JP5485413B2

JP5485413B2 - 車両

Info

Publication number: JP5485413B2
Application number: JP2012548699A
Authority: JP
Inventors: 晋一横山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2031-11-04
Also published as: CN103260933B; US20130249283A1; US9321350B2; WO2012081330A1; CN103260933A; JPWO2012081330A1

Description

この発明は、外部電源から充電可能な蓄電装置を備える車両に関する。
本願は、２０１０年１２月１４日に日本国に出願された特願２０１０−２７８５３５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、蓄電装置の電力によりモータを駆動する電気自動車等の車両において、駐車場などの車外に設けられた外部電源によって蓄電装置を充電可能なものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

日本国特開２００９−１８９１５４号公報

近年、上述した蓄電装置への急速充電が要望されており、この急速充電器にあってはＣＨＡｄｅＭＯ方式等の統一規格が提案されている。急速充電にあっては、車両側でレアショート（layer short）などの異常が発生した場合に、車両側で充電を停止させる必要がある。そのため、例えば、車両の受電口近傍に電流センサを設けて流入電流を検出し、車両側で異常を判定している。また、受電口近傍の電流センサにより検出される流入電流が全て蓄電装置の充電に供される訳ではなく、充電中に稼動するＤＣ／ＤＣコンバータや、モータインバータの前段に設けられるキャパシタの放電抵抗などにも電流が流れてしまう。そのため、蓄電装置の正確な充電状態を把握するために、何も分岐接続されていない蓄電装置の直近の接続線にも電流センサが設けられている。そのため、車両側に複数の電流センサを設ける必要があり、部品点数が増加して、コストが上昇したり、車重が増加したりしてしまうという課題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コスト上昇を抑制すると共に、軽量化を図りつつ、車両側の異常を確実に検出できる車両を提供するものである。

上記の課題を解決するために、以下を採用した。
すなわち、（１）本発明の一態様に係る車両は、接続線および蓄電装置と、外部電源から受電した電力を、前記接続線を介して前記蓄電装置に充電する外部充電システムと、前記接続線に接続された補機負荷と、前記蓄電装置への流入電流値及び流出電流値を測定する電流センサと、前記補機負荷で消費される電流値を測定する補機消費電流測定部と、前記外部電源から受電した前記電力により前記蓄電装置を充電している際に、前記電流センサの測定結果と前記補機消費電流測定部の測定結果とに基づいて前記外部電源からの前記流入電流値を推定する制御装置と、を備える。

（２）上記（１）に係る車両において、前記接続線の電圧値を測定する電圧センサと、前記蓄電装置と前記接続線との間に設けられた第１コンタクタと、前記外部電源が接続される車両側コネクタと前記接続線との間に設けられた第２コンタクタと、抵抗器と、前記抵抗器と直列接続されて前記第１コンタクタを迂回して設けられた第３コンタクタと、をさらに備え；前記制御装置が、前記外部電源から流出される前記電流の電流値の情報を受信して、この電流値と前記流入電流の推定値とのズレが所定値以上である場合に、前記第１コンタクタと前記第２コンタクタとを開放状態にすると共に、前記第３コンタクタを閉塞状態にして、前記接続線の電圧値が異常電圧か否かを判定し、異常電圧であると判定された場合には、前記異常電圧の発生原因が前記車両側にあると判定する構成を採用してもよい。

（３）上記（２）の車両において、前記制御装置が、前記接続線の電圧値が異常電圧でないと判定された場合、前記第２コンタクタおよび前記第３コンタクタを開放状態にすると共に、前記第１コンタクタを閉塞状態にして、前記電流センサの測定電流が異常電流か否かを判定し、異常電流であると判定された場合には、前記異常電流の発生原因が前記車両側にあると判定する構成を採用してもよい。

（４）上記（２）の車両において、前記制御装置が、異常が前記車両側で発生していると判定された場合に、前記第２コンタクタおよび前記第３コンタクタを開放状態にすると共に、前記第１コンタクタを閉塞状態にして、前記補機負荷を作動させて、前記接続線の電圧値が異常電圧か否かを判定し、異常電圧であると判定された場合には、前記補機負荷が異常であると判定する構成を採用してもよい。

