充電スタンド及び充電プラグの接続状態判断方法
【課題】ＣＰＬＴや充電電流を利用せず、充電スタンドの充電プラグの接続状態を判断する。
【解決手段】充電電圧源２からの電力を車両へ供給するためにその車両に接続される充電プラグ３と、充電プラグ３と充電電圧源２とをつなぐ充電ケーブル４と、高周波信号を出力する発振回路８と、高周波信号を充電ケーブル４に重畳させるトランス８及びコンデンサ９と、高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値を測定する進行波・反射波測定回路１１と、進行波・反射波測定回路１１により測定される進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうち少なくとも反射波の振幅値の変化に基づいて、充電プラグ３の接続状態を判断する制御回路１２とを備えて充電スタンド１を構成する。
【解決手段】充電電圧源２からの電力を車両へ供給するためにその車両に接続される充電プラグ３と、充電プラグ３と充電電圧源２とをつなぐ充電ケーブル４と、高周波信号を出力する発振回路８と、高周波信号を充電ケーブル４に重畳させるトランス８及びコンデンサ９と、高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値を測定する進行波・反射波測定回路１１と、進行波・反射波測定回路１１により測定される進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうち少なくとも反射波の振幅値の変化に基づいて、充電プラグ３の接続状態を判断する制御回路１２とを備えて充電スタンド１を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に電力を供給する充電スタンド及びその充電スタンドに備えられる充電プラグの接続状態判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車などの車両に電力を供給するための充電スタンドに備えられる充電プラグが車両に接続されているか否かを判断する方法として、例えば、ＣＰＬＴ（コントロールパイロット）を監視する方法がある。ＣＰＬＴは、充電プラグが車両に接続された際に車両から信号線を介して充電スタンドへ伝えられる、充電を許可する旨を示す信号である。例えば、一定時間ＣＰＬＴに変化がない場合、充電プラグが車両に接続されていないと判断することができる。このように、車両から電力線以外の信号線を介して充電スタンドへ伝えられる信号の変化を監視することによって充電プラグの接続状態を判断する方法がある。
【０００３】
また、充電プラグの接続状態を判断する他の方法として、例えば、バッテリ充電中において、充電スタンドから電力線を介して車両へどのくらいの充電電流が流れているかを監視する方法がある。例えば、バッテリ充電中において、車両へ流れている充電電流に一定時間変化がない場合、充電プラグが車両に接続されていないと判断することができる。このように、電力線に流れる充電電流の変化を直接監視することによっても充電プラグの接続状態を判断する方法がある（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、上述のどちらの方法も、バッテリが満充電又はその近傍状態又は車両が何らかの都合で充電を停止している場合では、ＣＰＬＴや充電電流に変化が無いか微小なため、充電プラグが車両に接続されているか否かを判断することが困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１１７４５７号公報
【特許文献２】特開平１１−９４８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＣＰＬＴや充電電流を利用せず、充電スタンドの充電プラグと車両との接続状態を判断することが可能な充電スタンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の充電スタンドは、充電電圧源からの電力を車両へ供給するために前記車両に接続される充電プラグと、前記充電プラグと前記充電電圧源とをつなぐ充電ケーブルと、高周波信号を出力する発振回路と、前記高周波信号を前記充電ケーブルに重畳させる重畳回路と、前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値を測定する進行波・反射波測定回路と、前記進行波・反射波測定回路により測定される進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうち少なくとも反射波の振幅値の変化に基づいて、前記充電プラグの接続状態を判断する制御回路とを備える。
【０００８】
充電プラグが車両に接続されるか否かにより充電ケーブルの終端のインピーダンスが変化する。また、充電ケーブルの終端のインピーダンスが変化すると、充電ケーブルに重畳される高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうち少なくとも反射波の振幅値も変化する。そのため、ＣＰＬＴや充電電流を利用せずに、少なくとも反射波の振幅値の変化に基づいて、充電プラグの接続状態を判断することができる。
【０００９】
また、上記充電スタンドは、終端抵抗と、前記充電プラグと前記終端抵抗との間に設けられるスイッチと、記憶手段とを備え、前記制御回路は、前記スイッチをオンさせて前記充電プラグと前記終端抵抗とが接続されているときの前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第１の基準値として予め前記記憶手段に記憶しておくとともに、前記スイッチをオフさせて前記充電プラグがオープン状態のときの前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第２の基準値として予め前記記録手段に記録しておき、前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値が前記第２の基準値に近似しているとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていないと判断し、前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値が前記第１の基準値にも前記第２の基準値にも近似していないとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていると判断するように構成してもよい。
【００１０】
また、上記充電スタンドは、終端抵抗と、前記充電プラグと前記終端抵抗との間に設けられるスイッチと、記憶手段とを備え、前記制御回路は、前記スイッチをオンさせて前記充電プラグと前記終端抵抗とが接続されているときに前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比を第１の基準値として予め前記記憶手段に記憶しておくとともに、前記スイッチをオフさせて前記充電プラグがオープン状態のときに前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比を第２の基準値として予め前記記録手段に記録しておき、前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比が前記第２の基準値に近似しているとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていないと判断し、前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比が前記第１の基準値にも前記第２の基準値にも近似していないとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていると判断するように構成してもよい。
【００１１】
また、本発明の充電プラグの接続状態判断方法は、車両へ電力を供給するために前記車両に接続される充電プラグが終端抵抗に接続されているとき、前記充電プラグに接続される充電ケーブルに重畳される高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第１の基準値として予め記憶手段に記憶しておくとともに、前記充電プラグがオープン状態のとき、前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第２の基準値として予め前記記憶手段に記憶しておくステップと、前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値に変化があったときの少なくとも反射波の振幅値が前記第２の基準値と近似していると、前記充電プラグが前記車両に接続されていないと判断し、前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値に変化があったときの少なくとも反射波の振幅値が前記第１の基準値にも前記第２の基準値にも近似していないと、前記充電プラグが前記車両に接続されていると判断するステップとを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＣＰＬＴや充電電流を利用せず、充電スタンドの充電プラグの接続状態を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の充電スタンドを示す図である。
