專利名稱：利用外部充電的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)：
近些年來，被視為具有環(huán)保意識的車輛成為關(guān)注焦點，該車輛配置有蓄電設(shè)備，諸如二次電池或電容器，并且使用在蓄電設(shè)備中存儲的電力所產(chǎn)生的驅(qū)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(chǎn)生的商業(yè)電源對安裝在這些車輛中的蓄電設(shè)備充電的多種技術(shù)。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?qū)Π惭b在車輛上的蓄電設(shè)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(jīng)由充電線纜，在家中，通過將在車輛中提供的充電端口連接至插座或電力點，能夠由家用電源對蓄電設(shè)備充電?？梢灶A(yù)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(qū)動，如在混合車輛情形中那樣，并且具有多個能量供給端口，諸如燃料注入端口和充電端口，在其中執(zhí)行控制，以使得當一個能量供給端口的蓋被打開時，防止另一能量供給端口的蓋打開。根據(jù)JP-A-2009-227218，能夠防止在補給高度不穩(wěn)定性燃料的燃料補給的同時執(zhí)行可能產(chǎn)生火星的充電操作這種情形的發(fā)生，并且能夠防止通過多個充電端口同時執(zhí)行充電這種情形的發(fā)生。因此，在具有多個能量供給端口的車輛中，能夠執(zhí)行安全平穩(wěn)地供給能量的操作。在具有多個能量供給端口的車輛中，存在一種情形，當通過一個充電端口執(zhí)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端口的連接端子。一般而言，存在一種情形，為充電端口提供用于保護該充電端口的保護部，諸如可打開的門。當保護部處于打開狀態(tài)，并且高電壓被施加于充電端口的連接端子時，例如由于風雨的原因，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(shè)備故障發(fā)生和/或可能影響周邊環(huán)境。當采用JP-A-2009-227218中描述的配置時，其中提供了用于檢查一個或多個充電端口和燃料注入端口的可打開門的每一個的打開/閉合狀態(tài)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(gòu)，這種配置需要許多額外的設(shè)備，這導致了系統(tǒng)復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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，并且檢測用于保護充電端口的保護部是否打開或閉合，而無需復雜的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面的一種車輛能夠通過經(jīng)由充電線纜從外部供電裝置接收電力來被充電，并且包括第一入口、保護部和蓄電設(shè)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并且能夠被打開和閉合。將蓄電設(shè)備電連接至第一入口，并且能夠通過從供電裝置供給的電力而被充電。第一入口包括用于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于在第一端子和第二端子之間的連接狀態(tài)，來確定保護部是否打開或閉合。在上述方面，可以采用一種配置，其中，第一端子是用于接收下述信號的端子，該信號用于檢測車輛經(jīng)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；并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，可以采用一種配置，其中，當保護部閉合時，保護部經(jīng)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，可以采用一種配置，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(jīng)由上拉電阻器將高于接地體電壓的電壓提供給第一端子，該電壓檢測部用于檢測第一端子的電壓；當由電壓檢測部檢測到的電壓低于第一電壓時，控制器確定該車輛被連接至供電裝置；當檢測的電壓高于第一電壓并且低于比第一電壓高的第二電壓時，控制器確定保護部閉合；并且，當檢測的電壓高于第二電壓時，控制器確定保護部打開并且車輛未被連接至供電裝置。第二電壓可以低于電壓連接部的電壓，并且高于當電壓連接部經(jīng)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(guān)設(shè)備，開關(guān)設(shè)備被放置于連接在電力端子和蓄電設(shè)備之間的電力線中，并且被配置為當該開關(guān)設(shè)備閉合時進入導電狀態(tài)，并且該開關(guān)設(shè)備打開時脫離導電狀態(tài)，從而使得該開關(guān)設(shè)備能夠在從供電裝置的電力的供給和切斷之間切換轉(zhuǎn)換，其中，當對蓄電設(shè)備充電時，控制器閉合開關(guān)設(shè)備。在上述方面，可以采用一種配置，其中，充電線纜包括電纜、電源線以及地線，電纜用于傳輸對蓄電設(shè)備進行充電的電力，電源線用于從供電裝置傳輸?shù)谝豢刂朴秒娫措妷?