JP2010166679A - Charging system of electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動車両の充電システムに関し、特に、電動車両内の充電用電力線の異常検出に関する。 The present invention relates to a charging system for an electric vehicle, and more particularly to detection of abnormality of a charging power line in the electric vehicle.
電動車両は、蓄電装置(たとえば二次電池やキャパシタなど)を搭載し、当該蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する。電動車両は、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などを含む。 An electric vehicle is equipped with a power storage device (for example, a secondary battery or a capacitor), and travels using a driving force generated from electric power stored in the power storage device. The electric vehicle includes, for example, an electric vehicle, a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, and the like.
近年では、これらの電動車両に搭載される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。これにより、たとえばハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。特に、各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。 In recent years, a technique for charging a power storage device mounted on these electric vehicles with a commercial power source having high power generation efficiency has been proposed. Thereby, for example, it can be expected to improve the fuel consumption efficiency of the hybrid vehicle. In particular, a technique for charging a power storage device mounted on an electric vehicle by a commercial power source (for example, a supply source having a relatively low voltage such as 100 V or 200 V) supplied to each home is attracting attention.
このように、電動車両の外部電源による充電に際しては、充電用電力線で短絡が発生すると、回路内に過電流が流れることによって機器の故障等につながるため、充電用電力線の異常を予め検出することが重要である。 In this way, when charging with an external power source of an electric vehicle, if a short circuit occurs in the charging power line, an overcurrent flows in the circuit, leading to equipment failure and the like, so that an abnormality in the charging power line is detected in advance. is important.
特開平9−189736号公報(特許文献1)では、自動車用電源供給装置において、主電源分配線と平行に、一端側が主電源側に接続され他方端側が制御装置に接続された断線検知器を配置し、車両内部の電源供給線の断線や故障箇所の発見を容易にする技術が開示されている。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-189736 (Patent Document 1), in a power supply device for an automobile, a disconnection detector in which one end side is connected to the main power supply side and the other end side is connected to the control device in parallel with the main power distribution line. A technique for disposing and facilitating the discovery of a disconnection of a power supply line inside a vehicle and a fault location is disclosed.
車両外部から充電が可能な電動車両の充電システムにおいて、車両内部の電力線が断線または短絡が発生した場合、外部からの充電ができなくなる。さらに、電力線の短絡が発生した場合には、充電の際に過電流が流れてしまい、充電器などの充電システム用機器などの故障の原因となってしまう可能性がある。 In a charging system for an electric vehicle that can be charged from the outside of the vehicle, if the power line inside the vehicle is disconnected or short-circuited, charging from the outside cannot be performed. Furthermore, when a short circuit of the power line occurs, an overcurrent flows during charging, which may cause a failure of a charging system device such as a charger.
また、万一電力線の短絡が発生した場合に、充電ケーブル側に設置された漏電検出器によって、過電流を防止することも可能であるが、充電ケーブルの定格電流が、車両側の電力線の定格電流よりも大きいときには、漏電検出器での保護が不可能な場合がある。 In the unlikely event that a short circuit occurs in the power line, it is possible to prevent an overcurrent by using a leakage detector installed on the charging cable side. However, the rated current of the charging cable is the rating of the power line on the vehicle side. When the current is larger than the current, it may be impossible to protect the leakage detector.
上記特許文献1は、車両に搭載された電源供給装置の電源供給線の異常検出に関する技術であり、外部からの電力を伝達する充電用電力線の異常検出をすることについては指摘されていない。
The above-mentioned
本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、電動車両の充電システムにおいて、車両内部の充電用電力線の異常を検出することである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and is to detect an abnormality in a charging power line inside a vehicle in a charging system for an electric vehicle.
本発明の電動車両の充電システムは、車両に搭載され、外部電源から供給される電力により、車両に搭載された蓄電装置を充電するための充電装置と、充電装置と外部電源に接続するために車両に設けられた接続部とに接続され、接続部から充電装置へ電力を伝達するための電力線対と、充電装置を制御するための第1の制御装置とを備えている。そして、第1の制御装置は、接続部から電力線対に試験信号を印加するように構成された信号印加部と、電力線対に印加された試験信号を、電力線対の充電装置側の接続端において検出するように構成された信号検出部と、試験信号と信号検出部により検出された検出信号とに基づいて、電力線対の異常の有無を検出するように構成された異常検出部とを含んでいる。 A charging system for an electric vehicle according to the present invention is mounted on a vehicle and charged with a power supplied from an external power source to charge a power storage device mounted on the vehicle, and connected to the charging device and the external power source. A power line pair is connected to a connection portion provided in the vehicle and transmits power from the connection portion to the charging device, and a first control device is provided to control the charging device. The first control device includes a signal applying unit configured to apply a test signal from the connection unit to the power line pair, and a test signal applied to the power line pair at the connection end of the power line pair on the charging device side. A signal detection unit configured to detect, and an abnormality detection unit configured to detect the presence or absence of abnormality of the power line pair based on the test signal and the detection signal detected by the signal detection unit Yes.
