(57)【要約】  車両（１００）は、外部電源装置（５００，５００Ａ）から電力ケーブル（４００，４００Ａ）により伝達される電力を用いて、搭載された蓄電装置（１１０）の充電が可能である。車両（１００）は、電力ケーブル（４００）を介して、外部電源装置（５００，５００Ａ）との間でＰＬＣ通信を行なうためのＰＬＣ通信部（２３０）を含む。ＥＣＵ（３００）は、電力ケーブル（４００）がインレット（２２０）に接続されたことに応じてＰＬＣ通信部（２３０）から外部電源装置（５００，５００Ａ）への信号の送信を開始する。ＥＣＵ（３００）は、当該信号に対する外部電源装置（５００，５００Ａ）からの応答が受信されない場合は、電力ケーブル（４００）または外部電源装置（５００Ａ）に設けられるＣＣＩＤ（４３０，５４０）を電力供給が可能な状態とした後にＰＬＣ通信部（２３０）から外部電源装置（５００，５００Ａ）へ信号を再送信する。
2013027291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源装置（５００，５００Ａ）から電力ケーブル（４００，４００Ａ）により伝達される電力を用いて、搭載された蓄電装置（１１０）の充電が可能な車両であって、
前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）を接続するためのインレット（２２０）と、
前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）の電力線（４４０）を介して、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）との間で電力線通信が可能に構成されたＰＬＣ通信部（２３０）と、
前記蓄電装置（１１０）の充電動作を制御するための制御装置（３００）とを備え、
前記電力ケーブル（４００）または前記外部電源装置（５００Ａ）は、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）から前記車両（１００）への電力の供給と遮断とを切換えるための切換装置（４３０，５４０）を含み、
前記制御装置（３００）は、前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）が前記インレット（２２０）に接続されたことに応じて前記ＰＬＣ通信部（２３０）から前記外部電源装置（５００，５００Ａ）への信号の送信を開始し、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）から前記ＰＬＣ通信部（２３０）への送信信号が受信されない場合は、前記切換装置（４３０，５４０）を前記外部電源装置（５００，５００Ａ）から前記車両（１００）への電力供給が可能な状態に切換えた後に、前記ＰＬＣ通信部（２３０）から前記外部電源装置（５００，５００Ａ）へ前記信号を再送信する、車両。
【請求項２】
前記制御装置（３００）は、前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）が前記インレット（２２０）に接続された場合に、前記切換装置（４３０，５４０）からのパイロット信号の電位を第１の電位に変化させた後に、前記ＰＬＣ通信部（２３０）による送信を開始する、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記送信信号は、前記ＰＬＣ通信部（２３０）から前記外部電源装置（５００，５００Ａ）への前記信号の送信に対する前記外部電源装置（５００，５００Ａ）からの応答であり、
前記制御装置（３００）は、前記送信信号が受信された場合は、前記パイロット信号の電位を前記第１の電位よりも低い第２の電位に変化させて前記外部電源装置（５００，５００Ａ）から前記車両（１００）への電力供給が可能な状態に前記切換装置（４３０，５４０）を切換えるとともに、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）からの通信情報に基づいて充電動作を実行する、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記送信信号は、前記ＰＬＣ通信部（２３０）から前記外部電源装置（５００，５００Ａ）への前記信号の送信に対する前記外部電源装置（５００，５００Ａ）からの応答であり、
前記制御装置（３００）は、前記送信信号が受信されない場合は、前記ＰＬＣ通信部（２３０）による送信を中断し、前記パイロット信号の電位を前記第１の電位よりも低い第２の電位に変化させて前記外部電源装置（５００，５００Ａ）から前記車両（１００）への電力供給が可能な状態に前記切換装置（４３０，５４０）を切換えた後に前記ＰＬＣ通信部（２３０）による再送信を実行する、請求項２に記載の車両。
【請求項５】
前記制御装置（３００）は、前記ＰＬＣ通信部（２３０）から再送信された前記信号に対する前記外部電源装置（５００，５００Ａ）からの応答が受信された場合は、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）からの通信情報に基づいて充電動作を実行する、請求項４に記載の車両。
【請求項６】
前記制御装置（３００）は、前記ＰＬＣ通信部（２３０）から再送信された前記信号に対する前記外部電源装置（５００，５００Ａ）からの応答が受信されない場合は、前記ＰＬＣ通信部（２３０）による送信を停止する、請求項４に記載の車両。
【請求項７】
前記制御装置（３００）は、前記ＰＬＣ通信部（２３０）から再送信された前記信号に対する前記外部電源装置（５００，５００Ａ）からの応答が受信されない場合は、前記パイロット信号の発振状態に基づいて充電動作を実行する、請求項６に記載の車両。
【請求項８】
前記制御装置（３００）は、前記ＰＬＣ通信部（２３０）から再送信された前記信号に対する前記外部電源装置（５００，５００Ａ）からの応答が受信されない場合は、前記車両（１００）と前記外部電源装置（５００，５００Ａ）との間でＰＬＣ通信が実行できない状態であることをユーザに通知する、請求項６に記載の車両。
【請求項９】
前記車両（１００）は、前記蓄電装置（１１０）からの電力を、前記インレット（２２０）から前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）を介して、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）に接続される外部装置へ供給可能に構成される、請求項１に記載の車両。
【請求項１０】
前記ＰＬＣ通信部（２３０）は、前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）の前記電力線（４４０）を介して、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）との間で電力線通信が可能に構成され、
前記制御装置（３００）は、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）からの通信情報に基づいて給電動作を実行する、請求項９に記載の車両。
【請求項１１】
前記切換装置（４３０，５４０）は、
前記外部電源装置（５００，５００Ａ）の電力源（５１０）と前記車両（１００）との間の電気的な接続および非接続を切換えるためのリレー（４５０，５５０）と、
前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）に含まれる、前記電力線（４４０）とは異なる通信線（Ｌ１）を介して、前記制御装置（３００）へ送信するためのパイロット信号を生成するための信号生成部（４７０，５７０）とを含み、
前記信号生成部（４７０，５７０）は、前記パイロット信号の電位が第１の電位になったことに応答して前記パイロット信号を発振させ、
前記リレー（４５０，５５０）は、前記パイロット信号の電位が、前記第１の電位よりも低い第２の電位になったことに応答して閉成される、請求項１に記載の車両。
【請求項１２】
充電システムであって、
電力ケーブル（４００，４００Ａ）と、
外部電源装置（５００，５００Ａ）と、
前記外部電源装置（５００，５００Ａ）から前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）により伝達される電力を用いて、搭載された蓄電装置（１１０）の充電が可能な車両とを備え、
前記車両（１００）は、
前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）を接続するためのインレット（２２０）と、
