JP2010183672A - 充電システム、電動車両および充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充電器を制御する制御装置からの指令に対して充電器が正常に動作し得るか否かを判別可能な充電システムを提供する。
【解決手段】Ｓ２０において一定時間停電は発生していないと判定されると、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、起動指令を充電器４２へ出力し（Ｓ３０）、起動信号を充電器４２から受信したか否かを判定する（Ｓ４０）。起動信号を受信していないと判定されると（Ｓ４０にてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、ＦＢ制御を禁止または停止する（Ｓ５０）。そして、所定の瞬断復帰所要時間経過すると（Ｓ６０にてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、起動指令による充電器４２の起動が不可能な起動不能異常と判定する（Ｓ７０）。
【選択図】図４

Description

この発明は、充電システム、電動車両および充電制御方法に関し、特に、蓄電装置を充電する充電器の異常検知技術に関する。

特開２０００−３５４３３２号公報（特許文献１）は、電気自動車用の充電装置を開示する。この充電装置においては、車載充電器に供給される交流電力を検出する検出部によって交流電力が検出されていない場合には、充電器の出力側に設けられるリレーをオフしてバッテリの充電が停止される（特許文献１参照）。

特開２０００−３５４３３２号公報

充電器による充電が停止した場合、充電器の異常により停止したのか、それとも上記公報に記載のように、充電器に供給される電源の異常（電源電圧の低下など）により停止したのかを判別できないと、電源の異常も充電器の異常として検出してしまう。そこで、充電器を制御する制御装置において、充電器が正常に動作し得るか否かを判別できることが必要である。言い換えると、充電器を制御する制御装置からの指令に対して充電器が正常に動作し得るか否かを制御装置において判別できる必要がある。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、充電器を制御する制御装置からの指令に対して充電器が正常に動作し得るか否かを判別可能な充電システムを提供することである。

また、この発明の別の目的は、車両外部の電源から車載の蓄電装置を充電器によって充電可能な電動車両において、充電器を制御する制御装置からの指令に対して充電器が正常に動作し得るか否かを判別可能とすることである。

また、この発明の別の目的は、充電器を制御する制御装置からの指令に対して充電器が正常に動作し得るか否かを判別可能な充電制御方法を提供することである。

この発明によれば、充電システムは、充電器と、充電制御装置とを備える。充電器は、与えられる指令信号に従って起動／停止し、電源から供給される電力を電圧変換して蓄電装置を充電する。また、充電器は、当該充電器の状態を示す状態信号を出力可能である。充電制御装置は、指令信号を充電器へ出力し、状態信号を充電器から受ける。そして、充電制御装置は、状態信号を指令信号と比較し、その比較結果に基づいて、指令信号による充電器の起動／停止が不可能な指令不能異常を検知する。

好ましくは、充電器は、電源の電圧が瞬間的に低下する瞬断の発生時、瞬断発生後の第１の所定時間だけ当該充電器の停止を示す停止信号を充電制御装置へ出力する。

さらに好ましくは、充電制御装置は、瞬断の発生時、充電器の起動を指示する起動指令信号を充電器へ継続して出力する。

さらに好ましくは、充電制御装置は、起動指令信号が充電器へ出力され、かつ、停止信号の受信期間が第１の所定時間よりも長い第２の所定時間を経過したとき、起動指令信号による充電器の起動が不可能な起動不能異常と判定する。

好ましくは、充電制御装置は、充電器の出力電力に基づくフィードバック制御を実行して充電器へ電力指令値を出力する。充電器は、電力指令値に出力電力が一致するように動作可能である。そして、充電制御装置は、充電器から停止信号を受信している間、フィードバック制御を停止する。

好ましくは、充電制御装置は、充電器の停止を指示する停止指令信号を充電器へ出力し、かつ、充電器の起動を示す起動信号の受信期間が第３の所定時間を経過したとき、停止指令信号による充電器の停止が不可能な停止不能異常と判定する。

また、この発明によれば、電動車両は、蓄電装置と、充電器と、充電制御装置とを備える。蓄電装置は、走行用の電動機へ供給される電力を蓄える。充電器は、与えられる指令信号に従って起動／停止し、車両外部の電源から供給される電力を電圧変換して蓄電装置を充電する。また、充電器は、当該充電器の状態を示す状態信号を出力可能である。充電制御装置は、指令信号を充電器へ出力し、状態信号を充電器から受ける。そして、充電制御装置は、状態信号を指令信号と比較し、その比較結果に基づいて、指令信号による充電器の起動／停止が不可能な指令不能異常を検知する。

また、この発明によれば、充電制御方法は、充電器の起動を指示する起動指令信号を制御装置から充電器へ出力するステップと、充電器の起動を示す起動信号を充電器から制御装置が受信したか否かを判定するステップと、起動指令信号が制御装置から充電器へ出力されているにも拘わらず充電器から制御装置が起動信号を受信していないとき、電源電圧が瞬間的に低下する瞬断時の充電器の復帰時間よりも長く設定される第１の所定時間を経過したか否かを判定するステップと、起動指令信号が制御装置から充電器へ出力されているにも拘わらず充電器から制御装置が起動信号を受信していない時間が第１の所定時間を経過すると、起動指令信号による充電器の起動が不可能な起動不能異常と判定するステップとを備える。