【図２】発振回路及び制御回路を示す図である。
【図３】イニシャライズ時の制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図４】充電プラグが終点抵抗に接続されているときのスイープ周波数と反射波の振幅値との関係の一例を示す図である。
【図５】充電プラグが終点抵抗に接続されているときの充電スタンドの状態を示す図である。
【図６】充電プラグがオープン状態のときのスイープ周波数と反射波の振幅値との関係の一例を示す図である。
【図７】イニシャライズ後の制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図８】反射波の振幅値に幅を持たせたときのスイープ周波数とその反射波の振幅値との関係の一例を示す図である。
【図９】充電プラグがコネクタにも車両にも接続されていないときの充電スタンドの状態を示す図である。
【図１０】反射波の振幅値に幅を持たせたときのスイープ周波数とその反射波の振幅値との関係の一例を示す図である。
【図１１】充電プラグが車両に接続されているときの充電スタンドの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の充電スタンドを示す図である。
図１に示す充電スタンド１は、充電電圧源（例えば、２００Ｖ交流出力の商用電源）２と、充電プラグ３と、充電電圧源２と充電プラグ３とをつなぐ充電ケーブル４と、コネクタ５と、スイッチ６と、終端抵抗７と、発振回路８と、トランス９と、コンデンサ１０と、進行波・反射波測定回路１１と、制御回路１２とを備える。なお、充電プラグ３は、充電スタンド１に収納される際、コネクタ５に接続されるものとする。このとき、スイッチ６がオンすると、充電プラグ３が終端抵抗７に接続される。また、スイッチ６がオフすると、充電プラグ３がオープン状態になる。また、充電プラグ３が終端抵抗７に接続されたときの充電ケーブル４の終端のインピーダンスと、充電プラグ３が車両に接続されたときの充電ケーブル４の終端のインピーダンスとが互いに異なるように、終端抵抗７の抵抗値が設定されているものとする。また、特許請求の範囲における重畳回路は、例えば、トランス９やコンデンサ１０により構成されるものとする。
【００１５】
充電スタンド１により車両のバッテリを充電する際、まず、ユーザは、充電プラグ３をコネクタ５から取り外して車両側の充電器のコネクタに接続する。そして、充電スタンド１は、車両から充電許可信号が送られてきたことを確認すると、車両へ電力を供給する。
【００１６】
発振回路８は、トランス９及びコンデンサ１０を介して充電電圧源２の近傍の充電ケーブル４に接続され、充電ケーブル４に高周波信号（充電電圧源２から充電ケーブル４及び充電プラグ３を介して車両へ流れる充電電流よりも高い周波数（例えば、数百ＭＨｚ）の電流）を重畳させる。
【００１７】
進行波・反射波測定回路１１は、充電ケーブル４に重畳される高周波信号の進行波及び反射波を測定するものであって、抵抗１３、１４と、ダイオード１５、１６と、コンデンサ１７、１８と、電圧計１９、２０とを備える。すなわち、抵抗１３、ダイオード１５、及びコンデンサ１７が互いに直接接続されるとともに、ダイオード１５のカソードが電圧計１９に接続されている。また、抵抗１３とダイオード１５のアノードとを接続する線は充電ケーブル４の近傍に位置し、電圧計１９により進行波の振幅値として電圧Ｖ１が測定される。また、抵抗１４、ダイオード１６、及びコンデンサ１８は互いに直列接続されるとともに、ダイオード１６のカソードが電圧計２０に接続されている。また、抵抗１４とダイオード１６のアノードとを接続する線は充電ケーブル４の近傍に位置し、電圧計２０により反射波の振幅値として電圧Ｖ２が測定される。
【００１８】
図２は、発振回路８及び制御回路１２を示す図である。
図２に示す発振回路８は、高周波信号を出力する発振器２１と、発振器２１から出力される高周波信号の振幅値を制御する可変ゲインアンプ２２とを備える。
【００１９】
また、図２に示す制御回路１２は、Ａ／Ｄ変換部２３と、Ｄ／Ａ変換部２４と、メモリ２５（記憶手段）とを備える。
制御回路１２は、スイッチ６のオン、オフを制御するための制御信号Ｓ１を出力する。また、制御回路１２は、発振器２１の発振動作を許可又は停止させるための制御信号Ｓ２を出力する。また、制御回路１２は、発振器２１から出力される高周波信号の周波数をスイープさせるための制御信号Ｓ３をＤ／Ａ変換部２４によりデジタル値からアナログ値に変換して出力する。また、制御回路１２は、可変ゲインアンプ２２のゲインを可変させるための制御信号Ｓ４をＤ／Ａ変換部２３によりデジタル値からアナログ値に変換して出力する。また、制御回路１２は、電圧計１９により測定される電圧Ｖ１をＡ／Ｄ変換部２３によりアナログ値からデジタル値に変換してメモリ２５に記憶する。また、制御回路１２は、電圧計２０により測定される電圧Ｖ２をＡ／Ｄ変換部２３によりアナログ値からデジタル値に変換してメモリ２５に記憶する。
【００２０】
本実施形態の充電スタンド１の特徴とする点は、イニシャライズ時（充電スタンド１の電源が入ったときや充電スタンド１のシステムがリセットされた後などに行われる初期設定時）、スイッチ６がオンして充電プラグ３が終端抵抗７に接続されているときに、充電ケーブル４に重畳される高周波信号の進行波の振幅値（電圧Ｖ１(load)）（第１の基準値）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２(load)）（第１の基準値）を予めメモリ２５に記憶させておくとともに、スイッチ６がオフして充電プラグ３がオープン状態のときの上記高周波信号の進行波の振幅値（電圧Ｖ１(open)）（第２の基準値）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２(open)）（第２の基準値）を予めメモリ２５に記憶させておき、イニシャライズ後においてスイッチ６がオンしているときに変化した進行波の振幅値（電圧Ｖ１）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２）がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)に近似していると、充電プラグ３が車両に接続されていないと判断し、イニシャライズ後においてスイッチ６がオンしているときに変化した進行波の振幅値（電圧Ｖ１）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２）がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)にも電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)にも近似していないと、充電プラグ３が車両に接続されていると判断する点である。
【００２１】
充電プラグ３が車両に接続されるか否かにより充電ケーブル４の終端のインピーダンスが変化する。また、充電ケーブル４の終端のインピーダンスが変化すると、充電ケーブル４に重畳される高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうち少なくとも反射波の振幅値も変化する。そのため、本実施形態の充電スタンド１では、ＣＰＬＴや充電電流を利用せずに、少なくとも反射波の振幅値の変化に基づいて、充電プラグ３の接続状態を判断する。
【００２２】
図３は、イニシャライズ時の制御回路１２の動作を示すフローチャートである。
まず、制御回路１２は、車両の充電器が使用状態か否か（充電ケーブル４及び充電プラグ３を介して車両に電力が供給されているか否か）を判断する（ステップＳ１）。
【００２３】
充電器が使用状態であると判断した場合（Ｓ１がＹｅｓ）、制御回路１２は、イニシャライズ時の動作を終了する。
一方、充電器が使用状態でないと判断した場合（ステップＳ１がＮｏ）、制御回路１２は、制御信号Ｓ１によりスイッチ６をオンさせるとともに、制御信号Ｓ２により発振器２１の発振動作を許可させる（ステップＳ２）。すると、充電プラグ３が終端抵抗７に接続されるとともに、発振回路８から出力される高周波信号がトランス９及びコンデンサ１０を介して充電ケーブル４に重畳される。
【００２４】
