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Patent Searching and Data


Title:
CONTROL DEVICE AND CONTROL METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/047207
Kind Code:
A1
Abstract:
A control device includes a power supply control unit and a charge control unit so as to appropriately resume charge even if a charge cable connector is repeatedly inserted and disconnected.  Moreover, a signal generation unit is arranged on the charge cable connecting a vehicle to a power source outside the vehicle.  When a signal outputted from the signal generation unit and based on the power supply state from the power source has changed from a no-change state of a predetermined period, the power supply control unit turns ON a charge mode signal and starts the charge control unit.  When detecting a charge completion signal which has been turned ON by the charge control unit, the power supply control unit turns OFF the charge mode signal.  When detecting the charge mode signal which has been turned ON by the power supply control signal, the charge control unit charges an accumulation unit arranged on the vehicle via the charge cable.  Upon completion of the charge, the charge completion signal is turned ON.  After this, upon detection of that the charge mode signal has been turned OFF by the power supply control unit, the charge control unit turns OFF the charge completion signal.

Inventors:
NAKASO YOSHIAKI (JP)
KAMAGA RYUICHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/066748
Publication Date:
April 29, 2010
Filing Date:
September 28, 2009
Export Citation:
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Assignee:
FUJITSU TEN LTD (JP)
TOYOTA MOTOR CO LTD (JP)
NAKASO YOSHIAKI (JP)
KAMAGA RYUICHI (JP)
International Classes:
H02J7/00; B60L11/18; B60L50/15; B60L50/16; H01M10/44; B60K6/445; B60W10/26; B60W20/00
Foreign References:
JPH07123519A1995-05-12
JP2007228695A2007-09-06
JPH10178701A1998-06-30
JPH10304582A1998-11-13
Other References:
"SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler", SAE STANDARDS, SAE INTERNATIONAL, November 2001 (2001-11-01)
"General Requirements for Electric Vehicle Conductive Charging System", JAPAN ELECTRIC VEHICLE ASSOCIATION STANDARD, 29 March 2001 (2001-03-29)
Attorney, Agent or Firm:
HASHIMOTO KAORU (JP)
Hashimoto Scent (JP)
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Claims:
 車両外部の電源から充電ケーブルを介して供給される電力により車両に搭載される蓄電装置を充電する制御装置であって、
 前記充電ケーブルに備えられた信号生成部から出力され、前記電源からの電力供給状態に応じた信号が、一定時間変化がない状態から変化した場合に充電モード信号をオンして充電制御部を起動し、充電制御部によりオンされた充電完了信号を検出する場合に充電モード信号をオフする電源制御部と、
 電源制御部によりオンされた充電モード信号を検出する場合に前記充電ケーブルを介して前記蓄電装置を充電し、充電が終了した場合に充電完了信号をオンして、その後に電源制御部により充電モード信号がオフされたことを検出した場合に充電完了信号をオフする充電制御部と、
を備えている制御装置。
 電源制御部は、充電制御部から出力される充電完了信号がオンにされたことを検出すると、制御信号の発振が停止した後に充電モード信号をオフすることを特徴とする請求項1記載の制御装置。
 充電制御部は、電源制御部により充電モード信号がオフされたことを検出すると、充電完了信号をオフするとともに、充電に関連するデータをメモリに格納するシャットダウン処理を実行した後停止し、シャットダウン処理の実行中に充電モード信号がオンされたことを検出すると、再度、前記蓄電装置を充電することを特徴とする請求項1または2記載の制御装置。
 車両外部の電源から充電ケーブルを介して供給される電力により車両に搭載される蓄電装置を充電する制御方法であって、
 前記充電ケーブルに備えられた信号生成部から出力され、前記電源からの電力供給状態に応じた信号が、一定時間変化がない状態から変化した場合に充電モード信号をオンして充電制御ステップを起動し、充電制御ステップでオンされた充電完了信号を検出する場合に充電モード信号をオフする電源制御ステップと、
 電源制御ステップでオンされた充電モード信号を検出する場合に前記充電ケーブルを介して前記蓄電装置を充電し、充電が終了した場合に充電完了信号をオンして、その後に電源制御ステップにより充電モード信号がオフされたことを検出した場合に充電完了信号をオフする充電制御ステップと、
を備えている制御方法。
 電源制御ステップは、充電制御ステップで充電完了信号がオンされたことを検出すると、制御信号の発振が停止した後に充電モード信号をオフすることを特徴とする請求項4記載の制御方法。
Description:
制御装置及び制御方法

 本発明は、車両に搭載された車両駆動用 蓄電装置を充電するための制御装置及び制 方法に関する。

 環境に配慮した車両として、電気自動車 ハイブリッド自動車、燃料電池自動車など 近年注目されている。これらの車両には、 行駆動力を発生する電動機と、その電動機 供給される電力を蓄える蓄電装置とが搭載 れている。ハイブリッド自動車には、動力 として電動機に加えてさらに内燃機関が搭 され、燃料電池自動車には、電動機駆動用 直流電源として燃料電池が搭載されている

 このような車両に搭載された電動機駆動 の蓄電装置を、一般家庭の電源から直接充 することが可能な車両が知られている。例 ば、家屋に設けられた商用電源のコンセン と車両に設けられた充電口とを充電ケーブ で接続することにより、一般家庭の電源か 蓄電装置へ電力が供給される。このように 両外部の電源から車両に搭載された蓄電装 を直接充電することが可能な車両を「プラ イン車」と称する。

 プラグイン車の規格は、アメリカ合衆国 は「エスエーイー エレクトリック ビーク ル コンダクティブ チャージ カプラ」(非 許文献1)により制定され、日本では「電気自 動車用コンダクティブ充電システム一般要求 事項」(非特許文献2)により制定されている。

 「エスエーイー エレクトリック ビーク ル コンダクティブ チャージ カプラ」及び 「電気自動車用コンダクティブ充電システム 一般要求事項」では、一例として、コントロ ールパイロットに関する規格が定められてい る。コントロールパイロットは、構内配線か ら車両へ電力を供給するEVSE(Electric Vehicle Sup ply Equipment)の制御回路と車両の接地部とを車 両側の制御回路を介して接続する制御線と定 義されており、この制御線を介して通信され るパイロット信号に基づいて、充電ケーブル の接続状態や電源から車両への電力供給の可 否、EVSEの定格電流などが判断される。