好ましくは、充電制御方法は、起動指令信号が制御装置から充電器へ出力されているにも拘わらず充電器から制御装置が起動信号を受信していないとき、充電器の出力電力に基づくフィードバック制御を停止するステップをさらに備える。

好ましくは、充電制御方法は、充電器の停止を指示する停止指令信号を制御装置から充電器へ出力するステップと、起動信号を充電器から制御装置が第２の所定時間継続して受信したか否かを判定するステップと、停止指令信号が制御装置から充電器へ出力されているにも拘わらず充電器から制御装置が第２の所定時間継続して停止信号を受信すると、停止指令信号による充電器の停止が不可能な停止不能異常と判定するステップとをさらに備える。

この発明によれば、充電器を制御する制御装置からの指令に対して充電器が正常に動作し得るか否かを判別することができる。

この発明の実施の形態による電動車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体構成図である。 図１に示す充電器の構成図である。 図１に示すＰＭ−ＥＣＵの機能ブロック図である。 図１に示すＰＭ−ＥＣＵにより実行される異常検知処理の手順を示すフローチャートである。 図２に示す充電器の制御回路により実行される状態信号の生成処理の手順を示すフローチャートである。 充電器の起動／停止状態を示す状態信号の波形を示した図である。 充電器の状態と状態信号のデューティーとの関係を示した図である。 停電判定により外部電源の停電が判定されるときの指令信号および状態信号を示した図である。 外部電源が瞬断したときの指令信号および状態信号の波形図である。 指令不能異常が発生したときの指令信号および状態信号の波形図である。

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返さない。

図１は、この発明の実施の形態による電動車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体構成図である。図１を参照して、ハイブリッド自動車１００は、第１〜第３蓄電装置１０−１〜１０−３と、第１〜第３ＳＭＲ（System Main Relay）１１−１〜１１−３と、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２と、主正母線ＭＰＬと、主負母線ＭＮＬと、平滑コンデンサＣとを備える。また、ハイブリッド自動車１００は、第１および第２インバータ３０−１，３０−２と、第１および第２ＭＧ（Motor Generator）３２−１，３２−２と、動力分割装置３４と、エンジン３６と、駆動輪３８と、ＭＧ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０とをさらに備える。さらに、ハイブリッド自動車１００は、充電器４２と、車両インレット４４と、リレー４５と、電圧センサ４６，４７と、ＰＭ−ＥＣＵ４８とをさらに備える。

第１〜第３蓄電装置１０−１〜１０−３の各々は、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２を駆動するための電力を蓄える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や、大容量のキャパシタ等である。第１蓄電装置１０−１は、第１ＳＭＲ１１−１によって第１コンバータ１２−１に電気的に接続され、第２および第３蓄電装置１０−２，１０−３は、それぞれ第２および第３ＳＭＲ１１−２，１１−３によって第２コンバータ１２−２に電気的に接続される。

第１ＳＭＲ１１−１は、第１蓄電装置１０−１と第１コンバータ１２−１との間に設けられる。第２ＳＭＲ１１−２は、第２蓄電装置１０−２と第２コンバータ１２−２との間に設けられ、第３ＳＭＲ１１−３は、第３蓄電装置１０−３と第２コンバータ１２−２との間に設けられる。なお、第２蓄電装置１０−２と第３蓄電装置１０−３との短絡を避けるため、第２および第３ＳＭＲ１１−２，１１−３は、選択的にオンされ、同時にオンされることはない。

第１および第２コンバータ１２−１，１２−２は、互いに並列して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。第１コンバータ１２−１は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＣ１に基づいて主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧を第１蓄電装置１０−１の電圧以上に昇圧可能に構成される。第２コンバータ１２−２は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＣ２に基づいて、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧を、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に電気的に接続される第２蓄電装置１０−２または第３蓄電装置１０−３の電圧以上に昇圧可能に構成される。第１および第２コンバータ１２−１，１２−２の各々は、たとえば直流チョッパ回路から成る。

なお、一例として、第１コンバータ１２−１は、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ間の電圧を所定の目標値に一致するように電圧制御され、第２コンバータ１２−２は、第２コンバータ１２−２に接続される第２蓄電装置１０−２または第３蓄電装置１０−３の入出力電力が所定の目標値に一致するように電力制御（電流制御）される。

平滑コンデンサＣは、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間の電圧を平滑化する。

第１および第２インバータ３０−１，３０−２は、互いに並列して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。第１インバータ３０−１は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＩ１に基づいて第１ＭＧ３２−１を駆動する。第２インバータ３０−２は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＩ２に基づいて第２ＭＧ３２−２を駆動する。第１および第２インバータ３０−１，３０−２の各々は、たとえば三相ブリッジ回路から成る。