，地線用于在供電裝置中接地；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?shù)谌俗颖贿B接至電源電壓并第四端子接地時，開關(guān)設(shè)備閉合；并且保護部被配置為，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，可以采用一種配置，其中，充電線纜包括電纜、電源線以及地線，電纜用于傳輸對蓄電設(shè)備進行充電的電力，電源線用于從供電裝置傳輸?shù)谝豢刂朴秒娫措妷?，地線用于在供電裝置中接地；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?shù)谌俗颖贿B接至電源電壓并且第四端子接地時，開關(guān)設(shè)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(jié)點、第一開關(guān)以及第二開關(guān)，當?shù)谝婚_關(guān)被激活時第一開關(guān)使得在第一配線和電源節(jié)點之間形成電連接，當?shù)诙_關(guān)被激活時電連接第二開關(guān)使得在第二配線和接地體之間形成電連接；并且當檢測到保護部閉合時，控制器激活該第一開關(guān)和第二開關(guān)。在上述方面，可以采用一種配置，其中，當檢測到保護部打開時，在流過開關(guān)設(shè)備的電流下降到低于閾值之后，控制器停用第一開關(guān)和第二開關(guān)中的至少一個。在上述方面，可以采用一種配置，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(shè)備，第二入口用于接收來自外部電源的交流(AC)電力，充電設(shè)備連接在第二入口和開關(guān)設(shè)備之間，以用于將從外部電源供給的AC電力轉(zhuǎn)換成對蓄電設(shè)備進行充電的DC電力；并且通過從供電裝置供給的DC電力和從充電設(shè)備供給的DC電力之一來對蓄電設(shè)備充電。在上述方面，當車輛被連接至供電裝置并且通過從供電裝置供給的電力對蓄電設(shè)備充電時，或者當保護部閉合并且通過從外部電源供給的電力對蓄電設(shè)備充電時，控制器可以閉合開關(guān)設(shè)備。根據(jù)本發(fā)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，能夠檢測用于保護充電端口的保護部是否打開或閉合，而無需復雜的系統(tǒng)。


從下列參考附圖對示例實施例的描述，本發(fā)明的前述和進一步目標、特征和優(yōu)勢將變得明顯，在附圖中，使用相同的編號表示相同的元件，并且其中:圖1是根據(jù)第一實施例的車輛的整體框圖；圖2是用于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(tài)的圖；圖4是用于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是用于解釋在第一實施例中由PLG-ECU執(zhí)行的用于確定是否可以執(zhí)行充電的控制處理的流程圖；圖6是用于解釋端子電壓的量和車輛的狀態(tài)的圖；圖7是根據(jù)第二實施例的車輛的整體框圖；圖8是用于解釋在第二實施例中的入口的端子的設(shè)置的圖；圖9是示出了在第二實施例中入口蓋閉合的狀態(tài)的圖；圖10是用于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是用于解釋在第二實施例中由PLG-E⑶執(zhí)行的用于確定是否可以執(zhí)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(fā)明的實施例。應(yīng)指出的是，在附圖中的相同或相對應(yīng)部分由相同的附圖標記來指示，并且對其不重復描述。第一實施例圖1是根據(jù)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(shè)備110、系統(tǒng)主繼電器SMR、用作驅(qū)動設(shè)備的電力控制單元(P⑶)120、電動發(fā)電機130、動力傳輸齒輪140、驅(qū)動輪150、以及混合車輛電子控制單元(HV-ECU) 300。
蓄電設(shè)備110是被配置成能夠充電和放電的電力存儲單元。蓄電設(shè)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(shè)備110經(jīng)由電力線PLl和接地導體NLl連接到P⑶120。蓄電設(shè)備110提供電力，以向P⑶120產(chǎn)生車輛100的驅(qū)動力。蓄電設(shè)備110存儲通過電動發(fā)電機130產(chǎn)生的電力。例如，蓄電設(shè)備110的輸出大約是200V。包括在系統(tǒng)主繼電器SMR中的繼電器分別位于連接在蓄電設(shè)備110和P⑶120之間的電力線PLl和接地導體NL1。系統(tǒng)主繼電器SMR由來自HV-E⑶300的控制信息號SEl進行控制，并且在供應(yīng)和切斷在蓄電設(shè)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(shè)備110供應(yīng)的電源電壓升高的轉(zhuǎn)換器以及將由轉(zhuǎn)換器升高的直流(DC)電力轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動電動發(fā)電機130的交流(AC)電力的逆變器。通過從HV-E⑶300供應(yīng)的控制信號PWC和PWI分別控制這些轉(zhuǎn)換器和逆變器。