前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）の電力線（４４０）を介して、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）との間で電力線通信が可能に構成されたＰＬＣ通信部（２３０）と、
前記蓄電装置（１１０）の充電動作を制御するための制御装置（３００）とを含み、
前記電力ケーブル（４００）または前記外部電源装置（５００Ａ）は、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）から前記車両（１００）への電力の供給と遮断とを切換えるための切換装置（４３０，５４０）を含み、
前記制御装置（３００）は、前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）が前記インレット（２２０）に接続されたことに応じて前記ＰＬＣ通信部（２３０）から前記外部電源装置（５００，５００Ａ）への信号の送信を開始し、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）から前記ＰＬＣ通信部（２３０）への送信信号が受信されない場合は、前記切換装置（４３０，５４０）を前記外部電源装置（５００，５００Ａ）から前記車両（１００）への電力供給が可能な状態に切換えた後に、前記ＰＬＣ通信部（２３０）から前記外部電源装置（５００，５００Ａ）へ前記信号を再送信する、充電システム。
【請求項１３】
外部電源装置（５００，５００Ａ）から電力ケーブル（４００，４００Ａ）により伝達される電力を用いて、搭載された蓄電装置（１１０）の充電が可能な車両の制御方法であって、
前記車両は、
前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）を接続するためのインレット（２２０）と、
前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）の電力線（４４０）を介して、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）との間で電力線通信が可能に構成されたＰＬＣ通信部（２３０）とを含み、
前記電力ケーブル（４００）または前記外部電源装置（５００Ａ）は、前記外部電源装置（５００，５００Ａ）から前記車両（１００）への電力の供給と遮断とを切換えるための切換装置（４３０，５４０）を含み、
前記制御方法は、
前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）が前記インレット（２２０）に接続されたか否かを判定するステップと、
前記電力ケーブル（４００，４００Ａ）が前記インレット（２２０）に接続されたことに応じて前記ＰＬＣ通信部（２３０）から前記外部電源装置（５００，５００Ａ）への信号の送信を開始するステップと、
前記外部電源装置（５００，５００Ａ）から前記ＰＬＣ通信部（２３０）への送信信号が受信されない場合は、前記切換装置（４３０，５４０）を前記外部電源装置（５００，５００Ａ）から前記車両（１００）への電力供給が可能な状態に切換え、その後、前記ＰＬＣ通信部（２３０）から前記外部電源装置（５００，５００Ａ）へ前記信号を再送信するステップとを備える、車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両および充電システム、ならびに車両の制御方法に関し、より特定的には、外部電源からの電力を用いて搭載された蓄電装置の充電が可能な車両の充電制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。【０００３】
ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から車載の蓄電装置の充電（以下、単に「外部充電」とも称する。）が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられたコンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。【０００４】
特開２００９−０３３２６５号公報（特許文献１）は、外部充電が可能な車両において、充電口を介して、車両と外部電源との間、および車両と車両との間で、電力線通信（Power  Line  Communication：ＰＬＣ）により情報伝達を行なう構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０３３２６５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／０７７５０５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
外部充電を行なう場合に、車両と充電ケーブルとの間、または車両と外部電源との間で信号の授受を行ない、外部電源から送電可能な充電電力容量や充電ケーブルの定格電流などの情報が車両に伝達される。車両は、伝達された情報に基づいて、充電の開始／停止および充電電力の制御を行なう。【０００７】
このような情報の伝達については、充電ケーブルあるいは外部電源からのパイロット信号を用いて行なわれる場合がある。【０００８】
また、近年、スマートグリッドのように、家庭からの電源（外部電源）を用いて車両に搭載された蓄電装置へ充電するだけでなく、必要に応じて車両に蓄えられた電力を家庭に供給する技術が開発されている。このような場合には、家庭側から車両側へ、電力の供給／遮断および給電電力の制御を行なわせることが必要であり、特別な配線の追加が不要なＰＬＣ通信を用いることが検討されている。【０００９】
しかしながら、外部電源や充電ケーブルのタイプによっては、これらに含まれる電力遮断用リレーにより電力伝達経路が遮断された場合に、適切にＰＬＣ通信が行なえない場合がある。また、車両に接続される外部電源および充電ケーブルは、固定された同じものであるとは限らないため、車両において、これらとの通信形態が、パイロット信号を用いる態様であるのか、あるいはＰＬＣ通信を用いる態様であるのかを判別することが必要とされる。【００１０】
本発明は、このような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、外部充電が可能な車両において、接続される外部電源または電力ケーブルとの情報伝達を確実に行なうことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による車両は、外部電源装置から電力ケーブルにより伝達される電力を用いて、搭載された蓄電装置の充電が可能である。車両は、電力ケーブルを接続するためのインレットと、電力ケーブルの電力線を介して、外部電源装置との間で電力線通信が可能に構成されたＰＬＣ通信部と、蓄電装置の充電動作を制御するための制御装置とを備える。電力ケーブルまたは外部電源装置は、外部電源装置から車両への電力の供給と遮断とを切換えるための切換装置を含む。制御装置は、電力ケーブルがインレットに接続されたことに応じてＰＬＣ通信部から外部電源装置への信号の送信を開始し、外部電源装置からＰＬＣ通信部への送信信号が受信されない場合は、切換装置を外部電源装置から車両への電力供給が可能な状態に切換えた後にＰＬＣ通信部から外部電源装置へ信号を再送信する。【００１２】
好ましくは、制御装置は、電力ケーブルがインレットに接続された場合に、切換装置からのパイロット信号の電位を第１の電位に変化させた後に、ＰＬＣ通信部による送信を開始する。【００１３】
好ましくは、送信信号は、ＰＬＣ通信部から外部電源装置への信号の送信に対する外部電源装置からの応答である。制御装置は、送信信号が受信された場合は、パイロット信号の電位を第１の電位よりも低い第２の電位に変化させて外部電源装置から車両への電力供給が可能な状態に切換装置を切換えるとともに、外部電源装置からの通信情報に基づいて充電動作を実行する。【００１４】
好ましくは、送信信号は、ＰＬＣ通信部から外部電源装置への信号の送信に対する外部電源装置からの応答である。制御装置は、送信信号が受信されない場合は、ＰＬＣ通信部による送信を中断し、パイロット信号の電位を第１の電位よりも低い第２の電位に変化させて外部電源装置から車両への電力供給が可能な状態に切換装置を切換えた後にＰＬＣ通信部による再送信を実行する。【００１５】
好ましくは、制御装置は、ＰＬＣ通信部から再送信された信号に対する外部電源装置からの応答が受信された場合は、外部電源装置からの通信情報に基づいて充電動作を実行する。【００１６】
好ましくは、制御装置は、ＰＬＣ通信部から再送信された信号に対する外部電源装置からの応答が受信されない場合は、ＰＬＣ通信部による送信を停止する。【００１７】