第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２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三相同期電動機である。第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２は、動力分割装置３４に連結される。動力分割装置３４は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン３６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ３２−１の回転軸に連結される。リングギヤは、第２ＭＧ３２−２の回転軸および駆動輪３８に連結される。この動力分割装置３４によって、エンジン３６が発生する動力は、駆動輪３８へ伝達される経路と、第１ＭＧ３２−１へ伝達される経路とに分割される。

そして、第１ＭＧ３２−１は、動力分割装置３４によって分割されたエンジン３６の動力を用いて発電する。たとえば、第１〜第３蓄電装置１０−１〜１０−３の充電状態（ＳＯＣ）が低下すると、エンジン３６が始動して第１ＭＧ３２−１により発電が行なわれ、その発電された電力が蓄電装置へ供給される。

一方、第２ＭＧ３２−２は、第１〜第３蓄電装置１０−１〜１０−３の少なくとも１つから供給される電力および第１ＭＧ３２−１により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。第２ＭＧ３２−２の駆動力は、駆動輪３８に伝達される。なお、車両の制動時には、車両の運動エネルギーが駆動輪３８から第２ＭＧ３２−２に伝達されて第２ＭＧ３２−２が駆動され、第２ＭＧ３２−２が発電機として作動する。これにより、第２ＭＧ３２−２は、車両の運動エネルギーを電力に変換して回収する回生ブレーキとして作動する。

ＭＧ−ＥＣＵ４０は、第１および第２コンバータ１２−１，１２−２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれ第１および第２コンバータ１２−１，１２−２へ出力する。また、ＭＧ−ＥＣＵ４０は、第１および第２ＭＧ３２−１，３２−２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ第１および第２インバータ３０−１，３０−２へ出力する。

充電器４２は、車両インレット４４に入力端が接続され、第２および第３ＳＭＲ１１−２，１１−３と第２コンバータ１２−２との間に配設される正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２にリレー４５を介して出力端が接続される。充電器４２は、充電器４２の起動／停止を指示するための指令信号ＣＨＲＱをＰＭ−ＥＣＵ４８から受ける。そして、充電器４２は、指令信号ＣＨＲＱにより起動が指示されると、車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）４９から供給される電力を電圧変換し、充電対象の蓄電装置を充電するための充電電力を出力する。

また、充電器４２は、外部電源４９の電圧低下を検知すると、指令信号ＣＨＲＱに拘わらず動作を停止する（自己保護機能）。外部電源４９の電圧が瞬間的に低下する瞬断であれば、充電器４２は、所定の復帰時間の経過後、再び起動する。さらに、充電器４２は、充電器４２の状態を示す状態信号ＣＨＳＴをＰＭ−ＥＣＵ４８へ出力する。なお、状態信号ＣＨＳＴについては後ほど説明する。また、さらに、充電器４２は、充電電力の目標値を示す電力指令値ＣＨＰＷをＰＭ−ＥＣＵ４８から受け、その受けた電力指令値ＣＨＰＷに出力電力が一致するように動作する。なお、充電器４２の構成についても後ほど説明する。

車両インレット４４は、外部電源４９から電力を受けるための電力インターフェースである。リレー４５は、充電器４２と正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２との間に設けられ、ＰＭ−ＥＣＵ４８からの信号に応じてオン／オフされる。電圧センサ４６は、充電器４２の入力側の電圧ＶＡＣを検出し、その検出値をＰＭ−ＥＣＵ４８へ出力する。電圧センサ４７は、充電器４２の出力側の電圧ＶＣＨを検出し、その検出値をＰＭ−ＥＣＵ４８へ出力する。

ＰＭ−ＥＣＵ４８は、外部電源４９から第１〜第３蓄電装置１０−１〜１０−３の充電時、リレー４５をオンする。また、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２の起動／停止を指示する指令信号ＣＨＲＱを生成して充電器４２へ出力する。さらに、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２の出力電力に基づくフィードバック（ＦＢ）制御を実行し、充電器４２の出力電力を目標値に一致させるための電力指令値ＣＨＰＷを生成して充電器４２へ出力する。

なお、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、たとえば、第１蓄電装置１０−１、第２蓄電装置１０−２、第３蓄電装置１０−３の順に充電されるように、第１ＳＭＲ１１−１、第２ＳＭＲ１１−２、第３ＳＭＲ１１−３を順次オンする。なお、第１蓄電装置１０−１の充電は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２、第２コンバータ１２−２、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬ、第１コンバータ１２−１、ならびに第１ＳＭＲ１１−１を順次介して行なわれる。

また、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２の状態を示す状態信号ＣＨＳＴを充電器４２から受ける。そして、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、その受けた状態信号ＣＨＳＴを充電器４２へ出力される指令信号ＣＨＲＱと比較し、その比較結果に基づいて、指令信号ＣＨＲＱによる充電器４２の起動／停止が不可能な指令不能異常を検知する。

すなわち、この指令不能異常には、指令信号ＣＨＲＱにより充電器４２へ起動指令を出力したにも拘わらず充電器４２の停止が検知される起動不能異常と、指令信号ＣＨＲＱにより充電器４２へ停止指令を出力したにも拘わらず充電器４２の起動が検知される停止不能異常とが含まれる。また、指令不能異常には、充電器４２の異常だけでなく、指令信号ＣＨＲＱを伝える信号線の断線異常および状態信号ＣＨＳＴを伝える信号線の断線異常も含まれる。ＰＭ−ＥＣＵ４８については、後ほど詳しく説明する。