電動發(fā)電機130是AC旋轉(zhuǎn)電機，例如是提供有轉(zhuǎn)子的其中嵌入永磁體的永磁型同步電動機。來自電動發(fā)電機130的扭矩輸出經(jīng)由包括減速器和動力分配機制的動力傳輸齒輪140被傳輸?shù)津?qū)動輪150，從而驅(qū)動車輛100。在車輛100的再生制動期間，電動發(fā)電機130能夠利用驅(qū)動輪150的旋轉(zhuǎn)力來發(fā)電。產(chǎn)生的電力被轉(zhuǎn)換成用于通過P⑶120對蓄電設(shè)備110充電的充電電力。應(yīng)該注意的是，雖然圖1示出了其中提供有單個電動發(fā)電機的配置，但是電動發(fā)電機的數(shù)量不限于此，并且可以提供多個電動發(fā)電機。在配置有發(fā)動機(未示出)和電動發(fā)電機130的混合車輛中，通過合作地操作發(fā)動機和電動發(fā)電機130產(chǎn)生要求的車輛驅(qū)動力。在該情形下，能夠利用使用發(fā)動機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電力對蓄電設(shè)備110充電?？傊?，根據(jù)第一實施例的車輛100是配備有用于產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的電動機的車輛，其示例可以包括利用發(fā)動機和電動機產(chǎn)生驅(qū)動力的混合車輛、以及沒有配備發(fā)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/輸出緩沖器；從各種傳感器接收信號；將控制信號輸出到各種設(shè)備；并且控制車輛100和各種設(shè)備。應(yīng)該注意的是，用于執(zhí)行這些控制操作的手段不限于通過軟件進行處理，而是是可以使用專用硬件設(shè)備(電子電路)進行處理。HV-E⑶300產(chǎn)生和輸出用于控制POT 120、系統(tǒng)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(shè)備110中傳感器(未示出)檢測的蓄電設(shè)備110的電壓VB和電流IB，并且計算蓄電設(shè)備110的荷電狀態(tài)(SOC)。應(yīng)該注意的是，圖1示出了其中HV-E⑶300是單個控制設(shè)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(shè)備相對應(yīng)的單獨的控制器，諸如用于PCU120的控制器和用于蓄電設(shè)備110的控制器。車輛100包括DC/DC轉(zhuǎn)換器160、輔助電池170以及輔助負載180作為低電壓系統(tǒng)(輔助設(shè)施)的組件。
DC/DC轉(zhuǎn)換器160被連接到電力線PLl和接地導體NLl，并且基于來自HV-ECU 300的控制信號PWD逐步降低從蓄電設(shè)備110供應(yīng)的DC電壓。DC/DC轉(zhuǎn)換器160經(jīng)由電力線PL3，將電力供應(yīng)給整個車輛的低電壓系統(tǒng)，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(shè)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(shè)備200、充電繼電器RY1、以及插頭E⑶(PLG-E⑶)350，作為用于通過從車輛外部供應(yīng)的電力對蓄電設(shè)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(tǒng)，其使得能夠利用從供應(yīng)AC電力的外部電源500供應(yīng)的電力和利用從供應(yīng)DC電力的供電裝置600供應(yīng)的電力對蓄電設(shè)備110充電。應(yīng)該注意的是，充電系統(tǒng)不限于這兩種系統(tǒng)；即，車輛100可以具有三個或更多個充電系統(tǒng)或者可以具有單個充電系統(tǒng)。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(yè)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(jīng)由充電線纜400的布線部430傳輸?shù)杰囕v100。經(jīng)由電力線ACL I和ACL2，將充電設(shè)備200連接到入口 210。經(jīng)由充電繼電器RY1，也將充電設(shè)備200通過電力線PL2和接地導體NL2連接到蓄電設(shè)備110。充電設(shè)備200由來自PLG-E⑶350的控制信號PWE來控制，并且將通過入口 210供應(yīng)的AC電力轉(zhuǎn)換成用于對蓄電設(shè)備110充電的電力。充電繼電器RYl位于電力線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，并且在切換蓄電設(shè)備110和充電設(shè)備200之間的電力的供應(yīng)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(cè)連接器460被連接到入口 220。當充電線纜450的供應(yīng)側(cè)連接器470被連接到供電裝置600的電源連接部610時，經(jīng)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?shù)杰囕v100。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(zhí)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(yōu)選的是，入口 210也可以提供有保護部。