充電システムおよび電動車両
【課題】充電器と電動車両との間の通電状態を正確に判定する。
【解決手段】電動車両のバッテリは定電流充電によって充電されている。充電器側の供給電圧Ｖｓにフィルタ処理を施した充電器側データＤｓが算出され、電動車両側の受給電圧Ｖｒにフィルタ処理を施した車両側データＤｒが算出される。充電器側データＤｓの上昇速度の変化に基づいて、充電器側データＤｓには基準点α１が設定される。同様に、車両側データＤｒの上昇速度の変化に基づいて、車両側データＤｒには基準点α２が設定される。そして、充電器と電動車両との間の絶縁不良等を判定する際には、基準点α１，α２に基づいて充電器側データＤｓと車両側データＤｒとの間の時間遅れＴが算出され、時間遅れＴに基づいて同期させた充電器側データＤｓと車両側データＤｒとが比較される。
【解決手段】電動車両のバッテリは定電流充電によって充電されている。充電器側の供給電圧Ｖｓにフィルタ処理を施した充電器側データＤｓが算出され、電動車両側の受給電圧Ｖｒにフィルタ処理を施した車両側データＤｒが算出される。充電器側データＤｓの上昇速度の変化に基づいて、充電器側データＤｓには基準点α１が設定される。同様に、車両側データＤｒの上昇速度の変化に基づいて、車両側データＤｒには基準点α２が設定される。そして、充電器と電動車両との間の絶縁不良等を判定する際には、基準点α１，α２に基づいて充電器側データＤｓと車両側データＤｒとの間の時間遅れＴが算出され、時間遅れＴに基づいて同期させた充電器側データＤｓと車両側データＤｒとが比較される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電システムおよび電動車両に関し、特に、充電器と電動車両との間の通電状態を判定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、動力源として電動モータを備える電動車両の開発が進められている。電動車両に搭載されるバッテリ等の蓄電デバイスを充電する際には、充電器から伸びる充電ケーブルが電動車両の充電口に接続される(例えば、特許文献１参照)。また、動力源としてエンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド型の電動車両においても、充電器によって蓄電デバイスを充電可能とした所謂プラグイン方式のハイブリッド型電動車両が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８３６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、充電器から電動車両に対する供給電力は高電圧かつ高容量であることから、漏電等を未然に防いで充電時の安全性を確保するためには、絶縁不良や充電ケーブルの断線等を監視する必要がある。絶縁不良等の監視方法としては、充電器側の供給電圧と電動車両側の受給電圧とを比較する方法や、充電器側の供給電流と電動車両側の受給電流とを比較する方法が挙げられる。供給電圧と受給電圧とが大きく乖離している場合や、供給電流と受給電流とが大きく乖離している場合には、電動車両以外にも電力が流れ込んでいることが想定されるため、絶縁不良等が発生していると判定されることになる。
【０００５】
このように絶縁不良等を検出する際には、電圧センサや電流センサから出力された電圧データや電流データを用いることになるが、これらのデータを利用する際には、移動平均処理等のフィルタ処理を施してノイズの影響を排除することが一般的である。しかしながら、フィルタ処理後の電圧データや電流データには時間遅れが生じていることから、単に充電器側と電動車両側とで電圧データ等を比較することは、絶縁不良等の誤判定を招く要因となっていた。すなわち、充電器側と電動車両側との遅れ時間に差が生じており、充電器側と電動車両側とのデータが同期していない場合には、絶縁不良等が発生していないにも拘わらず双方のデータが大きく乖離することや、絶縁不良等が発生しているにも拘わらず双方のデータが乖離しないことが考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、充電器と電動車両との間の通電状態が正常であるか否かを正確に判定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の充電システムは、充電器と電動車両とを充電ケーブルを介して接続し、前記電動車両に搭載される蓄電デバイスを充電する充電システムであって、前記充電器側の供給電圧、供給電流または供給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される供給側処理データに対し、前記供給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第１基準設定手段と、前記電動車両側の受給電圧、受給電流または受給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される受給側処理データに対し、前記受給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第２基準設定手段と、前記供給側処理データと前記受給側処理データとの基準点に基づいて、前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させるデータ同期手段と、同期させた前記供給側処理データと前記受給側処理データとを比較し、前記充電器と前記電動車両との間の通電状態が正常であるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の充電システムは、前記充電器は、前記供給電流を所定電流まで上昇させてから前記所定電流に保持する定電流充電を実施し、前記第１基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記供給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記供給側処理データに基準点を設定し、前記第２基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記受給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記受給側処理データに基準点を設定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の充電システムは、前記データ同期手段は、基準点に基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとの間の時間遅れを算出し、時間遅れに基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電動車両は、充電器が充電ケーブルを介して接続され、前記充電器によって充電される蓄電デバイスを備える電動車両であって、前記充電器側の供給電圧、供給電流または供給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される供給側処理データに対し、前記供給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第１基準設定手段と、前記電動車両側の受給電圧、受給電流または受給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される受給側処理データに対し、前記受給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第２基準設定手段と、前記供給側処理データと前記受給側処理データとの基準点に基づいて、前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させるデータ同期手段と、同期させた前記供給側処理データと前記受給側処理データとを比較し、前記充電器と前記電動車両との間の通電状態が正常であるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の電動車両は、前記充電器は、前記供給電流を所定電流まで上昇させてから前記所定電流に保持する定電流充電を実施し、前記第１基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記供給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記供給側処理データに基準点を設定し、前記第２基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記受給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記受給側処理データに基準点を設定することを特徴とする。