 充電ケーブルのコネクタには、当該コネ タが車両側の充電インレットに挿入された とを検知するための接続スイッチが設けら 、当該接続スイッチの状態信号であるPISW信 号が、車両に搭載された蓄電装置を充電制御 する制御装置に入力されている。

 車両側の制御装置は、車両システムの制 用の電源を制御する電源制御部として機能 るCPUと、蓄電装置を充電制御する充電制御 として機能するCPUを備えている。

 充電制御部は、電源制御部から入力され 充電モード信号に基づいて充電可能な状態 否かを判断して蓄電装置の充電を制御し、 源制御部は、充電制御部から入力される充 完了信号に基づいて充電実行中であるか充 完了したかを判断して制御用の電源を制御 る。

 具体的に説明すると、電源制御部は、充 ケーブルのコネクタが車両側の充電インレ トに挿入されることにより発生するPISW信号 の立ち上がりエッジ(以下、「オンエッジ」 記す。)を検出すると、充電ケーブルが車両 に接続されたと判定して、充電モード信号 オンして充電制御部を起動し、充電制御部 ら出力される充電完了信号がオンしたこと 検知すると、充電が終了したと判断して充 モード信号をオフするように構成されてい 。

 これに対応して、充電制御部は、電源制 部により充電モード信号がオンされると、 電ケーブルを介して外部電源から供給され 電力により車両に搭載された蓄電装置を充 し、充電が終了すると充電完了信号をオン るように構成されていた。

特開平10-304582号公報

「エスエーイー エレクトリック ビー ル コンダクティブ チャージ カプラ(SAE El ectric Vehicle Conductive Charge Coupler)」、(アメ カ合衆国)、エスエーイー規格(SAE Standards)、 エスエーイー インターナショナル(SAE Interna tional)、2001年11月 「電気自動車用コンダクティブ充電シス テム一般要求事項」、日本電動車両協会規格 (日本電動車両規格)、2001年3月29日

 上述した制御装置では、電源制御部がPISW 信号のオンエッジを検出することにより、充 電制御部による充電制御が開始されるため、 電源制御部がPISW信号のオンエッジを検出す ことができなければ、蓄電装置への充電が なわれないという不都合があった。

 例えば、充電ケーブルが車両に接続され 充電が開始された後に、充電ケーブルのプ グが外部電源から引き抜かれると、コント ールパイロット信号が途絶して充電が中断 れるが、プラグが再度外部電源に接続され も、制御装置がPISW信号のオンエッジを検出 することができない。

 また、充電ケーブルが車両に接続されて 電が開始された後に、外部電源に停電が発 すると、コントロールパイロット信号が途 して充電が中断されるが、その後停電が復 しても、制御装置がPISW信号のオンエッジを 検出することができない。

 このような場合に充電制御を再開するた は、一端車両から充電ケーブルを取り外し 、再度充電ケーブルのコネクタを車両側の 電インレットに挿入するという煩雑な操作 必要であった。

 そこで、電源制御部は、PISW信号に代えて 、充電ケーブルに組み込まれた制御回路であ る信号生成部から出力される制御信号である コントロールパイロット信号が、一定時間変 化がない状態から変化した場合のオンエッジ を検出すると、充電モード信号をオンして充 電制御部を起動するように構成されていた。

 このような構成によれば、充電ケーブル 車両に接続されて充電が開始された後に、 電ケーブルのプラグが外部電源から引き抜 れ、コントロールパイロット信号が途絶し 充電が中断しても、プラグが再度外部電源 接続されると、電源制御部によりコントロ ルパイロット信号のオンエッジが検出でき ようになる。

 また、充電ケーブルが車両に接続されて 電が開始された後に、外部電源に停電が発 して充電が中断しても、その後停電が復旧 ると、電源制御部によりコントロールパイ ット信号のオンエッジが検出できるように る。

 電源制御部により起動された充電制御部 、外部電源から供給される電力により蓄電 置を充電し、充電が終了すると充電完了信 をオンして電源制御部に出力し、充電完了 号を検出した電源制御部は、充電モード信 をオフするように構成されていた。

 さらに、充電制御部により蓄電装置が充 されている間に充電ケーブルのコネクタが 両から引き抜かれると、充電制御部は、蓄 装置への充電を途中で終了して、充電完了 号をオンして電源制御部に出力するように 成されていた。

 そして、充電制御部から出力される当該 電完了信号は、充電制御が終了した後、充 制御部への給電が停止されるまで保持され いた。

 そのため、充電途中で充電ケーブルのコ クタが車両から引き抜かれ、その後充電制 部への給電が停止されるまでの間に、当該 ネクタが車両の充電インレットに再接続さ た場合に、充電を再開できないという問題 った。

 電源制御部が、コントロールパイロット 号のオンエッジを検出して、充電制御部に 電モード信号を出力しても、充電制御部か 出力されているオン状態の充電完了信号を 出すると、充電が終了したと判断して当該 電モード信号をオフするように動作するた 、充電を再開できないのである。

 本発明の目的は、上述した問題に鑑み、 電ケーブルのコネクタの挿脱が繰り返され 場合でも適正に充電を再開できる制御装置 び制御方法を提供する点にある。

 上述の目的を達成するため、本発明によ 制御装置の第一の特徴構成は、車両外部の 源から充電ケーブルを介して供給される電 により車両に搭載される蓄電装置を充電す 制御装置であって、前記充電ケーブルに備 られた信号生成部から出力され、前記電源 らの電力供給状態に応じた信号が、一定時 変化がない状態から変化した場合に充電モ ド信号をオンして充電制御部を起動し、充 制御部によりオンされた充電完了信号を検 する場合に充電モード信号をオフする電源 御部と、電源制御部によりオンされた充電 ード信号を検出する場合に前記充電ケーブ を介して前記蓄電装置を充電し、充電が終 した場合に充電完了信号をオンして、その に電源制御部により充電モード信号がオフ れたことを検出した場合に充電完了信号を フする充電制御部と、を備えている点にあ 。

