車両用充電線通信装置、車両用充電制御装置、充電制御方法、充電制御プログラム
【課題】より正確な充電制御を行うこと。
【解決手段】充電制御信号を送受信するための第１の端子と、外部電源から電力供給を受けるための第２の端子と、第１又は第２の端子に入力される充電制御信号とは異なる信号成分を分離して出力する分離手段と、充電制御信号のデューティー比に対して補正を行い、補正が行われた補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う制御手段と、を備え、制御手段は、分離手段が第１の端子と第２の端子のうち、いずれの端子に入力される信号成分を分離するのか判別し、判別結果に応じてデューティー比に対する補正程度を決定する車両用充電線通信装置。
【解決手段】充電制御信号を送受信するための第１の端子と、外部電源から電力供給を受けるための第２の端子と、第１又は第２の端子に入力される充電制御信号とは異なる信号成分を分離して出力する分離手段と、充電制御信号のデューティー比に対して補正を行い、補正が行われた補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う制御手段と、を備え、制御手段は、分離手段が第１の端子と第２の端子のうち、いずれの端子に入力される信号成分を分離するのか判別し、判別結果に応じてデューティー比に対する補正程度を決定する車両用充電線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電制御信号のデューティー比に基づき充電制御を行うと共に、車両側と外部との間で情報通信を行う車両用充電線通信装置、車両用充電制御装置、充電制御方法、充電制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりから、ハイブリッド自動車や電気自動車の実用化及び研究が進められている。これらの車両では、走行用の二次電池を備えており、この二次電池の充電は、ハイブリッド自動車の場合では主にエンジンの出力によって行われており、電気自動車の場合では専用の充電設備や一般家庭の電源コンセント等の外部電源に、二次電池を充電ケーブルで接続することによって行うことが提案されている。
【０００３】
また、ハイブリッド自動車の場合も、外部電源にケーブル接続して二次電池を充電することにより、エネルギー効率が向上することが期待されている。エンジンによる発電効率よりも、商用電力の発電効率の方が良好だからである。
【０００４】
このように、外部電源によって二次電池を充電可能な車両は、プラグイン車両等と称されている。
【０００５】
特許文献１には、充電ケーブルとコントロールパイロット線によって外部電源に接続される車両について記載されている。この車両では、充電制御信号であるコントロールパイロット信号（ＣＰＬＴ信号）のデューティーに応じて外部電源からの供給可能電流を検知している。
【０００６】
また、係る技術を応用した技術であって、車両側と外部電源側で通信を行う技術が開示されている。
【０００７】
特許文献２には、電気自動車側に設けられた第１の通信システム部と、電気自動車に充電用の電力を供給する電力供給側に設けられた第２の通信システム部とが、電力供給線（充電ケーブル）を介して通信するようにした通信システムが開示されている。また、特許文献３には、コントロールパイロット信号に通信信号を重畳させて通信を行う伝送システムについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−０３５９７５号公報
【特許文献２】特開２００６−３１９５１１号公報
【特許文献３】特開２００４−２２２１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記のようにＣＰＬＴ信号は、デューティー比が供給可能電流等の情報を示しているが、ケーブルの電気的特性等によって信号の形状になまりを生じることがあり、車両側でデューティー比の補正を行う必要がある場合がある。係るＣＰＬＴ信号のなまりの程度は、ＣＰＬＴ信号に通信信号が重畳しているか否かによって異なるものとなる。
【００１０】
しかしながら、上記各特許文献に記載の発明では、ＣＰＬＴ線に通信信号が重畳しているか否かを考慮してデューティー比の補正を行っていないため、ＣＰＬＴ信号が示す情報量を適切に補正することができず、正確な充電制御を行うことができない場合がある。
【００１１】
本発明は、一側面によれば、より正確な充電制御を行うことが可能な車両用充電線通信装置等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】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
充電制御信号を送受信するための第１の端子と、
外部電源から電力供給を受けるための第２の端子と、
前記第１又は第２の端子に入力される、前記充電制御信号とは異なる信号成分を分離して出力する分離手段と、
前記充電制御信号のデューティー比に対して補正を行い、該補正が行われた補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記分離手段が前記第１の端子と前記第２の端子のうち、いずれの端子に入力される前記信号成分を分離するのか判別し、該判別結果に応じて前記デューティー比に対する補正程度を決定することを特徴とする、
車両用充電線通信装置である。
【００１３】
本発明の第２の態様は、
充電制御信号の伝達経路、又は外部電源からの充電線のいずれかにより信号成分が搬送されることによって、外部との通信を行う車両に搭載される車両用充電制御装置であって、
前記信号成分が、充電制御信号の伝達経路と、外部電源からの充電線のいずれによって搬送されるかを判別し、前記充電制御信号のデューティー比に対し、前記判別結果に応じて異なる補正程度で補正を行った補正後デューティー比に基づいて充電制御を行うことを特徴とする、
車両用充電制御装置である。
【００１４】
本発明の第３の態様は、
充電制御信号の伝達経路、又は外部電源からの充電線のいずれかにより信号成分が搬送されることによって、外部との通信を行う車両において車載コンピュータが実行する充電制御方法であって、
前記信号成分が、充電制御信号の伝達経路と、外部電源からの充電線のいずれによって搬送されるかを判別する処理と、
前記充電制御信号のデューティー比に対し、前記判別結果に応じて異なる補正程度で補正を行った補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う処理と、
を前記車載コンピュータが実行することを特徴とする、充電制御方法である。
【００１５】
本発明の第４の態様は、
充電制御信号の伝達経路、又は外部電源からの充電線のいずれかにより信号成分が搬送されることによって、外部との通信を行う車両において車載コンピュータが実行する充電制御プログラムであって、
前記信号成分が、充電制御信号の伝達経路と、外部電源からの充電線のいずれによって搬送されるかを判別する処理と、
前記充電制御信号のデューティー比に対し、前記判別結果に応じて異なる補正程度で補正を行った補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う処理と、
を前記車載コンピュータに実行させることを特徴とする、充電制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、一側面によれば、ＣＰＬＴ信号が示す情報量を、より正確な充電制御を行うことが可能な車両用充電線通信装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用充電線通信装置１のシステム構成を概念的に示す図である。
【図２】車両用充電線通信装置１と外部電源１００との接続態様例である。
【図３】ＣＰＬＴ信号の変化の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】ＣＰＬＴ信号に重畳する信号成分を分離する態様の、信号分離ユニット１０の構成例である。
【図５】充電用の交流に重畳する信号成分を分離する態様の、信号分離ユニット１０の構成例である。
【図６】ＥＣＵ３０により実行される判別処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】補正テーブル３５Ａの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１９】