（５）上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の態様において、前記補機消費電流測定部は、前記補機負荷の入力側に設けられた電流センサの検出結果に基づき、前記補機負荷で消費される電流値を測定する構成を採用してもよい。

（６）上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の態様において、前記補機消費電流測定部は、前記補機負荷の出力電流値と、この出力電流値と出力電圧値に基づく効率マップとに基づき、前記補機負荷で消費される電流値を測定する構成を採用してもよい。

本発明の上記（１）の態様に係る車両によれば、外部電源からの流入電流を、電流センサと補機消費電流測定部とを用いて推定することで、外部電源からの流入電流を検出する専用の電流センサを省略できる。そのため、部品点数を抑制して、コスト上昇を抑制すると共に、軽量化を図りつつ、車両側の異常を確実に検出できる効果がある。

本発明の上記（２）の態様の車両によれば、上記（１）の車両の効果に加えて、外部電源から流出される電流の電流値の情報と、流入電流の推定値とのズレが所定以上である場合に、第１コンタクタと第２コンタクタとを開放状態にして、第３コンタクタを閉塞状態にすることで、第１コンタクタと第２コンタクタとの間の接続線やこの接続線に接続された補機負荷の何れにも異常がない場合には、電圧センサによって蓄電装置の出力電圧と同等の電圧が測定される。一方、第１コンタクタと第２コンタクタとの間の接続線および、この接続線に接続された補機負荷の少なくとも何れか一方に異常がある場合、例えば、レアショートなどの異常が生じた場合には、第３コンタクタに直列接続された抵抗器が蓄電装置の出力電圧を背負うこととなるため、蓄電装置の出力電圧よりも十分に低い異常電圧が測定される。したがって、電流センサの個数を削減しつつ、車両側に異常があることを判定できる効果がある。

本発明の上記（３）の態様の車両によれば、上記（１）及び（２）の車両の効果に加えて、接続線の電圧が異常電圧ではないと判定された場合に、第２コンタクタおよび第３コンタクタを開放状態にして第１コンタクタを閉塞状態にすることで、電流センサによって例えば、補機負荷による暗電流を明らかに超える異常電流が測定された場合に、接続線の電圧が低下しないような異常が車両側に生じていると判定できる。一方、異常電流が測定されない場合には、車両側には異常がないため、外部電源側に異常があることを判定できる。したがって、電流センサの個数を削減しつつ、異常個所が車両側にあるか又は外部電源側にあるかを判定できる効果がある。

本発明の上記（４）の態様の車両によれば、上記（１）及び（２）の車両の効果に加えて、車両側で異常が発生していると判定された場合に、第２コンタクタおよび第３コンタクタを何れも開放状態にすると共に、第１コンタクタを閉塞状態にして、補機負荷を作動させることで、蓄電装置から補機負荷に電力が供給されるため、その際に、接続線の電圧降下が電圧センサにより測定された場合に、補機負荷が異常であると判定できる効果がある。

本発明の上記（５）の態様の車両によれば、少なくとも上記（１）に記載の態様の車両の効果に加えて、予め補機負荷の入力側に設けられている電流センサを有効利用して、補機消費電流測定部により補機負荷で消費される電流を測定できるため、部品点数を増加させずに、車両への流入電流を推定できる効果がある。

本発明の上記（６）の態様の車両によれば、少なくとも上記（１）に記載の態様の車両の効果に加えて、補機負荷の入力側に電流センサが設けられていない場合であっても、補機負荷の出力電流と、この出力電流および補機負荷の出力電圧の効率マップとに基づき、補機負荷で消費される電流を補機消費電流測定部で測定できるため、部品点数を増加させずに車両への流入電流を推定できる効果がある。