 つまり、充電ケーブルのコネクタが車両 ら離脱された場合等、充電中に外部電源か の電力供給が停止した場合に、充電制御部 より充電を終了する旨の充電完了信号がオ され、充電完了信号がオンされたことを検 した電源制御部により充電モード信号がオ される。

 充電完了信号をオンにした充電制御部は 電源制御部により充電モード信号がオフさ たことを検出すると充電完了信号をオフす 。

 従って、充電ケーブルのコネクタの挿脱 繰り返された場合に、電源制御部が充電モ ド信号を再度オンした時点で、既に電源制 部により充電完了信号がリセットされてい ので、電源制御部による充電が終了してい との誤判定をして充電モード信号をリセッ するような不都合な事態を回避できる。

 以上説明した通り、本発明によれば、充 ケーブルのコネクタの挿脱が繰り返された 合でも適正に充電を再開できる制御装置及 制御方法を提供することができるようにな た。

図1は本発明の実施形態による車両の一 例として示されるプラグインハイブリッド車 の全体構成図である。 図2は動力分割機構の共線図である。 図3は図1に示すプラグインハイブリッ 車に備えられた電子制御装置の全体構成図 ある。 図4は蓄電装置の充電制御に関わる電子 制御装置及び被制御装置の概略構成図である 。 図5は図4に示す蓄電装置の充電制御に わる電子制御装置を詳細に説明するための 路図である。 図6は信号線の断線の検出制御に関連す る周辺回路の回路図である。 図7は蓄電装置の充電制御に関わる制御 信号とスイッチのタイミングチャートである 。 図8(a)は充電ケーブルの電流容量に対す るデューティサイクルを示す説明図であり、 図8(b)は信号生成部によって生成されるパイ ット信号の波形図である。 図9は電源制御ステップ及び充電制御ス テップを説明するフローチャートである。

 以下、本発明による制御装置をプラグイ 車に適用した場合の実施形態について説明 る。

 図1に示すように、車両外部の電源から車 両に搭載された高圧の蓄電装置50を直接充電 ることが可能なプラグイン車の一例である イブリッド車1(以下、「プラグインハイブ ッド車」と記す。)は、動力源としてエンジ 10、第1MG(Motor Generator)11、第2MG(Motor Generator) 12を備えている。

 プラグインハイブリッド車1は、エンジン 100及び第2MG120の少なくとも一方からの駆動力 によって走行可能なように、エンジン100、第 1MG110及び第2MG120が動力分割機構130に連結され ている。

 第1MG11及び第2MG12は交流回転電機で構成さ れ、例えば、U相コイル、V相コイル及びW相コ イルを備える三相交流同期回転機が用いられ る。

 動力分割機構13は、サンギヤと、ピニオ ギヤと、キャリアと、リングギヤとを含み ピニオンギヤがサンギヤ及びリングギヤと 合する遊星歯車機構で構成されている。

 ピニオンギヤを自転可能に支持するキャ アが、エンジン10のクランクシャフトに連 され、サンギヤが第1MG11の回転軸に連結され 、リングギヤが第2MG12の回転軸及び減速機14 連結されている。

 図2に示すように、遊星歯車機構は、サン ギヤ、リングギヤ、及びキャリアのうちの何 れか二つについて回転数が決定されると、残 り一つの回転数は一定に定まり、エンジン10 第1MG11、及び第2MG12の回転数が共線図上に直 線で結ばれるように関係付けられている。

 図3に示すように、プラグインハイブリッ ド車1には、車両の動力を統括制御し、本発 による制御装置として機能するハイブリッ ビークルECU(以下、「HVECU」と記す。)2、エン ジン10を制御するエンジンECU4、制動機構を制 御するブレーキECU9、盗難防止機能を実現す 防盗ECU6等の複数の電子制御装置(以下、「ECU 」と記す。)、及び、HVECU2からの指令に基づ て蓄電装置50を充電する充電被制御装置5が 載されている。

 各ECUには、CPU、ROM、RAMを備えた単一また 複数のマイクロコンピュータが組み込まれ いる。

 プラグインハイブリッド車1には、各ECUに 電力を供給するために、低圧の蓄電装置8(例 ば、DC12V)から給電される第一給電系統81、 二給電系統82、及び第三給電系統83の三つの 電系統が備えられている。

 第一給電系統81は、イグニッションスイ チIGSWがオフ状態であっても、低圧の蓄電装 8から直接給電される給電系統である。第一 給電系統81には、防盗ECU6等のボディ監視系の ECU、及びHVECU2が接続されている。

 第二給電系統82は、イグニッションスイ チIGSWがオン状態の場合に、低圧の蓄電装置8 から電源リレーRY2を介して給電される給電系 統である。第二給電系統82には、エンジンECU4 、ブレーキECU9等のパワートレーン系を制御 るECUや、ワイパーやドアミラー等のボディ を制御するECUが接続されている。

 第三給電系統83は、低圧の蓄電装置8から 源リレーRY3を介して給電される給電系統で る。第三給電系統83には、HVECU2、充電被制 装置5等、蓄電装置50の充電制御に関連するEC Uが接続されている。

 パワートレーン系ECU及び充電系ECUは、CAN( Controller Area Network)バスで相互に接続され、 ディ系のECUはLIN(Local Interconnect Network)バス 相互に接続され、さらに、CANバスとLINバス 、ゲートウェイを介して相互に接続されて る。即ち、これらの通信バスを介して、各E CUが、互いに必要な制御情報を送受信できる うに構成されている。

 各ECUには、低圧の蓄電装置8から供給され るDC12Vの直流電圧から所定レベルの制御電圧( 例えばDC5V)を生成するDCレギュレータが搭載 れ、DCレギュレータの出力電圧が各ECUに備え られたCPU等の制御回路に供給される。

