JP2008296669A - ハイブリッド自動車の充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車載の情報通信路の断線等の影響を極力受けないようにして、蓄電装置の外部電源による充電系の異常を表示できるようにする。
【解決手段】充電器１４の充電関連情報を、情報通信路１８ｃを通ってインジケータ１９に送るとともに、情報通信路１８ｄを通り電池ＥＣＵ７を介してインジケータ１９に送り、インジケータ１９により、情報通信路１８ｃが断線等しても少なくとも情報通信路１８ｄから送られてくる充電関連情報を受信し、情報通信路１８ｄが断線等しても少なくとも情報通信路１８ｃから送られてくる前記充電関連情報を受信し、それらの断線等の影響を極力受けないようにして、受信した充電関連情報に基づき、誤りなく外部電源による充電系の異常を表示する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ハイブリッド自動車のモータの駆動電源としてのバッテリ等の蓄電装置を外部電源で充電する充電装置に関し、詳しくは、その充電系の異常の検出、表示に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車は、車両走行用のエンジン及びモータを備えるとともに、そのモータの駆動電源として、バッテリ（２次電池）、電気二重層コンデンサ（キャパシタ）等の充電可能な蓄電装置を備える。

さらに、前記蓄電装置が外部電源によって充電可能な場合、ハイブリッド自動車は、周知の電気自動車と同様に充電器が搭載され、充電時には、その充電ケーブルが外部電源に着脱自在に接続される。

ところで、前記電気自動車にあっては、充電器等の回路の破損防止等を図るため、充電器の電圧を監視して充電系の異常を監視検出することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−２９８５０２号公報（段落［０００６］−［０００７］、［００１２］−［００２１］、図１、図２）

前記した蓄電装置が外部電源によって充電可能なハイブリッド自動車においても、充電器の故障等に基づく充電系の異常を監視して検出することは、ドライバ等にいわゆる異常報知を行なう上で重要であるだけでなく、整備工場の作業者等にとっても車両の異常個所を迅速に把握等する上で重要である。

そこで、この種のハイブリッド自動車においても、前記電気自動車のように充電器の電圧を監視し、その監視検出結果として、充電系の異常情報を蓄電装置の充電関連情報として形成し、表示等することが考えられる。

一方、外部電源による蓄電装置の充電機能は、当初からハイブリッド自動車に搭載してもよいが、いわゆるオプションの後付け機能とすることも考えられる。

そして、蓄電装置の充電機能を後付け機能とすることも考慮すると、充電器や充電ケーブル等の充電系の異常は充電器のＥＣＵにより監視して検出し、その検出結果の前記充電関連情報を、ＣＡＮ等の車載ＬＡＮの情報通信路を利用してダッシュボード等の各種状態表示のインジケータに送り、このインジケータにより、蓄電装置の状態監視のＥＣＵが蓄電装置の充電状態として監視検出した充電量等を表示するとともに前記充電関連情報に基づく充電系異常を表示することが考えられる。

この場合、既設の車載の情報通信路（車載ＬＡＮ）や蓄電装置の状態監視のＥＣＵ、インジケータを活用することにより、後付けが簡単かつ安価に行なえる構成でハイブリッド自動車の外部電源による充電系の異常表示が実現する。

しかしながら、上記のように構成した場合、前記車載ＬＡＮの充電関連情報を伝送する情報通信路に断線等の異常が発生すると、充電系は正常であるにもかかわらず、前記インジケータが誤って充電関連情報を受信したり、前記インジケータが受信中の充電関連情報が途絶えたりし、前記インジケータに充電系の異常が誤って表示されたり、その表示が消えたりする。

そのため、前記インジケータの充電系の異常の表示の有無からは、充電系異常を誤りなく把握することができない問題が生じる。

本発明は、車載の情報通信路の断線等の影響を極力受けないようにして、蓄電装置の外部電源による充電系の異常を表示し得るようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のハイブリッド自動車の充電装置は、車両走行用のエンジン及びモータと、該モータの駆動電源としての充電可能な蓄電装置と、該蓄電装置の充電状態を監視する蓄電装置監視手段と、該蓄電装置監視手段の監視出力に基づいて前記蓄電装置の充電状態を表示する充電状態表示手段とを備えたハイブリッド自動の充電装置であって、外部電源により前記蓄電装置を充電するとともに、前記蓄電装置の充電系異常を示す充電関連情報を出力する充電器と、前記充電器の前記充電関連情報を前記充電状態表示手段に送信する第１通信路と、前記充電器の前記充電関連情報を、前記第１通信路とは異なる情報通信路であって、前記蓄電装置監視手段を介して前記充電状態表示手段に送信する第２通信路とを備え、前記充電状態表示手段は、前記充電関連情報を少なくとも前記第１通信路および前記第２通信路を含む異なる複数の情報通信路から受信可能であって、前記蓄電装置の充電状態表示に加えて前記充電関連情報を表示可能に構成されていることを特徴としている（請求項１）。