次に、制御回路１２は、制御信号Ｓ３により発振器２１から出力される高周波信号の周波数をスイープさせる（ステップＳ３）。このときスイープされる周波数の上限及び下限やスイープされる周波数の間隔は特に限定されない。
【００２５】
次に、制御回路１２は、スイープ後の各周波数にそれぞれ対応する進行波の振幅値（電圧Ｖ１(load)）が閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。なお、閾値Ｖｔｈは、Ａ／Ｄ変換部２３の出力の下限部に生じるノイズを避けて、電圧Ｖ１や電圧Ｖ２の有効な電圧範囲を指定するためのものである。
【００２６】
各電圧Ｖ１(load)が閾値Ｖｔｈ以上でないと判断した場合（ステップＳ４がＮｏ）、制御回路１２は、制御信号Ｓ４により可変ゲインアンプ２２のゲインを上昇させた後（ステップＳ５）、ステップＳ３に戻る。
【００２７】
一方、各電圧Ｖ１(load)が閾値Ｖｔｈ以上であると判断した場合（ステップＳ４がＹｅｓ）、制御回路１２は、スイープ後の各周波数にそれぞれ対応する進行波の振幅値（電圧Ｖ１(load)）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２(load)）をメモリ２５に記憶する（ステップＳ６）。例えば、図４は、イニシャライズ時において、充電プラグ３が終点抵抗７に接続されているときのスイープ後の各周波数と反射波の振幅値との関係の一例を示す図である。図４に示す例では、スイープ後の各周波数全体において反射波の振幅値が閾値Ｖｔｈ以上になっている。
【００２８】
次に、制御回路１２は、図５に示すように、制御信号Ｓ１によりスイッチ６をオフさせる（ステップＳ７）。すると、充電プラグ３はオープン状態になり充電ケーブル４の終端のインピーダンスが低下して、反射波の振幅値、すなわち、電圧Ｖ２が上昇する。
【００２９】
次に、制御回路１２は、制御信号Ｓ３により発振器２１から出力される高周波信号の周波数をスイープさせる（ステップＳ８）。
次に、制御回路１２は、スイープ後の各周波数にそれぞれ対応する反射波の振幅値（電圧Ｖ２(open)）が閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ９）。
【００３０】
各電圧Ｖ２(open)が閾値Ｖｔｈ以上でないと判断した場合（ステップＳ９がＮｏ）、制御回路１２は制御信号Ｓ４により可変ゲインアンプ２２のゲインを上昇させた後、ステップＳ３に戻る。
【００３１】
一方、各電圧Ｖ２(open)が閾値Ｖｔｈ以上であると判断した場合（ステップＳ９がＹｅｓ）、制御回路１２は、スイープ後の各周波数にそれぞれ対応する進行波の振幅値（電圧Ｖ１(open)）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２(open)）、並びに、そのときの可変ゲインアンプ２２のゲインを示す制御信号Ｓ４をメモリ２５に記憶するとともに、制御信号Ｓ２により発振器２１の発振動作を停止させて（Ｓ１０）、イニシャライズ時の動作を終了する。例えば、図６は、イニシャライズ時において、充電プラグ３がオープン状態のときのスイープ後の各周波数と反射波の振幅値との関係の一例を示す図である。図６に示す例では、図４に示すスイープ後の各周波数と反射波の振幅値との関係に比べて、スイープ後の各周波数全体において反射波の振幅値が大きくなっている。
【００３２】
図７は、イニシャライズ後の制御回路１２の動作を示すフローチャートである。なお、イニシャライズ直後、充電プラグ３はコネクタ５に接続されているものとする。
まず、制御回路１２は、制御信号Ｓ１によりスイッチ６をオンさせる（ステップＳ１１）。
【００３３】
次に、制御回路１２は、イニシャライズ時にメモリ２５に記憶した制御信号Ｓ４を可変ゲインアンプ２２に出力するとともに、制御信号Ｓ３により発振器２１から出力される高周波信号の周波数をスイープさせる（ステップＳ１２）。
【００３４】
次に、制御回路１２は、前回のステップＳ１２でスイープさせた各周波数にそれぞれ対応する進行波の振幅値（電圧Ｖ１）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２）（以下、前回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２という）と比べて、今回のステップＳ１２でスイープさせた各周波数にそれぞれ対応する進行波の振幅値（電圧Ｖ１）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２）（以下、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２という）に変化があるか否かを判断する（ステップＳ１３）。なお、最初のステップＳ１３では前回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が存在しないため、自動的にステップＳ１２に戻る。
【００３５】
前回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２と比べて、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２に変化がないと判断した場合（ステップＳ１３がＮｏ）、制御回路１２は、ステップＳ１２に戻る。
一方、前回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２と比べて、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２に変化があると判断した場合（ステップＳ１３がＹｅｓ）、制御回路１２は、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)に近似しているか否かを判断する（ステップＳ１４）。例えば、メモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)にそれぞれ幅を持たせておき、この幅の間に今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が入っていれば、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)に近似していると判断し、この幅の間に今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が入っていなければ、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)に近似していないと判断するようにしてもよい。図８は、電圧Ｖ２(open)に幅を持たせた場合のその電圧Ｖ２(open)の一例を示す図である。実線はイニシャライズ時にメモリ２５に記憶された電圧Ｖ２(open)であり、破線は実線を一定値高くしたものであり、一点鎖線は実線を一定値低くしたものである。一点鎖線から破線までの間に、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が入っているか否かを判断する。
【００３６】
今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)に近似していると判断した場合（ステップＳ１４がＹｅｓ）、制御回路１２は、図９に示すように、充電プラグ３がコネクタ５にも車両２６にも接続されていない状態（又は充電プラグ３が車両２６に接続されていない状態）であると判断する（ステップＳ１５）。このとき、バッテリ充電中であれば、制御回路１２は、車両２６への電力供給を停止してもよい。また、ステップＳ１５の後、制御回路１２は、充電プラグ３がコネクタ５にも車両２６にも接続されていない旨を充電スタンド１に備えられる不図示の表示装置に表示させてもよい。
【００３７】
一方、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)に近似していないと判断した場合（ステップＳ１４がＮｏ）、制御回路１２は、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)に近似しているか否かを判断する（ステップＳ１６）。例えば、メモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)にそれぞれ幅を持たせておき、この幅の間に今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が入っていれば、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)に近似していると判断し、この幅の間に今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が入っていなければ、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)に近似していないと判断するようにしてもよい。図１０は、電圧Ｖ２(load)に幅を持たせた場合のその電圧Ｖ２(load)の一例を示す図である。実線はイニシャライズ時にメモリ２５に記憶された電圧Ｖ２(load)であり、破線は実線を一定値高くしたものであり、一点鎖線は実線を一定値低くしたものである。一点鎖線から破線までの間に、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が入っているか否かを判断する。