本発明の一実施形態における電気自動車の外部充電システムおよび急速充電器の概略構成を示す図である。同実施形態における制御装置で実行される異常判定処理のフローチャートである。プリチャージを実行した際の高圧接続線の電圧の変化を示すグラフである。高圧バッテリの電力によりＤＣ／ＤＣコンバータのみを駆動した際の高圧接続線の電圧の変化を示すグラフである。

この発明の一実施形態における車両について図面を参照しながら説明する。
図１は、この実施形態の車両である電気自動車１００の外部充電システム１０および、この外部充電システム１０へ給電する急速充電器１１を示している。
ここで、この実施形態の電気自動車１００は、駆動輪（図示せず）にギヤボックス（図示せず）等を介して駆動軸（図示せず）が接続されるＤＣブラシレスモータ等の駆動用モータ（図示せず）と、この駆動用モータへ電力を供給する高圧バッテリ１２とを備え、後述するモータインバータ１３を用いてパルス幅変調などによる駆動モータの駆動制御を行う。なお、高圧バッテリ１２は、後述するバッテリ４５の出力電圧（又は出力電圧値）（例えば、１２Ｖ）よりも出力電圧が高いことから「高圧」と称している。

急速充電器１１は、車両に搭載された高圧バッテリ１２を充電するための外部電源であり、受電した３相２００Ｖをコンバータ（ＣＯＮＶ）１４により直流変換した後、インバータ（ＩＮＶ）１５により所望の電圧で発振させて、再度、整流器１６で整流した直流電力を出力する。なお、コンバータ１４の一次側には、サーキットブレーカ１７ａが設けられる。また、インバータ１５と整流器１６との間には、絶縁トランス（Ｔｒ）１８が介在され、その一次側と２次側とが絶縁される。

急速充電器１１は、充電電圧および充電電流が調整可能に構成されている。例えば、電気自動車１００から受信される充電電圧や充電電流の指令値の情報に従って充電電圧及び充電電流を調整することで、様々な種類（仕様）の外部充電システムを備える電気自動車に対しても最適な急速充電を行うことが可能になっている。

急速充電器１１には、整流器１６の出力側で発生した地絡を検知する地絡検出装置２３が設けられ、この地絡検出装置２３によって地絡が検知された場合には、急速充電が停止されるように設定されている。この地絡検出装置２３は、整流器１６の出力側のプラス側給電線２４とマイナス側給電線２６とにそれぞれ接続され、例えば、プラス側給電線２４に流れる電流（又は電流値）とマイナス側給電線２６に流れる電流とを比較することで地絡を検出する。
なお、地絡検出装置２３は、急速充電器１１のフレームグラウンドＦＧに接続され、さらに急速充電器１１のフレームグラウンドＦＧが、接地極Ｇへ接続される。

整流器１６の出力側のプラス側給電線２４には、このプラス側給電線２４に流れる電流を計測する直流電流計２５が設けられ、プラス側給電線２４とマイナス側給電線２６との線間には、急速充電器１１の出力端子ｔ−ｔ間の電圧（又は電圧値）を計測する直流電圧計２７が設けられる。これら直流電流計２５と直流電圧計２７とによる計測結果は、電気自動車１００と通信を行う通信制御装置２０を介して電気自動車１００へ送信される。また、直流電流計２５よりも出力端子ｔ側のプラス側給電線２４には、出力端子ｔ側に向かって順方向となるダイオード２８が介装される。そして、急速充電器１１の出力端子ｔには、例えば、端部に給電コネクタ（図示せず）を具備する充電ケーブル２９が接続される。

急速充電器１１には、上述した充電用の系統とは別に、３相２００Ｖを、上述した整流器１６の出力よりも低圧な直流電力に変換（例えば、ＤＣ１２Ｖ）する直流電源１９が設けられる。この直流電源１９から出力される直流電力は、通信制御装置２０、電気自動車１００（車両）への直流電力の供給制御を行う供給装置２１、および、急速充電器１１が具備するその他補機類２２へ供給される。なお、直流電源１９の受電側には、上述した充電用の系統と同様にサーキットブレーカ１７ｂが設けられる。

