(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記診断装置は、前記インレットから外部へ電力を供給するのに用いられるコネクタが前記インレットに接続されると、前記インレットから外部への電力供給が開始される前に、前記リレーの正極および負極のうちの少なくともいずれか一方が閉じるように制御した状態で、前記リレーが溶着しているか否かを診断する、請求項1または2に記載の電気システム。
前記診断装置は、前記インレットから外部へ電力を供給するのに用いられるコネクタが前記インレットに接続されたまま前記インレットから外部への電力供給が終了すると、前記リレーの正極および負極のうちの少なくともいずれか一方が閉じるように制御した状態で、前記リレーが溶着しているか否かを診断する、請求項1または2に記載の電気システム。
前記診断装置は、前記インレットを覆う蓋部材が閉じられているときに、前記リレーの正極および負極のうちの少なくともいずれか一方が閉じるように制御した状態で、前記リレーが溶着しているか否かを診断する、請求項1または2に記載の電気システム。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
蓄電装置から車両の外部へ電力を供給(以下、単に「外部給電」とも称する)することにより、車両を非常用の電源として活用することが提案されている。このような車両では、充電ケーブルが接続されるインレットに、外部給電用の出力端子としての機能も与えられる。たとえば、蓄電装置を充電するための電力経路とは別の経路上において、DC/ACコンバータがリレーを介してインレットに接続される。リレーが溶着していると、蓄電装置の充電時にDC/ACコンバータに電流が逆流し、DC/ACコンバータが損傷し得る。これを防ぐべく、リレーが溶着した場合には、できる限り早く溶着を検出することが望ましい。一例として、リレーが使用された直後、すなわち、外部給電が終了した後にリレーが溶着したか否かが診断される。DC/ACコンバータを作動させ、かつリレーが開くように制御された状態でのインレットでの電圧に基づき、溶着を診断できる。
【0005】
しかしながら、外部給電用のコネクタがインレットから取り外された直後にインレットに充電ケーブルのコネクタが接続された場合には、充電ケーブルからインレットに電力が供給され得るため、リレーが開いていても、インレットでの電圧を検出し得る。したがって、上述した方法では溶着を診断できない。
【0006】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、外部への電力供給経路上にあるリレーの溶着を診断することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
ある実施例において、車両は、インレットを介して外部から供給された電力により蓄電装置を充電し、インレットから外部に電力を供給する。この車両の電気システムは、インレットと蓄電装置との間に設けられ、インレットに向けて電力を出力する出力器と、インレットと出力器との間に設けられたリレーと、インレットから外部への電力供給が終了すると、リレーの正極および負極の両方が開くように制御した状態で、リレーが溶着しているか否かを診断する診断装置とを備える。診断装置は、診断を実施しなかった場合、診断を実施しなかったことを記憶し、次に診断装置が起動するときに、診断を実施する。
【0008】
これにより、外部への電力供給の終了後に、外部への電力供給経路上にあるリレーの溶着を診断することができなくても、次の起動時に改めて溶着を診断することができる。
【0009】
別の実施例において、診断装置は、インレットとリレーとの間の電圧に基づきリレーが溶着しているか否かを診断する。また、診断装置は、インレットから外部への電力供給が終了した後に、充電に用いられるケーブルがインレットに接続されるとともに、インレットとリレーとの間の電圧が零より大きいと、診断を実施しない。
【0010】
これにより、リレーが溶着していなくても電圧が検出され得る場合には、溶着の診断を実施しないことによって、誤診断を防止することができる。
【0011】
さらに別の実施例において、診断装置は、インレットとリレーとの間の電圧に基づきリレーが溶着しているか否かを診断する。また、診断装置は、インレットから外部への電力供給が終了した後に、充電に用いられるケーブルがインレットに接続されるとともに、インレットとリレーとの間の電圧が零であると、診断を実施する。
【0012】
これにより、リレーが溶着していない限り電圧が検出され得ない場合には、リレーの溶着を診断できる。
【0013】
さらに別の実施例において、診断装置は、インレットから外部へ電力を供給するのに用いられるコネクタがインレットに接続されると、インレットから外部への電力供給が開始される前に、リレーの正極および負極のうちの少なくともいずれか一方が閉じるように制御した状態で、リレーが溶着しているか否かを診断する。
【0014】
これにより、外部電源から車両に電力が供給されることがないと考えられる状況下では、リレーの溶着を細かく診断できる。
【0015】
