JP5419290B2

JP5419290B2 - Charger

Info

Publication number: JP5419290B2
Application number: JP2010163517A
Authority: JP
Inventors: 吉亮笠島
Original assignee: Nichicon Corp
Current assignee: Nichicon Corp
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2030-07-21
Also published as: JP2012029386A

Description

本発明は、充電器に関し、特に、電気自動車等の電動車に搭載されたバッテリーを充電する充電器に関する。 The present invention relates to a charger, and more particularly to a charger for charging a battery mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle.

従来の充電器として、スイッチングレギュレータを備えたものが知られている（例えば、特許文献１または２参照）。
これらの充電器では、交流電源から供給された交流の入力電流が、スイッチングレギュレータにより直流の出力電流に整流されてバッテリーに供給される。
なお、これらの充電器では、短時間で充電を終了させるために最大の出力電流をバッテリーに供給しようとしているが、スイッチングレギュレータに入力できる入力電流には上限（許容入力電流）があるため、入力電流がこの許容入力電流を超えないように、出力電圧の増加に応じて出力電流を低減させている。 As a conventional charger, one having a switching regulator is known (see, for example, Patent Document 1 or 2).
In these chargers, an AC input current supplied from an AC power supply is rectified to a DC output current by a switching regulator and supplied to a battery.
These chargers try to supply the maximum output current to the battery to finish charging in a short time, but the input current that can be input to the switching regulator has an upper limit (allowable input current). The output current is reduced as the output voltage increases so that the current does not exceed the allowable input current.

また、他の充電器として、電子制御ユニットから受信した電流指令値に基づいてバッテリーを充電する充電器（例えば、特許文献３参照）が知られている。
この充電器では、交流の入力電流を整流した出力電流が、バッテリーの状態等に応じて決定された電流指令値と一致するように制御されてバッテリーに供給されている。 As another charger, a charger that charges a battery based on a current command value received from an electronic control unit (for example, see Patent Document 3) is known.
In this charger, an output current obtained by rectifying an alternating input current is controlled so as to coincide with a current command value determined according to the state of the battery and the like, and is supplied to the battery.

特開２００７−２２１９９３号公報JP 2007-221993 A 特開２００７−２２１９９２号公報JP 2007-221992 A 特開平７−２３５３５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-23535

しかしながら、上記特許文献１ないし３に記載の充電器は、いずれも充電器に設けられた素子等の耐性や、バッテリーの状態等に応じて一義的に決まる出力電流でバッテリーの充電が行われるものにすぎなかった。
そのため、充電中の周囲環境の影響や充電器の状態により必要以上に出力電流が低下してしまい、バッテリーに供給できる最大の出力電力で充電を行うことができなくなり、短時間で充電を終了させることができないという問題が生じていた。 However, all of the chargers described in Patent Documents 1 to 3 are those in which the battery is charged with an output current that is uniquely determined according to the durability of the elements provided in the charger, the state of the battery, and the like. It was only.
As a result, the output current drops more than necessary due to the influence of the surrounding environment during charging and the state of the charger, making it impossible to charge with the maximum output power that can be supplied to the battery, and charging is completed in a short time. The problem of being unable to do so occurred.

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、常にバッテリーに供給できる最大の出力電力で充電を行い、短時間で充電を終了させることが可能な充電器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem is that a charger that can always be charged with the maximum output power that can be supplied to the battery and can be charged in a short time. It is to provide.

上記課題を解決するために、本発明に係る充電器は、電動車を制御する電子制御ユニットからのＣＡＮ信号によって制御され、交流の入力電力に基づいて直流の出力電力を生成し、該出力電力を用いて電動車に搭載されたバッテリーを充電する充電器であって、
パワー部とパワー部を制御する制御部とを備え、
パワー部は、入力電力を整流して直流電力を生成する第１整流部と、フルブリッジ回路、および該フルブリッジ回路を駆動するドライブ回路から構成され、直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、交流電力を整流してバッテリーに供給される出力電力を生成する第２整流部と、第１整流部に入力された入力電流および入力電圧を検出する入力センサと、第２整流部から出力された出力電流および出力電圧を検出する出力センサとを有し、
制御部は、電子制御ユニットからＣＡＮ信号を受信するとともに、ドライブ回路にドライブ信号を送信するように構成され、出力電流の目標値の候補として、ＣＡＮ信号に含まれる出力電流の指令値を第１候補値、パワー部に入力できる許容入力電流に基づいて算出した出力電流値を第２候補値、パワー部が出力できる許容出力電力に基づいて算出した出力電流値を第３候補値とし、これら候補値を含む複数の候補値から出力電流値が最小となる候補値を目標出力電流値として設定する目標出力電流値設定部と、目標出力電流値と出力センサにより検出された出力電流との差分がゼロになるようにドライブ信号を生成するドライブ信号生成部とを有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a charger according to the present invention is controlled by a CAN signal from an electronic control unit that controls an electric vehicle, generates DC output power based on AC input power, and outputs the output power. A battery charger for charging a battery mounted on an electric vehicle using
A power unit and a control unit for controlling the power unit,
The power unit includes a first rectification unit that rectifies input power to generate DC power, a full bridge circuit, and an inverter unit that converts DC power to AC power, and a drive circuit that drives the full bridge circuit; A second rectification unit that rectifies AC power to generate output power supplied to the battery, an input sensor that detects an input current and an input voltage input to the first rectification unit, and an output from the second rectification unit. An output sensor for detecting output current and output voltage,
The control unit is configured to receive the CAN signal from the electronic control unit and transmit the drive signal to the drive circuit, and sets the command value of the output current included in the CAN signal as the first target value of the output current as the first candidate for the output current. The candidate value, the output current value calculated based on the allowable input current that can be input to the power unit is set as the second candidate value, and the output current value calculated based on the allowable output power that can be output by the power unit is set as the third candidate value. A target output current value setting unit for setting a candidate value that minimizes the output current value from a plurality of candidate values including a value as a target output current value, and a difference between the target output current value and the output current detected by the output sensor And a drive signal generation unit that generates a drive signal so as to be zero.

この構成によれば、充電中の充電器を含む充電器の状態等が考慮された第１〜第３候補値を含む候補値の中から目標出力電流値が設定され、この目標出力電流値に一致する出力電流でバッテリーの充電が行われるので、常にバッテリーに供給できる最大の出力電力で充電を行うことができ、短時間で充電を終了させることができる。 According to this configuration, the target output current value is set from the candidate values including the first to third candidate values in consideration of the state of the charger including the charger being charged, and the target output current value is set to this target output current value. Since the battery is charged with the matching output current, the battery can be charged with the maximum output power that can always be supplied to the battery, and the charging can be completed in a short time.

