL2の間には、電圧センサ182が設置される。電圧センサ182による電圧(外部電源からの電圧)の検出は、ECU170に入力される。また、充電ケーブル300側から出力されるパイロット信号CPLTが、車両インレット270を介して、ECU170に入力される。
 蓄電装置150は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置150は、たとえば、リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの二次電池、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子により構成される。また、蓄電装置150は、蓄電装置150に接続される電力線間に接続された電圧センサ(図示しない)および、正極側もしくは負極側の電力線に接続された電流センサ(図示しない)をさらに含み、当該センサによって検出された出力電圧,電流信号がECU170に入力される。
 充電用の電力変換器160は、ECU170によって制御されて、充電ケーブル300を介し、車両インレット270,電力線ACL1,ACL2およびリレー190を経由して伝達された外部電源402からの交流電力を、蓄電装置150を充電するための直流電力に変換する。なお、外部電源402からの給電電力によって、蓄電装置150を直接充電する構成とすることも可能であり、この場合には、電力変換器160の配置が省略される。
 モータ駆動装置180は、ECU170によって制御されて、蓄電装置150の蓄積電力を、MG120を駆動制御するための電力に変換する。代表的にはMG120が永久磁石型の三相同期電動機で構成され、モータ駆動装置180は、三相インバータにより構成される。MG120の出力トルクは、図示しない動力分割機構や減速機等を介して、車輪130に伝達されて、電動車両10を走行させる。
 MG120は、電動車両10の回生制動動作時には、車輪130の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、モータ駆動装置180を用いて蓄電装置150の充電電力とすることができる。
 また、MG120の他に、エンジン(図示しない)が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびMG120を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この際には、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置150を充電することも可能である。
 充電ケーブル300は、車両側の充電コネクタ310と、外部電源側のプラグ320と、充電回路遮断装置(以下「CCID(Charging Circuit Interrupt Device)」とも称する。)330と、それぞれの機器間を接続して電力および制御信号を入出力する電線部340とを備える。電線部340は、プラグ320とCCID330間を接続する電線部340aと充電コネクタ310とCCID330間を接続する電線部340bとを含む。
 充電コネクタ310は、電動車両10のボディーに設けられた車両インレット270に接続可能に構成される。充電コネクタ310の内部には、充電コネクタ310の接続を検出するリミットスイッチが設けられる(図示せず)。リミットスイッチは、一方が車両側および外部電源側で接地された充電ケーブル300内の制御線に接続され、もう一方がパイロット信号CPLTが通信されるコントロールパイロット線に接続される。充電コネクタ310が車両インレット270に接続されると、リミットスイッチが作動し、制御線とコントロールパイロット線とを電気的に接続する。
 プラグ320は、たとえば家屋に設けられた電源コンセント400に接続される。電源コンセント400には、外部電源402(たとえば系統電源)から交流電力が供給される。
 CCID330は、CCIDリレー332と、コントロールパイロット回路334とを含む。CCIDリレー332は、充電ケーブル300内の電力線対に設けられる。CCIDリレー332は、コントロールパイロット回路334によってオン/オフ制御される。そして、CCIDリレー332がオフされているときは、充電ケーブル300内で電路が遮断される。一方、CCIDリレー332がオンされると、外部電源402から電動車両10へ電力の供給が可能になる。
 コントロールパイロット回路334は、充電コネクタ310および車両インレット270を介して車両のECU170へパイロット信号CPLTを出力する。このパイロット信号CPLTは、コントロールパイロット回路334から車両のECU170へ充電ケーブルの定格電流を通知するための信号である。また、パイロット信号CPLTは、ECU170によって操作されるパイロット信号CPLTの電位に基づいてECU170からCCIDリレー332を遠隔操作するための信号としても使用される。そして、コントロールパイロット回路334は、パイロット信号CPLTの電位変化に基づいてCCIDリレー332をオン/オフ制御する。すなわち、パイロット信号CPLTは、ECU170およびCCID330の間で授受される。
 図2は、図1に示した充電機構をより詳細に説明するための図である。
 図2を参照して、CCID330は、CCIDリレー332およびコントロールパイロット回路334に加えて、電磁コイル606と、漏電検出器608と、CCID制御部610と、電圧センサ650と、電流センサ660とを含む。また、コントロールパイロット回路334は、発振器602と、抵抗素子R1と、電圧センサ604とを含む。
 CCID制御部610は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)と、記憶装置と、入出力バッファと、表示器とを含み、各センサおよびコントロールパイロット回路334との信号の入出力を行なうとともに、充電ケーブル300の充電動作の制御および管理を行なう。
 発振器602は、電圧センサ604によって検出されるパイロット信号CPLTの電位が規定の電位V1(たとえば12V)近傍のときは非発振の信号を出力し、パイロット信号CPLTの電位がV1から低下すると、規定の周波数(たとえば1kHz)およびデューティーサイクルで発振する信号を出力する。
 なお、パイロット信号CPLTの電位は、後述のように、車両側のECU170からも操作できる。また、デューティーサイクルは、外部電源402から充電ケーブルを介して車両へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。
 図3は、図2に示したコントロールパイロット回路334によって発生されるパイロット信号CPLTの波形の例を示した図である。
 図3を参照して、パイロット信号CPLTは、前述のようにパイロット信号CPLTの電位がV1から低下すると、規定の周期Tで発振する。ここで、外部電源402から充電ケーブル300を介して電動車両10へ供給可能な定格電流に基づいてパイロット信号CPLTのパルス幅Tonが設定される。すなわち、周期Tに対するパルス幅Tonの比で示されるデューティーによって、パイロット信号CPLTを用いてコントロールパイロット回路334から電動車両10のECU170へ定格電流が通知される。
 なお、定格電流は、充電ケーブル毎に定められており、充電ケーブルの種類が異なれば定格電流も異なる。したがって、充電ケーブル毎にパイロット信号CPLTのデューティーも異なることになる。
 電動車両10のECU170は、コントロールパイロット線L1を介して受信したパイロット信号CPLTのデューティーに基づいて、外部電源402から充電ケーブル300を介して車両へ供給可能な定格電流を検知することができる。
 再び図2を参照して、ECU170によってパイロット信号CPLTの電位が規定の電位V3(たとえば6V)近傍に低下すると、コントロールパイロット回路334は、電磁コイル606へ電流を供給する。電磁コイル606は、コントロールパイロット回路334から電流が供給されると電磁力を発生し、CCIDリレー332をオン状態にする。
 漏電検出器608は、CCID330内部の充電ケーブルの電力線対に設けられ、漏電の有無を検出する。具体的には、漏電検出器608は、電力線対に互いに反対方向に流れる電流の平衡状態を監視し、その平衡状態が破綻すると漏電の発生を検知する。なお、特に図示しないが、漏電検出器608により漏電が検出されると、電磁コイル606への給電が遮断され、CCIDリレー332がオフされる。