請求項１の発明によれば、充電器の充電関連情報が、第１通信路を通って充電状態表示手段に送られるとともに、第２通信路を通り蓄電装置監視手段を介して前記充電状態表示手段に送られる。

この場合、前記充電状態表示手段は、第１通信路が断線等しても、少なくとも第２通信路から送られてくる前記充電関連情報を受信可能である。また、第２通信路が断線等しても、少なくとも第１通信路から送られてくる前記充電関連情報を受信可能である。

すなわち、前記充電関連情報を前記充電状態表示手段に送る情報通信路が、少なくとも第１、第２通信路が形成する複数系統あるので、第１、第２通信路のいずれか一方が断線等しても、前記充電状態表示手段はその断線等の影響を極力受けないようにして、受信した充電関連情報に基づき、前記充電関連情報から誤りなく外部電源による充電系の異常を表示することができ、外部電源による充電の信頼性等が向上する。

さらに、前記充電状態表示手段は、断線等のない正常時は第１、第２通信路の両方から前記充電関連情報を受信し、それらの通信路のいずれかに断線等の異常が発生したときは、前記両通信路のうちの正常な一方のみから前記充電関連情報を受信することから、それらの別に基づき、両通信路の断線等の通信路の異常を認識することが可能であり、この認識に基づき、前記通信路の異常を、前記充電関連情報に基づく充電系の異常とは区別し得るように表示することもでき、この場合、前記充電状態表示手段の表示から、異常の種類（充電系の異常と通信路の異常）が分かる（識別できる）という利点もある。

また、この種のハイブリッド車であれば必ず設けられる手段であって充電中に必ず起動されて動作する前記蓄電装置監視手段及び前記充電状態表示手段を使用し、充電器の前記充電関連情報を、第１通信路を通って直接に前記充電状態表示手段に伝送し、前記蓄電装置監視手段を介し第２通信路を通って前記充電状態表示手段に伝送する構成であり、充電中は給電が停止されて停止状態になる車内の他の制御や処理の手段は介在しないので、容易かつ安価に実現することができる。しかも、前記蓄電装置監視手段を利用し、第２通信路をそれに接続するという極めて自然な構成であるので、この点からも容易に実現できる利点がある。

さらに、大幅な構成の変更は不要であり、ハイブリッド自動車に蓄電装置の充電機能を後付け機能として備える場合に好適である。

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、一実施形態について、図１〜図３にしたがって詳述する。

図１は本発明が適用されるハイブリッド自動車１のブロック図であり、同図の紙面の上、下がハイブリッド自動車１の前、後に対応する。図２は第１の通信路が断線異常時の図１の要部のブロック図、図３は図１のインジケータ表示例の説明図である。

図１のハイブリッド自動車１は、本発明の車両走行用のエンジン２及びモータ３が搭載され、それらの駆動力で走行する。

なお、エンジン２は、ドライバのエンジンスタート操作（イグニッションキー操作やプッシュスイッチ操作）により、スタータ４が補機バッテリ５の出力で瞬時駆動されることにより、始動（エンジンスタート）する。

また、補機バッテリ５は周知のこの種の補機バッテリと同様、例えば１２Ｖの２次電池からなり、ハイブリッド自動車１内のコンピュータ構成の後述のエンジンＥＣＵ６、電池ＥＣＵ７等を含む各種電装部品等を給電駆動する。

そして、エンジン２の駆動力はトランスミッション８を介して駆動軸左、右の前輪（駆動輪）１０Ｌ、１０Ｒに伝達される。

さらに、駆動軸９にはクラッチ機構１１が介挿され、このクラッチ機構１１は、伝達ギアや油圧クラッチ等を有する周知の構成である。

そして、モータ３の回転速度や車速、加減速度等から把握される車両走行状態にしたがってクラッチ機構１１がモータ３の出力軸を駆動軸９に接離する。この接離により、エンジンスタート後、車両走行状態に応じてモータ３が発生する駆動力も前輪１０Ｌ、１０Ｒに伝達され、ハイブリッド自動車１はモータ３の駆動力によっても走行する。