入口 220具有多個端子，用于從供電裝置600接收DC電力和用于發(fā)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(xié)會標準(JEVS)的JEVS G105 (在用于電動車輛的生態(tài)站快速充電系統(tǒng)中使用的連接器)的入口，并且入口 220具有如圖2中所示的端子布置。雖然采用入口 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的端子布置不限于遵循JEVS。具體而言，入口 220可以具有另一端子布置，只要能夠?qū)㈩愃频男盘柊l(fā)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(cè)DCLP端子221和負側(cè)DCLN端子222，以便從供電裝置600接收高壓DC電力(例如，大約200V)用于對蓄電設(shè)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(yīng)的DC電力經(jīng)由充電繼電器RYl被傳輸?shù)叫铍娫O(shè)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，這些是用于將控制信號發(fā)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分別是用于接收從供電裝置600供應(yīng)的指示充電的開始和停止的控制信號的端子。SI端子224經(jīng)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(jié)點620。例如，電源節(jié)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(jié)點620的電源電壓被供應(yīng)到車輛100。S2端子230經(jīng)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(jīng)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，并且因此，電源電壓被供應(yīng)到SI端子224，并且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(shè)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是用于接收連接檢查信號的端子，連接檢查信號用于檢查車輛100和供電裝置600是否經(jīng)由充電線纜450連接。C端子227經(jīng)由充電線纜450連接到供電裝置600中的接地。C端子227經(jīng)由控制線SL3連接到控制部355。在PLG-E⑶350中，控制線SL3經(jīng)由上拉電阻器353連接到電源節(jié)點352。因此，當車輛100和供電裝置600經(jīng)由充電線纜450彼此連接時，控制線SL3被接地并且其電壓基本變成零。另一方面，當車輛100和供電裝置600經(jīng)由充電線纜450彼此連接時，通過電源節(jié)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(xiàn)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(jīng)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是用于發(fā)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是用于將指示是允許還是禁止充電的控制信號從車輛100發(fā)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(fā)送到P端子的控制信息設(shè)置成0N。響應(yīng)于此，控制供電裝置600的繼電器和轉(zhuǎn)換器(未示出)，使得將DC電力供應(yīng)到車輛100。另一方面，當蓄電設(shè)備110處于完全充電狀態(tài)時或者當因為在車輛100側(cè)的設(shè)備故障而禁止充電時，例如，PLG-E⑶350把要發(fā)送到P端子的控制信號設(shè)置成0FF，以停止從供電裝置600供應(yīng)的電力。入口 220還包括PIB端子226。雖然該端子在JEVS中是空閑端子，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/輸出緩沖器，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(shè)備；以及當執(zhí)行外部充電操作時控制充電操作。應(yīng)該注意的是，用于執(zhí)行這些控制操作的手段不限于通過軟件處理，而且可以使用專用硬件設(shè)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(jié)點和上拉電阻器353。電壓檢測部354檢測控制線SL3的電壓VC，并且將檢測的電壓輸出到控制部355?