上記第２候補値は、パワー部に入力できる許容入力電流と入力センサにより検出された入力電圧とパワー部の効率との乗算値を、出力センサにより検出された出力電圧で除算した値に基づいて算出された出力電流値とし、上記第３候補値は、パワー部が出力できる許容出力電力を出力センサにより検出された出力電圧で除算した値とすることができる。 The second candidate value is based on a value obtained by dividing the product of the allowable input current that can be input to the power unit, the input voltage detected by the input sensor, and the efficiency of the power unit by the output voltage detected by the output sensor. The calculated output current value, and the third candidate value can be a value obtained by dividing the allowable output power that can be output by the power unit by the output voltage detected by the output sensor.

上記構成における複数の候補値には、パワー部が出力できる許容出力電流値である第４候補値が含まれていることが好ましい。 The plurality of candidate values in the above configuration preferably include a fourth candidate value that is an allowable output current value that can be output by the power unit.

また、上記構成における複数の候補値には、入力電圧と入力電流との関係を示す入力電流関数に基づいて算出された出力電流値である第５候補値が含まれていることが好ましい。 The plurality of candidate values in the above configuration preferably include a fifth candidate value that is an output current value calculated based on an input current function indicating a relationship between the input voltage and the input current.

さらに、上記構成における複数の候補値には、第１整流部、インバータ部、第２整流部のうちの少なくとも１つの温度を検出する温度センサにより検出された温度と出力電流との関係を示す温度テーブルに基づいて算出される出力電流値である第６候補値が含まれていることが好ましい。 Further, the plurality of candidate values in the above configuration include a temperature indicating a relationship between the temperature detected by the temperature sensor that detects the temperature of at least one of the first rectification unit, the inverter unit, and the second rectification unit and the output current. It is preferable that a sixth candidate value that is an output current value calculated based on the table is included.

これらの構成によれば、目標出力電流値となる複数の候補値に、パワー部が出力できる許容出力電流値（第４候補値）、入力電圧に応じて入力電流の上限が規定された入力電流関数に基づく出力電流値（第５候補値）、パワー部の温度に応じて出力電流の上限が規定された温度テーブルに基づく出力電流値（第６候補値）がさらに含まれる。
このため、入力電圧の低下により入力電流が過大となって充電が停止したり、温度上昇により充電器が損傷したりするのを防ぐことができる。 According to these configurations, an input current in which an upper limit of an input current is defined according to an allowable output current value (fourth candidate value) that can be output by the power unit and a plurality of candidate values serving as target output current values and an input voltage. The output current value (fifth candidate value) based on the function and the output current value (sixth candidate value) based on the temperature table in which the upper limit of the output current is defined according to the temperature of the power unit are further included.
For this reason, it is possible to prevent the input current from becoming excessive due to the decrease in the input voltage and stopping the charging, or the charger from being damaged due to the temperature rise.

また、上記構成における制御部は、ＣＡＮ信号に含まれる出力電圧の電圧指令値と出力センサにより検出された出力電圧とを比較して、出力センサにより検出された出力電圧が電圧指令値よりも高い場合に、ドライブ信号の生成を停止させる充電条件判定部をさらに有してもよい。 Further, the control unit in the above configuration compares the voltage command value of the output voltage included in the CAN signal with the output voltage detected by the output sensor, and the output voltage detected by the output sensor is higher than the voltage command value. In this case, a charging condition determination unit that stops generation of the drive signal may be further included.

さらに、上記構成における制御部は、入力センサにより検出された入力電流または入力電圧、出力センサにより検出された出力電流または出力電圧、温度センサにより検出された温度のうちの少なくとも１つの異常を検知して、バッテリーの充電を停止させるための信号を電子制御ユニットに出力するフェイルセーフ部をさらに有してもよい。 Further, the control unit in the above configuration detects at least one abnormality among the input current or input voltage detected by the input sensor, the output current or output voltage detected by the output sensor, and the temperature detected by the temperature sensor. The battery may further include a fail-safe unit that outputs a signal for stopping the charging of the battery to the electronic control unit.

この構成によれば、フェイルセーフ部により充電器の過電流、過電圧、過温度等の異常が検知されると、バッテリーの充電が停止されるので、充電器やバッテリーが損傷するのを防ぐことができる。 According to this configuration, when an abnormality such as an overcurrent, overvoltage, or overtemperature of the charger is detected by the failsafe unit, charging of the battery is stopped, so that the charger and the battery can be prevented from being damaged. it can.

なお、本明細書における「パワー部に入力できる許容入力電流」とは、パワー部の種類や性能等、例えば、パワー部内に設けられたインバータ部等の仕様によって決まる、パワー部に入力できる最大の電流のことをいう。
このため、許容入力電流を超える電流がパワー部に入力されると、パワー部内部の素子が損傷したり、充電器の効率が極端に低下したりする。
また、本明細書における「パワー部が出力できる許容出力電流」や「パワー部が出力できる許容出力電力」等も同様のこととする。 In this specification, the “allowable input current that can be input to the power unit” means the maximum type that can be input to the power unit, which is determined by the type and performance of the power unit, for example, the specifications of the inverter unit provided in the power unit It means current.
For this reason, when a current exceeding the allowable input current is input to the power unit, an element inside the power unit is damaged or the efficiency of the charger is extremely reduced.
The same applies to “allowable output current that can be output by the power unit”, “allowable output power that can be output by the power unit”, and the like in this specification.

一方、本明細書における「最大の出力電力」、「最大の出力電流」等とは、パワー部の種類や性能等により決まるものをいうが、パワー部の状態や、周囲環境の影響により、刻一刻と変わるものである。 On the other hand, “maximum output power”, “maximum output current”, and the like in this specification are determined by the type and performance of the power unit, but are affected by the state of the power unit and the influence of the surrounding environment. It will change every moment.

本発明によれば、常にバッテリーに供給できる最大の出力電力で充電を行うことができ、短時間で充電を終了させることが可能な充電器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can charge with the maximum output electric power which can always be supplied to a battery, and can provide the charger which can complete | finish charge in a short time.

本発明に係る充電器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the charger which concerns on this invention. 本発明における第１整流部の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the 1st rectification | straightening part in this invention. 本発明におけるインバータ部および第２整流部の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the inverter part and 2nd rectification | straightening part in this invention. 本発明におけるＭＰＵ部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the MPU part in this invention. 本発明に係る充電器の充電制御アルゴリズムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the charge control algorithm of the charger which concerns on this invention. 本発明における入力電流関数（ＡＣ１００Ｖ系の場合）を示す図である。It is a figure which shows the input current function (in the case of AC100V system) in this invention. 本発明における入力電流関数（ＡＣ２００Ｖ系の場合）を示す図である。It is a figure which shows the input current function (in the case of AC200V system) in this invention. 本発明における温度テーブルを示す図である。It is a figure which shows the temperature table in this invention.

