利用外部充電的車輛的製作方法

2023-05-28 15:54:56 1

專利名稱：利用外部充電的車輛的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛，尤其是涉及能夠通過從車輛外部的外部電源供給的電力而被充電的車輛的控制。
背景技術：
近些年來，被視為具有環保意識的車輛成為關注焦點，該車輛配置有蓄電設備，諸如二次電池或電容器，並且使用在蓄電設備中存儲的電力所產生的驅動力運行。這種車輛的示例包括純電動車輛、混合車輛以及燃料電池車輛。提出了利用高效率產生的商業電源對安裝在這些車輛中的蓄電設備充電的多種技術。即使在混合車輛的情形中，存在通過車輛外部的電源(下文也簡稱為「外部電源」)能夠對安裝在車輛上的蓄電設備充電(下文也簡稱為「外部充電操作」)的車輛，如在純電動車輛的情形中一樣。例如，所謂的「插入式混合車輛」是已知的，其中，經由充電線纜，在家中，通過將在車輛中提供的充電埠連接至插座或電力點，能夠由家用電源對蓄電設備充電。可以預期的是，可以改善混合車輛的燃料消耗/效率。日本專利申請公開N0.2009-227218(JP-A-2009-227218)描述了一種車輛的配置，其能夠通過多個能量源驅動，如在混合車輛情形中那樣，並且具有多個能量供給埠，諸如燃料注入埠和充電埠，在其中執行控制，以使得當一個能量供給埠的蓋被打開時，防止另一能量供給埠的蓋打開。根據JP-A-2009-227218，能夠防止在補給高度不穩定性燃料的燃料補給的同時執行可能產生火星的充電操作這種情形的發生，並且能夠防止通過多個充電埠同時執行充電這種情形的發生。因此，在具有多個能量供給埠的車輛中，能夠執行安全平穩地供給能量的操作。在具有多個能量供給埠的車輛中，存在一種情形，當通過一個充電埠執行從外部能量源的充電時，在該充電操作中施加的高電壓被施加到另一充電埠的連接端子。一般而言，存在一種情形，為充電埠提供用於保護該充電埠的保護部，諸如可打開的門。當保護部處於打開狀態，並且高電壓被施加於充電埠的連接端子時，例如由於風雨的原因，水和/或外物可能進入該端子部，這可能導致漏電和/或接地故障。這可能導致設備故障發生和/或可能影響周邊環境。當採用JP-A-2009-227218中描述的配置時，其中提供了用於檢查一個或多個充電埠和燃料注入埠的可打開門的每一個的打開/閉合狀態的檢測器，以及當一個可打開門打開時，防止另一可打開門被打開的鎖定機構，這種配置需要許多額外的設備，這導致了系統複雜。

發明內容
本發明提供了一種車輛，其在能夠通過來自車輛外部電源供給的電力來進行充電，並且檢測用於保護充電埠的保護部是否打開或閉合，而無需複雜的系統。根據本發明的一個方面的一種車輛能夠通過經由充電線纜從外部供電裝置接收電力來被充電，並且包括第一入口、保護部和蓄電設備。充電線纜的連接器被連接至第一入口。保護部保護第一入口並且能夠被打開和閉合。將蓄電設備電連接至第一入口，並且能夠通過從供電裝置供給的電力而被充電。第一入口包括用於從供電裝置接收電力的電力端子，以及與電力端子相分離的第一端子和第二端子。車輛進一步包括控制器，該控制器被配置成基於在第一端子和第二端子之間的連接狀態，來確定保護部是否打開或閉合。在上述方面，可以採用一種配置，其中，第一端子是用於接收下述信號的端子，該信號用於檢測車輛經由充電線纜到供電裝置的連接；第二端子被連接至車輛的接地體；並且保護部包括連接部，連接部被配置成當保護部閉合時，在第一端子和第二端子之間形成電連接。在上述方面，可以採用一種配置，其中，當保護部閉合時，保護部經由在連接部中包括的連接部電阻器，來在第一端子和第二端子之間形成電連接。在上述方面，可以採用一種配置，其中，控制器包括電壓連接部和電壓檢測部，該電壓連接部經由上拉電阻器將高於接地體電壓的電壓提供給第一端子，該電壓檢測部用於檢測第一端子的電壓；當由電壓檢測部檢測到的電壓低於第一電壓時，控制器確定該車輛被連接至供電裝置；當檢測的電壓高於第一電壓並且低於比第一電壓高的第二電壓時，控制器確定保護部閉合；並且，當檢測的電壓高於第二電壓時，控制器確定保護部打開並且車輛未被連接至供電裝置。第二電壓可以低於電壓連接部的電壓，並且高於當電壓連接部經由連接部電阻器和上拉電阻器接地時的、由電壓連接部的電壓、連接部電阻器的電阻值以及上拉電阻器的電阻值確定的電壓。在上述方面，車輛可以進一步包括開關設備，開關設備被放置於連接在電力端子和蓄電設備之間的電力線中，並且被配置為當該開關設備閉合時進入導電狀態，並且該開關設備打開時脫離導電狀態，從而使得該開關設備能夠在從供電裝置的電力的供給和切斷之間切換轉換，其中，當對蓄電設備充電時，控制器閉合開關設備。