充電器の異常検出装置
【課題】機能異常をも検出可能な充電器の異常検出装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る異常検出装置１２Ａは、力率を改善しながら外部から入力された交流電圧を直流電圧に変換し、該直流電圧によりバッテリーを充電する充電器の異常検出装置において、力率を改善するためのＰＦＣ部１０から出力された直流のＰＦＣ出力電圧を検知するＰＦＣ出力電圧検知部２０と、前記ＰＦＣ出力電圧に対する閾値を設定する閾値設定部２１と、ＰＦＣ出力電圧と閾値電圧とを比較した結果に基づいて、ＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあるか否かを判定する異常判定部２２と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る異常検出装置１２Ａは、力率を改善しながら外部から入力された交流電圧を直流電圧に変換し、該直流電圧によりバッテリーを充電する充電器の異常検出装置において、力率を改善するためのＰＦＣ部１０から出力された直流のＰＦＣ出力電圧を検知するＰＦＣ出力電圧検知部２０と、前記ＰＦＣ出力電圧に対する閾値を設定する閾値設定部２１と、ＰＦＣ出力電圧と閾値電圧とを比較した結果に基づいて、ＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあるか否かを判定する異常判定部２２と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電器に備えられた異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な機能・特性を有する充電器が存在し、用途や使用環境に応じて使い分けられている。その一例として、電気自動車の車載充電器は、商用交流電源から供給される交流電圧を所望の直流電圧に変換し、該直流電圧により車載のバッテリーを充電するもので、力率を改善するためのＰＦＣ部と、ＰＦＣ部から出力される直流電圧の電圧値を調整（昇降圧）するためのＤＣ−ＤＣ変換部とを含んでいる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、車載充電器は、過電圧の供給によりバッテリーを劣化または故障させないことが強く求められている。このため、車載充電器は、ＤＣ−ＤＣ変換部からバッテリーに向けて出力される直流電圧を監視し、異常を検出した場合に即座に充電を停止させる異常検出装置を備えることが必須となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７２０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の異常検出装置は、バッテリーを直ちに劣化または故障させる程の極端な異常を検出することはできるが、その一歩手前の異常、すなわち、充電器を構成する各部が仕様通りの動作をしなくなり、このまま使用し続けるとバッテリーを劣化または故障させるおそれがある比較的軽微な異常（以下、「機能異常」という）を検出することはできなかった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、機能異常をも検出可能な異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は、鋭意検討を重ねた結果、充電器を構成するＰＦＣ部の出力電圧を監視すれば機能異常を効果的に検出できることを見出し、本願発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明に係る異常検出装置は、力率を改善しながら外部から入力された交流電圧を直流電圧に変換し、該直流電圧によりバッテリーを充電する充電器の異常検出装置において、
力率を改善するためのＰＦＣ部から出力された直流のＰＦＣ出力電圧を検知するＰＦＣ出力電圧検知部と、ＰＦＣ出力電圧に対する閾値を設定する閾値設定部と、ＰＦＣ出力電圧と閾値とを比較した結果に基づいて、ＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあるか否かを判定する異常判定部とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、ＰＦＣ部から出力されるＰＦＣ出力電圧がＰＦＣ出力電圧検知部によって検知され、検知されたＰＦＣ出力電圧と閾値とを比較することによりＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあるか否かが判定されるので、バッテリーを直ちに劣化または故障させることはない機能異常をも効果的に検出することができる。
なお、従来の異常検出装置は、ＰＦＣ部に異常があれば充電器の出力（ＤＣ−ＤＣ変換部の出力）が必ず異常になるという発想に立っており、充電器の出力が異常となった場合にフェイルセーフ動作するため、ＰＦＣ部に着目した異常の検出をしておらず、機能異常を検出することはできなかった。
【００１０】
また、本発明に係る異常検出装置の第１の態様は、異常判定部による判定が、ＰＦＣ部の起動により始まったＰＦＣ出力電圧の上昇が終了し、ＰＦＣ出力電圧が安定した後に開始される。
【００１１】
この構成によれば、ＰＦＣ出力電圧が安定する前に異常判定部による判定が行われて機能異常が誤検出されるのを防ぐことができる。
【００１２】
上記第１の態様における閾値が、正常範囲の上限を規定する上限閾値電圧および正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧を含む場合は、正常なＰＦＣ部から出力されるＰＦＣ正常出力電圧と上限閾値電圧との差が、ＰＦＣ正常出力電圧と下限閾値電圧との差よりも絶対値が小さくなるように、上限閾値電圧および下限閾値電圧を設定することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、ＰＦＣ出力電圧が高めにずれていることを厳しく監視することができるので、将来、バッテリーの劣化または故障を引き起こすであろう機能異常を早期に検出することができる。
【００１４】
また、上記第１の態様に係る異常検出装置が、交流電圧を検知する入力電圧検知部をさらに備え、閾値が正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧を含む場合は、検知された交流電圧の波高値に相当する値に基づいて下限閾値電圧を設定することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、入力された交流電圧に基づいて下限閾値電圧が設定されるので、交流電圧の低下に伴うＰＦＣ出力電圧の低下により機能異常が誤検出されるのを防ぐことができる。
【００１６】
また、本発明に係る異常検出装置の第２の態様は、異常判定部による判定が、ＰＦＣ部の起動によりＰＦＣ出力電圧が上昇し始めてから、ＰＦＣ出力電圧が安定するまでの間に行われる。
【００１７】
この構成によれば、起動時に発生する機能異常を検出することができる。
【００１８】
