JP5834242B2 - 電動車両用充電装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動車両用充電装置に関するものである。

近年、蓄電池式電気自動車やプラグインハイブリッド車など、電動機を動力源とする電気自動車の普及が進みつつある。一般ユーザへの電気自動車の普及に伴い、一般家庭においても電気自動車を充電するための充電設備を導入する必要があり、例えば特許文献１に開示されるような電気自動車用充電装置が提案されている。

特開２０１０−２８３９４７号公報

上記特許文献に開示された電気自動車用充電装置では、非充電時において、前面パネルに設けられた充電接続部収納部に充電コネクタが収納されるようになっている。充電接続部収納部は奥まった位置に設けられているため、周囲が暗くなると、充電接続部収納部の内側が見えにくくなり、充電接続部収納部に充電コネクタを収納する作業がやりにくいという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、周囲が暗い場合でも充電コネクタを収納する作業が容易に行える電動車両用充電装置を提供することにある。

本願の電動車両用充電装置は充電ケーブルと充電制御部と保持部と第１照射部と通信部と点灯制御部とを備えたことを特徴とする。充電ケーブルは、電動車両に着脱自在に接続される充電コネクタを有する。充電制御部は充電コネクタが接続された電動車両への充電を制御する。保持部は充電コネクタを保持し、第１照射部が保持部に光を照射する。通信部は、充電コネクタが接続された電動車両との間で充電ケーブルを介して通信を行う。点灯制御部は、電動車両との間で通信部が行った通信内容に応じて第１照射部の点灯・消灯を制御する。点灯制御部は、通信内容をもとに充電コネクタが電動車両に接続されていないことを検知すると、第１照射部を点灯させる。

この電動車両用充電装置において、保持部の外側に光を照射する第２照射部を備え、点灯制御部が、通信内容に応じて第１照射部及び第２照射部の点灯・消灯を制御することも好ましい。

この電動車両用充電装置において、保持部の周りを覆うように設けられた収納部を備え、第１照射部は、収納部の内側方向に向けて光を照射することも好ましい。尚、収納部は、収納部の外側から挿入された充電コネクタを保持部に接続可能なように、収納部の外側に保持部を臨ませた状態で保持部の周りを覆っている。

本発明によれば、周囲が暗い場合でも充電コネクタを収納する作業が容易に行える。

実施形態１の電動車両用充電装置を示し、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は第１照射部の収納部位を右側から見た断面図である。 同上の概略構成を示すブロック図である。 同上が備える第１照射部の他の配置を示し、第１照射部の収納部位を右側から見た断面図である。 実施形態２の電動車両用充電装置の使用状態を示す説明図である。 スタンド型の電動車両用充電装置の外観斜視図である。

以下に、本発明の電動車両用充電装置の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の実施形態で説明する電動車両用充電装置は、例えば一般住宅において車庫の周囲にある建物の壁に設置されて、電動車両を充電するために使用される。ここにおいて、電動車両とは、バッテリに蓄えられた電力から駆動力を得て走行するものであり、例えば電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）や燃料電池車（ＦＣＶ）などの車両のことをいう。

（実施形態１）
本願の実施形態１を図１〜図３に基づいて説明する。

図２は電動車両用充電装置（以下、充電装置と略称する。）１Ａの概略構成を示すブロック図である。この充電装置１Ａは、制御回路部２と、リレー制御回路部３と、照射回路部４と、通信部５（ＣＰＬＴ回路部５ａ及びＣＰＬＴ監視回路部５ｂからなる）と、漏電検知回路部６と、照度検知センサ回路部７と、電源回路部８を備える。充電装置１Ａは、これらの回路部２〜８を後述の充電装置本体１０に保持させて構成されている。