 電圧センサ650は、充電ケーブル300の外部電源側のプラグ320が電源コンセント400に差し込まれ外部電源402に接続されたことを検知し、CCID制御部610に通知する。また、電流センサ660は、電力線に流れる充電電流を検知することにより、実際に外部電源402から電動車両10に対して充電が開始されたことを検知し、CCID制御部610に通知する。
 一方、車両側において、ECU170は、抵抗回路502と、電圧発生回路514と、入力バッファ504と、CPU508とを含む。
 抵抗回路502は、プルダウン抵抗R2,R3と、スイッチSW1,SW2とを含む。プルダウン抵抗R2およびスイッチSW1は、パイロット信号CPLTが通信されるコントロールパイロット線L1と車両アース512との間に直列に接続される。プルダウン抵抗R3およびスイッチSW2は、車両インレット270の内部においてコントロールパイロット線L1から分岐された信号線L3と、車両アース512に接続される接地線L3との間に直列に接続される。なお、コントロールパイロット線L1からの信号線L3の分岐は、後述する車両インレット270の内部に設けられた切換回路272によって実現される。そして、スイッチSW1,SW2は、それぞれCPU508からの制御信号S1,S2に応じてオン/オフされる。
 この抵抗回路502は、車両側からパイロット信号CPLTの電位を操作するための回路である。すなわち、充電コネクタ310が車両インレット270に接続されると、制御信号S2に応じてスイッチSW2がオンされ、抵抗回路502は、プルダウン抵抗R3によってパイロット信号CPLTの電位を規定の電位V2(たとえば9V)に低下させる。また、電動車両10においてリレーの溶着チェック等が完了すると、制御信号S1に応じてスイッチSW1がオンされ、抵抗回路502は、プルダウン抵抗R2,R3によってパイロット信号CPLTの電位を規定の電位V3(たとえば6V)に低下させる。このように、抵抗回路502を用いてパイロット信号CPLTの電位を操作することにより、ECU170からCCIDリレー332を遠隔操作することができる。
 このパイロット信号CPLTの電位が、0Vから規定の電位V1へ変化することを検出することにより、CCID制御部610は、充電ケーブル300のプラグ320が電源コンセント400に接続されたことを検知することができる。また、このパイロット信号CPLTの電位が規定の電位V1からV2へ変化することを検出することにより、CCID制御部610は、充電ケーブル300の充電コネクタ310が電動車両10の車両インレット270に接続されたことを検知することができる。
 電圧発生回路514は、電源ノード510と、プルアップ抵抗R4と、スイッチSW4とを含む。プルアップ抵抗R4およびスイッチSW4は、電源ノード510とコントロールパイロット線L1との間に直列に接続される。スイッチSW4は、CPU508からの制御信号CHKに応じてオン/オフされる。
 この制御信号CHKは、充電ケーブル300の接続状態およびコントロールパイロット線L1の状態を検出するために、CPU508から発せられる信号である。スイッチSW4がH(論理ハイ)レベルの制御信号CHKを受けてオンされることにより、電源ノード510の電圧とプルアップ抵抗R4と接地線L2に接続されるプルダウン抵抗によって定まる電圧が、コントロールパイロット線L1に発生する。このとき接地線L2に接続されるプルダウン抵抗は、後述するように、充電ケーブル300の接続状態によって異なるため、パイロット信号CPLTの電位は充電ケーブル300の接続状態に応じて変化する。また、コントロールパイロット線L1の状態によっても、パイロット信号CPLTの電位が変化する。したがって、このコントロールパイロット線L1の電位を監視することにより、充電ケーブル300の接続状態やコントロールパイロット線L1の状態を検出することが可能となる。
 なお、充電コネクタ310の内部において、コントロールパイロット線L1と接地線L2との間には、リミットスイッチ312およびプルダウン抵抗R6が直列に接続される。リミットスイッチ312は、充電コネクタ310を車両インレット270にロックするロックボタン(図示せず)の操作に応じてコントロールパイロット線L1と接地線L2とを電気的に接続する。
 また、車両インレット270の内部において、コントロールパイロット線L1と接地線L2との間には、切換回路272およびプルダウン抵抗R7が直列に接続される。切換回路272は、図示しない充電リッドの開閉状態に応じて、コントロールパイロット線L1と信号線L3およびプルダウン抵抗R7のいずれか一方とを接続可能に構成される。
 このような構成において、CPU508は、パイロット信号CPLTに基づいて外部電源402と電動車両10との接続を判定する。具体的には、CPU508は、入力バッファ504から受けるパイロット信号CPLTの入力有無に基づいてプラグ320と電源コンセント400との接続を検出する。また、CPU508は、入力バッファ504から受けるパイロット信号CPLTの電位に基づいて、車両インレット270と充電コネクタ310との接続を検出する。さらに、CPU508は、パイロット信号CPLTの電位に基づいてコントロールパイロット線L1の状態を検出する。このコントロールパイロット線L1の状態には、コントロールパイロット線L1の断線および短絡などが含まれる。
 そして、CPU508は、車両インレット270と充電コネクタ310との接続が検出され、かつ、コントロールパイロット線L1が正常と判断されると、制御信号S2を活性化する。これにより、パイロット信号CPLTの電位がV1から低下することによってパイロット信号CPLTが発振する。そして、CPU508は、パイロット信号CPLTのデューティーサイクルに基づいて、外部電源402から電動車両10へ供給可能な定格電流を検出する。
 定格電流が検出されると、CPU508は、制御信号S1を活性化する。これにより、パイロット信号CPLTの電位がV3まで低下し、CCID330においてCCIDリレー332がオンされる。その後、CPU508は、リレー190(図1)をオンさせる。これにより、充電用の電力変換器160(図1)に外部電源402からの交流電力が与えられ、外部電源402から蓄電装置150(図1)への充電準備が完了する。そして、CPU508が充電用の電力変換器160(図1)に対し制御信号を出力して電力変換を行うことにより、蓄電装置150(図1)への充電が実行される。
 次に、パイロット信号CPLTの電位変化を図4を用いて説明する。図4は、充電開始時におけるパイロット信号CPLTおよびスイッチSW1,SW2のタイミングチャートである。
 図4および図2を参照して、時刻t1において、充電ケーブル300のプラグ320が外部電源402の電源コンセント400に接続されると、外部電源402からの電力を受けてコントロールパイロット回路334がパイロット信号CPLTを発生する。
 なお、この時刻t1では、充電ケーブル300の充電コネクタ310は車両インレット270に接続されておらず、充電コネクタ310のリミットスイッチ312がオンされている。そのため、パイロット信号CPLTには、規定の電位V1(たとえば12V)がコントロールパイロット回路334の抵抗素子R1と充電コネクタ310のプルダウン抵抗R6とによって分圧された電圧が発生する。なお、パイロット信号CPLTは非発振状態である。パイロット信号CPLTの電位がこの分圧された電位に変化することを検出することにより、CCID制御部610は、プラグ320が電源コンセント400に接続されたことを検出することができる。
 時刻t2において、充電コネクタ310が車両インレット270に接続されると、充電コネクタ310のリミットスイッチ312がオフされることにより、パイロット信号CPLTの電位はV1に増加する。パイロット信号CPLTの電位がV1に変化することにより充電コネクタ310と車両インレット270との接続が検出されると、時刻t3において、CPU508によってスイッチSW2がオンされる。そうすると、抵抗回路502のプルダウン抵抗R3によってパイロット信号CPLTの電位はV2(たとえば9V)に低下する。
 パイロット信号CPLTの電位がV2に低下することにより、CCID制御部610は、充電コネクタ310が車両インレット270に接続されたことを検知することができる。そして、時刻t4において、コントロールパイロット回路334がパイロット信号CPLTを発振させる。
