(57)【要約】【課題】交流電源から供給される電力で蓄電装置を充電する充電器の過熱保護を図りつつ、高い信頼性が要求される部品の数が増加することを抑制する。【解決手段】充電器は、交流電源から供給される電力で蓄電装置を充電する。充電器は、リアクトル（磁気部品）と、リアクトルを流れる電流を検出する電流センサと、リアクトルの周辺温度を検出する温度センサと、充電器の出力を調整可能に構成されたインバータと、インバータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、温度センサの出力が所定温度よりも高い場合に、充電器の出力電力上限値を充電器の定格電力よりも低い電力に制限しつつ充電器の出力を継続する制限処理を実行し、制限処理の実行中に電流センサの出力が所定値を超えた場合に充電器の出力を停止するようにインバータを制御する。【選択図】図６
2020099161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から入力される交流を直流に変換して蓄電装置を充電する充電器であって、
前記交流電源から交流が入力される入力線と、
前記蓄電装置に直流を出力するための出力線と、
前記入力線と前記出力線との間の電路に設けられる磁気部品と、
前記磁気部品を流れる電流を検出する電流センサと、
前記磁気部品の周辺温度を検出する温度センサと、
前記入力線と前記出力線との間の電路に設けられ、前記出力線から前記蓄電装置に出力される電力を調整可能に構成されたインバータと、
前記インバータを制御可能に構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記温度センサの出力が所定値よりも低い場合に、前記充電器の出力電力の上限値を第１電力に設定するとともに、前記電流センサの出力が第１閾値を超えた場合に前記充電器の出力を停止するように前記インバータを制御し、
前記温度センサの出力が前記所定値よりも高い場合に、前記充電器の出力電力の上限値を前記第１電力よりも低い電力に制限しつつ前記充電器の出力を継続するように前記インバータを制御する制限処理を実行し、前記制限処理の実行中に前記電流センサの出力が前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えた場合に前記充電器の出力を停止するように前記インバータを制御する、充電器。
【請求項２】
前記充電器は、前記入力線と前記出力線との間の電路における前記インバータよりも前記入力線側に設けられた力率改善回路を備え、
前記磁気部品は、前記力率改善回路内に設けられるリアクトルである、請求項１に記載の充電器。
【請求項３】
前記充電器は、前記入力線と前記出力線との間の電路における前記インバータよりも前記出力線側に設けられた絶縁トランスを備え、
前記磁気部品は、前記絶縁トランス内に設けられるコイルである、請求項１に記載の充電器。
【請求項４】
前記充電器は、車両に搭載される、請求項１〜３のいずれかに記載の充電器。
【請求項５】
交流電源から入力される交流を直流に変換して蓄電装置を充電する充電器の制御方法であって、
前記充電器は、
前記交流電源から交流が入力される入力線と、
前記蓄電装置に直流を出力するための出力線と、
前記入力線と前記出力線との間の電路に設けられる磁気部品と、
前記磁気部品を流れる電流を検出する電流センサと、
前記磁気部品の周辺温度を検出する温度センサと、
前記入力線と前記出力線との間の電路に設けられ、前記出力線から前記蓄電装置に出力される電力を調整可能に構成されたインバータとを備え、
前記制御方法は、
前記温度センサの出力が所定値よりも低いか否かを判定するステップと、
前記温度センサの出力が前記所定値よりも低い場合に、前記充電器の出力電力の上限値を第１電力に設定するとともに、前記電流センサの出力が第１閾値を超えた場合に前記蓄電装置への電力供給を停止するように前記インバータを制御するステップと、
前記温度センサの出力が前記所定値よりも高い場合に、前記充電器の出力電力の上限値を前記第１電力よりも低い電力に制限しつつ前記蓄電装置への電力の出力を継続するように前記インバータを制御する制限処理を実行し、前記制限処理の実行中に前記電流センサの出力が前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えた場合に前記蓄電装置への電力供給を停止するように前記インバータを制御するステップとを含む、充電器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、交流電源から供給される電力で蓄電装置を充電する充電器、およびその充電器の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特表２０１８−５００７２４号公報（特許文献１）には、車両外部の充電ステーションに接続可能に構成された充電ソケットを含む充電器を備え、充電ステーションから供給される電力で車載の蓄電装置を充電する外部充電を実行可能に構成された車両が開示されている。この車両においては、外部充電時に、温度センサの出力を用いて充電器に含まれる充電ソケットの温度指標が生成され、温度指標が過熱状態を示す場合に、充電ソケットの過熱保護措置として、充電器が停止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１８−５００７２４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３９５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された車両のように、充電器を停止するか否かの判定に温度センサの出力が用いられる場合、温度センサに高い信頼性が要求されるため、温度センサが高額となり得る。そのため、コストの観点で改善の余地がある。
【０００５】