また、上記第２の態様は、ＰＦＣ出力電圧検知部がＰＦＣ出力電圧を一定時間おきに検知する場合は、新たに検知されたＰＦＣ出力電圧と過去のＰＦＣ出力電圧との差に基づいて、ＰＦＣ出力電圧の傾きを求める傾き算出部をさらに備え、閾値設定部は、ＰＦＣ出力電圧の傾きに対する閾値を設定し、異常判定部は、ＰＦＣ出力電圧の傾きと閾値とを比較した結果に基づいて、ＰＦＣ出力電圧の傾きが正常範囲内にあるか否かを判定することが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、ＰＦＣ部が起動する際のＰＦＣ出力電圧の傾きと閾値とを比較した結果に基づいて、ＰＦＣ出力電圧の傾きが正常範囲内にあるか否かが判定されるので、ＰＦＣ部の応答特性の観点から機能異常を検出することができる。
【００２０】
また、本発明に係る異常検出装置の第３の態様は、ＰＦＣ部の起動によりＰＦＣ出力電圧が上昇し始めてから、前記ＰＦＣ出力電圧が安定するまでの間は、ＰＦＣ出力電圧の傾きに基づいて異常判定部による判定が行われ、さらにＰＦＣ出力電圧が安定した後は、ＰＦＣ出力電圧の電圧に基づいて異常判定部による判定が行われることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、機能異常をも検出可能な異常検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る異常検出装置および該装置を備えた車載充電器のブロック図である。
【図２】第１実施形態におけるＰＦＣ部の一例を示す回路図である。
【図３】第１実施形態に係る上限閾値電圧および下限閾値電圧の設定手法を説明するための図である。
【図４】第１実施形態に係る異常検出装置の検出フローを示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係る異常検出装置の検出動作を示すグラフであって、（Ａ）は機能異常が検出されない場合、（Ｂ）は機能異常が検出される場合のグラフである。
【図６】第２実施形態に係る異常検出装置および該装置を備えた車載充電器のブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る異常検出装置の検出動作を示すグラフであって、（Ａ）は機能異常が検出されない場合、（Ｂ）は機能異常が検出される場合のグラフである。
【図８】第３実施形態に係る異常検出装置および該装置を備えた車載充電器のブロック図である。
【図９】第３実施形態に係る異常検出装置の検出動作を示すグラフであって、（Ａ）は機能異常が検出されない場合、（Ｂ）は機能異常が検出される場合のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る異常検出装置の好ましい実施形態について説明する。なお、以下では、一例として車載バッテリーを充電する車載充電器について説明するが、本発明が車載充電器に備えられた異常検出装置に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００２４】
［第１実施形態］
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る異常検出装置１２Ａは、車両外部にある商用交流電源等の外部電源１から出力された交流電圧を所望の直流電圧に変換し、該直流電圧により車載バッテリー３を充電する車載充電器２に備えられている。
外部電源１と車両は、コネクタ５により通電可能に接続されている。また、車両内部には、車載充電器２による充電の他、車両の各種制御を司る車両制御ユニット４が備えられている。
【００２５】
車載充電器２は、異常検出装置１２Ａの他、外部電源１から供給される交流電力の力率を改善しながら、ダイオードブリッジを含む整流平滑手段により交流電圧を直流化して得た直流電圧（以下、「ＰＦＣ出力電圧」という）を出力するＰＦＣ部１０と、ＰＦＣ出力電圧を昇降圧して所望の直流電圧（充電電圧）を出力するＤＣ−ＤＣ変換部１１と、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信ラインを介して車両制御ユニット４と通信可能な通信部１３を備えている。なお、本実施形態に係る異常検出装置１２Ａおよび通信部１３の機能は、マイコン（ＭＰＵ）上で実行されるプログラムにより実現されている。
【００２６】
同図に示すように、異常検出装置１２Ａおよび車両制御ユニット４は、通信部１３を介して相互に各種データの送受信が可能となっている。これにより、異常検出装置１２Ａは、車両制御ユニット４からの各種指令を受信したり、検出結果を車両制御ユニット４に送信（報告）したりすることができる。
【００２７】
図２に示すように、本実施形態におけるＰＦＣ部１０は昇圧回路を含み、該昇圧回路が動作していない場合は入力電圧の波高値にほぼ等しいＰＦＣ出力電圧を出力し、昇圧回路が動作している場合は入力電圧の波高値よりも高いＰＦＣ出力電圧を出力するよう構成されている。
【００２８】
異常検出装置１２Ａ（図１）は、ＰＦＣ出力電圧検知部２０と、閾値設定部２１と、異常判定部２２とから構成されている。このうち、ＰＦＣ出力電圧検知部２０は、ＰＦＣ部１０から出力される直流のＰＦＣ出力電圧を一定時間おきに繰り返し検知する。検知された電圧は、異常判定部２２に送られる。
【００２９】
異常判定部２２は、ＰＦＣ出力電圧検知部２０によって検知されたＰＦＣ出力電圧と後述する閾値設定部２１で設定された閾値電圧とを比較した結果に基づいて、ＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあるか否かを判定し、判定結果に応じた異常検出信号を出力する。
本実施形態では、正常範囲の上限を規定する上限閾値電圧ＶPFCMAXと正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧ＶPFCMINとが設定される。したがって、異常判定部２２は、ＰＦＣ出力電圧が上限閾値電圧ＶPFCMAXを超える場合、およびＰＦＣ出力電圧が下限閾値電圧ＶPFCMINを下回る場合に、ＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にないと判定し、それ以外の場合はＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあると判定する。
【００３０】
図３に示すように、上限閾値電圧ＶPFCMAXおよび下限閾値電圧ＶPFCMINは、正常なＰＦＣ部１０から出力される設計通りのＰＦＣ出力電圧（以下、「ＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYP」という）と、ＰＦＣ部１０の構成上、当然生じ得るバラツキと、ＰＦＣ出力電圧が入力される後段（ＤＣ−ＤＣ変換部１１）の許容入力電圧範囲に基づいて設定される。
より詳しくは、上限閾値電圧ＶPFCMAXは、ＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYPに上記バラツキを足した電圧Ｖ1と許容入力電圧範囲の最大値との間に設定される。また、下限閾値電圧ＶPFCMINは、ＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYPから上記バラツキを引いた電圧Ｖ2と許容入力電圧範囲の最小値との間に設定される。
【００３１】
