(57)【要約】【課題】外部電源の電力を用いて車載された蓄電装置を充電する際にアース線の断線を車載された管理装置により検出する。【解決手段】車載された充電管理装置は、外部電源装置の外部側アース線と接続する車両側アース線と、外部電源装置の外部側信号線と接続する車両側信号線と、車両側信号線と前記車両側アース線とを接続する検出用信号線と、を備える。そして、外部電源装置が接続されている状態のときに検出用信号線の電流値や電圧値に基づいて外部側アース線や車両側アース線の断線の有無を判定する。これにより、車載された蓄電装置を充電する際にアース線の断線を車載された管理装置により検出することができる。【選択図】図１
2019092331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源装置からの電力を用いて車載された蓄電装置を充電する車載された充電管理装置であって、
前記外部電源装置の外部側アース線と接続する車両側アース線と、
前記外部電源装置の外部側信号線と接続する車両側信号線と、
前記車両側信号線と前記車両側アース線とを接続する検出用信号線と、
前記外部電源装置が接続されている状態のときに前記検出用信号線の電流値および／または電圧値に基づいて前記外部側アース線および／または前記車両側アース線の断線の有無を判定する断線判定装置と、
を備える充電管理装置。
【請求項２】
請求項１記載の充電管理装置であって、
前記断線判定装置は、前記検出用信号線に流れる電流を検出する電流検出器を有し、前記電流検出器により電流が検出されないときに前記外部側アース線および／または前記車両側アース線の断線を判断する、
充電管理装置。
【請求項３】
請求項２記載の充電管理装置であって、
前記電流検出器は、フォトカプラである、
充電管理装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の充電管理装置であって、
前記外部側信号線は、基準電位に外部側抵抗を介して接続されており、
前記断線判定装置は、前記検出用信号線に前記電流センサと直列に接続された車両側抵抗を有する、
充電管理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれか１つの請求項に記載の充電管理装置であって、
前記断線判定装置は、前記外部側アース線および／または前記車両側アース線の断線が判定されたときには充電を禁止する、
充電管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電管理装置に関し、詳しくは、外部電源装置からの電力を用いて車載された蓄電装置を充電する車載された充電管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の充電管理装置としては、電動車両に搭載されたバッテリに接続されたコネクタに接続して外部電源の電力を用いて充電する外部充電装置において、アース線の断線を検知する断線検知回路を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、バッテリの充電を制御するパイロット信号を伝送するコントロールパイロット線と外部充電装置のアース線との間にブリッジ回路を形成し、ブリッジ回路が均衡状態から不均衡状態に変化した際に生じる電位差を検出して、アース線またはコントロールパイロット線の断線を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５６３５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、上述の充電管理装置では、アース線の断線を検知する断線検知回路は外部充電装置に組み込まれており、車両側ではアース線の断線を検知することができない。車載されたバッテリを外部電源からの電力により充電する場合、充電の管理を車載された管理装置により行なうこともあり、この場合、充電の際のアース線の断線を車載された管理装置により検知するのが好ましい。
【０００５】
本発明の充電管理装置は、外部電源の電力を用いて車載された蓄電装置を充電する際にアース線の断線を車載された管理装置により検出することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の充電管理装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の充電管理装置は、
外部電源装置からの電力を用いて車載された蓄電装置を充電する車載された充電管理装置であって、
前記外部電源装置の外部側アース線と接続する車両側アース線と、
前記外部電源装置の外部側信号線と接続する車両側信号線と、
前記車両側信号線と前記車両側アース線とを接続する検出用信号線と、
前記外部電源装置が接続されている状態のときに前記検出用信号線の電流値および／または電圧値に基づいて前記外部側アース線および／または前記車両側アース線の断線の有無を判定する断線判定装置と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