 パイロット信号CPLTが発振状態になると、CPU508において、パイロット信号CPLTのデューティーに基づき定格電流が検出される。その後、車両側の充電制御の準備が完了すると、時刻t5において、CPU508によりスイッチSW1がオンされる。そうすると、抵抗回路502のプルダウン抵抗R2およびR3によってパイロット信号CPLTの電位はV3(たとえば6V)にさらに低下する。
 そして、パイロット信号CPLTの電位がV3に低下すると、コントロールパイロット回路334から電磁コイル606へ電流が供給され、CCID330のリレー332がオンされる。その後、前述のようにCPU508の制御により、外部電源402から蓄電装置150の充電が実行される。
 上記図4に示したパイロット信号CPLTの電位変化については、エスエーイー規格(SAE Standards)により規格化されているため、異なるメーカ,自動車においても、充電を行なう際には同様の電位変化となるように制御される。したがって、異なるメーカ,自動車間でも充電ケーブルを共用することが可能となっている。
 なお、本実施の形態において、パイロット信号CPLTが「コントロール信号」に相当し、コントロールパイロット線L1が「制御線」に相当し、接地線L2が「接地線」に相当する。
 また、上記の説明では外部電源側のプラグ320を車両側充電コネクタ310より先に接続した場合を示したが、車両側充電コネクタ310を外部電源側のプラグ320より先に接続した場合であっても、電動車両10側のCPU508は、CCID330からのパイロット信号CPLTの受信確認後にスイッチSW2をオンさせるので、パイロット信号CPLTの電位変化は図4と同様になる。
 [実施の形態1]
 以下では、本実施の形態1に従う電動車両の充電制御装置の構成を図5および図6を用いて説明する。
 図5は、本実施の形態1に従う充電ケーブル300の外観の概略を示した図である。
 図5を参照して、充電ケーブル300は、車両外部の電源に接続するためのプラグ320と、CCID330と、電線部340と、充電コネクタ310とを備える。充電コネクタ310は、車両に接続する接続部713を有する。
 充電コネクタ310は、電線部340の一方端に接続される。電線部340の他方端には、電源に接続するための接続ユニットとしてプラグ320が接続される。電線部340における充電コネクタ310とプラグ320との間には、CCID330が設けられる。
 充電コネクタ310には、ロックボタン712が設けられている。充電コネクタ310を車両に一旦接続すると、その後引き抜くように力が加わっても充電コネクタ310が抜けないように、図示しないロック機構が設けられている。ロックボタン712を押せば、接続された充電コネクタ310を車両から分離させることが可能となる。
 図6は、充電ケーブル300の一部と車両側のECU170との接続部分について示した図である。図6は、図2に示した構成の一部を簡易的に示したものである。
 図2、図6を参照して、充電ケーブル300は、車両インレット270に接続可能に構成された充電コネクタ310と、外部電源に接続するためのプラグ320と、CCID330と、CCID330および充電コネクタ310の間に設けられた電線部とを備える。
 電線部は、電源から電動車両10へ電力を供給するための電力線(図示せず)と、パイロット信号CPLTを通信するためのコントロールパイロット線L1と、車両アース512に接続される接地線L2とを含む。
 CCID330において、発振器602は、電圧センサ604(図2)によって検出されるパイロット信号CPLTの電位が規定の電位V1(たとえば12V)近傍のときは非発振の信号を出力する。CCID330は、発振器602をバイパスしてコントロールパイロット線L1を形成するためのスイッチ612を含む。スイッチ612は、プラグ320が電源コンセント400(図2)に接続されていないときにはオンされ、プラグ320が電源コンセント400に接続されるとオフされるように構成される。
 充電コネクタ310は、充電コネクタ310を車両インレット270にロックするロックボタン712と、ロックボタン712の操作に応じてコントロールパイロット線L1と接地線L2とを電気的に接続するリミットスイッチ312とを含む。
 ロックボタン712は、ロック状態とリリース状態に操作可能である。ロックボタン712を押すとロックボタンの状態はリリース状態となり、充電コネクタ310を車両から外すことが可能となる。ロックボタン712を離すと、ロックボタン712はロック状態となり、充電コネクタ310が車両インレット270に接続されていれば、充電コネクタ310が抜けないようにロックされる。リミットスイッチ312は、リリース状態においてコントロールパイロット線L1と接地線L2とを電気的に接続し、ロック状態においてコントロールパイロット線L1と接地線L2とを電気的に分離する。
 このような構成としたことにより、充電コネクタ310の接続前にロックボタン712を押すことにより、リミットスイッチ312がオンされて、コントロールパイロット線L1が接地線L2に電気的に接続される。これにより、コントロールパイロット線L1には、規定の電位V1がCCID330内の抵抗素子R1と充電コネクタ310内のプルダウン抵抗R6とによって分圧された電圧が発生する。
 そして、充電コネクタ310を車両インレット270に接続した後にロックボタン712を離すことにより、リミットスイッチ312がオフされてコントロールパイロット線L1と接地線L2とが電気的に分離される。これにより、コントロールパイロット線L1の電位は規定の電位V1に増加する。
 電動車両10側には、充電コネクタ310が接続可能に構成された車両インレット270と、充電ケーブル300から送信されるパイロット信号CPLTを受信するECU170とが設けられる。
 車両インレット270は、コントロールパイロット線L1と接地線L2との間に直列に接続された切換回路272およびプルダウン抵抗R7を含む。
 切換回路272は、充電リッド280の開閉状態に応じて、コントロールパイロット線L1と接地線L2および信号線L3との接続を切換可能に構成される。具体的には、切換回路272がI側に制御されると、コントロールパイロット線L1が接地線L2と電気的に接続される。これに対して、切換回路272がII側に制御されると、コントロールパイロット線L1が信号線L3と電気的に接続される。
 この切換回路272をI側およびII側のいずれに接続するかの制御は、充電リッド280の開閉状態に応じて行なわれる。具体的には、充電リッド280は、車両インレット270に水や粉塵などが浸入するのを防止するための蓋を構成しており、一例として図示しない充電リッドオープナーモータにより開成される。なお、充電リッドオープナーモータは、小型の電動モータであり、CPU508から開指令を受けると充電リッド280を開成させる。なお、開指令は、車両内部に設けられた充電リッドオープナースイッチがオンされたときにCPU508から発せられる信号である。
 切換回路272は、充電リッド280が閉状態においてI側に制御され、充電リッド280が開状態においてII側に制御される。なお、切換回路272がII側に制御されることによって、コントロールパイロット線L1から分岐された信号線L3と接地線L2との間には、ECU170内の抵抗回路502が接続されている。
 このようにコントロールパイロット線L1と接地線L2との間には、ロックボタン712の操作および充電リッド280の開閉状態に応じてそれぞれオン/オフされる複数のスイッチが並列に接続されている。そのため、パイロット信号CPLTの電位は、充電コネクタ310の接続状態および充電リッド280の開閉状態に応じて変化する。したがって、CPU508は、このパイロット信号CPLTの電位を監視することにより、これらの状態を検出することが可能となる。
 さらに、CPU508は、電圧発生回路514および抵抗回路502を用いてパイロット信号CPLTの電位を操作可能に構成されていることから、これらの回路を適切に駆動することにより、以下に述べるような、充電ケーブル300の接続状態およびコントロールパイロット線L1の状態を詳細に検出することができる。
 図7および図8は、図6のCPU508により検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。
 図7には、電圧発生回路514のスイッチSW4がオフであり、かつ、抵抗回路502のスイッチSW2がオフであるときのパイロット信号CPLTの電位と充電制御装置の状態との関係が示される。なお、スイッチSW4は、CPU508からのLレベルの制御信号CHKを受けてオフされ、スイッチSW2は、CPU508からのLレベルの制御信号S2を受けてオフされている。