以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る充電器の好ましい実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a charger according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

［充電器を用いた充電システム全体の構成］
図１に示すように、本発明に係る充電器３を用いた充電システム１は、電子制御ユニット（ＥＶ−ＥＣＵ）２と相互に通信可能な充電器３を備え、１００Ｖ／２００Ｖ系の商用交流電源から供給された交流の入力電力に基づいて直流の出力電力を生成し、その出力電力を用いて電気自動車に搭載されたバッテリー４を充電するシステムである。 [Configuration of the entire charging system using a charger]
As shown in FIG. 1, a charging system 1 using a charger 3 according to the present invention includes a charger 3 that can communicate with an electronic control unit (EV-ECU) 2, and is a 100V / 200V commercial AC. This is a system that generates DC output power based on AC input power supplied from a power source and charges the battery 4 mounted on the electric vehicle using the output power.

充電器３は、第１整流部５、インバータ部６および第２整流部７を含むパワー部８と、ＭＰＵ部９を含む制御部１０から構成されている。
商用交流電源から供給された交流の入力電力は、第１整流部５で直流電力に整流されてインバータ部６に供給され、インバータ部６に設けられたフルブリッジ回路６２により交流電力に変換される。
そして、変換された交流電力はトランスからなる昇圧回路（不図示）で昇圧されて第２整流部７に供給された後に、第２整流部７で整流および平滑されて直流の出力電力としてバッテリー４に供給される。 The charger 3 includes a power unit 8 including a first rectification unit 5, an inverter unit 6 and a second rectification unit 7, and a control unit 10 including an MPU unit 9.
The AC input power supplied from the commercial AC power source is rectified to DC power by the first rectification unit 5 and supplied to the inverter unit 6, and is converted to AC power by the full bridge circuit 62 provided in the inverter unit 6. .
The converted AC power is boosted by a booster circuit (not shown) made of a transformer and supplied to the second rectifying unit 7, and then rectified and smoothed by the second rectifying unit 7 to be output as DC output power. To be supplied.

図２に示すように、第１整流部５は、ノイズフィルタ５１と、ダイオードブリッジ回路Ｄ_１と、アクティブフィルタ５２と、電解コンデンサＣ_１から構成されている。
第１整流部５では、商用交流電源から供給された交流の入力電力が、ノイズフィルタ５１を経由してダイオードブリッジ回路Ｄ_１で直流電力に整流された後、アクティブフィルタ５２に供給されて昇圧される。
そして、昇圧された直流電力が、電解コンデンサＣ_１で平滑されてインバータ部６に供給される。 As shown in FIG. 2, the first rectifying unit 5, the noise filter 51, a diode bridge circuit D _1, an active filter 52, and a electrolytic capacitor C _1.
In the first rectifier 5, AC input power supplied from a commercial AC power supply is rectified to DC power by the diode bridge circuit D ₁ via the noise filter 51, and then supplied to the active filter 52 to be boosted. The
Then, the boosted DC power is smoothed by the electrolytic capacitor C ₁ and supplied to the inverter unit 6.

また、第１整流部５は、力率改善用ＩＣおよび周辺回路からなる力率改善部５３と、ダイオードブリッジ回路Ｄ_１で整流された後の入力電流および入力電圧を検出する入力センサ５４と、温度検出用のサーミスタからなる温度センサ５５と、入力電力の受電信号を検出する受電信号検出回路５６と、起動スイッチＳ_１を有している。 The first rectifier unit 5, a power factor improving section 53 formed of IC and a peripheral circuit for power factor correction, the input sensor 54 for detecting an input current and input voltage after being rectified by the diode bridge circuit D _1, a temperature sensor 55 consisting of a thermistor for detecting temperature, a power receiving signal detection circuit 56 for detecting a power receiving signal input power, and a start switch S _1.

図３に示すように、インバータ部６は、パルストランス等で構成されたドライブ回路６１と、４個のＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等のスイッチ素子がフルブリッジ接続されたフルブリッジ回路６２と、温度検出用のサーミスタからなる温度センサ６３と、微小抵抗Ｒ_１に流れるフルブリッジ回路の過電流を検出する過電流保護回路６４を有している。
インバータ部６では、第１整流部５から供給された直流電力が、フルブリッジ回路６２で交流電力に変換された後、トランスＴ_１からなる昇圧回路で昇圧されて第２整流部７に供給される。ドライブ回路６１は、ＭＰＵ部９で生成されたドライブ信号に基づいて、フルブリッジ回路６２の各スイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦさせる。 As shown in FIG. 3, the inverter unit 6 includes a drive circuit 61 configured by a pulse transformer and the like, a full bridge circuit 62 in which switch elements such as four IGBTs (insulated gate bipolar transistors) are connected in a full bridge, a temperature sensor 63 consisting of a thermistor for detecting temperature, and has an overcurrent protection circuit 64 for detecting an overcurrent of the full bridge circuit flowing through the fine resistor R _1.
In the inverter unit 6, the DC power supplied from the first rectifying unit 5 is converted into AC power by the full bridge circuit 62, and then boosted by the boosting circuit including the transformer T ₁ and supplied to the second rectifying unit 7. The The drive circuit 61 turns on / off each switch element of the full bridge circuit 62 based on the drive signal generated by the MPU unit 9.

第２整流部７は、ダイオードブリッジ回路Ｄ_２と、ＬＣフィルタ７１と、ノイズフィルタ７２から構成されている。第２整流部７では、インバータ部６から供給された交流電力が、ダイオードブリッジ回路Ｄ_２で再び直流電力に変換される。そして、この直流電力は、ＬＣフィルタ７１で平滑された後にノイズフィルタ７２を経由し、直流の出力電力としてバッテリー４に供給される。 The second rectification unit 7 includes a diode bridge circuit D ₂ , an LC filter 71, and a noise filter 72. In the second rectifier 7, an AC power supplied from the inverter unit 6 is converted back to DC power by a diode bridge circuit D _2. The direct current power is smoothed by the LC filter 71 and then supplied to the battery 4 as direct current output power via the noise filter 72.

また、第２整流部７は、ノイズフィルタ７２を経由した出力電流および出力電圧を検出する出力センサ７３と、温度検出用のサーミスタからなる温度センサ７４と、出力電圧の過電圧を検出する過電圧保護回路７５と、微小抵抗Ｒ_２に流れる出力電流の過電流を検出する過電流保護回路７６とを有している。 The second rectifier 7 includes an output sensor 73 that detects an output current and an output voltage that have passed through the noise filter 72, a temperature sensor 74 that includes a thermistor for temperature detection, and an overvoltage protection circuit that detects an overvoltage of the output voltage. 75, and a overcurrent protection circuit 76 for detecting an overcurrent of the output current flowing through the small resistor R _2.

