JP2011229276A - 充電装置およびそれを搭載する車両 - Google Patents

Abstract

【課題】商用電力の生成過程において排出された二酸化炭素量に基づいて充電が禁止される充電装置および車両について、充電が禁止される二酸化炭素量である場合であっても緊急時には充電を実行できるようにする。
【解決手段】ＥＣＵ３００は、商用電力を生成するために排出された二酸化炭素量に関する情報に基づいて、電力変換装置２００による蓄電装置１１０の充電の実行および禁止を制御する。さらに、ＥＣＵ３００は、ユーザによる蓄電装置１１０の充電を強制的に実行するための指示を受けた場合は、二酸化炭素量に関する情報に基づいて蓄電装置１１０の充電が禁止されているときであっても、蓄電装置１１０の充電を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、充電装置およびそれを搭載する車両に関し、より特定的には、商用電源からの電力を用いて充電が可能な車両の充電制御に関する。

近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの電動車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。

ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から車載の蓄電装置の充電（以下、単に「外部充電」とも称する。）が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。

特開２００７−１８５０８３号公報（特許文献１）は、商用電源からの電力を用いて車載の蓄電装置の充電が可能な車両において、充電に用いられる商用電力の生成過程で排出された二酸化炭素量（ＣＯ２排出量）が所定のしきい値を下回っているときに限って蓄電装置の充電を行なう技術が開示される。特開２００７−１８５０８３号公報（特許文献１）によれば、商用電力の生成過程を含めて環境保護に貢献し得る充電装置および車両を提供することができる。

特開２００７−１８５０８３号公報 特開２００９−２６２６９２号公報 特開２００９−２４８８２２号公報

ところで、蓄電装置が完全に放電してしまった場合や、エンジンを有するハイブリッド車両などではガス欠になった場合、あるいは緊急的に車両を走行させることが必要となった場合などには、商用電力の生成過程において排出された二酸化炭素量が所定のしきい値を上回る場合であっても蓄電装置を充電することが必要となる状況が起こり得る。しかしながら、特開２００７−１８５０８３号公報（特許文献１）に開示された技術においては、このような状況については考慮されていなかった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、商用電力の生成過程において排出された二酸化炭素量に基づいて充電が禁止される充電装置および車両について、充電が禁止される二酸化炭素量である場合であっても緊急時には充電を実行できるようにすることである。

本発明による充電装置は、電力変換装置と、制御装置とを備え、商用電源からの商用電力を用いて蓄電装置の充電を行なう。電力変換装置は、商用電力を、蓄電装置の充電電力に変換する。制御装置は、商用電力を生成するために排出された二酸化炭素量に関する情報に基づいて、電力変換装置による蓄電装置の充電の実行および禁止を制御するとともに、ユーザによる蓄電装置の充電を強制的に実行するための指示を受けた場合は、二酸化炭素量に関する情報に基づいて蓄電装置の充電が禁止されているときであっても、蓄電装置の充電を実行する。

好ましくは、二酸化炭素量に関する情報は、商用電力を生成するために排出された二酸化炭素量を含む。そして、制御装置は、二酸化炭素量がしきい値を超過する場合は蓄電装置の充電を禁止し、二酸化炭素量がしきい値を下回る場合は蓄電装置の充電を実行する。

好ましくは、制御装置は、指示を受けた場合は、電力の使用用途に関する情報に基づいて、蓄電装置への必要充電量を設定する。

好ましくは、充電装置は、二酸化炭素量に関する情報を受信するための受信部をさらに備える。

好ましくは、受信部は、商用電力を送電する送電線を介して二酸化炭素量に関する情報を受信する。

好ましくは、受信部は、無線通信または有線通信によって二酸化炭素量に関する情報を受信する。

好ましくは、充電装置は、蓄電装置の充電の実行および禁止の判定状態を表示するための表示部をさらに備える。

好ましくは、制御装置は、指示を受けた場合は、予め定められた充電量を蓄電装置に充電する。

本発明による車両は、充電が可能な蓄電装置と、駆動装置と、電力変換装置と、制御装置とを備え、商用電源からの商用電力を用いて蓄電装置の充電が可能である。駆動装置は、蓄電装置からの電力を用いて車両を走行させるための駆動力を発生する。電力変換装置は、商用電力を、蓄電装置の充電電力に変換する。そして、制御装置は、商用電力を生成するために排出された二酸化炭素量に関する情報に基づいて、電力変換装置による蓄電装置の充電の実行および禁止を制御するとともに、ユーザによる蓄電装置の充電を強制的に実行するための指示を受けた場合は、二酸化炭素量に関する情報に基づいて蓄電装置の充電が禁止されているときであっても、蓄電装置の充電を実行する。