電気自動車１００は、上述した急速充電器１１から供給される電力により高圧バッテリ１２を充電する外部充電システム１０を備えている。外部充電システム１０は、急速充電器１１の給電コネクタが電気的に接続可能に構成される受電コネクタ４０と、この受電コネクタ４０と高圧バッテリ１２との間を接続する一対の高圧接続線４１とを備えて構成される。

高圧接続線４１には、補機負荷であるオンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷（エアコンインバータ等）４４がそれぞれ分岐接続される。

オンボードチャージャー４２は、比較的低圧な単相１００Ｖの家庭用コンセントなどから供給される電力により高圧バッテリ１２を充電する充電装置である。このオンボードチャージャー４２による充電は、一般に、急速充電器１１による急速充電よりも充電時間が長くなる。オンボードチャージャー４２の内部回路（図示せず）には、高圧側に整流用のキャパシタ（図示せず）が設けられ、この整流用のキャパシタには、メンテナンス時の感電防止等のために放電用の抵抗器（図示せず）が並列接続される（以下、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３およびモータインバータ１３も同様）。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４３は、高圧バッテリ１２の電圧よりも低い低圧系（例えば、１２Ｖ）のバッテリ（１２ＶＢＡＴＴＥＲＹ）４５を充電したり、低圧系の負荷（１２ＶＬＯＡＤ）４６を駆動したりするために、高圧接続線４１の電圧を降圧して出力する。
モータインバータ１３は、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続したブリッジ回路を具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータ（不図示）を備えて構成される。モータインバータ１３は、後述する制御装置６０からの制御指令を受けて駆動モータの駆動および発電を制御する。なお、電気自動車１００では、外部電源からの充電のほかに、回生作動による発電時に駆動用モータから出力される電力が高圧バッテリ１２へ充電可能になっている。
その他の補機負荷４４は、例えば、カーエアコン（Ａ／Ｃ）のインバータなどの負荷である。

高圧接続線４１の高圧バッテリ１２近傍には、制御装置６０の制御指令に応じて開閉作動され、プラス側の高圧接続線４１とマイナス側の高圧接続線４１とをそれぞれ接続・切断する第１コンタクタ５０が配設される。さらに受電コネクタ４０の近傍には、第１コンタクタ５０と同様に、制御装置６０の制御指令に応じて開閉作動され、プラス側の高圧接続線４１とマイナス側の高圧接続線４１とをそれぞれ接続・切断する第２コンタクタ５１が配設される。

また、第１コンタクタ５０には、制御装置６０の制御指令に応じて開閉作動される第３コンタクタ５２がバイパスして（並列に）接続される。この第３コンタクタ５２には、電流制限用の抵抗器５３が直列接続される。この第３コンタクタ５２は、オンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４が有するキャパシタなどの容量性の構成部材をプリチャージするためのものである。第３コンタクタ５２は、例えば、高圧接続線４１へ何も電力が供給されていない状態から第１コンタクタ５０や第２コンタクタ５１が投入される直前に閉塞制御される。これにより抵抗器５３を介して高圧バッテリ１２からオンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４へ電力が供給されることとなる。なお、プリチャージが行われる際には、高圧バッテリ１２へのリターン回路を形成するために第１コンタクタ５０のマイナス側の高圧接続線４１に設けられた接点のみが閉塞制御される。

外部充電システム１０には、さらに、第１コンタクタ５０と第３コンタクタ５２とが合流接続される合流部５４の近傍の高圧接続線４１に、高圧バッテリ１２への流入電流及び流出電流（又は流入電流値及び流出電流値）を測定する電流センサ５５が取り付けられる。電流センサ５５の測定結果は、制御装置６０へ入力される。なお、電流センサ５５の取付位置は、高圧バッテリ１２への流入電流及び流出電流が測定可能であれば上記位置に限られず、例えば、マイナス側の高圧接続線４１に配置したり、第１コンタクタ５０および第３コンタクタ５２よりも高圧バッテリ１２側に配置したりしても良い。また、上述した電流センサ５５としては、非接触タイプのセンサであるカレントトランス等を用いるのが好ましい。