 HVECU2は、イグニッションスイッチIGSWの操 作に基づいて、低圧の蓄電装置8から第二給 系統82及び第三給電系統83を介した給電状態 制御する。

 HVECU2は、電源制御部として機能するサブC PU22が組み込まれた第1マイクロコンピュータ 、走行制御部及び充電制御部として機能す メインCPU21が組み込まれた第2マイクロコン ュータを備えている。

 二つのマイクロコンピュータには、夫々 制御プログラムが格納されたROM221,211と、夫 々の制御時のワーキング領域として用いられ るRAM222,212が設けられている。

 さらに、第1マイクロコンピュータ及び第 2マイクロのコンピュータは、各CPU22,21が相互 にRAM212、222に記憶された情報を読み取り可能 なようにDMAコントローラが設けられ、DMAコン トローラを介して所定周期(例えば、8msec)で 信可能なDMA通信線で接続されている。尚、 インCPU21には、電源オフ時に重要な制御デー タをRAMから退避するための不揮発性メモリが 設けられている。

 RAM212及び不揮発性メモリには、SOC検出装 51で検出される蓄電装置50のSOC等の充電制御 に関する情報や、異常発生時に各ECUから出力 された異常に関する情報等がバックアップの ために記憶される。

 サブCPU22は、第一給電系統81からレギュレ ータ23を介して常時給電されている。サブCPU2 2は、電源リレーRY2がオフされている状態で イグニッションスイッチIGSWがオン操作され と、電界効果トランジスタ(以下、「FET」と 記す。)FET1をオン制御することにより電源リ ーRY2をオンして、低圧の蓄電装置8から第二 給電系統82への給電を開始し、給電状態を維 する。

 電源リレーRY2がオンされると、第二給電 統82に接続された各ECUが起動して夫々所期 制御動作が実行される。

 第二給電系統82からの給電が開始される 、第二給電系統82からダイオードD4を介してO R回路25の一方の入力端子にハイレベルの制御 信号が入力される。

 このときOR回路25から出力されるハイレベ ルの信号でFET2がオンすることにより、電源 レーRY3がオンし、低圧の蓄電装置8から第三 電系統83へも給電が開始される。

 従って、イグニッションスイッチIGSWがオ ン操作されると、メインCPU21も、第三給電系 83からレギュレータ24を介して給電されて起 動する。メインCPU21は、OR回路25の他方の入力 端子にハイレベルの信号を出力して、電源リ レーRY3のオン状態を維持する。

 電源リレーRY2が閉じられている状態で、 グニッションスイッチIGSWがオフ操作された ことがサブCPU22により検出され、当該情報が インCPU21に伝達されると、メインCPU21は、CAN バスを介してイグニッションスイッチIGSWが フされたことを送信して、第二給電系統82に 接続されている各ECUのシャットダウン処理を 促す。

 メインCPU21は、CANバスを介して各ECUのシ ットダウン処理の終了を認識し、且つ、自 のシャットダウン処理を終えると、OR回路25 他方の入力端子にハイレベルの信号を出力 、さらにサブCPU22を介して電源リレーRY2を フさせることにより、第二給電系統82及び第 三給電系統83への給電状態を停止する。

 シャットダウン処理とはイグニッション イッチIGSWのオフに伴って、駆動中の各種の アクチュエータの停止処理や、SOC等の制御デ ータの不揮発性メモリへの退避処理等をいい 、例えばエンジンECU4であれば、エンジン10の 停止処理、空燃比等の各種の学習データを含 むエンジン制御用のデータの不揮発性メモリ への退避処理をいう。

 サブCPU22は、電源リレーRY2をオフした後 低消費電力モードである待機状態に移行す 。待機状態とは、CPUがストップ命令または ールト命令を実行した状態である。

 待機状態に移行しているサブCPU22の割込 子PIGにイグニッションスイッチIGSW信号が入 されると、サブCPU22は待機状態から通常の 作状態に復帰して、FET1をオン制御して電源 レーRY2をオンする。つまり、イグニッショ スイッチIGSW信号が、待機状態に移行したサ ブCPU22を通常状態に復帰させるウェイクアッ 信号となる。

 尚、イグニッションスイッチIGSWは、モー メンタリスイッチまたはオルタネートスイッ チの何れの型式のスイッチであってもよく、 モーメンタリスイッチを用いる場合には、HVE CU2が現在の状態をフラグデータとしてRAMに保 持し、そのスイッチの操作エッジでオンされ たのかオフされたのかをフラグデータに基づ いて判断すればよい。また、従来のキーシリ ンダにキーを挿入して回転操作するスイッチ であってもよい。

 以下では、イグニッションスイッチIGSWが オンされた後に、HVECU2による車両の走行制御 について詳述する。HVECU2は、イグニッション スイッチIGSWがオン操作され、電源リレーRY2,R Y3を閉じた後、運転者のアクセル操作等に基 いて車両を走行制御する。

 HVECU2は、SOC検出装置51(図4参照)を介して 電装置50の充電状態(以下、「SOC(State Of Charg e)」と記す。)を監視し、例えばSOCが予め定め られた値よりも低くなると、エンジンECU4を してエンジン10を始動し、動力分割機構13を して駆動される第1MG11の発電電力を蓄電装 50に蓄える。

 詳述すると、第1MG11によって発電された 力は、インバータを介して交流から直流に 換され、コンバータを介して電圧が調整さ た後に蓄電装置50に蓄えられる。このとき、 エンジン10で発生した動力の一部は動力分割 構13及び減速機14を介して駆動輪16へ伝達さ る。

 また、HVECU2は、SOCが所定範囲内にあると 、蓄電装置50に蓄えられた電力または第1MG11 により発電された電力の少なくとも一方を用 いて第2MG12を駆動し、エンジン10の動力をア ストする。第2MG12の駆動力は減速機14を介し 駆動輪16に伝達される。

 さらに、HVECU2は、SOCが予め定められた値 りも高くなると、エンジンECU4を介してエン ジン10を停止し、蓄電装置50に蓄えられた電 を用いて第2MG12を駆動する。

