特許 5894214 電気充電装置及びその故障判断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5894214

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月23日

(54)【発明の名称】電気充電装置及びその故障判断方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20160310BHJP

   H02H 5/00 20060101ALI20160310BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 S

   H02H5/00

【請求項の数】8

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-87844(P2014-87844)

(22)【出願日】2014年4月22日

(65)【公開番号】特開2014-223007(P2014-223007A)

(43)【公開日】2014年11月27日

【審査請求日】2014年4月22日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0053862

(32)【優先日】2013年5月13日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】593121379

【氏名又は名称】エルエス産電株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＬＳＩＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100151459

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 健一

(72)【発明者】

【氏名】イ チャン チュン

【審査官】 早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−３１２３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１６６７８８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０１−２３２６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６１００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０７０１３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第５６２９８６４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０３２３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ７／００

Ｈ０２Ｈ５／００

Ｈ０１Ｈ９／３０−９／５２

Ｈ０１Ｈ３１／００−３１／３６

Ｈ０１Ｈ３３／００−３３／２６

Ｈ０１Ｈ４７／００−４７／３６

Ｇ０１Ｒ３１／００

Ｇ０１Ｒ３１／２４−３１／２５

Ｇ０１Ｒ３１／３２７−３１／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気充電装置において、
スイッチのスイッチングによって前記電気充電装置の内部に電流を流すリレーと、
前記リレーの振動を感知して加速度センシング信号を発生する加速度センサと、
前記加速度センサの加速度センシング信号の波形を分析して前記電気充電装置の故障を感知する制御部と、を含み、
前記スイッチの状態が変更される途中で前記加速度センシング信号の波形は小振動区間、大振動区間、微細振動区間を順次に含み、
前記制御部は、前記小振動区間のピーク値、前記小振動区間のピーク値から前記大振動区間のピーク値までかかる時間のうち少なくともいずれか一つのファクタに基づいて前記電気充電装置の故障を感知し、
前記制御部は、
現在の前記小振動区間のピーク値が前記リレーが正常動作中である際の前記小振動区間中でのピーク値の正常範囲の外にあるか、
現在の前記小振動区間のピーク値から前記大振動区間のピーク値までかかる時間が前記リレーが正常動作中である際の前記小振動区間中でのピーク値から前記大振動区間中でのピーク値までかかる時間の正常範囲の外にあれば前記電気充電装置の故障を感知する、電気充電装置。

【請求項2】

前記加速度センサは前記リレーに付着されて前記リレーの振動を感知する、請求項１に記載の電気充電装置。

【請求項3】

前記リレーが正常である際の前記小振動区間のピーク値の正常範囲と、前記小振動区間のピーク値から前記大振動区間のピーク値までかかる時間の正常範囲を記憶するメモリを更に含む、請求項１に記載の電気充電装置。

【請求項4】

前記制御部は前記電気充電装置の故障を感知すると、ユーザに通知するか前記電気充電装置の充電を中止する、請求項１に記載の電気充電装置。

【請求項5】

電気充電装置の故障判断方法であって、
リレーに具備されるスイッチのスイッチングによって前記電気充電装置の内部に電流を流すステップと、
加速度センサによって前記リレーの振動を感知して加速度センシング信号を発生するステップと、
前記加速度センサの加速度センシング信号の波形を分析して前記電気充電装置の故障を感知するステップと、を含み、
前記スイッチの状態が変更される途中に前記加速度センシング信号の波形は小振動区間、大振動区間、微細振動区間を順次に含み、
前記故障を感知するステップは、前記小振動区間のピーク値、前記小振動区間のピーク値から前記大振動区間のピーク値までかかる時間のうち少なくともいずれか一つのファクタに基づいて前記電気充電装置の故障を感知するステップを含み、
前記故障を感知するステップは、
現在の前記小振動区間のピーク値が前記リレーが正常動作中である際の前記小振動区間中でのピーク値の正常範囲の外にあるか、
現在の前記小振動区間のピーク値から前記大振動区間のピーク値までかかる時間が前記リレーが正常動作中である際の前記小振動区間中でのピーク値から前記大振動区間中でのピーク値までかかる時間の正常範囲の外にあれば前記電気充電装置の故障を感知する、電気充電装置の故障判断方法。

