(57)【要約】      （修正有）【課題】延長ハーネス使用時などの電源環境悪化時や家電使用時などでも充電を停止させず動作を継続できる車両用充電器を提供する。【解決手段】電圧しきい値と第１の電流しきい値、第２の電流しきい値から算出した充電の基本充電条件によって以降の商用電源の電源値変動に対して電流値を算出し、前記第２の電流しきい値を越える電流値に達したときには所定の出力電力値から充電を再開する。また電流値検出部が検出する電流値が所定時間内に所定回数前記第２のしきい値を越える場合に充電を停止する。さらに電圧値検出部が検出する電圧値が所定時間内に所定回数下限値を下回る場合に充電を停止。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源から電源を供給し車輌に備えられたバッテリに充電を行う車両用充電器において、
前記充電器には、バッテリへの充電条件を記憶する充電条件記憶部と、商用電源の電圧値を検出する充電電圧値検出部と、前記充電器によってバッテリに充電している充電電流値を検出する充電電流値検出部と、前記各種検出結果をもとに所望の充電条件を決定する充電条件演算部と、充電電力を一定に保つ定電力作成部とを備え、
前記充電条件記憶には、所望の充電電力値と、第１の電流しきい値と、第２の電流しきい値とを記憶し、
前記充電条件演算部は前記所望の充電電力値になるように電圧値検出部から得られる電圧値に対して電流値を決定し、
前記定電力作成部は当該電流値が前記第１の電流しきい値に設定した電流値に到達した時に前記電圧検出部から得られる電圧値で充電電力を算出し、
前記充電条件記憶部には当該算出された充電電力を記憶し、
当該記憶された充電電力値を充電の基本充電条件として以降の電圧値検出部から得られる商用電源の電圧値の変動に対して電流値を算出する充電電流値演算部を備え、
前記第２のしきい値は前記商用電源の電圧値の変動に対して算出される電流の上限値を所定の値として記憶し、
前記第２のしきい値を越える電流値に達したときには所定の出力電力値から充電を再開することを特徴とした車両用充電器。
【請求項２】
バッテリへの充電条件を記憶する充電条件記憶部と、商用電源の電圧値を検出する充電電圧値検出部と、前記充電器によってバッテリに充電している充電電流値を検出する充電電流値検出部と、前記各種検出結果をもとに所望の充電条件を決定する充電条件演算部と、充電電力を一定に保つ定電力作成部とを備え、
前記充電条件記憶には、所望の充電電力値と、電圧しきい値と、第１の電流しきい値と、第２の電流しきい値とを記憶し、
前記所望の充電電力値はバッテリへの充電を最適に行える目標電力値とし、
前記電圧しきい値はバッテリ充電中に変動する商用電源の電圧の下限値を設定した値とし、
前記定電力作成部は前記充電電圧値検出部から得られる電圧値が前記下限値に到達した時点での電流値によって充電電力を決定すると共に、
充電電圧が電圧しきい値を越える場合には前記充電条件演算部が前記所望の充電電力値になるように電圧値検出部から得られる電圧値に対して電流値を決定し、
前記定電力作成部は当該電流値が前記第１の電流しきい値に設定した電流値に到達した時に前記電圧検出部から得られる電圧値で充電電力を算出し、
前記充電条件記憶部には当該算出された充電電力を記憶し、
当該記憶された充電電力値を充電の基本充電条件として以降の電圧値検出部から得られる商用電源の電圧値の変動に対して電流値を算出する充電電流値演算部を備え、
前記第２のしきい値は前記商用電源の電圧値の変動に対して算出される電流の上限値を所定の値として記憶し、
前記第２のしきい値を越える電流値に達したときには所定の出力電力値から充電を再開することを特徴とした車両用充電器。
【請求項３】
前記電流値検出部が検出する電流値が所定時間内に所定回数前記第２のしきい値を越える場合に充電を停止することを特徴とした請求項１又は２に記載の車両用充電器。
【請求項４】
前記電圧値検出部が検出する電圧値が所定時間内に所定回数電圧下限値を下回る場合に充電を停止することを特徴とした請求項１又は２に記載の車両用充電器。
【請求項５】
前記目標電力値は前記充電器内で設定される電力値の変化に応じて前記充電条件演算部で演算させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用充電器。