以下、図面を参照し、本発明の一実施例に係る車両用充電線通信装置について説明する。本発明の車両用充電装置は、外部電源によって車載蓄電装置を充電可能な車両に搭載される装置である。車載蓄電装置は、走行用モータに電力供給するものと、空調装置やスターターモータ等に電力供給するものが考えられるが、本発明の適用上、外部電源によって充電される車載蓄電装置はこれらのうちいずれであってもよい。以下の説明では、車載蓄電装置が走行用モータに電力供給する二次電池（バッテリ）であるものとして説明する。
【００２０】
また、走行用のエネルギーとして用いられる電力を供給するバッテリを搭載した車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車が挙げられるが、以下の説明では、ハイブリッド自動車に適用されたものとする。
【００２１】
［全体構成］
図１は、本発明の一実施例に係る車両用充電線通信装置１のシステム構成を概念的に示す図である。車両用充電線通信装置１は、信号分離ユニット１０と、通信モジュール２０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０と、補正テーブル３５Ａ、３５Ｂと、充電回路４０と、バッテリ５０と、を備える。車両用充電線通信装置１は、ＣＰＬＴ線７０とＡＣ線７２を含むケーブルを介して外部電源１００と接続される。
【００２２】
まず、車両用充電線通信装置１と外部電源１００との接続態様、バッテリ５０の電力を用いたモータ制御、及びＣＰＬＴ信号の制御等について説明し、その後で、信号成分の分離、及びＣＰＬＴ信号のデューティー比補正について説明する。
【００２３】
［接続態様］
図２は、車両用充電線通信装置１と外部電源１００との接続態様例である。車両用充電線通信装置１と外部電源１００は、外部電源１００から延出するケーブル１１０の先端に設けられたコネクタ１２０がインレット８０に接続されることによって、外部電源１００から車両への電力供給、並びに外部電源側通信モジュール１３０と車両との通信を可能とする。外部電源１００や外部電源側通信モジュール１３０は、例えば車外設備である充電スタンド内に収容される。
【００２４】
ケーブル１１０は、一方の端部が外部電源１００及び外部電源側通信モジュール１３０に接続され、他方の端部にコネクタ１２０が設けられている。ケーブル１１０は、例えば、一対の充電ケーブル１１１、１１２が樹脂等で被覆された構成となっている。
【００２５】
外部電源１００からの車両用充電線通信装置１への電力供給は、例えば商用電源からの電力、すなわち５０［Hz］又は６０［Hz］の交流電力によって行われる。外部電源１００は、一般家庭のコンセントを含んでもよいし、専用の電源回路等を有する電気スタンド設備であってもよい。
【００２６】
コネクタ１２０は、ケーブル１１０の各要素に対応し、充電用コンタクト１２１、１２２、グランドコンタクト１２３、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４、ケーブル接続信号伝達用コンタクト１２５を有し、これらを絶縁体のケース等で収納している。
【００２７】
また、コネクタ１２０は、コネクタ１２０とインレット８０の接続を車両側で検知させるための接続検知機構１２６と、ＣＰＬＴ信号を生成するためのＣＰＬＴ回路１２７と、を備える。なお、ＣＰＬＴ回路１２７はＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４の電位を検出するための電圧センサを内蔵し、ＥＣＵ５０は、ＣＰＬＴ信号用コンタクト２４の電位を検出するための電圧センサを内蔵している。
【００２８】
インレット８０は、コネクタ１２０のコンタクトに対応し、充電用コンタクト８１、８２、グランドコンタクト８３、ＣＰＬＴ信号用コンタクト８４、ケーブル接続信号伝達用コンタクト８５を有し、これらを絶縁体のケース等で収納している。
【００２９】
コネクタ１２０とインレット８０の接続態様に関しては、如何なるものが採用されてもよい。例えば、ナイフ・フォーク、ベローズ等の態様が知られている。
【００３０】
接続検知機構１２６は、コネクタ１２０がインレット８０に接続されたときに（時刻ｔ１）、これを機械的に検知してスイッチ操作を行い、ケーブル接続信号伝達用コンタクト１２５をグランド線１１３に接続させる。
【００３１】
コネクタ１２０がインレット８０に接続されていない場合には、ケーブル接続信号伝達用コンタクト１２５は開放端の状態となり、ケーブル接続信号伝達用コンタクト８５の電位は、車両側で生成される基準電位となる。一方、コネクタ１２０がインレット８０に接続されている場合には、ケーブル接続信号伝達用コンタクト８５の電位は、地絡によってゼロ電位となる。ＥＣＵ３０は、係る電位の変化に基づいて、コネクタ１２０とインレット８０の接続を検知することができる。なお、接続検知のための構成は、これに限らず、接続検知機構１２６がプルダウン抵抗等により構成されるものとしてもよいし、能動的に電圧信号を出力する構成等、他の構成であってもよい。
【００３２】
充電回路４０は、例えばブリッジ回路やトランス、整流回路等を有し、交流電力を直流電力に変換可能な構成となっている。充電回路３０は、インレット８０とバッテリ５０の間に取り付けられる。
【００３３】
バッテリ５０は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池である。なお、本発明が適用された車両がエンジン車両である場合、或いはハイブリッド車両や電気自動車の場合であっても、充電対象が補機専用の蓄電装置である場合は、バッテリ５０は、電気二重層キャパシタ等のキャパシタに置換され得る。バッテリ５０には、図示しない電流センサ、温度センサ等の監視手段が取り付けられており、その出力値はＥＣＵ５０に送信される。
【００３４】
バッテリ５０は、モータ５１、５２に接続され、これらのモータを駆動するための電力を供給すると共に、モータによって回生制御が行われた際に発生する電力を蓄える。
【００３５】
［モータ制御］
モータ５１、５２は、例えば、永久磁石が埋設されたロータと、Ｙ結線された三相コイルを有するステータとを備える三相交流電動発電機である。モータ５１、５２は、例えばプラネタリギヤ５３を介してエンジン５４及び車軸に連結される。この場合、モータ５１はプラネタリギヤ５３のサンギヤに、モータ５２はプラネタリギヤ５３のリングギヤ及び駆動軸に、エンジン５４は、プラネタリギヤ５３のピニオンギヤに、それぞれ接続される。
【００３６】
モータ５１、５２、及びエンジン５４の出力制御は、図示しないハイブリッドコンピュータにより実行される。ハイブリッドコンピュータは、入力されるアクセル開度やシフトポジション信号、車速等に基づいて、ドライバがアクセル操作によって出力要求したドライバ要求トルクを算出し、これに駆動軸の回転数及び所定の係数を乗じて、ドライバ要求動力を算出する。駆動軸の回転数は、例えばモータ５２に取り付けられた回転センサ（レゾルバ）からの値に基づいて計算する。そして、ドライバ要求動力と、外部から入力される補機要求（電動エアコンプレッサ、その他の走行に直接関係しない電動機器が要求する電力）を加算して、出力要求を算出する。
【００３７】
出力要求が、バッテリ５０の供給可能電力未満である場合は、モータ５２の動力のみにより走行するようにモータ５１、５２、及びエンジン５４を制御する（モータ走行）。この場合、ドライバ要求トルクをギヤ機構のギヤ比で除した値がモータ５２の要求トルクとなる。
【００３８】
一方、出力要求がバッテリ５０の供給可能電力以上である場合は、エンジン５４、モータ５１、及びモータ５２を駆動して走行を行なう（エンジン／モータ走行）。この場合、まず、出力要求からバッテリ５０の供給可能電力を差し引いて、エンジン要求動力を算出する。そして、エンジン５４をエネルギー効率よく運転できる運転ライン上で、エンジン要求動力を実現可能な目標トルク、及び目標回転数を探索する。
【００３９】
モータ５１については、エンジンの目標回転数Ｎｅ*と現在のリングギヤの回転数Ｎｒからモータ５１の目標回転数Ｎｇ*を次式（１）に基づいて計算する。式中、ρはプラネタリギヤのギヤ比である。そして、モータ５１が目標回転数Ｎｇ*で駆動されるように、次式（２）のフィードバック制御を行なう。式中、Ｔｇ*はモータ５１の出力すべき目標トルクであり、Ｎｇはモータ５１の実際の回転数であり、Ｋ１は比例項のゲインであり、Ｋ２は積分項のゲインである。
【００４０】
Ｎｇ*＝｛（１＋ρ）・Ｎｅ*／−Ｎｒ｝／ρ …（１）
Ｔｇ*＝前回Ｔｇ*＋Ｋ１・（Ｎｇ*−Ｎｇ）＋Ｋ２・∫（Ｎｇ*−Ｎｇ）ｄｔ …（２）
【００４１】