充電装置１Ａには、外部電源（例えば商用交流電源）から電源が供給される電源ケーブルＣＢ１と、電動車両１００に電源を供給するための充電ケーブルＣＢ２とが接続されている。電源ケーブルＣＢ１は、電圧極の２本の電線Ｌ１，Ｌ２と、接地線Ｌ３とで構成される。充電ケーブルＣＢ２は、電圧極の２本の電線Ｌ１，Ｌ２と、接地線Ｌ３と、電動車両１００が備える充電回路１０１との間で信号（所謂ＣＰＬＴ信号）を授受するための通信線Ｌ４とで構成される。尚、電源ケーブルＣＢ１の電線Ｌ１，Ｌ２及び接地線Ｌ３は、充電ケーブルＣＢ２の対応する電線Ｌ１，Ｌ２及び接地線Ｌ３に、それぞれ充電装置本体１０の内部配線を介して電気的に接続されている。また充電ケーブルＣＢ２の先端には、車両側の充電コネクタ（以下、車両側コネクタと言う。）ＣＮ２に着脱自在に接続される充電コネクタＣＮ１が接続されている。充電コネクタＣＮ１は、図１（ａ）に示すように手で把持される本体部１１０を備え、本体部１１０の先端には車両側の充電コネクタＣＮ２に着脱自在に接続される接続部１１１が設けられている。

リレー制御回路部３は、電源ケーブルＣＢ１及び充電ケーブルＣＢ２の電線Ｌ１，Ｌ１間、電源ケーブルＣＢ１及び充電ケーブルＣＢ２の電線Ｌ２，Ｌ２間にそれぞれ接点が接続されたリレーＲ１を、制御回路部２からの制御信号に基づいてオン又はオフさせる。リレーＲ１がオンになると、電動車両１００の充電回路１０１が外部電源に接続され、外部電源から充電回路１０１に電力が供給される。一方、リレーＲ１がオフになると、外部電源から電動車両１００の充電回路１０１への電力供給が遮断される。ここにおいて、制御回路部２とリレー制御回路部３とリレーＲ１とで、充電コネクタＣＮ１が接続された電動車両１００への充電を制御する充電制御部が構成される。

照射回路部４は、制御回路部２からの制御信号に基づいて、後述する第１照射部４ａを点灯又は消灯させる。

通信部５はＣＰＬＴ回路部５ａとＣＰＬＴ監視回路部５ｂとで構成される。ＣＰＬＴ回路部５ａは通信線Ｌ４に対して所定の電圧値の信号を出力する。ＣＰＬＴ監視回路部５ｂは、通信線Ｌ４の信号レベルを検出して、検出結果を制御回路部２に出力する。

ここで、充電コネクタＣＮ１が車両側コネクタＣＮ２に接続されると、ＣＰＬＴ回路部５ａからの印加電圧が、ＣＰＬＴ回路部５ａ側の内部抵抗（図示せず）と充電回路１０１の内部抵抗（図示せず）とで分圧されることによって通信線Ｌ４の信号レベルが変化する。また充電回路１０１は、動作状態に応じて通信線Ｌ４に接続された内部抵抗の抵抗値を変化させており、分圧比を変化させることで、通信線Ｌ４の信号レベルを変化させている。制御回路部２は、ＣＰＬＴ監視回路部５ｂによって検出された通信線Ｌ４の信号レベルに基づいて動作状態を判断し、動作状態に応じた制御信号をリレー制御回路部３及び照射回路部４にそれぞれ出力する。尚、充電装置１Ａと電動車両１００との間で動作状態を通知するために使用されるＣＰＬＴ信号の信号レベルは、ＳＡＥ（Society of Automotive Engineers：自動車技術者協会）規格によって規定されている。下記の表１は、ＣＰＬＴ信号の信号レベルと状態通知の内容と第１照射部４ａの制御内容とを対応付けて表示したものである。

漏電検知回路部６は、リレーＲ１よりも車両側の電路で漏電が発生した際に、電線Ｌ１，Ｌ２間に発生する不平衡電流を検出する零相変流器（図示せず）を備え、零相変流器の出力から漏電発生を検知すると、漏電検知信号を制御回路部２に出力する。制御回路部２は、漏電検知回路部６から漏電検知信号が入力されると、リレーＲ１をオフさせる制御信号をリレー制御回路部３に出力し、電動車両１００への電力供給を遮断する。