；陔妷篤C，控制部355如上所述檢查至供電裝置600的連接，并且確定蓋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(guān)于充電線纜的連接狀態(tài)和充電設(shè)備的狀態(tài)的信息ALM輸出到報警設(shè)備190，以通知這些狀態(tài)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(yīng)有來自多個供電端口的電力的車輛中，并且其中從多個充電端口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(yīng)電力對蓄電設(shè)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(gòu)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端口的電壓將蓋保持打開時，由于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(shè)備故障的發(fā)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，并且當蓋250打開并且充電線纜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(tài)的圖。參考圖2和圖3，在當蓋250閉合時面對入口 220側(cè)的蓋250的內(nèi)表面中，布置了當蓋250閉合時用于在預(yù)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是用于解釋當入口 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(jié)點352供應(yīng)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(xiàn)在控制線SL3中。能夠使得該電壓低于當G端子223和C端子227之間的連接狀態(tài)被打開時(S卩，當蓋被打開時)出現(xiàn)的電壓，并且使得該電壓高于當通過適當?shù)卦O(shè)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(xiàn)的電壓。因此，能夠基于由電壓檢測部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(tài)。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(yīng)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(yīng)于電源電壓被供應(yīng)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短路并且連接部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被打開并且供電裝置600未被連接時，電源電壓未供應(yīng)到SI端子224并且S2端子未連接到接地，使得PLG-E⑶350打開充電繼電器RYl，并且因為不能執(zhí)行外部充電操作而停止將由充電設(shè)備200執(zhí)行的電力轉(zhuǎn)換操作。因此，當蓋250被打開并且供電裝置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是示出了解釋用于確定是否可以執(zhí)行充電的控制處理的流程圖，該處理由PLG-ECU 350執(zhí)行。將在隨后描述的圖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中被稱為主例程并且以預(yù)定循環(huán)執(zhí)行的程序來實施?；蛘?，通過構(gòu)建專用硬件設(shè)備(電子電路)能夠?qū)嵤┎糠植襟E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(tài)。此處的閾值α I是用于確定車輛100是否連接到供電裝置600的閾值，并且被設(shè)置成接近于零的值。閾值α 2被設(shè)置成稍微高于當蓋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(fā)送下列狀態(tài)中的哪一個:I)經(jīng)由充電線纜450車輛100被連接到供電裝置600的狀態(tài)；2)蓋250閉合的狀態(tài)；以及3)蓋250被打開并且車輛100未被連接到供電裝置600的狀態(tài)。當電壓VC等于或低于閾值α I (在SlOO中VC < α I)時，處理進行至S110，并且PLG-E⑶350確定經(jīng)由充電線纜450將車輛100連接到供電裝置600的狀態(tài)發(fā)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(shè)備由于連接有充電線纜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(tǒng)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(zhuǎn)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(zhí)行對蓄電設(shè)備110進行充電。當對蓄電設(shè)備110充電時(在S 125中為“是”)，PLG-E⑶350通過將控制信號SE2設(shè)置成ON并且在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(shè)備110處于完全充電狀態(tài)或者因為例如開始充電的時間未到達而未立即執(zhí)行充電時(在S125中為“否”)，處理進行至S170并且PLG-E⑶350通過將控制信號SE2設(shè)置成OFF并且輸出控制信號SE2來打開充電繼電器RYl。當電壓VC高于閾值α I并且等于或低于閾值α 2時(在步驟SlOO中α I