好ましくは、制御装置は、ＰＬＣ通信部から再送信された信号に対する外部電源装置からの応答が受信されない場合は、パイロット信号の発振状態に基づいて充電動作を実行する。【００１８】
好ましくは、制御装置は、ＰＬＣ通信部から再送信された信号に対する外部電源装置からの応答が受信されない場合は、車両と外部電源装置との間でＰＬＣ通信が実行できない状態であることをユーザに通知する。【００１９】
好ましくは、車両は、蓄電装置からの電力を、インレットから電力ケーブルを介して、外部電源装置に接続される外部装置へ供給可能に構成される。【００２０】
好ましくは、ＰＬＣ通信部は、電力ケーブルの電力線を介して、外部電源装置との間で電力線通信が可能に構成される。制御装置は、外部電源装置からの通信情報に基づいて給電動作を実行する。【００２１】
好ましくは、切換装置は、外部電源装置の電力源と車両との間の電気的な接続および非接続を切換えるためのリレーと、電力ケーブルに含まれる、電力線とは異なる通信線を介して、制御装置へ送信するためのパイロット信号を生成するための信号生成部とを含む。信号生成部は、パイロット信号の電位が第１の電位になったことに応答してパイロット信号を発振させる。リレーは、パイロット信号の電位が、第１の電位よりも低い第２の電位になったことに応答して閉成される。【００２２】
本発明による充電システムは、電力ケーブルと、外部電源装置と、外部電源装置から電力ケーブルにより伝達される電力を用いて、搭載された蓄電装置の充電が可能な車両とを備える。車両は、電力ケーブルを接続するためのインレットと、電力ケーブルの電力線を介して、外部電源装置との間で電力線通信が可能に構成されたＰＬＣ通信部と、蓄電装置の充電動作を制御するための制御装置とを含む。電力ケーブルまたは外部電源装置は、外部電源装置から車両への電力の供給と遮断とを切換えるための切換装置を含む。制御装置は、電力ケーブルがインレットに接続されたことに応じてＰＬＣ通信部から外部電源装置への信号の送信を開始し、外部電源装置からＰＬＣ通信部への送信信号が受信されない場合は、切換装置を外部電源装置から車両への電力供給が可能な状態に切換えた後にＰＬＣ通信部から外部電源装置へ信号を再送信する。【００２３】
本発明による車両の制御方法は、外部電源装置から電力ケーブルにより伝達される電力を用いて、搭載された蓄電装置の充電が可能な車両についての制御方法である。車両は、電力ケーブルを接続するためのインレットと、電力ケーブルの電力線を介して、外部電源装置との間で電力線通信が可能に構成されたＰＬＣ通信部とを含む。電力ケーブルまたは外部電源装置は、外部電源装置から車両への電力の供給と遮断とを切換えるための切換装置を含む。制御方法は、電力ケーブルがインレットに接続されたか否かを判定するステップと、電力ケーブルがインレットに接続されたことに応じてＰＬＣ通信部から外部電源装置への信号の送信を開始するステップと、外部電源装置からＰＬＣ通信部への送信信号が受信されない場合に、切換装置を外部電源装置から車両への電力供給が可能な状態に切換え、その後、ＰＬＣ通信部から外部電源装置へ信号を再送信するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、外部充電が可能な車両において、接続される外部電源または電力ケーブルとの情報伝達を確実に行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施の形態に従う車両を含む充電システムの全体ブロック図である。
【図２】図１の充電システムにおける充電動作を説明するためのブロック図である。
【図３】外部電源にＣＣＩＤ機能が設けられる場合の充電システムの全体ブロック図である。
【図４】図３の充電システムにおける充電動作を説明するためのブロック図である。
【図５】図３の充電システムにおける充電動作のタイムチャートである。
【図６】図１の充電システムにおける充電動作のタイムチャートである。
【図７】ＰＬＣ通信が不能である場合の充電動作のタイムチャートである。
【図８】本実施の形態において、ＥＣＵで実行される充電処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中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り返さない。
【００２７】
［充電システムの説明］
図１は、本実施の形態に従う車両１００を含む充電システム１０の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System  Main  Relay：ＳＭＲ）１１５と、駆動装置であるＰＣＵ（Power  Control  Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０，１３５と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、内燃機関であるエンジン１６０と、制御装置であるＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）３００とを備える。ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２，１２３と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。
【００２８】
本実施の形態においては、モータジェネレータ１３０，１３５とエンジン１６０とを有するハイブリッド車両を例として説明するが、エンジン１６０は必須の構成ではなく、本発明は、エンジン１６０を有しない電気自動車または燃料電池自動車にも適用可能である。
【００２９】
蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００３０】
蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１およびＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０、１３５で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。
【００３１】
蓄電装置１１０は、いずれも図示しないが電圧センサおよび電流センサを含み、これらのセンサによって検出された、蓄電装置１１０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢをＥＣＵ３００へ出力する。
【００３２】
ＳＭＲ１１５に含まれるリレーの一方は、蓄電装置１１０の正極端およびＰＣＵ１２０に接続される電力線ＰＬ１に接続され、他方のリレーは蓄電装置１１０の負極端および電力線ＮＬ１に接続される。そして、ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。
【００３３】
コンバータ１２１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて、電力線ＰＬ１およびＮＬ１と電力線ＰＬ２およびＮＬ１との間で電圧変換を行なう。
【００３４】
インバータ１２２，１２３は、電力線ＰＬ２およびＮＬ１に並列に接続される。インバータ１２２，１２３は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２にそれぞれ基づいて、コンバータ１２１から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１３０，１３５をそれぞれ駆動する。
【００３５】
コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１およびＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ１およびＮＬ１間の電圧変動を減少させる。また、コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２およびＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ２およびＮＬ１間の電圧変動を減少させる。
【００３６】
モータジェネレータ１３０，１３５は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００３７】
モータジェネレータ１３０，１３５の出力トルクは、減速機や動力分割機構を含んで構成される動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０，１３５は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。
【００３８】
