本發(fā)明涉及利用從交流電源供給的電力對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電的充電裝置和車(chē)輛。

背景技術(shù)：

日本特開(kāi)2014-17917號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)中，公開(kāi)了一種充電裝置，該充電裝置具備：充電器，其用于利用從車(chē)輛外部的交流電源供給的電力對(duì)車(chē)載電池進(jìn)行充電；和控制裝置，其控制充電器。充電器具備將從交流電源接受到的交流變換成直流的AC/DC變換電路(功率因數(shù)改善升壓電路)、和將AC/DC變換電路輸出的電壓進(jìn)行變換并向車(chē)載電池輸出的絕緣型的DC/DC變換電路。在利用從車(chē)輛外部的交流電源供給的電力對(duì)車(chē)載電池進(jìn)行充電的情況下，控制裝置控制AC/DC變換電路以使得AC/DC變換電路的輸出電壓成為目標(biāo)電壓。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1

日本特開(kāi)2014-17917號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的充電裝置中，在從交流電源向充電器輸入了異常的交流電壓波形的情況下，AC/DC變換電路(功率因數(shù)改善升壓電路)的輸出電壓不會(huì)成為目標(biāo)電壓，而是在AC/DC變換電路的輸出電力與DC/DC變換電路的輸出電力之間產(chǎn)生差，所以會(huì)導(dǎo)致AC/DC變換電路的輸出側(cè)的電壓變動(dòng)?？峙聲?huì)因該影響而產(chǎn)生沖擊電流。

作為該對(duì)策，可考慮在AC/DC變換部的輸出側(cè)的電壓偏離了規(guī)定范圍的情況下暫時(shí)停止充電器。然而，在這樣的方法中，在交流電壓波形的異常長(zhǎng)期頻繁地反復(fù)出現(xiàn)的情況下，充電的間歇?jiǎng)幼?即使重新開(kāi)始充電也會(huì)立即再次停止的動(dòng)作)反復(fù)執(zhí)行，因此充電時(shí)間恐怕會(huì)過(guò)度地變長(zhǎng)。

本發(fā)明是為了解決上述課題而做出的發(fā)明，其目的在于，在利用從交流電源供給的電力對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電的充電裝置中，即使在從交流電源向充電器輸入了異常的電壓波形的情況下，也能夠在抑制AC/DC變換電路的輸出側(cè)的電壓的變動(dòng)的同時(shí)，抑制充電時(shí)間過(guò)度變長(zhǎng)。

用于解決問(wèn)題的技術(shù)方案

本發(fā)明的充電裝置，利用從交流電源供給的電力對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電，具備：第1變換裝置，其將從交流電源接受的交流變換成直流并輸出；第2變換裝置，其將第1變換裝置輸出的電壓變換成蓄電裝置的電壓并向蓄電裝置輸出；以及控制裝置，其通過(guò)控制第1變換裝置和第2變換裝置來(lái)控制向蓄電裝置供給的充電電力?？刂蒲b置在蓄電裝置的充電期間第1變換裝置的輸出側(cè)的電壓偏離規(guī)定范圍的次數(shù)超出預(yù)定次數(shù)的情況下，一邊與第1變換裝置的輸出側(cè)的電壓偏離規(guī)定范圍的次數(shù)沒(méi)有超出預(yù)定次數(shù)的情況下相比限制充電電力的上限，一邊繼續(xù)蓄電裝置的充電。

根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在蓄電裝置的充電期間第1變換裝置的輸出側(cè)的電壓偏離規(guī)定范圍的次數(shù)超出預(yù)定次數(shù)的情況下，一邊抑制充電電力一邊繼續(xù)充電。由于通過(guò)充電電力的限制而使第1變換裝置的輸出電力與第2變換裝置的輸出電力之間的差變小，因此能夠減小第1變換裝置的輸出側(cè)的電壓的變動(dòng)幅度。進(jìn)而，由于一邊限制充電電力一邊繼續(xù)充電，因此能夠避免充電的間歇?jiǎng)幼?。其結(jié)果，能夠一邊抑制第1變換裝置(AC/DC變換電路)的輸出側(cè)的電壓的變動(dòng)，一邊抑制充電時(shí)間過(guò)度地變長(zhǎng)。