本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、充電器の過熱保護を図りつつ、高い信頼性が要求される部品の数が増加することを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）  本開示による充電器は、交流電源から入力される交流を直流に変換して蓄電装置を充電する充電器であって、交流電源から交流が入力される入力線と、蓄電装置に直流を出力するための出力線と、入力線と出力線との間の電路に設けられる磁気部品と、磁気部品を流れる電流を検出する電流センサと、磁気部品の周辺温度を検出する温度センサと、入力線と出力線との間の電路に設けられ、出力線から蓄電装置に出力される電力を調整可能に構成されたインバータと、インバータを制御可能に構成された制御装置とを備える。制御装置は、温度センサの出力が所定値よりも低い場合に、充電器の出力電力の上限値を第１電力に設定するとともに、電流センサの出力が第１閾値を超えた場合に充電器の出力を停止するようにインバータを制御する。制御装置は、温度センサの出力が所定値よりも高い場合に、充電器の出力電力の上限値を第１電力よりも低い電力に制限しつつ充電器の出力を継続するようにインバータを制御する制限処理を実行し、制限処理の実行中に電流センサの出力が第１閾値よりも小さい第２閾値を超えた場合に充電器の出力を停止するようにインバータを制御する。
【０００７】
上記の充電器によれば、温度センサの出力が所定値よりも低い場合には、充電器の出力電力の上限値が第１電力（たとえば充電器の定格出力電力）に設定されるとともに、電流センサの出力が第１閾値（たとえば充電器の許容電流に対応する値）を超えた場合には、過電流保護のために充電器が停止される。すなわち、過電流保護のために充電器を停止するか否かの判定には電流センサの出力が用いられる。そのため、電流センサには高い信頼性を有するセンサが用いられる。
【０００８】
一方、温度センサの出力が所定値よりも高い場合には、制限処理が実行される。この制限処理では、充電器の出力電力の上限値を第１電力よりも制限することで充電器内を流れる電流が低減され充電器内の発熱量（ジュール熱の発生量）が低減され得るが、充電器の出力そのものは継続される。そして、制限処理の実行中において、充電器内の磁気部品が過熱によって磁気飽和することに起因して電流センサの出力が第１閾値よりも小さい第２閾値を超えた場合には、過熱保護のために充電器の出力が停止される。すなわち、過熱保護のために充電器を停止するか否かの判定には、温度センサではなく、電流センサが用いられる。これにより、充電器を停止するか否かの判定に用いられるセンサを、電流センサおよび温度センサの双方ではなく、電流センサのみにすることができる。その結果、充電器の過熱保護を図りつつ、高い信頼性が要求される部品（センサ）の数が増加することを抑制することができる。
【０００９】
（２）  ある形態においては、充電器は、入力線と出力線との間の電路におけるインバータよりも入力線側に設けられた力率改善回路を備える。磁気部品は、力率改善回路内に設けられるリアクトルである。
【００１０】
上記形態においては、充電器の力率改善回路内に設けられるリアクトルが過熱によって磁気飽和することに起因して電流センサの出力（力率改善回路内のリアクトルを流れる電流）が第２閾値を超えた場合に、充電器の出力が停止される。そのため、過熱保護のために充電器を停止するか否かを、電流センサの出力（力率改善回路内のリアクトルを流れる電流）を用いて適切に判定することができる。
【００１１】
（３）  ある形態においては、充電器は、入力線と出力線との間の電路におけるインバータよりも出力線側に設けられた絶縁トランスを備える。磁気部品は、絶縁トランス内に設けられるコイルである。
【００１２】
上記形態においては、充電器の絶縁トランス内に設けられるコイルが過熱によって磁気飽和することに起因して電流センサの出力（絶縁トランス内のコイルを流れる電流）が第２閾値を超えた場合に、充電器の出力が停止される。そのため、過熱保護のために充電器を停止するか否かを、電流センサの出力（絶縁トランス内のコイルを流れる電流）を用いて適切に判定することができる。
【００１３】
（４）  ある形態においては、充電器は、車両に搭載される。
上記形態においては、車両に搭載される充電器の過熱保護を図りつつ、高い信頼性が要求される部品（センサ）の数が増加することを抑制することができる。
【００１４】
（５）  ある形態においては、交流電源から入力される交流を直流に変換して蓄電装置を充電する充電器の制御方法である。充電器は、交流電源から交流が入力される入力線と、蓄電装置に直流を出力するための出力線と、入力線と出力線との間の電路に設けられる磁気部品と、磁気部品を流れる電流を検出する電流センサと、磁気部品の周辺温度を検出する温度センサと、入力線と出力線との間の電路に設けられ、出力線から蓄電装置に出力される電力を調整可能に構成されたインバータとを備える。制御方法は、温度センサの出力が所定値よりも低いか否かを判定するステップと、温度センサの出力が所定値よりも低い場合に、充電器の出力電力の上限値を第１電力に設定するとともに、電流センサの出力が第１閾値を超えた場合に蓄電装置への電力供給を停止するようにインバータを制御するステップと、温度センサの出力が所定値よりも高い場合に、充電器の出力電力の上限値を第１電力よりも低い電力に制限しつつ蓄電装置への電力の出力を継続するようにインバータを制御する制限処理を実行し、制限処理の実行中に電流センサの出力が第１閾値よりも小さい第２閾値を超えた場合に蓄電装置への電力供給を停止するようにインバータを制御するステップとを含む。
【００１５】
上記の制御方法によれば、温度センサの出力が所定値よりも低い場合には、充電器の出力電力の上限値が第１電力（たとえば充電器の定格出力電力）に設定されるとともに、電流センサの出力が第１閾値（たとえば充電器の許容電流に対応する値）を超えた場合には、過電流保護のために充電器が停止される。すなわち、過電流保護のために充電器を停止するか否かの判定には電流センサの出力が用いられる。そのため、電流センサには高い信頼性を有するセンサが用いられる。
【００１６】
一方、温度センサの出力が所定値よりも高い場合には、制限処理が実行される。この制限処理では、充電器の出力電力の上限値を第１電力よりも制限することで充電器内を流れる電流が低減され充電器内の発熱量（ジュール熱の発生量）が低減され得るが、充電器の出力そのものは継続される。そして、制限処理の実行中において、充電器内の磁気部品が過熱によって磁気飽和することに起因して電流センサの出力が第１閾値よりも小さい第２閾値を超えた場合には、過熱保護のために充電器の出力が停止される。すなわち、過熱保護のために充電器を停止するか否かの判定には、温度センサではなく、電流センサが用いられる。これにより、充電器を停止するか否かの判定に用いられるセンサを、電流センサおよび温度センサの双方ではなく、電流センサのみにすることができる。その結果、充電器の過熱保護を図りつつ、高い信頼性が要求される部品（センサ）の数が増加することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本開示によれば、充電器の過熱保護を図りつつ、高い信頼性が要求される部品の数が増加することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】充電器を備える充電システムの全体構成の一例を示す図である。