 図7を参照して、外部電源402と電動車両10とが接続されているとき、すなわち、プラグ320と電源コンセント400とが接続され、かつ、充電コネクタ310と車両インレット270とが接続されているときには、パイロット信号CPLTの電位は、規定の電位V1となる。
 これに対して、車両インレット270の切換回路272がI側に固着されるという異常が生じている場合には、パイロット信号CPLTの電位は、規定の電位V1をCCID330内の抵抗素子R1および車両インレット270内のプルダウン抵抗R7によって分圧した電位に低下する。
 また、充電コネクタ310および車両インレット270の嵌合が不完全であるために、充電コネクタ310が車両インレット270にロックされていない状態(以下、半嵌合状態とも称す)では、リミットスイッチ312がオンしている。そのため、パイロット信号CPLTの電位は、規定の電位V1をCCID330内の抵抗素子R1および充電コネクタ310内のプルダウン抵抗R6によって分圧した電位に低下する。
 なお、充電コネクタ310が半嵌合状態でないにも拘らず、上述したパイロット信号CPLTの電位の低下が生じている場合には、リミットスイッチ312がオン固着(オン状態で溶着している)していると判断できる。
 さらに、CCID330から電圧が供給されていないときには、コントロールパイロット線L1には電位が発生せず、パイロット信号CPLTの電位が接地レベルとなる。この場合には、ECU170内では、CPU508が電圧発生回路514を駆動して(すなわち、制御信号CHKをHレベルに切換えることにより)、コントロールパイロット線L1に電圧を発生させる。これにより、図8に示すように、その要因を切り分けることが可能となる。
 図8には、電圧発生回路514のスイッチSW4がオンされたときのパイロット信号CPLTの電位と充電制御装置の状態との関係が示される。なお、スイッチSW4は、CPU508からのHレベルの制御信号CHKを受けてオンされる。
 図8を参照して、スイッチSW4がオンされて電源ノード510の電圧V4がコントロールパイロット線L1に供給されると、充電リッド280が閉状態である場合には、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4とプルアップ抵抗R4と接地線L2に接続されるプルダウン抵抗R7とによって定まる電位となる。
 これに対して、プラグ320と電源コンセント400とが接続されていない場合には、CCID330内のバイパス用のスイッチ612がオンされるため、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4とプルアップ抵抗R4とCCID330内の抵抗素子R1とによって定まる電位となる。
 また、コントロールパイロット線L1が車両アース512に短絡(GND短絡)していれば、パイロット信号CPLTの電位は接地レベルとなる。
 これに対して、パイロット信号CPLTの電位が電源ノード510の電圧V4と同レベルである場合、すなわち、パイロット信号CPLTに電圧降下が生じていない場合には、さらに、CPU508は、Hレベルの制御信号S2を出力することにより、抵抗回路502のスイッチSW3をオンさせる。これにより、その要因を切り分けることができる。
 詳細には、充電リッド280が開状態である場合には、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4とプルアップ抵抗R4と抵抗回路502のプルダウン抵抗R3とによって定まる電位となる。その一方で、コントロールパイロット線L1が断線していれば、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4と同レベルを維持する。
 したがって、CPU508は、コントロールパイロット線L1を介して通信されるパイロット信号CPLTの電位を監視し、パイロット信号CPLTの電位を図7および図8に示す関係に照らし合わせることにより、充電ケーブル300の接続状態およびコントロールパイロット線L1の状態を検出することができる。また、充電コネクタ310が半嵌合状態であるときに、電動車両の充電制御が開始されるのを防止することができる。
 このように、本実施の形態1では、電動車両の充電に関して規格化されている信号を利用して充電ケーブルの接続状態およびコントロールパイロット線の状態を検出することにより、これらの状態を検出するための専用配線の設置が不要となる。この結果、充電コネクタおよび車両インレットに収容する回路規模が大きくなるのを回避することができる。
 [実施の形態1の変形例]
 図9は、本実施の形態1の変形例に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。図9を参照して、本変形例に従う充電制御装置は、図6に示した充電制御装置と比較して、CCID330に代えて、CCID330Aを含む点で異なる。
 CCID330Aにおいて、発振器602は、電圧センサ604(図2)によって検出されるパイロット信号CPLTの電位が規定の電位V1(たとえば12V)近傍のときは非発振の信号を出力する。CCID330Aは、発振器602をバイパスしてコントロールパイロット線L1を形成するためのスイッチ612を含まない点において、図6におけるCCID330とは異なる。
 このような構成としたことにより、本変形例に従う充電制御装置では、CPU508が、パイロット信号CPLTの電位を監視することにより、図10および図11に示されるような状態を検出することが可能となる。
 図10および図11は、図9のCPU508により検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。図10には、電圧発生回路514のスイッチSW4がオフであり、かつ、抵抗回路502のスイッチSW2がオフであるときのパイロット信号CPLTの電位と充電制御装置の状態との関係が示され、図11には、電圧発生回路514のスイッチSW4がオンされたときのパイロット信号CPLTの電位と充電制御装置の状態との関係が示される。
 このうち、図10に示す関係は、図7に示す関係と同じである。そして、図10においても、CCID330Aから電圧が供給されていないときには、コントロールパイロット線L1には電位が発生せず、パイロット信号CPLTの電位が接地レベルとなる。この場合には、ECU170内では、CPU508が電圧発生回路514を駆動して(すなわち、制御信号CHKをHレベルに切換えることにより)、コントロールパイロット線L1に電圧を発生させる。これにより、図11に示すように、その要因を切り分けることが可能となる。
 図11を参照して、スイッチSW4がオンされて電源ノード510の電圧V4がコントロールパイロット線L1に供給されると、充電リッド280が閉状態である場合には、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4とプルアップ抵抗R4と接地線L2に接続されるプルダウン抵抗R7とによって定まる電位となる。
 これに対して、コントロールパイロット線L1が車両アース512に短絡(GND短絡)していれば、パイロット信号CPLTの電位は接地レベルとなる。
 また、パイロット信号CPLTの電位が電源ノード510の電圧V4と同レベルである場合、すなわち、パイロット信号CPLTに電圧降下が生じていない場合には、さらに、CPU508は、Hレベルの制御信号S2を出力することにより、抵抗回路502のスイッチSW3をオンさせる。これにより、その要因を切り分けることができる。
 詳細には、充電リッド280が開状態である場合には、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4とプルアップ抵抗R4と抵抗回路502のプルダウン抵抗R3とによって定まる電位となる。その一方で、コントロールパイロット線L1が断線していれば、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4と同レベルを維持する。もしくは、プラグ320と電源コンセント400とが接続されていない場合には、CCID330Aのパイロット信号CPLTを出力する端子がハイインピーダンス状態となるため、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4と同レベルを維持する。