 一方、車両の制動時等に、HVECU2は、減速 14を介して駆動輪16により駆動される第2MG12 発電機として制御し、第2MG12により発電さ た電力を蓄電装置50に蓄える。つまり、第2MG 12は、制動エネルギーを電力に変換する回生 レーキとして用いられる。

 つまり、HVECU2は、アクセルペダルの操作 に基づいて算出される車両の要求トルクと 蓄電装置50のSOC等に基づいて、エンジン10、 第1MG11及び第2MG12を制御する。

 図1では、第2MG12による駆動輪16が前輪で る場合を示しているが、前輪に替えて後輪 駆動輪16としてもよく、前輪と後輪の双方を 駆動輪16としてもよい。

 高圧の蓄電装置50は充放電可能な直流電 であり、例えば、ニッケル水素やリチウム オン等の二次電池で構成されている。蓄電 置50の電圧は、例えば200V程度である。蓄電 置50には、第1MG11及び第2MG12によって発電さ る電力に加えて、車両外部の電源から供給 れる電力により充電されるように構成され いる。

 蓄電装置50として、大容量のキャパシタ 採用することも可能である。第1MG11及び第2MG 12による発電電力や車両外部の電源からの電 を一時的に蓄え、その蓄えた電力を第2MG12 供給可能な電力バッファであれば、蓄電装 の種類や構成が制限されるものではない。

 図4に示すように、高圧の蓄電装置50がシ テムメインリレーSMRを介してコンバータ15 接続され、コンバータ15で所定の直流電圧に 調整された出力電圧が、第1インバータ17また は第2インバータ18で交流電圧に変換された後 に、第1MG11または第2MG12に印加されるように 成されている。

 コンバータ15は、リアクトルと、電力ス ッチング素子である2つのnpn型トランジスタ 、2つのダイオードとを含む。リアクトルは 、蓄電装置50の正極側に一端が接続され、2つ のnpn型トランジスタの接続ノードに他端が接 続されている。2つのnpn方トランジスタは直 に接続され、各npn型トランジスタにダイオ ドが逆並列に接続されている。

 npn型トランジスタとして、例えばIGBT(Insul ated Gate Bipolar Transistor)を好適に用いること できる。また、npn型トランジスタに代えて パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)等の電力スイッチング素子を用いる ことも可能である。

 第1インバータ17は、互いに並列に接続さ たU相アーム、V相アーム、及びW相アームを えている。各相アームは、直列に接続され 2つのnpn型トランジスタを含み、各npn型トラ ンジスタにはダイオードが逆並列に接続され ている。各相アームを構成する2つのnpn型ト ンジスタの接続ノードが、第1MG11の対応する コイル端に接続されている。

 第1インバータ17は、コンバータ15から供 される直流電力を交流電力に変換して第1MG11 へ供給し、或いは、第1MG11により発電された 流電力を直流電力に変換してコンバータ15 供給する。

 第2インバータ18も、第1インバータ17と同 に構成され、各相アームを構成する2つのnpn 型トランジスタの接続ノードが、第2MG12の対 するコイル端に接続されている。

 第2インバータ18は、コンバータ15から供 される直流電力を交流電力に変換して第2MG12 へ供給し、或は、第2MG12により発電された交 電力を直流電流に電力してコンバータ15へ 給する。

 HVECU2は、イグニッションスイッチIGSWがオ ン操作されると、運転者のアクセル操作等に 基づいて、第1MG11や第2MGを制御する。

 例えば、HVECU2は、コンバータ15の電力ス ッチング素子を制御して蓄電装置50の出力電 圧を所定レベルに昇圧し、第2インバータ18の 各相アームを制御して第2MG12を駆動する。

 例えば、HVECU2は、第1インバータ17の各相 ームを制御して、第1MG11からの発電電力を 流電力に変換し、コンバータ15で降圧して蓄 電装置50を充電する。

 図1及び図4に示すように、プラグインハ ブリッド車1には、車両外部の電源から蓄電 置50へ充電電力を供給するための充電ケー ル3を接続するための充電インレット7を備え ている。尚、図1では、充電インレット7が車 後部に設けられているが、車体前部に設け れるものであってもよい。

 充電被制御装置5は、蓄電装置50のSOCを検 してHVECU2へ検出信号を出力するSOC検出装置5 1、蓄電装置50と負荷回路を接続するシステム メインリレーSMR、車両外部から供給される交 流電力のノイズを除去するLCフィルタ54、車 外部から供給される交流電力を直流電力に 換するAC/DCコンバータ52を備えている。

 充電ケーブル3を介して車両外部から供給 される電力は、LCフィルタ54を介して充電回 であるAC/DCコンバータ52により直流電力に変 された後に、高圧の蓄電装置50に充電され 。

 充電ケーブル3は、一端側に外部電源、例 えば家屋に設けられた商用電源の電源コンセ ントと接続するプラグ32が設けられ、他端側 充電インレット7と接続するコネクタ33を備 たアタッチメント34が設けられている。

 図1及び図5に示すように、充電ケーブル3 、商用電源からの交流電力を供給する電力 ーブル31と、CCID(Charging Circuit Interrupt Device )36で構成され、CCID36には、電力ケーブル31を した交流電力の供給を断続するリレー361と 信号生成部362が組み込まれている。

 信号生成部362は、電力ケーブル31の定格 流を示すパルス信号(以下、「コントロール イロット信号」または「CPLT信号」と記す。 )を生成する発振部363と、コントロールパイ ット信号の信号レベルを検出する電圧検知 364等の回路ブロックを備えている。これら 回路ブロックは、外部電源から供給される 力によって動作するCPU,ROM,RAM等が組み込まれ ている。

 信号生成部362から出力されるコントロー パイロット信号は、外部電源からの電力供 状態に応じて状態が変化する信号で、CCID36 HVECU2との間で一連の充電処理を実行するた に用いられる信号である。

 コネクタ33には、一端が接地されたスイ チ332と、スイッチ332に直列に接続された抵 R10を備えた接続判定回路331が組み込まれて る。接続判定回路331の出力が、ケーブル接 信号PISWとしてHVECU2に入力される。