在所述充電裝置中，也可以是，所述控制裝置在從所述第1變換裝置的輸出側(cè)的電壓偏離所述規(guī)定范圍起經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間后，將在所述蓄電裝置的充電期間所述第1變換裝置的電壓偏離規(guī)定范圍的次數(shù)清零。

在所述充電裝置中，也可以是，所述控制裝置在所述第1變換裝置的輸出側(cè)的電壓在預(yù)定時(shí)間內(nèi)處于所述規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，將在所述蓄電裝置的充電期間所述第1變換裝置的電壓偏離規(guī)定范圍的次數(shù)清零。

本發(fā)明所涉及的車(chē)輛，具備：驅(qū)動(dòng)裝置，其使用電力對(duì)車(chē)輛進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；蓄電裝置，其與所述驅(qū)動(dòng)裝置連結(jié)，向所述驅(qū)動(dòng)裝置供給所述電力；連接器，其從車(chē)輛外部的交流電源向所述蓄電裝置供給電力；以及所述充電裝置，其將所述連接器與所述蓄電裝置連結(jié)。

附圖說(shuō)明

圖1是示意地示出車(chē)輛的整體結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是示出ECU的處理順序的流程圖(其1)。

圖3是示出ECU的處理順序的流程圖(其2)。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外，對(duì)圖中相同或者相當(dāng)部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，不反復(fù)對(duì)其說(shuō)明。

圖1是示意地示出具備本實(shí)施方式的充電裝置的車(chē)輛1的整體結(jié)構(gòu)的圖。車(chē)輛1具備：驅(qū)動(dòng)裝置10、電池(蓄電裝置)20、系統(tǒng)主繼電器21、充電繼電器22、充電器30、連接器40以及ECU(ElectronicControlUnit：電子控制單元)100。充電器30包括：AC/DC變換部31、DC/DC變換部32、電容器33、電壓傳感器34以及驅(qū)動(dòng)電路35。

驅(qū)動(dòng)裝置10使用從電池20供給的電力產(chǎn)生車(chē)輛驅(qū)動(dòng)力。驅(qū)動(dòng)裝置10包括以機(jī)械的方式與驅(qū)動(dòng)輪連接的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和對(duì)電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的通電量進(jìn)行控制的電力控制單元(變換器等)。驅(qū)動(dòng)裝置10的輸出(電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的通電量)由來(lái)自ECU100的控制信號(hào)控制。此外，驅(qū)動(dòng)裝置10所包括的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量可以是1個(gè)也可以是2個(gè)以上。

車(chē)輛1利用驅(qū)動(dòng)裝置10的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力來(lái)行駛。此外，車(chē)輛1也可以構(gòu)成為除了使用驅(qū)動(dòng)裝置10所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力以外，還使用未圖示的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來(lái)行駛。

電池20是可再次充電的蓄電裝置，例如是鎳氫電池、鋰離子電池以及鉛蓄電池等二次電池。此外，作為蓄電裝置，也可以采用大容量電容器來(lái)代替電池20。電池20經(jīng)由系統(tǒng)主繼電器21而連接于驅(qū)動(dòng)裝置10。

系統(tǒng)主繼電器21設(shè)置于驅(qū)動(dòng)裝置10與電池20之間，根據(jù)來(lái)自ECU100的控制信號(hào)而開(kāi)閉。

車(chē)輛1構(gòu)成為能夠進(jìn)行“外部充電”，即利用從車(chē)輛外部的交流電源(以下也稱(chēng)為“外部電源”)200供給的電力對(duì)電池20進(jìn)行充電。作為用于進(jìn)行外部充電的結(jié)構(gòu)，車(chē)輛1具備充電繼電器22、充電器30以及連接器40。

充電繼電器22設(shè)置于電池20與充電器30之間，根據(jù)來(lái)自ECU100的控制信號(hào)而開(kāi)閉。

連接器40構(gòu)成為能夠與連接于外部電源200的連接器210連結(jié)。

充電器30的輸入側(cè)的端部連接于連接器40，輸出側(cè)的端部經(jīng)由充電繼電器22而連接于電池20。充電器30基于來(lái)自ECU100的控制信號(hào)，將從外部電源200輸入的交流變換成可對(duì)電池20進(jìn)行充電的直流并向電池20輸出。