 したがって、本変形例に従う充電制御装置においても、CPU508が、コントロールパイロット線L1を介して通信されるパイロット信号CPLTの電位を監視し、パイロット信号CPLTの電位を図10および図11に示す関係に照らし合わせることにより、充電ケーブル300の接続状態およびコントロールパイロット線L1の状態を検出することができる。また、充電コネクタ310が半嵌合状態であるときに、電動車両の充電制御が開始されるのを防止することができる。
 [実施の形態2]
 実施の形態1では、車両インレット270に充電リッド280の開閉状態に応じて接続を切換える切換回路272を設け、パイロット信号CPLTの電位に基づいて充電リッド280の開閉状態を検出する構成した。その一方で、充電リッド280を手動操作により開閉するものとした場合には、電動車両の充電制御装置を図12のような構成とすることも可能である。
 図12は、本実施の形態2に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。
 図12を参照して、本実施の形態2に従う充電制御装置は、図6に示した充電制御装置と比較して、車両インレット270に代えて、車両インレット270Aを含む点で異なる。
 車両インレット270Aは、コントロールパイロット線L1から分岐された信号線L3を含む。抵抗回路502は、信号線L3と車両アース512に接続される接地線L2との間に接続される。
 図13は、図12のCPU508により検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。
 図13を参照して、電圧発生回路514のスイッチSW4がオフであり、かつ、抵抗回路502のスイッチSW2がオフであるときには、外部電源402と電動車両10とが接続されているとき、すなわち、プラグ320と電源コンセント400とが接続され、かつ、充電コネクタ310と車両インレット270とが接続されているときには、パイロット信号CPLTの電位は、規定の電位V1となる。
 これに対して、充電コネクタ310が半嵌合状態である場合には、パイロット信号CPLTの電位は、規定の電位V1をCCID330内の抵抗素子R1および充電コネクタ310内のプルダウン抵抗R6によって分圧した電位に低下する。
 なお、充電コネクタ310が半嵌合状態でないにも拘らず、上述したパイロット信号CPLTの電位の低下が生じている場合には、リミットスイッチ312がオン固着していると判断できる。
 さらに、CCID330から電圧が供給されていないときには、コントロールパイロット線L1には電位が発生せず、パイロット信号CPLTの電位が接地レベルとなる。この場合には、ECU170内では、CPU508がHレベルの制御信号CHKを出力することにより、電圧発生回路514のスイッチSW4をオンさせてコントロールパイロット線L1に電圧を発生させる。
 次に、スイッチSW4がオンされて電源ノード510の電圧V4がコントロールパイロット線L1に供給されると、プラグ320と電源コンセント400とが接続されていない場合には、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4とプルアップ抵抗R4とCCID330内の抵抗素子R1とによって定まる電位となる。
 また、コントロールパイロット線L1が車両アース512に短絡(GND短絡)していれば、パイロット信号CPLTの電位は接地レベルとなる。
 これに対して、パイロット信号CPLTの電位が電源ノード510の電圧V4と同レベルである場合、すなわち、パイロット信号CPLTに電圧降下が生じていない場合には、さらに、CPU508は、Hレベルの制御信号S2を出力することにより、抵抗回路502のスイッチSW3をオンさせる。このとき、コントロールパイロット線L1が断線していれば、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4と同レベルを維持する。その一方で、充電コネクタ310と車両インレット270Aとが接続されていない場合には、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4とプルアップ抵抗R4と抵抗回路502のプルダウン抵抗R3とによって定まる電位となる。
 したがって、図12に示す充電制御装置の構成においても、CPU508は、コントロールパイロット線L1を介して通信されるパイロット信号CPLTの電位を監視し、パイロット信号CPLTの電位を図13に示す関係に照らし合わせることにより、充電ケーブル300の接続状態およびコントロールパイロット線L1の状態を検出することができる。
 [実施の形態2の変形例]
 図14は、本実施の形態2の変形例に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。図14を参照して、本変形例に従う充電制御装置は、図12に示した充電制御装置と比較して、CCID330に代えて、CCID330Aを含む点で異なる。
 CCID330Aにおいて、発振器602は、電圧センサ604(図2)によって検出されるパイロット信号CPLTの電位が規定の電位V1(たとえば12V)近傍のときは非発振の信号を出力する。CCID330Aは、発振器602をバイパスしてコントロールパイロット線L1を形成するためのスイッチ612を含まない点において、図12におけるCCID330とは異なる。
 このような構成としたことにより、本変形例に従う充電制御装置では、CPU508が、パイロット信号CPLTの電位を監視することにより、図15に示されるような状態を検出することが可能となる。
 図15は、図14のCPU508により検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。
 図15を参照して、電圧発生回路514のスイッチSW4がオフであり、かつ、抵抗回路502のスイッチSW2がオフであるときには、外部電源402と電動車両10とが接続されているとき、すなわち、プラグ320と電源コンセント400とが接続され、かつ、充電コネクタ310と車両インレット270とが接続されているときには、パイロット信号CPLTの電位は、規定の電位V1となる。
 これに対して、充電コネクタ310が半嵌合状態である場合には、パイロット信号CPLTの電位は、規定の電位V1をCCID330A内の抵抗素子R1および充電コネクタ310内のプルダウン抵抗R6によって分圧した電位に低下する。
 なお、充電コネクタ310が半嵌合状態でないにも拘らず、上述したパイロット信号CPLTの電位の低下が生じている場合には、リミットスイッチ312がオン固着していると判断できる。
 さらに、CCID330Aから電圧が供給されていないときには、コントロールパイロット線L1には電位が発生せず、パイロット信号CPLTの電位が接地レベルとなる。この場合には、ECU170内では、CPU508がHレベルの制御信号CHKを出力することにより、電圧発生回路514のスイッチSW4をオンさせてコントロールパイロット線L1に電圧を発生させる。
 次に、スイッチSW4がオンされて電源ノード510の電圧V4がコントロールパイロット線L1に供給されると、コントロールパイロット線L1が車両アース512に短絡(GND短絡)していれば、パイロット信号CPLTの電位は接地レベルとなる。
 これに対して、パイロット信号CPLTの電位が電源ノード510の電圧V4と同レベルである場合、すなわち、パイロット信号CPLTに電圧降下が生じていない場合には、さらに、CPU508は、Hレベルの制御信号S2を出力することにより、抵抗回路502のスイッチSW3をオンさせる。このとき、コントロールパイロット線L1が断線していれば、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4と同レベルを維持する。もしくは、プラグ320と電源コンセント400とが接続されていない場合には、CCID330Aのパイロット信号CPLTを出力する端子がハイインピーダンス状態となるため、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4と同レベルを維持する。
 その一方で、充電コネクタ310と車両インレット270Aとが接続されていない場合には、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4とプルアップ抵抗R4と抵抗回路502のプルダウン抵抗R3とによって定まる電位となる。
 したがって、本変形例に従う充電制御装置においても、CPU508が、コントロールパイロット線L1を介して通信されるパイロット信号CPLTの電位を監視し、パイロット信号CPLTの電位を図15に示す関係に照らし合わせることにより、充電ケーブル300の接続状態およびコントロールパイロット線L1の状態を検出することができる。