 アタッチメント34には、充電インレット7 挿入されたコネクタ33が離脱しないように 械的なロック機構が設けられ、当該ロック 構を解除するための操作ボタンでなる操作 35が設けられている。

 充電インレット7から充電ケーブル3のコ クタ33を離脱させる際に、当該操作ボタンを 押圧操作することにより、ロック機構が解除 されてコネクタ33を離脱させることができる 当該操作ボタンが押圧操作されると、操作 タンの操作に連動して接続判定回路331のス ッチ332がオフ状態となり、操作ボタンの押 操作が解除されるとスイッチ332がオン状態 復帰する。

 図5に示すように、充電ケーブル3のコネ タ33には、電力ケーブル31と接続された一対 電力線の端子ピンと、グランド端子ピンと コントロールパイロット信号を出力する信 線L1の端子ピンと、接続判定回路331から出 されるケーブル接続信号線の端子ピンが設 られている。

 充電用インレット7には、コネクタ33に設 た各端子ピンと夫々接続する複数の端子ピ と、コントロールパイロット信号端子と短 された断線検出端子ピンが設けられている

 断線検出端子ピンは、コントロールパイ ット信号が通信される車両側の信号線L2の 線または短絡を検出するために用いられる 号ピンである。

 メインCPU21は、上述した車両の走行制御 加えて、充電ケーブル3を介して、車両外部 電源から車両に搭載された蓄電装置50への 電制御を実行する。

 図5に示すように、HVECU2には、メインCPU21 周辺回路として、第一インタフェース回路2 6と第二インタフェース回路27と断線短絡検出 回路28が設けられている。

 第一インタフェース回路26は、ダイオー D1を介して入力されるコントロールパイロッ ト信号を入力するバッファ回路と、コントロ ールパイロット信号の信号レベルを低下させ る抵抗R7及びスイッチSW1でなる第一降圧回路 、抵抗R8及びスイッチSW2でなる第二降圧回 を備えている。

 メインCPU21は、充電インレット7から出力 れるコントロールパイロット信号の信号レ ルを、第一インタフェース回路26のバファ 路を介して検出するとともに、第一降圧回 及び/または第二降圧回路により当該信号レ ルを二段階に変化させる。

 第二インタフェース回路27は、ダイオー D2を介して入力されるコントロールパイロッ ト信号の信号レベルがマイナスレベルになる と、メインCPU21にローレベルの信号を入力し コントロールパイロット信号の信号レベル プラスレベルになると、メインCPU21にハイ ベルの制御信号を入力する抵抗回路(R1,R2,R3) バッファ回路を備えている。

 断線短絡検出回路28は、断線検出端子ピ と接続され、抵抗R9を介して断線検出端子ピ ンを接地するスイッチSW3を備えている。

 メインCPU21は、スイッチSW3を制御して車 側の信号線L2の断線または短絡を検出する。

 既に説明したように、イグニッションス ッチIGSWがオンされると、メインCPU21は、上 した車両の要求トルクと蓄電装置50のSOC等 基づいて、エンジン10、第1MG11及び第2MG12を 御し、車両の走行制御を行う。

 このとき、メインCPU21は、接続判定回路33 1から出力されるケーブル接続信号PISWを検知 て、充電ケーブル3が接続されていないと判 断すると、断線短絡検出回路28のスイッチSW3 オンまたはオフに切り替えて、車両側の信 線L2が断線または短絡しているか否かを判 するように構成されている。

 図6に示すように、信号線L2が正常であれ 、スイッチSW3をオフしたときに、電源から 抗R1,R2,R3,ダイオードD2,D1,抵抗R4,R5を介して 両アースに流れる電流経路のうち、抵抗R4,R5 により生じるハイレベルの電圧がメインCPU21 入力される。

 信号線L2が短絡していれば、スイッチSW3 オフしたときに、ローレベルの電圧がメイ CPU21に入力される。

 また、信号線L2が正常であれば、スイッ SW3をオンしたときに、電源から抵抗R1,R2,R3, イオードD2,抵抗R9,スイッチSW3を介して車両 ースに流れる電流経路のうち、抵抗R9により 生じるローレベルの電圧がメインCPU21に入力 れる。

 信号線L2が断線していれば、スイッチSW3 オンしても、ハイレベルの電圧がメインCPU21 に入力される。

 メインCPU21は、スイッチSW3をオフしたと に信号線L2の電圧値がハイレベルであり、ス イッチSW3をオンしたときに信号線L2の電圧値 ローレベルであれば、信号線L2が正常であ と判定する。

 さらに、メインCPU21は、スイッチSW3をオ したときに信号線L2の電圧値がローレベルで あれば、信号線L2が短絡していると判定し、 イッチSW3をオンしたときに信号線L2の電圧 がハイレベルであれば、信号線L2が断線して いると判定する。

 信号線L2が正常であれば、後述のプラグ ン充電処理が許容され、信号線L2が異常であ れば、プラグイン充電処理が禁止され、異常 を報知するモニタが点灯される。

 尚、抵抗R9は、スイッチSW3の保護抵抗で り、十分に小さい抵抗値に設定されている

 さらに、HVECU2には、サブCPU22の周辺回路 して、コントロールパイロット信号のオン ッジを検出するエッジ検出回路29が設けられ ている。

 エッジ検出回路29は、コントロールパイ ット信号の立ち上がりエッジ(以下、「オン ッジ」と記す。)を検出する抵抗R4,R5,R6を備 、当該エッジ検出回路29の出力がサブCPU22の ウェイクアップ用の割込端子WUに接続されて る。

 HVECU2により実行され、車両外部の電源か 充電ケーブル3を介して供給される電力によ り車両に搭載される蓄電装置50を充電する充 制御について説明する。

 本発明によるサブCPU22は、充電ケーブル3 備えられた信号生成部362から出力され、車 外部の電源からの電力供給状態に応じた信 が、一定時間変化がない状態から変化した 合に充電モード信号をオンしてメインCPU21 起動し、メインCPU21によりオンされた充電完 了信号を検出する場合に充電モード信号をオ フするように構成されている。