<VC ^ α 2)，處理進行到S140并且PLG-E⑶350確定蓋250閉合的狀態(tài)正在發(fā)生。處理隨后進行至S125，并且如上所述，PLG-E⑶350根據(jù)關(guān)于是否執(zhí)行充電的確定結(jié)果控制充電繼電器RYl (S130或S170)。當電壓VC高于閾值α 2時(在S 100中VC > α 2)，在S150中，PLG-ECU 350確定蓋250被打開并且供電裝置600未被連接的狀態(tài)正在發(fā)生。當控制線SL3損壞時，也出現(xiàn)這種狀態(tài)。因此，在這種情形下，PLG-E⑶350確定應(yīng)該不允許外部充電操作。接下來，在S160中，PLG-E⑶350通過報警設(shè)備190輸出報警，以通知操作者將蓋250被打開并且供電裝置600未被連接的狀態(tài)正在發(fā)生。隨后在S170中，PLG-E⑶350通過將控制信號SE2設(shè)置成OFF并且輸出控制信號SE2，來打開充電繼電器RYl。即便蓋250打開并且未連接供電裝置600，當用于連接到外部電源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(jù)上述處理執(zhí)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(tài)，并且能夠根據(jù)確定的結(jié)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，從而能夠抑制由于漏電和/或接地故障導致的設(shè)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(tài)的表。參考圖6，當電壓VC高于閾值α 2 ( α 2 < VC)時，車輛100處于蓋250被打開并且車輛100未連接到供電裝置600的狀態(tài)，或者處于控制線SL3損壞的狀態(tài)。此外，在報警設(shè)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高于閾值α I并且等于或低于閾值α 2 ( α 1 ≤ VC ≤ α 2)時，車輛處于蓋250閉合的狀態(tài)。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(cè)的電源電壓和接地體。當電壓VC等于或低于閾值a l(vc≤α 1)時，車輛100處于車輛100經(jīng)由充電線纜450連接到供電裝置600的狀態(tài)。此外，在報警設(shè)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被輸出并且防止車輛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(cè)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突然被打開并且利用從外部電源500供應(yīng)電力執(zhí)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(guān)，這些開關(guān)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；并且其中，PLG-ECU350控制這多個開關(guān)。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(yīng)的電力執(zhí)行充電處理時，也能夠在PLG-E⑶350減小從充電設(shè)備200輸出的DC電流之后打開充電繼電器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(jù)第二實施例的車輛100的總體結(jié)構(gòu)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(guān)SWl和SW2，以及開關(guān)控制部356。不重復與圖1中示出的這些相對應(yīng)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(jié)點351和開關(guān)SWl和SW2。此外，在PLG-ECU350中的控制部355包括開關(guān)控制部356。開關(guān)SWl由開關(guān)控制部356驅(qū)動，并且在要從電源節(jié)點351供應(yīng)到控制線SLl的電源電壓的供應(yīng)和切斷之間進行切換。應(yīng)該注意的是，可以使用來自電源節(jié)點351的電源電壓、來自電源節(jié)點352的電源電壓或來自電力線PL3的電源電壓。
開關(guān)SW2也由開關(guān)控制部356驅(qū)動，并且在控制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(guān)SWl和SW2布置在PLG-ECU 350中，但是開關(guān)SWl和SW2也可以布置在PLG-ECU 350 外部。開關(guān)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(guān)控制部356基于電壓VC檢測蓋250閉合，并且當利用來自外部電源500的電力對蓄電設(shè)備110充電時，開關(guān)控制部356執(zhí)行控制以便接通開關(guān)SWl和SW2。以這種方式，在電源節(jié)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(guān)控制部356基于電壓VC檢測蓋250閉合時，開關(guān)控制部356輸出控制信號PWE,以便停止充電設(shè)備200的電力轉(zhuǎn)換操作來停止DC電流的輸出。