本発明の充電管理装置では、外部電源装置の外部側アース線と接続する車両側アース線と、外部電源装置の外部側信号線と接続する車両側信号線と、車両側信号線と車両側アース線とを接続する検出用信号線とを備える。そして、外部電源装置が接続されている状態、即ち、外部側アース線と車両側アース線とが接続され、且つ、外部側信号線と車両側信号線とが接続された状態のときに検出用信号線の電流値や電圧値に基づいて外部側アース線や車両側アース線の断線の有無を判定する。この判定は、外部側アース線や車両側アース線が断線していないときに検出用信号線の電流値や電圧値と外部側アース線や車両側アース線が断線しているときの検出用信号線の電流値や電圧値とが異なることに基づいて行なうことができる。これにより、外部電源装置からの電力を用いて車載された蓄電装置を充電する際にアース線の断線を車載された充電管理装置により検出することができる。この結果、車両側で蓄電装置の充電を管理することができる。なお、判定可能な車両側アース線の断線としては、車両側アース線と検出用信号線との接点より外部側となる。
【０００９】
こうした本発明の充電管理装置において、前記断線判定装置は、前記検出用信号線に流れる電流を検出する電流検出器を有し、前記電流検出器により電流が検出されないときに前記外部側アース線および／または前記車両側アース線の断線を判断するものとしてもよい。電流検出器としてはフォトカプラを用いることができる。この場合、前記外部側信号線は基準電位に外部側抵抗を介して接続されており、前記断線判定装置は前記検出用信号線に前記電流センサと直列に接続された車両側抵抗を有するものとしてもよい。このとき、外部側アース線や車両側アース線が断線していないときには、基準電位を外部側抵抗と車両側抵抗とで分圧した電圧が外部側信号線および車両側信号線に作用することにより検出用信号線には電流が流れる。一方、外部側アース線や車両側アース線が断線しているときに、外部側信号線や車両側信号線、検出用信号線、外部側アース線、車両側アース線は基準電位に保持されることにより検出用信号線には電流が流れない。したがって、検出用信号線に電流が流れているときには外部側アース線や車両側アース線は断線していないと判定し、検出用信号線に電流が流れていないときには外部側アース線または車両側アース線が断線していると判定することができる。
【００１０】
本発明の充電管理装置において、前記断線判定装置は、前記外部側アース線および／または前記車両側アース線の断線が判定されたときには充電を禁止するものとしてもよい。こうすれば、外部側アース線や車両側アース線の断線に基づく不都合を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例としての充電管理装置２０と外部電源装置１２０とを中心に充電システムの構成の概略を示す構成図である。
【図２】電子制御ユニット６０により実行される充電許否ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】接続信号ＤＰとモニタ信号ＭＮＴと充電許否と充電スイッチ２４の時間変化の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例としての充電管理装置２０と外部電源装置１２０とを中心とする充電システムの構成の概略を示す構成図である。図示の充電システムは、車載されたバッテリ１０を充電するための充電管理装置２０と、外部電源１１０からの電力を用いてバッテリ１０を充電する電力を充電管理装置２０に供給する外部電源装置１２０と、充電管理装置２０に接続された車両側コネクタ１２と、車両側コネクタ１２に接続される外部側コネクタ１１２と、を備える。
【００１４】
外部側電源装置１２０は、例えば三相交流の外部電源１１０に接続された充電装置１２４と、この充電装置を制御する充電制御装置１６０とを備える。充電装置１２４は、図示しないが、例えば、三相交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータからの直流電力の電圧を変換するトランスと、バッテリ１０の充電状態に応じて充電電力の電圧を調整するためのＤＣ／ＤＣコンバータと、リレーとを備え、外部側充電電力ライン１２２に充電用の電力を供給する。充電制御装置１６０は、例えばＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータにより構成されており、充電装置１２４のＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータ、リレーなどを駆動制御する。また、外部電源装置１２０は、接地された外部側アース線１３２と、基準電位１４４に抵抗１４２を介して接続された外部側信号線１３４と、外部側アース線１３２に抵抗１５２を介して接続された外部側接続信号線１５０と、を備える。
【００１５】