【００１２】
本発明の電動車両は、前記データ同期手段は、基準点に基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとの間の時間遅れを算出し、時間遅れに基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、供給側処理データの変化率に基づいて供給側処理データに基準点を設定し、受給側処理データの変化率に基づいて受給側処理データに基準点を設定したので、基準点に基づいて供給側処理データと受給側処理データとを同期させることが可能となる。これにより、供給側処理データと受給側処理データとを適切に比較することができ、充電器と電動車両との間の通電状態が正常であるか否かを正確に判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態である充電システムによる充電状況を示す概略図である。
【図２】充電システムを構成する電動車両の内部構造を示す概略図である。
【図３】充電システムを構成する充電器の内部構造を示す概略図である。
【図４】電動車両の充電口に対して充電器の充電ケーブルを接続した状態を示す概略図である。
【図５】(ａ)〜(ｃ)は充電器と電動車両との間に発生し得る通電異常の一例を示す説明図である。
【図６】フィルタ処理が受給電圧や供給電圧に与える影響を示す説明図である。
【図７】充電時における供給電流、充電器側データおよび車両側データの変動状態を示す線図である。
【図８】充電時における充電器側データおよび車両側データの変動状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である充電システム１０による充電状況を示す概略図である。また、図２は充電システム１０を構成する電動車両１１の内部構造を示す概略図である。さらに、図３は充電システム１０を構成する充電器１２の内部構造を示す概略図である。図１に示すように、電動車両１１には蓄電デバイスとしてバッテリ１３が搭載されており、このバッテリ１３を充電する際には充電器１２の充電ケーブル１４が電動車両１１の充電口１５に接続される。そして、充電器１２は、電動車両１１に供給する充電電流や充電電圧を制御しながら、所定電圧に達するまでバッテリ１３を充電する。なお、充電器１２による充電方式としては、一定の電流でバッテリ１３を充電する定電流充電、一定の電圧でバッテリ１３を充電する定電圧充電、一定の電力でバッテリ１３を充電する定電力充電、定電流充電と定電圧充電とをタイマー等で切り換える定電流定電圧充電等がある。
【００１６】
図２に示すように、電動車両１１は動力源であるモータジェネレータ２０を有しており、モータジェネレータ２０は駆動軸２１を介して駆動輪２２に連結されている。また、モータジェネレータ２０とバッテリ１３とは、直流電力と交流電力とを双方向に変換するインバータ２３を介して接続されている。なお、バッテリ１３とインバータ２３とを接続する通電ライン２４，２５にはメインリレー２６が設けられている。また、車体側部の充電口１５には受電コネクタ２７が設置されており、受電コネクタ２７には一対の受電端子２７ａ，２７ｂが設けられている。一方の受電端子２７ａは受電ライン２８を介して正極側の通電ライン２４に接続され、他方の受電端子２７ｂは受電ライン２９を介して負極側の通電ライン２５に接続されている。また、電動車両１１には、受電ライン２８，２９の電圧つまり受給電圧Ｖｒを検出する電圧センサ３０が設けられるとともに、受電ライン２８の電流つまり受給電流Ｉｒを検出する電流センサ３１が設けられている。さらに、受電コネクタ２７には信号端子２７ｃが設けられており、この信号端子２７ｃには通信ライン３２が接続されている。また、電動車両１１には、車両全体を統合制御する車両制御ユニット３３、バッテリ１３を制御するバッテリ制御ユニット３４、インバータ２３を制御するモータ制御ユニット３５が設けられている。これらの制御ユニット３３〜３５は、通信ネットワーク３６を介して相互に接続されている。なお、各制御ユニット３３〜３５はＣＰＵやメモリ等によって構成される。
【００１７】
図３に示すように、充電器１２には、外部電源４０からの交流電力を充電用の直流電力に変換する電力変換部４１が設けられている。この電力変換部４１は、整流回路、変圧器、スイッチング回路等によって構成されている。また、充電器１２に設けられる充電ケーブル１４の先端には、受電コネクタ２７に対して着脱自在となる給電コネクタ４２が設けられている。この給電コネクタ４２には、受電コネクタ２７の受電端子２７ａ，２７ｂに対応する一対の給電端子４２ａ，４２ｂが設けられている。一方の給電端子４２ａは給電ライン４３を介して電力変換部４１の正極端子４１ａに接続され、他方の給電端子４２ｂは給電ライン４４を介して電力変換部４１の負極端子４１ｂに接続されている。また、充電器１２には、給電ライン４３，４４の電圧つまり供給電圧Ｖｓを検出する電圧センサ４５が設けられるとともに、給電ライン４３の電流つまり供給電流Ｉｓを検出する電流センサ４６が設けられている。さらに、給電コネクタ４２には信号端子４２ｃが設けられており、この信号端子４２ｃには通信ライン４７が接続されている。また、充電器１２にはＣＰＵやメモリ等によって構成される充電制御ユニット４８が設けられており、充電制御ユニット４８から電力変換部４１に対して制御信号が出力される。
【００１８】
ここで、図４は電動車両１１の充電口１５に対して充電器１２の充電ケーブル１４を接続した状態を示す概略図である。図４に示すように、充電口１５の受電コネクタ２７に充電ケーブル１４の給電コネクタ４２を接続することにより、給電ライン４３，４４および受電ライン２８，２９を介して電力変換部４１とバッテリ１３とは接続された状態となる。また、充電口１５の受電コネクタ２７に充電ケーブル１４の給電コネクタ４２を接続することにより、通信ライン３２，４７を介して車両制御ユニット３３と充電制御ユニット４８とは接続された状態となる。このように充電器１２と電動車両１１とが接続されると、車両制御ユニット３３から通信ライン３２，４７を介して充電制御ユニット４８に充電情報が送信される。この充電情報には、電流指令値、電圧指令値、セル温度、充電状態ＳＯＣ等が含まれている。そして、充電制御ユニット４８は、電流指令値に対応する供給電流Ｉｓや電圧指令値に対応する供給電圧Ｖｓを得るべく電力変換部４１に制御信号を出力し、所定電圧に達するまでバッテリ１３を充電する。なお、前述の説明では、電動車両１１から充電器１２に充電電流等を指示しているが、これに限られることはなく、充電制御ユニット４８によって充電電流等を設定しても良い。
【００１９】
また、充電時においては、充電器１２から電動車両１１に向けて高電圧かつ高容量の電力(例えばＤＣ４００Ｖ，１００Ａ)が供給されることから、絶縁不良や給電ライン４３，４４の断線等を監視して漏電や発熱等を未然に防止することが重要である。そこで、車両制御ユニット３３は、充電中に受給電圧Ｖｒと供給電圧Ｖｓとを比較しており、受給電圧Ｖｒと供給電圧Ｖｓとが所定量を超えて大きく乖離した場合には、図５(ａ)に示すような給電ライン４３，４４の断線やコネクタ２７，４２の接続不良等が発生していると判定する。また、車両制御ユニット３３は、充電中に受給電流Ｉｒと供給電流Ｉｓとを比較しており、受給電流Ｉｒと供給電流Ｉｓとが所定量を超えて大きく乖離した場合には、図５(ｂ)および(ｃ)に示すような給電ライン４３，４４の短絡や地絡等が発生していると判定する。このように、判定手段として機能する車両制御ユニット３３は、受給電圧Ｖｒと供給電圧Ｖｓとを比較するとともに、受給電流Ｉｒと供給電流Ｉｓとを比較することにより、充電器１２と電動車両１１との間の通電状態が正常であるか否かを判定している。そして、通電状態に異常が認められた場合には、車両制御ユニット３３は、充電制御ユニット４８に向けて充電中止信号を出力し、充電器１２からの電力供給を遮断させる。なお、図５(ａ)〜(ｃ)は充電器１２と電動車両１１との間に発生し得る通電異常の一例を示す説明図である。