モータ５１の目標トルクＴｇ*が決定されると、エンジン５４とモータ５１の駆動によってリングギヤに出力されるトルク（直達トルクＴｅｒ）を次式（３）により算出し、ドライバ要求トルクから直達トルクＴｅｒを差し引いたトルクをギヤ機構のギヤ比で除し、モータ５２の目標トルクＴｍ*を算出する。
【００４２】
Ｔｅｒ＝−Ｔｇ*／ρ …（３）
【００４３】
このように算出された目標トルクＴｇ*、Ｔｍ*は、各モータに取り付けられたインバータに供給され、各モータの動作に反映される。目標トルクＴｇ*、Ｔｍ*は、正負の双方の値をとることができ、符号とモータの回転方向（ある方向を正、反対方向を負とする）が一致する場合は力行（電力消費して動力を出力する）であり、符号とモータの回転方向が一致しない場合は回生（発電してバッテリ５０を充電する）である。
【００４４】
［ＣＰＬＴ信号による充電制御］
ＥＣＵ３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピュータであり、その他、補助記憶装置やＩ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。これらの機能については後述する。なお、ＥＣＵ３０に代えて、
専用のハードウェア（電子回路）を備えてもよい。ＥＣＵ３０は、ＲＯＭやＲＡＭ、ＨＤＤ、フラッシュメモリ等の記憶装置に格納された第１の補正テーブル３５Ａ及び第２の補正テーブル３５Ｂを参照可能となっている。これについては後述し、まずＣＰＬＴ信号による充電制御について説明する。
【００４５】
図３は、ＣＰＬＴ信号の変化の一例を示すタイミングチャートである。時刻ｔ１においてコネクタ１２０がインレット８０に接続されると、ＥＣＵ３０は、ＣＰＬＴ信号用コンタクト８４の電位を、外部電源１００側が生成する第１の電位（例えば１２［Ｖ］）から第２の電位（例えば９［Ｖ］）に変更する。コネクタ１２０がインレット８０に接続されたことは、前述のように、ケーブル接続信号伝達用コンタクト８５の電位がゼロ電位となったことによって検知することができる。
【００４６】
これによって、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４の電位も第２の電位に変更される。ＣＰＬＴ下位と１２７は、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４の電位を監視しており、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４の電位が第１の電位から第２の電位に低下したことを検知すると、内部の発振回路を作動させてＣＰＬＴ信号を一定の周波数及びデューティー比で発振させる（時刻ｔ２）。この結果、ＣＰＬＴ信号は、第２の電位から第１の電位の反転電位（例えば−１２［Ｖ］）までの間で発振する矩形信号となる。
【００４７】
ＥＣＵ３０は、ＣＰＬＴ信号が発振していることを確認すると、内部抵抗を変更すること等により、ＣＰＬＴ信号用コンタクト８４の電位の上限を第３の電位（例えば６［Ｖ］）に変更する（時刻ｔ３）。これによって、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４の電位の上限も第３の電位に変更される。
【００４８】
ＣＰＬＴ回路１２７は、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４の電位が第３の電位に変更されたことを検知すると、図示しないリレー回路に指示することにより、充電ケーブル１１１、１１２による電力供給を開始する（時刻ｔ４）。この結果、図示するように、充電ケーブル１１１、１１２における充電電圧が上昇する。
【００４９】
充電ケーブル１１１、１１２による電力供給は、ＥＣＵ３０が、ＣＰＬＴ信号用コンタクト８４の電位の上限を第２の電位（例えば６［Ｖ］）に変更するまで継続され（〜時刻ｔ５）、その後、時刻ｔ６においてＣＰＬＴ信号の発振が停止される。
【００５０】
なお、時刻ｔ３以降、ＣＰＬＴ信号のデューティー比は、外部電源１００からの供給可能電流（例えば充電ケーブル１１１、１１２の定格電流）を示す。ＥＣＵ３０は、ＣＰＬＴ信号のデューティー比を計測して補正を行い、補正後のデューティー比から認識される外部電源１００からの供給可能電流を超えないように、充電回路４０を制御する。なお、デューティー比の計測に係る具体的手法については、周知技術であるため、説明を省略する。
【００５１】
［信号成分の分離］
通信モジュール２０と外部電源側通信モジュール１３０は、ＣＰＬＴ線７０又はＡＣ線７２のいずれかを介して、ＣＰＬＴ信号とは異なる信号の送受信を行う。送受信される内容について特段の制限はなく、如何なる情報が送受信されても構わないが、例えば認証・充電に対する課金等に関係した情報が送受信される。
【００５２】
ここで、ＣＰＬＴ線７０は、ＣＰＬＴ信号用コンタクト８４とＥＣＵ３０を接続し、ＡＣ線７２は、充電用コンタクト８１、８２と充電回路を接続する。従って、通信モジュール２０と外部電源側通信モジュール１３０は、ＣＰＬＴ信号又は充電用の交流に信号成分を重畳させて信号の送受信を行う。
【００５３】
信号分離ユニット１０は、ＣＰＬＴ信号又は充電用の交流のいずれかに重畳する信号成分を分離する。従って、ＣＰＬＴ信号に重畳する信号成分を分離する態様と、充電用の交流に重畳する信号成分を分離する態様のいずれかをとり得る。
【００５４】
図４は、ＣＰＬＴ信号に重畳する信号成分を分離する態様の、信号分離ユニット１０の構成例である。この場合、信号分離ユニット１０は、ＣＰＬＴ線７０に接続され、ＣＰＬＴ線７０によって搬送されている信号成分を分離して信号線７６に出力する（或いはその逆に、信号線７６から入力された信号成分をＣＰＬＴ線７０に出力する）信号分離回路１２Ａと、所定の抵抗値Ｒ１を有する抵抗１４Ａと、を備える。抵抗１４Ａは、分離態様判別線７４を介してＥＣＵ３０に接続される。
【００５５】
図５は、充電用の交流に重畳する信号成分を分離する態様の、信号分離ユニット１０の構成例である。この場合、信号分離ユニット１０は、ＡＣ線７２に接続され、ＡＣ線７２によって搬送されている信号成分を分離して信号線７６に出力する（或いはその逆に、信号線７６から入力された信号成分をＡＣ線７２に出力する）信号分離回路１２Ｂと、所定の抵抗値Ｒ２を有する抵抗１４Ｂと、を備える。抵抗１４Ｂは、分離態様判別線７４を介してＥＣＵ３０に接続される。抵抗値Ｒ１とＲ２は、異なる値を示す。
【００５６】
［ＣＰＬＴ信号のデューティー比補正］
前述のように、ＣＰＬＴ信号のデューティー比は、外部電源１００からの供給可能電流を示す。例えば、（１）１０％≦デューティー比≦８５％であれば、供給可能電流が（デューティー比）×０．６［Ａ］であることを示し、（２）８５％＜デューティー比≦９６％であれば、供給可能電流が（デューティー比−０．６４）×２．５［Ａ］であることを示す等、規格によって決定される。
【００５７】
ＥＣＵ３０は、ＣＰＬＴ信号のデューティー比を計測し、計測したデューティー比に補正を行って、補正後のデューティー比から認識される外部電源１００からの供給可能電流を超えないように、充電回路４０を制御する。
【００５８】
ここで、デューティー比の補正は、例えばＣＰＬＴ線７０、ＣＰＬＴ信号用コンタクト８４、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４等の電気的特性によって矩形信号になまりが生じることに鑑み、計測値よりも若干大きい値に補正する。
【００５９】
しかしながら、信号分離ユニット１０が、ＣＰＬＴ信号又は充電用の交流のいずれかに重畳する信号成分を分離する態様であるか（すなわち、ＣＰＬＴ線７０によって通信成分が搬送されているか否か）によって、上記なまりの程度が異なるため、ＥＣＵ３０では、信号分離ユニット１０の態様によって補正の程度を異ならせている。
【００６０】
信号分離ユニット１０の態様は、例えば判別線７４に所定の電圧を印可する等の動作を行い、検出された抵抗１４Ａ又は１４Ｂの抵抗値が、Ｒ１であるか、Ｒ２であるかによって判別する。なお、係る動作については、所望のタイミングで１回のみ行って判別結果を不揮発性メモリに格納しておき、以降はその判別結果を利用してもよいし、充電を行う度（或いは車両システムのシャットダウンの度など）に判別を行っても構わない。
【００６１】
図６は、ＥＣＵ３０により実行される判別処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、前述のように、適切なタイミング、周期で実行される。
【００６２】