充電管理装置２０は、外部側充電電力ライン１２２に接続されると共にバッテリ１０に充電スイッチ２４を介して接続される車両側充電電力ライン２２と、電子制御ユニット６０とを備える。また、充電管理装置２０は、外部側アース線１３２に接続される車両側アース線３２と、外部側信号線１３４に接続される車両側信号線３４とを備える。車両側アース線３２と車両側信号線３４とは、抵抗４２とフォトカプラ４４とが直列接続された検出用信号線４０により接続されている。フォトカプラ４４は、発光ダイオード４４ａとフォトトランジスタ４４ｂとにより構成されており、抵抗４２はフォトカプラの発光ダイオード４４ａに直列接続されている。フォトトランジスタ４４ｂは、基準電位４６に接続されていると共に抵抗４８を介して接地されている。そして、フォトトランジスタ４４ｂと抵抗４８の接続ポイントの電圧がモニタ信号ＭＮＴとして電子制御ユニット６０に入力されている。充電管理装置２０は、外部側接続信号線１５０に接続される車両側接続信号線５０を備える。車両側接続信号線５０は、抵抗５２を介して基準電位５４に接続されており、接続信号ＤＰとして電子制御ユニット６０に入力されている。
【００１６】
電子制御ユニット６０は、ＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵの他に図示しないＲＯＭやＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ、入出力ポートなどを備える。電子制御ユニット６０の入力ポートとしてはポートＭＮＴやポートＤＰなどがあり、モニタ信号ＭＮＴや接続信号ＤＰが入力されている。電子制御ユニット６０の出力ポートからは、充電スイッチ２４への駆動制御信号が出力されている。
【００１７】
電子制御ユニット６０は、接続信号ＤＰに基づいて車両側コネクタ１２と外部側コネクタ１１２が接続されているか否かを判定する。接続信号ＤＰが基準電位であるときには車両側コネクタ１２と外部側コネクタ１１２とは接続されていないと判定し、接続信号ＤＰが基準電圧５４を抵抗５２と抵抗１５２とによる分圧電位であるときには車両側コネクタ１２と外部側コネクタ１１２とは接続されていると判定する。
【００１８】
電子制御ユニット６０は、モニタ信号ＭＮＴに基づいて、車両側アース線３２の検出用信号線４０の接続点より車両側コネクタ１２側や外部側アース線１３２（以下、単に「アース線」と称する。）に断線が生じているか否かを判定する。アース線に断線が生じていないときには、検出用信号線４０に電流が流れるから、フォトカプラ４４の発光ダイオード４４ａが発光し、フォトトランジスタ４４ｂがオンとなる。このため、モニタ信号ＭＮＴは、基準電位４６と同様の電圧となる。アース線に断線が生じているときには、検出用信号線４０には電流は流れないから、フォトカプラ４４の発光ダイオード４４ａは発光せず、フォトトランジスタ４４ｂはオフとなる。このため、モニタ信号ＭＮＴは、接地電位（値）の電圧となる。したがって、モニタ信号ＭＮＴが基準電位４６と同様の電圧のときには断線が生じていないと判定し、モニタ信号ＭＮＴが接地電位（値０）の電圧のときには断線が生じている判定することができる。
【００１９】
次に、実施例の充電管理装置２０の動作、特にアース線に断線が生じているか否かに基づいてバッテリ１０の充電を許否する際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット６０により実行される充電許否ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、車両側コネクタ１２と外部側コネクタ１１２とが接続される際に実行される。
【００２０】
充電許否ルーチンが実行されると、電子制御ユニット６０は、まず、接続信号ＤＰが基準電圧５４を抵抗５２と抵抗１５２とによる分圧電位としての電圧Ｖｒｅｆ１に一致するか否かを判定する（ステップＳ１００）。接続信号ＤＰが電圧Ｖｒｅｆ１に一致しないと判定したときには、車両側コネクタ１２と外部側コネクタ１１２はまだ接続されていないと判断し、接続信号ＤＰが電圧Ｖｒｅｆ１に一致するのを待つ。接続信号ＤＰが電圧Ｖｒｅｆ１に一致していると判定したときには、車両側コネクタ１２と外部側コネクタ１１２が接続されたと判断し、モニタ信号ＭＮＴが基準電位４６の電圧より低い電圧Ｖｒｅｆ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。モニタ信号ＭＮＴが電圧Ｖｒｅｆ２以上であると判定したときには、アース線に断線は生じていないと判断し、バッテリ１０の充電を許可して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。バッテリ１０の充電が許可されると、他に異常がないことを確認し、充電スイッチ２４をオンとして、バッテリ１０の充電を開始する。一方、モニタ信号ＭＮＴが電圧Ｖｒｅｆ２未満であると判定したときには、アース線に断線が生じていると判断し、バッテリ１０の充電を禁止して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。この場合、充電スイッチ２４はオンとされないから、バッテリ１０の充電は行なわれない。