 本発明によるメインCPU21は、サブCPU22によ りオンされた充電モード信号を検出する場合 に充電ケーブル3を介して蓄電装置50を充電し 、充電が終了した場合に充電完了信号をオン して、その後にサブCPU22により充電モード信 がオフされたことを検出した場合に充電完 信号をオフするように構成されている。

 以下、詳述する。図7及び図9に示すよう 、サブCPU22が待機状態に移行している状態で 、充電ケーブル3のプラグ32が外部電源のコン セントに接続され、充電ケーブル3のコネク 33が充電インレット7に装着されると、信号 成部362から直流の電圧V1(例えば、+12V)のコン トロールパイロット信号が出力される(図7の 刻t0)。

 図3及び図5に示すように、サブCPU22の割込 端子WUに、信号線L1,L2を介して直流電圧V1のコ ントロールパイロット信号が入力されると、 信号レベルが一定時間変化していない状態か ら電圧V1に変化すると、サブCPU22は待機状態 ら通常の動作状態に復帰する(図9、SA1)。

 つまり、サブCPU22は、割込端子WUに入力さ れているコントロールパイロット信号のオン エッジでウェイクアップする。

 待機状態から通常の動作状態に復帰した ブCPU22が、OR回路25の一方の入力端子にハイ ベルの制御信号を出力すると、OR回路25の出 力信号によりオンされたFET2により電源リレ RY3がオンされる(図9、SA2)。

 電源リレーRY3を介して第三給電系統83に 続された負荷に給電が開始されると、メイ CPU21が起動する(図9、SB1)。

 サブCPU22は、充電制御の実行を要求する めの充電モード信号をオンにセットしてRAM22 2に記憶すると、当該充電モード信号がメイ CPU21にDMA転送される(図9、SA3)。

 これを検知したメインCPU21は(図9、SB2)、OR 回路25の他方の入力端子にハイレベルの信号 出力して、電源リレーRY3のオン状態を維持 (図9、SB3)、充電被制御装置5を介して高圧の 蓄電装置50への充電処理、つまり充電制御ス ップを開始する(図9、SB4)。メインCPU21から ブCPU22にDMA転送される充電完了信号は、オフ にリセットされた初期状態でRAM212に記憶され ている。

 尚、メインCPU21は、サブCPU2からOR回路25に 出力された制御信号を充電モード信号として 検知するように構成してもよい。

 メインCPU21は、時刻t1で、コントロールパ イロット信号の電圧V1(+12V)を検出すると、第 降圧回路のスイッチSW2をオンして、コント ールパイロット信号の電圧レベルをV1からV2 (例えば、+9V)に降圧する。

 信号生成部362は、時刻t2で、電圧検知部36 4を介してコントロールパイロット信号の信 レベルがV1からV2に低下したことを検知する 、発振部363で発生させた所定のデューティ イクルで所定周波数(例えば1KHz)のパルス信 を、コントロールパイロット信号として出 する。

 尚、信号生成部362から出力されるコント ールパイロット信号の信号レベルは、±V1で あるが、上限レベルはHVECU2に備えた第二降圧 回路によりV2に降圧されている。

 図8(a),(b)に示すように、コントロールパ ロット信号のデューティサイクルは、外部 源から充電ケーブル3を介して車両へ供給可 な電流容量に基づいて設定される値で、充 ケーブル毎に予め設定されている。例えば 電流容量が12Aの充電ケーブルでは20%、電流 量が24Aの充電ケーブルでは40%に設定されて る。

 図7に戻り、メインCPU21は、コントロール イロット信号のデューティサイクルを検出 て、当該充電ケーブル3の電流容量を認識し 、時刻t3で、システムメインリレーSMR(図4参 )を閉じて、第二降圧回路のスイッチSW2をオ した状態で、さらに第一降圧回路のスイッ SW1をオンして、コントロールパイロット信 の電圧レベルをV2からV3(例えば、+6V)に降圧 る。

 信号生成部362は、コントロールパイロッ 信号の信号レベルがV2からV3に低下したこと を検出すると、リレー361をオンして電力ケー ブル31から車両側に交流電力を供給する。

 メインCPU21は、その後、充電被制御装置5 備えられたSOC検出装置51を介して入力され SOC等に基づいて、AC/DCコンバータ52(図4参照) 制御して蓄電装置50を充電する。

 メインCPU21は、時刻t4で、蓄電装置50のSOC 所定レベルに達したことを検出すると、SOC レベルをRAM212及び不揮発性メモリに記憶し AC/DCコンバータ52を停止する(図9、SB5)。

 メインCPU21は、システムメインリレーSMR( 4参照)を開放し、第一降圧回路のスイッチSW 1をオフして、電圧レベルをV3からV2に昇圧す 。

 信号生成部362は、コントロールパイロッ 信号がV3からV2に上昇したことを検出すると 、リレー361をオフして車両側への交流電力の 供給を停止する。

 メインCPU21は、時刻t5で、第二降圧回路の スイッチSW2をオフして、コントロールパイロ ット信号のレベルを当初のV1に戻し、RAM212に 憶された充電完了信号をオンにセットする( 図9、SB6)。

 信号生成部362は、コントロールパイロッ 信号がV2からV1に上昇したことを検出すると 、コントロールパイロット信号の発振を停止 するが、コントロールパイロット信号が完全 に発振が停止するまでに2秒程度かかる。

 サブCPU22は、メインCPU21からDMA転送された オン状態の充電完了信号を検出すると、コン トロールパイロット信号の発振が停止するま で待機する(図9、SA5)。

 サブCPU22は、時刻t6で、割込端子WUに入力 れたコントロールパイロット信号の発振が 止したことを検知し、その状態が所定期間( 例えば、2秒間)継続すると、時刻t7で、RAM222 記憶した充電モード信号をオフにリセット る(図9、SA6)。

 続いて、サブCPU22は、ローレベルの制御 号をOR回路25の一方の入力端子に出力して電 リレーRY3をオフして(図9、SA7)、待機状態へ る(図9、SA8)。