在上述方面，可以採用一種配置，其中，充電線纜包括電纜、電源線以及地線，電纜用於傳輸對蓄電設備進行充電的電力，電源線用於從供電裝置傳輸第一控制用電源電壓，地線用於在供電裝置中接地；第一入口進一步包括第三端子、第四端子和第五端子，當充電線纜被連接至第一入口時，電源線和接地線分別被連接至第三端子和第四端子，第五端子被連接至車輛中的第二控制用電源電壓；當第三端子被連接至電源電壓並第四端子接地時，開關設備閉合；並且保護部被配置為，當該保護部閉合時，在第三端子和第五端子之間形成電連接，以及在第二端子和第四端子之間形成電連接。在上述方面，可以採用一種配置，其中，充電線纜包括電纜、電源線以及地線，電纜用於傳輸對蓄電設備進行充電的電力，電源線用於從供電裝置傳輸第一控制用電源電壓，地線用於在供電裝置中接地；第一入口進一步包括第三端子和第四端子，當充電線纜被連接至第一入口時，電源線和接地線分別被連接至第三端子和第四端子；當第三端子被連接至電源電壓並且第四端子接地時，開關設備閉合；該車輛進一步包括第一配線和第二配線，第一配線連接在第三端子和控制器之間，第二配線連接在第四端子和控制器之間；控制器包括電源節點、第一開關以及第二開關，當第一開關被激活時第一開關使得在第一配線和電源節點之間形成電連接，當第二開關被激活時電連接第二開關使得在第二配線和接地體之間形成電連接；並且當檢測到保護部閉合時，控制器激活該第一開關和第二開關。在上述方面，可以採用一種配置，其中，當檢測到保護部打開時，在流過開關設備的電流下降到低於閾值之後，控制器停用第一開關和第二開關中的至少一個。在上述方面，可以採用一種配置，其中，供電裝置為車輛供給直流(DC)電力；該車輛進一步包括第二入口以及充電設備，第二入口用於接收來自外部電源的交流(AC)電力，充電設備連接在第二入口和開關設備之間，以用於將從外部電源供給的AC電力轉換成對蓄電設備進行充電的DC電力；並且通過從供電裝置供給的DC電力和從充電設備供給的DC電力之一來對蓄電設備充電。在上述方面，當車輛被連接至供電裝置並且通過從供電裝置供給的電力對蓄電設備充電時，或者當保護部閉合併且通過從外部電源供給的電力對蓄電設備充電時，控制器可以閉合開關設備。根據本發明，在能夠通過從車輛外部的電源供給的電力被充電的車輛中，能夠檢測用於保護充電埠的保護部是否打開或閉合，而無需複雜的系統。


從下列參考附圖對示例實施例的描述，本發明的前述和進一步目標、特徵和優勢將變得明顯，在附圖中，使用相同的編號表示相同的元件，並且其中:圖1是根據第一實施例的車輛的整體框圖；圖2是用於解釋在第一實施例中入口的端子的布置的圖；圖3是示出了在第一實施例中入口的蓋閉合的狀態的圖；圖4是用於解釋在第一實施中當入口的蓋閉合時建立的電連接的圖；圖5是用於解釋在第一實施例中由PLG-ECU執行的用於確定是否可以執行充電的控制處理的流程圖；圖6是用於解釋端子電壓的量和車輛的狀態的圖；圖7是根據第二實施例的車輛的整體框圖；圖8是用於解釋在第二實施例中的入口的端子的設置的圖；圖9是示出了在第二實施例中入口蓋閉合的狀態的圖；圖10是用於解釋在第二實施例中當入口的蓋閉合時建立的電連接的圖；以及圖11是用於解釋在第二實施例中由PLG-E⑶執行的用於確定是否可以執行充電的控制處理的流程圖。
具體實施例方式下文將參考附圖，具體描述本發明的實施例。應指出的是，在附圖中的相同或相對應部分由相同的附圖標記來指示，並且對其不重複描述。第一實施例圖1是根據第一實施例的車輛100的整體框圖。參考圖1，車輛100包括蓄電設備110、系統主繼電器SMR、用作驅動設備的電力控制單元(P⑶)120、電動發電機130、動力傳輸齒輪140、驅動輪150、以及混合車輛電子控制單元(HV-ECU) 300。
蓄電設備110是被配置成能夠充電和放電的電力存儲單元。蓄電設備110包括諸如鋰離子電池、鎳氫電池或者鉛酸電池的二次電池，或者包括諸如雙電層電容器的蓄電單
J Li ο蓄電設備110經由電力線PLl和接地導體NLl連接到P⑶120。蓄電設備110提供電力，以向P⑶120產生車輛100的驅動力。蓄電設備110存儲通過電動發電機130產生的電力。例如，蓄電設備110的輸出大約是200V。包括在系統主繼電器SMR中的繼電器分別位於連接在蓄電設備110和P⑶120之間的電力線PLl和接地導體NL1。系統主繼電器SMR由來自HV-E⑶300的控制信息號SEl進行控制，並且在供應和切斷在蓄電設備110和PCU 120之間的電力之間進行切換。雖然未在附圖中示出，但是P⑶120包括將從蓄電設備110供應的電源電壓升高的轉換器以及將由轉換器升高的直流(DC)電力轉換成用於驅動電動發電機130的交流(AC)電力的逆變器。通過從HV-E⑶300供應的控制信號PWC和PWI分別控制這些轉換器和逆變器。電動發電機130是AC旋轉電機，例如是提供有轉子的其中嵌入永磁體的永磁型同步電動機。來自電動發電機130的扭矩輸出經由包括減速器和動力分配機制的動力傳輸齒輪140被傳輸到驅動輪150，從而驅動車輛100。