JP2011250625A - 車両用給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用給電装置において、多数の電動車両の充電を並行して行うことができ、かつ、利用者ごとの充電の履歴を把握できる充電環境を低コストで実現できること。
【解決手段】車両用給電装置１は、入力される制御信号に従って交流電源１１と複数の電力出力ポート３１各々との電気的な接続と遮断とを切り替える複数のリレー１４と、利用者の操作に応じて、複数の電力出力ポート１３１のうちの１つを選択する選択情報、利用者ＩＤ及び暗証番号を入力するタッチパネルユニット１６及びカードリーダ・ライタ１７と、給電制御回路１５とを備える。給電制御回路１５は、入力情報と登録情報４１との照合により利用許可の判定結果が得られた場合に、選択された電力出力ポート１３１に繋がるリレー１４に対し、給電終了条件が成立するまで接続状態にした後に遮断状態へ戻す制御信号を出力し、利用者ごとの給電履歴情報４２を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両の充電ポートに接続されることにより、電源から得た電力を充電ポートを通じて電動車両のバッテリへ供給する車両用給電装置に関する。

昨今、電気自動車及びハイブリッド自動車など、大容量のバッテリを備える電動車両が普及しつつある。それに伴い、電動車両のバッテリを充電するための電力を電動車両へ供給する車両用給電装置の普及が重要となっている。

車両用給電装置は、給電ケーブルなどの送電媒体を介して電動車両の充電ポートと電的的に接続される電力出力ポートを備える。そして、車両用給電装置は、電力出力ポートが電動車両の充電ポートに対して電気的に接続されることにより、電源から得た電力を充電ポートを通じて電動車両のバッテリへ供給する装置である。なお、電力出力ポートは、給電ケーブルにおける電源側のプラグの差し込み口である。また、充電ポートは、給電ケーブルにおける車両側のプラグ（充電コネクタ）が接続される部分である。

例えば、特許文献１には、複数の駐車スペースごとに設けられた複数の車両用給電装置と、それら車両用給電装置を管理する管理装置とを備えた駐車システムが示されている。

特開２０１０−２２０９９号公報

ところで、電動車両のバッテリは、蓄電の容量が大きいため、現状では、一般家庭における出力の小さな電源が用いられた場合には十数時間、出力の大きな特別な電源が用いられた場合でも数十分から数時間程度の長い充電時間を必要とする。即ち、車両用給電装置において、電力出力ポートが１台の電動車両によって継続して占有される時間が長い。

従って、電動車両が広く普及するためには、多数の電動車両の充電を並行して行うことができる充電環境を低コストで整備できることが重要である。例えば、マンションなどの集合住宅に併設された駐車場において、車両用給電装置は、複数の駐車スペース各々に停車中の複数の電動車両各々に対する充電を並行して行う機能を低コストで実現できることが望ましい。

しかしながら、特許文献１に示される車両用給電装置が採用された場合、多数の電動車両の充電を並行して行う充電環境を提供するためには、非常に多数の車両用給電装置が必要となる。そのため、特許文献１に示される車両用給電装置は、多数の電動車両の充電を並行して行うことができる充電環境を整備するためには高いコストを要するという問題点があった。

一方、電力出力ポートが複数の駐車スペース各々に設けられただけの充電環境においては、利用者ごとの充電の履歴を把握することができず、電力料金の課金先を特定できないという問題点があった。

本発明の目的は、多数の電動車両の充電を並行して行うことができ、かつ、利用者ごとの充電の履歴を把握できる充電環境を低コストで実現できる車両用給電装置を提供することにある。

本発明に係る車両用給電装置は、電動車両の充電ポートに接続されることにより、電源から得た電力を充電ポートを通じて電動車両のバッテリへ供給する装置であり、上記の目的を達成するために、以下に示される各構成要素を備える。
（１）第１の構成要素は、駐車スペースごとに設けられた複数の電力出力ポート各々に対応して設けられ、個別に入力される制御信号に従って電源と複数の電力出力ポート各々との電気的な接続と遮断とを切り替える複数のスイッチである。
（２）第２の構成要素は、利用者の操作に応じて、複数の電力出力ポートのうちの１つを選択する選択情報と利用者を識別する第１の利用者情報とを入力する情報入力部である。
（３）第３の構成要素は、複数の利用者各々を識別する第２の利用者情報を含む登録情報が予め記憶された記憶部から登録情報を取得する登録情報取得部である。
（４）第４の構成要素は、第１の利用者情報と第２の利用者情報との照合により利用の可否を判定する利用判定部である。
（５）第５の構成要素は、利用判定部により利用許可の判定結果が得られた場合に、選択情報に対応するスイッチに対し、予め定められた給電終了条件が成立するまで接続状態にした後に遮断状態へ戻す制御信号を出力する制御部である。
（６）第６の構成要素は、第１の利用者情報及びスイッチの制御結果に対応した利用者ごとの給電履歴の情報を予め定められた出力先へ出力する給電履歴出力部である。