好ましくは、二酸化炭素量に関する情報は、商用電力を生成するために排出された二酸化炭素量を含む。そして、制御装置は、二酸化炭素量がしきい値を超過する場合は蓄電装置の充電を禁止し、二酸化炭素量がしきい値を下回る場合は蓄電装置の充電を実行する。

好ましくは、制御装置は、指示を受けた場合は、目的地に関する情報に基づいて、蓄電装置への必要充電量を設定する。

好ましくは、必要充電量は、目的地に到達するために駆動装置によって消費される電力消費量に基づいて設定される。

好ましくは、目的地に関する情報は、車両の現在位置の情報を含む。そして、目的地は、現在位置に基づいて決定される。

好ましくは、目的地は、車両の充電が可能な充電ステーションである。
好ましくは、車両は、車両の動力源として動作する内燃機関をさらに備える。そして、目的地は、内燃機関の燃料の給油が可能な給油スタンドである。

好ましくは、制御装置は、現在位置周辺の地図情報を予め記憶した記憶部を含む。そひて、制御装置は、地図情報に基づいて目的地の候補を検索する。

好ましくは、制御装置は、目的地の候補のうち、ユーザによって選択された目的地までの走行経路情報に基づいて必要充電量を設定する。

好ましくは、車両は、目的地の候補を表示するための表示部をさらに備える。
好ましくは、車両は、ユーザが、指示を入力するための入力部をさらに備える。

好ましくは、車両は、二酸化炭素量に関する情報を受信するための受信部をさらに備える。

好ましくは、車両は、蓄電装置の充電の実行および禁止の判定状態を表示するための表示部をさらに備える。

本発明によれば、商用電力の生成過程において排出された二酸化炭素量に基づいて充電が禁止される充電装置および車両について、充電が禁止される二酸化炭素量である場合であっても緊急時には充電を実行することが可能となる。

本発明の実施の形態に従う車両を含む充電システムの概略図である。 本実施の形態に従う車両の全体ブロック図である。 本実施の形態において、ＥＣＵで実行される充電制御を説明するための機能ブロックである。 本実施の形態において、ＥＣＵで実行される充電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図４のステップＳ１６０の詳細な処理の一例を示す図である。 充電ケーブルのＣＣＩＤに表示部および入力部が設けられた場合の概略図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施の形態に従う車両１００を含む充電システムの概略図である。
図１を参照して、この電力システム１は、発電所１０Ａ，１０Ｂと、送電線２０と、充電ステーション３０と、電力情報サーバ５０と、車両１００とを備える。

発電所１０Ａ，１０Ｂは、商用電力を発生し、その発生した商用電力を送電線２０へ供給する。なお、送電線２０には、他にも図示されない発電所が接続されており、各発電所は、たとえば、石油やガスなどを燃焼させて電力を発生する火力発電所や、原子力発電所、水力発電所などから成る。充電ステーション３０は、送電線２０に接続される。充電ステーション３０は、送電線２０から供給される商用電力によって車両１００の充電を行なうための施設である。充電ステーション３０は、車両１００の充電のための専用の充電スタンドであってもよいし、住宅に設けられたコンセントを用いることによって住宅を充電ステーション３０としてもよい。

車両１００は、充電プラグを充電ステーション３０のコンセント３２に接続することにより、電力を蓄電する蓄電装置（図示せず）を充電することができる。

また、車両１００は、送電線２０に接続された電力情報サーバ５０から送電線２０および充電ステーション３０を介して電力に関する情報（以下、単に「電力情報」と称する。）を取得する。この電力情報には、送電線２０によって送電される商用電力を発電する際に排出された二酸化炭素量（たとえば１ｋｗｈの商用電力を発電するのに排出された二酸化炭素量であって、以下「ＣＯ２排出量」と称する。）に関する情報が含まれる。そして、車両１００は、電力情報サーバ５０から取得した電力情報に含まれるＣＯ２排出量が予め設定されたしきい値を下回っているときに限り、充電ステーション３０から商用電力を入力して蓄電装置の充電を行なう。