【００３８】
今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)に近似していると判断した場合（ステップＳ１６がＹｅｓ）、制御回路１２は、充電プラグ３がコネクタ５に接続されていると判断し、ステップＳ１２に戻る。
【００３９】
一方、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)に近似していないと判断した場合（ステップＳ１６がＮｏ）、制御回路１２は、図１１に示すように、充電プラグ３が車両に接続されている状態であると判断する（ステップＳ１７）。その後、制御回路１２は、車両２６への電力供給を開始してもよい。また、ステップＳ１７の後、制御回路１２は、充電プラグ３が車両２６に接続されている旨を充電スタンド１に備えられる不図示の表示装置に表示させてもよい。
【００４０】
このように、本実施形態の充電スタンド１は、充電ケーブル４に重畳させた高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値の変化に基づいて、充電プラグ３が車両２６に接続されているか否かを判断することができるので、ＣＰＬＴや充電電流を利用せず、充電プラグ３の接続状態を判断することができる。また、本実施形態の充電スタンド１は、充電プラグ３の接続状態を判断するための専用スイッチを設けたり、充電プラグ３の規格を変更する必要がない。
【００４１】
なお、上記実施形態では、充電ケーブル４に重畳させた高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値の変化に基づいて、充電プラグ３の接続状態を判断する構成であるが、反射波の振幅値のみに基づいて、充電プラグ３の接続状態を判断してもよい。このように構成する場合、メモリ２５に反射波の振幅値のみを記憶させておくだけでよいため、進行波の振幅値及び反射波の振幅値をメモリ２５に記憶する場合に比べて、メモリ２５の容量を小さくすることができる。
【００４２】
また、上記実施形態では、充電ケーブル４に重畳させた高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値の変化に基づいて、充電プラグ３の接続状態を判断する構成であるが、進行波の振幅値及び反射波の振幅値により求められる電圧定在波比（反射波の振幅値／進行波の振幅値）に基づいて、充電プラグ３の接続状態を判断してもよい。なお、イニシャライズ時において、スイッチ６がオンしているときに求められる電圧定在波比（第１の基準値）やスイッチ６がオフしているときに求められる電圧定在波比（第２の基準値）が予めメモリ２５に記憶されるものとする。このように構成する場合、メモリ２５に電圧定在波比のみを記憶させておくだけでよいため、進行波の振幅値及び反射波の振幅値をメモリ２５に記憶する場合に比べて、メモリ２５の容量を小さくすることができる。
【００４３】
また、上記実施形態において、高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値（反射波の振幅値のみ又は電圧定在波比）と車両の車種との関係を予めメモリ２５に記憶させておき、充電プラグ３が車両に接続されていると判断した後の高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値（反射波の振幅値のみ又は電圧定在波比）に基づいて、車両の車種を特定するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ 充電スタンド
２ 充電電圧源
３ 充電プラグ
４ 充電ケーブル
５ コネクタ
６ スイッチ
７ 終端抵抗
８ 発振回路
９ トランス
１０ コンデンサ
１１ 進行波・反射波測定回路
１２ 制御回路
１３、１４ 抵抗
１５、１６ ダイオード
１７、１８ コンデンサ
１９、２０ 電圧計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に電力を供給する充電スタンド及びその充電スタンドに備えられる充電プラグの接続状態判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車などの車両に電力を供給するための充電スタンドに備えられる充電プラグが車両に接続されているか否かを判断する方法として、例えば、ＣＰＬＴ（コントロールパイロット）を監視する方法がある。ＣＰＬＴは、充電プラグが車両に接続された際に車両から信号線を介して充電スタンドへ伝えられる、充電を許可する旨を示す信号である。例えば、一定時間ＣＰＬＴに変化がない場合、充電プラグが車両に接続されていないと判断することができる。このように、車両から電力線以外の信号線を介して充電スタンドへ伝えられる信号の変化を監視することによって充電プラグの接続状態を判断する方法がある。
【０００３】
また、充電プラグの接続状態を判断する他の方法として、例えば、バッテリ充電中において、充電スタンドから電力線を介して車両へどのくらいの充電電流が流れているかを監視する方法がある。例えば、バッテリ充電中において、車両へ流れている充電電流に一定時間変化がない場合、充電プラグが車両に接続されていないと判断することができる。このように、電力線に流れる充電電流の変化を直接監視することによっても充電プラグの接続状態を判断する方法がある（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、上述のどちらの方法も、バッテリが満充電又はその近傍状態又は車両が何らかの都合で充電を停止している場合では、ＣＰＬＴや充電電流に変化が無いか微小なため、充電プラグが車両に接続されているか否かを判断することが困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１１７４５７号公報
【特許文献２】特開平１１−９４８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＣＰＬＴや充電電流を利用せず、充電スタンドの充電プラグと車両との接続状態を判断することが可能な充電スタンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の充電スタンドは、充電電圧源からの電力を車両へ供給するために前記車両に接続される充電プラグと、前記充電プラグと前記充電電圧源とをつなぐ充電ケーブルと、高周波信号を出力する発振回路と、前記高周波信号を前記充電ケーブルに重畳させる重畳回路と、前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値を測定する進行波・反射波測定回路と、前記進行波・反射波測定回路により測定される進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうち少なくとも反射波の振幅値の変化に基づいて、前記充電プラグの接続状態を判断する制御回路とを備える。
【０００８】
充電プラグが車両に接続されるか否かにより充電ケーブルの終端のインピーダンスが変化する。また、充電ケーブルの終端のインピーダンスが変化すると、充電ケーブルに重畳される高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうち少なくとも反射波の振幅値も変化する。そのため、ＣＰＬＴや充電電流を利用せずに、少なくとも反射波の振幅値の変化に基づいて、充電プラグの接続状態を判断することができる。
【０００９】
また、上記充電スタンドは、終端抵抗と、前記充電プラグと前記終端抵抗との間に設けられるスイッチと、記憶手段とを備え、前記制御回路は、前記スイッチをオンさせて前記充電プラグと前記終端抵抗とが接続されているときの前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第１の基準値として予め前記記憶手段に記憶しておくとともに、前記スイッチをオフさせて前記充電プラグがオープン状態のときの前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第２の基準値として予め前記記録手段に記録しておき、前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値が前記第２の基準値に近似しているとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていないと判断し、前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値が前記第１の基準値にも前記第２の基準値にも近似していないとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていると判断するように構成してもよい。