図２は、図１に示した充電器４２の構成図である。図２を参照して、充電器４２は、ＡＣ入力フィルタ５２と、昇圧回路５４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５６と、コンデンサ５８と、ＤＣ出力フィルタ６０と、ダイオード６２とを含む。また、充電器４２は、電圧センサ６４，６８と、電流センサ６６，７０と、制御回路７２とをさらに含む。

ＡＣ入力フィルタ５２は、車両インレット４４から外部電源４９（図１）へ高周波のノイズが出力されるのを防止する。昇圧回路５４は、制御回路７２から受ける駆動信号に基づいて、外部電源４９から供給される交流電力を直流電力に変換するとともに昇圧する。ＤＣ−ＤＣコンバータ５６は、制御回路７２から受ける駆動信号に基づいて動作し、絶縁トランスによって入力側と出力側とを電気的に絶縁する。コンデンサ５８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５６とＤＣ出力フィルタ６０との間に配設される電力線対間に接続され、前記電力線対の電圧を平滑化する。ＤＣ出力フィルタ６０は、充電器４２から車両システムへ高周波のノイズが出力されるのを防止する。ダイオード６２は、車両側から充電器４２へ電力が流れるのを防止する。

電圧センサ６４は、充電器４２への入力電圧を示す電圧ＶＡＣ１を検出し、その検出値を制御回路７２へ出力する。電流センサ６６は、充電器４２への入力電流を示す電流ＩＡＣ１を検出し、その検出値を制御回路７２へ出力する。電圧センサ６８は、充電器４２からの出力電圧を示す電圧ＶＡＣ２を検出し、その検出値を制御回路７２へ出力する。電流センサ７０は、充電器４２からの出力電流を示す電流ＩＡＣ２を検出し、その検出値を制御回路７２へ出力する。

制御回路７２は、指令信号ＣＨＲＱおよび電力指令値ＣＨＰＷをＰＭ−ＥＣＵ４８（図１）から受ける。また、制御回路７２は、電圧ＶＡＣ１および電流ＩＡＣ１をそれぞれ電圧センサ６４および電流センサ６６から受け、電圧ＶＡＣ２および電流ＩＡＣ２をそれぞれ電圧センサ６８および電流センサ７０から受ける。そして、制御回路７２は、指令信号ＣＨＲＱにより充電器４２の起動が指示されているとき、昇圧回路５４およびＤＣ−ＤＣコンバータ５６を駆動するための駆動信号を電力指令値ＣＨＰＷおよび各センサからの検出値に基づいて生成し、その生成した駆動信号を昇圧回路５４およびＤＣ−ＤＣコンバータ５６へ出力する。

また、制御回路７２は、電圧ＶＡＣ１に基づき外部電源４９の電圧低下を検知すると、自己保護機能により、指令信号ＣＨＲＱに拘わらず昇圧回路５４およびＤＣ−ＤＣコンバータ５６の駆動を停止する。外部電源４９の電圧低下が瞬間的に低下する瞬断であれば、制御回路７２は、所定の復帰時間経過後、昇圧回路５４およびＤＣ−ＤＣコンバータ５６を再び駆動する。

また、制御回路７２は、充電器４２の状態を示す状態信号ＣＨＳＴを生成し、その生成した状態信号ＣＨＳＴをＰＭ−ＥＣＵ４８へ出力する。すなわち、制御回路７２は、指令信号ＣＨＲＱにより起動が指示されると、昇圧回路５４およびＤＣ−ＤＣコンバータ５６を駆動するとともに、充電器４２の起動を示す状態信号ＣＨＳＴを出力する。また、制御回路７２は、指令信号ＣＨＲＱにより停止が指示されると、昇圧回路５４およびＤＣ−ＤＣコンバータ５６の駆動を停止するとともに、充電器４２の停止を示す状態信号ＣＨＳＴを出力する。なお、制御回路７２は、自己保護機能により昇圧回路５４およびＤＣ−ＤＣコンバータ５６の駆動を停止したときも、充電器４２の停止を示す状態信号ＣＨＳＴを出力する。

図３は、図１に示したＰＭ−ＥＣＵ４８の機能ブロック図である。図３を参照して、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、異常検知部８０と、ＦＢ制御部８２とを含む。異常検知部８０は、指令信号ＣＨＲＱを生成して充電器４２へ出力する。より詳しくは、所定の充電準備が完了しており、かつ、外部電源４９が予め定められた一定時間停電していなければ、異常検知部８０は、指令信号ＣＨＲＱにより充電器４２へその起動を指示する。一方、所定の充電準備が完了していないとき、または、外部電源４９の停電が一定時間継続したとき（停電判定）、異常検知部８０は、指令信号ＣＨＲＱにより充電器４２へその停止を指示する。