電力情報サーバ５０は、送電線２０に接続される。電力情報サーバ５０は、ＣＯ２排出量を含む電力情報を作成し、その作成した電力情報を図示されないモデムなどを用いて送電線２０へ出力する。なお、ＣＯ２排出量は、たとえば、送電線２０に供給される商用電力に占める各発電方法（火力発電や原子力発電など）の割合に、対応する発電方法における二酸化炭素の排出量を乗算し、総和をとるなどして算出することができる。一般に、火力発電は、その他の発電方法に比べて二酸化炭素の排出量が多く、火力発電による発電比率が高いとＣＯ２排出量も多くなる。

なお、電力情報サーバ５０からの電力情報の取得手法としては、上述のような送電線２０を介して取得する手法の他に、たとえば電波などを用いた無線通信や、インターネットや電話回線などの通信ネットワーク回線を介した有線通信などによって取得することも可能である。

図２は、本実施の形態に従う車両１００の全体ブロック図である。
図２を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（以下、ＳＭＲ（System Main Relay）とも称する。）１１５と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギア１４０と、駆動輪１５０と、エンジン１９０と、制御装置（以下、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも称する。）３００とを備える。

蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

蓄電装置１１０は、ＳＭＲ１１５を介して、モータジェネレータ１３０を駆動するためのＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力は、たとえば２００Ｖである。

ＳＭＲ１１５に含まれるリレーの一方端は、蓄電装置１１０の正極端子および負極端子にそれぞれ接続される。ＳＭＲ１１５に含まれるリレーの他方端は、ＰＣＵ１２０に接続された電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ接続される。そして、ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切替える。

ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。

コンバータ１２１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１との間で電力変換を行なう。

インバータ１２２は、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１に接続される。インバータ１２２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩに基づいて、コンバータ１２１から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１３０を駆動する。なお、本実施の形態においては、モータジェネレータおよびインバータの対が１つ設けられる構成を一例として示すが、モータジェネレータおよびインバータの対を複数備える構成としてもよい。

コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。また、コンデンサＣ２は、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。

モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。

モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。

また、エンジン１９０は、動力伝達ギア１４０を介して、モータジェネレータ１３０および駆動輪１５０と結合される。そして、エンジン１９０およびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジン１９０の回転による発電電力を用いて、蓄電装置１１０を充電することも可能である。なお、ＰＣＵ１２０、モータジェネレータ１３０、動力伝達ギア１４０、駆動輪１５０およびエンジン１９０により駆動装置１１６が構成される。

本実施の形態においては、車両１００は、上述のように、ハイブリッド自動車を例として説明するが、車両１００の構成は、車両駆動力を発生するための電動機を搭載する車両であればその構成は限定されない。車両１００は、図１のようなエンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車のほかに、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などを含む。

ＥＣＵ３００は、いずれも図２には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力および各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０に含まれるセンサ（図示せず）からの電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値を受ける。ＨＶ−ＥＣＵ３００は、電圧ＶＢおよび電流ＩＢに基づいて、蓄電装置１１０の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）を演算する。

また、ＥＣＵ３００は、ＳＭＲ１１５やＰＣＵ１２０を制御することに加えて、後述する蓄電装置１１０の充電制御を行なう。

なお、図２においては、ＥＣＵ３００は１つの制御装置として記載されているが、各機器または各機能ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。

車両１００は、充電ステーション３０からの商用電力によって蓄電装置１１０を充電するための構成として、電力変換装置２００と、充電リレーＣＨＲ２１０と、受信部２２０と、接続部２３０と、表示部２４０と、入力部２５０と、設定部２６０とをさらに備える。