【請求項6】

前記加速度センサは前記リレーに付着されて前記リレーの振動を感知する、請求項５に記載の電気充電装置の故障判断方法。

【請求項7】

前記リレーが正常である際の前記小振動区間のピーク値の正常範囲と、前記小振動区間のピーク値から前記大振動区間のピーク値までかかる時間の正常範囲をメモリに記憶するステップを更に含む、請求項５に記載の電気充電装置の故障判断方法。

【請求項8】

前記電気充電装置の故障が感知されると、
ユーザに通知するか前記電気充電装置の充電を中止するステップを更に含む、請求項５に記載の電気充電装置の故障判断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電気充電装置及びその故障判断方法に関するものであり、より詳しくは、リレーの振動を感知して加速度センシング信号を発生し、その加速度センシング信号を受けて電気充電装置の故障を感知する故障診断が可能な車両用電気充電装置及びその故障判断方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

地球の環境汚染問題が日ごとに深刻になっている近頃、無公害エネルギーの使用は次第に重要性を増している。特に、大都市の大気汚染問題は日増しに深刻になっており、車両の排気ガスはその重量原因の一つである。このような状況で、無公害エネルギーである電気を動力源に使用するいわゆる電気車両を実用化するための研究が最近活発に進められている。電気車両は外部から電気エネルギーを供給されてそれをバッテリに充電した後、バッテリに充電された電圧で車輪と結合されたモータを介して機械的エネルギーである動力を得る。即ち、電気車両はバッテリに充電された電圧でモータを駆動させるため大容量の充電式バッテリを使用し、このような大容量の充電式バッテリを充電するための電気充電装置を具備している。

【0003】

電気充電装置は充電時間によって急速充電器と緩速充電器で分けられる。急速充電器はガソリンスタンドのように走行中に緊急に充電するための場所に設置され、充電時間は約２０分程度所要される。一方、緩速充電器は駐車場やショッピングモールなどの長時間の駐車が予想される場所に設置され、充電時間は約５時間程度必要とされる。

【0004】

このような電気充電装置はリレーを含むが、リレーは充電対象装置を充電する途中で過電流又はその他の理由でリレーが融着するなどの故障が発生する恐れがある。

【0005】

しかし、従来の電気充電装置はこのような故障を容易には発見することができない問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、電気充電装置の故障を容易に発見することができる電気充電装置及びその故障判断方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施例による電気充電装置は、スイッチのスイッチングによって前記電気充電装置の内部に電流を流すリレーと、前記リレーの振動を感知して加速度センシング信号を発生する加速度センサと、前記加速度センサの加速度センシング信号を受けて前記電気充電装置の故障を感知する制御部と、を含む。

【0008】

本発明の他の実施例によると、電気充電装置の故障判断方法であって、リレーに具備されたスイッチのスイッチングによって前記電気充電装置の内部に電流を流すステップと、加速度センサによって前記リレーの振動を感知して加速度センシング信号を発生するステップと、前記加速度センサの加速度センシング信号の波形を分析して前記電気充電装置の故障を感知するステップと、を含み、前記スイッチの状態が変更される途中で前記加速度センシング信号の波形は小振動区間、大振動区間を順次に含み、前記故障を感知するステップは、前記小振動区間のピーク値、前記大振動区間のピーク値、前記小振動区間のピーク値から前記大振動区間のピーク値までかかる時間のうち少なくともいずれか一つのファクタに基づいて前記充電装置の故障を感知するステップを含む電気充電装置の故障判断方法が提供される。

【0009】

前記加速度センサは前記リレーに付着されて前記リレーの振動を感知する。

【0010】

前記電気充電装置の故障判断方法は、前記リレーが正常である際に前記波形のファクタの正常範囲をメモリに記憶するステップを更に含む。

【0011】

前記故障を感知するステップは、現在の前記小信号区間のピーク値、大振動区間のピーク値又は前記小振動区間のピーク値から前記大振動区間のピーク値までかかる時間のうち少なくともいずれか一つのファクタを前記正常範囲と比較し、前記ファクタが前記正常範囲の外にあれば前記電気充電装置の故障を感知するステップを含む。

【0012】

前記正常範囲は前記リレーが正常動作中である際の前記小振動区間中でのピーク値の正常範囲、大振動区間中でのピーク値の正常範囲又は前記小振動区間中でのピーク値から前記大振動区間中でのピーク値までかかる時間の正常範囲のうち少なくともいずれか一つである。