【図２】充電器の回路構成を示す図である。
【図３】過熱保護制御の実行中におけるＰＦＣ温度Ｔｐｆｃと充電器の上限出力電力Ｐｍａｘとの対応関係の一例を示す図である。
【図４】ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣの波形の一例を模式的に示す図である。
【図５】ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃと過電流閾値Ｉｔｈとの対応関係の一例を示す図である。
【図６】制御装置の処理手順の一例を示すフローチャート（その１）である。
【図７】インバータ出力電流ＩＶＨの波形の一例を模式的に示す図である。
【図８】制御装置の処理手順の一例を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本開示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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２０】
図１は、本実施の形態による充電器２００を備える充電システムの全体構成の一例を示す図である。充電システムは、車両１０と、給電設備１００とを備える。
【００２１】
給電設備１００は、車両外部の交流電源１１０と、ＥＶＳＥ（Electric  Vehicle  Supply  Equipment）１１５と、コネクタ１２０とを含む。交流電源１１０は、たとえば商用系統電源によって構成されるが、これに限定されるものではなく、種々の電源を適用可能である。ＥＶＳＥ１１５は、交流電源１１０から車両１０へ電力を供給するための充電ケーブルや、充電ケーブルを介して車両１０へ電力を供給するための充電スタンド内に設けられる。
【００２２】
車両１０は、蓄電装置１２と、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ（System  Main  Relay）」ともいう）１５と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power  Control  Unit）」ともいう）２０と、動力出力装置２５と、駆動輪３０とを含む。
【００２３】
蓄電装置１２は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。蓄電装置１２には、給電設備１００の交流電源１１０（後述）から供給される電力の他、動力出力装置２５において発電された電力が蓄えられる。なお、蓄電装置１２として、大容量のキャパシタも採用可能である。ＳＭＲ１５は、蓄電装置１２と電力線Ｌ１との間に設けられる。ＳＭＲ１５は、蓄電装置１２と電力線Ｌ１との電気的な接続／切離を行なうためのリレーである。
【００２４】
ＰＣＵ２０は、蓄電装置１２から電力を受けて動力出力装置２５を駆動するための電力変換装置を総括して示したものである。たとえば、ＰＣＵ２０は、動力出力装置２５に含まれるモータを駆動するためのインバータや、蓄電装置１２から出力される電力を昇圧するコンバータ等を含む。動力出力装置２５は、駆動輪３０を駆動するための装置を総括して示したものである。たとえば、動力出力装置２５は、駆動輪３０を駆動するモータやエンジン等を含む。また、動力出力装置２５は、駆動輪３０を駆動するモータによって車両の制動時等に発電し、その発電された電力をＰＣＵ２０へ出力する。
【００２５】
車両１０は、さらに、インレット４０と、充電リレー５０と、充電器２００とを含む。
インレット４０は、充電器２００の入力線Ｌ２に接続される。インレット４０は、給電設備１００のコネクタ１２０に接続可能に構成される。充電リレー５０は、電力線Ｌ１と充電器２００の出力線Ｌ３との電気的な接続／切離を行なうためのリレーである。
【００２６】
給電設備１００のコネクタ１２０が車両１０のインレット４０に接続された状態において、充電器２００の入力線Ｌ２には、給電設備１００からの交流が入力される。充電器２００は、給電設備１００から供給される電力による蓄電装置１２の充電（以下「外部充電」ともいう）の実行時、入力線Ｌ２から入力される交流電力を直流電力に変換して出力線Ｌ３に出力する。出力線Ｌ３に出力された直流電力は、充電リレー５０およびＳＭＲ１５を介して蓄電装置１２に供給される。これにより、蓄電装置１２が充電される。
【００２７】
図２は、充電器２００の回路構成を示す図である。なお、図２に示す回路構成はあくまで一例であって、充電器２００の回路構成は図２に示す構成に限定されるものではない。
【００２８】
充電器２００は、フィルタ回路２０５と、ＰＦＣ回路２１０と、インバータ２１５と、絶縁トランス２２０と、整流回路２２５と、制御装置２５０とを含む。フィルタ回路２０５、ＰＦＣ回路２１０、インバータ２１５、絶縁トランス２２０、および整流回路２２５は、入力線Ｌ２から出力線Ｌ３までの電路に、この順に直列的に接続される。
【００２９】
フィルタ回路２０５は、交流電源１１０から入力線Ｌ２に入力される交流電力に含まれるノイズを除去し、ノイズが除去された交流電力をＰＦＣ回路２１０へ出力する。
【００３０】
ＰＦＣ回路２１０は、制御装置２５０からの制御信号に基づいて、フィルタ回路２０５から供給される交流電力を直流電力に変換してインバータ２１５へ出力する。ＰＦＣ回路２１０は、交流電力を直流電力に変換するためのスイッチング回路と、スイッチング回路の入力側に設けられるリアクトル２１２とを含む。ＰＦＣ回路２１０のスイッチング回路はリアクトル２１２とともに昇圧チョッパ回路を構成し、インレット４０から入力される電力を昇圧することができる。
【００３１】
インバータ２１５は、制御装置２５０からの制御信号に基づいて、ＰＦＣ回路２１０から受ける直流電力を交流電力に変換して絶縁トランス２２０へ出力する。インバータ２１５は、たとえば単相ブリッジ回路によって構成される。
【００３２】