つぎに、ハイブリッド自動車１はモータ３の駆動電源を形成する本発明の蓄電装置１２を搭載する。この蓄電装置１２は、充電可能なバッテリ（２次電池）や電気二重層コンデンサ（キャパシタ）等からなり、その直流高電圧出力がインバータ１３で交流に変換され、インバータ１３の交流出力でモータ３が駆動される。

そして、本実施形態においては、蓄電装置１２は例えば１００Ｖのバッテリからなる。

蓄電装置１２の充電（蓄電）状態は、本発明の蓄電装置監視手段として蓄電装置１２が内蔵する電池ＥＣＵ７により、蓄電装置１２の電圧、電流等から監視して検出される。

また、蓄電装置１２に充電器１４の直流出力側が接続され、充電器１４の交流入力側は充電ケーブル１５を介して電源プラグ１６が接続される。

前記充電器１４は充電制御用の充電器ＥＣＵ１７を内蔵し、当初から、または、オプションの後付けにより、充電ケーブル１５等とともにハイブリッド自動車１に搭載される。

そして、充電ケーブル１５及び電源プラグ１６は、常時は充電器１４に接続された状態で車内に収納され、蓄電装置１２を外部電源で充電する際に車外に引き出されて電源プラグ１６が外部電源としての例えば１００Ｖの商用交流電源のコンセントに接離自在に接続される。

電源プラグ１６が前記商用交流電源のコンセントに接続される充電時、充電器ＥＣＵ１７は、例えば充電器１４の少なくとも交流入力側の電圧を監視し、充電開始操作によって交流入力側に規定の交流電圧が発生すると、充電器１４を所定の直流出力に制御して充電器１４から蓄電装置１２に充電用の高圧直流を給電する。

ところで、蓄電装置１２の充電中は、補機バッテリ５の電力で所要のＥＣＵ６、７、１７等を動作状態に保持し、電池ＥＣＵ７により前記したように蓄電装置１２の充電量を監視し、さらに、充電器ＥＣＵ１７により後述する充電系の異常を監視する。

この場合、蓄電装置１２の充電時間が長くなると、補機バッテリ５のバッテリ上がりを招来するおそれがある。

そこで、本実施形態においては、蓄電装置１２の充電中に、外部電源からの電力を利用し、充電器１４の低圧直流によって補機バッテリ５の充電も同時に行なう。このようにすることで、補機バッテリ５のバッテリ上がりが防止され、しかも、蓄電装置１２の充電が完了したときには、補機バッテリ５も満充電状態となるため、充電後の走行開始時等のエンジン２の発電負担等が低減される利点もある。

つぎに、蓄電装置１２を充電する際、前記充電器ＥＣＵ１７は、例えば、充電開始操作が発生しても充電器１４の交流入力側に定格電圧が発生しないことや、充電中に充電器１４の交流入力側の電圧が消失等することにより、外部電源から電源プラグ１６、充電ケーブル１５を介して充電器１４の交流入力側、直流出力側に至る充電系の回路故障や断線等の異常を監視して迅速に検出し、この充電系の異常の検出により、他のＥＣＵ６、７等とやりとりする後述の車載ＬＡＮにおける蓄電装置１２の充電関連情報のフラグをセットする。

つぎに、各ＥＣＵ６、７、１７等はＣＡＮ等の車載ＬＡＮにより、相互通信で蓄電装置１２の充電量、充電関連情報等の各種の監視結果の情報（フラグ）をやりとりする。

さらに、各ＥＣＵ６、７、１７等の監視結果は車載ＬＡＮの各情報通信路１８ａ、１８ｂ、１８ｃを通ってダッシュボード等に設けられた各種の状態表示用のインジケータ１９に伝送される。

インジケータ１９は、内蔵のＥＣＵにより、例えば、各ＥＣＵ６、７、１７等の監視結果を受信、表示処理し、それらの監視結果をメータやマークの点灯、点滅等で表示制御する。

そして、インジケータ１９が本発明の充電状態表示手段を形成し、電源プラグ１６が前記商用交流電源のコンセントに接続されると、例えば電源プラグ接続の監視情報の受信に基づき、図３の充電線接続マーク２０ａを点灯してその旨を表示する。