【0013】

前記電気充電装置の故障判断方法は、前記電気充電装置の故障が感知されるとユーザに通知するか、前記電気充電装置の充電を中止するステップを更に含む。

【発明の効果】

【0014】

本発明の実施例によると、電気充電装置の故障を容易に発見することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例による自動車を充電中の電気充電装置を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施例によるリレー、加速度センサ及び制御部を簡略に示す図である。

【図3】本発明の実施例によるリレーの振動を波形に示す波形図である。

【図4】本発明の実施例による電気充電装置の故障判断方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下では、添付した図面を参照して、本発明の実施例について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように詳しく説明する。しかし、本発明は様々な相異なる形態に具現されてもよく、ここで説明する実施例に限定されない。そして、本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は図面から省略しており、明細書全体を通して類似した部分に対しては類似した図面符号を付けている。

【0017】

明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という場合、これは特に反対する記載がない限り他の構成要素を除外するのものではなく、他の構成要素を更に含むことを意味する。

【0018】

明細書全体において、ある部分が他の部分と「連結」されているという場合、これは「直接的に連結」されている場合だけでなく、その中に他の素子を介在して「電気的に連結」されている場合も含む。

【0019】

以下の説明で使用される構成要素に対する接尾語である「モジュール」及び「部」は明細書を容易に作成するためにのみ付与されるか混用されており、それ自体で互いに区別される意味又は役割を有しない。

【0020】

図１は、本発明の実施例による自動車を充電中の電気充電装置を示すブロック図である。
図１を参照して本発明の実施例による電気充電装置を説明する。

【0021】

本発明の実施例による電気充電装置１００はリレー１１０、加速度センサ１２０、制御部１３０又はメモリ１４０を含む。しかし、図１に示した構成要素は必須ではなく、それより多い構成要素を有するか少ない構成要素を有する電気充電装置１００が具現されてもよい。

【0022】

電気充電装置１００は電源供給装置２００から電源を供給されて電気自動車３００を充電する。本明細書では電気自動車３００を例に挙げているが、本発明はそれに限らず、電気自動車３００は電気充電が可能な機器に代替可能である。

【0023】

図２は、本発明の実施例によるリレー、加速度センサ及び制御部を簡略に示す図である。
図２を参照して本発明の実施例によるリレー、加速度センサ及び制御部を説明する。

【0024】

リレー１１０は制御部１３０のリレー状態変更制御信号を受けて電気充電装置１００に流れる電流を制御する。

【0025】

図２に示したように、リレー１１０は一つ以上のスイッチを含む。リレー状態変更制御信号の値がリレーオンに当たる場合、リレー１１０はスイッチをターンオンする。リレー状態変更制御信号の値がリレーオフに当たる場合、リレー１１０はスイッチをターンオフする。

【0026】

加速度センサ１２０は出力信号を処理して物体の加速度、振動、衝撃などの動的な力を測定する。加速度センサ１２０は物体の運動状態を詳細に感知するため自動車、汽車、船舶、飛行機などの各種輸送手段及びロボットなどに使用される。

【0027】

本発明の実施例による加速度センサ１２０はリレー１１０のスイッチの状態変更によるリレー１１０の振動を感知する。加速度センサ１２０はリレー１１０の振動を感知して加速度センシング振動を発生する。

【0028】

制御部１３０は電気充電装置１００の全般的な動作を制御する。制御部１３０は加速度センサ１２０の加速度センシング振動を受けて電気充電装置１００の故障可否を診断する。

【0029】

本発明の実施例による制御部１２０はリレー１１０のスイッチの状態変更を制御する。この際、スイッチの状態変更はターンオン状態からターンオフ状態への変更又はターンオフ状態からターンオン状態への変更を示す。

【0030】

本発明の実施例による加速度センサ１２０はリレー１１０の下端に付着されてリレー１１０の振動を感知する。しかし、加速度センサ１２０の位置はそれに限らずにリレー１１０の振動を感知可能な部分に位置してもよい。

【0031】

制御部１３０が電気充電装置１００の故障可否を診断する方法は以下のようである。制御部１３０は加速度センサ１２０の加速度センシング信号の波形を分析して電気充電装置１００の故障可否を診断する。

【0032】

図３は、本発明の実施例によるリレーの振動による加速度センシング信号の波形図である。
図３を参照してスイッチのオン／オフによるリレー１１０の振動による加速度センシング信号の波形を説明する。