【請求項６】
前記目標電力値は外部のＥＣＵによって演算されることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源から電源を供給し車輌に備えられたバッテリに充電を行う車両用充電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハイブリッド車や電気自動車のようなバッテリからの電源供給によって動作する車両には、当該バッテリを充電するための充電器が搭載されている。当該充電器には、外部の電源を取り込むための電源コードが備えられており、当該電源コードを商用電源に供給された電源コンセントに接続され前記バッテリへの充電を行っている前記充電器において、短時間で充電し、且つ消費電力が大きい充電時にもブレーカを飛ばすことのない許容範囲内で充電をする方法はいくつか提案されている。代表的な例として、特開２００３−３３３７０６号公報（以下「特許文献１」）では、車両の動力源となるバッテリを充電するのに使用される車両用バッテリ充電装置であって、外部電源から電源供給を受けて前記バッテリに充電電流を供給する充電手段と、前記外部電源に接続される他の充電装置、若しくは他の装置との間で情報を送受信する通信手段と、前記外部電源から供給を受けている電流を検出する検出手段と、前記通信手段を利用し、前記他の充電装置へ充電状態の情報を問い合わせ、該充電状態の情報を得る情報入手手段と、前記外部電源から当該充電装置および前記他の充電装置が供給を受ける電流の合計であるトータル電流の上限を表す、あらかじめ設定されたトータル電流制限値と、前記情報入手手段で得た前記他の充電装置の充電状態の情報とに基づき、当該充電装置が前記外部電源から供給を受け得る電流である使用電流値を、前記トータル電流が前記トータル電流制限値を越えることの無いように設定する使用電流設定手段と、前記検出手段にて検出された電流が、該使用電流設定手段にて設定された使用電流値を越えることの無いように前記充電手段を制御する充電制御手段とを備え、前記使用電流設定手段は、前記トータル電流制限値から、前記他の充電装置が使用する電流の合計を差し引いた電流値が、当該充電装置の前記バッテリから決まる前記使用電流の最大値より大きいときは、前記使用電流の最大値を前記使用電流値として設定し、これ以外のときは、前記トータル電流が前記トータル電流制限値を越えることの無い範囲でできるだけ大きく当該充電装置の使用電流値を設定している。また前記使用電流設定手段は、前記トータル電流制限値から、前記他の充電装置が使用する電流の合計を差し引いた電流値が、当該充電装置の前記バッテリから決まる前記使用電流の最大値よりも小さいとき、前記情報入手手段によって得た情報から、充電状態を変更可能な状態の他の充電装置があるかを否かを判断して、充電状態を変更可能な他の充電装置があれば、該他の充電装置の使用電流を所定量減らすように前記通信手段を介して他の充電装置へ連絡する使用電流連絡手段を備え、前記使用電流連絡手段による連絡により連絡相手の充電装置の使用電流が低減することによる前記トータル電流の変化をふまえて、前記トータル電流が前記トータル電流制限値を越えることの無い範囲でできるだけ大きく当該充電装置の前記使用電流値を設定し、前記使用電流設定手段は、前記使用電流値として充電のために有効な値以上の前記使用電流値を設定できないとき、前記充電を行わないように前記充電制御手段を設定し、前記情報入手手段により、定期的に前記他の充電装置の充電状態の情報を入手し、前記トータル電流の状態を監視する監視手段を備え、前記使用電流設定手段は、該監視手段によって、前記トータル電流の低減が確認されたとき、前記トータル電流が前記トータル電流制限値を越えることの無い範囲でできるだけ大きく当該充電装置の使用電流値を再設定している。さらに前記通信手段を利用し、前記他の充電装置が当該充電装置の充電状態について問い合わせてきたとき、該充電状態の情報を該他の充電装置に送る情報連絡手段を備え、前記使用電流設定手段は、前記他の充電装置から当該充電装置の前記使用電流を所定量減らすよう連絡を受けたとき、該使用電流値を該連絡の内容に応じて変更する変更手段を備えている車両用バッテリ充電装置が提案されている。