同図に示すように、本実施形態では、ＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYPと上限閾値電圧ＶPFCMAXとの差（ＶPFCTYP−ＶPFCMAX）が、ＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYPと下限閾値電圧ＶPFCMINとの差（ＶPFCTYP−ＶPFCMIN）よりも絶対値が小さくなるように、上限閾値電圧ＶPFCMAXおよび下限閾値電圧ＶPFCMINが設定されている。つまり、本実施形態では、ＰＦＣ出力電圧が高めにずれることをより厳しく監視している。
これは、ＰＦＣ出力電圧が高いまま使用を続けると、ＰＦＣ出力電圧が低い場合よりも車載バッテリー３が劣化等する可能性が高いからである。
【００３２】
次に、図４および図５を参照して、本実施形態に係る異常検出装置１２Ａの検出動作の具体例について説明する。これらの図に示すように、異常検出装置１２Ａによる検出は、外部電源１が接続され（図４のステップＳ１）、ＰＦＣ起動信号によりＰＦＣ部１０が動作を開始し（ステップＳ２）、予め定められた時間（ｔ1−ｔ0）が経過した後に、検出許可信号が“禁止”レベルから“許可”レベルに変化することにより開始される（ステップＳ３）。
すなわち、検出は、ＰＦＣ出力電圧が安定した後に開始される。なお、ＰＦＣ起動信号および検出許可信号は、マイコン内で生成される内部信号である。
【００３３】
検出が開始されると、まず、閾値設定部２１によって上限閾値電圧ＶPFCMAXおよび下限閾値電圧ＶPFCMINが設定される（ステップＳ４）。その後、ＰＦＣ出力電圧検知部２０によって新たなＰＦＣ出力電圧が検知される度に、検知されたＰＦＣ出力電圧と上限閾値電圧ＶPFCMAXおよび下限閾値電圧ＶPFCMINとの比較が行われ、ＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にない状態が一定時間継続すると（ステップＳ５の“Ｙｅｓ”）、機能異常を検出した旨が通信部１３を介して車両制御ユニット４に送信（報告）される（ステップＳ６）。ステップＳ５の判定は、充電が終了するまで繰り返し行われる。
【００３４】
図５（Ａ）に示す検出動作の具体例では、ＰＦＣ出力電圧がＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYP付近で安定しており、上限閾値電圧ＶPFCMAXを超えることも、下限閾値電圧ＶPFCMINを下回ることもない。したがって、この具体例では、異常検出装置１２Ａが機能異常を検出することはない。すなわち、ステップＳ５の判定結果が“Ｙｅｓ”となることはない。
【００３５】
一方、図５（Ｂ）に示す検出動作の具体例では、ＰＦＣ出力電圧が上限閾値電圧ＶPFCMAXよりも高くなっている。したがって、この具体例では、検出が開始された時間ｔ1から一定時間（Δｔ）が経過した時間ｔＤにおいて異常判定部２２が機能異常であるとの判定を行い（ステップＳ５の判定結果が“Ｙｅｓ”となる）、異常検出信号を“正常”レベルから“異常”レベルに変化させる。
一定時間経過後に判定するのは、ノイズ等の影響でＰＦＣ出力電圧が一時的に変動した場合に機能異常が誤検出されるのを防ぐためである。
【００３６】
判定の結果、すなわち機能異常が検出されたことは、通信部１３を介して車両制御ユニット４に送信（報告）される（ステップＳ６）。報告を受けた車両制御ユニット４は、ＰＦＣ起動信号を“停止”レベルに変化させることによりＰＦＣ部１０の動作を停止させるとともに、ＤＣ−ＤＣ変換部１１の動作を停止させ、充電を停止させる。
【００３７】
以上をまとめると、第１実施形態に係る異常検出装置１２Ａによれば、ＰＦＣ部１０から出力されるＰＦＣ出力電圧がＰＦＣ出力電圧検知部２０によって検知され、検知されたＰＦＣ出力電圧と閾値電圧（上限閾値電圧ＶPFCMAXおよび下限閾値電圧ＶPFCMIN）とを比較することによりＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあるか否かが判定されるので、車載バッテリー３を直ちに劣化等させることはない機能異常を検出することができる。
【００３８】
［第２実施形態］
続いて、図６および図７を参照して、本発明の第２実施形態に係る異常検出装置１２Ｂについて説明する。
図６に示すように、異常検出装置１２Ｂは、入力電圧検知部２３をさらに備えている点と、閾値設定部２１において設定される閾値電圧とが、第１実施形態に係る異常検出装置１２Ａと相違している。
【００３９】
入力電圧検知部２３は、外部電源１から出力された交流電圧（入力電圧）の実効値を一定時間おきに検知し、検知した実効値を閾値設定部２１に送る。
【００４０】
閾値設定部２１は、検知された入力電圧の実効値に基づいて、下限閾値電圧ＶPFCMINを設定する。より詳しくは、閾値設定部２１は、次式により下限閾値電圧ＶPFCMINを設定する。
下限閾値電圧ＶPFCMIN＝√２×入力電圧の実効値＋調整項α ［Ｖ］
＝入力電圧の波高値に相当する電圧 ［Ｖ］
ここで、下限閾値電圧ＶPFCMINを入力電圧の波高値に相当する電圧としたのは、正常なＰＦＣ部１０（図２参照）から入力電圧の波高値よりも低いＰＦＣ出力電圧が出力されることは、ＰＦＣ部１０の構成上、あり得ないからである。
【００４１】
図７（Ａ）に示す検出動作の具体例では、ＰＦＣ出力電圧がＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYP付近で安定しており、下限閾値電圧ＶPFCMINを下回ることはない。したがって、この具体例では、異常検出装置１２Ｂが機能異常を検出することはない。
【００４２】
一方、図７（Ｂ）に示す検出動作の具体例では、時間ｔ2においてＰＦＣ出力電圧が下限閾値電圧ＶPFCMINよりも低くなり、一定時間Δｔが経過した時間ｔＤにおいてもその状態が継続している。したがって、この具体例では、時間ｔＤにおいて異常判定部２２が機能異常であるとの判定を行い、異常検出信号を“正常”レベルから“異常”レベルに変化させる。
【００４３】
結局、本実施形態に係る異常検出装置１２Ｂによれば、入力電圧が低下すればそれに応じて下限閾値電圧ＶPFCMINも低下するので、入力電圧の低下に伴うＰＦＣ出力電圧の低下により機能異常が誤検出されるのを防ぐことができる。すなわち、ＰＦＣ部１０が正常であるにもかかわらず、機能異常が検出されるのを防ぐことができる。
【００４４】
［第３実施形態］
続いて、図８および図９を参照して、本発明の第３実施形態に係る異常検出装置１２Ｃについて説明する。図８に示すように、異常検出装置１２Ｃは、傾き算出部２４をさらに備えている点と、閾値設定部２１において設定される閾値と、ＰＦＣ出力電圧の電圧値ではなく傾き（応答特性）に基づいて機能異常を検出する点とが、第１実施形態に係る異常検出装置１２Ａと相違している。
【００４５】
傾き算出部２４は、ＰＦＣ出力電圧検知部２０によって一定時間おきに検知された少なくとも２つのＰＦＣ出力電圧の差に基づいて、ＰＦＣ出力電圧の傾きを一定時間おきに繰り返し算出する。例えば、新たに検知された電圧が１００［Ｖ］、その直前に検知された電圧が９９［Ｖ］で、かつ１［ｍｓｅｃ］おきに検知が行われる場合、傾きは１０００［Ｖ／ｓｅｃ］となる。算出された傾きは、異常判定部２２に送られる。
【００４６】