【００１０】
また、上記充電スタンドは、終端抵抗と、前記充電プラグと前記終端抵抗との間に設けられるスイッチと、記憶手段とを備え、前記制御回路は、前記スイッチをオンさせて前記充電プラグと前記終端抵抗とが接続されているときに前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比を第１の基準値として予め前記記憶手段に記憶しておくとともに、前記スイッチをオフさせて前記充電プラグがオープン状態のときに前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比を第２の基準値として予め前記記録手段に記録しておき、前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比が前記第２の基準値に近似しているとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていないと判断し、前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比が前記第１の基準値にも前記第２の基準値にも近似していないとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていると判断するように構成してもよい。
【００１１】
また、本発明の充電プラグの接続状態判断方法は、車両へ電力を供給するために前記車両に接続される充電プラグが終端抵抗に接続されているとき、前記充電プラグに接続される充電ケーブルに重畳される高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第１の基準値として予め記憶手段に記憶しておくとともに、前記充電プラグがオープン状態のとき、前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第２の基準値として予め前記記憶手段に記憶しておくステップと、前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値に変化があったときの少なくとも反射波の振幅値が前記第２の基準値と近似していると、前記充電プラグが前記車両に接続されていないと判断し、前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値に変化があったときの少なくとも反射波の振幅値が前記第１の基準値にも前記第２の基準値にも近似していないと、前記充電プラグが前記車両に接続されていると判断するステップとを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＣＰＬＴや充電電流を利用せず、充電スタンドの充電プラグの接続状態を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の充電スタンドを示す図である。
【図２】発振回路及び制御回路を示す図である。
【図３】イニシャライズ時の制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図４】充電プラグが終点抵抗に接続されているときのスイープ周波数と反射波の振幅値との関係の一例を示す図である。
【図５】充電プラグが終点抵抗に接続されているときの充電スタンドの状態を示す図である。
【図６】充電プラグがオープン状態のときのスイープ周波数と反射波の振幅値との関係の一例を示す図である。
【図７】イニシャライズ後の制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図８】反射波の振幅値に幅を持たせたときのスイープ周波数とその反射波の振幅値との関係の一例を示す図である。
【図９】充電プラグがコネクタにも車両にも接続されていないときの充電スタンドの状態を示す図である。
【図１０】反射波の振幅値に幅を持たせたときのスイープ周波数とその反射波の振幅値との関係の一例を示す図である。
【図１１】充電プラグが車両に接続されているときの充電スタンドの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の充電スタンドを示す図である。
図１に示す充電スタンド１は、充電電圧源（例えば、２００Ｖ交流出力の商用電源）２と、充電プラグ３と、充電電圧源２と充電プラグ３とをつなぐ充電ケーブル４と、コネクタ５と、スイッチ６と、終端抵抗７と、発振回路８と、トランス９と、コンデンサ１０と、進行波・反射波測定回路１１と、制御回路１２とを備える。なお、充電プラグ３は、充電スタンド１に収納される際、コネクタ５に接続されるものとする。このとき、スイッチ６がオンすると、充電プラグ３が終端抵抗７に接続される。また、スイッチ６がオフすると、充電プラグ３がオープン状態になる。また、充電プラグ３が終端抵抗７に接続されたときの充電ケーブル４の終端のインピーダンスと、充電プラグ３が車両に接続されたときの充電ケーブル４の終端のインピーダンスとが互いに異なるように、終端抵抗７の抵抗値が設定されているものとする。また、特許請求の範囲における重畳回路は、例えば、トランス９やコンデンサ１０により構成されるものとする。
【００１５】
充電スタンド１により車両のバッテリを充電する際、まず、ユーザは、充電プラグ３をコネクタ５から取り外して車両側の充電器のコネクタに接続する。そして、充電スタンド１は、車両から充電許可信号が送られてきたことを確認すると、車両へ電力を供給する。
【００１６】
発振回路８は、トランス９及びコンデンサ１０を介して充電電圧源２の近傍の充電ケーブル４に接続され、充電ケーブル４に高周波信号（充電電圧源２から充電ケーブル４及び充電プラグ３を介して車両へ流れる充電電流よりも高い周波数（例えば、数百ＭＨｚ）の電流）を重畳させる。
【００１７】
進行波・反射波測定回路１１は、充電ケーブル４に重畳される高周波信号の進行波及び反射波を測定するものであって、抵抗１３、１４と、ダイオード１５、１６と、コンデンサ１７、１８と、電圧計１９、２０とを備える。すなわち、抵抗１３、ダイオード１５、及びコンデンサ１７が互いに直接接続されるとともに、ダイオード１５のカソードが電圧計１９に接続されている。また、抵抗１３とダイオード１５のアノードとを接続する線は充電ケーブル４の近傍に位置し、電圧計１９により進行波の振幅値として電圧Ｖ１が測定される。また、抵抗１４、ダイオード１６、及びコンデンサ１８は互いに直列接続されるとともに、ダイオード１６のカソードが電圧計２０に接続されている。また、抵抗１４とダイオード１６のアノードとを接続する線は充電ケーブル４の近傍に位置し、電圧計２０により反射波の振幅値として電圧Ｖ２が測定される。
【００１８】
図２は、発振回路８及び制御回路１２を示す図である。
図２に示す発振回路８は、高周波信号を出力する発振器２１と、発振器２１から出力される高周波信号の振幅値を制御する可変ゲインアンプ２２とを備える。
【００１９】
また、図２に示す制御回路１２は、Ａ／Ｄ変換部２３と、Ｄ／Ａ変換部２４と、メモリ２５（記憶手段）とを備える。
制御回路１２は、スイッチ６のオン、オフを制御するための制御信号Ｓ１を出力する。また、制御回路１２は、発振器２１の発振動作を許可又は停止させるための制御信号Ｓ２を出力する。また、制御回路１２は、発振器２１から出力される高周波信号の周波数をスイープさせるための制御信号Ｓ３をＤ／Ａ変換部２４によりデジタル値からアナログ値に変換して出力する。また、制御回路１２は、可変ゲインアンプ２２のゲインを可変させるための制御信号Ｓ４をＤ／Ａ変換部２３によりデジタル値からアナログ値に変換して出力する。また、制御回路１２は、電圧計１９により測定される電圧Ｖ１をＡ／Ｄ変換部２３によりアナログ値からデジタル値に変換してメモリ２５に記憶する。また、制御回路１２は、電圧計２０により測定される電圧Ｖ２をＡ／Ｄ変換部２３によりアナログ値からデジタル値に変換してメモリ２５に記憶する。
【００２０】