また、異常検知部８０は、充電器４２の状態を示す状態信号ＣＨＳＴを充電器４２から受け、その受けた状態信号ＣＨＳＴを指令信号ＣＨＲＱと比較する。そして、指令信号ＣＨＲＱにより充電器４２の起動が指示されているにも拘わらず状態信号ＣＨＳＴが起動を示していないとき（すなわち状態信号ＣＨＳＴが停止を示すとき）、異常検知部８０は、ＦＢ制御部８２へ出力されるＦＢ許可信号ＦＢＥＮを非活性化し、ＦＢ制御部８２により実行されるＦＢ制御を停止させる。

そして、異常検知部８０は、指令信号ＣＨＲＱと状態信号ＣＨＳＴとの上記矛盾が生じている時間が所定の瞬断復帰所要時間を超えると、指令信号ＣＨＲＱによる充電器４２の起動が不可能な起動不能異常と判定する。なお、この瞬断復帰所要時間は、外部電源４９の瞬断発生時における充電器４２の上記復帰時間よりも長く設定される。指令信号ＣＨＲＱと状態信号ＣＨＳＴとの上記矛盾が生じている時間が瞬断復帰所要時間よりも短いときは、指令信号ＣＨＲＱと状態信号ＣＨＳＴとの上記矛盾は電源の瞬断によるものと判断される。指令信号ＣＨＲＱにより充電器４２の起動が指示され、それに応じて状態信号ＣＨＳＴも起動を示しているときは、異常検知部８０は、ＦＢ制御部８２へ出力されるＦＢ許可信号ＦＢＥＮを活性化し、ＦＢ制御部８２によるＦＢ制御の実行を許可する。

一方、指令信号ＣＨＲＱにより充電器４２の停止が指示されているにも拘わらず状態信号ＣＨＳＴが停止を示していないとき（すなわち状態信号ＣＨＳＴが起動を示すとき）、異常検知部８０は、指令信号ＣＨＲＱによる充電器４２の停止が不可能な停止不能異常と判定する。

ＦＢ制御部８２は、充電目標値ＰＲと、充電器４２の出力電力の実績を示す電力実績値ＰＡを受ける。なお、充電目標値ＰＲは、予め設定された値であってもよいし、定格電力の範囲内で利用者が設定可能としてもよい。また、電力実績値ＰＡは、充電器４２の出力電力を検出する電力センサを設けることに検出してもよいし、充電器４２の出力電圧および出力電流の各検出値に基づいて算出してもよい。

そして、ＦＢ制御部８２は、異常検知部８０から受けるＦＢ許可信号ＦＢＥＮが活性化されているとき、電力実績値ＰＡが充電目標値ＰＲに一致するようにＦＢ制御を実行し、その制御結果に基づく電力指令値ＣＨＰＷを充電器４２へ出力する。なお、ＦＢ許可信号ＦＢＥＮが非活性化されているときは、ＦＢ制御部８２はＦＢ制御を停止する。

図４は、図１に示したＰＭ−ＥＣＵ４８により実行される異常検知処理の手順を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理手順は、一定時間毎または所定の条件が成立する毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図４を参照して、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、所定の充電準備が完了しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。たとえば、車両インレット４４（図１）に充電ケーブルが接続され、リレー４５（図１）がオンされると、充電準備が完了したものと判定される。ステップＳ１０において充電準備が完了したものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、電圧センサ４６によって検出される電圧ＶＡＣに基づいて、外部電源４９が予め定められた一定時間停電しているか否かを判定する停電判定を行なう（ステップＳ２０）。なお、この停電判定では、外部電源４９の電圧が瞬間的に低下する瞬断は検出されない。

ステップＳ２０において停電は発生していないと判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２の起動を指示する指令信号ＣＨＲＱ（起動指令）を充電器４２へ出力する（ステップＳ３０）。

次いで、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２の起動を示す状態信号ＣＨＳＴ（起動信号）を充電器４２から受信したか否かを判定する（ステップＳ４０）。起動信号を受信していないと判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２の出力電力に基づくＦＢ制御を禁止または停止する（ステップＳ５０）。そして、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２へ起動指令を出力したにも拘わらず充電器４２から起動信号を受信していない時間が所定の瞬断復帰所要時間（上述のように、外部電源４９の瞬断発生時における充電器４２の復帰時間よりも長く設定される。）を経過したか否かを判定する（ステップＳ６０）。

指令信号ＣＨＲＱと状態信号ＣＨＳＴとの矛盾を生じている上記時間が瞬断復帰所要時間を経過すると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、起動指令による充電器４２の起動が不可能な起動不能異常と判定する（ステップＳ７０）。なお、この起動不能異常には、充電器４２の起動異常だけでなく、指令信号ＣＨＲＱの信号線および／または状態信号ＣＨＳＴの信号線の断線異常も含まれる。なお、指令信号ＣＨＲＱと状態信号ＣＨＳＴとの矛盾を生じている上記時間が瞬断復帰所要時間を経過するまでは（ステップＳ６０においてＮＯ）、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２の起動不能異常とは判定しない。すなわち、この場合は、指令信号ＣＨＲＱと状態信号ＣＨＳＴとの矛盾は、充電器４２の起動不能異常によるものではなく、外部電源４９の瞬断による一時的なものと判断される。