在從停止充電設(shè)備200的電力轉(zhuǎn)換操作的控制信號PWE被輸出開始經(jīng)過了預(yù)定時間段之后，開關(guān)控制部356執(zhí)行控制，以便響應(yīng)于檢測到由電流傳感器(未示出)測量的從充電設(shè)備200輸出的DC電流下降至或低于預(yù)定閾值而斷開開關(guān)SWl和SW2。以這種方式，在電源節(jié)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(jié)果，在減少充電電流之后打開充電繼電器RYl變成可能。圖8是用于解釋第二實施例中入口 220的端子布置的圖。在圖8中，差異在于第一實施例的圖2中示出的PIB端子226是空閑端·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(tài)的圖。在第二實施例中，控制線SLl和SL2通過開關(guān)SWl和SW2連接到電源電壓和接地體，并且因此，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，并且如圖10中所示，當蓋250閉合時，入口 220的G端子223和C端子227經(jīng)由連接部235彼此連接。圖11是解釋用于確定是否可以執(zhí)行充電的控制處理的流程圖，該處理由PLG-E⑶350執(zhí)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。將不重復與圖5中所示的那些相對應(yīng)的圖11中示出的步驟的描述。參考圖7和圖11，當電壓VC大于閾值α 并且等于或小于閾值α2 (α
<VC ^ α 2)時，S卩，在SlOO中，確定蓋250閉合的狀態(tài)正在發(fā)生(S140)，在S145中，PLG-E⑶350接通開關(guān)SWl和SW2，將控制線SLl和SL2分別連接到電源電壓和接地體。以這種方式，滿足閉合充電繼電器RYl的條件。隨后，處理進行到S 125，并且如在第一實施例的情形下，PLG-E⑶350根據(jù)關(guān)于是否可以執(zhí)行充電的確定結(jié)果來控制充電繼電器RYl (S130或S170)。當電壓VC高于閾值a2(VC> a 2)時，即，在SlOO中確定蓋250被打開并且供電裝置600未被連接的狀態(tài)正在發(fā)生(S150)，PLG-ECU 350在S160中輸出報警并且在S161中開始用于結(jié)束充電設(shè)備200的充電的處理。然后，在S162中，PLG-ECU 350確定充電是否正在進行。例如，基于在S161中從充電結(jié)束處理開始是否已經(jīng)過去了預(yù)定的時段，或者基于由電流傳感器(未示出)檢測的充電裝置200輸出的DC電流是否下降到或低于預(yù)定值，來進行在S162中做出的關(guān)于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，并且PLG-E⑶350等待充電結(jié)束。另一方面，當充電處理結(jié)束時(在S162中為“否”)，處理進行到S163，并且PLG-ECU350斷開開關(guān)SWl和SW2。然后，處理進行到S170，并且充電繼電器RYl被打開。通過根據(jù)這種處理來執(zhí)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后打開充電繼電器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(fā)明的“第一入口”和“第二入口”的示例?！癈端子227”、“G端子223，，、“S1端子224，，、“S2端子230”和“PIB端子226”分別是本發(fā)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(fā)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(fā)明的“第一配線”和“第二配線”的示例。這些實施例的“開關(guān)SWT”和“開關(guān)SW2”是本發(fā)明的“第一開關(guān)”和“第二開關(guān)”的示例。這些實施例的“電源節(jié)點352”是本發(fā)明的“電壓連接部”的示例。此處公開的實施例僅是示例，不應(yīng)被視為限制性。本發(fā)明的范圍不是由上文描述而是由權(quán)利要求確定，并且旨在涵蓋在權(quán)利要求及其等效內(nèi)容范圍內(nèi)的所有修改。
權(quán)利要求
1.一種車輛，該車輛能夠通過經(jīng)由充電線纜從外部供電裝置接收電力來被充電，其特征在于包括: 第一入口，所述第一入口用于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，所述電力端子用于從所述供電裝置接收電力； 保護部，所述保護部用于保護所述第一入口并且能夠被打開和閉合； 蓄電設(shè)備，所述蓄電設(shè)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(shè)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于所述第一端子和所述第二端子之間的連接狀態(tài)，來確定所述保護部是否打開或閉合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中: 所述第一端子是用于接收下述信號的端子，所述信號用于檢測所述車輛經(jīng)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；并且 