さらに別の実施例において、診断装置は、インレットから外部へ電力を供給するのに用いられるコネクタがインレットに接続されたままインレットから外部への電力供給が終了すると、リレーの正極および負極のうちの少なくともいずれか一方が閉じるように制御した状態で、リレーが溶着しているか否かを診断する。
【0016】
これにより、外部電源から車両に電力が供給されることがないと考えられる状況下では、リレーの溶着を細かく診断できる。
【0017】
さらに別の実施例において、診断装置は、インレットを覆う蓋部材が閉じられているときに、リレーの正極および負極のうちの少なくともいずれか一方が閉じるように制御した状態で、リレーが溶着しているか否かを診断する。
【0018】
これにより、外部電源から車両に電力が供給されることがないと考えられる状況下では、リレーの溶着を細かく診断できる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
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。
【0021】
図1を参照して、一例として、車両100には、充電ケーブル200および家屋300を介して商用電源500から電力が供給される。本実施の形態においては、家屋300を介して商用電源500から供給される交流電流により車両の100のバッテリ110が充電される。家屋300に設置されたバッテリ(図示せず)から供給される直流電流によりバッテリ110を充電するようにしてもよい。
【0022】
充電ケーブル200は、プラグ201、充電コネクタ202、CCIDリレー203、コントロールパイロット回路204を含む。充電ケーブル200の一端にプラグ201が設けられ、他端に充電コネクタ202が設けられる。
図1に示すように、プラグ201は家屋のコンセントに挿入され、充電コネクタ202は、車両のインレットに接続される。CCIDリレー203は、車両100に搭載されたECU(Electronic Control Unit)からの指令を受けて作動する。
【0023】
プラグ201が家屋のコンセントに挿入され、充電コネクタ202が車両100に接続され、かつCCIDリレー203が閉じた状態において、充電ケーブル200は、商用電源500から車両に電力を供給する。一例として、充電ケーブル200には、家屋300の分電盤302を介して商用電源500から電力が供給される。
【0024】
コントロールパイロット回路204は、所定の周期の矩形波信号であるパイロット信号CPLTを生成し、車両に向けて送信する。プラグ201が家屋のコンセントに挿入されると、コントロールパイロット回路204は、パイロット信号CPLTを生成する。パイロット信号CPLTは、車両へ充電ケーブル200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、車両100のECU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、車両100のECUからCCIDリレー203を遠隔操作するための信号としても使用される。より具体的には、コントロールパイロット回路204は、パイロット信号CPLTの電位変化に基づいてCCIDリレー203を制御する。
【0025】
図2を参照して、車両100について説明する。車両100は、バッテリ110と、システムメインリレー112と、PCU(Power Control Unit)120と、モータジェネレータ130と、エンジン132と、減速機140と、駆動輪150とを備える。
【0026】
バッテリ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である。バッテリ110の代わりにキャパシタを用いてもよい。
【0027】
バッテリ110は、システムメインリレー112を介してPCU120に接続される。バッテリ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、バッテリ110は、モータジェネレータ130で発電された電力を蓄える。バッテリ110の電圧はたとえば200V程度である。システムメインリレー112の開閉動作は、PM(Power Management)−ECU160により制御される。
【0028】
PCU120は、バッテリ110からの電源電圧を昇圧するためのコンバータや、コンバータにより昇圧された直流電力を、モータジェネレータ130を駆動するための交流電力に変換するためのインバータなどを含む。
【0029】
モータジェネレータ130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モータである。モータジェネレータ130の出力トルクは、減速機140を介して駆動輪150に伝達される。モータジェネレータ130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。発電電力は、PCU120によってバッテリ110の充電電力に変換される。PCU120はPM−ECU160によって制御される。
【0030】
なお、
図2においては、モータジェネレータが1つ設けられる構成が示されるが、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を複数設ける構成としてもよい。
【0031】