上記電動車両の充電システムによれば、車両内部の充電電力を伝達する電力線対に対し、外部電源との接続部から充電装置に向けて試験信号を印加するとともに、その信号を電力線対の他方端にて検出・比較することによって、車両内部の電力線の断線および短絡などの異常の有無を検出することが可能となる。 According to the charging system for an electric vehicle, a test signal is applied to a charging device from a connection portion with an external power source to a power line pair that transmits charging power inside the vehicle, and the signal is applied to the other end of the power line pair. By detecting and comparing at, it is possible to detect the presence or absence of abnormality such as disconnection or short circuit of the power line inside the vehicle.
好ましくは、電動車両の充電システムは、接続部を保護するために、車両に設けられた開閉可能な保護蓋と、信号印加部によって試験信号が印加される配線部とをさらに備えている。そして、上記配線部は、保護蓋が閉状態において電力線対と接続され、保護蓋が開状態において電力線対と非接続となるように、保護蓋に設置されている。さらに、信号印加部は、上記保護蓋が閉じられた状態において、上記配線部を介して接続部から電力線対へ試験信号を印加する。 Preferably, the charging system for an electric vehicle further includes an openable / closable protective lid provided on the vehicle and a wiring portion to which a test signal is applied by the signal applying portion in order to protect the connection portion. The wiring portion is installed on the protective lid so that the protective lid is connected to the power line pair when the protective lid is closed, and is disconnected from the power line pair when the protective lid is open. Furthermore, the signal application unit applies a test signal from the connection unit to the power line pair via the wiring unit in a state where the protective cover is closed.
このような構成とすることで、保護蓋が閉じられた状態、すなわち充電をおこなっていない状態において、車両内部の電力線に対して試験信号を印加することができ、電力線の異常検出をすることができる。 By adopting such a configuration, a test signal can be applied to the power line inside the vehicle in a state where the protective lid is closed, that is, in a state where charging is not performed, and abnormality of the power line can be detected. it can.
また、好ましくは、本充電システムは、外部電源と接続部とを接続する充電ケーブルをさらに備える。そして、充電ケーブルは、充電ケーブルが接続部および外部電源に接続された状態において、信号印加部と相互に信号の授受が可能に構成された第2の制御装置を含んでいる。そして、信号印加部は、充電ケーブルが接続部および外部電源に接続された状態において、充電ケーブルを介して電力線対に試験信号を印加するための信号出力指令を第2の制御装置に出力し、第2の制御装置は、その信号出力指令に従って充電ケーブルを介して電力線対に印加する試験信号を発生する。 Preferably, the charging system further includes a charging cable for connecting the external power source and the connection unit. The charging cable includes a second control device configured to be able to exchange signals with the signal applying unit in a state where the charging cable is connected to the connection unit and the external power source. The signal applying unit outputs a signal output command for applying a test signal to the power line pair via the charging cable to the second control device in a state where the charging cable is connected to the connecting unit and the external power source, The second control device generates a test signal to be applied to the power line pair via the charging cable in accordance with the signal output command.
このような構成とすることで、充電ケーブルを接続した状態においても、車両内部の電力線の異常検出をすることができる。さらに、充電ケーブルを介して試験信号を印加することによって、充電ケーブルの断線および短絡などの異常の有無も検出することが可能となる。 With such a configuration, it is possible to detect abnormality of the power line inside the vehicle even when the charging cable is connected. Furthermore, by applying a test signal via the charging cable, it is possible to detect the presence or absence of abnormality such as disconnection or short circuit of the charging cable.
本発明によれば、電動車両の充電システムにおいて、車両内部の充電用電力線の異常を検出することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the charging system of an electric vehicle, abnormality of the charge power line inside a vehicle can be detected.