【０００３】
また別の例として特開２００８−１４１９２４号公報（以下「特許文献２」では、商用電力を車載電池へ供給するための第１の電力変換部と、家屋に配される商用電力の消費電流を検出する電流検出器が前記家屋の所定の電流を越えたことを検出して、前記第１の電力変換部に電力を減少させる特性を与える制御部とを備え、前記所定の電流は契約電流であり、前記第１の電力変換部に与える前記電力を減少させる特性は垂下特性である。また前記制御部は、前記車載電池を充放電する車載電池制御部が正常動作する下限の電圧を下回らない電圧まで電圧降下させ、前記制御部は前記車載電池制御部に対し、充電電流を減少させる命令を発している。さらに前記商用電力を蓄電する家庭電池と、前記商用電力を前記家庭電池へ供給するための第２の電力変換部とを備え、前記制御部は前記電流検出器が前記家屋の契約電流を越えたことを検出して、前記第２の電力変換部に電流を減少させる垂下特性を与えている車載電池充電装置も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３３７０６号公報
【特許文献２】特開２００８−１４１９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記の特許文献１及び特許文献２の車両用充電器では、短時間で充電し、且つ消費電力が大きい充電時にもブレーカを飛ばすことのない許容範囲内で充電をすることができるが、延長ハーネス使用時などの電源環境悪化時や家電使用時などにコンセント側の電圧の負荷変動によって、充電器側の電圧降下により出力電力を保とうとする電流の上昇によってブレーカが飛んでしまい、充電が停止するという問題が生じていた。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、延長ハーネス使用時などの電源環境悪化時や家電使用時などでも充電を停止させず動作を継続できる車両用充電器を提供することを目標とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は次のような構成とする。すなわち、請求項１の発明においては、商用電源から電源を供給し車輌に備えられたバッテリに充電を行う車両用充電器において、前記充電器には、バッテリへの充電条件を記憶する充電条件記憶部と、商用電源の電圧値を検出する充電電圧値検出部と、前記充電器によってバッテリに充電している充電電流値を検出する充電電流値検出部と、前記各種検出結果をもとに所望の充電条件を決定する充電条件演算部と、充電電力を一定に保つ定電力作成部とを備え、前記充電条件記憶には、所望の充電電力値と、第１の電流しきい値と、第２の電流しきい値とを記憶し、前記充電条件演算部は前記所望の充電電力値になるように電圧値検出部から得られる電圧値に対して電流値を決定し、前記定電力作成部は当該電流値が前記第１の電流しきい値に設定した電流値に到達した時に前記電圧検出部から得られる電圧値で充電電力を算出し、前記充電条件記憶部には当該算出された充電電力を記憶し、当該記憶された充電電力値を充電の基本充電条件として以降の電圧値検出部から得られる商用電源の電圧値の変動に対して電流値を算出する充電電流値演算部を備え、前記第２のしきい値は前記商用電源の電圧値の変動に対して算出される電流の上限値を所定の値として記憶し、前記第２のしきい値を越える電流値に達したときには所定の出力電力値から充電を再開することを特徴とした車両用充電器。
【０００８】
また、請求項２の発明においては、バッテリへの充電条件を記憶する充電条件記憶部と、商用電源の電圧値を検出する充電電圧値検出部と、前記充電器によってバッテリに充電している充電電流値を検出する充電電流値検出部と、前記各種検出結果をもとに所望の充電条件を決定する充電条件演算部と、充電電力を一定に保つ定電力作成部とを備え、前記充電条件記憶には、所望の充電電力値と、電圧しきい値と、第１の電流しきい値と、第２の電流しきい値とを記憶し、前記所望の充電電力値はバッテリへの充電を最適に行える目標電力値とし、前記電圧しきい値はバッテリ充電中に変動する商用電源の電圧の下限値を設定した値とし、前記定電力作成部は前記充電電圧値検出部から得られる電圧値が前記下限値に到達した時点での電流値によって充電電力を決