エンジン132は、一例として周知の内燃機関である。本実施の形態において、エンジン132は、バッテリ110の残存容量(SOC:State Of Charge)がしきい値以下になると運転される。エンジン132を運転した場合、モータジェネレータ130に発電させることができる。なお、エンジン132が搭載されていない車両に本願発明を適用してもよい。
【0032】
車両100は、さらに、充電装置170と、インレット172とを備える。充電装置170は、商用電源500からの電力によってバッテリ110を充電するための装置である。充電装置170は、商用電源500から供給される交流電力を直流電流に変換するとともに、電圧を所望の電圧に変換(昇圧、もしくは降圧)して、バッテリ110に向けて出力する。充電装置170は、インレット172に接続される。
【0033】
インレット172は、車両100の外表面に設けられる。インレット172には、充電ケーブル200の充電コネクタ202が接続される。インレット172は、プルロッド220と、圧力センサ222とを備える。インレット172に充電ケーブル200が接続されると、プルロッド220は、充電コネクタ202に形成された凹部内に入り込み、充電コネクタ202をインレット172に固定する。圧力センサ222は、プルロッド220の周面に設けられている。インレット172に接続された充電コネクタ202を使用者が引っ張ると、圧力センサ222の検出値が大きくなる。PLG−ECU162は、圧力センサ222からの検出値が所定値以上となると、プルロッド220を凹部から引き抜く。なお、充電中においては、使用者が充電コネクタ202を引き抜こうとしても、プルロッド220は、凹部から引き抜かれず、充電ケーブル202が接続された状態が維持される。したがって、インレット172は、商用電源500に、充電ケーブル200を介して接続される。
【0034】
インレット172に充電コネクタ202が接続されると、インレット172上に設けられたPISW端子173が、充電コネクタ202内の抵抗を介して接地される。その結果、PISW端子173の電位が、抵抗に応じた所定値となる。本実施の形態においては、PISW端子173の電位が所定値となったことをPLG−ECU162が検出することにより、インレット172に充電コネクタ202または後述する給電コネクタが接続されたことをPLG−ECU162が検出する。
【0035】
充電装置170とインレット172との間、すなわち充電装置170の入力側には、電圧センサ174が設けられる。電圧センサ174は、充電装置170への入力電圧を検出し、検出結果をPLG−ECU162に伝える。充電装置170はPLG−ECU162によって制御される。電圧センサ174は、後述する外部給電リレー116の溶着を診断するためにも用いられる。
【0036】
なお、PM−ECU160とPLG−ECU162とを一体的に形成してもよい。また、電圧センサ174の代わりにもしくは加えて、充電装置170への入力電流を検出する電流センサを設けてもよい。
【0037】
充電装置170とシステムメインリレー112との間には、充電リレー114が設けられる。バッテリ110の充電の際、充電リレー114が閉じられる。
【0038】
車両100は、さらに、放電装置180を備える。放電装置180は、車両100から車両100の外部の電子機器などに電力を供給するための装置である。一例として、放電装置180は、バッテリ110から放電された直流電流を交流電流に変換するとともに、電圧を所望の電圧に変換(昇圧、もしくは降圧)して、インレット172に向けて出力する。結果として、バッテリ110から放電された電力は、インレット172から車外に向けて出力される。一例として、インバータが放電装置180として用いられる。コンバータを放電装置180として用いてもよい。
【0039】
図3に示すように、インレット172に接続される給電コネクタ206を介して、車外の電気機器208に対して車両100から電力が供給される。一例として、給電コネクタ206に設けられたコンセントに電気機器208のケーブルの先端にあるプラグ210が差し込まれる。
【0040】
前述した充電コネクタ202と同様に、インレット172に給電コネクタ206が接続されると、インレット172上に設けられたPISW端子173が、給電コネクタ206の抵抗を介して接地される。その結果、PISW端子173の電位が所定値となる。
【0041】
また、給電コネクタ206にはユーザが操作可能なスイッチ205が設けられており、ユーザがスイッチ205を操作することによって、PISW端子173の電位を増減することが可能である。ユーザがスイッチ205を所定のパターン(例えば2回)操作することにより、PISW端子173の電位が2回増減すると、PLG−ECU162はインレット172に給電コネクタ206が接続されたことを検出する。インレット172に給電コネクタ206が接続されたことを前提として、放電装置180が駆動可能となる。なお、インレット172に給電コネクタ206が接続されたことを検出する方法は上記の方法に限定されない。
【0042】
放電装置180の入力側(入力端子)がシステムメインリレー112を介してバッテリ110に接続される。放電装置180の出力側(出力端子)がインレット172と電圧センサ174との間に接続される。
【0043】