高圧接続線４１には、プラス側の高圧接続線４１とマイナス側の高圧接続線４１との間の電圧を測定する電圧センサ５６が取り付けられ、その測定結果が制御装置６０へ入力される。

外部充電システム１０は、急速充電中に、オンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４で消費される電流を測定する補機消費電流測定部６１を備える。

ここで、モータインバータ１３やオンボードチャージャー４２は、急速充電中に動作が停止されるようになっており、急速充電中にモータインバータ１３やオンボードチャージャー４２で消費される電流の電流値は、キャパシタ用放電抵抗に流れる電流値と略等しくなるため、補機消費電流測定部６１は、モータインバータ１３で消費される電流すなわち、モータインバータ１３へ流入する流入電流を、次式（１）で求める。
流入電流＝入力電圧／放電抵抗・・・（１）
ただし、モータインバータ１３の回路構成によっては放電抵抗に流れる電流以外に暗電流が存在する場合があるが、この場合は、流入電流＝入力電圧／放電抵抗＋暗電流とされる。なお、上述した入力電圧は、高圧接続線４１の電圧と等しい。

補機消費電流測定部６１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３で消費される電流の電流値を、上記一次側の電流センサにより求める。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３には、一般に、一次側すなわち高圧接続線４１側から流入する電流を測定する電流センサ（図示せず）が内蔵されるが、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３に一次側の電流センサが設けられていない場合には、第２の手法として、例えば、二次側すなわちＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力側の電圧（ＤＣ１２Ｖ）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力側の電流と、高圧側入力電圧と、予め不揮発性のメモリ等に記憶した下記ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の効率マップとを用いて次式（２）で求める。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３には、一般的に、出力側に電流センサ及び電圧センサが内蔵されているため、第２の手法を用いる場合は、これら出力側の電流センサと出力側の電圧センサとによって、それぞれ出力電流（又は出力電流値）と出力電圧とが測定される。

Ｉｉｎ＝Ｖｏｕｔ×Ｉｏｕｔ／（Ｅｆｆ×Ｖｉｎ）・・・（２）
ここで、「Ｉｉｎ」はＤＣ／ＤＣコンバータ４３への流入電流［Ａ］、「Ｖｏｕｔ」はＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧［Ｖ］、「Ｉｏｕｔ」はＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電流［Ａ］、「Ｅｆｆ」はＤＣ／ＤＣコンバータ４３の変換効率［％］、「Ｖｉｎ」はＤＣ／ＤＣコンバータ４３への入力電圧［Ｖ］である。

なお、補機消費電流測定部６１によってＤＣ／ＤＣコンバータ４３で消費される電流（流入電流）を算出する場合について説明したが、充電中のＤＣ／ＤＣコンバータ４３により消費される電流が、異常検知に影響がない非常に小さい値である場合（例えば、１〜２Ａ程度）には、補機負荷全体の消費電流に含まれる誤差程度として無視するか、又は、常に一定の消費電流として処理するようにしても良い。

補機消費電流測定部６１は、さらにその他の補機負荷４４で消費される電流も上述したオンボードチャージャー４２、モータインバータ１３、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３で消費される電流と同様に、エアコンインバータなどのその他の補機負荷４４で消費される電流を、例えば、放電抵抗や入力電流に基づいて求める。また、その他の補機負荷４４のうち、出力電力が予め分かっているものに対しては、出力電流、入力電流、および、下記その他の補機負荷４４の効率マップを参照して、次式（３）にて求める。

Ｉｉｎ＝Ｗｏｕｔ／（Ｅｆｆ×Ｖｉｎ）・・・（３）
ここで、「Ｉｉｎ」はその他の補機負荷４４への流入電流［Ａ］、「Ｗｏｕｔ」はその他の補機負荷４４の出力電力［Ｗ］、「Ｅｆｆ」はその他の補機負荷４４の効率［％］、「Ｖｉｎ」はその他の補機負荷４４への入力電圧［Ｖ］である。

そして、上述した補機消費電流測定部６１は、オンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４でそれぞれ消費される合計電流（以下、単に補機消費電流と称す）を求めて、補機消費電流の情報を制御装置６０へ出力する。