傾きは、直近に検知した複数のＰＦＣ出力電圧の平均値と、そのさらに前に検知した複数のＰＦＣ出力電圧の平均値との差に基づいて算出してもよい。
【００４７】
閾値設定部２１は、少なくとも１つの閾値傾きを設定する。図３を参照して説明した第１実施形態における閾値電圧の設定と同様に、本実施形態においても、正常なＰＦＣ部１０から出力されるＰＦＣ出力電圧の設計通りの傾きと、ＰＦＣ部１０の構成上、当然生じ得る傾きのバラツキと、後段のＤＣ−ＤＣ変換部１１において許容される傾きの範囲とに基づいて、上限閾値傾きＧMAXおよび下限閾値傾きＧMINが設定される。
【００４８】
異常判定部２２は、傾き算出部２４で算出されたＰＦＣ出力電圧の実際の傾きと、閾値設定部２１で設定された上限閾値傾きＧMAXおよび下限閾値傾きＧMINとを比較して、ＰＦＣ出力電圧の傾きが正常範囲内にあるか否かを判定し、判定結果に応じた異常検出信号を出力する。
【００４９】
図９に、本実施形態に係る異常検出装置１２Ｃの検出動作の具体例を示す。同図に示すように、検出は、ＰＦＣ起動信号によりＰＦＣ部１０が動作を開始し、予め定められた時間（ｔ1−ｔ0）が経過した後に、検出許可信号が“禁止”レベルから“許可”レベルに変化することにより開始される。
その後、予め定められた時間（ｔ２−ｔ1）が経過して検出許可信号が“許可”レベルから“禁止”レベルに変化すると、検出は終了する。すなわち、本実施形態では、ＰＦＣ出力電圧が上昇し始めてから安定するまでの間（ｔ２−ｔ1）に、新たに算出された傾きに基づいて機能異常の検出が繰り返し行われる。
【００５０】
図９（Ａ）に示す検出動作の具体例では、ＰＦＣ出力電圧の傾きが上限閾値傾きＧMAXを超えることも、下限閾値傾きＧMINを下回ることもない。したがって、この具体例では、異常検出装置１２Ｃが機能異常を検出することはない。
【００５１】
一方、図９（Ｂ）に示す検出動作の具体例では、ＰＦＣ出力電圧の傾きが下限閾値傾きＧMINよりも小さくなっている。したがって、この具体例では、時間ｔ1から一定時間（Δｔ）が経過した時間ｔＤにおいて異常判定部２２が機能異常であるとの判定を行い、異常検出信号を“正常”レベルから“異常”レベルに変化させる。
【００５２】
判定の結果、すなわち機能異常が検出されたことは、通信部１３を介して車両制御ユニット４に送信（報告）される。報告を受けた車両制御ユニット４は、ＰＦＣ部１０およびＤＣ−ＤＣ変換部１１の動作を停止させ、充電を停止させる。
【００５３】
結局、本実施形態に係る異常検出装置１２Ｃによれば、ＰＦＣ部１０の応答特性の観点から機能異常を検出することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係る異常検出装置１２Ｃと、第１または第２実施形態に係る異常検出装置１２Ａ、１２Ｂを組み合わせた異常検出装置、すなわちＰＦＣ出力電圧が安定するまでの間は応答特性の観点から機能異常の検出を行い、ＰＦＣ出力電圧が安定した後においてはＰＦＣ出力電圧の電圧値に基づいて機能異常の検出を行う異常検出装置によれば、より確実に機能異常を検出することができる。
【００５５】
以上、本発明に係る異常検出装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
【００５６】
例えば、第１および第３実施形態では上限の閾値と下限の閾値を設定したが、閾値は少なくとも１つ設定されていればよく、いずれか一方の閾値を省略してもよい。また、第２実施形態では下限の閾値のみを設定したが、入力電圧に基づいてさらに上限の閾値を設定してもよい。
【００５７】
また、入力電圧検知部２３は、入力電圧の実効値に代えて、入力電圧の波高値を検知してもよい。
【００５８】
また、機能異常を検出した場合に充電を停止させるか否かは、車両制御ユニット４の判断に委ねてもよい。
【００５９】
また、本発明に係る異常検出装置は、ＰＦＣ出力電圧またはＤＣ−ＤＣ変換部１１の出力電圧に基づいて車載充電器２の明らかな異常（故障）を検出する機能をさらに備え、明らかな異常と機能異常の両方を検出してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 外部電源
２ 車載充電器
３ 車載バッテリー
４ 車両制御ユニット
５ コネクタ
１０ ＰＦＣ部
１１ ＤＣ−ＤＣ変換部
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 異常検出装置
１３ 通信部
２０ ＰＦＣ出力電圧検知部
２１ 閾値設定部
２２ 異常判定部
２３ 入力電圧検知部
２４ 傾き算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電器に備えられた異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な機能・特性を有する充電器が存在し、用途や使用環境に応じて使い分けられている。その一例として、電気自動車の車載充電器は、商用交流電源から供給される交流電圧を所望の直流電圧に変換し、該直流電圧により車載のバッテリーを充電するもので、力率を改善するためのＰＦＣ部と、ＰＦＣ部から出力される直流電圧の電圧値を調整（昇降圧）するためのＤＣ−ＤＣ変換部とを含んでいる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、車載充電器は、過電圧の供給によりバッテリーを劣化または故障させないことが強く求められている。このため、車載充電器は、ＤＣ−ＤＣ変換部からバッテリーに向けて出力される直流電圧を監視し、異常を検出した場合に即座に充電を停止させる異常検出装置を備えることが必須となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７２０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の異常検出装置は、バッテリーを直ちに劣化または故障させる程の極端な異常を検出することはできるが、その一歩手前の異常、すなわち、充電器を構成する各部が仕様通りの動作をしなくなり、このまま使用し続けるとバッテリーを劣化または故障させるおそれがある比較的軽微な異常（以下、「機能異常」という）を検出することはできなかった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、機能異常をも検出可能な異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は、鋭意検討を重ねた結果、充電器を構成するＰＦＣ部の出力電圧を監視すれば機能異常を効果的に検出できることを見出し、本願発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明に係る異常検出装置は、力率を改善しながら外部から入力された交流電圧を直流電圧に変換し、該直流電圧によりバッテリーを充電する充電器の異常検出装置において、