定すると共に、充電電圧が電圧しきい値を越える場合には前記充電条件演算部が前記所望の充電電力値になるように電圧値検出部から得られる電圧値に対して電流値を決定し、前記定電力作成部は当該電流値が前記第１の電流しきい値に設定した電流値に到達した時に前記電圧検出部から得られる電圧値で充電電力を算出し、前記充電条件記憶部には当該算出された充電電力を記憶し、当該記憶された充電電力値を充電の基本充電条件として以降の電圧値検出部から得られる商用電源の電圧値の変動に対して電流値を算出する充電電流値演算部を備え、前記第２のしきい値は前記商用電源の電圧値の変動に対して算出される電流の上限値を所定の値として記憶し、前記第２のしきい値を越える電流値に達したときには所定の出力電力値から充電を再開することを特徴とした車両用充電器。
【０００９】
上記構成においては、前記電流値検出部が検出する電流値が所定時間内に所定回数前記第２のしきい値を越える場合に充電を停止してもよい。また、前記電圧値検出部が検出する電圧値が所定時間内に所定回数下限値を下回る場合に充電を停止してもよい。さらに前記目標電力値は前記充電器内で設定される電力値の変化に応じて前記演算部で演算させてもよいし、前記目標電力値は外部のＥＣＵによって演算させてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成の通り、電圧しきい値と第１の電流しきい値、第２の電流しきい値から算出した充電の基本充電条件によって以降の商用電源の電源値変動に対して電流値を算出し、前記第２の電流しきい値を越える電流値に達したときには所定の出力電力値から充電を再開することによって、延長ハーネス使用時などの電源環境悪化時や家電使用時などでも充電を停止させず動作を継続する車両用充電器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例とする車両用充電器のブロック図である。
【図２】本発明の実施例とする車両用充電器にて実行される充電管理を表すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例とする車両用充電器におけるＡＣ電圧（コンセント）とＡＣ電圧（充電器検出値）、ＡＣ電流、出力電力を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の実施例とする車両用充電器の使用状態を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を示す実施例を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例とする車両用充電器のブロック図を図１に、本発明の実施例とする車両用充電器におけるＡＣ電圧（コンセント）とＡＣ電圧（充電器検出値）、ＡＣ電流、出力電力を示すタイムチャートを図３に、本発明の実施例とする車両用充電器の使用状態を説明する概略図を図４に示す。図１と図３と図４において、本実施例では、ハイブリッド車や電気自動車のようなバッテリ40からの電源供給によって動作する車両には商用電源10から１００Ｖの電源を供給し車輌20に備えられた当該バッテリ40に充電を行う車両用充電器30を備えており、当該車両用充電器30には、当該バッテリ40への充電条件を記憶する充電条件記憶部31と、前記商用電源10の電圧値を検出する充電電圧値検出部33と、前記車両用充電器30によって前記バッテリ40に充電している充電電流値を検出する充電電流値検出部32と、前記各種検出結果をもとに所望の充電条件を決定する充電条件演算部35と、充電電力を一定に保つ定電力作成部36とを備えている。
【００１４】