また、充電中は、情報通信路１８ｂを介した電池ＥＣＵ７の充電量の情報に基づいて図３の充電量メータ２０ｂの指針Ｓを移動し、蓄電装置１２の時々刻々の充電量を表示する。

さらに、充電器ＥＣＵ１７の充電関連情報については、つぎに説明するようにして受信、表示する。

まず、充電器ＥＣＵ１７の監視結果の充電関連情報（充電に関する異常を示す情報や正常を示す情報）については、本発明の第１通信路としての情報通信路１８ｃを通ってインジケータ１９に伝送すると同時に、本発明の第２通信路としての充電器ＥＣＵ１７と電池ＥＣＵ７との間の情報通信路１８ｄを通り、電池ＥＣＵ７を介し、情報通信路１８ｂからインジケータ１９に伝送する。

すなわち、充電器ＥＣＵ１７の充電関連情報は、少なくとも、情報通信路１８ｃを通ってインジケータ１９に至るルートと、それとは別の情報通信路１８ｄを通り、電池ＥＣＵ７を介して情報通信路１８ｂからインジケータ１９に至るルートとの異なる複数の情報通信路の系統でインジケータ１９に伝送する。

このようにすることで、情報通信路１８ｃ、１８ｄのいずれか一方が断線等しても、インジケータ１９は断線のない健全な他方のルートから充電器ＥＣＵ１７の監視結果の充電関連情報を確実に受信し、受信した充電関連情報に基づいて外部電源による蓄電装置１２の充電系の異常を表示することができる。

具体的には、図２に破線に示すように第１通信路としての情報通信路１８ｃが断線等したときには、充電器ＥＣＵ１７の充電関連情報が第２通信路としての情報通信路１８ｄを通り、電池ＥＣＵ７を介し、情報通信路１８ｂからインジケータ１９に伝送される。

そして、蓄電装置１２の充電中に蓄電装置１２の充電系の回路故障や断線等の異常が発生すると、インジケータ１９はそのＥＣＵにより、受信した充電関連情報に基づいて、図３の警告マーク２０ｃを点灯する。

したがって、第１、第２通信路である情報通信路１８ｃ、１８ｄのいずれか一方が断線等しても、インジケータ１９は、その断線等の影響を極力受けないようにして、受信した充電関連情報に基づき、充電系の回路故障や断線等の異常の発生を、警告マーク２０ｃを点灯して誤りなく表示することができ、充電の信頼性等が向上する。

また、前記充電関連情報は充電器ＥＣＵ１７だけでなく、伝送経路中の電池ＥＣＵ７にも記憶保持される。

そして、警告マーク２０ｃの点灯に気がついたドライバ等が、充電を中止してハイブリッド自動車１を修理工場等に持ち込む等すると、整備工場等の作業者は、充電器ＥＣＵ１７または電池ＥＣＵ７に保持された前記充電関連情報を専用のテスタ等で読み取って充電系の回路故障や断線等の異常の発生を迅速に把握し、修理等することができる。

ところで、インジケータ１９のＥＣＵは、情報通信路１８ｃ、１８ｄのいずれのルートにも断線等の通信路異常のない正常時は情報通信路１８ｃ、１８ｄの両方のルートから前記充電情報を受信し、いずれかのルートに断線等の通信路異常が発生すると、正常な一方のルートのみから前記充電関連情報を受信し、両方のルートに同時に断線等の通信路異常が発生すると、前記充電関連情報の受信不能になるため、前記充電関連情報を受信するルート数が変わることやルートが変ることによって、情報通信路１８ｃ、１８ｄに断線等（接続不良を含む）の通信路異常が発生したか否かを認識することが可能である。

そこで、本実施形態においては、情報通信路１８ｃ、１８ｄのルートのいずれかに通信路異常が発生し、インジケータ１９のＥＣＵが両ルートのうちのいずれか健全な一方のみから前記充電関連情報を受信するようになると、前記ＥＣＵは両ルートのいずれかに断線等の通信路異常が発生したことを認識し、例えば、次回電源プラグ１６をコンセントに接続したとき（充電開始時）に、警告マーク２０ｃを点灯してその旨を表示する。この表示からドライバ等は前記両ルートのいずれか一方が通信路異常であることが分かる。

さらに、本実施形態の場合、外部電源での蓄電装置１２の充電中に、充電線接続マーク２０ａのみが点灯していると、その表示からドライバ等は充電系及び通信路の両方が故障等なく正常であることが分かる。また、充電線接続マーク２０ａが消灯し、警告マーク２０ｃが点灯していると、その表示からドライバ等は充電系が異常であることが分かる。