絶縁トランス２２０は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれインバータ２１５および整流回路２２５に接続される。そして、絶縁トランス２２０は、インバータ２１５からの交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧に変換して整流回路２２５へ出力する。
【００３３】
整流回路２２５は、絶縁トランス２２０から受ける交流電力を直流電力に変換し、変換された直流電力を出力線Ｌ３に出力する。整流回路２２５から出力線Ｌ３に出力された直流電力は蓄電装置１２に供給される。
【００３４】
充電器２００は、さらに、電圧センサ４１，４２，４３，４４、電流センサ５１，５２、温度センサ６１，６２を備える。電圧センサ４１は、フィルタ回路２０５の入力側の電圧ＶＩＮを検出する。電圧センサ４２は、ＰＦＣ回路２１０の入力側の電圧ＶＡＣを検出する。電圧センサ４３は、インバータ２１５の入力側の電圧ＶＨを検出する。電圧センサ４４は、整流回路２２５の出力側の電圧ＶＣＨＧを検出する。電流センサ５１は、ＰＦＣ回路２１０内のリアクトル２１２を流れる電流（以下「ＰＦＣリアクトル電流」ともいう）ＩＡＣを検出する。電流センサ５２は、インバータ２１５の出力側の電流（以下「インバータ出力電流」ともいう）ＩＶＨを検出する。温度センサ６１は、ＰＦＣ回路２１０の温度（以下「ＰＦＣ温度」ともいう）Ｔｐｆｃを検出する。温度センサ６２は、インバータ２１５の温度（以下「インバータ温度」ともいう）Ｔｉｎｖを検出する。各センサは、検出結果を示す信号を制御装置２５０に出力する。
【００３５】
制御装置２５０は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵する。制御装置２５０は、各センサからの情報およびメモリに記憶された情報に基づいて所定の演算処理を実行し、演算結果に基づいてＰＦＣ回路２１０およびインバータ２１５を制御する。
【００３６】
＜充電器の過電流保護制御＞
外部充電の実行中において、充電器２００の内部に許容電流を超える過電流が流れると、充電器２００が故障する要因となり得る。そこで、本実施の形態による制御装置２５０は、充電器２００内の電流センサ５１，５２を用いて、充電器２００の過電流保護制御を行なう。
【００３７】
具体的には、制御装置２５０は、過電流閾値Ｉｔｈを第１閾値Ｉ１に設定し、充電器２００内の電流センサ５１，５２の少なくとも一方の出力が過電流閾値Ｉｔｈ（第１閾値Ｉ１）よりも高い場合に充電器２００の出力を停止する。ここで、第１閾値Ｉ１は、充電器２００の許容電流に対応する値（許容電流よりも所定値だけ小さい値）に設定される。そのため、充電器２００に許容電流を超える電流が流れることが防止され、充電器２００の過電流保護が図られる。
【００３８】
なお、過電流保護制御において、電流センサ５１，５２の出力は充電器２００を停止するか否かの判定に用いられるため、電流センサ５１，５２には信頼性の高いセンサが用いられる。
【００３９】
＜充電器の過熱保護制御＞
外部充電の実行中において、充電器２００が過熱状態となると、充電器２００が正常に機能せず外部充電を正常に行えなくなる可能性がある。そのため、充電器２００が過熱状態である場合には、充電器２００の出力を停止することが望ましい。
【００４０】
しかしながら、仮に、充電器２００の過熱を充電器２００内の温度センサ６１，６２で検出し、その結果で充電器２００の出力を停止する（あるいは充電器２００の出力を大幅に制限する）ようにすると、温度センサに高い信頼性が要求される。そのため、過電流保護制御に用いられる電流センサ５１，５２だけでなく、温度センサ６１，６２にも高い信頼性が要求され、温度センサ６１，６２が高額になり得る。したがって、コストの観点では改善の余地がある。
【００４１】
なお、仮に、充電器２００の出力制限量（低下量）が基準値を超える大幅な出力制限を実行する場合に、その制限を実行するか否かの判定に用いられるパラメータを検出するセンサの異常の有無を車両１０内で自己診断する機能（ＯＢＤ：On-Board  diagnostics）を搭載することが課せられる場合には、過電流保護制御に用いられる電流センサ５１，５２の自己診断機能が必要になるだけでなく、温度センサ６１，６２の自己診断機能も必要となり、車両１０のシステム全体としてさらに高額となり得る。
【００４２】
そこで、本実施の形態による充電器２００の制御装置２５０は、充電器２００の過熱保護制御を以下のように行なう。制御装置２５０は、充電器２００内の温度センサ６１の出力（ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃ）が所定温度Ｔ１よりも高い場合には、充電器２００の出力を停止するのではなく、充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘを充電器２００の定格出力電力Ｐｒよりも低い制限電力Ｐ２に制限しつつ、充電器２００の出力を継続するように、インバータ２１５を制御する「制限処理」を実行する。そして、制御装置２５０は、制限処理の実行中に、過電流閾値Ｉｔｈを第１閾値Ｉ１よりも小さい値（後述の第２閾値Ｉ２など）に設定し、充電器２００内の電流センサ５１の出力（ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣ）が過電流閾値Ｉｔｈを超えた場合に充電器２００の出力を停止する。
【００４３】
すなわち、本実施の形態においては、過熱保護のために充電器２００を停止するか否かの判定に用いられるセンサは、温度センサ６１ではなく、電流センサ５１となる。これにより、充電器２００を停止するか否かの判定に用いられるセンサを、電流センサ５１および温度センサ６１の双方ではなく、過電流保護制御に用いられる電流センサ５１に共通化することができる。その結果、充電器２００を停止するか否かの判定に用いることが可能な高い信頼性が要求される部品（センサ）の点数を低減することができる。すなわち、電流センサ５１は、過電流保護制御および過熱保護制御において充電器２００を停止するか否かの判定に用いられるセンサであるため、高い信頼性が要求される。一方、温度センサ６１は、過電流保護制御において、充電器２００を停止するか否かの判定には用いられるセンサではなくなるため、それほど高い信頼性は必要なくなる。そのため、充電器２００を停止するか否かの判定に用いることが可能な高い信頼性が要求される部品（センサ）の点数を低減することができる。