次に本発明の実施例とする車両用充電器にて実行される充電管理を表すフローチャートを示す図２に基づいて説明する。充電開始若しくは前回の充電管理から10msを経過しているかの判定を行い(S1)、前記充電条件記憶部31には、所望の充電電力値を1.2KWと、電圧しきい値を80Vと、第１の電流しきい値を14Aと、第２の電流しきい値を15Aと、電圧下限値75Vとしたものを記憶し、当該所望の充電電力値は前記バッテリ40への充電を最適に行える目標電力値を1.2KWとし、前記バッテリ40充電中に変動する前記商用電源10の電圧の下限値を前記電圧下限値75Vと設定し、前記定電力作成部36は前記充電電圧値検出部33から得られる電圧値が前記電圧下限値の75Vを下回るかを判断し(S2)、前記電圧値が前記電圧下限値の75Vを下回る回数が5分以内に4回発生するかを判定し(S3)、前記電圧値が前記電圧下限値の75Vを下回る回数が5分以内に4回発生すると充電を停止させる(S4)。また電圧値が前記電圧下限値の75Vを越える場合には前記定電力作成部36は電流値が前記第１の電流しきい値の14Aを下回る且つ当該充電電圧が前記電圧しきい値の80Vを越えるかの判定を行ない(S11)、前記定電力作成部36は前記電流値が前記第１の電流しきい値の14Aを下回る且つ当該充電電圧が前記電圧しきい値の80Vを越える場合には充電の開始若しくは前回の電力値の上昇から0.5s経過しているかの判定を行い(S12)、充電の開始若しくは前回の電力値の上昇から0.5s経過している場合には現在の電力値が前記目標電力値の1.2KWを下回るかの判定を行い(S13)、現在の電力値が前記目標電力値の1.2KWを下回る場合には現在の電力値を10W増加させ(S14)、現在の電力値が前記目標電力値の1.2KWを越える場合には前記充電条件演算部35が現在の電力値を目標電力値をする(S31)。また充電の開始若しくは前回の電力値の上昇から0.5s経過していない場合は現在の電力値が前記目標電力値の1.2KWを越えているのか判定を行い(S21)、現在の電力値が前記目標電力値の1.2KWを越えている場合には前記充電条件演算部35が現在の電力値を目標電力値をする(S22)。さらに前記電流値が前記第１の電流しきい値の14Aを越える且つ当該充電電圧が前記電圧しきい値の80Vを下回る場合には、前記電流値が前記第２電流のしきい値の15Aを越えているかの判定を行い(S41)、前記電流値が前記第２のしきい値電流である15Aを越えている場合には現在の電力値を10Wとし(S42)、前記電流値が前記第２の電流しきい値の15Aを越える回数が5分以内に4回発生するかを判定し(S43)、前記電流値が前記第２の電流しきい値の15Aを越える回数が5分以内に4回発生すると充電を停止させる(S44)。
【００１５】
なお上記実施例の変形例として、前記充電用の商用電源は１００Ｖ以外にも２００Ｖあるいはそれ以上の電圧をもつ電源を使用することで、より高速な充電器として機能する。このとき、前記充電条件記憶部31には、前記所望の充電電力値（1.2KW）と、前記第１の電流しきい値（14A）と、前記第２の電流しきい値（15A）は上記商用電源の充電電圧により適宜設定を変更可能なものである。また前記バッテリ40への出力開始から前記充電器30の電力値の上昇量及び上昇速度は設計事情により任意な値に変更してもよいし、前記電圧値検出部33が検出する電圧値が前記電圧下限値の75Vを下回る場合に充電を停止する条件である時間及び回数の設定は設計事情により任意な値に変更してもよいし、前記電流値検出部32が検出する電流値が前記第２の電流しきい値の15Aを越える場合に充電を停止する条件である時間及び回数の設定は設計事情により任意な値に変更してもよい。さらに前記目標電力値は前記充電器30内で設定される電力値の変化に応じて前記充電条件演算部35で演算させてもよい。
【００１６】
また、充電器３０を構成する各要件はひとつのマイコンによって構成してもよいし、機能別に複数個の制御部をひとつのマイコンで構成することで実現してもよい。特に、演算機能を有する充電条件演算部３５と充電電流値演算部３７を統合してもよいし、当該演算部は充電器３０以外の車両用ＥＣＵに統合するか、当該ＥＣＵの指令、演算によって駆動するものとしてもよい。さらに、上記各検出部、記憶部、演算部は充電器３０の外に備えて、個別の部品として構成してもよい。
【符号の説明】
【００１７】
10：商用電源
20：車輌
30：充電器
31：充電条件記憶部
32：電流値検出部
33：電圧値検出部
34：電流値比較部
35：充電条件演算部
36：定電力作成部
37：充電電流値演算部
40：バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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