力率を改善するためのＰＦＣ部から出力された直流のＰＦＣ出力電圧を検知するＰＦＣ出力電圧検知部と、ＰＦＣ出力電圧に対する閾値を設定する閾値設定部と、ＰＦＣ出力電圧と閾値とを比較した結果に基づいて、ＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあるか否かを判定する異常判定部とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、ＰＦＣ部から出力されるＰＦＣ出力電圧がＰＦＣ出力電圧検知部によって検知され、検知されたＰＦＣ出力電圧と閾値とを比較することによりＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあるか否かが判定されるので、バッテリーを直ちに劣化または故障させることはない機能異常をも効果的に検出することができる。
なお、従来の異常検出装置は、ＰＦＣ部に異常があれば充電器の出力（ＤＣ−ＤＣ変換部の出力）が必ず異常になるという発想に立っており、充電器の出力が異常となった場合にフェイルセーフ動作するため、ＰＦＣ部に着目した異常の検出をしておらず、機能異常を検出することはできなかった。
【００１０】
また、本発明に係る異常検出装置の第１の態様は、異常判定部による判定が、ＰＦＣ部の起動により始まったＰＦＣ出力電圧の上昇が終了し、ＰＦＣ出力電圧が安定した後に開始される。
【００１１】
この構成によれば、ＰＦＣ出力電圧が安定する前に異常判定部による判定が行われて機能異常が誤検出されるのを防ぐことができる。
【００１２】
上記第１の態様における閾値が、正常範囲の上限を規定する上限閾値電圧および正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧を含む場合は、正常なＰＦＣ部から出力されるＰＦＣ正常出力電圧と上限閾値電圧との差が、ＰＦＣ正常出力電圧と下限閾値電圧との差よりも絶対値が小さくなるように、上限閾値電圧および下限閾値電圧を設定することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、ＰＦＣ出力電圧が高めにずれていることを厳しく監視することができるので、将来、バッテリーの劣化または故障を引き起こすであろう機能異常を早期に検出することができる。
【００１４】
また、上記第１の態様に係る異常検出装置が、交流電圧を検知する入力電圧検知部をさらに備え、閾値が正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧を含む場合は、検知された交流電圧の波高値に相当する値に基づいて下限閾値電圧を設定することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、入力された交流電圧に基づいて下限閾値電圧が設定されるので、交流電圧の低下に伴うＰＦＣ出力電圧の低下により機能異常が誤検出されるのを防ぐことができる。
【００１６】
また、本発明に係る異常検出装置の第２の態様は、異常判定部による判定が、ＰＦＣ部の起動によりＰＦＣ出力電圧が上昇し始めてから、ＰＦＣ出力電圧が安定するまでの間に行われる。
【００１７】
この構成によれば、起動時に発生する機能異常を検出することができる。
【００１８】
また、上記第２の態様は、ＰＦＣ出力電圧検知部がＰＦＣ出力電圧を一定時間おきに検知する場合は、新たに検知されたＰＦＣ出力電圧と過去のＰＦＣ出力電圧との差に基づいて、ＰＦＣ出力電圧の傾きを求める傾き算出部をさらに備え、閾値設定部は、ＰＦＣ出力電圧の傾きに対する閾値を設定し、異常判定部は、ＰＦＣ出力電圧の傾きと閾値とを比較した結果に基づいて、ＰＦＣ出力電圧の傾きが正常範囲内にあるか否かを判定することが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、ＰＦＣ部が起動する際のＰＦＣ出力電圧の傾きと閾値とを比較した結果に基づいて、ＰＦＣ出力電圧の傾きが正常範囲内にあるか否かが判定されるので、ＰＦＣ部の応答特性の観点から機能異常を検出することができる。
【００２０】
また、本発明に係る異常検出装置の第３の態様は、ＰＦＣ部の起動によりＰＦＣ出力電圧が上昇し始めてから、前記ＰＦＣ出力電圧が安定するまでの間は、ＰＦＣ出力電圧の傾きに基づいて異常判定部による判定が行われ、さらにＰＦＣ出力電圧が安定した後は、ＰＦＣ出力電圧の電圧に基づいて異常判定部による判定が行われることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、機能異常をも検出可能な異常検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る異常検出装置および該装置を備えた車載充電器のブロック図である。
【図２】第１実施形態におけるＰＦＣ部の一例を示す回路図である。
【図３】第１実施形態に係る上限閾値電圧および下限閾値電圧の設定手法を説明するための図である。
【図４】第１実施形態に係る異常検出装置の検出フローを示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係る異常検出装置の検出動作を示すグラフであって、（Ａ）は機能異常が検出されない場合、（Ｂ）は機能異常が検出される場合のグラフである。
【図６】第２実施形態に係る異常検出装置および該装置を備えた車載充電器のブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る異常検出装置の検出動作を示すグラフであって、（Ａ）は機能異常が検出されない場合、（Ｂ）は機能異常が検出される場合のグラフである。
【図８】第３実施形態に係る異常検出装置および該装置を備えた車載充電器のブロック図である。
【図９】第３実施形態に係る異常検出装置の検出動作を示すグラフであって、（Ａ）は機能異常が検出されない場合、（Ｂ）は機能異常が検出される場合のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る異常検出装置の好ましい実施形態について説明する。なお、以下では、一例として車載バッテリーを充電する車載充電器について説明するが、本発明が車載充電器に備えられた異常検出装置に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００２４】
［第１実施形態］
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る異常検出装置１２Ａは、車両外部にある商用交流電源等の外部電源１から出力された交流電圧を所望の直流電圧に変換し、該直流電圧により車載バッテリー３を充電する車載充電器２に備えられている。
外部電源１と車両は、コネクタ５により通電可能に接続されている。また、車両内部には、車載充電器２による充電の他、車両の各種制御を司る車両制御ユニット４が備えられている。
【００２５】
車載充電器２は、異常検出装置１２Ａの他、外部電源１から供給される交流電力の力率を改善しながら、ダイオードブリッジを含む整流平滑手段により交流電圧を直流化して得た直流電圧（以下、「ＰＦＣ出力電圧」という）を出力するＰＦＣ部１０と、ＰＦＣ出力電圧を昇降圧して所望の直流電圧（充電電圧）を出力するＤＣ−ＤＣ変換部１１と、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信ラインを介して車両制御ユニット４と通信可能な通信部１３を備えている。なお、本実施形態に係る異常検出装置１２Ａおよび通信部１３の機能は、マイコン（ＭＰＵ）上で実行されるプログラムにより実現されている。
【００２６】