【００４４】
以下、本実施の形態による過熱保護制御について詳しく説明する。なお、本実施の形態においては、上述のように、温度センサ６１の出力（ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃ）および電流センサ５１の出力（ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣ）を用いて充電器２００の過熱保護制御を行なう場合を例示的に説明する。しかしながら、後述の変形例にも示すように、温度センサ６２の出力（インバータ温度Ｔｉｎｖ）および電流センサ５２の出力（インバータ出力電流ＩＶＨ）を用いて充電器２００の過熱保護制御を行なうことも可能である。
【００４５】
図３は、過熱保護制御の実行中におけるＰＦＣ温度Ｔｐｆｃと充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘとの対応関係の一例を示す図である。図３において、横軸はＰＦＣ温度Ｔｐｆｃを表わし、縦軸は充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘを表わす。
【００４６】
ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが所定温度Ｔ１よりも低い領域では、過熱保護が不要であるため、充電器２００の出力制限は行なわれない。具体的には、制御装置２５０は、上限出力電力Ｐｍａｘを充電器２００の定格出力電力Ｐｒに設定し、充電器２００の出力電力が上限出力電力Ｐｍａｘ（定格出力電力Ｐｒ）を超えないようにインバータ２１５を制御する。
【００４７】
一方、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが所定温度Ｔ１よりも高い領域では、過熱保護が必要であるため、充電器２００の出力制限が行なわれる。具体的には、制御装置２５０は、上限出力電力Ｐｍａｘを、定格出力電力Ｐｒ未満かつ制限出力電力Ｐｌｉｍ（Ｐｌｉｍ＞０）以上の値に制限する。より詳しくは、制御装置２５０は、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが所定温度Ｔ１以上かつ所定温度Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）未満の領域においては、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが高いほど上限出力電力Ｐｍａｘを低い値とする。このように、上限出力電力Ｐｍａｘを定格出力電力Ｐｒ未満に制限することで、充電器２００内を流れる電流が低減され充電器２００内の発熱量（ジュール熱の発生量）が低減され得る。
【００４８】
ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが所定温度Ｔ２以上の領域においては、制御装置２５０は、上限出力電力Ｐｍａｘを制限出力電力Ｐｌｉｍ（Ｐｌｉｍ＞０）に固定する。したがって、たとえＰＦＣ温度Ｔｐｆｃがリアクトル２１２の許容温度Ｔ３（Ｔ３＞Ｔ２）に達しても、上限出力電力Ｐｍａｘが０に設定されることはなく、充電器２００の出力は継続されることになる。
【００４９】
なお、充電器２００の出力制限量（低下量）が基準値を超える大幅な出力制限を実行する場合に、その制限を実行するか否かの判定に用いられるパラメータを検出するセンサがＯＢＤの対象となる場合には、定格出力電力Ｐｒと制限出力電力Ｐｌｉｍとの差（温度センサ６１の出力に基づく充電器２００の出力制限量）が基準値未満となるように制限出力電力Ｐｌｉｍを設定しておくことが望ましい。このようにすることで、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃを検出する温度センサ６１をＯＢＤの対象から除外することができる。
【００５０】
なお、図３に示す対応関係は制御装置２５０のメモリに予め記憶されており、必要に応じて制御装置２５０の演算処理に用いられる。
【００５１】
図４は、充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘが制限出力電力Ｐｌｉｍに制限される場合のＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣの波形の一例を模式的に示す図である。
【００５２】
充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘが制限出力電力Ｐｌｉｍに制限されることに伴って、ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣの振幅は、矢印Ａ１に示すように、充電器２００の出力制限量に応じた量だけ低下する。
【００５３】
低下後のＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣには、ＰＦＣ回路２１０のスイッチングなどに起因するリプル成分が重畳する。このリプル成分の大きさは、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが高いほど、大きくなる。具体的には、リアクトル２１２のような磁気部品は過熱によってリアクタンス値が低下する特性を有しており、リアクトル２１２が過熱によるリアクタンス値の低下によって磁気飽和すると、その影響でＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣに重畳するリプル成分が大きくなる。すなわち、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが高い場合のＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣのピーク値は、リアクトル２１２が過熱によってリプル成分が大きくなる影響で、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが低い場合のＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣのピーク値よりも高くなる。
【００５４】