【0033】

リレー１１０の振動による加速度センシング信号の波形は小振動区間４１０、大振動区間４２０、微細振動区間４３０の３つの振動区間を順次に含む。

【0034】

小振動区間４１０はリレー１１０のスイッチ状態が変更される直前に発生する。小振動区間４１０でリレー１１０のスイッチは制御部１３０のパルス信号を受けて状態変更のために動く。このときの動きによってリレー１１０は小さく振動する。

【0035】

大振動区間４２０はリレー１１０のスイッチ状態が変更される瞬間に発生する。大振動区間４１０でリレー１１０のスイッチはオン状態からオフ状態に転換されるか、オフ状態からオン状態に転換される。このときのスイッチの動きに応じて物理的な力が発生し、この力によってリレー１１０は小振動区間４１０でより大きく振動する。

【0036】

微細振動区間４３０はリレー１１０のスイッチ状態が変更された後に発生する。微細振動区間４３０でリレー１１０は大振動区間４２０で発生した物理的な力によって微細に振動する。

【0037】

制御部１３０は小振動区間４１０のピーク値Ａ１、大振動区間４２０のピーク値Ａ２、又は小振動区間４１０のピーク値Ａ１から大振動区間４２０のピーク値Ａ２までかかる時間Ｔの数値を感知する。

【0038】

制御部１３０は現在のＡ１，Ａ２及びＴ値それぞれをそれぞれのＡ１の正常範囲、Ａ２の正常範囲及びＴの正常範囲と比較する。正常範囲は電気充電装置１００が正常動作する際のＡ１，Ａ２又はＴ値の範囲を示し、メモリ１４０に記憶される。比較結果、測定されたＡ１，Ａ２及びＴ値のうちいずれか一つでも正常範囲の外にあれば、制御部１３０はそれに基づいてリレー１１０の故障発生を感知する。リレー１１０のスイッチが過電流はその他の理由で融着されるなどの故障が発生するとＡ１，Ａ２の大きさは小さくなるか大きくなり得る。また、Ｔの大きさは小さくなるか大きくなり得る。

【0039】

本発明の実施例によると、メモリ１４０は小振動区間４１０のピーク値Ａ１、大振動区間４２０のピーク値Ａ２、又は小振動区間４１０のピーク値Ａ１から大振動区間４２０のピーク値Ａ２までかかる時間Ｔの数値を記憶する。

【0040】

制御部１３０がリレー１１０の故障発生を感知すると、制御部１３０は電気充電装置１００の動作を停止するかユーザに故障発生を知らせる。

【0041】

本発明の実施例によると、制御部１３０は現在のＡ１，Ａ２又はＴ値をメモリ１４０に記憶された正常範囲と比較する。

【0042】

更に図１を参照して本発明の実施例による電気充電装置を説明する。

【0043】

メモリ１４０は制御部１３０の動作のためのプログラムを記憶し、入出力されるデータを臨時に記憶する。

【0044】

メモリ１４０は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃａｒｄ ｍｉｃｒｏ ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＳＤ又はＸＤメモリなど）、ラム（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ロム（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ，ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気メモリ、磁気ディスク、光ディスクのうち少なくとも一つのタイプの記憶媒体を含む。

【0045】

メモリ１４０は本発明の実施例による各種数値を記憶する。

【0046】

図４は、本発明の実施例による電気充電装置の故障判断方法を示すフローチャートである。
図４を参照して本発明の実施例による電気充電装置の故障判断方法を説明する。

【0047】

制御部１３０はリレー１１０の振動によるＡ１，Ａ２及びＴ値を感知する（Ｓ１０１）。
制御部１３０は感知したＡ１，Ａ２及びＴ値それぞれの値をそれぞれの正常範囲と比較する（Ｓ１０３）。

【0048】

比較結果、Ａ１，Ａ２及びＴ値が全て正常範囲内であれば、制御部１３０は電気充電装置１００が正常動作すると判断する（Ｓ１０５）。

【0049】

もし、Ａ１，Ａ２及びＴ値が全て正常範囲内でなければ、制御部１３０は電気充電装置１００が故障していると判断する（Ｓ１０７）。

【0050】

上述した電気充電装置１００は上述した実施例の構成と方法が限られて適用されるのではなく、前記実施例は多様な変形が行われるように各実施例の全部又は一部が選択的に組み合わせられて構成されてもよい。

【0051】

これまで本発明による具体的な実施例について説明したが、本発明の範囲を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能であることはもちろんである。よって、本発明の範囲は説明された実施例に限って決められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものによって決められるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】