また、モータジェネレータ１３０，１３５は動力伝達ギヤ１４０を介してエンジン１６０とも結合される。そして、ＥＣＵ３００により、モータジェネレータ１３０，１３５およびエンジン１６０が協調的に動作されて必要な車両駆動力が発生される。さらに、モータジェネレータ１３０，１３５は、エンジン１６０の回転により発電が可能であり、この発電電力を用いて蓄電装置１１０を充電することができる。なお、本実施の形態においては、モータジェネレータ１３５を専ら駆動輪１５０を駆動するための電動機として用い、モータジェネレータ１３０を専らエンジン１６０により駆動される発電機として用いるものとする。
【００３９】
なお、図１においては、モータジェネレータが２つ設けられる構成が例として示されるが、モータジェネレータの数はこれに限定されず、モータジェネレータが１つの場合、あるいは２つより多くのモータジェネレータを設ける構成としてもよい。
【００４０】
車両１００は、外部電源装置５００の交流電力源５１０からの電力によって蓄電装置１１０を充電するための構成として、電力変換装置２００と、充電リレーＣＨＲ２１０と、接続部であるインレット２２０と、ＰＬＣ通信を行なうためのＰＬＣ通信部２３０とを含む。
【００４１】
インレット２２０には、電力ケーブル４００のコネクタ４１０が接続される。そして、外部電源装置５００からの電力が、電力ケーブル４００を介して車両１００に伝達される。
【００４２】
電力ケーブル４００は、コネクタ４１０に加えて、外部電源装置５００のコンセント５２０に接続するためのプラグ４２０と、コネクタ４１０およびプラグ４２０とを接続する電力線４４０とを含む。電力線４４０には、外部電源装置５００からの電力の供給および遮断を切換えるための充電回路遮断装置（以下、ＣＣＩＤ（Charging  Circuit  Interrupt  Device）とも称する。）４３０が介挿される。
【００４３】
電力変換装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、インレット２２０に接続される。また、電力変換装置２００は、ＣＨＲ２１０を介して、電力線ＰＬ２およびＮＬ２によって蓄電装置１１０に接続される。
【００４４】
電力変換装置２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤによって制御され、インレット２２０を介して外部電源装置５００から供給される交流電力を、蓄電装置１１０の充電電力に変換する。また、後述するように、電力変換装置２００は、蓄電装置１１０からの直流電力またはモータジェネレータ１３０，１３５により発電されＰＣＵ１２０で変換された直流電力を交流電力に変換して、車両外部へ給電することも可能である。電力変換装置２００は、充電および給電の双方向の電力変換が可能な１つの装置であってもよいし、充電用の装置および給電用の装置を個別の装置として含むものであってもよい。
【００４５】
ＣＨＲ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２によって制御され、電力変換装置２００と蓄電装置１１０との間の電力の供給と遮断とを切換える。
【００４６】
ＰＬＣ通信部２３０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に接続される。ＰＬＣ通信部２３０は、外部電源装置５００に含まれるＰＬＣ通信部５３０と、電力ケーブル４００および電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して通信を行なう。ＰＬＣ通信部２３０は、ＥＣＵ３００から受ける車両情報を、外部電源装置５００のＰＬＣ通信部５３０に送信するとともに、ＰＬＣ通信部５３０から伝達された電源情報を受信し、その受信した電源情報をＥＣＵ３００へ出力する。
【００４７】
ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、蓄電装置１１０および車両１００の各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００４８】
ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０からの電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値に基づいて、蓄電装置１１０の充電状態ＳＯＣ（State  of  Charge）を演算する。
【００４９】
ＥＣＵ３００は、電力ケーブル４００の接続状態を示す信号ＰＩＳＷをコネクタ４１０から受ける。また、ＥＣＵ３００は、電力ケーブル４００のＣＣＩＤ４３０からパイロット信号ＣＰＬＴを受ける。ＥＣＵ３００は、図２で後述するように、これらの信号および／またはＰＬＣ通信部２３０で受信した情報に基づいて充電動作を実行する。
【００５０】
なお、図１においては、ＥＣＵ３００として１つの制御装置を設ける構成としているが、たとえば、ＰＣＵ１２０用の制御装置や蓄電装置１１０用の制御装置などのように、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。
【００５１】
警報出力部１７０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＡＬＭを受け、車両１００において異常や故障などが発生した場合に、制御信号ＡＬＭに含まれる情報をユーザに通知する。警報出力部１７０としては、ブザーやチャイムなどの聴覚的にユーザに通知するものや、ＬＥＤ、ランプあるいは液晶表示器などの視覚的にユーザに通知するものが含まれる。
【００５２】
図２は、図１における充電動作を説明するためのブロック図である。なお、図２において、図１と同じ参照符号が付された重複する要素についての説明は繰り返さない。
【００５３】
図２を参照して、ＣＣＩＤ４３０は、ＣＣＩＤリレー４５０と、ＣＣＩＤ制御部４６０と、コントロールパイロット回路４７０と、電磁コイル４７１と、漏電検出器４８０と、電圧センサ４８１と、電流センサ４８２とを含む。また、コントロールパイロット回路４７０は、発振装置４７２と、抵抗Ｒ２０と、電圧センサ４７３とを含む。
【００５４】
ＣＣＩＤリレー４５０は、電力ケーブル４００内の電力線４４０に介挿される。ＣＣＩＤリレー４５０は、コントロールパイロット回路４７０によって制御される。そして、ＣＣＩＤリレー４５０が開放されているときは、電力ケーブル４００内で電路が遮断される。一方、ＣＣＩＤリレー４５０が閉成されると、外部電源装置５００から車両１００へ電力が供給される。
【００５５】
コントロールパイロット回路４７０は、コネクタ４１０およびインレット２２０を介してＥＣＵ３００へパイロット信号ＣＰＬＴを出力する。このパイロット信号ＣＰＬＴは、コントロールパイロット回路４７０からＥＣＵ３００へ電力ケーブル４００の定格電流を通知するための信号である。また、パイロット信号ＣＰＬＴは、ＥＣＵ３００によって操作されるパイロット信号ＣＰＬＴの電位に基づいて、ＥＣＵ３００からＣＣＩＤリレー４５０を遠隔操作するための信号としても使用される。そして、コントロールパイロット回路４７０は、パイロット信号ＣＰＬＴの電位変化に基づいてＣＣＩＤリレー４５０を制御する。
【００５６】
上述のパイロット信号ＣＰＬＴおよび接続信号ＰＩＳＷ、ならびに、インレット２２０およびコネクタ４１０の形状，端子配置などの構成は、たとえば、米国のＳＡＥ（Society  of  Automotive  Engineers）や日本電動車両協会等において規格化されたものを用いてもよい。
【００５７】
ＣＣＩＤ制御部４６０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵと、記憶装置と、入出力バッファとを含み、各センサおよびコントロールパイロット回路４７０の信号の入出力を行なうとともに、電力ケーブル４００の充電動作を制御する。
【００５８】
発振装置４７２は、電圧センサ４７３によって検出されるパイロット信号ＣＰＬＴの電位が規定の電位（たとえば、１２Ｖ）のときは非発振の信号を出力し、パイロット信号ＣＰＬＴの電位が上記の規定の電位から低下したとき（たとえば、９Ｖ）は、ＣＣＩＤ制御部４６０により制御されて、規定の周波数（たとえば１ｋＨｚ）およびデューティサイクルで発振する信号を出力する。
【００５９】
なお、パイロット信号ＣＰＬＴの電位は、ＥＣＵ３００によって操作される。また、デューティサイクルは、外部電源装置５００から電力ケーブル４００を介して車両１００へ供給可能な定格電流に基づいて設定される。
【００６０】