制御装置６０は、図示しない記憶装置に予め記憶された種々のプログラムを実行する演算装置を備えており、電流センサ等から入力された各種情報に基づいて外部充電システム１０の制御等を行う。

次に、上記電気自動車１００の制御装置６０により行われる異常判定処理について図２のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、制御装置６０は、急速充電器１１の給電コネクタが電気自動車１００の受電コネクタ４０に接続されると、プリチャージを行った後、第１コンタクタ５０と第２コンタクタ５１とを閉塞状態にすると共に、第３コンタクタ５２を開放状態にして充電を開始する（ステップＳ０１）。次いで、電流センサ５５により測定された電流と、補機消費電流測定部６１で測定された補機消費電流とを加算して、急速充電器１１から受電コネクタ４０を介して流入する流入電流を推定し、この推定された流入電流と、急速充電器１１の電流計により計測された電流とのズレが、異常を検出するために予め設定された所定電流（例えば、１２Ａ程度）よりも大きいか否かの判定を行い、所定電流よりもズレが大きいと判定された場合に異常の発生を判定する（ステップＳ０２）。

制御装置６０は、異常が発生したと判定されると、急速充電をＯＦＦ、より具体的には、第１コンタクタ５０、第２コンタクタ５１、第３コンタクタ５２を何れも開放状態に制御する（ステップＳ０３）。その後、第３コンタクタ５２を閉塞状態にしてプリチャージを行い、電圧センサ５６により測定された電圧が、異常を検出するために予め設定された所定電圧よりも低いか否かを判定する（ステップＳ０４）。ここで、図３は、縦軸を電圧センサ５６により測定された電圧、横軸をプリチャージ開始からの時間としたグラフであって、例えば、車両側の高圧系統にレアショートなどの異常が生じている場合（図３中、実線で示す）には、電圧が上昇せずに（異常電圧上昇）、正常時（図３中、破線で示す）よりも低い電圧となる。

上記判定の結果、所定電圧よりも低くないと判定された場合には（ステップＳ０４でＮｏ）、第２コンタクタ５１と第３コンタクタ５２とを開放状態にすると共に、第１コンタクタ５０を閉塞状態に制御して、電流センサ５５による電流が、異常電流を判定するために予め設定された所定電流よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ０５）。この判定の結果、所定電流よりも大きくないと判定された場合は（ステップＳ０５でＮｏ）、充電器側の異常と判定して（ステップＳ０６）、急速充電器１１の異常のランプ表示などを行い（ステップＳ１２）上述した一連の処理を一旦終了する。なお、この異常判定処理では、第２コンタクタ５１の受電コネクタ４０側から急速充電器１１側を充電器側とし、第２コンタクタ５１から高圧バッテリ１２側を車両側としている。

一方、上記判定の結果、所定電圧よりも低いと判定された場合（ステップＳ０４でＹｅｓ）および、所定電流よりも大きいと判定された場合は（ステップＳ０５でＹｅｓ）は、車両側にレアショートなどの異常が発生していると判定する（ステップＳ０７）。
次いで、車両側の異常個所をチェックするべく、第２コンタクタ５１と第３コンタクタ５２とを開放状態にすると共に、第１コンタクタ５０を閉塞状態にして、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の駆動を開始（ＯＦＦ→ＯＮ）にする。この際、電流センサ５５の測定結果により所定電流よりも大きな過大電流が流れていることが測定されたり、電圧センサ５６の測定結果により高圧接続線４１の電圧降下が発生したりしていないか否かを判定する（ステップＳ０８）。この判定の結果、過大電流が流れていたり、電圧降下が発生したりしていると判定された場合には（ステップＳ０８でＹｅｓ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３が異常であると判定して（ステップＳ１０）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の修理を促すランプ表示などを行い（ステップＳ１２）上述した一連の処理を一旦終了する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３が異常であると判定された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の駆動は停止される。