以下において、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<実施の形態1>
図1は、本実施の形態1に従う、電動車両100の充電システムの概略図である。なお、電動車両100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100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。
<
FIG. 1 is a schematic diagram of a charging system for electrically powered vehicle 100 according to the first embodiment. Note that the configuration of the electric vehicle 100 is not particularly limited as long as the electric vehicle 100 can travel with electric power from a power storage device that can be charged by an external power source. Electric vehicle 100 includes, for example, a hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell vehicle.
図1を参照して、電動車両100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、車両外部からの電力を蓄電装置150に充電するための充電装置160と、電動車両100のボディーに設けられた車両インレット270と、電動車両100の充電装置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。
Referring to FIG. 1, electrically powered vehicle 100 includes an
また、電動車両100は、充電を実施しないときに、車両インレット270を保護するための保護蓋として機能する、開閉可能な充電リッド280と、充電リッド280の開閉を検出するための検出スイッチ180とを備える。検出スイッチ180は、充電リッド280を閉じることにより、接点が接続される。なお、図1においては、車両インレット270に充電ケーブル300が接続された状態が示されており、充電リッド280は開状態となっている。
Electric vehicle 100 also has an openable and
充電装置160は、電力線PWR−H,PWR−C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。また、充電ケーブル300側から出力されるケーブル接続信号PISWおよびパイロット信号CPLT、そして充電ケーブル300側のCCID制御部600との通信信号COM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。
The
充電装置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PWR−H,PWR−C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。
ECU170は、CPU(Central Processing Unit)508と、いずれも図示されない記憶装置および入出力バッファとを含み、各センサの入力や各機器への制御指令の出力を行なうとともに、電動車両100および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウエア(電子回路)で構築して処理することも可能である。 ECU 170 includes a CPU (Central Processing Unit) 508, a storage device and an input / output buffer, both of which are not shown, and performs input of each sensor and output of control commands to each device, as well as electric vehicle 100 and each device. Take control. Note that these controls are not limited to processing by software, and can be constructed and processed by dedicated hardware (electronic circuit).
CPU508は、入出力部510と、信号印加部520と、異常検出部530と、信号検出部540とを含む。
入出力部510は、充電ケーブル300のCCID制御部600に対して、制御信号(CPLT,PISW,COM)の入出力を行なう。信号印加部520は、検出スイッチ180により検出される充電リッド280の閉信号CLを受ける。そして、信号印加部520は、充電リッド280が閉じられていることが検知されると、充電リッド280に設置され車両インレット270に接続されるテスト用配線TEST−H,TEST−Cに対して、電力線PWR−H,PWR−Cの異常検出を行なうための試験信号を印加する。また、信号印加部520は、上記試験信号を印加した情報を、異常検出部530に出力する。
Input /
信号検出部540は、電力線PWR−H,PWR−Cの充電装置160側の接続端にて、信号印加部520により印加された試験信号を検出し、その検出した検出信号を異常検出部530に出力する。
The
異常検出部530は、信号印加部520および信号検出部540から入力された試験信号および検出信号の比較に基づいて、電力線PWR−H,PWR−Cに断線もしくは短絡が発生していないかを判定する。そして、異常検出部530は、上記断線,短絡などの異常の有無の信号を充電装置160や図示しない運転席フロントパネルの表示装置などに出力し、操作者へガイダンスを行なう。
The
なお、図1においては、ECU170は充電装置160と別個の装置とする構成としているが、本ECU170の機能を、充電装置160の内部に備える構成としてもよい。
In FIG. 1,
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
充電ケーブル300は、外部電源402(たとえば系統電源)の電源コンセント400と充電ケーブル300の外部電源側のプラグ320により接続される。また、電動車両100のボディーに設けられた車両インレット270と充電ケーブル300の車両側の充電コネクタ310とが接続され、車両外部電源402から電動車両100への充電が行なわれる。
Charging cable 300 connects between vehicle-
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(図示しない)が設けられ、車両インレット270と充電コネクタ310を接続することにより、リミットスイッチは閉じられる。そして、リミットスイッチが閉じられることにより、ケーブル接続信号PISWがECU170に入力される。
A limit switch (not shown) for detecting the connection of the charging
CCID330は、CCIDリレー332と、CCID制御部600とを含む。CCIDリレー332は、充電ケーブル300の電源線AC−H,AC−Cに設けられる。CCIDリレー332は、CCID制御部600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100へ電力の供給が可能になる。
CCID制御部600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と制御信号(CPLT,PISW,COM)の入出力を行なう。
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CCID制御部600に加えて、電磁コイル606を含む。また、CCID制御部600は、コントロールパイロット回路334と統括制御部610とを含み、さらに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。