本実施形態の充電スタンド１の特徴とする点は、イニシャライズ時（充電スタンド１の電源が入ったときや充電スタンド１のシステムがリセットされた後などに行われる初期設定時）、スイッチ６がオンして充電プラグ３が終端抵抗７に接続されているときに、充電ケーブル４に重畳される高周波信号の進行波の振幅値（電圧Ｖ１(load)）（第１の基準値）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２(load)）（第１の基準値）を予めメモリ２５に記憶させておくとともに、スイッチ６がオフして充電プラグ３がオープン状態のときの上記高周波信号の進行波の振幅値（電圧Ｖ１(open)）（第２の基準値）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２(open)）（第２の基準値）を予めメモリ２５に記憶させておき、イニシャライズ後においてスイッチ６がオンしているときに変化した進行波の振幅値（電圧Ｖ１）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２）がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)に近似していると、充電プラグ３が車両に接続されていないと判断し、イニシャライズ後においてスイッチ６がオンしているときに変化した進行波の振幅値（電圧Ｖ１）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２）がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)にも電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)にも近似していないと、充電プラグ３が車両に接続されていると判断する点である。
【００２１】
充電プラグ３が車両に接続されるか否かにより充電ケーブル４の終端のインピーダンスが変化する。また、充電ケーブル４の終端のインピーダンスが変化すると、充電ケーブル４に重畳される高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうち少なくとも反射波の振幅値も変化する。そのため、本実施形態の充電スタンド１では、ＣＰＬＴや充電電流を利用せずに、少なくとも反射波の振幅値の変化に基づいて、充電プラグ３の接続状態を判断する。
【００２２】
図３は、イニシャライズ時の制御回路１２の動作を示すフローチャートである。
まず、制御回路１２は、車両の充電器が使用状態か否か（充電ケーブル４及び充電プラグ３を介して車両に電力が供給されているか否か）を判断する（ステップＳ１）。
【００２３】
充電器が使用状態であると判断した場合（Ｓ１がＹｅｓ）、制御回路１２は、イニシャライズ時の動作を終了する。
一方、充電器が使用状態でないと判断した場合（ステップＳ１がＮｏ）、制御回路１２は、制御信号Ｓ１によりスイッチ６をオンさせるとともに、制御信号Ｓ２により発振器２１の発振動作を許可させる（ステップＳ２）。すると、充電プラグ３が終端抵抗７に接続されるとともに、発振回路８から出力される高周波信号がトランス９及びコンデンサ１０を介して充電ケーブル４に重畳される。
【００２４】
次に、制御回路１２は、制御信号Ｓ３により発振器２１から出力される高周波信号の周波数をスイープさせる（ステップＳ３）。このときスイープされる周波数の上限及び下限やスイープされる周波数の間隔は特に限定されない。
【００２５】
次に、制御回路１２は、スイープ後の各周波数にそれぞれ対応する進行波の振幅値（電圧Ｖ１(load)）が閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。なお、閾値Ｖｔｈは、Ａ／Ｄ変換部２３の出力の下限部に生じるノイズを避けて、電圧Ｖ１や電圧Ｖ２の有効な電圧範囲を指定するためのものである。
【００２６】
各電圧Ｖ１(load)が閾値Ｖｔｈ以上でないと判断した場合（ステップＳ４がＮｏ）、制御回路１２は、制御信号Ｓ４により可変ゲインアンプ２２のゲインを上昇させた後（ステップＳ５）、ステップＳ３に戻る。
【００２７】
一方、各電圧Ｖ１(load)が閾値Ｖｔｈ以上であると判断した場合（ステップＳ４がＹｅｓ）、制御回路１２は、スイープ後の各周波数にそれぞれ対応する進行波の振幅値（電圧Ｖ１(load)）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２(load)）をメモリ２５に記憶する（ステップＳ６）。例えば、図４は、イニシャライズ時において、充電プラグ３が終点抵抗７に接続されているときのスイープ後の各周波数と反射波の振幅値との関係の一例を示す図である。図４に示す例では、スイープ後の各周波数全体において反射波の振幅値が閾値Ｖｔｈ以上になっている。
【００２８】
次に、制御回路１２は、図５に示すように、制御信号Ｓ１によりスイッチ６をオフさせる（ステップＳ７）。すると、充電プラグ３はオープン状態になり充電ケーブル４の終端のインピーダンスが低下して、反射波の振幅値、すなわち、電圧Ｖ２が上昇する。
【００２９】
次に、制御回路１２は、制御信号Ｓ３により発振器２１から出力される高周波信号の周波数をスイープさせる（ステップＳ８）。
次に、制御回路１２は、スイープ後の各周波数にそれぞれ対応する反射波の振幅値（電圧Ｖ２(open)）が閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ９）。
【００３０】
各電圧Ｖ２(open)が閾値Ｖｔｈ以上でないと判断した場合（ステップＳ９がＮｏ）、制御回路１２は制御信号Ｓ４により可変ゲインアンプ２２のゲインを上昇させた後、ステップＳ３に戻る。
【００３１】
一方、各電圧Ｖ２(open)が閾値Ｖｔｈ以上であると判断した場合（ステップＳ９がＹｅｓ）、制御回路１２は、スイープ後の各周波数にそれぞれ対応する進行波の振幅値（電圧Ｖ１(open)）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２(open)）、並びに、そのときの可変ゲインアンプ２２のゲインを示す制御信号Ｓ４をメモリ２５に記憶するとともに、制御信号Ｓ２により発振器２１の発振動作を停止させて（Ｓ１０）、イニシャライズ時の動作を終了する。例えば、図６は、イニシャライズ時において、充電プラグ３がオープン状態のときのスイープ後の各周波数と反射波の振幅値との関係の一例を示す図である。図６に示す例では、図４に示すスイープ後の各周波数と反射波の振幅値との関係に比べて、スイープ後の各周波数全体において反射波の振幅値が大きくなっている。
【００３２】
図７は、イニシャライズ後の制御回路１２の動作を示すフローチャートである。なお、イニシャライズ直後、充電プラグ３はコネクタ５に接続されているものとする。
まず、制御回路１２は、制御信号Ｓ１によりスイッチ６をオンさせる（ステップＳ１１）。
【００３３】
次に、制御回路１２は、イニシャライズ時にメモリ２５に記憶した制御信号Ｓ４を可変ゲインアンプ２２に出力するとともに、制御信号Ｓ３により発振器２１から出力される高周波信号の周波数をスイープさせる（ステップＳ１２）。
【００３４】
次に、制御回路１２は、前回のステップＳ１２でスイープさせた各周波数にそれぞれ対応する進行波の振幅値（電圧Ｖ１）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２）（以下、前回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２という）と比べて、今回のステップＳ１２でスイープさせた各周波数にそれぞれ対応する進行波の振幅値（電圧Ｖ１）及び反射波の振幅値（電圧Ｖ２）（以下、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２という）に変化があるか否かを判断する（ステップＳ１３）。なお、最初のステップＳ１３では前回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が存在しないため、自動的にステップＳ１２に戻る。
【００３５】
前回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２と比べて、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２に変化がないと判断した場合（ステップＳ１３がＮｏ）、制御回路１２は、ステップＳ１２に戻る。