 [実施の形態3]
 図16は、本実施の形態3に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。
 図16を参照して、本実施の形態3に従う充電制御装置は、図6に示した充電制御装置と比較して、車両インレット270に代えて、車両インレット270Bを含む点で異なる。
 車両インレット270Bは、コントロールパイロット線L1と接地線L2との間に直列に接続されたスイッチ274およびプルダウン抵抗R7を含む。スイッチ274は、充電リッド280の開閉状態に応じてオン/オフが制御される。具体的には、スイッチ274は、充電リッド280が閉成されたときにオンされ、コントロールパイロット線L1と接地線L2とを電気的に接続する。一方、充電リッド280が開成されると、スイッチ274はオフされ、コントロールパイロット線L1と接地線L2とを電気的に分離する。
 このようにコントロールパイロット線L1と接地線L2との間には、ロックボタン712の操作および充電リッド280の開閉状態に応じてそれぞれオン/オフされる複数のスイッチが並列に接続されている。そのため、パイロット信号CPLTの電位は、充電コネクタ310の接続状態および充電リッド280の開閉状態に応じて変化する。CPU508は、パイロット信号CPLTの電位を監視することにより、これらの状態を検出する。
 図17は、図16のCPU508により検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。
 図17を参照して、電圧発生回路514のスイッチSW4がオフであるときには、外部電源402と電動車両10とが接続されているとき、すなわち、プラグ320と電源コンセント400とが接続され、かつ、充電コネクタ310と車両インレット270Bとが接続されているときには、パイロット信号CPLTの電位は、規定の電位V1となる。
 これに対して、充電コネクタ310が半嵌合状態である場合には、パイロット信号CPLTの電位は、規定の電位V1をCCID330内の抵抗素子R1および充電コネクタ310内のプルダウン抵抗R6によって分圧した電位に低下する。
 なお、充電コネクタ310が半嵌合状態でないにも拘らず、上述したパイロット信号CPLTの電位の低下が生じている場合には、リミットスイッチ312がオン固着していると判断できる。
 また、充電リッド280が開状態であるにも拘らず、パイロット信号CPLTの電位が規定の電圧V1をCCID330内の抵抗素子R1および車両インレット270B内のプルダウン抵抗R7によって分圧した電位に低下している場合には、スイッチ274がオン固着していると判断できる。
 さらに、CCID330から電圧が供給されていないときには、コントロールパイロット線L1には電位が発生せず、パイロット信号CPLTの電位が接地レベルとなる。この場合には、ECU170内では、CPU508がHレベルの制御信号CHKを出力することにより、電圧発生回路514のスイッチSW4をオンさせてコントロールパイロット線L1に電圧を発生させる。
 次に、スイッチSW4がオンされて電源ノード510の電圧V4がコントロールパイロット線L1に供給されると、充電リッド280が閉状態であるときには、スイッチ274がオンされているため、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4とプルアップ抵抗R4と車両インレット270B内のプルダウン抵抗R7とによって定まる電位となる。
 これに対して、充電リッド280が開状態であるときには、スイッチ274がオフされているため、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4と同レベルとなる。
 なお、充電リッド280が閉状態であるにも拘らず、パイロット信号CPLTの電位が電源ノード510の電圧V4と同レベルである場合には、コントロールパイロット線L1が断線していると判断できる。
 また、スイッチSW4がオンされて電源ノード510の電圧V4がコントロールパイロット線L1に供給されてからも、パイロット信号CPLTの電位が接地レベルとなる場合には、コントロールパイロット線L1が車両アース512に短絡(GND短絡)していると判断できる。一方、プラグ320と電源コンセント400とが接続されていない場合には、CCID330内のバイパス用のスイッチ612がオンされるため、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4とプルアップ抵抗R4とCCID330内の抵抗素子R1とによって定まる電位となる。
 以上のように、図16に示す充電制御装置の構成においても、CPU508は、コントロールパイロット線L1を介して通信されるパイロット信号CPLTの電位を監視し、パイロット信号CPLTの電位を図17に示す関係に照らし合わせることにより、充電ケーブル300の接続状態およびコントロールパイロット線L1の状態を検出することができる。
 [実施の形態3の変形例]
 図18は、本実施の形態3の変形例に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。図18を参照して、本変形例に従う充電制御装置は、図16に示した充電制御装置と比較して、CCID330に代えて、CCID330Aを含む点で異なる。なお、CCID330Aは、発振器602をバイパスしてコントロールパイロット線L1を形成するためのスイッチ612を含まない点において、図16におけるCCID330とは異なる。
 このような構成としたことにより、本変形例に従う充電制御装置では、CPU508が、パイロット信号CPLTの電位を監視することにより、図19に示されるような状態を検出することが可能となる。
 図19は、図18のCPU508により検出される充電制御装置の状態を説明するための図である。
 図19を参照して、電圧発生回路514のスイッチSW4がオフであるときには、外部電源402と電動車両10とが接続されているとき、すなわち、プラグ320と電源コンセント400とが接続され、かつ、充電コネクタ310と車両インレット270Bとが接続されているときには、パイロット信号CPLTの電位は、規定の電位V1となる。
 これに対して、充電コネクタ310が半嵌合状態である場合には、パイロット信号CPLTの電位は、規定の電位V1をCCID330A内の抵抗素子R1および充電コネクタ310内のプルダウン抵抗R6によって分圧した電位に低下する。
 なお、充電コネクタ310が半嵌合状態でないにも拘らず、上述したパイロット信号CPLTの電位の低下が生じている場合には、リミットスイッチ312がオン固着していると判断できる。
 また、充電リッド280が開状態であるにも拘らず、パイロット信号CPLTの電位が規定の電圧V1をCCID330内の抵抗素子R1および車両インレット270B内のプルダウン抵抗R7によって分圧した電位に低下している場合には、スイッチ274がオン固着していると判断できる。
 さらに、CCID330から電圧が供給されていないときには、コントロールパイロット線L1には電位が発生せず、パイロット信号CPLTの電位が接地レベルとなる。この場合には、ECU170内では、CPU508がHレベルの制御信号CHKを出力することにより、電圧発生回路514のスイッチSW4をオンさせてコントロールパイロット線L1に電圧を発生させる。
 次に、スイッチSW4がオンされて電源ノード510の電圧V4がコントロールパイロット線L1に供給されると、充電リッド280が閉状態であるときには、スイッチ274がオンされているため、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4とプルアップ抵抗R4と車両インレット270B内のプルダウン抵抗R7とによって定まる電位となる。
 これに対して、充電リッド280が開状態であるときには、スイッチ274がオフされているため、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4と同レベルとなる。
 なお、充電リッド280が閉状態であるにも拘らず、パイロット信号CPLTの電位が電源ノード510の電圧V4と同レベルである場合には、コントロールパイロット線L1が断線していると判断できる。もしくは、プラグ320と電源コンセント400とが接続されていない場合には、CCID330Aのパイロット信号CPLTを出力する端子がハイインピーダンス状態となるため、パイロット信号CPLTの電位は、電源ノード510の電圧V4と同レベルを維持する。