【００２０】
ところで、前述したように通電異常を検出するため、電圧センサ３０，４５や電流センサ３１，４６からの受給電圧Ｖｒ、供給電圧Ｖｓ、受給電流Ｉｒ、供給電流Ｉｓを利用する際には、移動平均処理や加重平均処理等のフィルタ処理を施してノイズの影響を排除する必要がある。ここで、図６はフィルタ処理が受給電圧Ｖｒや供給電圧Ｖｓに与える影響を示す説明図である。なお、図６にはフィルタ処理が受給電圧Ｖｒや供給電圧Ｖｓに与える影響を示しているが、フィルタ処理は受給電流Ｉｒや供給電流Ｉｓに対しても同様の影響を与えることになる。図６に示すように、電圧センサ３０，４５によって検出された実測データにフィルタ処理を施し、実測データからフィルタ処理後の判定用データを加工した場合には、実測データと判定用データとの間に時間的な遅れが発生する。このフィルタ処理に伴う時間的な遅れの長さは、フィルタ処理の内容によって変化するものである。すなわち、電動車両側の受給電圧Ｖｒや受給電流Ｉｒに施されるフィルタ処理と、充電器側の供給電圧Ｖｓや供給電流Ｉｓに施されるフィルタ処理とが相違している場合には、受給電圧Ｖｒや受給電流Ｉｒに基づく車両側データ(受給側処理データ)Ｄｒと、供給電圧Ｖｓや供給電流Ｉｓに基づく充電器側データ(供給側処理データ)Ｄｓとの間に時間のずれが生じていた。したがって、車両側データＤｒと充電器側データＤｓとを比較して絶縁不良や断線等を判定するためには、時間遅れを把握して車両側データＤｒと充電器側データＤｓとを同期させた上で比較することが必要となっている。
【００２１】
そこで、車両制御ユニット３３は、充電時に車両側データＤｒと充電器側データＤｓとの間の時間遅れを検出し、この時間遅れに基づいて車両側データＤｒと充電器側データＤｓとを同期させる。そして、車両制御ユニット３３は、同期させた車両側データＤｒと充電器側データＤｓとを比較することにより、充電器１２と電動車両１１との間の通電状態が正常であるか否かを判定する。なお、本実施の形態においては、車両制御ユニット３３によって車両側データＤｒが算出されており、充電制御ユニット４８によって充電器側データＤｓが算出されている。また、充電制御ユニット４８によって算出された充電器側データＤｓは、通信ライン３２，４７を介して車両制御ユニット３３に送信されている。
【００２２】
ここで、図７は充電時における供給電流Ｉｓ、充電器側データＤｓおよび車両側データＤｒの変動状態を示す線図である。なお、以下の説明において、充電器側データＤｓとは供給電圧Ｖｓにフィルタ処理を施したデータであり、車両側データＤｒとは受給電圧Ｖｒにフィルタ処理を施したデータである。図７に示すように、充電器１２は定電流充電によってバッテリ１３を充電している。充電器１２は、充電開始から所定の上昇速度で所定電流Ｉ１まで供給電流Ｉｓを上昇させた後に(上昇過程)、供給電圧Ｖｓを引き上げながら供給電流Ｉｓが所定電流Ｉ１を保持するように調整する(保持過程)。この保持過程は、バッテリ側の受給電圧Ｖｒが所定の目標電圧に達するまで継続される。その後の下降過程において、充電器１２は、供給電流Ｉｓを徐々に低下させながら、受給電圧Ｖｒが最終的な目標電圧に達するまで充電を継続する。この定電流充電においては、供給電圧Ｖｓおよび受給電圧Ｖｒ、つまり充電器側データＤｓおよび車両側データＤｒが、上昇過程では第１上昇速度で急速に上昇し、保持過程では第１上昇速度よりも遅い第２上昇速度で緩やかに上昇する。
【００２３】
また、図８は充電時における充電器側データＤｓおよび車両側データＤｒの変動状態を示す説明図である。なお、図８の説明図は、図７に示した充電器側データＤｓおよび車両側データＤｒの線図に説明を付した図である。図８に示すように、第１基準設定手段として機能する車両制御ユニット３３は、上昇過程と保持過程とにおける充電器側データＤｓの上昇速度(変化率)の差に基づいて、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の充電器側データＤｓに基準点α１を設定する。すなわち、充電器側データＤｓの上昇速度が所定値を超えて変化した点を基準点α１として設定する。同様に、第２基準設定手段として機能する車両制御ユニット３３は、上昇過程と保持過程とにおける車両側データＤｒの上昇速度(変化率)の差に基づいて、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の車両側データＤｒに基準点α２を設定する。すなわち、車両側データＤｒの上昇速度が所定値を超えて変化した点を基準点α２として設定する。なお、供給電圧Ｖｓが計測される給電ライン４３，４４と、受給電圧Ｖｒが計測される受電ライン２８，２９とは接続されるため、図８の拡大部分に示すように、供給電圧Ｖｓおよび受給電圧Ｖｒの上昇速度は同じタイミングで変化している。すなわち、供給電圧Ｖｓが基礎となる充電器側データＤｓの上昇速度と、受給電圧Ｖｒが基礎となる車両側データＤｒの上昇速度とは、同じタイミングで変化することから、基準点α１，α２は時間的に同じタイミングとなる。
【００２４】
このように、充電器側データＤｓの基準点α１と車両側データＤｒの基準点α２とは同じタイミングであることから、データ同期手段として機能する車両制御ユニット３３は、基準点α１と基準点α２との時間間隔を計測し、フィルタ処理に起因する充電器側データＤｓと車両側データＤｒとの時間遅れＴ(例えば０．５秒)を算出する。そして、絶縁不良や断線等の通電異常を判定する際には、時間遅れＴを考慮して充電器側データＤｓ(符号β１)と車両側データＤｒ(符号β２)とが比較される。すなわち、単に同じタイミングでデータ出力された充電器側データＤｓ(符号β１)と車両側データＤｒ(符号β３)とを比較した場合には、充電器側データＤｓと車両側データＤｒとが差ΔＶ２で乖離していると誤判定することになる。これに対し、時間遅れＴに基づいて車両側データＤｒと充電器側データＤｓとを同期させることにより、充電器側データＤｓ(符号β１)と車両側データＤｒ(符号β２)とを比較することが可能となる。これにより、充電器側データＤｓと車両側データＤｒとの差ΔＶ１を適切に認識することができ、絶縁不良や断線等を正確に判定することが可能となる。
【００２５】
また、充電過程における充電器側データＤｓの上昇速度に基づいて基準点α１を設定し、充電過程における車両側データＤｒの上昇速度に基づいて基準点α２を設定している。このように、通常の充電過程で現れる上昇速度の変化を利用して基準点α１，α２を設定することから、基準点α１，α２を設定するために供給電圧Ｖｓや供給電流Ｉｓ等を意図的に変動させる必要がない。すなわち、電動車両１１の車両制御ユニット３３を、第１基準設定手段、第２基準設定手段、データ同期手段および判定手段として機能させることにより、既存の充電器１２の仕様を変更することなく、充電器１２と電動車両１１との間の通電状態が正常であるか否かを判定することが可能となる。
【００２６】
また、前述の説明では、充電器側データＤｓや車両側データＤｒの基準点として、上昇過程と保持過程との境界に位置する基準点α１，α２を設定しているが、これに限られることはなく、充電器側データＤｓや車両側データＤｒに変化率(変化速度)の変化が現れるタイミングであれば良い。例えば、図７に示すように、充電開始のタイミングを示す基準点Ａ１，Ａ２であっても良く、保持過程と下降過程との境界に位置する基準点Ｂ１，Ｂ２であっても良い。また、充電終了(電流遮断)のタイミングを示す基準点Ｃ１，Ｃ２であっても良く、充電終了後に受給電圧Ｖｒおよび供給電圧Ｖｓがバッテリ電圧に収束するタイミングを示す基準点Ｄ１，Ｄ２であっても良い。さらに、前述の説明では、バッテリ１３を定電流充電で充電しているが、これに限られることはなく、バッテリ１３を定電圧充電、定電力充電または定電流定電圧充電で充電する際に本発明を適用しても良い。
【００２７】