電圧センサ174(ならびにインレット172)と、放電装置180との間には、外部給電リレー116が設けられる。したがって、電圧センサ174は、充電装置170と外部給電リレー116との間に接続されているともいえる。商用電源500から供給された電力によりバッテリ110を充電する場合、外部給電リレー116は開かれる。一方、バッテリ110に蓄えられた電力を車両100から外部に向けて供給する際、外部給電リレー116が閉じられる。
【0044】
充電装置170、充電リレー114、放電装置180、外部給電リレー116ならびに前述したCCIDリレー203は、PLG−ECU162により制御される。一例として、PLG−ECU162は、充電装置170、充電リレー114、放電装置180、外部給電リレー116、CCIDリレー203の夫々に指令(信号)を与えることにより、充電装置170、充電リレー114、放電装置180、外部給電リレー116、CCIDリレー203を個別に制御する。
【0045】
放電装置180は、駆動時において、放電装置180とPLG−ECU162とを接続する信号線182を介して、PLG−ECU162に信号(以下、駆動状態信号とも記載する)を送信する。したがって、PLG−ECU162は、駆動状態信号を受信することにより放電装置180が駆動したことを把握できる。また、PLG−ECU162は、駆動状態信号を受信していないことにより、放電装置180が停止していることを把握できる。
【0046】
放電装置180には、PLG−ECU162の他、PM−ECU160からも指令が与えられる。放電装置180としてのインバータのゲートを遮断する指令ならびに遮断を解除する指令がPM−ECU160から放電装置180に与えられる。
【0047】
放電装置180と外部給電リレー116との間には、車内コンセント190が接続される。車内コンセント190は、車室内に設けられたコンセントである。したがって、本実施の形態においては、給電コネクタ206がインレット172に接続されていなくても、車内コンセント190に電気機器208のプラグ210を接続することにより、車室内で電気機器208を使用することも可能である。
【0048】
上述したように、インレット172に給電コネクタ206が接続されたことを前提として、放電装置180が駆動可能となるが、インレット172に給電コネクタ206を接続しない状態では、ユーザが車内給電スイッチ192をオン操作することによって、放電装置180が駆動可能となる。
【0049】
車内コンセント190は、車内給電リレー117を介して、外部給電リレー116と放電装置180との間に接続される。ユーザが車内給電スイッチ192をオン操作することによって、車内給電リレー117が閉じられる。車内コンセント190に供給される電圧は、電圧センサ175により検出される。電圧センサ175は、後述する車内給電リレー117の溶着を診断するためにも用いられる。
【0050】
本実施の形態において、外部給電リレー116および車内給電リレー117の溶着は、一例としてPLG−ECU162により診断される。診断結果ならびに診断を実施したか否かは、PLG−ECU162内のメモリに記憶される。メモリは不揮発性および揮発性のいずれであってもよい。
【0051】
図4を参照して、外部給電時において実施される、外部給電リレー116および車内給電リレー117の溶着の診断についてさらに説明する。
【0052】
図4に示される時間T1において、給電コネクタ206がインレット172に接続されると、時間T2から時間T3までの間において、外部給電リレー116の溶着が診断される。具体的には、外部給電リレー116の正極と負極とが交互に開閉するように制御されるとともに、放電装置180が電力をインレット172に向けて出力する。この期間において電圧センサ174により電圧が検出されると、外部給電リレー116が溶着していると判定される。
【0053】
溶着が診断が終了した後、例えば溶着が検出されなければ、外部給電リレー116の正極と負極との両方が閉じるように制御されるとともに、放電装置180が電力をインレット172に向けて出力する。その結果、外部給電が開始される。
【0054】
外部給電中は、車内給電スイッチ192がオン操作されない限り、車内給電リレー117の正極と負極との両方が開くように制御される。また、外部給電中は、外部給電リレー116の開固着の診断と、車内給電リレー117の溶着とが診断される。具体的には、電圧センサ174により電圧が検出されなければ(検出された電圧が零であると)、外部給電リレー116が開状態に固着していると判定される。また、電圧センサ175により電圧が検出されると、車内給電リレー117が溶着していると判定される。
【0055】
一例として、時間T4において、給電コネクタ206がインレット172から抜かれ、外部給電が終了すると、時間T5から時間T6までの間において、外部給電リレー116の溶着が診断される。具体的には、外部給電リレー116の正極と負極の両方が開くように制御されるとともに、放電装置180が電力をインレット172に向けて出力する。この期間において電圧センサ174により電圧が検出されると、外部給電リレー116が溶着していると判定される。なお、外部給電中に使用者が給電コネクタ206を引き抜こうとすると、外部給電が停止される。この際、プルロッド220が給電コネクタ206に形成された凹部から引き抜かれ、給電コネクタ206が取り外し可能となる。