同図に示すように、異常検出装置１２Ａおよび車両制御ユニット４は、通信部１３を介して相互に各種データの送受信が可能となっている。これにより、異常検出装置１２Ａは、車両制御ユニット４からの各種指令を受信したり、検出結果を車両制御ユニット４に送信（報告）したりすることができる。
【００２７】
図２に示すように、本実施形態におけるＰＦＣ部１０は昇圧回路を含み、該昇圧回路が動作していない場合は入力電圧の波高値にほぼ等しいＰＦＣ出力電圧を出力し、昇圧回路が動作している場合は入力電圧の波高値よりも高いＰＦＣ出力電圧を出力するよう構成されている。
【００２８】
異常検出装置１２Ａ（図１）は、ＰＦＣ出力電圧検知部２０と、閾値設定部２１と、異常判定部２２とから構成されている。このうち、ＰＦＣ出力電圧検知部２０は、ＰＦＣ部１０から出力される直流のＰＦＣ出力電圧を一定時間おきに繰り返し検知する。検知された電圧は、異常判定部２２に送られる。
【００２９】
異常判定部２２は、ＰＦＣ出力電圧検知部２０によって検知されたＰＦＣ出力電圧と後述する閾値設定部２１で設定された閾値電圧とを比較した結果に基づいて、ＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあるか否かを判定し、判定結果に応じた異常検出信号を出力する。
本実施形態では、正常範囲の上限を規定する上限閾値電圧ＶPFCMAXと正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧ＶPFCMINとが設定される。したがって、異常判定部２２は、ＰＦＣ出力電圧が上限閾値電圧ＶPFCMAXを超える場合、およびＰＦＣ出力電圧が下限閾値電圧ＶPFCMINを下回る場合に、ＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にないと判定し、それ以外の場合はＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあると判定する。
【００３０】
図３に示すように、上限閾値電圧ＶPFCMAXおよび下限閾値電圧ＶPFCMINは、正常なＰＦＣ部１０から出力される設計通りのＰＦＣ出力電圧（以下、「ＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYP」という）と、ＰＦＣ部１０の構成上、当然生じ得るバラツキと、ＰＦＣ出力電圧が入力される後段（ＤＣ−ＤＣ変換部１１）の許容入力電圧範囲に基づいて設定される。
より詳しくは、上限閾値電圧ＶPFCMAXは、ＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYPに上記バラツキを足した電圧Ｖ1と許容入力電圧範囲の最大値との間に設定される。また、下限閾値電圧ＶPFCMINは、ＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYPから上記バラツキを引いた電圧Ｖ2と許容入力電圧範囲の最小値との間に設定される。
【００３１】
同図に示すように、本実施形態では、ＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYPと上限閾値電圧ＶPFCMAXとの差（ＶPFCTYP−ＶPFCMAX）が、ＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYPと下限閾値電圧ＶPFCMINとの差（ＶPFCTYP−ＶPFCMIN）よりも絶対値が小さくなるように、上限閾値電圧ＶPFCMAXおよび下限閾値電圧ＶPFCMINが設定されている。つまり、本実施形態では、ＰＦＣ出力電圧が高めにずれることをより厳しく監視している。
これは、ＰＦＣ出力電圧が高いまま使用を続けると、ＰＦＣ出力電圧が低い場合よりも車載バッテリー３が劣化等する可能性が高いからである。
【００３２】
次に、図４および図５を参照して、本実施形態に係る異常検出装置１２Ａの検出動作の具体例について説明する。これらの図に示すように、異常検出装置１２Ａによる検出は、外部電源１が接続され（図４のステップＳ１）、ＰＦＣ起動信号によりＰＦＣ部１０が動作を開始し（ステップＳ２）、予め定められた時間（ｔ1−ｔ0）が経過した後に、検出許可信号が“禁止”レベルから“許可”レベルに変化することにより開始される（ステップＳ３）。
すなわち、検出は、ＰＦＣ出力電圧が安定した後に開始される。なお、ＰＦＣ起動信号および検出許可信号は、マイコン内で生成される内部信号である。
【００３３】
検出が開始されると、まず、閾値設定部２１によって上限閾値電圧ＶPFCMAXおよび下限閾値電圧ＶPFCMINが設定される（ステップＳ４）。その後、ＰＦＣ出力電圧検知部２０によって新たなＰＦＣ出力電圧が検知される度に、検知されたＰＦＣ出力電圧と上限閾値電圧ＶPFCMAXおよび下限閾値電圧ＶPFCMINとの比較が行われ、ＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にない状態が一定時間継続すると（ステップＳ５の“Ｙｅｓ”）、機能異常を検出した旨が通信部１３を介して車両制御ユニット４に送信（報告）される（ステップＳ６）。ステップＳ５の判定は、充電が終了するまで繰り返し行われる。
【００３４】
図５（Ａ）に示す検出動作の具体例では、ＰＦＣ出力電圧がＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYP付近で安定しており、上限閾値電圧ＶPFCMAXを超えることも、下限閾値電圧ＶPFCMINを下回ることもない。したがって、この具体例では、異常検出装置１２Ａが機能異常を検出することはない。すなわち、ステップＳ５の判定結果が“Ｙｅｓ”となることはない。
【００３５】
一方、図５（Ｂ）に示す検出動作の具体例では、ＰＦＣ出力電圧が上限閾値電圧ＶPFCMAXよりも高くなっている。したがって、この具体例では、検出が開始された時間ｔ1から一定時間（Δｔ）が経過した時間ｔＤにおいて異常判定部２２が機能異常であるとの判定を行い（ステップＳ５の判定結果が“Ｙｅｓ”となる）、異常検出信号を“正常”レベルから“異常”レベルに変化させる。
一定時間経過後に判定するのは、ノイズ等の影響でＰＦＣ出力電圧が一時的に変動した場合に機能異常が誤検出されるのを防ぐためである。
【００３６】
判定の結果、すなわち機能異常が検出されたことは、通信部１３を介して車両制御ユニット４に送信（報告）される（ステップＳ６）。報告を受けた車両制御ユニット４は、ＰＦＣ起動信号を“停止”レベルに変化させることによりＰＦＣ部１０の動作を停止させるとともに、ＤＣ−ＤＣ変換部１１の動作を停止させ、充電を停止させる。
【００３７】
以上をまとめると、第１実施形態に係る異常検出装置１２Ａによれば、ＰＦＣ部１０から出力されるＰＦＣ出力電圧がＰＦＣ出力電圧検知部２０によって検知され、検知されたＰＦＣ出力電圧と閾値電圧（上限閾値電圧ＶPFCMAXおよび下限閾値電圧ＶPFCMIN）とを比較することによりＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあるか否かが判定されるので、車載バッテリー３を直ちに劣化等させることはない機能異常を検出することができる。
【００３８】
［第２実施形態］
続いて、図６および図７を参照して、本発明の第２実施形態に係る異常検出装置１２Ｂについて説明する。