また、前述の説明では、供給電圧Ｖｓにフィルタ処理を施した充電器側データＤｓと、受給電圧Ｖｒにフィルタ処理を施した車両側データＤｒとを比較しているが、これに限られることはない。例えば、供給電流Ｉｓにフィルタ処理を施した充電器側データＤｓと、受給電流Ｉｒにフィルタ処理を施した車両側データＤｒとを比較しても良い。また、電動車両側の受給電力Ｗｒ(＝Ｉｒ×Ｖｒ)にフィルタ処理を施した車両側データＤｒと、充電器側の供給電力Ｗｓ(＝Ｉｓ×Ｖｓ)にフィルタ処理を施した充電器側データＤｓとを比較しても良い。これらの場合においても、充電器側データＤｓおよび車両側データＤｒの上昇速度(変化率)や下降速度(変化率)に基づいて、充電器側データＤｓおよび車両側データＤｒに基準点が設定されることになる。
【００２８】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、車両制御ユニット３３を、第１基準設定手段、第２基準設定手段、データ同期手段および判定手段として機能させているが、これに限られることはない。例えば、第１基準設定手段、第２基準設定手段、データ同期手段および判定手段の各手段を、充電制御ユニット４８と車両制御ユニット３３との一方に集約しても良く、充電制御ユニット４８と車両制御ユニット３３との双方に分散させても良い。なお、前述の説明では、車両制御ユニット３３が車両側データＤｒを算出しているが、充電制御ユニット４８に車両側データＤｒを算出させる場合には、通信ライン３２，４７を介して充電制御ユニット４８に受給電圧Ｖｒ、受給電流Ｉｒまたは受給電力Ｗｒが送信される。同様に、充電制御ユニット４８が充電器側データＤｓを算出しているが、車両制御ユニット３３に充電器側データＤｓを算出させる場合には、通信ライン３２，４７を介して車両制御ユニット３３に供給電圧Ｖｓ、供給電流Ｉｓまたは供給電力Ｗｓが送信される。
【００２９】
また、車両側データＤｒを算出する際のフィルタ処理や、充電器側データＤｓを算出する際のフィルタ処理としては、移動平均処理や加重平均処理が挙げられるが、これらの処理方法に限られるものではない。また、電気回路を用いてハードウェア的にフィルタ処理を施しても良く、プログラムを用いてソフトウェア的にフィルタ処理を施しても良い。また、図示する電動車両１１は、駆動源としてモータジェネレータ２０のみを備えた電動車両１１であるが、駆動源としてモータジェネレータ２０およびエンジンを備えたハイブリッド型の電動車両であっても良い。また、蓄電デバイスとして、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等のバッテリ１３を採用しているが、これに限られることはなく、蓄電デバイスとして、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタを用いても良い。なお、前述の説明では、充電ケーブル１４に接触式の給電コネクタ４２を備えたコンダクティブ方式の充電器１２を用いているが、これに限られることはなく、充電ケーブルに非接触式の給電コネクタを備えたインダクティブ方式の充電器を用いても良い。
【符号の説明】
【００３０】
１０ 充電システム
１１ 電動車両
１２ 充電器
１３ バッテリ(蓄電デバイス)
１４ 充電ケーブル
３３ 車両制御ユニット(第１基準設定手段，第２基準設定手段，データ同期手段，判定手段)
Ｖｓ 供給電圧
Ｖｒ 受給電圧
Ｉｓ 供給電流
Ｉｒ 受給電流
Ｉ１ 所定電流
Ｗｓ 供給電力
Ｗｒ 受給電力
Ｄｓ 充電器側データ(供給側処理データ)
Ｄｒ 車両側データ(受給側処理データ)
α１，α２ 基準点
Ｔ 時間遅れ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電システムおよび電動車両に関し、特に、充電器と電動車両との間の通電状態を判定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、動力源として電動モータを備える電動車両の開発が進められている。電動車両に搭載されるバッテリ等の蓄電デバイスを充電する際には、充電器から伸びる充電ケーブルが電動車両の充電口に接続される(例えば、特許文献１参照)。また、動力源としてエンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド型の電動車両においても、充電器によって蓄電デバイスを充電可能とした所謂プラグイン方式のハイブリッド型電動車両が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８３６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、充電器から電動車両に対する供給電力は高電圧かつ高容量であることから、漏電等を未然に防いで充電時の安全性を確保するためには、絶縁不良や充電ケーブルの断線等を監視する必要がある。絶縁不良等の監視方法としては、充電器側の供給電圧と電動車両側の受給電圧とを比較する方法や、充電器側の供給電流と電動車両側の受給電流とを比較する方法が挙げられる。供給電圧と受給電圧とが大きく乖離している場合や、供給電流と受給電流とが大きく乖離している場合には、電動車両以外にも電力が流れ込んでいることが想定されるため、絶縁不良等が発生していると判定されることになる。
【０００５】
このように絶縁不良等を検出する際には、電圧センサや電流センサから出力された電圧データや電流データを用いることになるが、これらのデータを利用する際には、移動平均処理等のフィルタ処理を施してノイズの影響を排除することが一般的である。しかしながら、フィルタ処理後の電圧データや電流データには時間遅れが生じていることから、単に充電器側と電動車両側とで電圧データ等を比較することは、絶縁不良等の誤判定を招く要因となっていた。すなわち、充電器側と電動車両側との遅れ時間に差が生じており、充電器側と電動車両側とのデータが同期していない場合には、絶縁不良等が発生していないにも拘わらず双方のデータが大きく乖離することや、絶縁不良等が発生しているにも拘わらず双方のデータが乖離しないことが考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、充電器と電動車両との間の通電状態が正常であるか否かを正確に判定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の充電システムは、充電器と電動車両とを充電ケーブルを介して接続し、前記電動車両に搭載される蓄電デバイスを充電する充電システムであって、前記充電器側の供給電圧、供給電流または供給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される供給側処理データに対し、前記供給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第１基準設定手段と、前記電動車両側の受給電圧、受給電流または受給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される受給側処理データに対し、前記受給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第２基準設定手段と、前記供給側処理データと前記受給側処理データとの基準点に基づいて、前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させるデータ同期手段と、同期させた前記供給側処理データと前記受給側処理データとを比較し、前記充電器と前記電動車両との間の通電状態が正常であるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の充電システムは、前記充電器は、前記供給電流を所定電流まで上昇させてから前記所定電流に保持する定電流充電を実施し、前記第１基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記供給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記供給側処理データに基準点を設定し、前記第２基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