パイロット信号ＣＰＬＴは、上述のようにパイロット信号ＣＰＬＴの電位が規定の電位から低下すると、規定の周期で発振する。ここで、外部電源装置５００から電力ケーブル４００を介して車両１００へ供給可能な定格電流に基づいてパイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅が設定される。すなわち、この発振周期に対するパルス幅の比で示されるデューティによって、パイロット信号ＣＰＬＴを用いてコントロールパイロット回路４７０から車両１００のＥＣＵ３００へ定格電流が通知される。
【００６１】
なお、定格電流は、電力ケーブル毎に定められており、電力ケーブル４００の種類が異なれば定格電流も異なる。したがって、電力ケーブル４００毎にパイロット信号ＣＰＬＴのデューティも異なることになる。
【００６２】
ＥＣＵ３００は、コントロールパイロット線Ｌ１を介して受信したパイロット信号ＣＰＬＴのデューティに基づいて、電力ケーブル４００を介して車両１００へ供給可能な定格電流を検知することができる。
【００６３】
ＥＣＵ３００によってパイロット信号ＣＰＬＴの電位がさらに低下されると（たとえば、６Ｖ）、コントロールパイロット回路４７０は、電磁コイル４７１へ電流を供給する。電磁コイル４７１は、コントロールパイロット回路４７０から電流が供給されると電磁力を発生し、ＣＣＩＤリレー４５０の接点を閉じて導通状態にする。
【００６４】
漏電検出器４８０は、ＣＣＩＤ４３０内部において電力ケーブル４００の電力線４４０の途中に設けられ、漏電の有無を検出する。具体的には、漏電検出器４８０は、対となる電力線４４０に互いに反対方向に流れる電流の平衡状態を検出し、その平衡状態が破綻すると漏電の発生を検知する。なお、特に図示しないが、漏電検出器４８０により漏電が検出されると、電磁コイル４７１への給電が遮断され、ＣＣＩＤリレー４５０の接点が開放されて非導通状態となる。
【００６５】
電圧センサ４８１は、電力ケーブル４００のプラグ４２０がコンセント５２０に差し込まれると、外部電源装置５００から伝達される電源電圧を検知し、その検出値をＣＣＩＤ制御部４６０に通知する。また、電流センサ４８２は、電力線４４０に流れる充電電流を検知し、その検出値をＣＣＩＤ制御部４６０に通知する。
【００６６】
コネクタ４１０内には、接続検知回路であるスイッチＳＷ２０が含まれる。スイッチＳＷ２０は、たとえばリミットスイッチであり、コネクタ４１０がインレット２２０に確実に嵌合された状態で接点が閉じられる。コネクタ４１０がインレット２２０から切り離された状態、およびコネクタ４１０とインレット２２０との嵌合状態が不確実な場合には、スイッチＳＷ２０の接点が開放される。また、スイッチＳＷ２０は、コネクタ４１０に設けられてコネクタ４１０をインレット２２０から取り外す際にユーザによって操作される操作部（図示せず）が操作されることによっても接点が開放される。
【００６７】
コネクタ４１０がインレット２２０から切り離された状態では、ＥＣＵ３００に含まれる電源ノード３５０の電圧およびプルアップ抵抗Ｒ１０によって定まる電圧信号が接続信号ＰＩＳＷとして接続信号線Ｌ３に発生する。また、コネクタ４１０がインレット２２０に確実に接続された状態では、接続信号線Ｌ３は接地線Ｌ２を介して車両アース３６０に接続され、接続信号線Ｌ３は接地電位となる。なお、スイッチＳＷ２０に代えて、所定の抵抗値を有する抵抗としてもよい。この場合には、コネクタ４１０がインレット２２０に確実に接続された状態では、電源ノード３５０の電圧、プルアップ抵抗Ｒ１０、および当該抵抗によって定められる電位が接続信号線Ｌ３に発生する。
【００６８】
ＥＣＵ３００は、接続信号線Ｌ３の電位（すなわち、接続信号ＰＩＳＷの電位）を検出することによって、コネクタ４１０の接続状態を判定することができる。
【００６９】
車両１００において、ＥＣＵ３００は、上記の電源ノード３５０およびプルアップ抵抗Ｒ１０に加えて、ＣＰＵ３１０と、抵抗回路３２０と、入力バッファ３３０，３４０とをさらに含む。
【００７０】
抵抗回路３２０は、プルダウン抵抗Ｒ１，Ｒ２と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２とを含む。プルダウン抵抗Ｒ１およびスイッチＳＷ１は、パイロット信号ＣＰＬＴが通信されるコントロールパイロット線Ｌ１と車両アース３６０との間に直列に接続される。プルダウン抵抗Ｒ２およびスイッチＳＷ２も、コントロールパイロット線Ｌ１と車両アース３６０との間に直列に接続される。そして、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれＣＰＵ３１０からの制御信号Ｓ１，Ｓ２に従って導通または非導通に制御される。
【００７１】
この抵抗回路３２０は、車両１００側からパイロット信号ＣＰＬＴの電位を操作するための回路である。
【００７２】
入力バッファ３３０は、コントロールパイロット線Ｌ１のパイロット信号ＣＰＬＴを受け、その受けたパイロット信号ＣＰＬＴをＣＰＵ３１０へ出力する。入力バッファ３４０は、コネクタ４１０のスイッチＳＷ２０に接続される接続信号線Ｌ３から接続信号ＰＩＳＷを受け、その受けた接続信号ＰＩＳＷをＣＰＵ３１０へ出力する。なお、接続信号線Ｌ３には上記で説明したようにＥＣＵ３００から電圧がかけられており、コネクタ４１０のインレット２２０への接続によって、接続信号ＰＩＳＷの電位が変化する。ＣＰＵ３１０は、この接続信号ＰＩＳＷの電位を検出することによって、コネクタ４１０の接続状態を検出する。
【００７３】
ＣＰＵ３１０は、入力バッファ３３０，３４０から、パイロット信号ＣＰＬＴおよび接続信号ＰＩＳＷをそれぞれ受ける。ＣＰＵ３１０は、接続信号ＰＩＳＷの電位を検出し、コネクタ４１０の接続状態および嵌合状態を検出する。また、ＣＰＵ３１０は、パイロット信号ＣＰＬＴの発振状態およびデューティサイクルを検知することによって、電力ケーブル４００の定格電流を検出する。
【００７４】
そして、ＣＰＵ３１０は、接続信号ＰＩＳＷの電位およびパイロット信号ＣＰＬＴの発振状態に基づいて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の制御信号Ｓ１，Ｓ２を制御することによって、パイロット信号ＣＰＬＴの電位を操作する。これによって、ＣＰＵ３１０は、ＣＣＩＤリレー４５０を遠隔操作することができる。そして、電力ケーブル４００を介して外部電源装置５００から車両１００への電力の伝達が行なわれる。
【００７５】
また、ＣＰＵ３１０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に接続されたＰＬＣ通信部２３０と信号の授受が可能に構成される。ＣＰＵ３１０は、ＰＬＣ通信部２３０を介して外部電源装置５００へ車両情報を送信するとともに、外部電源装置５００から送信される電源情報を、ＰＬＣ通信部２３０を介して受信する。
【００７６】
図１および図２を参照して、ＣＣＩＤリレー４５０の接点が閉じられると、電力変換装置２００に外部電源装置５００からの交流電力が与えられ、外部電源装置５００から蓄電装置１１０への充電準備が完了する。ＣＰＵ３１０は、電力変換装置２００に対し制御信号ＰＷＤを出力することによって、外部電源装置５００からの交流電力を蓄電装置１１０が充電可能な直流電力に変換する。そして、ＣＰＵ３１０は、制御信号ＳＥ２を出力してＣＨＲ２１０の接点を閉じることにより、蓄電装置１１０への充電を実行する。
【００７７】
図３は、本実施の形態に従う車両１００を含む他の充電システム１０Ａの全体ブロック図である。充電システム１０Ａにおいては、電力ケーブル４００Ａには、図１の電力ケーブル４００のようなＣＣＩＤ４３０が含まれていない。その代わりに、外部電源装置５００Ａに、ＣＣＩＤ５４０が含まれる構成となっている。また、図４は、図３における充電動作を説明するためのブロック図である。
【００７８】
なお、図３および図４において、図１および図２と重複する要素の説明は繰り返さない。また、図４におけるＣＣＩＤ５４０の構成は、基本的には、図２におけるＣＣＩＤ４３０の構成と同じであるので、その詳細な説明は繰り返さない。
【００７９】
図３および図４を参照して、ＣＣＩＤ５４０は、外部電源装置５００Ａにおいて、交流電力源５１０とコンセント５２０Ａとを接続する電力線に介挿される。また、車両１００におけるコントロールパイロット線Ｌ１および接地線Ｌ２が、電力ケーブル４００Ａを介して、ＣＣＩＤ５４０へ接続される。
【００８０】
ＰＬＣ通信部５３０は、ＣＣＩＤ５４０とコンセント５２０Ａとを結ぶ電力線に接続される。なお、充電システム１０Ａにおいては、ＣＣＩＤ５４０が外部電源装置５００Ａに含まれるため、接続される電力ケーブル４００Ａの電流容量については、ユーザの入力により設定したり、電力ケーブル４００Ａが外部電源装置５００Ａに固定的に接続されている場合にはパイロット信号ＣＰＬＴのデューティを固定値に定めたりする。
【００８１】
［充電システムの問題点］