在車輛100的再生制動期間，電動發電機130能夠利用驅動輪150的旋轉力來發電。產生的電力被轉換成用於通過P⑶120對蓄電設備110充電的充電電力。應該注意的是，雖然圖1示出了其中提供有單個電動發電機的配置，但是電動發電機的數量不限於此，並且可以提供多個電動發電機。在配置有發動機(未示出)和電動發電機130的混合車輛中，通過合作地操作發動機和電動發電機130產生要求的車輛驅動力。在該情形下，能夠利用使用發動機旋轉產生的電力對蓄電設備110充電。總之，根據第一實施例的車輛100是配備有用於產生車輛驅動力的電動機的車輛，其示例可以包括利用發動機和電動機產生驅動力的混合車輛、以及沒有配備發動機的純電動車輛和燃料電池車輛。雖然在圖1中未示出，但是HV-E⑶300包括中央處理單元(CPU)、存儲器、以及輸入/輸出緩衝器；從各種傳感器接收信號；將控制信號輸出到各種設備；並且控制車輛100和各種設備。應該注意的是，用於執行這些控制操作的手段不限於通過軟體進行處理，而是是可以使用專用硬體設備(電子電路)進行處理。HV-E⑶300產生和輸出用於控制POT 120、系統主繼電器SMR等的控制信號。此夕卜，HV-E⑶300接收通過包括在蓄電設備110中傳感器(未示出)檢測的蓄電設備110的電壓VB和電流IB，並且計算蓄電設備110的荷電狀態(SOC)。應該注意的是，圖1示出了其中HV-E⑶300是單個控制設備的配置，例如，可以將HV-ECU 300配置成包括與要被控制的功能或設備相對應的單獨的控制器，諸如用於PCU120的控制器和用於蓄電設備110的控制器。車輛100包括DC/DC轉換器160、輔助電池170以及輔助負載180作為低電壓系統(輔助設施)的組件。
DC/DC轉換器160被連接到電力線PLl和接地導體NLl，並且基於來自HV-ECU 300的控制信號PWD逐步降低從蓄電設備110供應的DC電壓。DC/DC轉換器160經由電力線PL3，將電力供應給整個車輛的低電壓系統，諸如輔助電池170、輔助負載180以及HV-E⑶300。輔助電池170通常包括鉛酸電池。輔助電池170的輸出電壓比蓄電設備110的輸出電壓更低，即，例如大約12V。例如，輔助負載180包括燈、雨刷、加熱器以及音頻裝置。車輛100包括入口 210和220、充電設備200、充電繼電器RY1、以及插頭E⑶(PLG-E⑶)350，作為用於通過從車輛外部供應的電力對蓄電設備110充電的組件。在第一實施例中，車輛100具有兩個充電系統，其使得能夠利用從供應AC電力的外部電源500供應的電力和利用從供應DC電力的供電裝置600供應的電力對蓄電設備110充電。應該注意的是，充電系統不限於這兩種系統；即，車輛100可以具有三個或更多個充電系統或者可以具有單個充電系統。入口 210提供在車輛100的車體上，以從外部電源500接收AC電力。充電線纜400的充電連接器410被連接到入口 210。當充電線纜400的插頭420被連接到諸如商業電源的外部電源500的插座或者點510時，可以將來自外部電源500的AC電力經由充電線纜400的布線部430傳輸到車輛100。經由電力線ACL I和ACL2，將充電設備200連接到入口 210。經由充電繼電器RY1，也將充電設備200通過電力線PL2和接地導體NL2連接到蓄電設備110。充電設備200由來自PLG-E⑶350的控制信號PWE來控制，並且將通過入口 210供應的AC電力轉換成用於對蓄電設備110充電的電力。充電繼電器RYl位於電力線PL2和接地導體NL2。充電繼電器RYl由來自PLG-ECU350的控制信號SE2進行控制，並且在切換蓄電設備110和充電設備200之間的電力的供應和切斷。與入口 210類似，在車輛100的車體上提供有入口 220，以從供電裝置600接收DC電力。充電線纜450的接收側連接器460被連接到入口 220。當充電線纜450的供應側連接器470被連接到供電裝置600的電源連接部610時，經由充電線纜450的布線部480，將來自供電裝置600的DC電力傳輸到車輛100。入口 220被提供有可開的門(下文也稱為「蓋」)250，其起到了當不執行充電時保護入口 220的保護部的作用。保護部的形式可以是蓋子或帽蓋，取代可打開的門。雖然未示出，優選的是，入口 210也可以提供有保護部。入口 220具有多個端子，用於從供電裝置600接收DC電力和用於發送和接收一個或多個控制信號。例如，入口 220是遵循日本電動車輛協會標準(JEVS)的JEVS G105 (在用於電動車輛的生態站快速充電系統中使用的連接器)的入口，並且入口 220具有如圖2中所示的端子布置。雖然採用入口 220具有遵循JEVS的端子布置的情形作為示例描述第一實施例，但是入口 220的端子布置不限於遵循JEVS。具體而言，入口 220可以具有另一端子布置，只要能夠將類似的信號發送至供電裝置600和從供電裝置600接收類似的信號。參考圖1和圖2，入口 220包括正側DCLP端子221和負側DCLN端子222，以便從供電裝置600接收高壓DC電力(例如，大約200V)用於對蓄電設備110充電。將DCLP端子221和DCLN端子222連接到電力線PL2和接地導體NL2。因此，通過包括在充電線纜450中的電纜483從供電裝置600供應的DC電力經由充電繼電器RYl被傳輸到蓄電設備110。