記受給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記受給側処理データに基準点を設定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の充電システムは、前記データ同期手段は、基準点に基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとの間の時間遅れを算出し、時間遅れに基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電動車両は、充電器が充電ケーブルを介して接続され、前記充電器によって充電される蓄電デバイスを備える電動車両であって、前記充電器側の供給電圧、供給電流または供給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される供給側処理データに対し、前記供給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第１基準設定手段と、前記電動車両側の受給電圧、受給電流または受給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される受給側処理データに対し、前記受給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第２基準設定手段と、前記供給側処理データと前記受給側処理データとの基準点に基づいて、前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させるデータ同期手段と、同期させた前記供給側処理データと前記受給側処理データとを比較し、前記充電器と前記電動車両との間の通電状態が正常であるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の電動車両は、前記充電器は、前記供給電流を所定電流まで上昇させてから前記所定電流に保持する定電流充電を実施し、前記第１基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記供給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記供給側処理データに基準点を設定し、前記第２基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記受給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記受給側処理データに基準点を設定することを特徴とする。
【００１２】
本発明の電動車両は、前記データ同期手段は、基準点に基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとの間の時間遅れを算出し、時間遅れに基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、供給側処理データの変化率に基づいて供給側処理データに基準点を設定し、受給側処理データの変化率に基づいて受給側処理データに基準点を設定したので、基準点に基づいて供給側処理データと受給側処理データとを同期させることが可能となる。これにより、供給側処理データと受給側処理データとを適切に比較することができ、充電器と電動車両との間の通電状態が正常であるか否かを正確に判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態である充電システムによる充電状況を示す概略図である。
【図２】充電システムを構成する電動車両の内部構造を示す概略図である。
【図３】充電システムを構成する充電器の内部構造を示す概略図である。
【図４】電動車両の充電口に対して充電器の充電ケーブルを接続した状態を示す概略図である。
【図５】(ａ)〜(ｃ)は充電器と電動車両との間に発生し得る通電異常の一例を示す説明図である。
【図６】フィルタ処理が受給電圧や供給電圧に与える影響を示す説明図である。
【図７】充電時における供給電流、充電器側データおよび車両側データの変動状態を示す線図である。
【図８】充電時における充電器側データおよび車両側データの変動状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である充電システム１０による充電状況を示す概略図である。また、図２は充電システム１０を構成する電動車両１１の内部構造を示す概略図である。さらに、図３は充電システム１０を構成する充電器１２の内部構造を示す概略図である。図１に示すように、電動車両１１には蓄電デバイスとしてバッテリ１３が搭載されており、このバッテリ１３を充電する際には充電器１２の充電ケーブル１４が電動車両１１の充電口１５に接続される。そして、充電器１２は、電動車両１１に供給する充電電流や充電電圧を制御しながら、所定電圧に達するまでバッテリ１３を充電する。なお、充電器１２による充電方式としては、一定の電流でバッテリ１３を充電する定電流充電、一定の電圧でバッテリ１３を充電する定電圧充電、一定の電力でバッテリ１３を充電する定電力充電、定電流充電と定電圧充電とをタイマー等で切り換える定電流定電圧充電等がある。
【００１６】
図２に示すように、電動車両１１は動力源であるモータジェネレータ２０を有しており、モータジェネレータ２０は駆動軸２１を介して駆動輪２２に連結されている。また、モータジェネレータ２０とバッテリ１３とは、直流電力と交流電力とを双方向に変換するインバータ２３を介して接続されている。なお、バッテリ１３とインバータ２３とを接続する通電ライン２４，２５にはメインリレー２６が設けられている。また、車体側部の充電口１５には受電コネクタ２７が設置されており、受電コネクタ２７には一対の受電端子２７ａ，２７ｂが設けられている。一方の受電端子２７ａは受電ライン２８を介して正極側の通電ライン２４に接続され、他方の受電端子２７ｂは受電ライン２９を介して負極側の通電ライン２５に接続されている。また、電動車両１１には、受電ライン２８，２９の電圧つまり受給電圧Ｖｒを検出する電圧センサ３０が設けられるとともに、受電ライン２８の電流つまり受給電流Ｉｒを検出する電流センサ３１が設けられている。さらに、受電コネクタ２７には信号端子２７ｃが設けられており、この信号端子２７ｃには通信ライン３２が接続されている。また、電動車両１１には、車両全体を統合制御する車両制御ユニット３３、バッテリ１３を制御するバッテリ制御ユニット３４、インバータ２３を制御するモータ制御ユニット３５が設けられている。これらの制御ユニット３３〜３５は、通信ネットワーク３６を介して相互に接続されている。なお、各制御ユニット３３〜３５はＣＰＵやメモリ等によって構成される。
【００１７】
図３に示すように、充電器１２には、外部電源４０からの交流電力を充電用の直流電力に変換する電力変換部４１が設けられている。この電力変換部４１は、整流回路、変圧器、スイッチング回路等によって構成されている。また、充電器１２に設けられる充電ケーブル１４の先端には、受電コネクタ２７に対して着脱自在となる給電コネクタ４２が設けられている。この給電コネクタ４２には、受電コネクタ２７の受電端子２７ａ，２７ｂに対応する一対の給電端子４２ａ，４２ｂが設けられている。一方の給電端子４２ａは給電ライン４３を介して電力変換部４１の正極端子４１ａに接続され、他方の給電端子４２ｂは給電ライン４４を介して電力変換部４１の負極端子４１ｂに接続されている。また、充電器１２には、給電ライン４３，４４の電圧つまり供給電圧Ｖｓを検出する電圧センサ４５が設けられるとともに、給電ライン４３の電流つまり供給電流Ｉｓを検出する電流センサ４６が設けられている。さらに、給電コネクタ４２には信号端子４２ｃが設けられており、この信号端子４２ｃには通信ライン４７が接続されている。また、充電器１２にはＣＰＵやメモリ等によって構成される充電制御ユニット４８が設けられており、充電制御ユニット４８から電力変換部４１に対して制御信号が出力される。
【００１８】