すなわち、本実施形態の場合、ハイブリッド自動車１のドライバ等は、インジケータ１９の充電線接続マーク２０ａと警告マーク２０ｃの点灯、消灯の組合せから、充電系の異常と通信路異常との別（異常の種類の別）が分かる。本実施形態では、２ルートの複数が通信異常なのか、いずれか一方が通信異常なのかを表示していないが、インジケータ１９のＥＣＵはそれを判別している。なお、インジケータ１９に、通信路異常の数や、どの通信路が異常なのかを別のマークで表示するようにしてもよい。

そして、本来は車両走行時にだけ動作すればよいエンジンＥＣＵ６等でなく、この種のハイブリッド車であれば必ず設けられており、もともと蓄電装置１２の充電中に充電量監視のために動作する必要がある電池ＥＣＵ７及び、車載ＬＡＮを利用し、充電器ＥＣＵ１７の充電関連情報を複数のルートでインジケータ１９に伝送して充電系の異常を表示する構成であり、しかも、電池ＥＣＵ７に情報通信路１８ｄを接続する極めて自然な構成であるので、とくに、充電器１４等を後付けして蓄電装置１２の外部電源による充電機能を追加する場合に、エンジンＥＣＵ６等を充電時にも動作させるような構成の大幅な変更等なく、容易かつ安価に形成できる利点がある。

なお、充電器ＥＣＵ１７の充電関連情報の作成機能を電池ＥＣＵ７にも付加すると、充電器１４の不具合等により充電器ＥＣＵ１７では充電関連情報が得られなくなったときに、電池ＥＣＵ７により、充電器ＥＣＵ１７に代わって、充電系の回路故障や断線等の異常の発生を監視して検出し、その充電関連情報によりインジケータ１９に充電系の異常を表示することができ、一層信頼性等が向上する。

そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

例えば、情報通信路１８ｄを通るルートが、電池ＥＣＵ７を介し、エンジンＥＣＵ６、情報通信路１８ａを通ってインジケータ１９に至るルートであってもよい。

また、充電器ＥＣＵ１７の充電関連情報をインジケータ１９に伝送する系統としては、少なくとも、情報通信路１８ｃを通ってインジケータ１９に至るルートと、それとは別の情報通信路１８ｄを通り、電池ＥＣＵ７を介して情報通信路１８ｂからインジケータ１９に至るルートとを含む３系統以上の複数系統であってもよい。

さらに、インジケータ１９の表示方法等はどのようであってもよく、充電器１４等の構成やケーブル形状等もどのようであってもよい。また、外部電源が１００Ｖ以外の商用交流電源や専用の交流電源さらには直流電源であってもよい。

そして、本発明は、種々のハイブリッド自動車の充電装置に適用することができる。

本発明の一実施形態のハイブリッド自動車のブロック図である。 第１の通信路が断線異常時の図１の要部のブロック図である。 図１のインジケータ表示例の説明図である。

符号の説明

１ ハイブリッド自動車
２ エンジン
３ モータ
７ 電池ＥＣＵ
１２ 蓄電装置
１４ 充電器
１７ 充電器ＥＣＵ
１８ｃ、１８ｄ 情報通信路
１９ インジケータ

Claims (1)

1. 車両走行用のエンジン及びモータと、該モータの駆動電源としての充電可能な蓄電装置と、該蓄電装置の充電状態を監視する蓄電装置監視手段と、該蓄電装置監視手段の監視出力に基づいて前記蓄電装置の充電状態を表示する充電状態表示手段とを備えたハイブリッド自動車の充電装置であって、
   外部電源により前記蓄電装置を充電するとともに、前記蓄電装置の充電系異常を示す充電関連情報を出力する充電器と、
   前記充電器の前記充電関連情報を前記充電状態表示手段に送信する第１通信路と、
   前記充電器の前記充電関連情報を、前記第１通信路とは異なる情報通信路であって、前記蓄電装置監視手段を介して前記充電状態表示手段に送信する第２通信路とを備え、
   前記充電状態表示手段は、前記充電関連情報を少なくとも前記第１通信路および前記第２通信路を含む異なる複数の情報通信路から受信可能であって、前記蓄電装置の充電状態表示に加えて前記充電関連情報を表示可能に構成されていることを特徴とするハイブリッド自動車の充電装置。

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