充電システム１０，１０Ａにおいては、パイロット信号ＣＰＬＴの電位やデューティによって、充電動作の開始／停止や電力ケーブルの定格電流に関する信号の授受が可能である。ところが、これらのスマートグリッドのようなシステムの場合には、車両の充電状態や次回走行予定時刻、あるいは外部電源装置に接続される他の機器の状態や車両への給電要求指令などの様々な情報がさらに必要となる。そのため、充電システム１０，１０Ａでは、パイロット信号ＣＰＬＴで伝達する情報を含めて、これらの情報を、ＰＬＣ通信部２３０，５３０を用いたＰＬＣ通信によって行なう。
【００８２】
このとき、図３および図４に示される充電システム１０Ａのような場合においては、ＣＣＩＤ５４０に含まれるＣＣＩＤリレー５５０が開放状態であったとしても、ＰＬＣ通信部２３０とＰＬＣ通信部５３０とが、電力ケーブル４００Ａを介して接続されているので通信が可能である。
【００８３】
しかしながら、図１および図２に示される充電システム１０においては、電力ケーブル４００のＣＣＩＤリレー４５０が開放されると、ＰＬＣ通信部２３０とＰＬＣ通信部５３０とが切り離されてしまうためにＰＬＣ通信をすることができなくなる。この場合には、ＰＬＣ通信の実行に先立って、ＣＣＩＤリレー４５０を閉成することが必要となる。
【００８４】
さらに、外部電源装置がＰＬＣ通信部を有さないシステムであった場合、あるいは外部電源装置のＰＬＣ通信部が故障等により通信不能となっている場合には、たとえ車両１００がＰＬＣ通信部２３０を有していてもＰＬＣ通信を行なうことができず、このような場合には、パイロット信号ＣＰＬＴの状態に基づいて、充電動作を実行することが必要となる。
【００８５】
このように、充電システムにおいては、車両に接続される電力ケーブルおよび外部電源装置の構成によって、電力ケーブルや外部電源装置との通信手法が異なるので、システム構成に応じた通信手法の選択を行なわなければ、適切な充電動作が実行できない可能性がある。
【００８６】
そのため、本実施の形態においては、ＰＬＣ通信機能を有する外部充電が可能な車両において、充電システムにおける電力ケーブルおよび外部電源装置の構成に応じて、適切な通信手法を用いて充電動作を実行する充電制御を行なう。
【００８７】
［本実施の形態における充電制御の説明］
図５から図７のタイムチャートを用いて、システム構成が異なる場合の、充電動作を説明する。図５は、図３および図４に示す充電システム１０Ａのような、ＣＣＩＤリレーの動作状態にかかわらずＰＬＣ通信が可能な場合のタイムチャートである。図６は、図１および図２に示す充電システム１０のように、ＣＣＩＤリレーが閉成されている状態においてＰＬＣ通信が可能な場合のタイムチャートである。また、図７は、外部電源装置にＰＬＣ通信部が備えられていない場合、あるいは、ＰＬＣ通信部に故障等が生じてＰＬＣ通信が不可能となった場合のタイムチャートである。
【００８８】
まず図４および図５を参照して、時刻ｔ１までは、コネクタ４１０がインレット２２０に接続されていない状態であり、この状態においては、パイロット信号ＣＰＬＴは電位Ｖ１（たとえば、１２Ｖ）の非発振状態であり、接続信号ＰＩＳＷの電位は、電源ノード３５０によって定められる電位Ｖ１１の状態である。
【００８９】
時刻ｔ１において、コネクタ４１０がインレット２２０に接続されると、コネクタ４１０に含まれるスイッチＳＷ２０が閉成されることによって、接続信号線Ｌ３が接地線Ｌ２と接続され、接続信号ＰＩＳＷの電位が接地電位となる。これによって、ＣＰＵ３１０は、コネクタ４１０がインレット２２０に接続されたことを認識し、これに応答して、制御信号Ｓ１を活性化してスイッチＳＷ１を導通状態とする（時刻ｔ２）。これによって、パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ２（たとえば、９Ｖ）に低下し、これに応答して、ＣＣＩＤ５４０の発振装置５７２によってパイロット信号ＣＰＬＴの発振が開始される（時刻ｔ４）。
【００９０】
また、ＣＰＵ３１０は、コネクタ４１０がインレット２２０に接続されると、ＰＬＣ通信部２３０から外部電源装置５００ＡのＰＬＣ通信部５３０へ信号の送信を開始する（時刻ｔ３）。充電システム１０Ａにおいては、ＣＣＩＤリレー５５０の動作状態にかかわらずＰＬＣ通信が可能であるので、外部電源装置５００ＡのＰＬＣ通信部５３０は、車両１００側のＰＬＣ通信部２３０からの信号に対する応答信号を送信する。ＣＰＵ３１０は、外部電源装置５００ＡのＰＬＣ通信部５３０からの応答信号を受信することによって、ＰＬＣ通信が確立したことを認識する（時刻ｔ５）。
【００９１】
車両１００と外部電源装置５００Ａとの間のＰＬＣ通信が確立すると、ＣＰＵ３１０は、外部電源装置５００Ａから充電のための電源情報（たとえば、供給電圧，供給電流，電力ケーブルの電流容量など）を取得し、その情報に基づいて充電の準備を実行する。なお、この場合には、ＣＰＵ３１０は、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティよりも、ＰＬＣ通信により取得した情報を優先する。
【００９２】
そして、ＣＰＵ３１０は、時刻ｔ６にて、制御信号Ｓ２を活性化することによって、スイッチＳＷ２を導通状態とし、パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ３（たとえば、６Ｖ）に低下する。これに応答して、ＣＣＩＤ５４０においてＣＣＩＤリレー５５０が閉成されて（時刻ｔ７）、外部電源装置５００Ａから車両１００へ電力が供給される。
【００９３】
ＣＰＵ３１０は、時刻ｔ８にて、ＣＨＲ２１０（図３）および電力変換装置２００（図３）を駆動することによって、充電処理を開始する。
【００９４】
その後、蓄電装置１１０（図３）の充電が進み、時刻ｔ９において充電処理が終了すると、それに応じて、ＰＬＣ通信が停止される（時刻ｔ１０）。さらに、制御信号Ｓ２が非活性化されて、スイッチＳＷ２が非導通状態となってパイロット信号ＣＰＬＴが電位Ｖ２に上昇する。これに応答して、時刻ｔ１１にてＣＣＩＤリレー５５０が開放され、外部電源装置５００Ａから車両１００への電力の供給が停止される。
【００９５】
そして、最終的にユーザによりコネクタ４１０がインレット２２０から引抜かれると（時刻ｔ１２）、接続信号ＰＩＳＷが電位Ｖ１１に復帰し、それに応答して、制御信号Ｓ１が非活性化されてスイッチＳＷ１が非導通状態となる。そして、パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ１に復帰する。
【００９６】
次に、図６を用いて、図１および図２に示される充電システム１０の場合について説明する。
【００９７】
図２および図６を参照して、時刻ｔ２４までは、図５における時刻ｔ４までの処理と同様であり、ＣＰＵ３１０は、コネクタ４１０がインレット２２０に接続されたことを認識すると、ＰＬＣ通信部２３０から外部電源装置５００のＰＬＣ通信部５３０へ信号の送信を開始する。
【００９８】
ところが、充電システム１０においては、電力ケーブル４００にＣＣＩＤ４３０が設けられているため、外部電源装置５００のＰＬＣ通信部５３０は、車両１００側のＰＬＣ通信部２３０からの信号を受信できず、その応答信号を出力しない。
【００９９】
ＣＰＵ３１０は、ＰＬＣ通信部２３０から信号の送信を開始してから所定期間の間に、外部電源装置５００のＰＬＣ通信部５３０からの応答信号が受信されないことを認識すると（時刻ｔ２５）、ＰＬＣ通信部２３０からの信号送信を中断し、制御信号Ｓ２を活性化してスイッチＳＷ２を導通状態とする（時刻ｔ２６）。
【０１００】
これによって、パイロット信号ＣＰＬＴの電位がＶ２に低下し、これに応答して、ＣＣＩＤリレー４５０が閉成される（時刻ｔ２７）。これによって、外部電源装置５００からの電力が車両１００に供給されるとともに、ＰＬＣ通信部２３０，５３０が接続される。
【０１０１】
そして、ＣＰＵ３１０は、この状態において、再度ＰＬＣ通信部２３０を介して、外部電源装置５００に信号を送信する（時刻ｔ２８）。この場合には、ＣＣＩＤリレー４５０が閉成されているため、外部電源装置５００のＰＬＣ通信部５３０はＰＬＣ通信部２３０からの信号を受信することができ、それに対する応答信号を出力する。
【０１０２】
ＣＰＵ３１０は、外部電源装置５００のＰＬＣ通信部５３０からの応答信号を受信すると（時刻ｔ２９）、外部電源装置５００とのＰＬＣ通信を開始し、外部電源装置５００からの電源情報に基づいて充電処理を実行する（時刻ｔ３０）。その後の充電終了処理については、図５における時刻ｔ９以降の説明と同様である。
【０１０３】
図７は、上述のように、外部電源装置がＰＬＣ通信部を有しない場合、あるいはＰＬＣ通信部が故障等によって通信不能となっている場合のタイムチャートである。この場合には、ＣＰＵ３１０において、車両１００のＰＬＣ通信部２３０からの送信信号に対する応答信号は受信されない。