一方、前回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２と比べて、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２に変化があると判断した場合（ステップＳ１３がＹｅｓ）、制御回路１２は、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)に近似しているか否かを判断する（ステップＳ１４）。例えば、メモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)にそれぞれ幅を持たせておき、この幅の間に今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が入っていれば、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)に近似していると判断し、この幅の間に今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が入っていなければ、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)に近似していないと判断するようにしてもよい。図８は、電圧Ｖ２(open)に幅を持たせた場合のその電圧Ｖ２(open)の一例を示す図である。実線はイニシャライズ時にメモリ２５に記憶された電圧Ｖ２(open)であり、破線は実線を一定値高くしたものであり、一点鎖線は実線を一定値低くしたものである。一点鎖線から破線までの間に、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が入っているか否かを判断する。
【００３６】
今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)に近似していると判断した場合（ステップＳ１４がＹｅｓ）、制御回路１２は、図９に示すように、充電プラグ３がコネクタ５にも車両２６にも接続されていない状態（又は充電プラグ３が車両２６に接続されていない状態）であると判断する（ステップＳ１５）。このとき、バッテリ充電中であれば、制御回路１２は、車両２６への電力供給を停止してもよい。また、ステップＳ１５の後、制御回路１２は、充電プラグ３がコネクタ５にも車両２６にも接続されていない旨を充電スタンド１に備えられる不図示の表示装置に表示させてもよい。
【００３７】
一方、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(open)及び電圧Ｖ２(open)に近似していないと判断した場合（ステップＳ１４がＮｏ）、制御回路１２は、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)に近似しているか否かを判断する（ステップＳ１６）。例えば、メモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)にそれぞれ幅を持たせておき、この幅の間に今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が入っていれば、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)に近似していると判断し、この幅の間に今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が入っていなければ、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)に近似していないと判断するようにしてもよい。図１０は、電圧Ｖ２(load)に幅を持たせた場合のその電圧Ｖ２(load)の一例を示す図である。実線はイニシャライズ時にメモリ２５に記憶された電圧Ｖ２(load)であり、破線は実線を一定値高くしたものであり、一点鎖線は実線を一定値低くしたものである。一点鎖線から破線までの間に、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が入っているか否かを判断する。
【００３８】
今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)に近似していると判断した場合（ステップＳ１６がＹｅｓ）、制御回路１２は、充電プラグ３がコネクタ５に接続されていると判断し、ステップＳ１２に戻る。
【００３９】
一方、今回の電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２がメモリ２５に記憶されている電圧Ｖ１(load)及び電圧Ｖ２(load)に近似していないと判断した場合（ステップＳ１６がＮｏ）、制御回路１２は、図１１に示すように、充電プラグ３が車両に接続されている状態であると判断する（ステップＳ１７）。その後、制御回路１２は、車両２６への電力供給を開始してもよい。また、ステップＳ１７の後、制御回路１２は、充電プラグ３が車両２６に接続されている旨を充電スタンド１に備えられる不図示の表示装置に表示させてもよい。
【００４０】
このように、本実施形態の充電スタンド１は、充電ケーブル４に重畳させた高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値の変化に基づいて、充電プラグ３が車両２６に接続されているか否かを判断することができるので、ＣＰＬＴや充電電流を利用せず、充電プラグ３の接続状態を判断することができる。また、本実施形態の充電スタンド１は、充電プラグ３の接続状態を判断するための専用スイッチを設けたり、充電プラグ３の規格を変更する必要がない。
【００４１】
なお、上記実施形態では、充電ケーブル４に重畳させた高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値の変化に基づいて、充電プラグ３の接続状態を判断する構成であるが、反射波の振幅値のみに基づいて、充電プラグ３の接続状態を判断してもよい。このように構成する場合、メモリ２５に反射波の振幅値のみを記憶させておくだけでよいため、進行波の振幅値及び反射波の振幅値をメモリ２５に記憶する場合に比べて、メモリ２５の容量を小さくすることができる。
【００４２】
また、上記実施形態では、充電ケーブル４に重畳させた高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値の変化に基づいて、充電プラグ３の接続状態を判断する構成であるが、進行波の振幅値及び反射波の振幅値により求められる電圧定在波比（反射波の振幅値／進行波の振幅値）に基づいて、充電プラグ３の接続状態を判断してもよい。なお、イニシャライズ時において、スイッチ６がオンしているときに求められる電圧定在波比（第１の基準値）やスイッチ６がオフしているときに求められる電圧定在波比（第２の基準値）が予めメモリ２５に記憶されるものとする。このように構成する場合、メモリ２５に電圧定在波比のみを記憶させておくだけでよいため、進行波の振幅値及び反射波の振幅値をメモリ２５に記憶する場合に比べて、メモリ２５の容量を小さくすることができる。
【００４３】
また、上記実施形態において、高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値（反射波の振幅値のみ又は電圧定在波比）と車両の車種との関係を予めメモリ２５に記憶させておき、充電プラグ３が車両に接続されていると判断した後の高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値（反射波の振幅値のみ又は電圧定在波比）に基づいて、車両の車種を特定するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ 充電スタンド
２ 充電電圧源
３ 充電プラグ
４ 充電ケーブル
５ コネクタ
６ スイッチ
７ 終端抵抗
８ 発振回路
９ トランス
１０ コンデンサ
１１ 進行波・反射波測定回路
１２ 制御回路
１３、１４ 抵抗
１５、１６ ダイオード
１７、１８ コンデンサ
１９、２０ 電圧計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電電圧源からの電力を車両へ供給するために前記車両に接続される充電プラグと、
前記充電プラグと前記充電電圧源とをつなぐ充電ケーブルと、
高周波信号を出力する発振回路と、
前記高周波信号を前記充電ケーブルに重畳させる重畳回路と、
前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値を測定する進行波・反射波測定回路と、
前記進行波・反射波測定回路により測定される進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうち少なくとも反射波の振幅値の変化に基づいて、前記充電プラグの接続状態を判断する制御回路と、
を備える充電スタンド。
【請求項２】
請求項１に記載の充電スタンドであって、
終端抵抗と、
前記充電プラグと前記終端抵抗との間に設けられるスイッチと、
記憶手段と、
を備え、
前記制御回路は、前記スイッチをオンさせて前記充電プラグと前記終端抵抗とが接続されているときの前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第１の基準値として予め前記記憶手段に記憶しておくとともに、前記スイッチをオフさせて前記充電プラグがオープン状態のときの前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第２の基準値として予め前記記録手段に記録しておき、