An 220還可以包括G端子223、S1端子224、P端子225、C端子227、A端子228、B端子229以及S2端子230，這些是用於將控制信號發送至PLG-ECU 350和從PLG-ECU 350接收控制信號的端子。除了 G端子223之外，每個端子通過控制線連接到PLG-ECU 350。SI端子224和S2端子230分別是用於接收從供電裝置600供應的指示充電的開始和停止的控制信號的端子。SI端子224經由充電線纜450的電源線481和供電裝置600中的繼電器RYlO連接到供電裝置600中的電源節點620。例如，電源節點620的電源電壓大約是12V。當將供電裝置600中的繼電器RYlO閉合時，電源節點620的電源電壓被供應到車輛100。S2端子230經由充電線纜450的接地線482和供電裝置600中的繼電器RY20連接到供電裝置600中的接地。當將供電裝置600中的繼電器RY20閉合時，S2端子230被連接到接地。SI端子224和S2端子230經由控制線SLl和SL2被連接到在PLG-E⑶350中包括的控制部355。當供電裝置600中的繼電器RYlO和RY20閉合時控制部355閉合充電繼電器RY1，並且因此，電源電壓被供應到SI端子224，並且S2端子230被連接到接地。以這種方式，開始利用來自供電裝置600的DC電力對蓄電設備110充電。當打開繼電器RYlO和RY20的任何之一時，控制部355打開充電繼電器RYl以停止充電。C端子227是用於接收連接檢查信號的端子，連接檢查信號用於檢查車輛100和供電裝置600是否經由充電線纜450連接。C端子227經由充電線纜450連接到供電裝置600中的接地。C端子227經由控制線SL3連接到控制部355。在PLG-E⑶350中，控制線SL3經由上拉電阻器353連接到電源節點352。因此，當車輛100和供電裝置600經由充電線纜450彼此連接時，控制線SL3被接地並且其電壓基本變成零。另一方面，當車輛100和供電裝置600經由充電線纜450彼此連接時，通過電源節點352的電源電壓和上拉電阻器353的電阻值確定的電壓出現在控制線SL3上。因此，能夠通過檢測控制線SL3的電壓來檢查車輛100和供電裝置600之間的連接。G端子223是接地端子，其被連接到車輛100的接地體。G端子223經由充電線纜450也連接到供電裝置600中的接地。A端子228和B端子229是用於發送和接收在車輛100和供電裝置600之間交換的通信信號的端子。P端子225是用於將指示是允許還是禁止充電的控制信號從車輛100發送到供電裝置600的端子。例如，當車輛100允許充電時，PLG-E⑶350把要發送到P端子的控制信息設置成0N。響應於此，控制供電裝置600的繼電器和轉換器(未示出)，使得將DC電力供應到車輛100。另一方面，當蓄電設備110處於完全充電狀態時或者當因為在車輛100側的設備故障而禁止充電時，例如，PLG-E⑶350把要發送到P端子的控制信號設置成0FF，以停止從供電裝置600供應的電力。入口 220還包括PIB端子226。雖然該端子在JEVS中是空閒端子，在第一實施例中，當蓋250閉合時，電力線PL3連接到PIB端子226，以控制充電繼電器RYl的打開和閉合，這將在下文進行描述。再次參考圖UnHV-ECU 300的情形，PLG-ECU 350包括CPU、存儲器以及輸入/輸出緩衝器，這些未被示出；從各種傳感器接收信號；將控制信號輸出到各種設備；以及當執行外部充電操作時控制充電操作。應該注意的是，用於執行這些控制操作的手段不限於通過軟體處理，而且可以使用專用硬體設備(電子電路)進行處理。PLG-E⑶350還包括電壓檢測部354和控制部353、電源節點和上拉電阻器353。電壓檢測部354檢測控制線SL3的電壓VC，並且將檢測的電壓輸出到控制部355。基於電壓VC，控制部355如上所述檢查至供電裝置600的連接，並且確定蓋250是打開還是閉合，如下文所述。電壓檢測部354可以被包括在控制部355中。PLG-E⑶350將關於充電線纜的連接狀態和充電設備的狀態的信息ALM輸出到報警設備190，以通知這些狀態的操作者。PLG-E⑶350將運行禁止信號INH輸出到HV-E⑶300，以防止車輛100在被連接充電線纜的情況下運行。