照度検知センサ回路部７は、充電装置１Ａの周囲の明るさを検出する明るさセンサ（例えばフォトダイオードなど）を有し、明るさセンサの検出結果を制御回路部２に出力する。

電源回路部８は、電源ケーブルＣＢ１を介して外部電源から電力の供給を受けて、上述した各回路部２〜７の動作電源を生成し、各回路部２〜７に動作電源を供給する。

上述した各回路部２〜８は、図１（ａ）に示すような壁取り付け型の充電装置本体１０に保持されている。尚、以下の説明では図１（ａ）に示す向き（壁２００への取付状態）において、上下左右の方向を規定することとする。

充電装置本体１０は、合成樹脂により縦長の直方体状に形成されており、適宜の方法で壁２００に固定されている。充電装置本体１０の下部には、左右方向の中央部に前側及び下側に開放された凹所からなる収納部１３が設けられている。収納部１３の奥側には、充電コネクタＣＮ１の接続部１１１が着脱自在に接続される保持部１４が設けられている。非充電時には、充電コネクタＣＮ１の接続部１１１を保持部１４に接続することによって、充電コネクタＣＮ１の先端側が収納部１３内に挿入された状態で、充電コネクタＣＮ１の一部が収納部１３に収納されている。すなわち、収納部１３は、収納部１３の外側から挿入された充電コネクタＣＮ１を保持部１４に接続可能なように、収納部１３の外側に保持部１４を臨ませた状態で保持部１４を収納しており、収納部１３の内壁によって保持部１４の周りが覆われている。

また充電装置本体１０には、収納部１３の上方位置に、収納部１３に配置された保持部１４に光を照射する第１照射部４ａが取り付けられている。第１照射部４ａは例えば発光ダイオードからなり、収納部１３の奥側に配置され、収納部１３の奥側（内側）から開口側に向かって光を照射する。

次に、充電装置１Ａの動作について説明する。電動車両１００の非充電時には充電コネクタＣＮ１は収納部１３内に挿入され、保持部１４に保持されている。充電コネクタＣＮ１が電動車両に接続されていない場合、ＣＰＬＴ回路部５ａは例えば約１２Ｖの直流電圧を通信線Ｌ４に出力しており、ＣＰＬＴ監視回路部５ｂには約１２Ｖの直流電圧が入力される。この時、制御回路部１２は、ＣＰＬＴ監視回路部５ｂの検出結果をもとに、充電コネクタＣＮ１が車両側コネクタＣＮ２に接続されていないと判断し、リレー制御回路部３にオフ制御信号を出力し、照射回路部４に点灯制御信号を出力する。これにより、リレー制御回路部３によってリレーＲ１がオフされた状態となって、電力供給が遮断され、照射回路部４によって第１照射部４ａが点灯させられる。而して、第１照射部４ａによって保持部１４に光が照射されるから、夜間など周囲が暗い場合でも保持部１４の位置が分かりやすく、また保持部１４から充電コネクタＣＮ１を取り外す際に周囲の明るさが確保されるので、取り外し作業を容易に行うことができる。

その後、ユーザが保持部１４から取り外した充電コネクタＣＮ１を車両側コネクタＣＮ２に接続すると、通信線Ｌ４の信号レベルが、ＣＰＬＴ回路部５ａ側の内部抵抗と充電回路１０１側の内部抵抗とで一定電圧を分圧した電圧（例えば約９Ｖ）に切り替わる。この時、制御回路部２は、ＣＰＬＴ監視回路部５ｂの検出結果をもとに、充電コネクタＣＮ１が電動車両１００に接続されたと判断し、第１照射部４ａを消灯させる制御信号を照射回路部４に出力する。照射回路部４は、制御回路部２からの制御信号を受けて第１照射部４ａを消灯させており、充電コネクタＣＮ１が車両側コネクタＣＮ２に接続された状態では保持部１４の照明は不要なので、無駄な電力消費を低減できる。