図６に示すように、異常検出装置１２Ｂは、入力電圧検知部２３をさらに備えている点と、閾値設定部２１において設定される閾値電圧とが、第１実施形態に係る異常検出装置１２Ａと相違している。
【００３９】
入力電圧検知部２３は、外部電源１から出力された交流電圧（入力電圧）の実効値を一定時間おきに検知し、検知した実効値を閾値設定部２１に送る。
【００４０】
閾値設定部２１は、検知された入力電圧の実効値に基づいて、下限閾値電圧ＶPFCMINを設定する。より詳しくは、閾値設定部２１は、次式により下限閾値電圧ＶPFCMINを設定する。
下限閾値電圧ＶPFCMIN＝√２×入力電圧の実効値＋調整項α ［Ｖ］
＝入力電圧の波高値に相当する電圧 ［Ｖ］
ここで、下限閾値電圧ＶPFCMINを入力電圧の波高値に相当する電圧としたのは、正常なＰＦＣ部１０（図２参照）から入力電圧の波高値よりも低いＰＦＣ出力電圧が出力されることは、ＰＦＣ部１０の構成上、あり得ないからである。
【００４１】
図７（Ａ）に示す検出動作の具体例では、ＰＦＣ出力電圧がＰＦＣ正常出力電圧ＶPFCTYP付近で安定しており、下限閾値電圧ＶPFCMINを下回ることはない。したがって、この具体例では、異常検出装置１２Ｂが機能異常を検出することはない。
【００４２】
一方、図７（Ｂ）に示す検出動作の具体例では、時間ｔ2においてＰＦＣ出力電圧が下限閾値電圧ＶPFCMINよりも低くなり、一定時間Δｔが経過した時間ｔＤにおいてもその状態が継続している。したがって、この具体例では、時間ｔＤにおいて異常判定部２２が機能異常であるとの判定を行い、異常検出信号を“正常”レベルから“異常”レベルに変化させる。
【００４３】
結局、本実施形態に係る異常検出装置１２Ｂによれば、入力電圧が低下すればそれに応じて下限閾値電圧ＶPFCMINも低下するので、入力電圧の低下に伴うＰＦＣ出力電圧の低下により機能異常が誤検出されるのを防ぐことができる。すなわち、ＰＦＣ部１０が正常であるにもかかわらず、機能異常が検出されるのを防ぐことができる。
【００４４】
［第３実施形態］
続いて、図８および図９を参照して、本発明の第３実施形態に係る異常検出装置１２Ｃについて説明する。図８に示すように、異常検出装置１２Ｃは、傾き算出部２４をさらに備えている点と、閾値設定部２１において設定される閾値と、ＰＦＣ出力電圧の電圧値ではなく傾き（応答特性）に基づいて機能異常を検出する点とが、第１実施形態に係る異常検出装置１２Ａと相違している。
【００４５】
傾き算出部２４は、ＰＦＣ出力電圧検知部２０によって一定時間おきに検知された少なくとも２つのＰＦＣ出力電圧の差に基づいて、ＰＦＣ出力電圧の傾きを一定時間おきに繰り返し算出する。例えば、新たに検知された電圧が１００［Ｖ］、その直前に検知された電圧が９９［Ｖ］で、かつ１［ｍｓｅｃ］おきに検知が行われる場合、傾きは１０００［Ｖ／ｓｅｃ］となる。算出された傾きは、異常判定部２２に送られる。
【００４６】
傾きは、直近に検知した複数のＰＦＣ出力電圧の平均値と、そのさらに前に検知した複数のＰＦＣ出力電圧の平均値との差に基づいて算出してもよい。
【００４７】
閾値設定部２１は、少なくとも１つの閾値傾きを設定する。図３を参照して説明した第１実施形態における閾値電圧の設定と同様に、本実施形態においても、正常なＰＦＣ部１０から出力されるＰＦＣ出力電圧の設計通りの傾きと、ＰＦＣ部１０の構成上、当然生じ得る傾きのバラツキと、後段のＤＣ−ＤＣ変換部１１において許容される傾きの範囲とに基づいて、上限閾値傾きＧMAXおよび下限閾値傾きＧMINが設定される。
【００４８】
異常判定部２２は、傾き算出部２４で算出されたＰＦＣ出力電圧の実際の傾きと、閾値設定部２１で設定された上限閾値傾きＧMAXおよび下限閾値傾きＧMINとを比較して、ＰＦＣ出力電圧の傾きが正常範囲内にあるか否かを判定し、判定結果に応じた異常検出信号を出力する。
【００４９】
図９に、本実施形態に係る異常検出装置１２Ｃの検出動作の具体例を示す。同図に示すように、検出は、ＰＦＣ起動信号によりＰＦＣ部１０が動作を開始し、予め定められた時間（ｔ1−ｔ0）が経過した後に、検出許可信号が“禁止”レベルから“許可”レベルに変化することにより開始される。
その後、予め定められた時間（ｔ２−ｔ1）が経過して検出許可信号が“許可”レベルから“禁止”レベルに変化すると、検出は終了する。すなわち、本実施形態では、ＰＦＣ出力電圧が上昇し始めてから安定するまでの間（ｔ２−ｔ1）に、新たに算出された傾きに基づいて機能異常の検出が繰り返し行われる。
【００５０】
図９（Ａ）に示す検出動作の具体例では、ＰＦＣ出力電圧の傾きが上限閾値傾きＧMAXを超えることも、下限閾値傾きＧMINを下回ることもない。したがって、この具体例では、異常検出装置１２Ｃが機能異常を検出することはない。
【００５１】
一方、図９（Ｂ）に示す検出動作の具体例では、ＰＦＣ出力電圧の傾きが下限閾値傾きＧMINよりも小さくなっている。したがって、この具体例では、時間ｔ1から一定時間（Δｔ）が経過した時間ｔＤにおいて異常判定部２２が機能異常であるとの判定を行い、異常検出信号を“正常”レベルから“異常”レベルに変化させる。
【００５２】
判定の結果、すなわち機能異常が検出されたことは、通信部１３を介して車両制御ユニット４に送信（報告）される。報告を受けた車両制御ユニット４は、ＰＦＣ部１０およびＤＣ−ＤＣ変換部１１の動作を停止させ、充電を停止させる。
【００５３】
結局、本実施形態に係る異常検出装置１２Ｃによれば、ＰＦＣ部１０の応答特性の観点から機能異常を検出することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係る異常検出装置１２Ｃと、第１または第２実施形態に係る異常検出装置１２Ａ、１２Ｂを組み合わせた異常検出装置、すなわちＰＦＣ出力電圧が安定するまでの間は応答特性の観点から機能異常の検出を行い、ＰＦＣ出力電圧が安定した後においてはＰＦＣ出力電圧の電圧値に基づいて機能異常の検出を行う異常検出装置によれば、より確実に機能異常を検出することができる。
【００５５】
以上、本発明に係る異常検出装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
【００５６】
例えば、第１および第３実施形態では上限の閾値と下限の閾値を設定したが、閾値は少なくとも１つ設定されていればよく、いずれか一方の閾値を省略してもよい。また、第２実施形態では下限の閾値のみを設定したが、入力電圧に基づいてさらに上限の閾値を設定してもよい。
【００５７】
また、入力電圧検知部２３は、入力電圧の実効値に代えて、入力電圧の波高値を検知してもよい。
【００５８】
また、機能異常を検出した場合に充電を停止させるか否かは、車両制御ユニット４の判断に委ねてもよい。
【００５９】
また、本発明に係る異常検出装置は、ＰＦＣ出力電圧またはＤＣ−ＤＣ変換部１１の出力電圧に基づいて車載充電器２の明らかな異常（故障）を検出する機能をさらに備え、明らかな異常と機能異常の両方を検出してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 外部電源
２ 車載充電器
３ 車載バッテリー
４ 車両制御ユニット
５ コネクタ
１０ ＰＦＣ部
１１ ＤＣ−ＤＣ変換部