【０１０４】
図７を参照して、時刻ｔ４８までは図６における時刻ｔ２８までと同様であり、ＣＰＵ３１０は、まずＣＣＩＤリレーが開放状態において車両１００のＰＬＣ通信部２３０から外部電源装置へ信号を送信し、応答信号が受信されないことに応答してＰＬＣ通信部２３０からの信号送信を中断する（時刻ｔ４５）。その後、ＣＰＵ３１０は、ＣＣＩＤリレーを閉成し（時刻ｔ４７）、再度ＰＬＣ通信部２３０から外部電源装置へ信号を再送信する（時刻ｔ４８）。
【０１０５】
図７の場合には、再度の信号送信においても、外部電源装置側のＰＬＣ通信部からの応答信号が受信されないため、時刻ｔ４９においてＰＬＣ通信部２３０から外部電源装置への信号送信を停止するとともに、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティを読み取って電力ケーブルの定格電流を認識する。
【０１０６】
その後、ＣＰＵ３１０は、電力ケーブルの定格電流に基づいて充電電流を設定して、時刻ｔ５０において充電動作を開始する。その後の充電終了処理については、図５時刻ｔ９以降の説明と同様である。
【０１０７】
このように、本実施の形態においては、車両は、外部充電時に車両に接続される電力ケーブルおよび外部電源装置の構成に応じて、ＰＬＣ通信またはパイロット信号を用いて適切に充電動作に必要となる情報を取得することができる。
【０１０８】
図８は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００で実行される充電処理を説明するためのフローチャートである。図８に示すフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
【０１０９】
図８を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、接続信号ＰＩＳＷの電位に基づいて、電力ケーブルのコネクタ４１０が接続されたか否かを判定する。
【０１１０】
コネクタ４１０が接続されていない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、外部充電が実行されないので、ＥＣＵ３００は処理を終了する。
【０１１１】
コネクタ４１０が接続されている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１１０に進められ、ＥＣＵ３００は、制御信号Ｓ１を活性化してスイッチＳＷ１を導通状態とすることによって、パイロット信号ＣＰＬＴの電位ＶｃｐｌｔをＶ１からＶ２へ変更する。
【０１１２】
ＣＣＩＤは、パイロット信号ＣＰＬＴの電位ＶｃｐｌｔがＶ２に低下したこと、より詳細には、パイロット信号ＣＰＬＴの電位Ｖｃｐｌｔが第１の範囲（Ｖ３＜Ｖｃｐｌｔ≦Ｖ２）になったことに応答してパイロット信号ＣＰＬＴを発振状態とする。
【０１１３】
そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２０にて、ＰＬＣ通信部２３０を介して、外部電源装置のＰＬＣ通信部５３０への信号送信を開始するとともに、送信信号に対するＰＬＣ通信部５３０からの応答信号の有無を判定する（Ｓ１３０）。
【０１１４】
ＰＬＣ通信部５３０からの応答信号がある場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１４５に進められ、ＥＣＵ３００は、外部電源装置のＰＬＣ通信部５３０とのＰＬＣ通信を継続して、外部電源装置からの電源情報を取得する。
【０１１５】
その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５５にて、制御信号Ｓ２を活性化してスイッチＳＷ２を導通状態とすることによって、パイロット信号ＣＰＬＴの電位ＶｃｐｌｔをＶ２からＶ３へ変更する。そして、ＣＣＩＤは、パイロット信号ＣＰＬＴの電位ＶｃｐｌｔがＶ３に低下したこと、より詳細には、パイロット信号ＣＰＬＴの電位Ｖｃｐｌｔが第２の範囲（Ｖｃｐｌｔ≦Ｖ３）になったことに応答してＣＣＩＤリレーを閉成する。これにより、外部電源装置から車両１００へ電力が供給される。
【０１１６】
そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ２００にて、Ｓ１４５で取得した電源情報に基づいて、充電処理を実行する。
【０１１７】
一方、Ｓ１３０にて、ＰＬＣ通信部５３０からの応答信号がない場合（Ｓ１３０にてＮＯ）は、処理がＳ１４０に進められ、ＥＣＵ３００は、外部電源装置のＰＬＣ通信部５３０への信号送信を中断する。
【０１１８】
そして、ＥＣＵ３００は、制御信号Ｓ２を活性化してスイッチＳＷ２を導通状態とすることによって、パイロット信号ＣＰＬＴの電位ＶｃｐｌｔをＶ２からＶ３へ変更し、上述のように、ＣＣＩＤリレーを閉成させる（Ｓ１５０）。これによって、外部電源装置から車両１００へ電力が供給される。
【０１１９】
その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１６０にて、外部電源装置のＰＬＣ通信部５３０への信号送信を再開し、送信信号に対するＰＬＣ通信部５３０からの応答信号の有無を再度判定する（Ｓ１６０）。
【０１２０】
ＰＬＣ通信部５３０からの応答信号がある場合（Ｓ１６０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１８５に進められ、ＥＣＵ３００は、外部電源装置のＰＬＣ通信部５３０とのＰＬＣ通信を継続して、外部電源装置からの電源情報を取得する。その後、Ｓ２００に処理が進められて、取得した電源情報に基づいて充電処理が実行される。
【０１２１】
ＰＬＣ通信部５３０からの応答信号がない場合（Ｓ１６０にてＮＯ）は、処理がＳ１８０に進められ、ＥＣＵ３００は、外部電源装置にＰＬＣ通信部がない、あるいは故障等によりＰＬＣ通信部が通信不可能となっていると判断し、ＰＬＣ通信部５３０への信号送信を停止する。また、このとき、ＥＣＵ３００は、警報出力部１７０にアラームを出力し、車両１００と外部電源装置との間でＰＬＣ通信ができない状態であることをユーザに通知する。
【０１２２】
ＥＣＵ３００は、Ｓ１９０にて、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティＤｕｔｙを読み取り、それによって、電力ケーブルの定格電流を判定する。そして、Ｓ２００にて、その定格電流に基づいて充電処理を実行する。
【０１２３】
このような処理に従って制御を行なうことによって、ＰＬＣ通信機能を有する車両を含む充電システムにおいて、電力ケーブルおよび外部電源装置の構成に応じた通信手法を選択して、外部充電のための電源情報を適切に取得することが可能となる。これによって、ＣＣＩＤリレーを閉成させなくてもＰＬＣ通信が可能な場合およびＣＣＩＤリレーを閉成させることによってＰＬＣ通信が可能な場合のいずれの場合においてもＰＬＣ通信によって適切に電源情報を取得することができる。また、ＰＬＣ通信が不可能な場合には、パイロット信号ＣＰＬＴに基づいて充電処理を実行することがでるので、電力ケーブルおよび外部電源装置の構成が異なる場合でも適切に充電処理を実行することができる。
【０１２４】
なお、上述の説明は、外部電源装置から車両への外部充電の場合について説明したが、反対に、車両に蓄えられた電力または車両で生成された電力を、車両外部の機器あるいは電力網に供給する場合においても適用可能である。この場合には、図８に示したフローチャートのＳ２００のステップを放電処理とすることによって、ＥＣＵは、車両の充電状態や電力変換装置の仕様などの車両情報を車両外部の機器あるいは電力網の制御装置にＰＬＣ通信により送信するとともに、車両外部の機器あるいは電力網からの電力供給指令を受信し、その受信した指令に基づいて車両から電力を供給するようにしてもよい。また、ＰＬＣ通信が不可能な場合には、パイロット信号のデューティ（あるいは、電位、周波数など）から、電力供給を行なうモードであること、および供給すべき出力電流を認識し、それに基づいて車両から電力を供給するようにしてもよい。
【０１２５】
なお、本実施の形態の「ＣＣＩＤ４３０，５４０」は、本発明における「切換装置」の一例である。また、本実施の形態の「コントロールパイロット回路４７０，５７０」は、本発明における「信号生成部」の一例である。
【０１２６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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】
【０１２７】