一方、上記判定の結果、過大電流が流れておらず、且つ、電圧降下が発生していないと判定された場合には（ステップＳ０８でＮｏ）、モータインバータ１３やその他の補機負荷４４についてもＤＣ／ＤＣコンバータ４３と同様に、一つずつ駆動させて、過大電流や電圧降下が発生しているか否かの判定を行う（ステップＳ０９）。過大電流が流れていたり、電圧降下が発生したりしていると判定された場合には（ステップＳ０９でＹｅｓ）、駆動中のモータインバータ１３や補機に異常があると判定して（ステップＳ１１）、その修理を促すランプ表示などを行い（ステップＳ１２）上述した一連の処理を一旦終了する。なお、ステップＳ０９の判定によってモータインバータ１３やその他の補機負荷４４の何れにも異常が判定されない場合には、単に異常が発生している旨のランプ表示などが行われる（ステップＳ１２）。

ここで、図４は、縦軸を電圧センサ５６により測定された電圧、横軸を時間としたグラフであって、第２コンタクタ５１および第３コンタクタ５２を開放状態にするとともに、第１コンタクタ５０を閉塞状態にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３を駆動させた場合の高圧接続線４１の線間電圧の変化を示しており、駆動中にだけＤＣ／ＤＣコンバータ４３にレアショートなどの異常が生じる場合には、正常時の電圧（図４中、破線で示す）に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３を駆動することで、電圧が垂下して（図４中、実線で示す）、正常時よりも電圧が低くなる。

したがって、上述した実施形態の電気車両によれば、急速充電器１１からの流入電流を、電流センサ５５と補機消費電流測定部６１とを用いて推定することで、急速充電器１１からの流入電流を検出する専用の電流センサを省略できる。そのため、部品点数を抑制して、コスト上昇を抑制すると共に、軽量化を図りつつ、車両側の異常を確実に検出できる。

また、急速充電器１１から流出する電流の電流値の情報と、流入電流の推定値とのズレが所定以上である場合に、第１コンタクタ５０と第２コンタクタ５１とを開放状態にして、第３コンタクタ５２を閉塞状態にすることで、第１コンタクタ５０と第２コンタクタ５１との間の高圧接続線４１やこの高圧接続線４１に接続された補機負荷の何れにも異常がない場合には、電圧センサ５６によって高圧バッテリ１２の出力電圧と同等の電圧が測定される。一方、第１コンタクタ５０と第２コンタクタ５１との間の高圧接続線４１および、この高圧接続線４１に接続された補機負荷の少なくとも何れか一方に異常がある場合、例えば、レアショートが生じている場合には、第３コンタクタ５２に直列接続された抵抗器５３が高圧バッテリ１２の出力電圧を背負い、異常電圧として高圧バッテリ１２の出力電圧よりも十分に低い電圧が電圧センサ５６によって測定されるため、電流センサの個数を削減しつつ、車両側に異常があることを判定できる。

さらに、高圧接続線４１の電圧が異常電圧ではないと判定された場合に、第２コンタクタ５１と第３コンタクタ５２とを開放状態にして第１コンタクタ５０を閉塞状態にして、高圧接続線４１の電圧が低下しない異常が生じている場合に、電流センサ５５によって例えば、オンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４による暗電流を明らかに超える異常電流が測定された場合に、車両側に異常があると判定できる。一方、異常電流が測定されない場合には、車両側には異常がないため、急速充電器１１側に異常があると判定でき、この結果、電流センサの個数を削減しつつ、異常個所が車両側にあるか又は急速充電器１１側にあるかを判定できる。

車両側で異常が発生していると判定された場合に、第２コンタクタ５１および第３コンタクタ５２を何れも開放状態にすると共に、第１コンタクタ５０を閉塞状態にして、オンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４を作動させることで、高圧バッテリ１２からオンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４に電力が供給され、その際に、電圧センサ５６による高圧接続線４１の電圧降下が測定された場合に、オンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４の何れかが異常であると判定できる。

さらに、予めオンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４の入力側に設けられている電流センサを有効利用してオンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４で消費される電流を測定できるため、部品点数を増加させずに、車両への流入電流を推定できる。