接続部２３０は、充電ステーション３０の商用電力を受けるために、車両１００のボディに設けられる。接続部２３０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４２０が接続される。そして、充電ケーブル４００の電源プラグ４１０が、充電ステーション３０のコンセント３２に接続されることによって、充電ステーション３０からの商用電力が、充電ケーブル４００の電線部４３０を介して車両１００に伝達される。また、充電ケーブル４００の電線部４３０には、充電ステーション３０から車両１００への電力の供給と遮断とを切替えるための、充電回路遮断装置（以下「ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）」とも称する。）４４０が介挿される。

電力変換装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して接続部２３０に接続される。また、電力変換装置２００は、ＣＨＲ２１０を介して蓄電装置１１０と接続される。そして、電力変換装置２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤに基づいて、充電ステーション３０から供給される交流電力を、蓄電装置１１０が充電可能な直流電力に変換する。

ＣＨＲ２１０に含まれるリレーの一方端は、蓄電装置１１０の正極端子および負極端子にそれぞれ接続される。ＣＨＲ２１０に含まれるリレーの他方端は、電力変換装置２００に接続された電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２にそれぞれ接続される。そして、ＣＨＲ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２に基づいて、蓄電装置１１０と電力変換装置２００との間での電力の供給と遮断とを切替える。

受信部２２０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に接続される。受信部２２０は、たとえば電力線通信（Power Line Communication：ＰＬＣ）によって制御信号を送信，受信するための電力線通信モジュールであり、電力情報サーバ５０から送信された電力情報を、送電線２０、充電ステーション３０、充電ケーブル４００を介して受信する。そして、受信部２２０は、受信した電力情報ＩＮＦＯをＥＣＵ３００へ通信によって送信する。

なお、電力情報サーバ５０からの電力情報の受信は、上述のような電力線通信のほかに、電波などを用いた無線通信や、インターネットや電話回線などの通信ネットワーク回線を介した有線通信とすることもできる。受信部２２０は、これらの通信形態に応じたものとすることができる。

表示部２４０は、後述する充電制御において判定された外部充電の実行および禁止の状態、ならびに、地図情報などのＥＣＵ３００からの表示情報ＤＳＰを表示するためのユーザインターフェースである。表示部２４０には、表示ランプやＬＥＤなどのインジケータ、あるいは液晶表示器などが含まれる。

入力部２５０は、後述する充電制御において外部充電が禁止された場合に、強制的に充電を実行するための指示を与えるためのユーザインターフェースである。入力部２５０は、たとえば押しボタン型のスイッチであり、ユーザがスイッチを操作することによって、緊急充電信号ＥＭＧがＥＣＵ３００に出力される。

設定部２６０は、車両１００の走行目的地やその走行経路などの目的地に関する情報を設定するためのユーザインターフェースである。設定部２６０によって設定された目的地に関する情報ＤＩＳは、ＥＣＵ３００へ送信される。

なお、図２においては、上述の表示部２４０、入力部２５０および設定部２６０がそれぞれ個別の要素として記載されているが、これらの要素は、たとえばナビゲーションシステムとして１つの要素に統合されてもよい。

また、上記の表示部２４０および入力部２５０の機能は、充電ケーブル４００のＣＣＩＤ４４０に設けることも可能である。この場合、ＥＣＵ３００は、接続部２３０を介して、電線部４３０に含まれる通信線（図示せず）によりＣＣＩＤ４４０に接続される。そして、ユーザの操作により入力された緊急充電信号ＥＭＧがＥＣＵ３００へ出力されるとともに、ＥＣＵ３００からの表示情報ＤＳＰがＣＣＩＤ４４０に表示される。

上述の構成の車両１００では、環境保護の観点から、充電ステーションから伝達される商用電力の生成過程におけるＣＯ２排出量に応じて、充電の実行および禁止を判定する構成が採用される場合がある。具体的には、ＣＯ２排出量が予め定められたしきい値を下回る場合に充電が実行される一方で、ＣＯ２排出量が予め定められたしきい値を上回る場合には充電が禁止される。これによって、より環境負荷の少ない電力を用いて車両１００の走行を可能にすることができる。

しかしながら、このような充電可否判断を行なう構成では、たとえば、電気自動車において車両に搭載された蓄電装置の充電量が下限レベルまで低下して電動運転ができない場合に、ＣＯ２排出量が予め定められたしきい値を上回っていると充電することができない状態に陥る可能性がある。また、ハイブリッド自動車においては、ガス欠、排気ガス規制エリアでのエンジンでの走行規制、あるいは燃料価格の高騰による燃料消費量削減の要求などに起因してエンジンでの走行ができない場合に、緊急的に充電が必要となったときに、同様の問題が生じ得る。