在能夠供應有來自多個供電埠的電力的車輛中，並且其中從多個充電埠延伸的電力線共享充電繼電器RY1，如圖1中所示的車輛100那樣，當通過從外部電源500供應電力對蓄電設備110充電時，例如，將高壓(例如，200V)施加到入口 220的DCLP端子221和DCLN 端子 222。通常，為了安全性，構造這種入口使得端子的充電部分不能被輕易地觸摸。然而，當如上所述利用施加到埠的電壓將蓋保持打開時，由於風雨水和外物可能進入端子部分，例如，這可能導致漏電和/或接地故障。這可能導致設備故障的發生和/或可能影響周邊事物。因此，在第一實施例中，利用如上所述檢查到供電裝置600的連接的功能檢查蓋250是打開還是閉合，並且當蓋250打開並且充電線纜450未連接時，控制車輛100禁止外部供電操作。圖3是示出了在第一實施例中入口 220的蓋250閉合的狀態的圖。參考圖2和圖3，在當蓋250閉合時面對入口 220側的蓋250的內表面中，布置了當蓋250閉合時用於在預定端子之間電連接的連接部235、236和237。當蓋250閉合時，連接部235利用在G端223和C端227之間插入的電阻器連接在G端子223和C端子227之間。連接部分236可以將SI端子224和PIB端子226短路。連接部237將G端子223和S2端子230短路。圖4是用於解釋當入口 220的蓋250閉合時建立的電連接的圖。參考圖4，當利用插入在G端子223和C端子227之間的電阻器，通過連接部235連接G端子223和C端子227時，通過從電源節點352供應的電源電壓、上拉電阻器353以及連接部235的電阻確定的電壓出現在控制線SL3中。能夠使得該電壓低於當G端子223和C端子227之間的連接狀態被打開時(S卩，當蓋被打開時)出現的電壓，並且使得該電壓高於當通過適當地設置上拉電阻器353的電阻值和連接部235的電阻將G端子223和C端子227短路時(S卩，當連接充電線纜450時)出現的電壓。因此，能夠基於由電壓檢測部354檢測的控制線SL3的電壓確定蓋250是打開還是閉合以及到供電裝置600的連接狀態。當通過連接部236將S I端子224和PIB端子226短路時，將電源電壓從電力線PL3供應到S I端子224。當通過連接部237將G端子223和S2端子230短路時，S2端子230被連接到車輛100的接地體(即，接地)。如參考圖1所述，響應於電源電壓被供應至SI端子224和S2端子230被連接到接地，PLG-ECU 350閉合充電繼電器RYl。因此，如上所述，當連接部236將S I端子224和PIB端子226短路並且連接部237將G端子223和S2端子230短路時，充電繼電器RYl閉合。
另一方面，當蓋250被打開並且供電裝置600未被連接時，電源電壓未供應到SI端子224並且S2端子未連接到接地，使得PLG-E⑶350打開充電繼電器RYl，並且因為不能執行外部充電操作而停止將由充電設備200執行的電力轉換操作。因此，當蓋250被打開並且供電裝置600未被連接時，防止高DC電壓施加到入口 220的DCLP端子221和DCLN端子222，即便來自外部電源500的電力被施加到入口 210。圖5是示出了解釋用於確定是否可以執行充電的控制處理的流程圖，該處理由PLG-ECU 350執行。將在隨後描述的圖5和圖11中示出的流程圖中的步驟通過事先存儲在PLG-ECU 350中被稱為主例程並且以預定循環執行的程序來實施。或者，通過構建專用硬體設備(電子電路)能夠實施部分步驟的處理。參考圖1和圖5，在步驟(在下文中，將「步驟」簡稱為「S」)100中，通過將電壓檢測部354檢測的控制線SL3的電壓VC與閾值α I和α 2相比較，PLG-ECU 350確定蓋250是打開的還是閉合的以及到供電裝置600的連接狀態。此處的閾值α I是用於確定車輛100是否連接到供電裝置600的閾值，並且被設置成接近於零的值。閾值α 2被設置成稍微高於當蓋250閉合時通過上拉電阻器353和連接部235的電阻確定的控制線SL3的電壓的值。具體而言，在步驟SlOO中，確定發送下列狀態中的哪一個:I)經由充電線纜450車輛100被連接到供電裝置600的狀態；2)蓋250閉合的狀態；以及3)蓋250被打開並且車輛100未被連接到供電裝置600的狀態。當電壓VC等於或低於閾值α I (在SlOO中VC < α I)時，處理進行至S110，並且PLG-E⑶350確定經由充電線纜450將車輛100連接到供電裝置600的狀態發生。在步驟S120中，PLG-ECU 350將運行禁止信號INH輸出到HV-ECU 300，以便防止諸如充電線纜450和入口 220的設備由於連接有充電線纜45的車輛100的運動而故障、損壞等。雖然未示出，但是，例 如，HV-ECU 300通過禁止系統主繼電器SMR的閉合和/或通過輸出控制信號以停止P⑶120中的轉換器或逆變器(這些未示出)，來禁止車輛100的運行。接下來，在S125中，PLG-E⑶350確定是否執行對蓄電設備110進行充電。當對蓄電設備110充電時(在S 125中為「是」)，PLG-E⑶350通過將控制信號SE2設置成ON並且在S130中輸出控制信號SE2來閉合充電的繼電器RYl。另一方面，當蓄電設備110處於完全充電狀態或者因為例如開始充電的時間未到達而未立即執行充電時(在S125中為「否」)，處理進行至S170並且PLG-E⑶350通過將控制信號SE2設置成OFF並且輸出控制信號SE2來打開充電繼電器RYl。當電壓VC高於閾值α I並且等於或低於閾值α 2時(在步驟SlOO中α I