一方、ステップＳ４０において、充電器４２の起動を示す状態信号ＣＨＳＴ（起動信号）を受信したと判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２の出力電力に基づくＦＢ制御を許可する（ステップＳ８０）。

ステップＳ１０において充電準備が完了していないと判定されるか（ステップＳ１０においてＮＯ）、またはステップＳ２０における停電判定により停電が発生していると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２の停止を指示する指令信号ＣＨＲＱ（停止指令）を充電器４２へ出力する（ステップＳ９０）。

次いで、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２の起動を示す状態信号ＣＨＳＴ（起動信号）を所定時間継続して受信しているか否かを判定する（ステップＳ１００）。そして、起動信号の受信が所定時間継続すると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、停止指令による充電器４２の停止が不可能な停止不能異常と判定する（ステップＳ１１０）。なお、この停止不能異常にも、充電器４２の停止異常だけでなく、指令信号ＣＨＲＱの信号線および／または状態信号ＣＨＳＴの信号線の断線異常も含まれる。

図５は、図２に示した充電器４２の制御回路７２により実行される状態信号ＣＨＳＴの生成処理の手順を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理手順も、一定時間毎または所定の条件が成立する毎に実行される。

図５を参照して、充電器４２の制御回路７２は、ＰＭ−ＥＣＵ４８から受ける指令信号ＣＨＲＱがオン状態か否かを判定する（ステップＳ２１０）。なお、ＣＨＲＱのオン状態は、充電器４２の起動を指示する起動指令を示し、ＣＨＲＱのオフ状態は、充電器４２の停止を指示する停止指令を示す。指令信号ＣＨＲＱがオン状態であると判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、制御回路７２は、電圧センサ６４（図２）によって検出される電圧ＶＡＣ１に基づいて、外部電源４９の電圧が正常か否かをさらに判定する（ステップＳ２２０）。

外部電源４９の電圧が正常であると判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、制御回路７２は、ＰＭ−ＥＣＵ４８へ出力される状態信号ＣＨＳＴが“ｓｔａｎｄ−ｂｙ”（後述）になった後、予め定められた所定の復帰時間経過したか否かをさらに判定する（ステップＳ２３０）。そして、復帰時間経過すると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、制御回路７２は、ＰＭ−ＥＣＵ４８へ出力される状態信号ＣＨＳＴを“Ｒｅａｄｙ”とする（ステップＳ２４０）。この状態信号ＣＨＳＴが“Ｒｅａｄｙ”の状態は、充電器４２が起動していることを示す。

一方、ステップＳ２１０において指令信号ＣＨＲＱがオフ状態であると判定されるか（ステップＳ２１０においてＮＯ）、ステップＳ２２０において外部電源４９の電圧が異常であると判定されるか（ステップＳ２２０においてＮＯ）、またはステップＳ２３０において状態信号ＣＨＳＴが“ｓｔａｎｄ−ｂｙ”になってから復帰時間経過していないと判定されると（ステップＳ２３０においてＮＯ）、制御回路７２は、ＰＭ−ＥＣＵ４８へ出力される状態信号ＣＨＳＴを“ｓｔａｎｄ−ｂｙ”とする（ステップＳ２５０）。この状態信号ＣＨＳＴが“ｓｔａｎｄ−ｂｙ”の状態は、充電器４２が停止していることを示す。

図６は、充電器４２の状態を示す状態信号ＣＨＳＴの波形を示した図である。図６を参照して、状態信号ＣＨＳＴは、規定の周期Ｔで発振する。ここで、充電器４２の状態に基づいて状態信号ＣＨＳＴのパルス幅Ｔｏｎが設定される。そして、周期Ｔに対するパルス幅Ｔｏｎの比で示されるデューティーによって、状態信号ＣＨＳＴを用いて充電器４２からＰＭ−ＥＣＵ４８へ充電器４２の状態が通知される。

図７は、充電器４２の状態と状態信号ＣＨＳＴのデューティーとの関係を示した図である。図７を参照して、充電器４２の状態につき“ｓｔａｎｄ−ｂｙ”、“Ｒｅａｄｙ”および“異常停止”の各状態に応じて、たとえば、図示されるような範囲内に状態信号ＣＨＳＴのデューティーが設定される。

図８は、停電判定により外部電源４９の停電が判定されるときの指令信号ＣＨＲＱおよび状態信号ＣＨＳＴを示した図である。図８を参照して、時刻ｔ１において停電が発生すると、状態信号ＣＨＳＴは、“Ｒｅａｄｙ”から“ｓｔａｎｄ−ｂｙ”となる。なお、状態信号ＣＨＳＴが“ｓｔａｎｄ−ｂｙ”となっても、指令信号ＣＨＲＱは直ちにオフされずにオン状態が継続される。そして、停電と判定するための時間ΔＴ１経過した時刻ｔ２において外部電源４９が停電したものと判定され（停電判定）、指令信号ＣＨＲＱがオフされる。