そこで、本実施の形態においては、上述のように、商用電力発電時のＣＯ２排出量に基づいて蓄電装置の充電が禁止された場合に、緊急的に充電が必要となったときには、以下で説明するように、ＣＯ２排出量にかかわらず強制的に充電を行なう緊急充電が可能な充電制御を行なう。

図３は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００で実行される充電制御を説明するための機能ブロック図である。図３の機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。

図２および図３を参照して、ＥＣＵ３００は、判定部３１０と、ＳＯＣ演算部３２０と、指令生成部３３０と、記憶部３４０と、表示制御部３５０と、充電制御部３６０とを含む。また、記憶部３４０は、車両データベース３４１および地図データベース３４２を含む。

判定部３１０は、受信部２２０によって受信した電力情報ＩＮＦＯを受ける。判定部３１０は、電力情報ＩＮＦＯに含まれるＣＯ２排出量が、予め定められたしきい値を下回っているか否かを判定する。このしきい値は、たとえば、エンジン１９０とモータジェネレータ１３０とにより駆動するハイブリッド走行を行なった場合のＣＯ２排出量に基づいて定められる。言い換えれば、判定部３１０は、モータジェネレータ１３０のみを用いて駆動する電動走行に用いられる電力のＣＯ２排出量が、ハイブリッド走行の際のＣＯ２排出量より少ないか否かを判定する。

そして、判定部３１０は、その判定結果である禁止信号ＩＮＨを、指令生成部３３０および表示制御部３５０へ出力する。具体的には、ＣＯ２排出量がしきい値を下回っている場合には禁止信号はオフに設定され、ＣＯ２排出量がしきい値を上回っている場合には禁止信号はオンに設定される。

ＳＯＣ演算部３２０は、蓄電装置１１０から、蓄電装置１１０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値を受ける。そして、ＳＯＣ演算部３２０は、これらの情報に基づいて蓄電装置のＳＯＣを演算し、演算結果を指令生成部３３０へ出力する。

指令生成部３３０は、判定部からの禁止信号ＩＮＨ、ＳＯＣ演算部３２０からのＳＯＣを受ける。また、指令生成部３３０は、入力部２５０からの緊急充電信号ＥＭＧ、および設定部２６０からの目的地に関する情報ＤＩＳを受ける。

指令生成部３３０は、基本的には、外部充電が行なわれる際には、蓄電装置１１０のＳＯＣが満充電となるように充電指令値ＣＨＧを設定する。ただし、判定部３１０からの禁止信号ＩＮＨがオンに設定されている場合は、充電が実行されないように充電指令値ＣＨＧが設定される。

しかしながら、指令生成部３３０は、このように充電が禁止されている場合であっても、入力部２５０からの緊急充電信号ＥＭＧが入力されると、禁止信号ＩＮＨがオンに設定されている場合であっても充電を行なう緊急充電を実行する。

なお、この緊急充電が行なわれる場合には、蓄電装置１１０を満充電状態まで充電するようにしてもよいが、発電時のＣＯ２排出量が多い電力を用いて充電されるので、必要以上に充電するとかえって環境負荷を増加させるおそれがある。そのため、緊急充電の場合には、必要最低限の充電量とすることが望ましい。

そこで、指令生成部３３０は、緊急充電を行なう際には、必要最小限の充電量を蓄電装置１１０に充電するように充電指令値ＣＨＧを設定する。

この必要充電量としては、たとえば、ユーザが設定部２６０で設定した次回走行予定の目的地まで走行できる電力量とすることができる。指令生成部３３０は、記憶部３４０に含まれる地図データベース３４２からの当該目的地までの走行経路情報、および、車両データベース３４１に含まれるその走行経路に沿って走行した場合の電力消費量に基づいて、充電指令値ＣＨＧを設定する。