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 異常検出装置
１３ 通信部
２０ ＰＦＣ出力電圧検知部
２１ 閾値設定部
２２ 異常判定部
２３ 入力電圧検知部
２４ 傾き算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力率を改善しながら外部から入力された交流電圧を直流電圧に変換し、該直流電圧によりバッテリーを充電する充電器の異常検出装置において、
前記力率を改善するためのＰＦＣ部から出力された直流のＰＦＣ出力電圧を検知するＰＦＣ出力電圧検知部と、
前記ＰＦＣ出力電圧に対する閾値を設定する閾値設定部と、
前記ＰＦＣ出力電圧と前記閾値とを比較した結果に基づいて、前記ＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあるか否かを判定する異常判定部と、
を備えたことを特徴とする異常検出装置。
【請求項２】
前記異常判定部による判定が、前記ＰＦＣ部の起動により始まった前記ＰＦＣ出力電圧の上昇が終了し、前記ＰＦＣ出力電圧が安定した後に開始されることを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項３】
前記閾値は、前記正常範囲の上限を規定する上限閾値電圧および前記正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧を含み、
正常な前記ＰＦＣ部から出力されるＰＦＣ正常出力電圧と前記上限閾値電圧との差が、前記ＰＦＣ正常出力電圧と前記下限閾値電圧との差よりも絶対値が小さくなるように、前記上限閾値電圧および前記下限閾値電圧が設定されることを特徴とする請求項２に記載の異常検出装置。
【請求項４】
前記交流電圧を検知する入力電圧検知部をさらに備え、
前記閾値は、前記正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧を含み、
前記下限閾値電圧は、検知された前記交流電圧の波高値に相当する値に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載の異常検出装置。
【請求項５】
前記異常判定部による判定が、前記ＰＦＣ部の起動により前記ＰＦＣ出力電圧が上昇し始めてから、前記ＰＦＣ出力電圧が安定するまでの間に行われることを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項６】
前記ＰＦＣ出力電圧検知部は、前記ＰＦＣ出力電圧を一定時間おきに検知し、
新たに検知された前記ＰＦＣ出力電圧と過去の前記ＰＦＣ出力電圧との差に基づいて、前記ＰＦＣ出力電圧の傾きを求める傾き算出部をさらに備え、
前記閾値設定部は、前記ＰＦＣ出力電圧の傾きに対する閾値を設定し、
前記異常判定部は、前記ＰＦＣ出力電圧の傾きと前記閾値とを比較した結果に基づいて、前記ＰＦＣ出力電圧の傾きが正常範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項５に記載の異常検出装置。
【請求項７】
前記ＰＦＣ部の起動により前記ＰＦＣ出力電圧が上昇し始めてから、前記ＰＦＣ出力電圧が安定するまでの間は、前記ＰＦＣ出力電圧の傾きに基づいて前記異常判定部による判定が行われ、さらに前記ＰＦＣ出力電圧が安定した後は、前記ＰＦＣ出力電圧の電圧に基づいて前記異常判定部による判定が行われることを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項１】
力率を改善しながら外部から入力された交流電圧を直流電圧に変換し、該直流電圧によりバッテリーを充電する充電器の異常検出装置において、
前記力率を改善するためのＰＦＣ部から出力された直流のＰＦＣ出力電圧を検知するＰＦＣ出力電圧検知部と、
前記ＰＦＣ出力電圧に対する閾値を設定する閾値設定部と、
前記ＰＦＣ出力電圧と前記閾値とを比較した結果に基づいて、前記ＰＦＣ出力電圧が正常範囲内にあるか否かを判定する異常判定部と、
を備えたことを特徴とする異常検出装置。
【請求項２】
前記異常判定部による判定が、前記ＰＦＣ部の起動により始まった前記ＰＦＣ出力電圧の上昇が終了し、前記ＰＦＣ出力電圧が安定した後に開始されることを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項３】
前記閾値は、前記正常範囲の上限を規定する上限閾値電圧および前記正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧を含み、
正常な前記ＰＦＣ部から出力されるＰＦＣ正常出力電圧と前記上限閾値電圧との差が、前記ＰＦＣ正常出力電圧と前記下限閾値電圧との差よりも絶対値が小さくなるように、前記上限閾値電圧および前記下限閾値電圧が設定されることを特徴とする請求項２に記載の異常検出装置。
【請求項４】
前記交流電圧を検知する入力電圧検知部をさらに備え、
前記閾値は、前記正常範囲の下限を規定する下限閾値電圧を含み、
前記下限閾値電圧は、検知された前記交流電圧の波高値に相当する値に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載の異常検出装置。
【請求項５】
前記異常判定部による判定が、前記ＰＦＣ部の起動により前記ＰＦＣ出力電圧が上昇し始めてから、前記ＰＦＣ出力電圧が安定するまでの間に行われることを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項６】
前記ＰＦＣ出力電圧検知部は、前記ＰＦＣ出力電圧を一定時間おきに検知し、
新たに検知された前記ＰＦＣ出力電圧と過去の前記ＰＦＣ出力電圧との差に基づいて、前記ＰＦＣ出力電圧の傾きを求める傾き算出部をさらに備え、
前記閾値設定部は、前記ＰＦＣ出力電圧の傾きに対する閾値を設定し、
前記異常判定部は、前記ＰＦＣ出力電圧の傾きと前記閾値とを比較した結果に基づいて、前記ＰＦＣ出力電圧の傾きが正常範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項５に記載の異常検出装置。
【請求項７】
前記ＰＦＣ部の起動により前記ＰＦＣ出力電圧が上昇し始めてから、前記ＰＦＣ出力電圧が安定するまでの間は、前記ＰＦＣ出力電圧の傾きに基づいて前記異常判定部による判定が行われ、さらに前記ＰＦＣ出力電圧が安定した後は、前記ＰＦＣ出力電圧の電圧に基づいて前記異常判定部による判定が行われることを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１１４９９９（Ｐ２０１２−１１４９９９Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６０２３８（Ｐ２０１０−２６０２３８）
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（０００００４６０６）ニチコン株式会社 (656)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（０００００４６０６）ニチコン株式会社 (656)
【Ｆターム（参考）】
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