前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値が前記第２の基準値に近似しているとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていないと判断し、
前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値が前記第１の基準値にも前記第２の基準値にも近似していないとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていると判断する
ことを特徴とする充電スタンド。
【請求項３】
請求項１に記載の充電スタンドであって、
終端抵抗と、
前記充電プラグと前記終端抵抗との間に設けられるスイッチと、
記憶手段と、
を備え、
前記制御回路は、前記スイッチをオンさせて前記充電プラグと前記終端抵抗とが接続されているときに前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比を第１の基準値として予め前記記憶手段に記憶しておくとともに、前記スイッチをオフさせて前記充電プラグがオープン状態のときに前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比を第２の基準値として予め前記記録手段に記録しておき、
前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比が前記第２の基準値に近似しているとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていないと判断し、
前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比が前記第１の基準値にも前記第２の基準値にも近似していないとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていると判断する
ことを特徴とする充電スタンド。
【請求項４】
車両へ電力を供給するために前記車両に接続される充電プラグが終端抵抗に接続されているとき、前記充電プラグに接続される充電ケーブルに重畳される高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第１の基準値として予め記憶手段に記憶しておくとともに、前記充電プラグがオープン状態のとき、前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第２の基準値として予め前記記憶手段に記憶しておくステップと、
前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値に変化があったときの少なくとも反射波の振幅値が前記第２の基準値と近似していると、前記充電プラグが前記車両に接続されていないと判断し、前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値に変化があったときの少なくとも反射波の振幅値が前記第１の基準値にも前記第２の基準値にも近似していないと、前記充電プラグが前記車両に接続されていると判断するステップと、
を有する充電プラグの接続状態判断方法。
【請求項１】
充電電圧源からの電力を車両へ供給するために前記車両に接続される充電プラグと、
前記充電プラグと前記充電電圧源とをつなぐ充電ケーブルと、
高周波信号を出力する発振回路と、
前記高周波信号を前記充電ケーブルに重畳させる重畳回路と、
前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値を測定する進行波・反射波測定回路と、
前記進行波・反射波測定回路により測定される進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうち少なくとも反射波の振幅値の変化に基づいて、前記充電プラグの接続状態を判断する制御回路と、
を備える充電スタンド。
【請求項２】
請求項１に記載の充電スタンドであって、
終端抵抗と、
前記充電プラグと前記終端抵抗との間に設けられるスイッチと、
記憶手段と、
を備え、
前記制御回路は、前記スイッチをオンさせて前記充電プラグと前記終端抵抗とが接続されているときの前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第１の基準値として予め前記記憶手段に記憶しておくとともに、前記スイッチをオフさせて前記充電プラグがオープン状態のときの前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第２の基準値として予め前記記録手段に記録しておき、
前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値が前記第２の基準値に近似しているとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていないと判断し、
前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値が前記第１の基準値にも前記第２の基準値にも近似していないとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていると判断する
ことを特徴とする充電スタンド。
【請求項３】
請求項１に記載の充電スタンドであって、
終端抵抗と、
前記充電プラグと前記終端抵抗との間に設けられるスイッチと、
記憶手段と、
を備え、
前記制御回路は、前記スイッチをオンさせて前記充電プラグと前記終端抵抗とが接続されているときに前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比を第１の基準値として予め前記記憶手段に記憶しておくとともに、前記スイッチをオフさせて前記充電プラグがオープン状態のときに前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比を第２の基準値として予め前記記録手段に記録しておき、
前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比が前記第２の基準値に近似しているとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていないと判断し、
前記スイッチをオンさせているときに変化した前記進行波の振幅値及び前記反射波の振幅値により求められる電圧定在波比が前記第１の基準値にも前記第２の基準値にも近似していないとき、前記充電プラグが前記車両に接続されていると判断する
ことを特徴とする充電スタンド。
【請求項４】
車両へ電力を供給するために前記車両に接続される充電プラグが終端抵抗に接続されているとき、前記充電プラグに接続される充電ケーブルに重畳される高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第１の基準値として予め記憶手段に記憶しておくとともに、前記充電プラグがオープン状態のとき、前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値のうちの少なくとも反射波の振幅値を第２の基準値として予め前記記憶手段に記憶しておくステップと、
前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値に変化があったときの少なくとも反射波の振幅値が前記第２の基準値と近似していると、前記充電プラグが前記車両に接続されていないと判断し、前記高周波信号の進行波の振幅値及び反射波の振幅値に変化があったときの少なくとも反射波の振幅値が前記第１の基準値にも前記第２の基準値にも近似していないと、前記充電プラグが前記車両に接続されていると判断するステップと、
を有する充電プラグの接続状態判断方法。
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１】
【図５】
【図９】
【図１１】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１】
【図５】
【図９】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１４３０１７（Ｐ２０１２−１４３０１７Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９１８３４（Ｐ２０１０−２９１８３４）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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