FIG. 2 is a diagram for explaining the charging mechanism shown in FIG. 1 in more detail. Referring to FIG. 2,
統括制御部610は、いずれも図示しないが、CPU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の充電動作の制御を行なう。
Although not shown, the
また、統括制御部610は、電動車両100側のCPU508と通信により、相互に制御信号の授受を行なう。
The
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する。そして、発振器602は、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。この時、パイロット信号CPLTのパルス幅は、外部電源402から充電ケーブル300を介して電動車両100へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。そして、周期Tに対するパルス幅の比で示されるデューティーによって、ECU170に対して定格電流が通知される。
そして、コントロールパイロット回路334は、ECU170が定格電流を検出してパイロット信号CPLTの電位を規定の電位V3(たとえば6V)近傍に低下させたことを検知すると、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。
一方、車両側において、ECU170は、抵抗回路502と、入力バッファ504,506とをさらに含む。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も、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。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。
On the other hand, on the vehicle side,
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、CPU508においてパイロット信号CPLTのデューティーによって定格電流が検出され、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がオンされる。これにより、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。
This
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。
Thus, by operating the potential of pilot signal CPLT using
入力バッファ504は、コントロールパイロット線L1のパイロット信号CPLTを受け、その受けたパイロット信号CPLTをCPU508へ出力する。入力バッファ506は、充電コネクタ310のリミットスイッチ312に接続される信号線L3からケーブル接続信号PISWを受け、その受けたケーブル接続信号PISWをCPU508へ出力する。なお、信号線L3にはECU170から電圧がかけられており、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312がオンすることによって信号線L3の電位は接地レベルとなる。すなわち、ケーブル接続信号PISWは、充電コネクタ310が車両インレット270に接続されているときL(論理ロー)レベルとなり、非接続時はH(論理ハイ)レベルとなる信号である。
CPU508は、ケーブル接続信号PISWおよびパイロット信号CPLTに基づいて外部電源402と電動車両100との接続を判定する。具体的には、CPU508は、入力バッファ506から受けるケーブル接続信号PISW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。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。
CPU508は、ケーブル接続信号PISWに基づき車両インレット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が発振器602によって発振される。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100へ供給可能な定格電流を検出する。
When the connection between the
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、充電装置160に対して充電開始の信号を出力し、蓄電装置150への充電が実行される。
When the rated current is detected, the
次に、パイロット信号CPLTの電位変化を図3を用いて説明する。図3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。 Next, the potential change of pilot signal CPLT will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a timing chart of pilot signal CPLT and switches SW1 and SW2 at the start of charging.
図2および図3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。
2 and 3, at time t1, when plug 320 of charging cable 300 is connected to
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、パイロット信号CPLTの電位はV1(たとえば12V)であり、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V1に変化することを検出することにより、統括制御部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。
At time t1, charging
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、ケーブル接続信号PISWに基づいて充電コネクタ310と車両インレット270との接続が検出される。それに応じて、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。
When charging
パイロット信号CPLTの電位がV2に低下することにより、統括制御部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t3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。
By reducing the potential of pilot signal CPLT to V2,
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t4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。
When pilot signal CPLT is in an oscillating state,
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CCID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。
When the potential of pilot signal CPLT drops to V3, a current is supplied from
次に、電力線PWR−H,PWR−Cの異常検出の詳細について説明する。
図4には、充電リッド280を閉じたときの回路の状態が示される。図4を参照して、充電リッド280が閉状態にされると、充電リッド280によって検出スイッチ180の接点が接続される。また、充電リッド280に設置されたテスト用配線TEST−H,TEST−Cが、車両インレット270のPWR−HおよびPWR−Cに接続される。
Next, details of abnormality detection of the power lines PWR-H and PWR-C will be described.