このような現象に着目し、本実施の形態による制御装置２５０は、充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘが制限出力電力Ｐｌｉｍに制限される場合において、矢印Ａ２に示すように、過電流閾値Ｉｔｈを、第１閾値Ｉ１よりも小さい第２閾値Ｉ２に低下させる。第２閾値Ｉ２は、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが許容温度Ｔ３よりも低い場合（リプル成分が小さい場合）のＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣのピーク値と、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが許容温度Ｔ３よりも高い場合（リプル成分が大きい場合）のＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣのピーク値との間の値となるように設定される。これにより、リアクトル２１２が過熱状態でない場合にはＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣが過電流閾値Ｉｔｈ（＝第２閾値Ｉ２）を超えず、リアクトル２１２が過熱状態である場合にはＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣが過電流閾値Ｉｔｈ（＝第２閾値Ｉ２）を超えるようになる。そして、制御装置２５０は、ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣが過電流閾値Ｉｔｈを超えた場合、リアクトル２１２の過熱保護のために、充電器２００の出力を停止する。これにより、リアクトル２１２の過熱保護のために充電器２００を停止するか否かを、温度センサ６１ではなく、電流センサ５１を用いて判定することができる。
【００５５】
図５は、本実施の形態におけるＰＦＣ温度Ｔｐｆｃと過電流閾値Ｉｔｈとの対応関係の一例を示す図である。図５において、横軸はＰＦＣ温度Ｔｐｆｃを表わし、縦軸は過電流閾値Ｉｔｈを表わす。
【００５６】
ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが所定温度Ｔ１よりも低い領域では、充電器２００の出力制限が行なわれないため、制御装置２５０は、過電流閾値Ｉｔｈを、充電器２００の許容電流に対応する「第１閾値Ｉ１」に設定する。したがって、過電流保護制御は、実質的に、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが所定温度Ｔ１よりも低い領域で実行されることになる。
【００５７】
一方、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが所定温度Ｔ１よりも高い領域では、充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘの制限（図３参照）に合わせて、過電流閾値Ｉｔｈを、第１閾値Ｉ１未満かつ第２閾値Ｉ２以上の値に制限する。より具体的には、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが所定温度Ｔ１以上かつ所定温度Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）未満の領域においては、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが高いほど過電流閾値Ｉｔｈを低い値とし、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが所定温度Ｔ２以上の領域においては過電流閾値Ｉｔｈを第２閾値Ｉ２に固定する。
【００５８】
第２閾値Ｉ２は、上述したように、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが許容温度Ｔ３（Ｔ３＞Ｔ２）よりも低い場合（リプル成分が小さい場合）のＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣのピーク値と、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが許容温度Ｔ３よりも高い場合（リプル成分が大きい場合）のＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣのピーク値との間の値に設定される。そして、制御装置２５０は、ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣが過電流閾値Ｉｔｈを超えた場合、リアクトル２１２の過熱保護のために、充電器２００の出力を停止する。これにより、リアクトル２１２の過熱保護のために充電器２００を停止するか否かを、温度センサ６１ではなく、電流センサ５１を用いて判定することができる。
【００５９】
なお、図５に示す対応関係は制御装置２５０のメモリに予め記憶されており、必要に応じて制御装置２５０の演算処理に用いられる。
【００６０】
＜制御フロー＞
図６は、制御装置２５０が充電器２００の過電流保護制御および過熱保護制御を行なう際に実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、外部充電の実行中に予め定められた条件が成立する毎（たとえば所定周期毎）に繰り返し実行される。
【００６１】
制御装置２５０は、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃ（温度センサ６１の出力）が所定温度Ｔ１よりも高いか否かを判定する（ステップＳ１０）。
【００６２】
ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃが所定温度Ｔ１よりも低い場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御装置２５０は、以下のような過電流保護制御を実行する（ステップＳ２０〜Ｓ２６）。まず、制御装置２５０は、充電器２００の出力制限処理を実行しない（ステップＳ２０）。すなわち、制御装置２５０は、充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘを定格出力電力Ｐｒに設定する。そして、制御装置２５０は、過電流閾値Ｉｔｈを第１閾値Ｉ１に設定する（ステップＳ２２）。その後、制御装置２５０は、ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣ（電流センサ５１の出力）がステップＳ２２で設定された過電流閾値Ｉｔｈ（＝第１閾値Ｉ１）を超えたか否かを判定する（ステップＳ２４）。ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣが過電流閾値Ｉｔｈ（＝第１閾値Ｉ１）を超えた場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、制御装置２５０は、過電流保護のために、充電器２００の出力を停止するようにインバータ２１５を制御する（ステップＳ２６）。これらの一連の制御が過充電保護制御である。