あるいは、指令生成部３３０は、地図データベース３４２の地図情報から、車両１００の現在位置から最寄りの他の充電ステーションやガソリンスタンドを目的地として設定し、設定した目的地までの走行が可能な充電量を充電指令値ＣＨＧとして設定してもよい。

これは、地域によっては、商用電力を供給する発電所の構成が異なっている場合があり、発電時のＣＯ２排出量が少ない他の充電ステーションが近くにある場合、あるいは、ハイブリッド走行またはエンジン１９０のみを用いた走行のほうがＣＯ２排出量が少なくなる場合があるからである。なお、このとき、現在位置周辺の充電ステーションやガソリンスタンドの候補を、ＣＯ２排出量のデータとともに表示部２４０の画面に表示し、ユーザが目的地を選択するようにしてもよい。

また、指令生成部３３０は、制御を簡素化するために、緊急充電を行なう際には、充電指令値ＣＨＧとして、満充電よりも少ない予めプリセットされた充電量を設定するようにしてもよい。さらに、ユーザが設定部２６０から直接充電量を設定するようにしてもよい。

そして、指令生成部３３０は、車両１００の現在位置や周辺の地図情報を含む位置情報ＰＯＳ、および充電実行中の状態に関する状態情報ＳＴＡＴを表示制御部３５０へ出力する。また、指令生成部３３０は、設定した充電指令値ＣＨＧを充電制御部３６０へ出力する。

表示制御部３５０は、判定部３１０からの禁止信号ＩＮＨ、ならびに、指令生成部３３０からの位置情報ＰＯＳおよび状態情報ＳＴＡＴを受ける。そして、表示制御部３５０は、これらの情報を表示情報ＤＳＰとして表示部２４０へ出力する。

充電制御部３６０は、指令生成部３３０からの充電指令値ＣＨＧを受ける。そして、充電制御部３６０は、この充電指令値ＣＨＧに従って、電力変換装置２００を駆動するための制御信号ＰＷＤを生成して、電力変換装置２００へ出力する。

図４は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００で実行される、充電制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図４に示されるフローチャートは、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行されることによって処理が実現される。あるいは、一部または全部のステップを、専用のハードウェア（電子回路）で処理を実現することも可能である。

図２および図４を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、充電ケーブル４００が接続部２３０および充電ステーション３０に接続されているか否かを判定する。

充電ケーブル４００が接続部２３０または充電ステーション３０に接続されていない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、外部充電が行なわれないので、処理がメインルーチンに戻される。

充電ケーブル４００が接続部２３０および充電ステーション３０に接続されている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１１０に進められ、ＥＣＵ３００は、受信部２２０で受信した電力情報ＩＮＦＯを取得する。

次に、ＥＣＵ３００は、Ｓ１２０にて、取得した電力情報に含まれるＣＯ２排出量が、予め定められたしきい値より小さいか否かを判定する。

ＣＯ２排出量が予め定められたしきい値より小さい場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１３０に進められ、ＥＣＵ３００は、外部充電を許可して、電力変換装置２００を駆動して蓄電装置１１０の充電処理を実行する。

ＣＯ２排出量が予め定められたしきい値以上の場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、Ｓ１４０に処理が進められ、ＥＣＵ３００は、環境負荷を低減するために外部充電を停止する。このとき、表示部２４０にＣＯ２排出量に起因して充電が停止されたことが表示される。

そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて、ユーザの操作により緊急充電信号ＥＭＧがオンに設定されたか否かを判定する。

緊急充電信号ＥＭＧがオフの場合（Ｓ１５０にてＮＯ）は、処理がメインルーチンに戻され、充電停止状態が継続される。

緊急充電信号ＥＭＧがオンの場合（Ｓ１５０にてＹＥＳ）は、Ｓ１６０に処理が進められ、緊急充電時の必要充電量を演算する。Ｓ１６０における必要充電量の演算については、図３において説明したような様々な手法が採用可能である。図５に、このＳ１６０における詳細な処理の一例を示す。

図５を参照して、Ｓ１６０に処理が進められると、ＥＣＵ３００は、Ｓ１６１にて、記憶部３４０の地図データベース３４２に基づいて、車両１００の現在位置周辺の充電ステーションおよび／またはガソリンスタンドの候補の検索を行なう。このとき、受信部２２０等から取得した各地域におけるＣＯ２排出量などの情報とともに、表示部２４０に検索された候補を表示する。