 メインCPU21は、時刻t8で、サブCPU22からDMA 送された充電モード信号がオフ状態である とを検出すると(図9、SB7)、RAM212に記憶した 電完了信号をオフにリセットし(図9、SB8)、 らに、RAM212に記憶されたSOC等の充電に関連 るデータを不揮発性メモリに格納するシャ トダウン処理を行なう(図9、SB9)。

 その後、メインCPU21は、ローレベルの制 信号をOR回路25の他方の入力端子に出力して 電源リレーRY3をオフする(図9、SB10)。

 つまり、充電ケーブル3に備えた信号生成 部362から出力されるコントロールパイロット 信号が一定時間変化がない状態から変化した ことを検出すると、充電モード信号をオンし てメインCPU21による充電制御ステップを起動 、充電制御ステップでオンされた充電完了 号を検出すると充電モード信号をオフする 源制御ステップが、サブCPU22により実行さ る。

 また、電源制御ステップでオンされた充 モード信号を検出すると、充電ケーブルを して車両の外部電源から供給される電力に り車両に搭載される蓄電装置を充電し、充 が終了すると充電完了信号をオンして、充 完了信号をオンした後に電源制御ステップ より充電モード信号がオフされたことを検 すると、充電完了信号をオフする充電制御 テップが、メインCPU21により実行される。

 さらに、本発明では、メインCPU21は、上 の充電制御ステップの実行中に、充電ケー ル3のコネクタが車両から離脱された場合等 外部電源からの電力供給が停止したことを 出すると、充電完了信号をオンにセットし サブCPU22はDMA転送された充電完了信号がオ されたことを検出すると、充電モード信号 オフにリセットするように構成されている

 そして、メインCPU21は、上述の時刻t8での 制御と同様に、充電完了信号がオン状態であ るときに、充電モード信号がオフにリセット されたことを検出すると、充電完了信号をオ フにリセットするように構成されている。

 従って、本発明によれば、サブCPU22からDM A転送される充電モード信号がオフされると メインCPU21によりオン状態にある充電完了信 号が直ちにオフされ、充電制御が終了した後 メインCPU21への給電が停止されるまで充電完 信号がオン状態に保持されることがない。

 そのため、充電途中で充電ケーブル3のコ ネクタが車両から引き抜かれ、その後メイン CPU21への給電が停止されるまでの間に、当該 ネクタが車両の充電インレットに再接続さ た場合であっても、確実に充電を再開する とができるようになる。

 サブCPU22が、コントロールパイロット信 のオンエッジを検出して、メインCPU21にオン 状態の充電モード信号を出力したときに、メ インCPU21からDMA転送される充電完了信号がオ されているため、充電が終了したと誤判断 ることがないからである。

 尚、コントロールパイロット信号の発振 完全に停止していない状態(図7の時刻t5の状 態)で、メインCPU21からDMA転送されたオン状態 の充電完了信号に基づいて、サブCPU22が直ち 充電モード信号をオフして待機状態に移行 ると、その後のコントロールパイロット信 のオンエッジでサブCPU22がウェイクアップ て、充電モード信号をオンにセットすると う不都合な事態が発生する虞がある。

 そのため、本発明では、サブCPU22は、充 制御ステップで充電完了信号がオンされた とを検出すると、コントロールパイロット 号の発振が停止したことを検出した後に充 モード信号をオフするように構成されてい 。

 上述の実施形態では、本発明が、動力分 機構13によりエンジン10の動力を分割して駆 動輪160と第1MG11とに伝達可能なシリーズ/パラ レル型のハイブリッド車に適用される場合を 説明したが、本発明は、その他の形式のハイ ブリッド車にも適用可能である。

 例えば、本発明は、第1MG11を駆動するた にのみエンジン10を用い、第2MG12でのみ車両 駆動力を発生する、所謂シリーズ型のハイ リッド車にも適用可能である。

 また、本発明は、エンジン10で生成した 動エネルギーのうち回生エネルギーのみが 気エネルギーとして回収されるハイブリッ 車や、エンジンを主動力として必要に応じ モータがアシストするモータアシスト型の イブリッド車等にも適用可能である。

 さらに、エンジン10を備えずに電力で走 するモータのみを備えた電気自動車や、燃 電池を搭載した車両であっても、外部電力 より充電可能な蓄電装置を備えている全て プラグイン車に適用可能である。

 上述の実施形態は何れも一具体例であり 各部の具体的な回路構成、制御構成は、本 明の作用効果を奏する範囲で適宜変更設計 能である。

1:プラグインハイブリッド車
2:HVECU(電子制御装置)
3:充電ケーブル
5:充電被制御装置
7:充電インレット
8:低圧の蓄電装置
10:エンジン
11:第1MG(Motor Generator)
12:第2MG(Motor Generator)
13:動力分割機構
14:減速機
15:コンバータ
16:駆動輪
17:第1インバータ
18:第2インバータ
21:メインCPU
22:サブCPU
23:レギュレータ(第一給電系統)
24:レギュレータ(第三給電系統)
25:論理和素子(HVECU)
26:第一インタフェース回路(HVECU)
27:第二インタフェース回路(HVECU)
28:接地回路
29:エッジ検出回路(HVECU)
31:電力ケーブル
32:プラグ
33:コネクタ
35:操作部
36:CCID(Charging Circuit Interrupt Device)
50:蓄電装置
51:SOC検出装置
52:AC/DCコンバータ
53:LCフィルタ
331:接続判定回路(コネクタ)
332:スイッチ(コネクタ)
361:リレー(CCID)
362:信号生成部(CCID)
363:発振部(信号生成部)
364:電圧検知部(信号生成部)
IGSW:イグニッションスイッチ
L2:信号線(車両側)
PISW:ケーブル接続信号
RY2:電源リレー(第二給電系統)
RY3:電源リレー(第三給電系統)
SMR:システムメインリレー(充電被制御装置)
SW1:スイッチ(第一降圧回路)
SW2:スイッチ(第二降圧回路)
SW3:スイッチ(断線検出回路)
WU:割込端子(オンエッジ信号)