まず、ＥＣＵ３０は、判別線７４に所定の電圧を印可する等の動作を行い（Ｓ２００）、検出された電流値等を用いて抵抗値Ｒを測定する（Ｓ２０２）。
【００６３】
次に、ＥＣＵ３０は、測定された抵抗値ＲがＲ１に略一致するか否かを判定する（Ｓ２０４）。ＥＣＵ３０は、抵抗値ＲがＲ１に略一致する場合は、補正テーブル３５Ａを、計測されたデューティー比に適用してデューティー比の補正を行い、補正後のデューティー比を用いて充電制御を行う（Ｓ２０６）。ここで、「略一致」とは、Ｒ１を中心とする所定値以内に収まることをいう。なお、前述のように本フローチャートを余り高頻度に行わない場合は、Ｓ２０６の処理は、「以降、補正テーブル３５Ａを、計測されたデューティー比に適用してデューティー比の補正を行うものと決定する」と読み替える。Ｓ２１０についても同様である。
【００６４】
ＥＣＵ３０は、抵抗値ＲがＲ１に略一致しない場合は、抵抗値ＲがＲ２に略一致するか否かを判定する（Ｓ２０８）。ＥＣＵ３０は、抵抗値ＲがＲ２に略一致する場合は、補正テーブル３５Ｂを、計測されたデューティー比に適用してデューティー比の補正を行い、補正後のデューティー比を用いて充電制御を行う（Ｓ２１０）。
【００６５】
なお、ＥＣＵ３０は、抵抗値ＲがＲ１にもＲ２にも略一致しない場合は、表示装置やスピーカによって規格が適合していないことを出力する等、所定のエラー処理を行う（Ｓ２１２）。これに代えて、そもそも抵抗値ＲがＲ１に略一致しない時点で抵抗値ＲがＲ２に略一致するものとみなして、補正テーブル３５Ｂを計測されたデューティー比に適用してデューティー比の補正をもよい（Ｓ２０８、Ｓ２１２を省略）。
【００６６】
図７は、補正テーブル３５Ａの一例である。図示するように、補正テーブル３５Ａは、計測されたデューティー比と、補正後のデューティー比が対応付けられている。ここで、ＣＰＬＴ信号に通信成分が重畳している場合、充電用の交流に信号成分が重畳している場合に比して、ＣＰＬＴ信号におけるなまりの程度が大きくなると想定されるため、補正テーブル３５Ａは、補正テーブル３５Ｂに比して補正量が大きくなっている。補正テーブル３５Ａ、３５Ｂは、図７に示す態様に限らず、計測されたデューティー比と、補正量（付加デューティー値、又はデューティー補正率等）が対応付けられたものであってもよい。また、補正テーブル３５Ａ、３５Ｂは、更に、温度等の他の要素が加味された三次元以上のデータテーブルであってもよい。また、補正量の決定は、補正テーブルを用いるのに限らず、信号分離ユニット１０が、ＣＰＬＴ信号又は充電用の交流のいずれかに重畳する信号成分を分離する態様であるかによって異なる関数等を適用して行ってもよい。
【００６７】
係る処理によって、ＣＰＬＴ信号に通信成分が重畳しているか否かに基づき、適切にデューティー比の補正量を決定することができる。これによって、より正確な充電制御を行うことができる。
【００６８】
このような構成のＥＣＵ３０は、信号分離ユニット１０がＣＰＬＴ信号に重畳する信号成分を分離する態様である車両と、信号分離ユニット１０が充電用の交流に重畳する信号成分を分離する態様の車両の双方に搭載することが可能である。従って、汎用性が高いものとなり、製造コストを抑制することができる。
【００６９】
［まとめ」
以上説明した本実施例の車両用充電線通信装置１によれば、より正確な充電制御を行うことができる。
【００７０】
また、本実施例のＥＣＵ３０によれば、汎用性を高めることにより、製造コストを抑制することができる。
【００７１】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７２】
例えば、信号分離ユニット１０がＣＰＬＴ信号に重畳する信号成分を分離する態様であるか、充電用の交流に重畳する信号成分を分離する態様であるかを判別する手法は、信号分離ユニット１０の内部抵抗を検出するものに限らず、他の手法を採用し得る。例えば、信号分離ユニット１０から入力される判別用信号を検知する手法等が使用される。
【符号の説明】
【００７３】
１ 車両用充電線通信装置
１０ 信号分離ユニット
１２Ａ、１２Ｂ 信号分離回路
１４Ａ、１４Ｂ 抵抗
２０ 通信モジュール
３０ ＥＣＵ
３５Ａ、３５Ｂ 補正テーブル
４０ 充電回路
５０ バッテリ
５１、５２ モータ
５３ プラネタリギヤ
５４ エンジン
７０ ＣＰＬＴ線
７２ ＡＣ線
７４ 分離態様判別線
７６ 信号線
８０ インレット
８１、８２ 充電用コンタクト
８３ グランドコンタクト
８４ ＣＰＬＴ信号用コンタクト
８５ ケーブル接続信号伝達用コンタクト
１００ 外部電源
１１０ ケーブル
１１１、１１２ 充電ケーブル
１１３ グランド線
１２０ コネクタ
１２１、１２２ 充電用コンタクト
１２３ グランドコンタクト
１２４ ＣＰＬＴ信号用コンタクト
１２５ ケーブル接続信号伝達用コンタクト
１２６ 接続検知機構
１２７ ＣＰＬＴ回路
１３０ 外部電源側通信モジュール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電制御信号のデューティー比に基づき充電制御を行うと共に、車両側と外部との間で情報通信を行う車両用充電線通信装置、車両用充電制御装置、充電制御方法、充電制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりから、ハイブリッド自動車や電気自動車の実用化及び研究が進められている。これらの車両では、走行用の二次電池を備えており、この二次電池の充電は、ハイブリッド自動車の場合では主にエンジンの出力によって行われており、電気自動車の場合では専用の充電設備や一般家庭の電源コンセント等の外部電源に、二次電池を充電ケーブルで接続することによって行うことが提案されている。
【０００３】
また、ハイブリッド自動車の場合も、外部電源にケーブル接続して二次電池を充電することにより、エネルギー効率が向上することが期待されている。エンジンによる発電効率よりも、商用電力の発電効率の方が良好だからである。
【０００４】
このように、外部電源によって二次電池を充電可能な車両は、プラグイン車両等と称されている。
【０００５】
特許文献１には、充電ケーブルとコントロールパイロット線によって外部電源に接続される車両について記載されている。この車両では、充電制御信号であるコントロールパイロット信号（ＣＰＬＴ信号）のデューティーに応じて外部電源からの供給可能電流を検知している。
【０００６】
また、係る技術を応用した技術であって、車両側と外部電源側で通信を行う技術が開示されている。
【０００７】
特許文献２には、電気自動車側に設けられた第１の通信システム部と、電気自動車に充電用の電力を供給する電力供給側に設けられた第２の通信システム部とが、電力供給線（充電ケーブル）を介して通信するようにした通信システムが開示されている。また、特許文献３には、コントロールパイロット信号に通信信号を重畳させて通信を行う伝送システムについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−０３５９７５号公報
【特許文献２】特開２００６−３１９５１１号公報
【特許文献３】特開２００４−２２２１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記のようにＣＰＬＴ信号は、デューティー比が供給可能電流等の情報を示しているが、ケーブルの電気的特性等によって信号の形状になまりを生じることがあり、車両側でデューティー比の補正を行う必要がある場合がある。係るＣＰＬＴ信号のなまりの程度は、ＣＰＬＴ信号に通信信号が重畳しているか否かによって異なるものとなる。
【００１０】
しかしながら、上記各特許文献に記載の発明では、ＣＰＬＴ線に通信信号が重畳しているか否かを考慮してデューティー比の補正を行っていないため、ＣＰＬＴ信号が示す情報量を適切に補正することができず、正確な充電制御を行うことができない場合がある。
【００１１】
本発明は、一側面によれば、より正確な充電制御を行うことが可能な車両用充電線通信装置等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】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
充電制御信号を送受信するための第１の端子と、
外部電源から電力供給を受けるための第２の端子と、
前記第１又は第２の端子に入力される、前記充電制御信号とは異なる信号成分を分離して出力する分離手段と、