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(jù)權(quán)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(jīng)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(jù)權(quán)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(jīng)由上拉電阻器將高于所述接地體電壓的電壓提供給所述第一端子，所述電壓檢測部用于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于第一電壓時，所述控制器確定所述車輛被連接至所述供電裝置； 當所述檢測電壓高于所述第一電壓并且低于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 當所述檢測電壓高于所述第二電壓時，所述控制器確定所述保護部打開并且所述車輛未被連接至所述供電裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛，其中， 所述第二電壓低于所述電壓連接部的電壓，并且高于在當所述電壓連接部經(jīng)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(jù)權(quán)利要求1至5的任意一項所述的車輛，進一步包括開關(guān)設(shè)備，所述開關(guān)設(shè)備被放置于連接在所述電力端子和所述蓄電設(shè)備之間的電力線中，并且被配置為當該開關(guān)設(shè)備閉合時進入導通狀態(tài)，當該開關(guān)設(shè)備打開時脫離導通狀態(tài)，從而使得所述開關(guān)設(shè)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(shè)備充電時，所述控制器閉合所述開關(guān)設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)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，所述電纜用于傳輸對所述蓄電設(shè)備進行充電的電力，所述電源線用于從所述供電裝置傳輸?shù)谝豢刂朴秒娫措妷?，所述地線用于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并且所述第四端子被接地時，所述開關(guān)設(shè)備閉合；并且 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(jù)權(quán)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，所述電纜用于傳輸對所述蓄電設(shè)備進行充電的電力，所述電源線用于從所述供電裝置傳輸?shù)谝豢刂朴秒娫措妷?，所述地線用于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并且所述第四端子接地時，所述開關(guān)設(shè)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(jié)點、第一開關(guān)以及第二開關(guān)，當所述第一開關(guān)被激活時所述第一開關(guān)使得在所述第一配線和所述電源節(jié)點之間形成電連接，當所述第二開關(guān)被激活時所述第二開關(guān)使得在所述第二配線和所述接地體之間形成電連接；并且 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(guān)和所述第二開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)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(guān)設(shè)備的電流下降到低于閾值之后，所述控制器停用所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)中的至少一個。
10.根據(jù)權(quán)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(shè)備，所述第二入口用于接收來自外部電源的交流(AC)電力，所述充電設(shè)備連接在所述第二入口和所述開關(guān)設(shè)備之間，以用于將從所述外部電源供給的所述AC電力轉(zhuǎn)換成用于對所述蓄電設(shè)備進行充電的DC電力；并且 通過從所述供電裝置供給的所述DC電力和從所述充電設(shè)備供給的所述DC電力之一來對所述蓄電設(shè)備充電。
11.根據(jù)權(quán)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并且通過從所述供電裝置供給的電力對所述蓄電設(shè)備充電時，或者當所述保護部閉合并且通過從所述外部電源供給的電力對所述蓄電設(shè)備充電時，所述控制器閉合所述開關(guān)設(shè)備。
全文摘要
一種車輛，能夠經(jīng)由充電線纜(450)通過從外部供電裝置(600)接收電力來被充電，并且包括入口(220)、用于保護入口(220)的蓋(250)以及蓄電設(shè)備(110)。入口(220)包括用于檢測至供電裝置(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)，其基于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(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者益田智員 申請人:豐田自動車株式會社