ここで、図４は電動車両１１の充電口１５に対して充電器１２の充電ケーブル１４を接続した状態を示す概略図である。図４に示すように、充電口１５の受電コネクタ２７に充電ケーブル１４の給電コネクタ４２を接続することにより、給電ライン４３，４４および受電ライン２８，２９を介して電力変換部４１とバッテリ１３とは接続された状態となる。また、充電口１５の受電コネクタ２７に充電ケーブル１４の給電コネクタ４２を接続することにより、通信ライン３２，４７を介して車両制御ユニット３３と充電制御ユニット４８とは接続された状態となる。このように充電器１２と電動車両１１とが接続されると、車両制御ユニット３３から通信ライン３２，４７を介して充電制御ユニット４８に充電情報が送信される。この充電情報には、電流指令値、電圧指令値、セル温度、充電状態ＳＯＣ等が含まれている。そして、充電制御ユニット４８は、電流指令値に対応する供給電流Ｉｓや電圧指令値に対応する供給電圧Ｖｓを得るべく電力変換部４１に制御信号を出力し、所定電圧に達するまでバッテリ１３を充電する。なお、前述の説明では、電動車両１１から充電器１２に充電電流等を指示しているが、これに限られることはなく、充電制御ユニット４８によって充電電流等を設定しても良い。
【００１９】
また、充電時においては、充電器１２から電動車両１１に向けて高電圧かつ高容量の電力(例えばＤＣ４００Ｖ，１００Ａ)が供給されることから、絶縁不良や給電ライン４３，４４の断線等を監視して漏電や発熱等を未然に防止することが重要である。そこで、車両制御ユニット３３は、充電中に受給電圧Ｖｒと供給電圧Ｖｓとを比較しており、受給電圧Ｖｒと供給電圧Ｖｓとが所定量を超えて大きく乖離した場合には、図５(ａ)に示すような給電ライン４３，４４の断線やコネクタ２７，４２の接続不良等が発生していると判定する。また、車両制御ユニット３３は、充電中に受給電流Ｉｒと供給電流Ｉｓとを比較しており、受給電流Ｉｒと供給電流Ｉｓとが所定量を超えて大きく乖離した場合には、図５(ｂ)および(ｃ)に示すような給電ライン４３，４４の短絡や地絡等が発生していると判定する。このように、判定手段として機能する車両制御ユニット３３は、受給電圧Ｖｒと供給電圧Ｖｓとを比較するとともに、受給電流Ｉｒと供給電流Ｉｓとを比較することにより、充電器１２と電動車両１１との間の通電状態が正常であるか否かを判定している。そして、通電状態に異常が認められた場合には、車両制御ユニット３３は、充電制御ユニット４８に向けて充電中止信号を出力し、充電器１２からの電力供給を遮断させる。なお、図５(ａ)〜(ｃ)は充電器１２と電動車両１１との間に発生し得る通電異常の一例を示す説明図である。
【００２０】
ところで、前述したように通電異常を検出するため、電圧センサ３０，４５や電流センサ３１，４６からの受給電圧Ｖｒ、供給電圧Ｖｓ、受給電流Ｉｒ、供給電流Ｉｓを利用する際には、移動平均処理や加重平均処理等のフィルタ処理を施してノイズの影響を排除する必要がある。ここで、図６はフィルタ処理が受給電圧Ｖｒや供給電圧Ｖｓに与える影響を示す説明図である。なお、図６にはフィルタ処理が受給電圧Ｖｒや供給電圧Ｖｓに与える影響を示しているが、フィルタ処理は受給電流Ｉｒや供給電流Ｉｓに対しても同様の影響を与えることになる。図６に示すように、電圧センサ３０，４５によって検出された実測データにフィルタ処理を施し、実測データからフィルタ処理後の判定用データを加工した場合には、実測データと判定用データとの間に時間的な遅れが発生する。このフィルタ処理に伴う時間的な遅れの長さは、フィルタ処理の内容によって変化するものである。すなわち、電動車両側の受給電圧Ｖｒや受給電流Ｉｒに施されるフィルタ処理と、充電器側の供給電圧Ｖｓや供給電流Ｉｓに施されるフィルタ処理とが相違している場合には、受給電圧Ｖｒや受給電流Ｉｒに基づく車両側データ(受給側処理データ)Ｄｒと、供給電圧Ｖｓや供給電流Ｉｓに基づく充電器側データ(供給側処理データ)Ｄｓとの間に時間のずれが生じていた。したがって、車両側データＤｒと充電器側データＤｓとを比較して絶縁不良や断線等を判定するためには、時間遅れを把握して車両側データＤｒと充電器側データＤｓとを同期させた上で比較することが必要となっている。
【００２１】
そこで、車両制御ユニット３３は、充電時に車両側データＤｒと充電器側データＤｓとの間の時間遅れを検出し、この時間遅れに基づいて車両側データＤｒと充電器側データＤｓとを同期させる。そして、車両制御ユニット３３は、同期させた車両側データＤｒと充電器側データＤｓとを比較することにより、充電器１２と電動車両１１との間の通電状態が正常であるか否かを判定する。なお、本実施の形態においては、車両制御ユニット３３によって車両側データＤｒが算出されており、充電制御ユニット４８によって充電器側データＤｓが算出されている。また、充電制御ユニット４８によって算出された充電器側データＤｓは、通信ライン３２，４７を介して車両制御ユニット３３に送信されている。
【００２２】
ここで、図７は充電時における供給電流Ｉｓ、充電器側データＤｓおよび車両側データＤｒの変動状態を示す線図である。なお、以下の説明において、充電器側データＤｓとは供給電圧Ｖｓにフィルタ処理を施したデータであり、車両側データＤｒとは受給電圧Ｖｒにフィルタ処理を施したデータである。図７に示すように、充電器１２は定電流充電によってバッテリ１３を充電している。充電器１２は、充電開始から所定の上昇速度で所定電流Ｉ１まで供給電流Ｉｓを上昇させた後に(上昇過程)、供給電圧Ｖｓを引き上げながら供給電流Ｉｓが所定電流Ｉ１を保持するように調整する(保持過程)。この保持過程は、バッテリ側の受給電圧Ｖｒが所定の目標電圧に達するまで継続される。その後の下降過程において、充電器１２は、供給電流Ｉｓを徐々に低下させながら、受給電圧Ｖｒが最終的な目標電圧に達するまで充電を継続する。この定電流充電においては、供給電圧Ｖｓおよび受給電圧Ｖｒ、つまり充電器側データＤｓおよび車両側データＤｒが、上昇過程では第１上昇速度で急速に上昇し、保持過程では第１上昇速度よりも遅い第２上昇速度で緩やかに上昇する。
【００２３】
また、図８は充電時における充電器側データＤｓおよび車両側データＤｒの変動状態を示す説明図である。なお、図８の説明図は、図７に示した充電器側データＤｓおよび車両側データＤｒの線図に説明を付した図である。図８に示すように、第１基準設定手段として機能する車両制御ユニット３３は、上昇過程と保持過程とにおける充電器側データＤｓの上昇速度(変化率)の差に基づいて、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の充電器側データＤｓに基準点α１を設定する。すなわち、充電器側データＤｓの上昇速度が所定値を超えて変化した点を基準点α１として設定する。同様に、第２基準設定手段として機能する車両制御ユニット３３は、上昇過程と保持過程とにおける車両側データＤｒの上昇速度(変化率)の差に基づいて、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の車両側データＤｒに基準点α２を設定する。すなわち、車両側データＤｒの上昇速度が所定値を超えて変化した点を基準点α２として設定する。なお、供給電圧Ｖｓが計測される給電ライン４３，４４と、受給電圧Ｖｒが計測される受電ライン２８，２９とは接続されるため、図８の拡大部分に示すように、供給電圧Ｖｓおよび受給電圧Ｖｒの上昇速度は同じタイミングで変化している。すなわち、供給電圧Ｖｓが基礎となる充電器側データＤｓの上昇速度と、受給電圧Ｖｒが基礎となる車両側データＤｒの上昇速度とは、同じタイミングで変化することから、基準点α１，α２は時間的に同じタイミングとなる。
【００２４】
このように、充電器側データＤｓの基準点α１と車両側データＤｒの基準点α２とは同じタイミングであることから、データ同期手段として機能する車両制御ユニット３３は、基準点α１と基準点α２との時間間隔を計測し、フィルタ処理に起因する充電器側データＤｓと車両側データＤｒとの時間遅れＴ(例えば０．５秒)を算出する。そして、絶縁不良や断線等の通電異常を判定する際には、時間遅れＴを考慮して充電器側データＤｓ(符号β１)と車両側データＤｒ(符号β２)とが比較される。すなわち、単に同じタイミングでデータ出力された充電器側データＤｓ(符号β１)と車両側データＤｒ(符号β３)とを比較した場合には、充電器側データＤｓと車両側データＤｒとが差ΔＶ２で乖離していると誤判定することになる。これに対し、時間遅れＴに基づいて車両側データＤｒと充電器側データＤｓとを同期させることにより、充電器側データＤｓ(符号β１)と車両側データＤｒ(符号β２)とを比較することが可能となる。これにより、充電器側データＤｓと車両側データＤｒとの差ΔＶ１を適切に認識することができ、絶縁不良や断線等を正確に判定することが可能となる。