図９は、外部電源４９が瞬断したときの指令信号ＣＨＲＱおよび状態信号ＣＨＳＴの波形図である。図９を参照して、時刻ｔ１において瞬断が発生すると、状態信号ＣＨＳＴは、“Ｒｅａｄｙ”から“ｓｔａｎｄ−ｂｙ”となる。なお、上述のように、状態信号ＣＨＳＴが“ｓｔａｎｄ−ｂｙ”となっても、指令信号ＣＨＲＱは直ちにオフされずにオン状態が継続される。そして、所定の復帰時間ΔＴ２が経過した時刻ｔ３において、状態信号ＣＨＳＴが“ｓｔａｎｄ−ｂｙ”から“Ｒｅａｄｙ”に復帰する。なお、復帰時間ΔＴ２は、停電判定を行なうための時間ΔＴ１よりも短い。言い換えると、停電判定を行なうための時間ΔＴ１は、復帰時間ΔＴ２よりも長く設定される。

図１０は、指令信号ＣＨＲＱによる充電器４２の起動／停止が不可能な指令不能異常が発生したときの指令信号ＣＨＲＱおよび状態信号ＣＨＳＴの波形図である。図１０を参照して、時刻ｔ１１において、状態信号ＣＨＳＴが“Ｒｅａｄｙ”から“ｓｔａｎｄ−ｂｙ”に変化したものとする。上述のように、状態信号ＣＨＳＴが“ｓｔａｎｄ−ｂｙ”となっても、指令信号ＣＨＲＱは直ちにオフされずにオン状態が継続される。そして、復帰時間ΔＴ２よりも長い所定の瞬断復帰所要時間ΔＴ３が経過した時刻ｔ１２において、指令信号ＣＨＲＱによる充電器４２の起動が不可能な起動不能異常と判定され、指令信号ＣＨＲＱがオフされる。

以上のように、この実施の形態においては、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２の起動／停止を指示する指令信号ＣＨＲＱを充電器４２へ出力し、充電器４２の状態を示す状態信号ＣＨＳＴを充電器４２から受ける。そして、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、状態信号ＣＨＳＴを指令信号ＣＨＲＱと比較し、その比較結果に基づいて、指令信号ＣＨＲＱによる充電器４２の起動／停止が不可能な指令不能異常を検知する。したがって、この実施の形態によれば、ＰＭ−ＥＣＵ４８からの指令に対して充電器４２が正常に動作し得るか否かをＰＭ−ＥＣＵ４８において判別することができる。

また、この実施の形態によれば、外部電源４９の瞬断発生時、瞬断発生後の所定時間（復帰時間）だけ充電器４２の停止を示す状態信号ＣＨＳＴ（停止信号）が充電器４２からＰＭ−ＥＣＵ４８へ出力されるので、ＰＭ−ＥＣＵ４８において外部電源４９の瞬断を指令不能異常であると誤検出するのを回避することができる。より具体的には、停止信号の受信期間が上記復帰時間のとき、外部電源４９の瞬断が発生しているものと判断し、停止信号の受信期間が上記復帰時間よりも長く設定される瞬断復帰所要時間を経過したとき、充電器４２の起動を指示する指令信号ＣＨＲＱ（起動指令）による充電器４２の起動が不可能な起動不能異常と判断することができる。

また、この実施の形態によれば、外部電源４９の瞬断発生時、充電器４２の起動を指示する指令信号ＣＨＲＱ（起動指令）がＰＭ−ＥＣＵ４８から充電器４２へ継続して出力されるので、瞬断による自己停止からスムースに充電器４２が起動される。

また、この実施の形態によれば、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、充電器４２の停止を示す状態信号ＣＨＳＴ（停止信号）を受信すると、充電器４２の出力電力に基づくＦＢ制御を停止するようにしたので、充電器４２が停止しているにも拘わらずＦＢ制御が実行されることによりＦＢ制御が発散することを防止することができる。

なお、上記の実施の形態においては、充電器４２は、ハイブリッド自動車１００に搭載されるものとしたが、車両外部に設けてもよい。すなわち、たとえば車両インレット４４に接続される充電ケーブルなどに充電器４２を設ける構成としてもよい。

また、この発明が適用される電動車両の構成は、上記の各実施の形態におけるハイブリッド自動車１００の構成に限定されるものではない。たとえば、第３蓄電装置１０−３を備えない車両や、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に充電器４２が接続される車両等にも、この発明は適用可能である。

また、上記においては、動力分割装置３４によりエンジン３６の動力を分割して駆動輪３８と第１ＭＧ３２−１とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド自動車１００について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド自動車にも適用可能である。たとえば、第１ＭＧ３２−１を駆動するためにのみエンジン３６を用い、第２ＭＧ３２−２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車や、エンジン３６が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド自動車、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド自動車などにもこの発明は適用可能である。

さらに、この発明は、エンジン３６を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、電源として蓄電装置に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。

なお、上記において、ＰＭ−ＥＣＵ４８は、この発明における「充電制御装置」の一実施例に対応する。

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、上記した実施の形態の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。