前記充電制御信号のデューティー比に対して補正を行い、該補正が行われた補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記分離手段が前記第１の端子と前記第２の端子のうち、いずれの端子に入力される前記信号成分を分離するのか判別し、該判別結果に応じて前記デューティー比に対する補正程度を決定することを特徴とする、
車両用充電線通信装置である。
【００１３】
本発明の第２の態様は、
充電制御信号の伝達経路、又は外部電源からの充電線のいずれかにより信号成分が搬送されることによって、外部との通信を行う車両に搭載される車両用充電制御装置であって、
前記信号成分が、充電制御信号の伝達経路と、外部電源からの充電線のいずれによって搬送されるかを判別し、前記充電制御信号のデューティー比に対し、前記判別結果に応じて異なる補正程度で補正を行った補正後デューティー比に基づいて充電制御を行うことを特徴とする、
車両用充電制御装置である。
【００１４】
本発明の第３の態様は、
充電制御信号の伝達経路、又は外部電源からの充電線のいずれかにより信号成分が搬送されることによって、外部との通信を行う車両において車載コンピュータが実行する充電制御方法であって、
前記信号成分が、充電制御信号の伝達経路と、外部電源からの充電線のいずれによって搬送されるかを判別する処理と、
前記充電制御信号のデューティー比に対し、前記判別結果に応じて異なる補正程度で補正を行った補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う処理と、
を前記車載コンピュータが実行することを特徴とする、充電制御方法である。
【００１５】
本発明の第４の態様は、
充電制御信号の伝達経路、又は外部電源からの充電線のいずれかにより信号成分が搬送されることによって、外部との通信を行う車両において車載コンピュータが実行する充電制御プログラムであって、
前記信号成分が、充電制御信号の伝達経路と、外部電源からの充電線のいずれによって搬送されるかを判別する処理と、
前記充電制御信号のデューティー比に対し、前記判別結果に応じて異なる補正程度で補正を行った補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う処理と、
を前記車載コンピュータに実行させることを特徴とする、充電制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、一側面によれば、ＣＰＬＴ信号が示す情報量を、より正確な充電制御を行うことが可能な車両用充電線通信装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用充電線通信装置１のシステム構成を概念的に示す図である。
【図２】車両用充電線通信装置１と外部電源１００との接続態様例である。
【図３】ＣＰＬＴ信号の変化の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】ＣＰＬＴ信号に重畳する信号成分を分離する態様の、信号分離ユニット１０の構成例である。
【図５】充電用の交流に重畳する信号成分を分離する態様の、信号分離ユニット１０の構成例である。
【図６】ＥＣＵ３０により実行される判別処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】補正テーブル３５Ａの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１９】
以下、図面を参照し、本発明の一実施例に係る車両用充電線通信装置について説明する。本発明の車両用充電装置は、外部電源によって車載蓄電装置を充電可能な車両に搭載される装置である。車載蓄電装置は、走行用モータに電力供給するものと、空調装置やスターターモータ等に電力供給するものが考えられるが、本発明の適用上、外部電源によって充電される車載蓄電装置はこれらのうちいずれであってもよい。以下の説明では、車載蓄電装置が走行用モータに電力供給する二次電池（バッテリ）であるものとして説明する。
【００２０】
また、走行用のエネルギーとして用いられる電力を供給するバッテリを搭載した車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車が挙げられるが、以下の説明では、ハイブリッド自動車に適用されたものとする。
【００２１】
［全体構成］
図１は、本発明の一実施例に係る車両用充電線通信装置１のシステム構成を概念的に示す図である。車両用充電線通信装置１は、信号分離ユニット１０と、通信モジュール２０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０と、補正テーブル３５Ａ、３５Ｂと、充電回路４０と、バッテリ５０と、を備える。車両用充電線通信装置１は、ＣＰＬＴ線７０とＡＣ線７２を含むケーブルを介して外部電源１００と接続される。
【００２２】
まず、車両用充電線通信装置１と外部電源１００との接続態様、バッテリ５０の電力を用いたモータ制御、及びＣＰＬＴ信号の制御等について説明し、その後で、信号成分の分離、及びＣＰＬＴ信号のデューティー比補正について説明する。
【００２３】
［接続態様］
図２は、車両用充電線通信装置１と外部電源１００との接続態様例である。車両用充電線通信装置１と外部電源１００は、外部電源１００から延出するケーブル１１０の先端に設けられたコネクタ１２０がインレット８０に接続されることによって、外部電源１００から車両への電力供給、並びに外部電源側通信モジュール１３０と車両との通信を可能とする。外部電源１００や外部電源側通信モジュール１３０は、例えば車外設備である充電スタンド内に収容される。
【００２４】
ケーブル１１０は、一方の端部が外部電源１００及び外部電源側通信モジュール１３０に接続され、他方の端部にコネクタ１２０が設けられている。ケーブル１１０は、例えば、一対の充電ケーブル１１１、１１２が樹脂等で被覆された構成となっている。
【００２５】
外部電源１００からの車両用充電線通信装置１への電力供給は、例えば商用電源からの電力、すなわち５０［Hz］又は６０［Hz］の交流電力によって行われる。外部電源１００は、一般家庭のコンセントを含んでもよいし、専用の電源回路等を有する電気スタンド設備であってもよい。
【００２６】
コネクタ１２０は、ケーブル１１０の各要素に対応し、充電用コンタクト１２１、１２２、グランドコンタクト１２３、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４、ケーブル接続信号伝達用コンタクト１２５を有し、これらを絶縁体のケース等で収納している。
【００２７】
また、コネクタ１２０は、コネクタ１２０とインレット８０の接続を車両側で検知させるための接続検知機構１２６と、ＣＰＬＴ信号を生成するためのＣＰＬＴ回路１２７と、を備える。なお、ＣＰＬＴ回路１２７はＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４の電位を検出するための電圧センサを内蔵し、ＥＣＵ５０は、ＣＰＬＴ信号用コンタクト２４の電位を検出するための電圧センサを内蔵している。
【００２８】
インレット８０は、コネクタ１２０のコンタクトに対応し、充電用コンタクト８１、８２、グランドコンタクト８３、ＣＰＬＴ信号用コンタクト８４、ケーブル接続信号伝達用コンタクト８５を有し、これらを絶縁体のケース等で収納している。
【００２９】
コネクタ１２０とインレット８０の接続態様に関しては、如何なるものが採用されてもよい。例えば、ナイフ・フォーク、ベローズ等の態様が知られている。
【００３０】
接続検知機構１２６は、コネクタ１２０がインレット８０に接続されたときに（時刻ｔ１）、これを機械的に検知してスイッチ操作を行い、ケーブル接続信号伝達用コンタクト１２５をグランド線１１３に接続させる。
【００３１】
コネクタ１２０がインレット８０に接続されていない場合には、ケーブル接続信号伝達用コンタクト１２５は開放端の状態となり、ケーブル接続信号伝達用コンタクト８５の電位は、車両側で生成される基準電位となる。一方、コネクタ１２０がインレット８０に接続されている場合には、ケーブル接続信号伝達用コンタクト８５の電位は、地絡によってゼロ電位となる。ＥＣＵ３０は、係る電位の変化に基づいて、コネクタ１２０とインレット８０の接続を検知することができる。なお、接続検知のための構成は、これに限らず、接続検知機構１２６がプルダウン抵抗等により構成されるものとしてもよいし、能動的に電圧信号を出力する構成等、他の構成であってもよい。
【００３２】
充電回路４０は、例えばブリッジ回路やトランス、整流回路等を有し、交流電力を直流電力に変換可能な構成となっている。充電回路３０は、インレット８０とバッテリ５０の間に取り付けられる。