【0056】
ところで、給電コネクタ206がインレット172から抜かれた直後において、溶着の診断が完了する前に、充電コネクタ202がインレット172に差し込まれる場合がある。このような場合に充電ケーブル200を介してインレット172に電力が供給されると、電圧センサ174によって検出される電圧に基づいて外部給電リレー116の溶着を診断することができない。
【0057】
よって、
図5に示すように、給電コネクタ206がインレット172から抜かれた直後において、充電コネクタ202がインレット172に接続されるとともに、電圧センサ174によって検出される電圧VAC、すなわちインレット172と外部給電リレー116との間の電圧VACが零よりも大きいと、PLG−ECU162は、外部給電リレー116の溶着の診断を実施しない。
【0058】
PLG−ECU162は、外部給電リレー116の溶着の診断を実施しなかった場合、溶着診断を実施しなかったことをメモリに記憶する。言い換えると、溶着診断を実施したことがメモリに記憶されない。
【0059】
本実施の形態において、PLG−ECU162は、溶着診断を実施したか否かを起動時において判断するように構成されている。
図6に示すように、PLG−ECU162は、起動時において、溶着診断を実施したことがメモリに記憶されていない場合、すなわち、溶着診断を実施しなかったことがメモリに記憶されている場合、外部給電リレー116の溶着診断を実施する。具体的には、外部給電リレー116の正極と負極の両方が開くように制御されるとともに、放電装置180が電力をインレット172に向けて出力する。この期間において電圧センサ174により検出される電圧VACがしきい値(例えば零)よりも大きいと、外部給電リレー116が溶着していると判定される。
【0060】
一方、
図7に示すように、給電コネクタ206がインレット172から抜かれた直後において、充電コネクタ202がインレット172に接続されても、電圧センサ174によって検出される電圧、すなわちインレット172と外部給電リレー116との間の電圧VACが零であると、外部給電リレー116が溶着していない限り、零よりも大きい電圧は検出されない。したがって、PLG−ECU162は、外部給電リレー116の溶着診断を実施する。具体的には、外部給電リレー116の正極と負極の両方が開くように制御されるとともに、放電装置180が電力をインレット172に向けて出力する。この期間において電圧センサ174により検出される電圧VACがしきい値(例えば零)よりも大きいと、外部給電リレー116が溶着していると判定される。
【0061】
なお、
図8に示すように、給電コネクタ206がインレット172に接続されたまま外部給電が終了した場合には、外部給電リレー116の正極と負極とが交互に開閉するように制御した状態で、外部給電リレー116が溶着しているか否かを診断するようにしてもよい。また、
図9に示すように、インレット172を覆うリッド176が閉じられているときに、外部給電リレー116の正極と負極とが交互に開閉するように制御した状態で、外部給電リレー116が溶着しているか否かを診断するようにしてもよい。より具体的には、前述したように、外部給電リレー116の正極と負極とが交互に開閉するように制御されるとともに、放電装置180が電力をインレット172に向けて出力する。この期間において電圧センサ174により検出される電圧VACがしきい値(例えば零)よりも大きいと、外部給電リレー116が溶着していると判定される。
【0062】
その他、車速がしきい値よりも高いとき、すなわち車両の走行中に、外部給電リレー116の正極と負極とが交互に開閉するように制御した状態で、外部給電リレー116が溶着しているか否かを診断するようにしてもよい。
【0063】
以下、
図10を参照して、車内コンセント190を用いた給電時において実施される、外部給電リレー116および車内給電リレー117の溶着の診断についてさらに説明する。
【0064】
時間T11において、車内給電スイッチ192がオン操作されると、車内給電リレー117の正極および負極の両方が閉じるように制御されるとともに、放電装置180が電力を出力する。これにより、車内への給電が開始される。車内への給電中に、車内給電リレー117の開固着が診断される。具体的には、車内への給電中に電圧センサ175により検出される電圧が零であると、車内給電リレー117が開状態に固着していると判断される。
【0065】
時間T12において、車内給電スイッチ192がオフ操作されて車内への給電が停止された後、時間T13から時間T14までの間において、外部給電リレー116と車内給電リレー117との溶着が診断される。具体的には、外部給電リレー116の正極と負極の両方が開くように制御され、車内給電リレー117の正極と負極とが交互に開閉するように制御されるとともに、放電装置180が電力を出力する。この期間において電圧センサ174により検出される電圧VACがしきい値(例えば零)より大きいと、外部給電リレー116が溶着していると判定される。また、電圧センサ175により検出される電圧がしきい値(例えば零)より大きいと、車内給電リレー117が溶着していると判定される。