また車両側コネクタＣＮ２に充電コネクタＣＮ１が接続されると、充電回路１０１は、通信線Ｌ４が接続される端子に所定の電圧が発生することから、充電コネクタＣＮ１が接続されたことを検知する。そして、電動車両１００側で充電開始の操作が行われると、充電回路１０１は、通信線Ｌ４に接続された内部抵抗の抵抗値を変化させることによって、分圧比を変化させ、通信線Ｌ４の信号レベルを例えば約６Ｖに変化させる。この時、制御回路部２は、ＣＰＬＴ監視回路部５ｂの検出結果をもとに充電可能と判断し、リレーＲ１をオンさせる制御信号をリレー制御回路部３に出力する。リレー制御回路部３は、制御回路部２からの制御信号を受けてリレーＲ１をオンさせており、電動車両１００に電源が供給されて、充電回路１０１がバッテリ１０２の充電を開始する。また制御回路部２は、第１照射部４ａを消灯させる制御信号を照射回路部４に出力し、第１照射部４ａを消灯させたままとする。

その後、電動車両１００の充電が完了すると、充電回路１０１は、充電不可を通知するために、通信線Ｌ４に接続された抵抗の抵抗値を変化させることによって、分圧比を変化させ、通信線Ｌ４の信号レベルを例えば約９Ｖに変化させる。この時、制御回路部２は、ＣＰＬＴ監視回路部５ｂの検出結果をもとに充電不可と判断し、リレーＲ１をオフさせる制御信号をリレー制御回路部３に出力する。リレー制御回路部３は、制御回路部２からの制御信号を受けてリレーＲ１をオフさせており、電動車両１００への電力供給が遮断される。

電動車両１００への電力供給が遮断された後にユーザが充電コネクタＣＮ１を車両側コネクタＣＮ２から外すと、通信線Ｌ４の信号レベルは約１２Ｖの直流電圧に切り替わる。この時、制御回路部２は、ＣＰＬＴ監視回路部５ｂの検出結果をもとに充電コネクタＣＮ１が電動車両１００から外されたと判断し、第１照射部４ａを点灯させる制御信号を照射回路部４に出力する。照射回路部４は、制御回路部２からの制御信号を受けて第１照射部４ａを点灯させ、第１照射部４ａから保持部１４に光を照射させる。而して、周囲が暗い場合でも保持部１４の位置が分かりやすく、また収納部１３内に配置された保持部１４が見えやすくなるから、充電コネクタＣＮ１を保持部１４に接続する作業を容易に行うことができる。

尚、表１に示すように、ＣＰＬＴ信号の電圧レベルが０Ｖとなる場合は電力利用不可、−１２Ｖとなる場合は電力利用不可又はエラーを示している。ＣＰＬＴ監視回路部５ｂによって検出された通信線Ｌ４の信号レベルが０Ｖ又は（−１２Ｖ）であれば、制御回路部２は、リレーＲ１をオフさせる制御信号をリレー制御回路部３に出力し、照射回路部４には第１照射部４ａを点灯させる制御信号を出力する。

以上説明したように、本実施形態の電動車両用充電装置１Ａは、充電ケーブルＣＢ２と、充電制御部（本実施形態では制御回路部２とリレー制御回路部３とリレーＲ１からなる）と、保持部１４と、第１照射部４ａとを備える。充電ケーブルＣＢ２は、電動車両１００に着脱自在に接続される充電コネクタＣＮ１を有する。充電制御部は、充電コネクタＣＮ１が接続された電動車両１００への充電を制御する。保持部１４は充電コネクタＣＮ１を保持し、第１照射部４ａは保持部１４に光を照射する。

これにより、第１照射部４ａによって保持部１４に光が照射されるから、周囲が暗い場合でも充電コネクタＣＮ１を保持部１４に保持させる作業がやりやすく、作業性が向上する。

また本実施形態の電動車両用充電装置１Ａは、通信部５と、点灯制御部（本実施形態では制御回路部２及び照射回路部４からなる）とを備えている。通信部５は、充電コネクタＣＮ１が接続された電動車両１００との間で充電ケーブルＣＢ２を介して通信を行う。点灯制御部は、電動車両１００との間で通信部５が行った通信内容に応じて第１照射部４ａの点灯・消灯を制御する。