【００３３】
バッテリ５０は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池である。なお、本発明が適用された車両がエンジン車両である場合、或いはハイブリッド車両や電気自動車の場合であっても、充電対象が補機専用の蓄電装置である場合は、バッテリ５０は、電気二重層キャパシタ等のキャパシタに置換され得る。バッテリ５０には、図示しない電流センサ、温度センサ等の監視手段が取り付けられており、その出力値はＥＣＵ５０に送信される。
【００３４】
バッテリ５０は、モータ５１、５２に接続され、これらのモータを駆動するための電力を供給すると共に、モータによって回生制御が行われた際に発生する電力を蓄える。
【００３５】
［モータ制御］
モータ５１、５２は、例えば、永久磁石が埋設されたロータと、Ｙ結線された三相コイルを有するステータとを備える三相交流電動発電機である。モータ５１、５２は、例えばプラネタリギヤ５３を介してエンジン５４及び車軸に連結される。この場合、モータ５１はプラネタリギヤ５３のサンギヤに、モータ５２はプラネタリギヤ５３のリングギヤ及び駆動軸に、エンジン５４は、プラネタリギヤ５３のピニオンギヤに、それぞれ接続される。
【００３６】
モータ５１、５２、及びエンジン５４の出力制御は、図示しないハイブリッドコンピュータにより実行される。ハイブリッドコンピュータは、入力されるアクセル開度やシフトポジション信号、車速等に基づいて、ドライバがアクセル操作によって出力要求したドライバ要求トルクを算出し、これに駆動軸の回転数及び所定の係数を乗じて、ドライバ要求動力を算出する。駆動軸の回転数は、例えばモータ５２に取り付けられた回転センサ（レゾルバ）からの値に基づいて計算する。そして、ドライバ要求動力と、外部から入力される補機要求（電動エアコンプレッサ、その他の走行に直接関係しない電動機器が要求する電力）を加算して、出力要求を算出する。
【００３７】
出力要求が、バッテリ５０の供給可能電力未満である場合は、モータ５２の動力のみにより走行するようにモータ５１、５２、及びエンジン５４を制御する（モータ走行）。この場合、ドライバ要求トルクをギヤ機構のギヤ比で除した値がモータ５２の要求トルクとなる。
【００３８】
一方、出力要求がバッテリ５０の供給可能電力以上である場合は、エンジン５４、モータ５１、及びモータ５２を駆動して走行を行なう（エンジン／モータ走行）。この場合、まず、出力要求からバッテリ５０の供給可能電力を差し引いて、エンジン要求動力を算出する。そして、エンジン５４をエネルギー効率よく運転できる運転ライン上で、エンジン要求動力を実現可能な目標トルク、及び目標回転数を探索する。
【００３９】
モータ５１については、エンジンの目標回転数Ｎｅ*と現在のリングギヤの回転数Ｎｒからモータ５１の目標回転数Ｎｇ*を次式（１）に基づいて計算する。式中、ρはプラネタリギヤのギヤ比である。そして、モータ５１が目標回転数Ｎｇ*で駆動されるように、次式（２）のフィードバック制御を行なう。式中、Ｔｇ*はモータ５１の出力すべき目標トルクであり、Ｎｇはモータ５１の実際の回転数であり、Ｋ１は比例項のゲインであり、Ｋ２は積分項のゲインである。
【００４０】
Ｎｇ*＝｛（１＋ρ）・Ｎｅ*／−Ｎｒ｝／ρ …（１）
Ｔｇ*＝前回Ｔｇ*＋Ｋ１・（Ｎｇ*−Ｎｇ）＋Ｋ２・∫（Ｎｇ*−Ｎｇ）ｄｔ …（２）
【００４１】
モータ５１の目標トルクＴｇ*が決定されると、エンジン５４とモータ５１の駆動によってリングギヤに出力されるトルク（直達トルクＴｅｒ）を次式（３）により算出し、ドライバ要求トルクから直達トルクＴｅｒを差し引いたトルクをギヤ機構のギヤ比で除し、モータ５２の目標トルクＴｍ*を算出する。
【００４２】
Ｔｅｒ＝−Ｔｇ*／ρ …（３）
【００４３】
このように算出された目標トルクＴｇ*、Ｔｍ*は、各モータに取り付けられたインバータに供給され、各モータの動作に反映される。目標トルクＴｇ*、Ｔｍ*は、正負の双方の値をとることができ、符号とモータの回転方向（ある方向を正、反対方向を負とする）が一致する場合は力行（電力消費して動力を出力する）であり、符号とモータの回転方向が一致しない場合は回生（発電してバッテリ５０を充電する）である。
【００４４】
［ＣＰＬＴ信号による充電制御］
ＥＣＵ３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピュータであり、その他、補助記憶装置やＩ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。これらの機能については後述する。なお、ＥＣＵ３０に代えて、
専用のハードウェア（電子回路）を備えてもよい。ＥＣＵ３０は、ＲＯＭやＲＡＭ、ＨＤＤ、フラッシュメモリ等の記憶装置に格納された第１の補正テーブル３５Ａ及び第２の補正テーブル３５Ｂを参照可能となっている。これについては後述し、まずＣＰＬＴ信号による充電制御について説明する。
【００４５】
図３は、ＣＰＬＴ信号の変化の一例を示すタイミングチャートである。時刻ｔ１においてコネクタ１２０がインレット８０に接続されると、ＥＣＵ３０は、ＣＰＬＴ信号用コンタクト８４の電位を、外部電源１００側が生成する第１の電位（例えば１２［Ｖ］）から第２の電位（例えば９［Ｖ］）に変更する。コネクタ１２０がインレット８０に接続されたことは、前述のように、ケーブル接続信号伝達用コンタクト８５の電位がゼロ電位となったことによって検知することができる。
【００４６】
これによって、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４の電位も第２の電位に変更される。ＣＰＬＴ下位と１２７は、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４の電位を監視しており、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４の電位が第１の電位から第２の電位に低下したことを検知すると、内部の発振回路を作動させてＣＰＬＴ信号を一定の周波数及びデューティー比で発振させる（時刻ｔ２）。この結果、ＣＰＬＴ信号は、第２の電位から第１の電位の反転電位（例えば−１２［Ｖ］）までの間で発振する矩形信号となる。
【００４７】
ＥＣＵ３０は、ＣＰＬＴ信号が発振していることを確認すると、内部抵抗を変更すること等により、ＣＰＬＴ信号用コンタクト８４の電位の上限を第３の電位（例えば６［Ｖ］）に変更する（時刻ｔ３）。これによって、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４の電位の上限も第３の電位に変更される。
【００４８】
ＣＰＬＴ回路１２７は、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４の電位が第３の電位に変更されたことを検知すると、図示しないリレー回路に指示することにより、充電ケーブル１１１、１１２による電力供給を開始する（時刻ｔ４）。この結果、図示するように、充電ケーブル１１１、１１２における充電電圧が上昇する。
【００４９】
充電ケーブル１１１、１１２による電力供給は、ＥＣＵ３０が、ＣＰＬＴ信号用コンタクト８４の電位の上限を第２の電位（例えば６［Ｖ］）に変更するまで継続され（〜時刻ｔ５）、その後、時刻ｔ６においてＣＰＬＴ信号の発振が停止される。
【００５０】
なお、時刻ｔ３以降、ＣＰＬＴ信号のデューティー比は、外部電源１００からの供給可能電流（例えば充電ケーブル１１１、１１２の定格電流）を示す。ＥＣＵ３０は、ＣＰＬＴ信号のデューティー比を計測して補正を行い、補正後のデューティー比から認識される外部電源１００からの供給可能電流を超えないように、充電回路４０を制御する。なお、デューティー比の計測に係る具体的手法については、周知技術であるため、説明を省略する。
【００５１】
［信号成分の分離］
通信モジュール２０と外部電源側通信モジュール１３０は、ＣＰＬＴ線７０又はＡＣ線７２のいずれかを介して、ＣＰＬＴ信号とは異なる信号の送受信を行う。送受信される内容について特段の制限はなく、如何なる情報が送受信されても構わないが、例えば認証・充電に対する課金等に関係した情報が送受信される。
【００５２】
ここで、ＣＰＬＴ線７０は、ＣＰＬＴ信号用コンタクト８４とＥＣＵ３０を接続し、ＡＣ線７２は、充電用コンタクト８１、８２と充電回路を接続する。従って、通信モジュール２０と外部電源側通信モジュール１３０は、ＣＰＬＴ信号又は充電用の交流に信号成分を重畳させて信号の送受信を行う。
【００５３】