【００２５】
また、充電過程における充電器側データＤｓの上昇速度に基づいて基準点α１を設定し、充電過程における車両側データＤｒの上昇速度に基づいて基準点α２を設定している。このように、通常の充電過程で現れる上昇速度の変化を利用して基準点α１，α２を設定することから、基準点α１，α２を設定するために供給電圧Ｖｓや供給電流Ｉｓ等を意図的に変動させる必要がない。すなわち、電動車両１１の車両制御ユニット３３を、第１基準設定手段、第２基準設定手段、データ同期手段および判定手段として機能させることにより、既存の充電器１２の仕様を変更することなく、充電器１２と電動車両１１との間の通電状態が正常であるか否かを判定することが可能となる。
【００２６】
また、前述の説明では、充電器側データＤｓや車両側データＤｒの基準点として、上昇過程と保持過程との境界に位置する基準点α１，α２を設定しているが、これに限られることはなく、充電器側データＤｓや車両側データＤｒに変化率(変化速度)の変化が現れるタイミングであれば良い。例えば、図７に示すように、充電開始のタイミングを示す基準点Ａ１，Ａ２であっても良く、保持過程と下降過程との境界に位置する基準点Ｂ１，Ｂ２であっても良い。また、充電終了(電流遮断)のタイミングを示す基準点Ｃ１，Ｃ２であっても良く、充電終了後に受給電圧Ｖｒおよび供給電圧Ｖｓがバッテリ電圧に収束するタイミングを示す基準点Ｄ１，Ｄ２であっても良い。さらに、前述の説明では、バッテリ１３を定電流充電で充電しているが、これに限られることはなく、バッテリ１３を定電圧充電、定電力充電または定電流定電圧充電で充電する際に本発明を適用しても良い。
【００２７】
また、前述の説明では、供給電圧Ｖｓにフィルタ処理を施した充電器側データＤｓと、受給電圧Ｖｒにフィルタ処理を施した車両側データＤｒとを比較しているが、これに限られることはない。例えば、供給電流Ｉｓにフィルタ処理を施した充電器側データＤｓと、受給電流Ｉｒにフィルタ処理を施した車両側データＤｒとを比較しても良い。また、電動車両側の受給電力Ｗｒ(＝Ｉｒ×Ｖｒ)にフィルタ処理を施した車両側データＤｒと、充電器側の供給電力Ｗｓ(＝Ｉｓ×Ｖｓ)にフィルタ処理を施した充電器側データＤｓとを比較しても良い。これらの場合においても、充電器側データＤｓおよび車両側データＤｒの上昇速度(変化率)や下降速度(変化率)に基づいて、充電器側データＤｓおよび車両側データＤｒに基準点が設定されることになる。
【００２８】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、車両制御ユニット３３を、第１基準設定手段、第２基準設定手段、データ同期手段および判定手段として機能させているが、これに限られることはない。例えば、第１基準設定手段、第２基準設定手段、データ同期手段および判定手段の各手段を、充電制御ユニット４８と車両制御ユニット３３との一方に集約しても良く、充電制御ユニット４８と車両制御ユニット３３との双方に分散させても良い。なお、前述の説明では、車両制御ユニット３３が車両側データＤｒを算出しているが、充電制御ユニット４８に車両側データＤｒを算出させる場合には、通信ライン３２，４７を介して充電制御ユニット４８に受給電圧Ｖｒ、受給電流Ｉｒまたは受給電力Ｗｒが送信される。同様に、充電制御ユニット４８が充電器側データＤｓを算出しているが、車両制御ユニット３３に充電器側データＤｓを算出させる場合には、通信ライン３２，４７を介して車両制御ユニット３３に供給電圧Ｖｓ、供給電流Ｉｓまたは供給電力Ｗｓが送信される。
【００２９】
また、車両側データＤｒを算出する際のフィルタ処理や、充電器側データＤｓを算出する際のフィルタ処理としては、移動平均処理や加重平均処理が挙げられるが、これらの処理方法に限られるものではない。また、電気回路を用いてハードウェア的にフィルタ処理を施しても良く、プログラムを用いてソフトウェア的にフィルタ処理を施しても良い。また、図示する電動車両１１は、駆動源としてモータジェネレータ２０のみを備えた電動車両１１であるが、駆動源としてモータジェネレータ２０およびエンジンを備えたハイブリッド型の電動車両であっても良い。また、蓄電デバイスとして、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等のバッテリ１３を採用しているが、これに限られることはなく、蓄電デバイスとして、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタを用いても良い。なお、前述の説明では、充電ケーブル１４に接触式の給電コネクタ４２を備えたコンダクティブ方式の充電器１２を用いているが、これに限られることはなく、充電ケーブルに非接触式の給電コネクタを備えたインダクティブ方式の充電器を用いても良い。
【符号の説明】
【００３０】
１０ 充電システム
１１ 電動車両
１２ 充電器
１３ バッテリ(蓄電デバイス)
１４ 充電ケーブル
３３ 車両制御ユニット(第１基準設定手段，第２基準設定手段，データ同期手段，判定手段)
Ｖｓ 供給電圧
Ｖｒ 受給電圧
Ｉｓ 供給電流
Ｉｒ 受給電流
Ｉ１ 所定電流
Ｗｓ 供給電力
Ｗｒ 受給電力
Ｄｓ 充電器側データ(供給側処理データ)
Ｄｒ 車両側データ(受給側処理データ)
α１，α２ 基準点
Ｔ 時間遅れ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電器と電動車両とを充電ケーブルを介して接続し、前記電動車両に搭載される蓄電デバイスを充電する充電システムであって、
前記充電器側の供給電圧、供給電流または供給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される供給側処理データに対し、前記供給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第１基準設定手段と、
前記電動車両側の受給電圧、受給電流または受給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される受給側処理データに対し、前記受給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第２基準設定手段と、
前記供給側処理データと前記受給側処理データとの基準点に基づいて、前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させるデータ同期手段と、
同期させた前記供給側処理データと前記受給側処理データとを比較し、前記充電器と前記電動車両との間の通電状態が正常であるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする充電システム。
【請求項２】
請求項１記載の充電システムにおいて、
前記充電器は、前記供給電流を所定電流まで上昇させてから前記所定電流に保持する定電流充電を実施し、
前記第１基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記供給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記供給側処理データに基準点を設定し、
前記第２基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記受給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記受給側処理データに基準点を設定することを特徴とする充電システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の充電システムにおいて、
前記データ同期手段は、基準点に基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとの間の時間遅れを算出し、時間遅れに基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させることを特徴とする充電システム。