α 2)，在S150中，PLG-ECU 350確定蓋250被打開並且供電裝置600未被連接的狀態正在發生。當控制線SL3損壞時，也出現這種狀態。因此，在這種情形下，PLG-E⑶350確定應該不允許外部充電操作。接下來，在S160中，PLG-E⑶350通過報警設備190輸出報警，以通知操作者將蓋250被打開並且供電裝置600未被連接的狀態正在發生。隨後在S170中，PLG-E⑶350通過將控制信號SE2設置成OFF並且輸出控制信號SE2，來打開充電繼電器RYl。即便蓋250打開並且未連接供電裝置600，當用於連接到外部電源500的充電線纜400未連接到入口 210時，也不將運行禁止信號INH輸出到HV-E⑶300，因為在此情形下，沒有必要立即禁止車輛100的運行。通過根據上述處理執行控制，能夠確定蓋250是打開還是閉合以及到供電裝置600的連接狀態，並且能夠根據確定的結果來控制充電繼電器RYl的打開和閉合。以這種方式，能夠防止高DC電壓被施加到蓋250打開的入口 220的端子部分，從而能夠抑制由於漏電和/或接地故障導致的設備故障和對周圍的影響。在圖6中示出了如上所述的電壓VC的量級和車輛100的狀態的表。參考圖6，當電壓VC高於閾值α 2 ( α 2 < VC)時，車輛100處於蓋250被打開並且車輛100未連接到供電裝置600的狀態，或者處於控制線SL3損壞的狀態。此外，在報警設備190上提供有向操作者報警的指示。在該情形下，不輸出運行禁止信號ΙΝΗ，而車輛100能夠運行。當電壓VC高於閾值α I並且等於或低於閾值α 2 ( α 1 ≤ VC ≤ α 2)時，車輛處於蓋250閉合的狀態。在該情形下，車輛100能夠運行。另外，入口 220的SI端子224和S2端子230通過蓋250的連接部236和237分別連接到車輛100側的電源電壓和接地體。當電壓VC等於或低於閾值a l(vc≤α 1)時，車輛100處於車輛100經由充電線纜450連接到供電裝置600的狀態。此外，在報警設備190上提供有表示充電線纜450被連接的指示。在該情形下，運行禁止信號NIH被輸出並且防止車輛100運行。在該情形下，入口 220的S 1端子224和S2端子230分別連接到供電裝置600側的電源電壓和接地。第二實施例在第一實施例的描述中，描述了如下配置，即，當蓋250閉合時，分別通過入口 220的連接部236和237將入口 220的S1端子224和S2端子230連接到電源電壓和接地體。在這種配置中，在蓋250閉合的情況下當蓋250突然被打開並且利用從外部電源500供應電力執行充電操作時，有可能充電繼電器RYl的接觸部分被打開而充電電流流過充電繼電器RY1。這可能導致充電繼電器RYl的接觸部分熔化和粘住。在第二實施例的描述中，描述了如下配置，即，車輛包括多個開關，這些開關將控制線SLl和SL2分別連接到電源電壓和接地體，控制線SLl和SL2分別連接在PLG-E⑶350與S 1端子224和S2端子230之間；並且其中，PLG-ECU350控制這多個開關。利用該配置，即使當蓋250被打開同時利用從外部電源500供應的電力執行充電處理時，也能夠在PLG-E⑶350減小從充電設備200輸出的DC電流之後打開充電繼電器RY1。因此，能夠防止充電繼電器RYl的接觸部分熔化和粘住。圖7是根據第二實施例的車輛100的總體結構圖。圖7示出了配置，其中第一實施例的圖1中示出的PLG-E⑶350進一步包括開關SWl和SW2，以及開關控制部356。不重複與圖1中示出的這些相對應的圖7中示出的組件的描述。參考圖7 ,PLG-ECU 350還包括電源節點351和開關SWl和SW2。此外，在PLG-ECU350中的控制部355包括開關控制部356。開關SWl由開關控制部356驅動，並且在要從電源節點351供應到控制線SLl的電源電壓的供應和切斷之間進行切換。應該注意的是，可以使用來自電源節點351的電源電壓、來自電源節點352的電源電壓或來自電力線PL3的電源電壓。