信号分離ユニット１０は、ＣＰＬＴ信号又は充電用の交流のいずれかに重畳する信号成分を分離する。従って、ＣＰＬＴ信号に重畳する信号成分を分離する態様と、充電用の交流に重畳する信号成分を分離する態様のいずれかをとり得る。
【００５４】
図４は、ＣＰＬＴ信号に重畳する信号成分を分離する態様の、信号分離ユニット１０の構成例である。この場合、信号分離ユニット１０は、ＣＰＬＴ線７０に接続され、ＣＰＬＴ線７０によって搬送されている信号成分を分離して信号線７６に出力する（或いはその逆に、信号線７６から入力された信号成分をＣＰＬＴ線７０に出力する）信号分離回路１２Ａと、所定の抵抗値Ｒ１を有する抵抗１４Ａと、を備える。抵抗１４Ａは、分離態様判別線７４を介してＥＣＵ３０に接続される。
【００５５】
図５は、充電用の交流に重畳する信号成分を分離する態様の、信号分離ユニット１０の構成例である。この場合、信号分離ユニット１０は、ＡＣ線７２に接続され、ＡＣ線７２によって搬送されている信号成分を分離して信号線７６に出力する（或いはその逆に、信号線７６から入力された信号成分をＡＣ線７２に出力する）信号分離回路１２Ｂと、所定の抵抗値Ｒ２を有する抵抗１４Ｂと、を備える。抵抗１４Ｂは、分離態様判別線７４を介してＥＣＵ３０に接続される。抵抗値Ｒ１とＲ２は、異なる値を示す。
【００５６】
［ＣＰＬＴ信号のデューティー比補正］
前述のように、ＣＰＬＴ信号のデューティー比は、外部電源１００からの供給可能電流を示す。例えば、（１）１０％≦デューティー比≦８５％であれば、供給可能電流が（デューティー比）×０．６［Ａ］であることを示し、（２）８５％＜デューティー比≦９６％であれば、供給可能電流が（デューティー比−０．６４）×２．５［Ａ］であることを示す等、規格によって決定される。
【００５７】
ＥＣＵ３０は、ＣＰＬＴ信号のデューティー比を計測し、計測したデューティー比に補正を行って、補正後のデューティー比から認識される外部電源１００からの供給可能電流を超えないように、充電回路４０を制御する。
【００５８】
ここで、デューティー比の補正は、例えばＣＰＬＴ線７０、ＣＰＬＴ信号用コンタクト８４、ＣＰＬＴ信号用コンタクト１２４等の電気的特性によって矩形信号になまりが生じることに鑑み、計測値よりも若干大きい値に補正する。
【００５９】
しかしながら、信号分離ユニット１０が、ＣＰＬＴ信号又は充電用の交流のいずれかに重畳する信号成分を分離する態様であるか（すなわち、ＣＰＬＴ線７０によって通信成分が搬送されているか否か）によって、上記なまりの程度が異なるため、ＥＣＵ３０では、信号分離ユニット１０の態様によって補正の程度を異ならせている。
【００６０】
信号分離ユニット１０の態様は、例えば判別線７４に所定の電圧を印可する等の動作を行い、検出された抵抗１４Ａ又は１４Ｂの抵抗値が、Ｒ１であるか、Ｒ２であるかによって判別する。なお、係る動作については、所望のタイミングで１回のみ行って判別結果を不揮発性メモリに格納しておき、以降はその判別結果を利用してもよいし、充電を行う度（或いは車両システムのシャットダウンの度など）に判別を行っても構わない。
【００６１】
図６は、ＥＣＵ３０により実行される判別処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、前述のように、適切なタイミング、周期で実行される。
【００６２】
まず、ＥＣＵ３０は、判別線７４に所定の電圧を印可する等の動作を行い（Ｓ２００）、検出された電流値等を用いて抵抗値Ｒを測定する（Ｓ２０２）。
【００６３】
次に、ＥＣＵ３０は、測定された抵抗値ＲがＲ１に略一致するか否かを判定する（Ｓ２０４）。ＥＣＵ３０は、抵抗値ＲがＲ１に略一致する場合は、補正テーブル３５Ａを、計測されたデューティー比に適用してデューティー比の補正を行い、補正後のデューティー比を用いて充電制御を行う（Ｓ２０６）。ここで、「略一致」とは、Ｒ１を中心とする所定値以内に収まることをいう。なお、前述のように本フローチャートを余り高頻度に行わない場合は、Ｓ２０６の処理は、「以降、補正テーブル３５Ａを、計測されたデューティー比に適用してデューティー比の補正を行うものと決定する」と読み替える。Ｓ２１０についても同様である。
【００６４】
ＥＣＵ３０は、抵抗値ＲがＲ１に略一致しない場合は、抵抗値ＲがＲ２に略一致するか否かを判定する（Ｓ２０８）。ＥＣＵ３０は、抵抗値ＲがＲ２に略一致する場合は、補正テーブル３５Ｂを、計測されたデューティー比に適用してデューティー比の補正を行い、補正後のデューティー比を用いて充電制御を行う（Ｓ２１０）。
【００６５】
なお、ＥＣＵ３０は、抵抗値ＲがＲ１にもＲ２にも略一致しない場合は、表示装置やスピーカによって規格が適合していないことを出力する等、所定のエラー処理を行う（Ｓ２１２）。これに代えて、そもそも抵抗値ＲがＲ１に略一致しない時点で抵抗値ＲがＲ２に略一致するものとみなして、補正テーブル３５Ｂを計測されたデューティー比に適用してデューティー比の補正をもよい（Ｓ２０８、Ｓ２１２を省略）。
【００６６】
図７は、補正テーブル３５Ａの一例である。図示するように、補正テーブル３５Ａは、計測されたデューティー比と、補正後のデューティー比が対応付けられている。ここで、ＣＰＬＴ信号に通信成分が重畳している場合、充電用の交流に信号成分が重畳している場合に比して、ＣＰＬＴ信号におけるなまりの程度が大きくなると想定されるため、補正テーブル３５Ａは、補正テーブル３５Ｂに比して補正量が大きくなっている。補正テーブル３５Ａ、３５Ｂは、図７に示す態様に限らず、計測されたデューティー比と、補正量（付加デューティー値、又はデューティー補正率等）が対応付けられたものであってもよい。また、補正テーブル３５Ａ、３５Ｂは、更に、温度等の他の要素が加味された三次元以上のデータテーブルであってもよい。また、補正量の決定は、補正テーブルを用いるのに限らず、信号分離ユニット１０が、ＣＰＬＴ信号又は充電用の交流のいずれかに重畳する信号成分を分離する態様であるかによって異なる関数等を適用して行ってもよい。
【００６７】
係る処理によって、ＣＰＬＴ信号に通信成分が重畳しているか否かに基づき、適切にデューティー比の補正量を決定することができる。これによって、より正確な充電制御を行うことができる。
【００６８】
このような構成のＥＣＵ３０は、信号分離ユニット１０がＣＰＬＴ信号に重畳する信号成分を分離する態様である車両と、信号分離ユニット１０が充電用の交流に重畳する信号成分を分離する態様の車両の双方に搭載することが可能である。従って、汎用性が高いものとなり、製造コストを抑制することができる。
【００６９】
［まとめ」
以上説明した本実施例の車両用充電線通信装置１によれば、より正確な充電制御を行うことができる。
【００７０】
また、本実施例のＥＣＵ３０によれば、汎用性を高めることにより、製造コストを抑制することができる。
【００７１】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７２】
例えば、信号分離ユニット１０がＣＰＬＴ信号に重畳する信号成分を分離する態様であるか、充電用の交流に重畳する信号成分を分離する態様であるかを判別する手法は、信号分離ユニット１０の内部抵抗を検出するものに限らず、他の手法を採用し得る。例えば、信号分離ユニット１０から入力される判別用信号を検知する手法等が使用される。
【符号の説明】
【００７３】
１ 車両用充電線通信装置
１０ 信号分離ユニット
１２Ａ、１２Ｂ 信号分離回路
１４Ａ、１４Ｂ 抵抗
２０ 通信モジュール
３０ ＥＣＵ
３５Ａ、３５Ｂ 補正テーブル
４０ 充電回路
５０ バッテリ
５１、５２ モータ
５３ プラネタリギヤ
５４ エンジン
７０ ＣＰＬＴ線
７２ ＡＣ線
７４ 分離態様判別線
７６ 信号線
８０ インレット
８１、８２ 充電用コンタクト
８３ グランドコンタクト
８４ ＣＰＬＴ信号用コンタクト
８５ ケーブル接続信号伝達用コンタクト
１００ 外部電源
１１０ ケーブル
１１１、１１２ 充電ケーブル
１１３ グランド線
１２０ コネクタ
１２１、１２２ 充電用コンタクト
１２３ グランドコンタクト
１２４ ＣＰＬＴ信号用コンタクト
１２５ ケーブル接続信号伝達用コンタクト
１２６ 接続検知機構
１２７ ＣＰＬＴ回路
１３０ 外部電源側通信モジュール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電制御信号を送受信するための第１の端子と、
外部電源から電力供給を受けるための第２の端子と、
前記第１又は第２の端子に入力される、前記充電制御信号とは異なる信号成分を分離して出力する分離手段と、