なお、入力センサ５４、出力センサ７３および温度センサ５５、６３、７４により検出された入力電流等の情報は、ＭＰＵ部９に送信されるとともに、ＭＰＵ部９の周辺に設けられたＥＥＰＲＯＭに監視情報として保存される。 Information such as input current detected by the input sensor 54, the output sensor 73, and the temperature sensors 55, 63, 74 is transmitted to the MPU unit 9 and monitored information is stored in an EEPROM provided around the MPU unit 9. Saved as

［ＭＰＵ部の構成］
図４に示すように、ＭＰＵ部９は、充電制御部９１と、フェイルセーフ部９２と、ドライブ信号生成部９３と、ＣＡＮ信号受信部９４と、ＣＡＮ信号送信部９５と、アナログ入力部９６と、デジタル入力部９７と、デジタル出力部９８と、力率制御部９９を有している。 [Configuration of MPU section]
As shown in FIG. 4, the MPU unit 9 includes a charge control unit 91, a fail safe unit 92, a drive signal generation unit 93, a CAN signal reception unit 94, a CAN signal transmission unit 95, and an analog input unit 96. , A digital input unit 97, a digital output unit 98, and a power factor control unit 99.

アナログ入力部９６には、入力センサ５４により検出された入力電流および入力電圧、出力センサ７３により検出された出力電流および出力電圧、温度センサ５５、６３、７４により検出されたパワー部８の各モジュール（第１整流部５、インバータ部６および第２整流部７）の温度等のアナログ信号が入力される。
デジタル入力部９７には、受電信号検出回路５６により検出された受電信号、過電圧保護回路７５や過電流保護回路６４、７６により検出された過電圧、過電流等に関するデジタル信号が入力される。また、ＣＡＮ信号受信部９４には、電子制御ユニット２から送信された出力電流の電流指令値、出力電圧の電圧指令値を含むＣＡＮ信号が入力される。
なお、アナログ入力部９６、デジタル入力部９７およびＣＡＮ信号受信部９４では、アナログ信号、デジタル信号およびＣＡＮ信号が、それぞれ対応する物理量をもった内部信号に変換されるが、説明の便宜上、以下、アナログ信号、デジタル信号およびＣＡＮ信号のまま説明する。 The analog input unit 96 includes an input current and an input voltage detected by the input sensor 54, an output current and an output voltage detected by the output sensor 73, and each module of the power unit 8 detected by the temperature sensors 55, 63, and 74. Analog signals such as the temperature of the (first rectifier 5, inverter 6 and second rectifier 7) are input.
The digital input unit 97 receives a digital signal related to a power reception signal detected by the power reception signal detection circuit 56, an overvoltage detected by the overvoltage protection circuit 75 and the overcurrent protection circuits 64 and 76, an overcurrent, and the like. The CAN signal receiving unit 94 receives a CAN signal including a current command value for the output current and a voltage command value for the output voltage transmitted from the electronic control unit 2.
In the analog input unit 96, the digital input unit 97, and the CAN signal receiving unit 94, the analog signal, the digital signal, and the CAN signal are converted into internal signals each having a corresponding physical quantity. The analog signal, digital signal, and CAN signal will be described as they are.

充電制御部９１は、目標出力電流値設定部９１Ａと充電条件判定部９１Ｂから構成されている。充電制御部９１には、アナログ入力部９６を経由したアナログ信号と、ＣＡＮ信号受信部９４を経由したＣＡＮ信号が入力される。 The charging control unit 91 includes a target output current value setting unit 91A and a charging condition determination unit 91B. The charging control unit 91 receives an analog signal that has passed through the analog input unit 96 and a CAN signal that has passed through the CAN signal receiving unit 94.

目標出力電流値設定部９１Ａでは、上記アナログ信号およびＣＡＮ信号に基づいて各種演算が行われ、目標出力電流値が設定される。
目標出力電流値には、６つの出力電流候補値、すなわち、ＣＡＮ信号に含まれる出力電流の電流指令値（第１候補値）と、パワー部８に入力できる許容入力電流に基づいて算出した出力電流値（第２候補値）と、パワー部８が出力できる許容出力電力に基づいて算出した出力電流値（第３候補値）と、パワー部８が出力できる許容出力電流値（第４候補値）と、入力電圧と入力電流との関係を示す入力電流関数に基づいて算出された出力電流値（第５候補値）と、温度センサ５５、６３、７４により検出された温度の最大値と出力電流との関係を示す温度テーブルに基づいて算出された出力電流値（第６候補値）のうちの最小値が設定される。
なお、第１候補値ないし第６候補値の具体的な算出方法については、後段の充電制御アルゴリズムのところで詳しく説明する。 In the target output current value setting unit 91A, various calculations are performed based on the analog signal and the CAN signal, and the target output current value is set.
The target output current value includes six output current candidate values, that is, an output calculated based on the current command value (first candidate value) of the output current included in the CAN signal and the allowable input current that can be input to the power unit 8. The output value (third candidate value) calculated based on the current value (second candidate value), the allowable output power that can be output by the power unit 8, and the allowable output current value (fourth candidate value) that can be output by the power unit 8. ), An output current value (fifth candidate value) calculated based on an input current function indicating the relationship between the input voltage and the input current, the maximum value of the temperature detected by the temperature sensors 55, 63, 74, and the output A minimum value among the output current values (sixth candidate values) calculated based on the temperature table indicating the relationship with the current is set.
A specific method for calculating the first candidate value to the sixth candidate value will be described in detail in the subsequent charging control algorithm.

充電条件判定部９１Ｂでは、上記アナログ信号およびＣＡＮ信号に基づいて充電の開始（または継続）および停止が判定される。具体的には、ＣＡＮ信号に含まれる出力電圧の電圧指令値と出力センサ７３により検出された実際の出力電圧との比較が行われ、出力センサ７３により検出された出力電圧が電圧指令値よりも高い場合に、後述するドライブ信号生成部９３でドライブ信号が生成されるのを停止させる。
一方、出力センサ７３により検出された出力電圧が電圧指令値よりも低い場合には、目標出力電流値設定部９１Ａで設定された目標出力電流値がドライブ信号生成部９３に出力される。
なお、充電を開始する場合には、充電条件判定部９１Ｂで生成された充電起動信号が、デジタル出力部９８を経由して第１整流部５に入力されることにより、起動スイッチＳ_１がＯＮされる。 The charging condition determination unit 91B determines the start (or continuation) and stop of charging based on the analog signal and the CAN signal. Specifically, the voltage command value of the output voltage included in the CAN signal is compared with the actual output voltage detected by the output sensor 73, and the output voltage detected by the output sensor 73 is greater than the voltage command value. When it is high, generation of a drive signal is stopped by a drive signal generation unit 93 described later.
On the other hand, when the output voltage detected by the output sensor 73 is lower than the voltage command value, the target output current value set by the target output current value setting unit 91A is output to the drive signal generating unit 93.
In the case of starting the charging, the charging start signal generated by the charging condition decision unit 91B is, by being inputted to the first rectifying unit 5 via the digital output section 98, start switch S ₁ is ON Is done.