FIG. 4 shows the state of the circuit when the charging
そして、信号印加部520は、充電リッド280の閉信号CLが入力されたことを検出すると、テスト用配線TEST−H,TEST−Cを介して電力線PWR−H,PWR−Cに対して、試験信号を交互に印加する。なお、試験信号は、たとえば一定時間間隔の電圧パルス信号などを用いることができる。
When the
印加された試験信号は、電力線PWR−H,PWR−Cの充電装置160側の接続端にて信号検出部540にて検出される。そして、印加された試験信号と上記の検出信号を比較することにより、異常検出部530で異常の有無が判定される。
The applied test signal is detected by the
なお、上記の試験信号の印加については、充電リッド280が閉状態となっている間、常時印加してもよいし、充電リッド280を閉状態にしたタイミング時に一定時間だけ印加することとしてもよい。また、一定の時間間隔(たとえば、1時間毎)で間欠的に印加することとしてもよい。
The test signal may be applied at all times while the charging
次に、図5〜7により、上記の信号印加部520により印加された試験信号と、信号検出部540により検出された検出信号とによる、異常検出部530での異常判定の手法を説明する。
Next, a method for determining an abnormality in the
図5には、正常時の試験信号と検出信号の状態が示される。電力線PWR−H,PWR−Cが正常であれば、テスト用配線TEST−Hに試験信号としてたとえば図5のような電圧パルスを印加した場合には、試験信号印加中に電力線PWR−Hのみで同様の電圧パルス信号が検出されることになる。一方、テスト用配線TEST−Cに試験信号を印加した場合には、電力線PWR−Cのみで同様の信号が検出される。 FIG. 5 shows the state of the test signal and the detection signal at the normal time. If the power lines PWR-H and PWR-C are normal, for example, when a voltage pulse as shown in FIG. 5 is applied as a test signal to the test wiring TEST-H, only the power line PWR-H is applied during the test signal application. A similar voltage pulse signal is detected. On the other hand, when a test signal is applied to the test wiring TEST-C, a similar signal is detected only by the power line PWR-C.
このように、試験信号印加中に、該当の電力線の充電装置160側の接続端のみにおいて、同様の信号が検出される場合は、電力線PWR−H,PWR−Cは正常と判定することができる。
Thus, when a similar signal is detected only at the connection end of the
次に図6には、電力線PWR−Hが断線している場合の信号の状態が示される。電力線PWR−Hが断線している場合には、電力線PWR−Cでは試験信号印加中に同様の信号が信号検出部540により検出されるが、電力線PWR−Hにおいては試験信号印加中であっても、断線のために信号検出部540により信号が検出されない。
Next, FIG. 6 shows a signal state when the power line PWR-H is disconnected. When the power line PWR-H is disconnected, a similar signal is detected by the
このように、印加した試験信号に対して、信号検出部540にて信号が検出されない場合には、当該電力線が断線していると判定することができる。なお、電力線RWR−Cのみが断線している場合には、反対に電力線PWR−H側のみ信号検出され、電力線RWR−Cでは試験信号が検出されないことになる。
Thus, when the signal is not detected by the
図7には、電力線PWR−H,PWR−Cが短絡している場合の検出信号の状態が示される。両者が短絡している場合は、図7のように、テスト用配線TEST−H,TEST−Cのどちらか一方に試験信号を印加すると、電力線PWR−H,PWR−Cの両方で試験信号が検出されることになる。 FIG. 7 shows the state of the detection signal when the power lines PWR-H and PWR-C are short-circuited. When both are short-circuited, as shown in FIG. 7, when a test signal is applied to one of the test wirings TEST-H and TEST-C, the test signal is transmitted to both the power lines PWR-H and PWR-C. Will be detected.
このように、一方の試験信号の印加によって、両方の電力線で試験信号が検出される場合には、電力線PWR−H,PWR−Cが短絡していると判断することができる。 Thus, when a test signal is detected on both power lines by applying one test signal, it can be determined that the power lines PWR-H and PWR-C are short-circuited.
以上のように、信号印加部520により、テスト用配線TEST−H,TEST−Cに交互に試験信号を印加するとともに、試験信号印加中の信号検出部540で検出される検出信号の状態を異常検出部530で比較することにより、電力線PWR−H,PWR−Cの断線および短絡を検出することができる。
As described above, the
そして、電力線PWR−H,PWR−Cの異常が検出された場合には、ECU170は、異常信号を充電装置160または表示装置(図示せず)等に出力することによって、操作者に対して異常であることを知らせる。また、ECU170は、異常検出時に、図2で説明したパイロット信号CPLTを制御することによって、充電ケーブル300が接続された場合であっても、CCIDリレー332をオンしないようにして、充電が行われないようにすることができる。
If an abnormality in the power lines PWR-H and PWR-C is detected, the
以上のような構成とすることで、電動車両の充電システムにおいて、車両内部の充電用電力線の異常を検出することができる。 With the configuration as described above, in the charging system for an electric vehicle, it is possible to detect an abnormality in the charging power line inside the vehicle.