前記充電制御信号のデューティー比に対して補正を行い、該補正が行われた補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記分離手段が前記第１の端子と前記第２の端子のうち、いずれの端子に入力される前記信号成分を分離するのか判別し、該判別結果に応じて前記デューティー比に対する補正程度を決定することを特徴とする、
車両用充電線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用充電線通信装置であって、
前記制御手段は、前記充電制御信号のデューティー比を計測値よりも大きく補正する手段であり、前記分離手段が前記第１の端子に入力される前記信号成分を分離する場合には、前記分離手段が前記第２の端子に入力される前記信号成分を分離する場合に比して補正量を大きくすることを特徴とする、
車両用充電線通信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用充電線通信装置であって、
前記分離手段は、前記第１の端子と前記第２の端子のうち、いずれの端子に入力される前記信号成分を分離するのかを、抵抗値によって示す抵抗を有し、
前記制御手段は、前記分離手段が有する抵抗の抵抗値を測定することにより、前記分離手段が前記第１の端子と前記第２の端子のうち、いずれの端子に入力される前記信号成分を分離するのか判別する手段である、
車両用充電線通信装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両用充電線通信装置であって、
前記制御手段は、計測されたデューティー比と、補正後のデューティー比又は補正量が対応付けられた第１及び第２の補正テーブルを参照可能であり、
前記分離手段が前記第１の端子に入力される前記信号成分を分離する場合に前記第１の補正テーブルを前記デューティー比に適用して補正を行い、前記分離手段が前記第２の端子に入力される前記信号成分を分離する場合に前記第２の補正テーブルを前記デューティー比に適用して補正を行う手段である、
車両用充電線通信装置。
【請求項５】
充電制御信号の伝達経路、又は外部電源からの充電線のいずれかにより信号成分が搬送されることによって、外部との通信を行う車両に搭載される車両用充電制御装置であって、
前記信号成分が、充電制御信号の伝達経路と、外部電源からの充電線のいずれによって搬送されるかを判別し、前記充電制御信号のデューティー比に対し、前記判別結果に応じて異なる補正程度で補正を行った補正後デューティー比に基づいて充電制御を行うことを特徴とする、
車両用充電制御装置。
【請求項６】
充電制御信号の伝達経路、又は外部電源からの充電線のいずれかにより信号成分が搬送されることによって、外部との通信を行う車両において車載コンピュータが実行する充電制御方法であって、
前記信号成分が、充電制御信号の伝達経路と、外部電源からの充電線のいずれによって搬送されるかを判別する処理と、
前記充電制御信号のデューティー比に対し、前記判別結果に応じて異なる補正程度で補正を行った補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う処理と、
を前記車載コンピュータが実行することを特徴とする、充電制御方法。
【請求項７】
充電制御信号の伝達経路、又は外部電源からの充電線のいずれかにより信号成分が搬送されることによって、外部との通信を行う車両において車載コンピュータが実行する充電制御プログラムであって、
前記信号成分が、充電制御信号の伝達経路と、外部電源からの充電線のいずれによって搬送されるかを判別する処理と、
前記充電制御信号のデューティー比に対し、前記判別結果に応じて異なる補正程度で補正を行った補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う処理と、
を前記車載コンピュータに実行させることを特徴とする、充電制御プログラム。
【請求項１】
充電制御信号を送受信するための第１の端子と、
外部電源から電力供給を受けるための第２の端子と、
前記第１又は第２の端子に入力される、前記充電制御信号とは異なる信号成分を分離して出力する分離手段と、
前記充電制御信号のデューティー比に対して補正を行い、該補正が行われた補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記分離手段が前記第１の端子と前記第２の端子のうち、いずれの端子に入力される前記信号成分を分離するのか判別し、該判別結果に応じて前記デューティー比に対する補正程度を決定することを特徴とする、
車両用充電線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用充電線通信装置であって、
前記制御手段は、前記充電制御信号のデューティー比を計測値よりも大きく補正する手段であり、前記分離手段が前記第１の端子に入力される前記信号成分を分離する場合には、前記分離手段が前記第２の端子に入力される前記信号成分を分離する場合に比して補正量を大きくすることを特徴とする、
車両用充電線通信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用充電線通信装置であって、
前記分離手段は、前記第１の端子と前記第２の端子のうち、いずれの端子に入力される前記信号成分を分離するのかを、抵抗値によって示す抵抗を有し、
前記制御手段は、前記分離手段が有する抵抗の抵抗値を測定することにより、前記分離手段が前記第１の端子と前記第２の端子のうち、いずれの端子に入力される前記信号成分を分離するのか判別する手段である、
車両用充電線通信装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両用充電線通信装置であって、
前記制御手段は、計測されたデューティー比と、補正後のデューティー比又は補正量が対応付けられた第１及び第２の補正テーブルを参照可能であり、
前記分離手段が前記第１の端子に入力される前記信号成分を分離する場合に前記第１の補正テーブルを前記デューティー比に適用して補正を行い、前記分離手段が前記第２の端子に入力される前記信号成分を分離する場合に前記第２の補正テーブルを前記デューティー比に適用して補正を行う手段である、
車両用充電線通信装置。
【請求項５】
充電制御信号の伝達経路、又は外部電源からの充電線のいずれかにより信号成分が搬送されることによって、外部との通信を行う車両に搭載される車両用充電制御装置であって、
前記信号成分が、充電制御信号の伝達経路と、外部電源からの充電線のいずれによって搬送されるかを判別し、前記充電制御信号のデューティー比に対し、前記判別結果に応じて異なる補正程度で補正を行った補正後デューティー比に基づいて充電制御を行うことを特徴とする、
車両用充電制御装置。
【請求項６】
充電制御信号の伝達経路、又は外部電源からの充電線のいずれかにより信号成分が搬送されることによって、外部との通信を行う車両において車載コンピュータが実行する充電制御方法であって、
前記信号成分が、充電制御信号の伝達経路と、外部電源からの充電線のいずれによって搬送されるかを判別する処理と、
前記充電制御信号のデューティー比に対し、前記判別結果に応じて異なる補正程度で補正を行った補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う処理と、
を前記車載コンピュータが実行することを特徴とする、充電制御方法。
【請求項７】
充電制御信号の伝達経路、又は外部電源からの充電線のいずれかにより信号成分が搬送されることによって、外部との通信を行う車両において車載コンピュータが実行する充電制御プログラムであって、
前記信号成分が、充電制御信号の伝達経路と、外部電源からの充電線のいずれによって搬送されるかを判別する処理と、
前記充電制御信号のデューティー比に対し、前記判別結果に応じて異なる補正程度で補正を行った補正後デューティー比に基づいて充電制御を行う処理と、
を前記車載コンピュータに実行させることを特徴とする、充電制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９４００５（Ｐ２０１３−９４００５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５７８５（Ｐ２０１１−２３５７８５）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【Ｆターム（参考）】
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