１０，１０Ａ  充電システム、１００  車両、１１０  蓄電装置、１１５  ＳＭＲ、１２０  ＰＣＵ、１２１  コンバータ、１２２，１２３  インバータ、１３０，１３５  モータジェネレータ、１４０  動力伝達ギヤ、１５０  駆動輪、１６０  エンジン、１７０  警報出力部、２００  電力変換装置、２１０  ＣＨＲ、２２０  インレット、２３０，５３０  ＰＬＣ通信部、３００  ＥＣＵ、３１０  ＣＰＵ、３２０  抵抗回路、３３０，３４０  入力バッファ、３５０  電源ノード、３６０  車両アース、４００，４００Ａ  電力ケーブル、４１０  コネクタ、４２０  プラグ、４３０，５４０  ＣＣＩＤ、４４０  電力線、４５０，５５０  ＣＣＩＤリレー、４６０，５６０  ＣＣＩＤ制御部、４７０，５７０  コントロールパイロット回路、４７１，５７１  電磁コイル、４７２，５７２  発振装置、４７３，５７３  電圧センサ、４８０，５８０  漏電検出器、４８１，５８１  電圧センサ、４８２，５８２  電流センサ、５００，５００Ａ  外部電源装置、５１０  交流電力源、５２０，５２０Ａ  コンセント、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＰＬ１，ＰＬ２，ＮＬ１，ＮＬ２  電力線、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、Ｌ１  コントロールパイロット線、Ｌ２  接地線、Ｌ３  接続信号線、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１０，Ｒ２０，Ｒ５０  抵抗、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ２０  スイッチ。
【図１】
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【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年7月31日(2013.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源装置から電力ケーブルにより伝達される電力を用いて、搭載された蓄電装置の充電が可能な車両であって、
前記電力ケーブルを接続するためのインレットと、
前記電力ケーブルの電力線を介して、前記外部電源装置との間で電力線通信が可能に構成されたＰＬＣ通信部と、
前記蓄電装置の充電動作を制御するための制御装置とを備え、
前記電力ケーブルまたは前記外部電源装置は、前記外部電源装置から前記車両への電力の供給と遮断とを切換えるための切換装置を含み、
前記切換装置は、前記外部電源装置の電力源と前記車両との電気的な接続および非接続を切換えるためのリレーを含み、
前記制御装置は、前記電力ケーブルが前記インレットに接続されたことに応じて前記ＰＬＣ通信部から前記外部電源装置への信号の送信を開始し、前記外部電源装置から前記ＰＬＣ通信部への送信信号が受信されない場合は、前記リレーを閉成した後に、前記ＰＬＣ通信部から前記外部電源装置へ前記信号を再送信する、車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記電力ケーブルが前記インレットに接続された場合に、前記切換装置からのパイロット信号の電位を第１の電位に変化させた後に、前記ＰＬＣ通信部による送信を開始する、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記送信信号は、前記ＰＬＣ通信部から前記外部電源装置への前記信号の送信に対する前記外部電源装置からの応答であり、
前記制御装置は、前記送信信号が受信された場合は、前記パイロット信号の電位を前記第１の電位よりも低い第２の電位に変化させて前記リレーを閉成するとともに、前記外部電源装置からの通信情報に基づいて充電動作を実行する、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記送信信号は、前記ＰＬＣ通信部から前記外部電源装置への前記信号の送信に対する前記外部電源装置からの応答であり、
前記制御装置は、前記送信信号が受信されない場合は、前記ＰＬＣ通信部による送信を中断し、前記パイロット信号の電位を前記第１の電位よりも低い第２の電位に変化させて前記リレーを閉成した後に前記ＰＬＣ通信部による再送信を実行する、請求項２に記載の車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記ＰＬＣ通信部から再送信された前記信号に対する前記外部電源装置からの応答が受信された場合は、前記外部電源装置からの通信情報に基づいて充電動作を実行する、請求項４に記載の車両。
【請求項６】
前記制御装置は、前記ＰＬＣ通信部から再送信された前記信号に対する前記外部電源装置からの応答が受信されない場合は、前記ＰＬＣ通信部による送信を停止する、請求項４に記載の車両。
【請求項７】
前記制御装置は、前記ＰＬＣ通信部から再送信された前記信号に対する前記外部電源装置からの応答が受信されない場合は、前記パイロット信号の発振状態に基づいて充電動作を実行する、請求項６に記載の車両。
【請求項８】
前記制御装置は、前記ＰＬＣ通信部から再送信された前記信号に対する前記外部電源装置からの応答が受信されない場合は、前記車両と前記外部電源装置との間でＰＬＣ通信が実行できない状態であることをユーザに通知する、請求項６に記載の車両。
【請求項９】
前記車両は、前記蓄電装置からの電力を、前記インレットから前記電力ケーブルを介して、前記外部電源装置に接続される外部装置へ供給可能に構成される、請求項１に記載の車両。
【請求項１０】
前記ＰＬＣ通信部は、前記電力ケーブルの前記電力線を介して、前記外部電源装置との間で電力線通信が可能に構成され、
前記制御装置は、前記外部電源装置からの通信情報に基づいて給電動作を実行する、請求項９に記載の車両。
【請求項１１】
前記切換装置は、前記電力ケーブルに含まれる、前記電力線とは異なる通信線を介して、前記制御装置へ送信するためのパイロット信号を生成するための信号生成部をさらに含み、
前記信号生成部は、前記パイロット信号の電位が第１の電位になったことに応答して前記パイロット信号を発振させ、
前記リレーは、前記パイロット信号の電位が、前記第１の電位よりも低い第２の電位になったことに応答して閉成される、請求項１に記載の車両。
【請求項１２】
充電システムであって、
電力ケーブルと、
外部電源装置と、
前記外部電源装置から前記電力ケーブルにより伝達される電力を用いて、搭載された蓄電装置の充電が可能な車両とを備え、
前記車両は、
前記電力ケーブルを接続するためのインレットと、
前記電力ケーブルの電力線を介して、前記外部電源装置との間で電力線通信が可能に構成されたＰＬＣ通信部と、
前記蓄電装置の充電動作を制御するための制御装置とを含み、
前記電力ケーブルまたは前記外部電源装置は、前記外部電源装置から前記車両への電力の供給と遮断とを切換えるための切換装置を含み、
前記切換装置は、前記外部電源装置の電力源と前記車両との電気的な接続および非接続を切換えるためのリレーを含み、
前記制御装置は、前記電力ケーブルが前記インレットに接続されたことに応じて前記ＰＬＣ通信部から前記外部電源装置への信号の送信を開始し、前記外部電源装置から前記ＰＬＣ通信部への送信信号が受信されない場合は、前記リレーを閉成した後に、前記ＰＬＣ通信部から前記外部電源装置へ前記信号を再送信する、充電システム。
【請求項１３】
外部電源装置から電力ケーブルにより伝達される電力を用いて、搭載された蓄電装置の充電が可能な車両の制御方法であって、
前記車両は、
前記電力ケーブルを接続するためのインレットと、
前記電力ケーブルの電力線を介して、前記外部電源装置との間で電力線通信が可能に構成されたＰＬＣ通信部とを含み、
前記電力ケーブルまたは前記外部電源装置は、前記外部電源装置から前記車両への電力の供給と遮断とを切換えるための切換装置を含み、
前記切換装置は、前記外部電源装置の電力源と前記車両との電気的な接続および非接続を切換えるためのリレーを含み、
前記制御方法は、
前記電力ケーブルが前記インレットに接続されたか否かを判定するステップと、
前記電力ケーブルが前記インレットに接続されたことに応じて前記ＰＬＣ通信部から前記外部電源装置への信号の送信を開始するステップと、
前記外部電源装置から前記ＰＬＣ通信部への送信信号が受信されない場合は、前記リレーを閉成し、その後、前記ＰＬＣ通信部から前記外部電源装置へ前記信号を再送信するステップとを備える、車両の制御方法。
【国際調査報告】
2013027291.tif 000011
2013027291.tif 000012
2013027291.tif 000013