また、オンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４の入力側にそれぞれ電流センサが設けられていない場合であっても、オンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４の各出力電流と、各出力電流および各出力電圧による効率マップとに基づき、補機負荷で消費される電流を測定できるため、部品点数を増加させずに車両への流入電流を推定できる。

なお、この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
上述した実施形態の電気自動車１００では、高圧接続線４１に分岐接続される補機負荷として、オンボードチャージャー４２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３、モータインバータ１３、および、その他の補機負荷４４を一例にして説明したが、これに限られず、上記以外の補機負荷を接続するようにしてもよい。

本発明によれば、外部電源からの流入電流を、電流センサと補機消費電流測定部とを用いて推定することで、外部電源からの流入電流を検出する専用の電流センサを省略できる。そのため、部品点数を抑制して、コスト上昇を抑制すると共に、軽量化を図りつつ、車両側の異常を確実に検出できる効果を得ることが可能となる。

１０外部充電システム
１１急速充電器（外部電源）
１２高圧バッテリ（蓄電装置）
４０受電コネクタ（車両側コネクタ）
４１高圧接続線（接続線）
４２オンボードチャージャー（補機負荷）
４３ＤＣ／ＤＣコンバータ（補機負荷）
４４その他の補機負荷（補機負荷）
５０第１コンタクタ
５１第２コンタクタ
５２第３コンタクタ
５３抵抗器
５５電流センサ
６１補機消費電流測定部
６０制御装置

Claims

接続線および蓄電装置と、
蓄電装置と、
外部電源から受電した電力を、前記接続線を介して前記蓄電装置に充電する外部充電システムと、
前記接続線に接続された補機負荷と、
前記蓄電装置への流入電流値及び流出電流値を測定する電流センサと、
前記補機負荷で消費される電流値を測定する補機消費電流測定部と、
前記外部電源から受電した前記電力により前記蓄電装置を充電している際に、前記電流センサの測定結果と前記補機消費電流測定部の測定結果とに基づいて前記外部電源からの前記流入電流値を推定する制御装置と、
を備えることを特徴とする車両。
前記接続線の電圧値を測定する電圧センサと、
前記蓄電装置と前記接続線との間に設けられた第１コンタクタと、
前記外部電源が接続される車両側コネクタと前記接続線との間に設けられた第２コンタクタと、
抵抗器と、
前記抵抗器と直列接続されて前記第１コンタクタを迂回して設けられた第３コンタクタと、
をさらに備え、
前記制御装置が、
前記外部電源から流出される電流の電流値の情報を受信して、この電流値と前記流入電流の推定値とのズレが所定値以上である場合に、前記第１コンタクタと前記第２コンタクタとを開放状態にすると共に、前記第３コンタクタを閉塞状態にして、前記接続線の電圧値が異常電圧か否かを判定し、異常電圧であると判定された場合には、前記異常電圧の発生原因が前記車両側にあると判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両。
前記制御装置が、
前記接続線の電圧値が異常電圧でないと判定された場合、前記第２コンタクタおよび前記第３コンタクタを開放状態にすると共に、前記第１コンタクタを閉塞状態にして、前記電流センサの測定電流が異常電流か否かを判定し、異常電流であると判定された場合には、前記異常電流の発生原因が前記車両側にあると判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両。
前記制御装置が、
異常が前記車両側で発生していると判定された場合に、前記第２コンタクタおよび前記第３コンタクタを開放状態にすると共に、前記第１コンタクタを閉塞状態にして、前記補機負荷を作動させて、前記接続線の電圧値が異常電圧か否かを判定し、異常電圧であると判定された場合には、前記補機負荷が異常であると判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両。
前記補機消費電流測定部が、前記補機負荷の入力側に設けられた電流センサの測定結果に基づき、前記補機負荷で消費される電流値を測定する、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両。
前記補機消費電流測定部は、前記補機負荷の出力電流値と、この出力電流値と出力電圧値に基づく効率マップとに基づき、前記補機負荷で消費される電流値を測定する、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両。