ドライブ信号生成部９３では、目標出力電流値設定部９１Ａで設定された目標出力電流値と出力センサ７３により検出された出力電流とのフィードバック演算（ＰＩＤ演算）によるフィードバック制御が行われ（図５のＳＴ９参照）、目標出力電流値と出力センサ７３により検出された出力電流との差分がゼロになるように出力電流を増減させるドライブ信号が生成される。生成されたドライブ信号は、インバータ部６のドライブ回路６１に出力される。 The drive signal generator 93 performs feedback control by feedback calculation (PID calculation) between the target output current value set by the target output current value setting unit 91A and the output current detected by the output sensor 73 (FIG. 5). A drive signal for increasing or decreasing the output current is generated so that the difference between the target output current value and the output current detected by the output sensor 73 becomes zero. The generated drive signal is output to the drive circuit 61 of the inverter unit 6.

フェイルセーフ部９２は、故障診断部９２Ａと、冷却要求制御部９２Ｂから構成されている。
故障診断部９２Ａでは、アナログ入力部９６を経由したアナログ信号と、デジタル入力部９７を経由したデジタル信号と、ＣＡＮ信号受信部９４を経由したＣＡＮ信号に基づいて、入力センサ５４、出力センサ７３および温度センサ５５、６３、７４等の故障状態が検知されたり、パワー部８の各モジュールの異常電圧等が検知されたりする。
故障診断部９２Ａで検知された故障状態や、異常電圧等の情報は、ＭＰＵ部９の周辺に設けられたＲＡＭやＥＥＰＲＯＭに記憶される。また、故障診断部９２Ａで各モジュールの温度上昇が検知された場合は、冷却要求制御部９２Ｂから各モジュールの温度上昇を抑えるための冷却要求が、ＣＡＮ信号送信部９５に出力される。 The fail safe unit 92 includes a failure diagnosis unit 92A and a cooling request control unit 92B.
In the fault diagnosis unit 92A, the input sensor 54, the output sensor 73, and the digital signal are transmitted through the analog signal through the analog input unit 96, the digital signal through the digital input unit 97, and the CAN signal through the CAN signal receiving unit 94. A failure state of the temperature sensors 55, 63, 74, etc. is detected, or an abnormal voltage of each module of the power unit 8 is detected.
Information such as a failure state detected by the failure diagnosis unit 92A and an abnormal voltage is stored in a RAM or EEPROM provided around the MPU unit 9. When the failure diagnosis unit 92A detects a temperature increase of each module, the cooling request control unit 92B outputs a cooling request for suppressing the temperature increase of each module to the CAN signal transmission unit 95.

力率制御部９９では、力率を高めるために、出力センサ７３により検出された出力電圧と、入力センサ５４により検出された入力電圧に基づいて第１整流部５の力率改善部５３に出力されるドライブ信号が生成される。
なお、力率改善部５３では、そのドライブ信号に基づいてアクティブフィルタ５２を構成するスイッチ素子がＯＮ／ＯＦＦされることで、アクティブフィルタ５２から出力される直流電圧が増幅されて力率が改善される。 The power factor control unit 99 outputs the power factor to the power factor improvement unit 53 of the first rectifying unit 5 based on the output voltage detected by the output sensor 73 and the input voltage detected by the input sensor 54 in order to increase the power factor. Drive signal is generated.
In the power factor improvement unit 53, the switch element constituting the active filter 52 is turned on / off based on the drive signal, whereby the DC voltage output from the active filter 52 is amplified and the power factor is improved. The

上記のように、充電器３では、充電中のパワー部８の状態等が考慮された複数の候補値の中から目標出力電流値を設定し、ドライブ信号生成部９３で生成されたドライブ信号に基づいて、インバータ部６で出力電流と目標出力電流値を一致させることができるので、常にバッテリー４に供給できる最大の出力電力で充電を行うことができ、短時間で充電を終了させることができる。 As described above, in the charger 3, the target output current value is set from among a plurality of candidate values in consideration of the state of the power unit 8 being charged, and the like, and the drive signal generated by the drive signal generation unit 93 is set. Based on this, since the output current and the target output current value can be matched in the inverter unit 6, charging can be performed with the maximum output power that can always be supplied to the battery 4, and charging can be completed in a short time. .

［充電制御アルゴリズム］
次に、図５を参照して、本発明に係る充電器３を用いた充電システム１の充電制御アルゴリズムについて説明する。充電システム１では、バッテリー４に供給する出力電力の制御が、下記のステップで行われる。 [Charge control algorithm]
Next, a charging control algorithm of the charging system 1 using the charger 3 according to the present invention will be described with reference to FIG. In the charging system 1, output power supplied to the battery 4 is controlled in the following steps.

まず、目標出力電流値設定部９１ＡにＣＡＮ信号に含まれる出力電流の指令値が目標出力電流値の第１候補値として設定される。また、目標出力電流値設定部９１Ａで、アナログ入力部９６を経由したアナログ信号に基づいて、目標出力電流値の第２候補値ないし第６候補値が算出される（ＳＴ２〜ＳＴ６）。 First, the command value of the output current included in the CAN signal is set in the target output current value setting unit 91A as the first candidate value of the target output current value. Further, the target output current value setting unit 91A calculates the second candidate value to the sixth candidate value of the target output current value based on the analog signal via the analog input unit 96 (ST2 to ST6).

第２候補値は、パワー部８に入力できる許容入力電流に基づいて算出される。具体的には、入力センサ５４により検出された入力電圧と、パワー部８に入力できる許容入力電流（本実施形態では、１４．３Ａ）と、パワー部８の効率から出力電力が算出され（ＳＴ１）、この出力電力と、出力センサ７３により検出された出力電圧と、パワー部８の効率のバラツキ等を補正するＫ値から第１候補値が算出される（ＳＴ２）。
本実施形態におけるパワー部８の効率は、１００Ｖ系の商用交流電源を用いた場合８５％となり、２００Ｖ系の商用交流電源を用いた場合８８％となる。
また、本実施形態におけるＫ値は、入力センサ５４により検出された入力電流に応じて０．９〜１．１の間で設定される可変値である。
なお、本実施形態では、パワー部８の効率とＫ値を分けて演算しているが、ＳＴ１でＫ値を含めたパワー部８の効率を用いて演算してもよい。 The second candidate value is calculated based on the allowable input current that can be input to the power unit 8. Specifically, the output power is calculated from the input voltage detected by the input sensor 54, the allowable input current that can be input to the power unit 8 (14.3A in the present embodiment), and the efficiency of the power unit 8 (ST1). ), The first candidate value is calculated from the output power, the output voltage detected by the output sensor 73, and the K value for correcting the variation in efficiency of the power unit 8 (ST2).
The efficiency of the power unit 8 in this embodiment is 85% when a 100V commercial AC power supply is used, and is 88% when a 200V commercial AC power supply is used.
Further, the K value in the present embodiment is a variable value set between 0.9 and 1.1 according to the input current detected by the input sensor 54.
In this embodiment, the efficiency of the power unit 8 and the K value are calculated separately, but may be calculated using the efficiency of the power unit 8 including the K value in ST1.