具體而言，充電器30包括AC/DC變換部31、DC/DC變換部32、電容器33、電壓傳感器34以及驅(qū)動(dòng)電路35。AC/DC變換部31和DC/DC變換部32通過(guò)正極線(xiàn)PL和負(fù)極線(xiàn)NL而連接。

AC/DC變換部31基于來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路35的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將經(jīng)由連接器40從外部電源200輸入的交流變換(整流)成直流并向正極線(xiàn)PL和負(fù)極線(xiàn)NL輸出。進(jìn)而，AC/DC變換部31也作為通過(guò)使從外部電源200輸入的交流電力的波形接近正弦波來(lái)改善功率因數(shù)的功率因數(shù)改善(PFC:Power Factor Correction)電路而動(dòng)作。此外，AC/DC變換部31也可以兼具使從外部電源200輸入的交流電力的電壓升壓的功能。

DC/DC變換部32基于來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路35的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將AC/DC變換部31的輸出電壓變換成電池20的電壓并向電池20輸出。DC/DC變換部32是所謂的絕緣型的DC/DC轉(zhuǎn)換器，具備：將從正極線(xiàn)PL和負(fù)極線(xiàn)NL供給的直流變換成高頻的交流的變換電路、將從變換電路接受的高頻的交流電壓變換成與初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)比相應(yīng)的電平的絕緣變壓器、以及將從絕緣變壓器輸出的交流整流成直流并向電池20輸出的變換電路。

電容器33的一端部連接于正極線(xiàn)PL，另一端部連接于負(fù)極線(xiàn)NL，使正極線(xiàn)PL與負(fù)極線(xiàn)NL之間的電壓平滑化。

電壓傳感器34對(duì)正極線(xiàn)PL與負(fù)極線(xiàn)NL之間的電壓(即電容器33的兩端電壓，以下也稱(chēng)為“電壓VH”)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果向驅(qū)動(dòng)電路35輸出。

驅(qū)動(dòng)電路35包括未圖示的充電CPU(Central Processing Unit：中央處理器)。驅(qū)動(dòng)電路35基于來(lái)自ECU100的控制信號(hào)，向AC/DC變換部31和DC/DC變換部32輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，來(lái)控制AC/DC變換部31和DC/DC變換部32的驅(qū)動(dòng)。

ECU100內(nèi)置有未圖示的CPU(Central Processing Unit)和存儲(chǔ)器，基于存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)器的信息和/或來(lái)自各傳感器的信息，來(lái)控制車(chē)輛1的各設(shè)備(驅(qū)動(dòng)裝置10、系統(tǒng)主繼電器21、充電繼電器22以及充電器30)。

ECU100從驅(qū)動(dòng)電路35取得表示充電器30的狀態(tài)的信息，并且向驅(qū)動(dòng)電路35輸出控制信號(hào)以使外部充電的充電電力成為目標(biāo)電力。此時(shí)，ECU100進(jìn)行控制以使AC/DC變換部31的輸出電壓成為目標(biāo)電壓。

在具有以上那樣的結(jié)構(gòu)的車(chē)輛1的外部充電期間，在從外部電源200向充電器30輸入的交流電壓(以下，也簡(jiǎn)稱(chēng)為“AC電壓”)與正常時(shí)相比發(fā)生變動(dòng)或成為異常的波形時(shí)，AC/DC變換部(PFC電路)31的輸出電壓不會(huì)成為目標(biāo)電壓，而是在AC/DC變換部31的輸出電力與DC/DC變換部32的輸出電力之間產(chǎn)生差。由于該影響，AC/DC變換部31的輸出側(cè)的電壓即電壓VH(電容器33的兩端電壓)會(huì)變動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生沖擊電流或致使電容器33超出耐壓。