また、本発明に係る車両用給電装置において、登録情報は、電力出力ポートの識別情報とその識別情報に対応付けられた第２の利用者情報とを含むことが考えられる。この場合、利用判定部は、情報入力部により入力された第１の利用者情報と、登録情報において選択情報に相当する電力出力ポートの識別情報に対応付けられた第２の利用者情報との照合により利用の可否を判定する。

また、本発明に係る車両用給電装置において、制御部は、接続状態のスイッチについてそのスイッチが接続状態へ切り替えられる原因となった情報入力部による情報の入力と利用判定部による利用許可の判定とが再び行われた場合に給電終了条件が成立したと判別することが考えられる。

また、本発明に係る車両用給電装置は、スイッチ各々を流れる電流を検出する電流検出部をさらに備えることが考えられる。この場合、制御部は、接続状態のスイッチに対応する電流検出部の検出結果が予め定められた条件を満たす場合に給電終了条件が成立したと判別することが考えられる。

本発明に係る車両用給電装置においては、複数のスイッチが接続状態に切り替えられることにより、１つの電源から得られる電力は、駐車スペースごとに設けられた複数の電力出力ポート各々から複数の電動車両の充電ポートへ並行して供給される。即ち、本発明に係る車両用給電装置は、複数の駐車スペースに停車中の複数の電動車両の充電を並行して行うことができる。

また、本発明に係る車両用給電装置においては、利用者情報を含む登録情報と利用者の操作に応じて入力された情報との照合によって利用許可の判定結果が得られた場合にのみ、利用者により選択された駐車スペースの電力出力ポートを通じた電力供給が可能となる。従って、不正な電力利用を回避することができる。

さらに、本発明に係る車両用給電装置においては、第２の利用者情報及びスイッチの制御結果に対応した利用者ごとの給電履歴の情報が、予め定められた出力先へ出力される。そのため、出力された給電履歴の情報に基づいて、利用者ごとの充電の履歴を把握することができる。従って、各利用者への適切な電力料金の課金が可能となる。

また、本発明に係る車両用給電装置が採用された場合、主要な構成要素である登録情報取得部、情報入力部、利用判定部、制御部及び給電履歴出力部は、複数の駐車スペースに対して一組設けられるだけでよい。従って、本発明に係る車両用給電装置は、１つの駐車スペース当たりに要するコストを低く抑えることができる。

また、集合住宅に併設された駐車場などの契約駐車場においては、駐車スペースごとの契約者（利用者）は予め決まっている。そのため、契約駐車場においては、駐車スペースごとに契約者以外の者が電力出力ポートを占有しないよう管理することも重要となる。

本発明に係る車両用給電装置において、選択された電力出力ポートに対して予め対応付けられた利用者情報を照合することによって利用の可否が判定されることにより、各駐車スペースにおいて契約者以外の利用者は電力出力ポートを使用できなくなる。その結果、契約駐車場への適用に好適な車両用給電装置を実現できる。

また、本発明に係る車両用給電装置において、接続状態のスイッチが、接続状態への切替の原因となった情報入力及び利用許可の判定が再び行われた場合（給電終了条件の成立時）に遮断状態に切り替えられることにより、正規の利用者の操作に従った充電の中断が可能となる。しかも、開始された充電が、他の利用者の意思によって中断されることが回避される。

また、本発明に係る車両用給電装置において、接続状態のスイッチが、そのスイッチを流れる電流の検出値に基づいて遮断状態に切り替えられることにより、過電流の発生に応じた自動的な充電の中断、又は充電完了（低電流）に応じた自動的な充電の終了が可能となる。

本発明の実施形態に係る車両用給電装置１を含む車両充電システムの概略構成図である。 車両用給電装置１による第１の給電制御の手順を示すフローチャートである。 車両用給電装置１による第１の給電制御の一部の詳細手順を示すフローチャートである。 車両用給電装置１による第２の給電制御の手順の一例を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

まず、図１を参照しつつ、本発明の実施形態に係る車両用給電装置１及びそれを含む車両充電システムの構成について説明する。車両用給電装置１は、電気自動車及びハイブリッド自動車など、大容量のバッテリ２４を備える電動車両９における充電ポート２１に接続され、交流電源１１から得た電力を充電ポート２１を通じて電動車両９のバッテリ２４へ供給する装置である。

また、車両充電システムは、車両用給電装置１と、電動車両９に搭載された車両内充電装置２０と、車両用給電装置１及び車両内充電装置２０とを電気的に接続する給電ケーブル３０とを含む。電動車両９は、バッテリ２４の充電が行われる際に、駐車場が複数に区分された駐車スペース８に停車される。駐車場には、複数の駐車スペースごとにその近傍の位置に電力出力ポート１３１が配置されている。即ち、駐車場には複数の電力出力ポート１３１が配置され、駐車スペース８に停車した電動車両９は、給電ケーブル３０によって最寄りの電力出力ポート１３１と接続される。