開關SW2也由開關控制部356驅動，並且在控制SL2和車輛100的接地體之間的連接和非連接之間進行切換。雖然開關SWl和SW2布置在PLG-ECU 350中，但是開關SWl和SW2也可以布置在PLG-ECU 350 外部。開關控制部356接收來自電壓檢測部354的控制線SL3的電壓VC的檢測值。開關控制部356基於電壓VC檢測蓋250閉合，並且當利用來自外部電源500的電力對蓄電設備110充電時，開關控制部356執行控制以便接通開關SWl和SW2。以這種方式，在電源節點351和控制線SLl之間以及在控制線SL2和接地體之間建立連接。當開關控制部356基於電壓VC檢測蓋250閉合時，開關控制部356輸出控制信號PWE,以便停止充電設備200的電力轉換操作來停止DC電流的輸出。在從停止充電設備200的電力轉換操作的控制信號PWE被輸出開始經過了預定時間段之後，開關控制部356執行控制，以便響應於檢測到由電流傳感器(未示出)測量的從充電設備200輸出的DC電流下降至或低於預定閾值而斷開開關SWl和SW2。以這種方式，在電源節點351和控制線SLl之間的連接以及在控制線SL2和接地體之間的連接被切斷。結果，在減少充電電流之後打開充電繼電器RYl變成可能。圖8是用於解釋第二實施例中入口 220的端子布置的圖。在圖8中，差異在於第一實施例的圖2中示出的PIB端子226是空閒端·子。圖9是示出了在第二實施例中入口 220的蓋250閉合的狀態的圖。在第二實施例中，控制線SLl和SL2通過開關SWl和SW2連接到電源電壓和接地體，並且因此，在第一實施例的圖3中示出的連接部236和237是不必要的。因此，單獨布置連接部235以檢測蓋250是否打開或閉合，並且如圖10中所示，當蓋250閉合時，入口 220的G端子223和C端子227經由連接部235彼此連接。圖11是解釋用於確定是否可以執行充電的控制處理的流程圖，該處理由PLG-E⑶350執行。通過將步驟S 145以及S 161至S 163添加到第一實施例的圖5中示出的流程圖，獲得圖11中示出的流程圖。將不重複與圖5中所示的那些相對應的圖11中示出的步驟的描述。參考圖7和圖11，當電壓VC大於閾值α 並且等於或小於閾值α2 (α
a 2)時，即，在SlOO中確定蓋250被打開並且供電裝置600未被連接的狀態正在發生(S150)，PLG-ECU 350在S160中輸出報警並且在S161中開始用於結束充電設備200的充電的處理。然後，在S162中，PLG-ECU 350確定充電是否正在進行。例如，基於在S161中從充電結束處理開始是否已經過去了預定的時段，或者基於由電流傳感器(未示出)檢測的充電裝置200輸出的DC電流是否下降到或低於預定值，來進行在S162中做出的關於充電是否正在進行的確定。
當充電在進行中時(步驟S162中為「是」)，處理返回S162，並且PLG-E⑶350等待充電結束。另一方面，當充電處理結束時(在S162中為「否」)，處理進行到S163，並且PLG-ECU350斷開開關SWl和SW2。然後，處理進行到S170，並且充電繼電器RYl被打開。通過根據這種處理來執行控制，即便在外部充電操作期間蓋250被打開，也能夠在減小充電電流之後打開充電繼電器RYl。因此，能夠防止充電繼電器RYl的接觸部分熔解和粘住。上述實施例的「入口 220」和「入口 210」分別是本發明的「第一入口」和「第二入口」的示例。「C端子227」、「G端子223，，、「S1端子224，，、「S2端子230」和「PIB端子226」分別是本發明的「第一端子」至「第五端子」的示例。這些實施例的「PLG-E⑶」是本發明的「控制器」的示例。這些實施例的「控制線SL1」和「控制線SL2」是本發明的「第一配線」和「第二配線」的示例。這些實施例的「開關SWT」和「開關SW2」是本發明的「第一開關」和「第二開關」的示例。這些實施例的「電源節點352」是本發明的「電壓連接部」的示例。此處公開的實施例僅是示例，不應被視為限制性。本發明的範圍不是由上文描述而是由權利要求確定，並且旨在涵蓋在權利要求及其等效內容範圍內的所有修改。
權利要求
1.一種車輛，該車輛能夠通過經由充電線纜從外部供電裝置接收電力來被充電，其特徵在於包括: 第一入口，所述第一入口用於與所述充電線纜的連接器連接，所述第一入口包括電力端子、以及與所述電力端子相分離的第一端子和第二端子，所述電力端子用於從所述供電裝置接收電力； 保護部，所述保護部用於保護所述第一入口並且能夠被打開和閉合； 蓄電設備，所述蓄電設備能夠通過從所述供電裝置供給的所述電力來被充電，所述蓄電設備被電連接至所述第一入口 ；以及 控制器，所述控制器被配置為基於所述第一端子和所述第二端子之間的連接狀態，來確定所述保護部是否打開或閉合。
2.根據權利要求1所述的車輛，其中: 所述第一端子是用於接收下述信號的端子，所述信號用於檢測所述車輛經由所述充電線纜到所述供電裝置的連接； 所述第二端子被連接至所述車輛的接地體；並且 所述保護部包括連接部，所述連接部被配置為在當所述保護部閉合時，在所述第一端子和所述第二端子之間形成電連接。
3.根據權利要求2所述的車輛，其中， 當所述保護部閉合時，所述保護部經由在所述連接部中包括的連接部電阻器，來在所述第一端子和所述第二端子之間形 成電連接。