第３候補値は、パワー部８が出力できる許容出力電力と、出力センサ７３により検出された出力電圧から算出され（ＳＴ３）、第４候補値は、パワー部８が出力できる許容出力電流から算出される（ＳＴ４）。 The third candidate value is calculated from the allowable output power that can be output by the power unit 8 and the output voltage detected by the output sensor 73 (ST3), and the fourth candidate value is calculated from the allowable output current that can be output by the power unit 8. (ST4).

第５候補値は、入力センサ５４により検出された入力電圧と、入力電流関数に基づいて算出された入力電流の上限値と、パワー部８の効率と、出力センサ７３により検出された出力電圧から算出される（ＳＴ５）。 The fifth candidate value is obtained from the input voltage detected by the input sensor 54, the upper limit value of the input current calculated based on the input current function, the efficiency of the power unit 8, and the output voltage detected by the output sensor 73. Calculated (ST5).

パワー部８には、外部環境の変化等により入力電圧が低下した場合に、入力電流が過大となってブレーカーが作動し、充電が停止してしまうのを防ぐために、入力電圧を変数とし、この入力電圧に応じて入力電流の上限値が設定される電圧リミットモードが設けられている。
入力電流関数は、この電圧リミットモードを考慮した入力電圧と入力電流の関係を示す関数である。 In the power unit 8, when the input voltage is reduced due to a change in the external environment or the like, the input voltage is used as a variable in order to prevent the input current from becoming excessive and the breaker to operate and stop charging. A voltage limit mode in which an upper limit value of the input current is set according to the input voltage is provided.
The input current function is a function indicating the relationship between the input voltage and the input current in consideration of the voltage limit mode.

図６に１００Ｖ系の商用交流電源を用いた場合の入力電流関数の一例を示す。
同図に示すように、入力電流関数に基づいて算出される入力電流は、入力電圧が９５Ｖ以上の場合、パワー部８に入力できる許容入力電流（最大電流）となり、入力電圧が９５Ｖより小さく、かつ８５Ｖ以上の場合、電圧リミットモードにより制限された電流となり、入力電圧が８５Ｖより小さい場合、ゼロ（充電停止）となる。 FIG. 6 shows an example of an input current function when a 100V commercial AC power supply is used.
As shown in the figure, the input current calculated based on the input current function is an allowable input current (maximum current) that can be input to the power unit 8 when the input voltage is 95 V or higher, and the input voltage is smaller than 95 V. If the input voltage is lower than 85V, the current is limited by the voltage limit mode.

また、図７に２００Ｖ系の商用交流電源を用いた場合の入力電流関数の一例を示す。
同図に示すように、この場合の入力電流は、入力電圧が１８２Ｖ以上の場合、パワー部８に入力できる許容入力電流（最大電流）となり、入力電圧が１８２Ｖより小さく、かつ１７２Ｖ以上の場合、電圧リミットモードにより制限された電流となり、入力電圧が１７２Ｖより小さい場合、ゼロ（充電停止）となる。 FIG. 7 shows an example of an input current function when a 200 V commercial AC power supply is used.
As shown in the figure, the input current in this case is an allowable input current (maximum current) that can be input to the power unit 8 when the input voltage is 182 V or more, and when the input voltage is smaller than 182 V and 172 V or more, The current is limited by the voltage limit mode, and when the input voltage is smaller than 172 V, it becomes zero (charge stop).

第６候補値は、温度センサ５５、６３、７４により検出された温度と出力電流との関係を示す温度テーブルに基づいて算出される（ＳＴ６）。
パワー部８には、各モジュール（第１整流部５、インバータ部６および第２整流部７）の温度が上昇した場合に、出力電流を直線的または段階的に減少させていく温度リミットモードが設けられており、これにより、パワー部８の内部損失（発熱量）が減っていくため、各モジュールの温度上昇を防ぎながらバッテリー４の充電を安全に継続することができる。 The sixth candidate value is calculated based on a temperature table indicating the relationship between the temperature detected by the temperature sensors 55, 63, and 74 and the output current (ST6).
The power unit 8 has a temperature limit mode in which the output current is decreased linearly or stepwise when the temperature of each module (the first rectification unit 5, the inverter unit 6 and the second rectification unit 7) rises. Thus, since the internal loss (heat generation amount) of the power unit 8 is reduced, charging of the battery 4 can be safely continued while preventing the temperature of each module from rising.

温度テーブルでは、この温度リミットモードが考慮されている。
図８に示すように、温度テーブルにおける出力電流は、温度センサ５５、６３、７４により検出された温度の最大値があらかじめ設定された温度（９５℃）以下の場合、パワー部８が出力できる許容出力電流（最大電流）となり、９５℃より大きく、かつ充電停止温度（１０５℃）より小さい場合、温度リミットモードにより制限された負の傾きをもつ電流となり、充電停止温度（１０５℃）以上の場合、ゼロ（充電停止）となる。 This temperature limit mode is considered in the temperature table.
As shown in FIG. 8, the output current in the temperature table is an allowable value that the power unit 8 can output when the maximum temperature detected by the temperature sensors 55, 63, 74 is equal to or lower than a preset temperature (95 ° C.). When the output current (maximum current) is greater than 95 ° C and less than the charge stop temperature (105 ° C), the current has a negative slope limited by the temperature limit mode, and the charge stop temperature (105 ° C) or higher , Zero (charge stop).

なお、上記第５候補値および第６候補値は、第１候補値ないし第４候補値に基づく出力電流をさらに制限したものであり、外部環境の変化等により入力電圧が低下した場合や、温度が上昇した場合にバッテリー４に供給できる最大の出力電流である。 The fifth candidate value and the sixth candidate value further limit the output current based on the first candidate value to the fourth candidate value. When the input voltage decreases due to a change in the external environment or the like, Is the maximum output current that can be supplied to the battery 4 when the voltage rises.

ＳＴ１〜ＳＴ６で各候補値が算出されると、目標出力電流値設定部９１Ａで、ＣＡＮ信号受信部９４に入力されたＣＡＮ信号に含まれる電流指令値（第１候補値）と、第２候補値ないし第６候補値が比較される。
第１候補値ないし第６候補値からなる６つの候補値は、それぞれ異なる条件下で算出されたバッテリー４に供給できる最大の出力電流値であり、バッテリー４に供給される出力電流がこれら６つの候補値のいずれかの値を超えると、パワー部８やバッテリー４に負担がかかってしまうおそれがある。このため、目標出力電流値設定部９１Ａでは、これら６つの候補値のうち、最小値が目標出力電流値（目標値Ａ）として設定される（ＳＴ７）。 When each candidate value is calculated in ST1 to ST6, the target output current value setting unit 91A includes the current command value (first candidate value) included in the CAN signal input to the CAN signal receiving unit 94, and the second candidate. The value through the sixth candidate value are compared.
The six candidate values including the first candidate value to the sixth candidate value are the maximum output current values that can be supplied to the battery 4 calculated under different conditions, and the output current supplied to the battery 4 is the six output current values. If any of the candidate values is exceeded, the power unit 8 and the battery 4 may be burdened. Therefore, the target output current value setting unit 91A sets the minimum value among these six candidate values as the target output current value (target value A) (ST7).