【００２１】
図３は、接続信号ＤＰとモニタ信号ＭＮＴと充電許否と充電スイッチ２４の時間変化の一例を示す説明図である。図中、実線はアース線に断線が生じていないときの時間変化を示し、一点鎖線はアース線に断線が生じているときの時間変化を示す。アース線に断線が生じていないときには、接続信号ＤＰと電圧Ｖｒｅｆ１との一致が確認された時間Ｔ１にモニタ信号ＭＮＴが電圧Ｖｒｅｆ２以上となる。これにより、充電許否ルーチンにより時間Ｔ２に充電が許可され、その後の時間Ｔ３に充電スイッチ２４がオンとされてバッテリ１０の充電が開始される。なお、バッテリ１０の充電を終了すると（時間Ｔ４）、充電スイッチ２４がオフとされる。アース線に断線が生じているときには、接続信号ＤＰと電圧Ｖｒｅｆ１との一致が確認された時間Ｔ１でもモニタ信号ＭＮＴは電圧Ｖｒｅｆ２未満（具体的には値０）を維持する。このため、充電許否ルーチンにより充電が禁止され、充電スイッチ２４はオンとはされない。
【００２２】
以上説明した実施例の充電管理装置２０では、外部側アース線１３２に接続される車両側アース線３２と、基準電位１４４に抵抗１４２を介して接続された外部側信号線１３４に接続される車両側信号線３４と、車両側アース線３２と車両側信号線３４とを接続する抵抗４２とフォトカプラ４４とが直列接続された検出用信号線４０と、を備える。そして、検出用信号線４０に電流が流れているか否かをフォトカプラ４４によりモニタ信号ＭＮＴとして入力する。モニタ信号ＭＮＴに基づいて検出用信号線４０に電流が流れているときにはアース線に断線が生じていないと判定し、検出用信号線４０に電流が流れていないときにはアース線に断線が生じていると判定する。これにより、外部電源装置１２０からの電力を用いてバッテリ１０を充電する際にアース線の断線を車載された充電管理装置２０により検出することができる。また、実施例の充電管理装置２０では、アース線に断線が生じていないと判定したときにはバッテリ１０の充電を許可し、アース線に断線が生じていると判定したときにはバッテリ１０の充電を禁止する。これにより、アース線に断線が生じていることに基づく不都合、例えば部品の損傷など抑止することができる。
【００２３】
実施例の充電管理装置２０では、アース線に断線が生じているか否かの判定をフォトカプラ４４を用いて検出用信号線４０に電流が流れているか否かを検出することにより行なったが、フォトカプラ４４に代えて電流センサを用いてもよい。アース線に断線が生じているか否かの判定は、検出用信号線４０の抵抗４２と車両側信号線３４との間の電位によっても行なうことができるから、その電位を検出する電圧センサの検出値を用いてアース線に断線が生じているか否かの判定を行なうものとしてもよい。
【００２４】
実施例の充電システムでは、外部電源装置１２０が充電装置１２４を備えるものとしたが、車載された充電管理装置２０が充電装置を備えるものとしてもよい。
【００２５】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、バッテリ１０が「蓄電装置」に相当し、車両側アース線３２が「車両側アース線」に相当し、車両側信号線３４が「車両側信号線」に相当し，検出用信号線４０が「検出用信号線」に相当し、抵抗４２とフォトカプラ４４と基準電位４６と抵抗４８と電子制御ユニット６０とが「断線判定装置」に相当する。なお、外部電源装置１２０が「外部電源装置」に相当し、外部側アース線１３２が「外部側アース線」に相当し、外部側信号線１３４が「外部側信号線」に相当する。
【００２６】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２７】
以上、本発明を実施するため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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、充電管理装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  バッテリ、１２  車両側コネクタ、２０  充電管理装置、２２車両側充電電力ライン、２４  充電スイッチ、３２  車両側アース線、３４  車両側信号線、４０  検出用信号線、４２，４６，４８，５２  抵抗、４４  フォトカプラ、４４ａ  発光ダイオード、４４ｂ  フォトトランジスタ、４６，５４  基準電位、５０  車両側接続信号線、６０  電子制御ユニット、１１０  外部電源、１１２  外部側コネクタ、１２０  外部電源装置、１２２  外部側充電電力ライン、１２４  充電装置、１３２  外部側アース線、１３４  外部側信号線、１４２，１５２  抵抗、１４４  基準電位、１５０  外部側接続信号線、１６０  充電制御装置。
【図１】
2019092331.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019092331.tif 000005