4.根據權利要求3所述的車輛，其中: 所述控制器包括電壓連接部和電壓檢測部，所述電壓連接部經由上拉電阻器將高於所述接地體電壓的電壓提供給所述第一端子，所述電壓檢測部用於檢測所述第一端子的電壓； 當由所述電壓檢測部檢測到的檢測電壓低於第一電壓時，所述控制器確定所述車輛被連接至所述供電裝置； 當所述檢測電壓高於所述第一電壓並且低於比所述第一電壓高的第二電壓時，所述控制器確定所述保護部閉合；以及 當所述檢測電壓高於所述第二電壓時，所述控制器確定所述保護部打開並且所述車輛未被連接至所述供電裝置。
5.根據權利要求4所述的車輛，其中， 所述第二電壓低於所述電壓連接部的電壓，並且高於在當所述電壓連接部經由所述連接部電阻器和所述上拉電阻器接地時的、由所述電壓連接部的電壓、所述連接部電阻器的電阻值以及所述上拉電阻器的電阻值所確定的電壓。
6.根據權利要求1至5的任意一項所述的車輛，進一步包括開關設備，所述開關設備被放置於連接在所述電力端子和所述蓄電設備之間的電力線中，並且被配置為當該開關設備閉合時進入導通狀態，當該開關設備打開時脫離導通狀態，從而使得所述開關設備能夠在從所述供電裝置提供的電力的供給和切斷之間切換， 其中，當對所述蓄電設備充電時，所述控制器閉合所述開關設備。
7.根據權利要求6所述的車輛，其中:所述充電線纜包括電纜、電源線以及地線，所述電纜用於傳輸對所述蓄電設備進行充電的電力，所述電源線用於從所述供電裝置傳輸第一控制用電源電壓，所述地線用於在所述供電裝置中接地； 所述第一入口進一步包括第三端子、第四端子和第五端子，當所述充電線纜被連接至所述第一入口時，所述電源線和所述地線分別被連接至所述第三端子和所述第四端子，所述第五端子被連接至在所述車輛中的第二控制用電源電壓； 當所述第三端子被連接至所述電源電壓並且所述第四端子被接地時，所述開關設備閉合；並且 所述保護部被配置為，當該保護部閉合時，在所述第三端子和所述第五端子之間形成電連接，以及在所述第二端子和所述第四端子之間形成電連接。
8.根據權利要求6所述的車輛，其中: 所述充電線纜包括電纜、電源線以及地線，所述電纜用於傳輸對所述蓄電設備進行充電的電力，所述電源線用於從所述供電裝置傳輸第一控制用電源電壓，所述地線用於在所述供電裝置中接地； 所述第一入口進一步包括第三端子和第四端子，當所述充電線纜被連接至所述第一入口時，所述電源線和所述地線分別被連接至所述第三端子和所述第四端子； 當所述第三端子被連接至所述電源電壓並且所述第四端子接地時，所述開關設備閉合； 所述車輛進一步包括第一配線和第二配線，所述第一配線連接在所述第三端子和所述控制器之間，所述第二配線連接在所述第四端子和所述控制器之間； 所述控制器包括電源節點、第一開關以及第二開關，當所述第一開關被激活時所述第一開關使得在所述第一配線和所述電源節點之間形成電連接，當所述第二開關被激活時所述第二開關使得在所述第二配線和所述接地體之間形成電連接；並且 當檢測到所述保護部閉合時，所述控制器激活所述第一開關和所述第二開關。
9.根據權利要求8所述的車輛，其中， 當檢測到所述保護部打開時，在流過所述開關設備的電流下降到低於閾值之後，所述控制器停用所述第一開關和所述第二開關中的至少一個。
10.根據權利要求6所述的車輛，其中: 所述供電裝置為所述車輛供給直流(DC)電力； 所述車輛進一步包括第二入口以及充電設備，所述第二入口用於接收來自外部電源的交流(AC)電力，所述充電設備連接在所述第二入口和所述開關設備之間，以用於將從所述外部電源供給的所述AC電力轉換成用於對所述蓄電設備進行充電的DC電力；並且 通過從所述供電裝置供給的所述DC電力和從所述充電設備供給的所述DC電力之一來對所述蓄電設備充電。
11.根據權利要求10所述的車輛，其中， 當所述車輛被連接至所述供電裝置並且通過從所述供電裝置供給的電力對所述蓄電設備充電時，或者當所述保護部閉合併且通過從所述外部電源供給的電力對所述蓄電設備充電時，所述控制器閉合所述開關設備。
全文摘要
一種車輛，能夠經由充電線纜(450)通過從外部供電裝置(600)接收電力來被充電，並且包括入口(220)、用於保護入口(220)的蓋(250)以及蓄電設備(110)。入口(220)包括用於檢測至供電裝置(600)的連接的C端子(227)以及連接至車輛(100)的接地體的G端子。蓋(250)被配置成當蓋(250)閉合時，在C端子(227)和G端子(223)之間電連接。車輛(100)進一步包括PLG-ECU(350)，其基於C端子(227)的電壓，來檢測蓋(250)是否打開或閉合。
文檔編號B60L9/00GK103097165SQ201180011745
公開日2013年5月8日 申請日期2011年3月1日 優先權日2010年3月2日
發明者益田智員 申請人:豐田自動車株式會社