続いて、充電条件判定部９１Ｂでは、ＣＡＮ信号に含まれる出力電圧の電圧指令値と出力センサ７３により検出された実際の出力電圧との比較が行われ、充電の開始（継続）および停止が判定される（ＳＴ８）。
具体的には、出力センサ７３により検出された出力電圧が電圧指令値よりも高い場合は、充電停止と判定され、ドライブ信号生成部９３におけるドライブ信号の生成が停止させられる。
一方、出力センサ７３により検出された出力電圧が電圧指令値よりも低い場合は、充電継続と判定され、目標出力電流値設定部９１Ａで設定された目標出力電流値がドライブ信号生成部９３に出力される。 Subsequently, the charging condition determination unit 91B compares the voltage command value of the output voltage included in the CAN signal with the actual output voltage detected by the output sensor 73, and determines whether charging is started (continuation) or stopped. (ST8).
Specifically, when the output voltage detected by the output sensor 73 is higher than the voltage command value, it is determined that charging is stopped, and generation of the drive signal in the drive signal generation unit 93 is stopped.
On the other hand, when the output voltage detected by the output sensor 73 is lower than the voltage command value, it is determined that charging is continued, and the target output current value set by the target output current value setting unit 91A is output to the drive signal generation unit 93. Is done.

充電継続と判定されると、ドライブ信号生成部９３では、目標出力電流値設定部９１Ａで設定された目標出力電流値と出力センサ７３により検出された出力電流のフィードバック演算（ＰＩＤ演算）によるフィードバック制御が行われ、目標出力電流値と出力センサ７３により検出された出力電流との差分がゼロになるように出力電流を増減させるドライブ信号が生成される（ＳＴ９）。
具体的には、目標出力電流値設定部９１Ａで設定された目標出力電流値と出力センサ７３により検出された出力電流との差分から得られるエラー値に対して、比例制御（Ｐ）、積分制御（Ｉ）、微分制御（Ｄ）の演算が行われ、それぞれ加算される。
そして、この加算された値を用いて、ドライブ信号生成部９３に設けられたマルチファンクションタイマーユニット（ＭＴＵ）により２相のドライブ信号が生成される。 When it is determined that the charging is continued, the drive signal generation unit 93 performs feedback control by feedback calculation (PID calculation) of the target output current value set by the target output current value setting unit 91A and the output current detected by the output sensor 73. And a drive signal for increasing or decreasing the output current is generated so that the difference between the target output current value and the output current detected by the output sensor 73 becomes zero (ST9).
Specifically, proportional control (P) and integral control are performed on the error value obtained from the difference between the target output current value set by the target output current value setting unit 91A and the output current detected by the output sensor 73. (I) and differential control (D) are calculated and added.
Then, a two-phase drive signal is generated by a multi-function timer unit (MTU) provided in the drive signal generation unit 93 using the added value.

なお、故障診断部９２Ａで、入力センサ５４、出力センサ７３および温度センサ５５、６３、７４の故障が検知されたり、パワー部８の各モジュールの電圧異常等が検知されたりした場合、ドライブ信号生成部９３では、目標出力電流値設定部９１Ａで設定された目標出力電流値および出力センサ７３により検出された出力電流が更新されず、故障や異常が検知される前の目標出力電流値および出力電流を用いてフィードバック制御が行われる。 If the failure diagnosis unit 92A detects a failure of the input sensor 54, the output sensor 73, and the temperature sensors 55, 63, 74, or detects a voltage abnormality of each module of the power unit 8, a drive signal is generated. The unit 93 does not update the target output current value set by the target output current value setting unit 91A and the output current detected by the output sensor 73, and the target output current value and output current before a failure or abnormality is detected. Is used to perform feedback control.

上記のように、本発明に係る充電器３を用いた充電システム１によれば、第１候補値ないし第４候補値に基づいて目標出力電流値を設定することで、充電中のパワー部８の状態等を考慮して出力電流を最大にすることができる。
また、上記候補値に第５候補値および第６候補値を含めて目標出力電流値を設定することで、第１候補値ないし第４候補値で設定された出力電流を制限して安全にバッテリー４を充電することができる。 As described above, according to the charging system 1 using the charger 3 according to the present invention, by setting the target output current value based on the first candidate value to the fourth candidate value, the power unit 8 being charged The output current can be maximized in consideration of the above conditions.
In addition, by setting the target output current value including the fifth candidate value and the sixth candidate value in the candidate value, the output current set by the first candidate value to the fourth candidate value is limited and the battery is safely 4 can be charged.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment.

例えば、上記実施形態に係る充電器３では、目標出力電流値の候補値として、第１候補値ないし第６候補値の６つが含まれているが、少なくとも第１候補値ないし第３候補値が含まれていれば、常にバッテリーに供給できる最大の出力電力で充電を行うことができ、短時間で充電を終了させることができる。ただし、充電器３をより安全に動作させるためには第４候補値ないし第６候補値も必要になる。 For example, in the charger 3 according to the above-described embodiment, six candidate values of the first candidate value to the sixth candidate value are included as candidate values of the target output current value, but at least the first candidate value to the third candidate value are included. If included, charging can be performed with the maximum output power that can be supplied to the battery at all times, and charging can be completed in a short time. However, in order to operate the charger 3 more safely, the fourth to sixth candidate values are also required.

また、上記実施形態に係る充電器３では、ドライブ信号生成部９３で生成されたドライブ信号がドライブ回路６１に直接入力されているが、故障診断部９２Ａでパワー部８の各モジュールの故障や異常が検知された場合に動作するラッチ回路を経由させて、ドライブ信号生成部９３から出力されるドライブ信号をブロック可能としてもよい。 In the charger 3 according to the above embodiment, the drive signal generated by the drive signal generation unit 93 is directly input to the drive circuit 61. However, the failure diagnosis unit 92A detects a failure or abnormality of each module of the power unit 8. The drive signal output from the drive signal generation unit 93 may be blocked via a latch circuit that operates when the signal is detected.