 また、スイッチSW4がオンされて電源ノード510の電圧V4がコントロールパイロット線L1に供給されてからも、パイロット信号CPLTの電位が接地レベルとなる場合には、コントロールパイロット線L1が車両アース512に短絡(GND短絡)していると判断できる。
 なお、上述した実施の形態3では、車両インレット270B内のスイッチ274が充電リッド280の開閉状態に応じてオン/オフされる構成について説明したが、CPU508から出力される制御信号に従ってオン/オフが制御されるように構成してもよい。この場合、スイッチ274は、充電コネクタ310および車両インレット270Bの接続が検出されるまではCPU508からの制御信号によってオンされ、充電コネクタ310および車両インレット270Eの接続が検出されるとCPU508からの制御信号によってオフされるように構成される。そして、スイッチ274がオンされているときにコントロールパイロット線L1に発生する電位に基づき、CPU508は、コントロールパイロット線L1の断線や短絡を検出することができる。
 [実施の形態4]
 実施の形態4では、実施の形態1に従う充電制御装置に、蓄電装置の充電の実行状態を表示するための点灯装置を取付ける。この点灯装置の電源は、既存の配線を利用し供給する。
 図20は、本実施の形態4に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。
 図20を参照して、本実施の形態4に従う充電制御装置は、図6に示した充電制御装置と比較して、車両インレット270に代えて、車両インレット270Cを含む点で異なる。
 車両インレット270Cは、コントロールパイロット線L1と接地線L2との間に直列に接続された切換回路272と、プルダウン抵抗R7と、点灯装置W1とを含む。点灯装置W1は、信号線L3上に設けられる。点灯装置W1は、たとえば発光ダイオード素子を用いたランプにより構成され、点灯/点滅/消灯の状態を表示する。
 このような構成としたことにより、充電リッド280が閉状態のときには、切換回路272がI側に制御されるため、コントロールパイロット線L1と点灯装置W1とが電気的に分離される。よって、点灯装置W1が消灯する。一方で、充電リッド280が開成されると、切換回路272がII側に制御されるため、コントロールパイロット線L1と点灯装置W1とが接続される。
 このとき、抵抗回路502では、パイロット信号CPLTの電位を操作する手段として、充電コネクタ310および車両インレット270Cの接続が検出されたタイミング以降においてはスイッチSW2がオンされている(図4参照)。したがって、点灯装置W1は、信号線L3を介してパイロット信号CPLTの電位を受けて点灯する。なお、パイロット信号CPLTの電位は、蓄電装置の非充電時には接地レベルに低下するため、点灯装置W1は消灯する。すなわち、点灯装置W1は、蓄電装置の充電の実行状態を表示する表示部として機能する。このように電動車両の充電に関して規格化されているパイロット信号CPLTを利用して点灯装置W1を点灯させることにより、点灯装置用の専用電源や専用配線の設置が不要となる。この結果、車両インレットに収容する回路規模が大きくなるのを回避することができる。
 なお、上述したパイロット信号CPLTを利用して点灯装置W1を点灯させる構成は、実施の形態2に従う充電制御装置にも適用することができる。図21は、実施の形態4に従う電動車両の充電制御装置のその他の構成を示す回路図である。図21を参照して、本実施の形態4の変形例に従う充電制御装置は、図12に示した充電制御装置と比較して、車両インレット270Aに代えて、車両インレット270Dを含む点で異なる。車両インレット270Dは、コントロールパイロット線L1から分岐された信号線L3と、信号線L3上に設けられた点灯装置W1とを含む。
 このような構成としたことにより、点灯装置W1は、充電コネクタ310および車両インレット270Dの接続が検出されたことに応じて抵抗回路502のスイッチSW2がオンされると、これ以降においてパイロット信号CPLTの電位を受けて点灯する。すなわち、点灯装置W1は、蓄電装置の充電の実行状態を表示する表示部として機能する。
 [実施の形態5]
 実施の形態5では、電動車両の夜間での充電をサポートするために、実施の形態1に従う充電制御装置に、充電コネクタに照明用の点灯装置を取付ける。この点灯装置の電源は、既存の配線を利用し供給する。
 図22は、本実施の形態5に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。
 図22を参照して、本実施の形態4に従う充電制御装置は、図6に示した充電制御装置と比較して、充電コネクタ310に代えて、充電コネクタ310Aを含む点で異なる。
 充電コネクタ310Aは、コントロールパイロット線L1と接地線L2との間に直列に接続されたリミットスイッチ312、プルダウン抵抗R6および点灯装置W2を含む。
 このような構成としたことにより、充電コネクタ310Aにおいては、ロックボタン712がリリース状態のとき、すなわち、充電コネクタ310Aが車両インレット270にロックされていないときに、リミットスイッチ312がオンされるため、パイロット信号CPLTの電位を受けて点灯装置W2が点灯する。なお、点灯装置W2は、充電コネクタ310Aの接続部713(図5)が接続する方向と同じ方向を照らすように設けられている。そのため、点灯装置W2は、車両インレット270を照らす照明として機能する。
 なお、このパイロット信号CPLTを利用して点灯装置W2を点灯させる構成は、実施の形態2および実施の形態3に従う充電制御装置にも適用することができる。図23および図24には、実施の形態5に従う電動車両の充電制御装置のその他の構成が示される。これらの構成においては、充電コネクタ310Aが車両インレット270A(または270B)にロックされていないときに、パイロット信号CPLTの電位を受けて点灯装置W2が点灯する。
 このようにパイロット信号CPLTを利用して点灯装置W2を点灯させることにより、照明用の専用電源や専用配線を設けることなく、夜間の充電開始時の充電コネクタを車両インレットに接続する作業が容易となる。
 また、本実施の形態3に従う充電制御装置において、上述したように、車両インレット270B内のスイッチ274のオン/オフをCPU508から出力される制御信号によって制御する構成とした場合には、図25に示すように、当該制御信号を通信するための信号線上に点灯装置を設けることができる。
 図25は、本実施の形態5の変形例に従う電動車両の充電制御装置の構成を示す回路図である。図25を参照して、本実施の形態5の変形例に従う充電制御装置は、図18に示した充電制御装置と比較して、車両インレット270Bに代えて、車両インレット270Cを含む点で異なる。
 車両インレット270Cにおいて、スイッチ274は、CPU508からの制御信号によりオン/オフされる。具体的には、制御信号を通信するための信号線L4は、スイッチ274の駆動コイル(図示せず)に接続される。スイッチ274は、信号線L4を介して駆動コイルに制御信号としての作動電流が流れるとオフするように構成される。そして、この信号線L4上には、点灯装置W1が設けられる。点灯装置W1は、この作動電流を受けて点灯する。すなわち、点灯装置W1は、スイッチ274がオフされているとき、すなわち、充電コネクタ310および車両インレット270Cが接続されているときに点灯する。これにより、点灯装置W1は、蓄電装置の充電の実行状態を表示する表示部として機能する。
 なお、上述した各実施の形態では、充電ケーブルの中間部にCCIDを設けたが、中間部でなくてもよく、電動車両に接続する充電コネクタとCCIDとが一体化されていても良いし、外部電源に接続するプラグとCCIDとが一体化されていても良い。
 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。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、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。
 この発明は、充電ケーブルおよび電動車両の充電システムに適用することができる。