【請求項４】
充電器が充電ケーブルを介して接続され、前記充電器によって充電される蓄電デバイスを備える電動車両であって、
前記充電器側の供給電圧、供給電流または供給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される供給側処理データに対し、前記供給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第１基準設定手段と、
前記電動車両側の受給電圧、受給電流または受給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される受給側処理データに対し、前記受給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第２基準設定手段と、
前記供給側処理データと前記受給側処理データとの基準点に基づいて、前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させるデータ同期手段と、
同期させた前記供給側処理データと前記受給側処理データとを比較し、前記充電器と前記電動車両との間の通電状態が正常であるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする電動車両。
【請求項５】
請求項４記載の電動車両において、
前記充電器は、前記供給電流を所定電流まで上昇させてから前記所定電流に保持する定電流充電を実施し、
前記第１基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記供給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記供給側処理データに基準点を設定し、
前記第２基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記受給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記受給側処理データに基準点を設定することを特徴とする電動車両。
【請求項６】
請求項４または５記載の電動車両において、
前記データ同期手段は、基準点に基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとの間の時間遅れを算出し、時間遅れに基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させることを特徴とする電動車両。
【請求項１】
充電器と電動車両とを充電ケーブルを介して接続し、前記電動車両に搭載される蓄電デバイスを充電する充電システムであって、
前記充電器側の供給電圧、供給電流または供給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される供給側処理データに対し、前記供給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第１基準設定手段と、
前記電動車両側の受給電圧、受給電流または受給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される受給側処理データに対し、前記受給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第２基準設定手段と、
前記供給側処理データと前記受給側処理データとの基準点に基づいて、前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させるデータ同期手段と、
同期させた前記供給側処理データと前記受給側処理データとを比較し、前記充電器と前記電動車両との間の通電状態が正常であるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする充電システム。
【請求項２】
請求項１記載の充電システムにおいて、
前記充電器は、前記供給電流を所定電流まで上昇させてから前記所定電流に保持する定電流充電を実施し、
前記第１基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記供給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記供給側処理データに基準点を設定し、
前記第２基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記受給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記受給側処理データに基準点を設定することを特徴とする充電システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の充電システムにおいて、
前記データ同期手段は、基準点に基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとの間の時間遅れを算出し、時間遅れに基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させることを特徴とする充電システム。
【請求項４】
充電器が充電ケーブルを介して接続され、前記充電器によって充電される蓄電デバイスを備える電動車両であって、
前記充電器側の供給電圧、供給電流または供給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される供給側処理データに対し、前記供給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第１基準設定手段と、
前記電動車両側の受給電圧、受給電流または受給電力に所定のフィルタ処理を施して算出される受給側処理データに対し、前記受給側処理データの変化率に基づいて基準点を設定する第２基準設定手段と、
前記供給側処理データと前記受給側処理データとの基準点に基づいて、前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させるデータ同期手段と、
同期させた前記供給側処理データと前記受給側処理データとを比較し、前記充電器と前記電動車両との間の通電状態が正常であるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする電動車両。
【請求項５】
請求項４記載の電動車両において、
前記充電器は、前記供給電流を所定電流まで上昇させてから前記所定電流に保持する定電流充電を実施し、
前記第１基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記供給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記供給側処理データに基準点を設定し、
前記第２基準設定手段は、前記供給電流の上昇過程と保持過程とにおける前記受給側処理データの変化率の差を検出し、上昇過程から保持過程に切り替わる箇所の前記受給側処理データに基準点を設定することを特徴とする電動車両。
【請求項６】
請求項４または５記載の電動車両において、
前記データ同期手段は、基準点に基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとの間の時間遅れを算出し、時間遅れに基づいて前記供給側処理データと前記受給側処理データとを同期させることを特徴とする電動車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０８７９３（Ｐ２０１３−１０８７９３Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２７７４（Ｐ２０１１−２５２７７４）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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