これにより、電動車両１００との通信内容に応じて第１照射部４ａの点灯・消灯が制御されるので、必要なタイミングで第１照射部４ａを点灯させることが可能になり、第１照射部４ａを常時点灯させる場合に比べて消費電力を低減できる。例えば本実施形態では、充電コネクタＣＮ１が電動車両１００に接続された状態では点灯制御部が第１照射部４ａを消灯させ、充電コネクタＣＮ１が電動車両１００に接続されていない状態では点灯制御部が第１照射部４ａを点灯させている。充電コネクタＣＮ１が電動車両１００に接続されていない状態では第１照射部４ａによって保持部１４が照明されるので、充電コネクタＣＮ１を保持部１４に保持させる作業や、充電コネクタＣＮ１を保持部１４から取り出す作業がやりやすく、作業性が向上する。また充電コネクタＣＮ１が電動車両１００に接続された状態では、充電コネクタＣＮ１を保持部１４に保持させる作業や、充電コネクタＣＮ１を保持部１４から取り出す作業が行われることがないので、第１照射部４ａを消灯させることで無駄な電力消費を低減できる。

尚、点灯制御部が第１照射部４ａの点灯・消灯を切り替える条件は上記の条件に限定されるものではなく、使用形態や利用者の要求によって適宜変更が可能である。

例えば点灯制御部は、電動車両１００との通信内容をもとに充電コネクタＣＮ１が電動車両１００から外されたことを検知すると、第１照射部４ａを点灯させるようにしてもよい。

利用者が充電コネクタＣＮ１を電動車両１００から外すと、外した充電コネクタＣＮ１を収納部１３に収納すると考えられるので、必要なタイミングで第１照射部４ａを点灯させることができる。

また点灯制御部では、例えば充電中は第１照射部４ａを消灯させ、充電が完了したタイミングで第１照射部４ａを点灯させるようにしてもよい。また点灯制御部は、充電コネクタＣＮ１が車両から外されるタイミング、又は、充電が完了したタイミングで第１照射部４ａを点灯させた後、一定時間が経過した時点で第１照射部４ａを消灯させてもよいし、充電装置１Ａに設けられた消灯スイッチ（図示せず）をユーザが操作したタイミングで第１照射部４ａを消灯させてもよい。

また本実施形態では、保持部１４の周りを覆うように収納部１３が設けられ、第１照射部４ａが収納部１３の開口側に向かって光を照射しているが、図３に示すように、第１照射部４ａが収納部１３の内側方向に向けて光を照射してもよい。

このように、第１照射部４ａは、収納部１３の内側（奥側）方向に向けて光を照射しているので、利用者が外側から収納部１３を見た時に第１照射部４ａからの光が利用者に直視されにくくなり、利用者が感じる眩しさを低減できる。

尚、制御回路部２は、電動車両１００との間で通信部５が行った通信内容に加えて、照度検知センサ回路部７からの検知入力にしたがって第１照射部４ａの点灯・消灯を制御してもよい。

すなわち、点灯制御部としての制御回路部２は、照度検知センサ回路部７の検知した周囲の明るさが所定の閾値よりも明るい場合は第１照射部４ａを消灯させてもよく、周囲が明るい場合には収納部１３の照明が不要であるから、第１照射部４ａを消灯させることで、無駄な電力消費を低減できる。

尚、点灯制御部が、電動車両１００との通信内容に関係無く第１照射部４ａを常時点灯させてもよく、第１制御部４ａを常時点灯させることで、第１制御部４ａに常夜灯の機能を持たせることもできる。

（実施形態２）
本願の実施形態２を図４に基づいて説明する。尚、実施形態１と共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図４は充電装置１Ａの模式的な外観斜視図であり、充電装置１Ａは、実施形態１の構成に加えて、保持部１４の外側に光を照射する第２照射部４ｂを備えている。第２照射部４ｂは例えば発光ダイオードからなり、充電装置本体１０の前面に取り付けられており、第２照射部４ｂの光は充電装置本体１０の周囲に向かって照射される。ここで、制御回路部２は、電動車両１００との間で通信部５が行った通信内容に応じて、第１照射部４ａ及び第２照射部４ｂの点灯・消灯を個別に制御する制御信号を照射回路部４に出力する。そして、照射回路部４は、制御回路部２からの制御信号を受けて第１照射部４ａ及び第２照射部４ｂの点灯・消灯を個別に制御する。下記の表２は状態通知の内容と第２照射部４ｂの制御内容とを対応付けて示しており、充電コネクタＣＮ１が電動車両１００に接続されていない状態では、点灯制御部は第２照射部４ｂを消灯させている。また、充電コネクタＣＮ１が電動車両１００に接続された状態や、電力利用不可の場合やエラーの場合には、点灯制御部が第２照射部４ｂを点灯させている。