 10 電動車両、130 車輪、150 蓄電装置、160 電力変換器、180 モータ駆動装置、182 電圧センサ、190 リレー、270,270A~270D 車両インレット、272 切換回路、274 スイッチ、280 充電リッド、300 充電ケーブル、310,310A 充電コネクタ、312 リミットスイッチ、320 プラグ、332 CCIDリレー、334 コントロールパイロット回路、340,340a,340b 電線部、400 電源コンセント、402 外部電源、502 抵抗回路、504 入力バッファ、510 電源ノード、512 車両アース、514 電圧発生回路、602 発振器、604 電圧センサ、606 電磁コイル、608 漏電検出器、610 CCID制御部、612 スイッチ、650 電圧センサ、660 電流センサ、712 ロックボタン、713 接続部、ACL1,ACL2 電力線、L1 コントロールパイロット線、L2 接地線、L3,L4 信号線、R1 抵抗素子、R2,R3,R6,R7 プルダウン抵抗、R4 プルアップ抵抗、SW1~SW4 スイッチ、W1,W2 点灯装置。

Claims (11)

  1.  電動車両(10)に搭載された蓄電装置(150)を車両外部の電源(402)から充電可能に構成された電動車両の充電制御装置であって、
     前記電源(402)を前記電動車両(10)に接続するための充電ケーブル(300)と、
     前記電動車両(10)に設けられ、前記充電ケーブル(300)を接続可能に構成された充電口(270)と、
     前記電動車両(10)に設けられ、前記充電ケーブル(300)から送信される、前記電動車両(10)に供給される電力の情報を示すコントロール信号を受信する制御装置(170)とを備え、
     前記充電ケーブル(300)は、
     前記充電口(270)に接続可能に構成された充電コネクタ(310)と、
     前記電源(402)に接続可能に構成されたプラグ(320)と、
     前記充電コネクタ(310)および前記プラグ(320)の間に設けられた電線部(340)とを含み、
     前記電線部(340)は、
     前記電源(402)から前記電動車両(10)へ電力を供給するための電力線(ACL1,ACL2)と、
     前記コントロール信号を通信するための制御線(L1)と、
     車両アースに接続される接地線(L2)とを含み、
     前記制御装置(170)は、前記制御線(L1)に電圧を供給可能に構成され、前記制御線(L1)への電圧供給の有無に応じた前記コントロール信号の電位に基づいて、前記充電ケーブル(300)の接続状態および前記制御線(L1)の状態を検出する、電動車両の充電制御装置。
  2.  前記充電コネクタ(310)は、
     前記充電コネクタ(310)を前記充電口(270)にロックするためのロックボタン(712)と、
     前記ロックボタン(712)のリリース状態において前記制御線(L1)と前記接地線(L2)とを電気的に接続し、前記ロックボタンのロック状態において前記制御線(L1)と前記接地線(L2)とを電気的に分離するように構成された第1のスイッチ(312)を含み、
     前記制御装置(170)は、前記制御線(L1)に電圧を供給していないときの前記コントロール信号の電位に基づいて、前記充電コネクタ(310)の接続状態を検出する、請求の範囲第1項に記載の電動車両の充電制御装置。
  3.  前記制御装置(170)は、前記制御線(L1)に電圧を供給していないときに前記コントロール信号の電位が発生していないことが検出されると、前記制御線(L1)に電圧を供給するように構成され、前記制御線(L1)に電圧を供給したときの前記コントロール信号の電位に基づいて、前記制御線(L1)の前記車両アースへの短絡を検出する、請求の範囲第2項に記載の電動車両の充電制御装置。
  4.  前記充電ケーブル(300)は、
     前記コントロール信号を生成して前記制御線(L1)に出力可能に構成された充電装置(602)と、
     前記プラグ(320)が前記電源(402)に接続されていないときに、前記充電装置(602)をバイパスして前記制御線(L1)を形成するように構成された第2のスイッチ(612)とをさらに含み、
     前記制御装置(170)は、前記制御線(L1)に電圧を供給したときの前記コントロール信号の電位に基づいて、前記制御線(L1)の断線および前記プラグ(320)の接続状態を検出する、請求の範囲第3項に記載の電動車両の充電制御装置。
  5.  前記電動車両(10)に搭載され、前記制御線(L1)に接続されることにより前記制御線(L1)の電位を変更可能に構成された抵抗回路(502)をさらに備え、
     前記制御装置(170)は、前記制御線(L1)に電圧を供給していないときに前記コントロール信号の電位が発生していないことが検出されると、前記制御線(L1)に電圧を供給するように構成され、前記制御線(L1)に電圧を供給したときの、前記制御線(L1)への前記抵抗回路(502)の接続の有無に応じた前記コントロール信号の電位に基づいて、前記制御線(L1)の車両アースへの短絡および前記充電コネクタ(310)の接続状態を検出する、請求の範囲第1項に記載の電動車両の充電制御装置。
  6.  前記充電ケーブル(300)は、
     前記コントロール信号を生成して前記制御線(L1)に出力可能に構成された充電装置(602)と、
     前記プラグ(320)が前記電源(402)に接続されていないときに、前記充電装置(602)をバイパスして前記制御線(L1)を形成するように構成された第2のスイッチ(612)とをさらに含み、
     前記制御装置(170)は、前記制御線(L1)に電圧を供給したときの、前記制御線(L1)への前記抵抗回路(502)の接続の有無に応じた前記コントロール信号の電位に基づいて、前記制御線(L1)の断線および前記プラグ(320)の接続状態をさらに検出する、請求の範囲第5項に記載の電動車両の充電制御装置。
  7.  前記電動車両(10)に設けられ、前記充電口(270)を格納する開口部をさらに備え、
     前記充電口(270)は、前記開口部の蓋(280)の閉状態において前記制御線(L1)と前記接地線(L2)とを電気的に接続し、前記蓋(280)の開状態において前記制御線(L1)と前記接地線(L2)とを電気的に分離する第3のスイッチ(274)を含み、
     前記制御装置(170)は、前記制御線(L1)に電圧を供給していないときに前記コントロール信号の電位が発生していないことが検出されると、前記制御線(L1)に電圧を供給するように構成され、前記制御線(L1)に電圧を供給したときの前記コントロール信号の電位に基づいて、前記蓋(280)の開閉状態をさらに検出する、請求の範囲第1項に記載の電動車両の充電制御装置。
  8.  前記電動車両(10)に設けられ、前記制御線(L1)に接続されることにより前記制御線(L1)の電位を変更可能に構成された抵抗回路(502)と、
     前記電動車両(10)に設けられ、前記充電口(270)を格納する開口部とをさらに備え、
     前記充電口(270)は、前記開口部の蓋(280)の閉状態において前記制御線(L1)と前記接地線(L2)と電気的に接続し、前記蓋(280)の開状態において前記制御線(L1)と前記抵抗回路(502)とを電気的に接続するように構成された切換回路(272)を含み、
     前記制御装置(170)は、前記制御線(L1)への電圧供給の有無に応じた前記コントロール信号の電位に基づいて、前記蓋(280)の開閉状態および前記切換回路(272)の故障をさらに検出する、請求の範囲第1項に記載の電動車両の充電制御装置。
  9.  前記充電ケーブル(300)は、
     前記コントロール信号を生成して前記制御線(L1)に出力可能に構成された充電装置(602)と、
     前記プラグ(320)が前記電源(402)に接続されていないときには、前記充電装置(602)をバイパスして前記制御線(L1)を形成するように構成された第2のスイッチ(612)とをさらに含み、
     前記制御装置(170)は、前記制御線(L1)に電圧を供給したときの前記コントロール信号の電位に基づいて、前記制御線(L1)の前記車両アースへの短絡および断線ならびに前記プラグ(320)の接続状態を検出する、請求の範囲第8項に記載の電動車両の充電制御装置。
  10.  前記充電口(270)は、前記コントロール信号に応じて駆動可能な第1の点灯装置(W1)をさらに含む、請求の範囲第1項から第9項のいずれか1項に記載の電動車両の充電制御装置。
  11.  前記充電コネクタ(310)は、前記コントロール信号に応じて駆動可能な第2の点灯装置(W2)をさらに含む、請求の範囲第1項から第9項のいずれか1項に記載の電動車両の充電制御装置。
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