作為該對(duì)策，可考慮在電壓VH偏離規(guī)定范圍的情況下，使外部充電暫時(shí)停止直至電壓VH穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。然而，在AC電壓的變動(dòng)或波形異常長(zhǎng)期頻繁地反復(fù)出現(xiàn)的情況下，充電的間歇?jiǎng)幼?即使重新開(kāi)始充電也會(huì)立即再次停止的動(dòng)作)反復(fù)執(zhí)行，因此恐怕充電時(shí)間會(huì)過(guò)度地變長(zhǎng)。另外，也恐怕因外部充電的間歇?jiǎng)幼鞫鴮?dǎo)致在設(shè)置有外部電源200的設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生閃爍(flicker)等。

因此，本實(shí)施方式的ECU100在外部充電期間電壓VH偏離規(guī)定范圍的次數(shù)超出預(yù)定次數(shù)的情況下，一邊限制外部充電的充電電力一邊繼續(xù)外部充電。由于通過(guò)充電電力的限制，使AC/DC變換部31的輸出電力與DC/DC變換部32的輸出電力之間的差變小，因此能夠減小電壓VH的變動(dòng)幅度。因此，可抑制沖擊電流的產(chǎn)生。進(jìn)而，通過(guò)一邊限制充電電力一邊繼續(xù)外部充電，能夠避免外部充電的間歇?jiǎng)幼?。其結(jié)果，能夠一邊抑制電壓VH的變動(dòng)，一邊抑制外部充電時(shí)間過(guò)度地變長(zhǎng)。

圖2是示出ECU100在對(duì)電壓VH(AC/DC變換部31的輸出側(cè)的電壓)偏離規(guī)定范圍的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)進(jìn)行的處理順序的流程圖。該流程圖以預(yù)定周期被反復(fù)執(zhí)行。此外，以下所記載的“VH變動(dòng)計(jì)數(shù)”是表示電壓VH超出規(guī)定范圍(下限電壓V1至上限電壓V2的范圍)的次數(shù)的參數(shù)，存儲(chǔ)于ECU100的內(nèi)部存儲(chǔ)器。

在步驟(以下，將步驟簡(jiǎn)略為“S”)10中，ECU100判定VH變動(dòng)計(jì)數(shù)自上次變化起經(jīng)過(guò)的時(shí)間是否為規(guī)定時(shí)間以?xún)?nèi)。

在VH變動(dòng)計(jì)數(shù)自上次變化起經(jīng)過(guò)的時(shí)間超出規(guī)定時(shí)間的情況下(S10中為否)，ECU100在S11中將VH變動(dòng)計(jì)數(shù)清零。

在VH變動(dòng)計(jì)數(shù)自上次變化起經(jīng)過(guò)的時(shí)間為規(guī)定時(shí)間以?xún)?nèi)的情況下(S10中為是)，ECU100在S12中判定上次循環(huán)的電壓VH是否包含于規(guī)定范圍(下限電壓V1至上限電壓V2的范圍)內(nèi)。在上次循環(huán)的電壓VH偏離了規(guī)定范圍的情況下(S12中為否)，ECU100結(jié)束處理。

在上次循環(huán)的電壓VH包含于規(guī)定范圍內(nèi)的情況下(S12中為是)，ECU100在S13和S14中判定本次循環(huán)的電壓VH是否偏離規(guī)定范圍。具體而言，ECU100在S13中判定本次循環(huán)的電壓VH是否低于下限電壓V1，在S14中判定本次循環(huán)的電壓VH是否超出上限電壓V2。在本次循環(huán)的電壓VH包含于規(guī)定范圍內(nèi)的情況下(S13中為否且S14中為否)，ECU100結(jié)束處理。

在本次循環(huán)的電壓VH偏離規(guī)定范圍的情況下(S13中為是或者S14中為是)，ECU100在S15中使VH變動(dòng)計(jì)數(shù)增加1(增量)。

圖3是示出ECU100根據(jù)VH變動(dòng)計(jì)數(shù)來(lái)限制充電電力時(shí)進(jìn)行的處理順序的流程圖。該流程圖以預(yù)定周期被反復(fù)執(zhí)行。此外，以下，舉例說(shuō)明通過(guò)使充電電力的上限值降低來(lái)限制充電電力的情況。