１０−１〜１０−３ 蓄電装置、１１−１〜１１−３ ＳＭＲ、１２−１，１２−２ コンバータ、３０−１，３０−２ インバータ、３２−１，３２−２ ＭＧ、３４ 動力分割装置、３６ エンジン、３８ 駆動輪、４０ ＭＧ−ＥＣＵ、４２ 充電器、４４ 車両インレット、４５ リレー、４６，４７，６４，６８ 電圧センサ、４８ ＰＭ−ＥＣＵ、４９ 外部電源、５２ ＡＣ入力フィルタ、５４ 昇圧回路、５６ ＤＣ−ＤＣコンバータ、５８ コンデンサ、６０ ＤＣ出力フィルタ、６２ ダイオード、６６，７０ 電流センサ、７２ 制御回路、８０ 異常検知部、８２ ＦＢ制御部、１００ ハイブリッド自動車、ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＮＬ１，ＮＬ２ 負極線、ＭＰＬ 主正母線、ＭＮＬ 主負母線、Ｃ 平滑コンデンサ。

Claims (10)

1. 与えられる指令信号に従って起動／停止し、電源から供給される電力を電圧変換して蓄電装置を充電する充電器を備え、
   前記充電器は、当該充電器の状態を示す状態信号を出力可能であり、さらに
   前記指令信号を前記充電器へ出力し、前記状態信号を前記充電器から受ける充電制御装置を備え、
   前記充電制御装置は、前記状態信号を前記指令信号と比較し、その比較結果に基づいて、前記指令信号による前記充電器の起動／停止が不可能な指令不能異常を検知する、充電システム。
2. 前記充電器は、前記電源の電圧が瞬間的に低下する瞬断の発生時、瞬断発生後の第１の所定時間だけ当該充電器の停止を示す停止信号を前記充電制御装置へ出力する、請求項１に記載の充電システム。
3. 前記充電制御装置は、前記瞬断の発生時、前記充電器の起動を指示する起動指令信号を前記充電器へ継続して出力する、請求項２に記載の充電システム。
4. 前記充電制御装置は、前記起動指令信号が前記充電器へ出力され、かつ、前記停止信号の受信期間が前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間を経過したとき、前記起動指令信号による前記充電器の起動が不可能な起動不能異常と判定する、請求項３に記載の充電システム。
5. 前記充電制御装置は、前記充電器の出力電力に基づくフィードバック制御を実行して前記充電器へ電力指令値を出力し、
   前記充電器は、前記電力指令値に前記出力電力が一致するように動作可能であり、
   前記充電制御装置は、前記充電器から前記停止信号を受信している間、前記フィードバック制御を停止する、請求項２から請求項４のいずれかに記載の充電システム。
6. 前記充電制御装置は、前記充電器の停止を指示する停止指令信号を前記充電器へ出力し、かつ、前記充電器の起動を示す起動信号の受信期間が第３の所定時間を経過したとき、前記停止指令信号による前記充電器の停止が不可能な停止不能異常と判定する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の充電システム。
7. 走行用の電動機へ供給される電力を蓄える蓄電装置と、
   与えられる指令信号に従って起動／停止し、車両外部の電源から供給される電力を電圧変換して前記蓄電装置を充電する充電器とを備え、
   前記充電器は、当該充電器の状態を示す状態信号を出力可能であり、さらに
   前記指令信号を前記充電器へ出力し、前記状態信号を前記充電器から受ける充電制御装置を備え、
   前記充電制御装置は、前記状態信号を前記指令信号と比較し、その比較結果に基づいて、前記指令信号による前記充電器の起動／停止が不可能な指令不能異常を検知する、電動車両。
8. 充電器の起動を指示する起動指令信号を制御装置から前記充電器へ出力するステップと、
   前記充電器の起動を示す起動信号を前記充電器から前記制御装置が受信したか否かを判定するステップと、
   前記起動指令信号が前記制御装置から前記充電器へ出力されているにも拘わらず前記充電器から前記制御装置が前記起動信号を受信していないとき、電源電圧が瞬間的に低下する瞬断時の前記充電器の復帰時間よりも長く設定される第１の所定時間を経過したか否かを判定するステップと、
   前記起動指令信号が前記制御装置から前記充電器へ出力されているにも拘わらず前記充電器から前記制御装置が前記起動信号を受信していない時間が前記第１の所定時間を経過すると、前記起動指令信号による前記充電器の起動が不可能な起動不能異常と判定するステップとを備える、充電制御方法。
9. 前記起動指令信号が前記制御装置から前記充電器へ出力されているにも拘わらず前記充電器から前記制御装置が前記起動信号を受信していないとき、前記充電器の出力電力に基づくフィードバック制御を停止するステップをさらに備える、請求項８に記載の充電制御方法。
10. 前記充電器の停止を指示する停止指令信号を前記制御装置から前記充電器へ出力するステップと、
    前記起動信号を前記充電器から前記制御装置が第２の所定時間継続して受信したか否かを判定するステップと、
    前記停止指令信号が前記制御装置から前記充電器へ出力されているにも拘わらず前記充電器から前記制御装置が前記第２の所定時間継続して前記停止信号を受信すると、前記停止指令信号による前記充電器の停止が不可能な停止不能異常と判定するステップとをさらに備える、請求項８または請求項９に記載の充電制御方法。

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