<実施の形態2>
実施の形態1では、充電リッド280を閉状態にしているときに、電力線PWR−H,PWR−Cの異常を判定することとしたが、次に説明する実施の形態2においては、充電ケーブル300が外部電源402および電動車両100に接続された状態で、充電開始前に異常判定を行なう手法について説明する。
<
In the first embodiment, the abnormality of the power lines PWR-H and PWR-C is determined when the charging
再び図1を参照して、実施の形態2では、CCID制御部600から充電ケーブル300の電源線AC−H,AC−Cに試験信号を出力するためのテスト用配線が接続される。そして、ECU170は、パイロット信号CPLTによって、充電ケーブル300が車両インレット270に接続されたことを検出すると、信号印加部520により、入出力部510を介して、CCID制御部600に対して試験信号の印加指令を出力する。
Referring to FIG. 1 again, in the second embodiment, test wiring for outputting a test signal from
CCID制御部600は、信号印加部520からの上記の試験信号の印加指令に応じて、実施の形態1での試験信号同様に、充電ケーブル300の電源線AC−H,AC−Cに対して交互に試験信号を印加する。これにより、充電ケーブル300を介して電動車両100側の電力線PWR−H,PWR−Cに試験信号を印加することができる。
The
次に、図8を用いて、パイロット信号CPLTと異常判定による充電禁止の手法について説明する。なお、図8の上段は、図3で説明したパイロット信号CPLTの電位変化を示すタイミングチャートと同様である。 Next, a method of prohibiting charging by pilot signal CPLT and abnormality determination will be described with reference to FIG. 8 is the same as the timing chart showing the potential change of pilot signal CPLT described in FIG.
図8を参照して、充電ケーブル300が、外部電源402および車両インレット270に接続されると、CCID制御部600は、時刻t1においてパイロット信号CPLTの電位をV1に設定する。
Referring to FIG. 8, when charging cable 300 is connected to
ECU170は、パイロット信号CPLTの電位がV1となったことを検出すると、信号印加部520から、上記の試験信号の印加指令を、CCID制御部600に対して出力する。
When the
CCID制御部600は、CPU508からの試験信号の出力指令に対応して、図8の下段に示すように、電源線AC−H,AC−Cを介して、電力線PWR−H,PWR−Cに対して試験信号を交互に印加する。そして、CPU508は、信号印加部520による上記印加指令と信号検出部540で検出される検出信号を比較することにより、実施の形態1と同様に、電力線PWR−H,PWR−Cの異常の有無を判断する。
In response to the test signal output command from the
上記の異常判断において、電力線PWR−H,PWR−Cの異常が検出されなかった場合には、ECU170は、時刻t2において、CPU508によってスイッチSW2がオンされて、パイロット信号CPLTの電位がV2に低下される。その後は、図3で説明した手順に従ってパイロット信号CPLTの電位が制御され、充電が開始される(図8中のW10)。
If no abnormality is detected in the power lines PWR-H and PWR-C in the above abnormality determination, the
一方、電力線PWR−H,PWR−Cの異常が検出された場合には、ECU170はスイッチSW2をオンせず、パイロット信号CPLTの電位がV1のままとなる(図8中のW20)。このように、パイロット信号CPLTの電位を制御することによって、充電を禁止することができる。
On the other hand, when an abnormality is detected in power lines PWR-H and PWR-C,
なお、この実施の形態2においては、充電ケーブル300のCCID330から試験信号を印加するため、電動車両100の電力線PWR−H,PWR−Cの異常だけでなく、充電ケーブル300の電源線AC−H,AC−Cの断線および短絡についてもさらに検出することが可能となる。
In the second embodiment, since a test signal is applied from
なお、本実施の形態における電力線PWR−H,PWR−Cは、本発明による「電力線対」に対応する。また、ECU170は、本発明による「第1の制御装置」に対応し、CCID制御部600は、本発明による「第2の制御装置」に対応する。また、車両インレット270は、本発明による「接続部」に対応し、充電リッド280は、本発明による「保護蓋」に対応する。さらに、テスト用配線TEST−H,TEST−Cは、本発明による「配線部」に対応する。
The power lines PWR-H and PWR-C in the present embodiment correspond to “power line pairs” according to the present invention. The
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て特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 電動車両、150 蓄電装置、160 充電装置、170 ECU、180 検出スイッチ、270 車両インレット、280 充電リッド、300 充電ケーブル、310 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、504,506 入力バッファ、510 入出力部、512 車両アース、520 信号印加部、530 異常検出部、540 信号検出部、600 CCID制御部、602 発振器、604 電圧センサ、606 電磁コイル、610 統括制御部、660 電流センサ、AC−H,AC−C 電源線、L1 コントロールパイロット線、L3 信号線、PWR−H,PWR−C 電力線、SW1,SW2 スイッチ、TEST−H,TEST−C テスト用配線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Electric vehicle, 150 Power storage device, 160 Charging device, 170 ECU, 180 Detection switch, 270 Vehicle inlet, 280 Charging lid, 300 Charging cable, 310 Charging connector, 312 Limit switch, 320 plug, 332 CCID relay, 334