在S20中，ECU100判定VH變動(dòng)計(jì)數(shù)是否超出閾值(即電壓VH偏離規(guī)定范圍的次數(shù)是否超出預(yù)定次數(shù))。該判定是為了判定AC電壓與正常時(shí)相比發(fā)生變動(dòng)或成為異常的波形的現(xiàn)象(以下也稱(chēng)為“AC電壓異?！?是短期的(暫時(shí)的)還是長(zhǎng)期的而進(jìn)行的。

在VH變動(dòng)計(jì)數(shù)沒(méi)有超出閾值的情況下(S20中為否)，認(rèn)為AC電壓異常是短期的，所以ECU100在S21中，將充電電力的上限值設(shè)定為通常值P1。

另一方面，在VH變動(dòng)計(jì)數(shù)超出閾值的情況下(S20中為是)，認(rèn)為AC電壓異常是長(zhǎng)期的，故ECU100在S22中將充電電力的上限值設(shè)定為限制值P2。限制值P2預(yù)先設(shè)定成比通常值P1低的、能夠抑制電壓VH的頻繁變動(dòng)的值。

如以上所述，本實(shí)施方式的ECU100在外部充電期間，對(duì)AC/DC變換部31的輸出側(cè)(下游側(cè))的電壓即電壓VH進(jìn)行監(jiān)視，將電壓VH偏離規(guī)定范圍的次數(shù)作為VH變動(dòng)計(jì)數(shù)而進(jìn)行存儲(chǔ)。并且，在VH變動(dòng)計(jì)數(shù)超出閾值的情況下，認(rèn)為AC電壓異常是長(zhǎng)期的，因此，ECU100一邊將充電電力的上限值限制成比通常值P1低的限制值P2，一邊使外部充電繼續(xù)。由此，能夠一邊抑制電壓VH的變動(dòng)，一邊防止外部充電時(shí)間過(guò)度地變長(zhǎng)。另外，也能夠防止在設(shè)置有外部電源200的設(shè)備側(cè)產(chǎn)生閃爍。此外，當(dāng)將限制值P2設(shè)定成過(guò)低的值時(shí)，與電壓VH的變動(dòng)所導(dǎo)致的外部充電的間歇?jiǎng)幼鲿r(shí)相比外部充電時(shí)間有可能長(zhǎng)。因此，將限制值P2設(shè)定成與電壓VH的變動(dòng)導(dǎo)致的外部充電的間歇?jiǎng)幼鲿r(shí)相比外部充電時(shí)間短的值。

另外，若VH變動(dòng)計(jì)數(shù)的值在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有變化，則認(rèn)為AC電壓異常已消除，因此，ECU100將VH變動(dòng)計(jì)數(shù)清零，解除充電電力的限制并使充電電力的上限值返回比限制值P2大的通常值P1。由此，能夠進(jìn)一步抑制外部充電時(shí)間過(guò)度地變長(zhǎng)。

此外，在上述實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明了將充電裝置(充電器30和ECU100)搭載于車(chē)輛1，且對(duì)搭載于車(chē)輛1的電池20進(jìn)行充電的情況。然而，本發(fā)明的充電裝置也可以不搭載于車(chē)輛1，另外，該充電裝置也能夠適用于對(duì)不搭載于車(chē)輛1的蓄電裝置進(jìn)行充電的情況。

另外，在上述實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明了設(shè)置于充電器30的外部的ECU100進(jìn)行圖2和圖3的流程圖所示的處理的情況。然而，也可以是設(shè)置于充電器30的內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電路35進(jìn)行圖2和圖3的流程圖所示的處理。

應(yīng)該認(rèn)為本次公開(kāi)的實(shí)施方式在所有方面都是例示而不是限制性的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍不是由上述的說(shuō)明而是由權(quán)利要求書(shū)來(lái)表示，意在包括與權(quán)利要求書(shū)均等的含義以及范圍內(nèi)的所有變更。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1車(chē)輛，10驅(qū)動(dòng)裝置，20電池，21系統(tǒng)主繼電器，22充電繼電器，30充電器，31AC/DC變換部，32DC/DC變換部，33電容器，34電壓傳感器，35驅(qū)動(dòng)電路，40、210連接器，200外部電源。