【００６３】
一方、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃ（温度センサ６１の出力）が所定温度Ｔ１よりも高い場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置２５０は、以下のような過熱保護制御を行なう（ステップＳ３０〜Ｓ３６）。まず、制御装置２５０は、充電器２００の出力制限処理を実行する（ステップＳ３０）。具体的には、制御装置２５０は、充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘを、ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃに応じて定格出力電力Ｐｒ未満かつ制限出力電力Ｐｌｉｍ（Ｐｌｉｍ＞０）以上の値（上述の図３参照）に制限する。この出力制限により、ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣが低減され、リアクトル２１２での発熱量（ジュール熱の発生量）が低減される。しかしながら、この出力制限では上限出力電力Ｐｍａｘが０に設定されることはないため、充電器２００の出力は継続されることになる。
【００６４】
その後、制御装置２５０は、充電器２００の出力制限処理を実行したことに伴って、過電流閾値Ｉｔｈを、第１閾値Ｉ１未満かつ第２閾値Ｉ２以上の値（上述の図４参照）に低下させる（ステップＳ３２）。そして、制御装置２５０は、ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣ（電流センサ５１の出力）がステップＳ３２で設定された低下後の過電流閾値Ｉｔｈ（たとえば第２閾値Ｉ２）を超えたか否かを判定する（ステップＳ３４）。
【００６５】
ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣがステップＳ３２で設定された低下後の過電流閾値Ｉｔｈ（たとえば第２閾値Ｉ２）を超えていない場合（ステップＳ３４においてＮＯ）、制御装置２５０は、充電器２００を停止することなく、充電器２００の出力を継続するようにインバータ２１５を制御する。
【００６６】
一方、ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣがステップＳ３２で設定された低下後の過電流閾値Ｉｔｈ（たとえば第２閾値Ｉ２）を超えた場合（ステップＳ３４においてＹＥＳ）、制御装置２５０は、充電器２００の出力を停止するようにインバータ２１５を制御する（ステップＳ３６）。
【００６７】
以上のように、本実施の形態においては、過電流保護制御において充電器２００を停止するか否かの判定に用いられるセンサは、温度センサ６１ではなく、電流センサ５１となる。その結果、充電器２００の過熱保護を図りつつ、充電器２００を停止するか否かの判定に用いることが可能な高い信頼性が要求される部品（センサ）の数が増加することを抑制することができる。
【００６８】
すなわち、温度センサ６１の出力（ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃ）が所定温度Ｔ１よりも低い場合には、充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘが定格出力電力Ｐｒに設定されるとともに、電流センサ５１の出力（ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣ）が充電器２００の許容電流に対応する第１閾値Ｉ１を超えた場合には、過電流保護のために充電器２００が停止される。このように、過電流保護のために充電器２００を停止するか否かの判定には電流センサ５１の出力が用いられるため、電流センサ５１には高い信頼性を有するセンサが用いられる。
【００６９】
一方、温度センサ６１の出力（ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃ）が所定温度Ｔ１よりも高い場合には、充電器２００の出力制限処理が実行される。この出力制限処理では、充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘを定格出力電力Ｐｒよりも制限することで充電器２００内を流れる電流が低減され充電器２００内の発熱量（ジュール熱の発生量）が低減され得るが、充電器２００の出力そのものは継続される。そして、出力制限処理の実行中において、電流センサ５１の出力（ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣ）が第１閾値Ｉ１よりも小さい値（たとえば第２閾値Ｉ２）を超えた場合には、充電器２００内のリアクトル２１２（磁気部品）が過熱状態であることが想定されるため、過熱保護のために充電器２００の出力が停止される。すなわち、過熱保護のために充電器２００を停止するか否かの判定には、温度センサ６１ではなく、電流センサ５１が用いられる。これにより、充電器２００を停止するか否かの判定に用いられるセンサを、電流センサ５１および温度センサ６１の双方ではなく、電流センサ５１のみにすることができる。その結果、充電器２００の過熱保護を図りつつ、高い信頼性が要求される部品（センサ）の数が増加することを抑制することができる。
【００７０】
特に、本実施の形態においては、充電器２００のＰＦＣ回路２１０内に設けられるリアクトル２１２が過熱によって磁気飽和することに起因して電流センサ５１の出力（ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣ）が第１閾値Ｉ１よりも小さい値（たとえば第２閾値Ｉ２）を超えた場合に、充電器２００の出力が停止される。そのため、過熱保護のために充電器２００を停止するか否かを、電流センサ５１の出力を用いて適切に判定することができる。