次に、ＥＣＵ３００は、Ｓ１６２にて、ユーザの操作によって選択された目的地、およびその目的地までの走行経路が複数ある場合には選択された走行経路の情報を取得する。なお、予め設定された条件に従って、目的地および走行経路をＥＣＵ３００が独自に選択するようにしてもよい。

そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１６３にて、選択された目的地および走行経路情報と、車両データベース３４１に含まれる電力消費量のデータに基づいて、必要充電量を演算する。

再び図４を参照して、Ｓ１６０において必要充電量が設定されると、処理がＳ１３０に進められる。そして、ＥＣＵ３００は、設定された必要充電量に基づいて電力変換装置２００を制御して蓄電装置１１０の充電処理を行なう。

なお、Ｓ１４０にて一旦外部充電が停止された後に、供給されるＣＯ２排出量がしきい値よりも小さくなったときには、Ｓ１２０においてＹＥＳが選択されて、通常の外部充電が再開される。

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、発電時のＣＯ２排出量がしきい値を上回り、外部充電が禁止される場合であっても、緊急的に充電が必要となったときには、ユーザの操作によって充電を行なうことが可能となる。

図６は、充電ケーブル４００のＣＣＩＤ４４０に表示部および入力部が設けられた場合の概略図である。

図６を参照して、ＣＣＩＤ４４０の表面には、表示ランプ４４１，４４２およびスイッチ４４３が設けられる。

表示ランプ４４１は、たとえば赤ランプであり、ＣＯ２排出量がしきい値を上回り外部充電が禁止された場合、すなわち、禁止信号ＩＮＨがオンに設定されている場合に点灯する。

表示ランプ４４２は、たとえば緑ランプであり、ＣＯ２排出量がしきい値を下回り外部充電が実行される場合、すなわち、禁止信号ＩＮＨがオフに設定されている場合に点灯する。

スイッチ４４３は、緊急充電を行なう場合に操作するためのスイッチである。ＣＯ２排出量がしきい値を上回り外部充電が禁止された場合に、このスイッチ４４３を操作することによって、緊急的に蓄電装置１１０の充電を行なうことができる。

外部充電が行なわれる場合には、一般的にユーザは車外にいる場合が多い。そのため、このように充電ケーブル４００に入力部および表示部を設けることによって、ユーザが車外にいる場合でも、外部充電が実行および禁止の状態を認識できるとともに、緊急充電が必要なときには車外で操作をすることが可能となる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 電力システム、１０Ａ，１０Ｂ 発電所、２０ 送電線、３０ 充電ステーション、３２ コンセント、５０ 電力情報サーバ、１００ 車両、１１０ 蓄電装置、１１５ ＳＭＲ、１１６ 駆動装置、１２０ ＰＣＵ、１２１ コンバータ、１２２ インバータ、１３０ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギア、１５０ 駆動輪、１９０ エンジン、２００ 電力変換装置、２１０ ＣＨＲ、２２０ 受信部、２３０ 接続部、２４０ 表示部、２５０ 入力部、２６０ 設定部、３００ ＥＣＵ、３１０ 判定部、３２０ ＳＯＣ演算部、３３０ 指令生成部、３４０ 記憶部、３４１ 車両データベース、３４２ 地図データベース、３５０ 表示制御部、３６０ 充電制御部、４００ 充電ケーブル、４１０ 電源プラグ、４２０ 充電コネクタ、４３０ 電線部、４４０ ＣＣＩＤ、４４１，４４２ 表示ランプ、４４３ スイッチ、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＰＬ１，ＰＬ２，ＨＰＬ 電力線、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、ＮＬ１，ＮＬ２ 接地線。

Claims (21)