Claims (3)
前記充電装置と、前記外部電源に接続するために前記車両に設けられた接続部とに接続され、前記接続部から前記充電装置へ、前記電力を伝達するための電力線対と、
前記充電装置を制御するための第1の制御装置とを備え、
前記第1の制御装置は、
前記接続部から前記電力線対に試験信号を印加するように構成された信号印加部と、
前記電力線対に印加された前記試験信号を、前記電力線対の前記充電装置側の接続端において検出するように構成された信号検出部と、
前記試験信号と、前記信号検出部により検出された検出信号とに基づいて、前記電力線対の異常の有無を検出するように構成された異常検出部とを含む、電動車両の充電システム。 A charging device for charging a power storage device mounted on the vehicle with electric power mounted on the vehicle and supplied from an external power source;
A pair of power lines connected to the charging device and a connecting portion provided in the vehicle for connection to the external power source, and for transmitting the power from the connecting portion to the charging device;
A first control device for controlling the charging device;
The first control device includes:
A signal applying unit configured to apply a test signal from the connection unit to the power line pair;
A signal detection unit configured to detect the test signal applied to the power line pair at a connection end of the power line pair on the charging device side; and
A charging system for an electric vehicle, comprising: an abnormality detection unit configured to detect the presence / absence of abnormality of the power line pair based on the test signal and a detection signal detected by the signal detection unit.
前記信号印加部によって前記試験信号が印加される配線部とをさらに備え、
前記配線部は、前記保護蓋が閉状態において前記電力線対と接続され、前記保護蓋が開状態において前記電力線対と非接続となるように、前記保護蓋に設置され、
前記信号印加部は、前記保護蓋が閉じられた状態において、前記配線部を介して前記接続部から前記電力線対へ前記試験信号を印加する、請求項1に記載の電動車両の充電システム。 An openable and closable protective lid provided on the vehicle to protect the connecting portion;
A wiring unit to which the test signal is applied by the signal applying unit;
The wiring portion is installed on the protective lid so that the protective lid is connected to the power line pair in a closed state, and the protective lid is disconnected from the power line pair in an open state,
2. The electric vehicle charging system according to claim 1, wherein the signal applying unit applies the test signal from the connection unit to the power line pair via the wiring unit in a state where the protective cover is closed. 3.
前記充電ケーブルは、
前記充電ケーブルが前記接続部および前記外部電源に接続された状態において、前記信号印加部と相互に信号の授受が可能に構成された第2の制御装置を含み、
前記信号印加部は、前記充電ケーブルが前記接続部および前記外部電源に接続された状態において、前記充電ケーブルを介して前記電力線対に前記試験信号を印加するための信号出力指令を、前記第2の制御装置に出力し、
前記第2の制御装置は、前記信号出力指令に従って、前記充電ケーブルを介して前記電力線対に印加するための前記試験信号を発生する、請求項1または請求項2に記載の電動車両の充電システム。 The charging cable further includes a charging cable for connecting the external power source and the connecting portion.
A second control device configured to be able to exchange signals with the signal applying unit in a state where the charging cable is connected to the connecting unit and the external power source;
The signal applying unit outputs a signal output command for applying the test signal to the power line pair via the charging cable in a state where the charging cable is connected to the connecting unit and the external power source. Output to the control unit
The electric vehicle charging system according to claim 1 or 2, wherein the second control device generates the test signal to be applied to the power line pair via the charging cable in accordance with the signal output command. .
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