【００７１】
＜変形例＞
上述の実施の形態においては、温度センサ６１の出力（ＰＦＣ温度Ｔｐｆｃ）および電流センサ５１の出力（ＰＦＣリアクトル電流ＩＡＣ）を用いて、充電器２００の過熱保護制御を行なう場合を例示的に説明した。
【００７２】
これに対し、温度センサ６２の出力（インバータ温度Ｔｉｎｖ）および電流センサ５２の出力（インバータ出力電流ＩＶＨ）を用いて、充電器２００の過熱保護制御を行なうように変形してもよい。
【００７３】
図７は、インバータ出力電流ＩＶＨの波形の一例を模式的に示す図である。インバータ出力電流ＩＶＨは図７に示すような矩形状の波形となるが、この矩形波のピーク値は、インバータ温度Ｔｉｎｖが高いほど大きくなる。具体的には、インバータ温度Ｔｉｎｖが高い場合には、インバータ２１５と隣接する絶縁トランス２２０の温度も高いことが想定されるところ、絶縁トランス２２０に含まれるコイル（磁気部品）が過熱によるリアクタンス値の低下によって磁気飽和すると、その影響でインバータ出力電流ＩＶＨのピーク値が大きくなる。すなわち、インバータ温度Ｔｉｎｖが高い場合のインバータ出力電流ＩＶＨのピーク値は、インバータ温度Ｔｉｎｖが低い場合のインバータ出力電流ＩＶＨのピーク値よりも高くなる。
【００７４】
このような現象に着目し、本変形例においては、温度センサ６２の出力（インバータ温度Ｔｉｎｖ）および電流センサ５２の出力（インバータ出力電流ＩＶＨ）を用いて、充電器２００の過熱保護制御を行なう。
【００７５】
図８は、本変形例による制御装置２５０が充電器２００の過電流保護制御および過熱保護制御を行なう際に実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、上述の図６のフローチャートのステップＳ１０，Ｓ２４，Ｓ３４を、それぞれステップＳ１０ａ，Ｓ２４ａ，Ｓ３４ａに変更したものである。その他のステップ（上述の図６に示したステップと同じ番号を付しているステップ）については、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００７６】
制御装置２５０は、インバータ温度Ｔｉｎｖ（温度センサ６２の出力）が所定温度Ｔ１よりも高いか否かを判定する（ステップＳ１０ａ）。インバータ温度Ｔｉｎｖが所定温度Ｔ１よりも低い場合（ステップＳ１０ａにおいてＮＯ）、制御装置２５０は、充電器２００の出力制限処理を実行せずに充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘを定格出力電力Ｐｒに設定し（ステップＳ２０）、過電流閾値Ｉｔｈを第１閾値Ｉ１に設定する（ステップＳ２２）。その後、制御装置２５０は、インバータ出力電流ＩＶＨ（電流センサ５２の出力）が過電流閾値Ｉｔｈ（＝第１閾値Ｉ１）を超えたか否かを判定する（ステップＳ２４ａ）。インバータ出力電流ＩＶＨが過電流閾値Ｉｔｈ（＝第１閾値Ｉ１）を超えた場合（ステップＳ２４ａにおいてＹＥＳ）、制御装置２５０は、過電流保護のために、充電器２００の出力を停止するようにインバータ２１５を制御する（ステップＳ２６）。これらの一連の制御が本変形例による過充電保護制御である。
【００７７】
一方、インバータ温度Ｔｉｎｖ（温度センサ６２の出力）が所定温度Ｔ１よりも高い場合（ステップＳ１０ａにおいてＹＥＳ）、制御装置２５０は、充電器２００の出力制限処理を実行して、充電器２００の上限出力電力Ｐｍａｘを、インバータ温度Ｔｉｎｖに応じて定格出力電力Ｐｒ未満かつ制限出力電力Ｐｌｉｍ（Ｐｌｉｍ＞０）以上の値（上述の図３参照）に制限する（ステップＳ３０）。
【００７８】
その後、制御装置２５０は、充電器２００の出力制限処理を実行したことに伴って、過電流閾値Ｉｔｈを、第１閾値Ｉ１未満かつ第２閾値Ｉ２以上の値（上述の図４参照）に低下させる（ステップＳ３２）。そして、制御装置２５０は、インバータ出力電流ＩＶＨ（電流センサ５２の出力）がステップＳ３２で設定された低下後の過電流閾値Ｉｔｈ（たとえば第２閾値Ｉ２）を超えたか否かを判定する（ステップＳ３４ａ）。
【００７９】
インバータ出力電流ＩＶＨがステップＳ３２で設定された低下後の過電流閾値Ｉｔｈ（たとえば第２閾値Ｉ２）を超えていない場合（ステップＳ３４ａにおいてＮＯ）、制御装置２５０は、充電器２００を停止することなく、充電器２００の出力を継続するようにインバータ２１５を制御する。
【００８０】
一方、インバータ出力電流ＩＶＨがステップＳ３２で設定された低下後の過電流閾値Ｉｔｈ（たとえば第２閾値Ｉ２）を超えた場合（ステップＳ３４ａにおいてＹＥＳ）、制御装置２５０は、充電器２００の出力を停止するようにインバータ２１５を制御する（ステップＳ３６）。
【００８１】
以上のように、本変形例においては、充電器２００の絶縁トランス２２０内に設けられるコイルが過熱によって磁気飽和することに起因して電流センサ５２の出力（インバータ出力電流ＩＶＨ、すなわち絶縁トランス２２０内のコイルを流れる電流）が第１閾値Ｉ１よりも小さい値（たとえば第２閾値Ｉ２）を超えた場合に、充電器２００の出力が停止される。そのため、過熱保護のために充電器２００を停止するか否かを、電流センサ５２の出力を用いて適切に判定することができる。
【００８２】
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。本開示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。
【符号の説明】
【００８３】
１０  車両、１２  蓄電装置、２５  動力出力装置、３０  駆動輪、４０  インレット、４１，４２，４３，４４  電圧センサ、５０  充電リレー、５１，５２  電流センサ、６１，６２  温度センサ、１００  給電設備、１１０  交流電源、１２０  コネクタ、２１５  インバータ、２００  充電器、２０５  フィルタ回路、２１０  ＰＦＣ回路、２１２  リアクトル、２２０  絶縁トランス、２２５  整流回路、２５０  制御装置、Ｌ１  電力線、Ｌ２  入力線、Ｌ３  出力線。
【図１】
2020099161.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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