上述のように本実施形態では、充電装置１Ａが、保持部１４の外側に光を照射する第２照射部４ｂを備え、点灯制御部が、通信内容に応じて第１照射部４ａ及び第２照射部４ｂの点灯・消灯を制御している。

これにより、第２照射部４ｂが保持部１４の外側に光を照射することで、電動車両用充電装置１Ａの周囲を照明することができる。また点灯制御部が、電動車両１００と通信部５との間の通信内容に応じて第２照射部４ｂの点灯・消灯を制御することにより、所望のタイミングで第２照射部４ｂを点灯させることができる。

尚、照度検知センサ回路部７によって検知された周囲の照度が所定閾値よりも暗い場合に、点灯制御部が、電動車両１００との通信内容に関係無く第１照射部４ａ又は第２照射部４ｂを常時点灯させてもよい。これにより第１制御部４ａ又は第２照射部４ｂに常夜灯の機能を持たせることもできる。

ところで、上述の各実施形態では壁取り付け型の充電装置１Ａを例に説明したが、図５に示すようなスタンド型の充電装置１Ｂでもよいことは言うまでもない。充電装置１Ｂは、設置場所に自立した状態で設置される充電装置本体１５を備え、充電装置本体１５の内部には図２で説明した各回路部２〜８が収納されている。充電装置本体１５の前面には、非充電時に充電コネクタＣＮ１の一部を収納する凹所からなる収納部１３が設けられ、この収納部１３内に充電コネクタＣＮ１を保持する保持部１４（図５では図示を省略してある）が収納されている。そして充電装置本体１５には、保持部１４に光を照射する第１照射部４ａと、保持部１４の外側（すなわち収納部１３の外側）に光を照射する第２照射部４ｂとが設けられている。第１照射部４ａが、実施形態１，２で説明したのと同様の動作を行うことによって、周囲が暗い場合でも充電コネクタＣＮ１を保持部１４に保持させる作業が容易に行える電動車両用充電装置を提供することができる。また第２照射部４ｂが実施形態２で説明したのと同様の動作を行うことによって、充電装置１Ｂの周囲を照明することができる。

１Ａ 電動車両用充電装置
２ 制御回路部（充電制御部）
３ リレー制御回路部（充電制御部）
４ａ 第１照射部
１３ 収納部
１０ 充電装置本体
ＣＮ１ 充電コネクタ
ＣＢ２ 充電ケーブル
Ｒ１ リレー（充電制御部）
１００ 電動車両

Claims (3)

1. 電動車両に着脱自在に接続される充電コネクタを有する充電ケーブルと、前記充電コネクタが接続された電動車両への充電を制御する充電制御部と、前記充電コネクタを保持するための保持部と、前記保持部に光を照射する第１照射部と、前記充電コネクタが接続された前記電動車両との間で前記充電ケーブルを介して通信を行う通信部と、前記電動車両との間で前記通信部が行った通信内容に応じて前記第１照射部の点灯・消灯を制御する点灯制御部とを備え、
   前記点灯制御部は、前記通信内容をもとに前記充電コネクタが前記電動車両に接続されていないことを検知すると、前記第１照射部を点灯させることを特徴とする電動車両用充電装置。
2. 前記保持部の外側に光を照射する第２照射部を備え、前記点灯制御部が、前記通信内容に応じて前記第１照射部及び前記第２照射部の点灯・消灯を制御することを特徴とする請求項１記載の電動車両用充電装置。
3. 前記保持部の周りを覆うように設けられた収納部を備え、
   前記第１照射部は、前記収納部の内側方向に向けて光を照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両用充電装置。

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