1. 商用電源からの商用電力を用いて蓄電装置の充電を行なうための充電装置であって、
   前記商用電力を、前記蓄電装置の充電電力に変換するように構成された電力変換装置と、
   前記商用電力を生成するために排出された二酸化炭素量に関する情報に基づいて、前記電力変換装置による前記蓄電装置の充電の実行および禁止を制御するとともに、ユーザによる前記蓄電装置の充電を強制的に実行するための指示を受けた場合は、前記二酸化炭素量に関する情報に基づいて前記蓄電装置の充電が禁止されているときであっても、前記蓄電装置の充電を実行する制御装置とを備える、充電装置。
2. 前記前記二酸化炭素量に関する情報は、前記商用電力を生成するために排出された二酸化炭素量を含み、
   前記制御装置は、前記二酸化炭素量がしきい値を超過する場合は前記蓄電装置の充電を禁止し、前記二酸化炭素量が前記しきい値を下回る場合は前記蓄電装置の充電を実行する、請求項１に記載の充電装置。
3. 前記制御装置は、前記指示を受けた場合は、電力の使用用途に関する情報に基づいて、前記蓄電装置への必要充電量を設定する、請求項２に記載の充電装置。
4. 前記前記二酸化炭素量に関する情報を受信するための受信部をさらに備える、請求項１に記載の充電装置。
5. 前記受信部は、前記商用電力を送電する送電線を介して前記二酸化炭素量に関する情報を受信する、請求項４に記載の充電装置。
6. 前記受信部は、無線通信または有線通信によって前記二酸化炭素量に関する情報を受信する、請求項４に記載の充電装置。
7. 前記蓄電装置の充電の実行および禁止の判定状態を表示するための表示部をさらに備える、請求項１に記載の充電装置。
8. 前記制御装置は、前記指示を受けた場合は、予め定められた充電量を前記蓄電装置に充電する、請求項１に記載の充電装置。
9. 商用電源からの商用電力を用いて充電が可能な車両であって、
   充電が可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置からの電力を用いて前記車両を走行させるための駆動力を発生するように構成された駆動装置と、
   前記商用電力を、前記蓄電装置の充電電力に変換するように構成された電力変換装置と、
   前記商用電力を生成するために排出された二酸化炭素量に関する情報に基づいて、前記電力変換装置による前記蓄電装置の充電の実行および禁止を制御するとともに、ユーザによる前記蓄電装置の充電を強制的に実行するための指示を受けた場合は、前記二酸化炭素量に関する情報に基づいて前記蓄電装置の充電が禁止されているときであっても、前記蓄電装置の充電を実行する制御装置とを備える、車両。
10. 前記前記二酸化炭素量に関する情報は、前記商用電力を生成するために排出された二酸化炭素量を含み、
    前記制御装置は、前記二酸化炭素量がしきい値を超過する場合は前記蓄電装置の充電を禁止し、前記二酸化炭素量が前記しきい値を下回る場合は前記蓄電装置の充電を実行する、請求項９に記載の車両。
11. 前記制御装置は、前記指示を受けた場合は、目的地に関する情報に基づいて、前記蓄電装置への必要充電量を設定する、請求項１０に記載の車両。
12. 前記必要充電量は、前記目的地に到達するために前記駆動装置によって消費される電力消費量に基づいて設定される、請求項１１に記載の車両。
13. 前記目的地に関する情報は、前記車両の現在位置の情報を含み、
    前記目的地は、前記現在位置に基づいて決定される、請求項１２に記載の車両。
14. 前記目的地は、車両の充電が可能な充電ステーションである、請求項１３に記載の車両。
15. 車両の動力源として動作する内燃機関をさらに備え、
    前記目的地は、前記内燃機関の燃料の給油が可能な給油スタンドである、請求項１３に記載の車両。
16. 前記制御装置は、
    前記現在位置周辺の地図情報を予め記憶した記憶部を含み、
    前記制御装置は、前記地図情報に基づいて前記目的地の候補を検索する、請求項１３に記載の車両。
17. 前記制御装置は、前記目的地の候補のうち、ユーザによって選択された目的地までの走行経路情報に基づいて前記必要充電量を設定する、請求項１６に記載の車両。
18. 前記目的地の候補を表示するための表示部をさらに備える、請求項１６に記載の車両。
19. ユーザが、前記指示を入力するための入力部をさらに備える、請求項９に記載の車両。
20. 前記前記二酸化炭素量に関する情報を受信するための受信部をさらに備える、請求項９に記載の車両。
21. 前記蓄電装置の充電の実行および禁止の判定状態を表示するための表示部をさらに備える、請求項９に記載の車両。

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