１充電システム
２電子制御ユニット
３充電器
４バッテリー
５第１整流部
６インバータ部
７第２整流部
８パワー部
９ＭＰＵ部
１０制御部
５４入力センサ
５５温度センサ
６１ドライブ回路
６２フルブリッジ回路
６３温度センサ
７３出力センサ
７４温度センサ
９１充電制御部
９１Ａ目標出力電流値設定部
９１Ｂ充電条件判定部
９２フェイルセーフ部
９２Ａ故障診断部
９２Ｂ冷却要求制御部
９３ドライブ信号生成部
９４ＣＡＮ信号受信部
９５ＣＡＮ信号送信部
９６アナログ入力部
９７デジタル入力部
９８デジタル出力部
９９力率制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charging system 2 Electronic control unit 3 Battery charger 4 Battery 5 1st rectification part 6 Inverter part 7 2nd rectification part 8 Power part 9 MPU part 10 Control part 54 Input sensor 55 Temperature sensor 61 Drive circuit 62 Full bridge circuit 63 Temperature sensor 73 output sensor 74 temperature sensor 91 charge control unit 91A target output current value setting unit 91B charge condition determination unit 92 fail safe unit 92A failure diagnosis unit 92B cooling request control unit 93 drive signal generation unit 94 CAN signal reception unit 95 CAN signal transmission unit 96 Analog input unit 97 Digital input unit 98 Digital output unit 99 Power factor control unit

Claims

電動車を制御する電子制御ユニットからのＣＡＮ信号によって制御され、交流の入力電力に基づいて直流の出力電力を生成し、該出力電力を用いて前記電動車に搭載されたバッテリーを充電する充電器であって、
パワー部と前記パワー部を制御する制御部とを備え、
前記パワー部は、
前記入力電力を整流して直流電力を生成する第１整流部と、
フルブリッジ回路、および該フルブリッジ回路を駆動するドライブ回路から構成され、前記直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、
前記交流電力を整流して前記バッテリーに供給される前記出力電力を生成する第２整流部と、
前記第１整流部に入力された入力電流および入力電圧を検出する入力センサと、前記第２整流部から出力された出力電流および出力電圧を検出する出力センサとを有し、
前記制御部は、前記電子制御ユニットから前記ＣＡＮ信号を受信するとともに、前記ドライブ回路にドライブ信号を送信するように構成され、
前記出力電流の目標値の候補として、前記ＣＡＮ信号に含まれる前記出力電流の指令値を第１候補値、
前記パワー部に入力できる許容入力電流に基づいて算出した出力電流値を第２候補値、
前記パワー部が出力できる許容出力電力に基づいて算出した出力電流値を第３候補値とし、
これら候補値を含む複数の候補値から出力電流値が最小となる候補値を目標出力電流値として設定する目標出力電流値設定部と、
前記目標出力電流値と前記出力センサにより検出された出力電流との差分がゼロになるように前記ドライブ信号を生成するドライブ信号生成部とを有することを特徴とする充電器。 A charger that is controlled by a CAN signal from an electronic control unit that controls an electric vehicle, generates DC output power based on AC input power, and charges a battery mounted on the electric vehicle using the output power Because
A power unit and a control unit for controlling the power unit;
The power section is
A first rectifier that rectifies the input power to generate DC power;
An inverter unit configured by a full bridge circuit and a drive circuit for driving the full bridge circuit, which converts the DC power into AC power;
A second rectification unit that rectifies the AC power and generates the output power supplied to the battery;
An input sensor for detecting an input current and an input voltage input to the first rectifier, and an output sensor for detecting an output current and an output voltage output from the second rectifier;
The control unit is configured to receive the CAN signal from the electronic control unit and transmit a drive signal to the drive circuit,
As a candidate for the target value of the output current, the command value of the output current included in the CAN signal is a first candidate value,
An output current value calculated based on an allowable input current that can be input to the power unit is a second candidate value,
The output current value calculated based on the allowable output power that can be output by the power unit as a third candidate value,
A target output current value setting unit that sets, as a target output current value, a candidate value that minimizes the output current value from a plurality of candidate values including these candidate values;
A charger comprising: a drive signal generation unit configured to generate the drive signal so that a difference between the target output current value and the output current detected by the output sensor becomes zero.

前記第２候補値は、前記パワー部に入力できる許容入力電流と前記入力センサにより検出された入力電圧と前記パワー部の効率との乗算値を、前記出力センサにより検出された出力電圧で除算した値に基づいて算出された出力電流値であり、
前記第３候補値は、前記パワー部が出力できる許容出力電力を前記出力センサにより検出された出力電圧で除算した値であることを特徴とする請求項１に記載の充電器。 The second candidate value is obtained by dividing the product of the allowable input current that can be input to the power unit, the input voltage detected by the input sensor, and the efficiency of the power unit by the output voltage detected by the output sensor. Output current value calculated based on the value,
The charger according to claim 1, wherein the third candidate value is a value obtained by dividing the allowable output power that can be output by the power unit by the output voltage detected by the output sensor.

前記パワー部が出力できる許容出力電流値を第４候補値とし、前記複数の候補値に前記第４候補値が含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の充電器。 3. The charger according to claim 1, wherein an allowable output current value that can be output by the power unit is a fourth candidate value, and the fourth candidate value is included in the plurality of candidate values.

前記入力電圧と前記入力電流との関係を示す入力電流関数に基づいて算出された出力電流値を第５候補値とし、前記複数の候補値に前記第５候補値が含まれることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の充電器。 An output current value calculated based on an input current function indicating a relationship between the input voltage and the input current is set as a fifth candidate value, and the fifth candidate value is included in the plurality of candidate values. The charger according to any one of claims 1 to 3.

前記パワー部は、前記第１整流部、前記インバータ部、前記第２整流部のうちの少なくとも１つの温度を検出する温度センサをさらに含み、
前記温度センサにより検出された温度と前記出力電流との関係を示す温度テーブルに基づいて算出される出力電流値を第６候補値とし、前記複数の候補値に前記第６候補値が含まれることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の充電器。 The power unit further includes a temperature sensor that detects a temperature of at least one of the first rectification unit, the inverter unit, and the second rectification unit,
An output current value calculated based on a temperature table indicating a relationship between the temperature detected by the temperature sensor and the output current is set as a sixth candidate value, and the sixth candidate value is included in the plurality of candidate values. The charger according to any one of claims 1 to 4.

前記制御部は、前記ＣＡＮ信号に含まれる前記出力電圧の電圧指令値と前記出力センサにより検出された出力電圧とを比較して、前記出力センサにより検出された出力電圧が前記電圧指令値よりも高い場合に、前記ドライブ信号の生成を停止させる充電条件判定部をさらに有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の充電器。 The control unit compares the voltage command value of the output voltage included in the CAN signal with the output voltage detected by the output sensor, and the output voltage detected by the output sensor is greater than the voltage command value. The charger according to any one of claims 1 to 5, further comprising a charging condition determination unit that stops generation of the drive signal when the driving signal is high.

前記制御部は、前記入力センサにより検出された入力電流または入力電圧、前記出力センサにより検出された出力電流または出力電圧、前記温度センサにより検出された温度のうちの少なくとも１つの異常を検知して、前記バッテリーの充電を停止させるための信号を前記電子制御ユニットに出力するフェイルセーフ部をさらに有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の充電器。 The controller detects at least one abnormality among an input current or input voltage detected by the input sensor, an output current or output voltage detected by the output sensor, and a temperature detected by the temperature sensor. The charger according to any one of claims 1 to 6, further comprising a fail-safe unit that outputs a signal for stopping charging of the battery to the electronic control unit.