車両用給電装置１は、交流電源１１、幹線１２、複数の支線１３、複数の電力出力ポート１３１、複数の電流計１３２、複数のリレー１４、給電制御回路１５、タッチパネルユニット１６、ＩＣカードリーダ・ライタ１７、車両通信ユニット１８及びデータ記憶部１９を備えている。以下、車両用給電装置１におけるリレー１４のこと給電側リレー１４と称する。

また、給電ケーブル３０の両端には一次側プラグ３１及び二次側プラグ３２が設けられている。一次側プラグ３１は、車両用給電装置１における電力出力ポート１３１に接続されるプラグであり、二次側プラグ３２は、電動車両９における充電ポート２１に接続されるプラグである。一次側プラグ３１及び二次側プラグ３２各々が、電力出力ポート１３１及び充電ポート２１の各々に接続されることにより、電力出力ポート１３１と充電ポート２１とは電気的に接続される。

交流電源１１から出力される電力は、交流電源１１に繋がる幹線１２に供給され、さらにその幹線１２から分岐した複数の支線１３各々へ並列に伝送される。複数の支線１３は、一次側において幹線１２に繋がり、二次側において駐車場における駐車スペース８ごとに設けられた複数の電力出力ポート１３１各々に繋がる電力線である。即ち、支線１３は、駐車スペース８の数だけ存在する。

複数の給電側リレー１４は、駐車スペース８ごとに設けられた複数の電力出力ポート１３１各々に対応して設けられている。より具体的には、給電側リレー１４は、支線１３各々に設けられ、それぞれ個別に入力される制御信号に従って、各支線１３における幹線１２側と電力出力ポート１３１側との電気的な接続と遮断とを切り替えるスイッチの一例である。給電側リレー１４のＯＮ（接続）／ＯＦＦ（遮断）の状態に応じて、交流電源１１と複数の電力出力ポート１３１各々との電気的な接続と遮断とが切り替わる。給電側リレー１４の初期状態は、遮断状態である。

複数の電流計１３２は、複数の給電側リレー１４各々を流れる電流、即ち、複数の支線１３各々を流れる電流を検出する計測器である。

車両通信ユニット１８は、支線１３及び給電ケーブル３０を通じて、電動車両９に搭載された通信ユニット２６との間でデータの送信及び受信を行う通信インターフェースである。例えば、車両通信ユニット１８は、電動車両９側の通信ユニット２６との間で高速電力線通信（PLC：Power Line Communications）を行う。これにより、電力線である支線１３及び給電ケーブル３０は、通信線としても利用される。

タッチパネルユニット１６は、利用者によるタッチ操作に応じて情報を入力する情報入力部、及び利用者に通知する情報を表示する情報表示部として機能する装置である。タッチパネルユニット１６は、例えば、液晶表示パネルと、その液晶表示パネルの表面に形成されたタッチセンサとを備える。タッチパネルユニット１６により表示される情報は、給電制御回路１５から出力される。また、タッチパネルユニット１６に対して操作された内容は、給電制御回路１５へ伝送される。

また、カードリーダ・ライタ１７は、利用者が所持する認証用カードが近づけられる又は挿入されることにより、認証用カードに記録されたデータを読み取る機能、及び認証用カードにデータを記録する機能を備えた装置である。カードリーダ・ライタ１７により認証用カードから読み取られたデータは、給電制御回路１５へ伝送される。また、カードリーダ・ライタ１７により認証用カードへ記録されるデータは、給電制御回路１５から出力される。

認証用カードは、車両用給電装置１を利用する複数の利用者各々が所持するカードであり、それを所持する利用者を識別する利用者ＩＤが予め記録されている。認証用カードは、例えば、磁気カード又はＩＣカードなどである。

認証用カードが磁気カードである場合、カードリーダ・ライタ１７は、磁気カードリーダ・ライタである。磁気カードリーダ・ライタは、認証用カードが挿入されるカード挿入部を備え、磁気カードをカード挿入部に挿入する操作に応じて、その磁気カードに記録された磁気データを読み取る機能と、カード挿入部に挿入された磁気カードに対して磁気データを記録する機能とを備える。

一方、認証用カードがＩＣカードである場合、カードリーダ・ライタ１７は、利用者によってＩＣカードが近づけられる操作が行われた場合に、近づけられたＩＣカードからのデータの読み出し及びそのＩＣカードへのデータの記録を行うＩＣカードリーダ・ライタである。ＩＣカードリーダ・ライタは、例えば、RFID（Radio Frequency IDentification）の近距離無線通信により、ＩＣカードに埋め込まれたＩＣタグに記録されたデータを読み取る機能と、そのＩＣタグに対してデータを記録する機能とを備える。

データ記憶部１９は、例えばフラッシュメモリ又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）などの不揮発性のメモリである。データ記憶部１９は、駐車スペース８を識別するエリア番号と、そのエリア番号に対応付けられた利用者ＩＤ及び暗証番号とを含む登録情報４１が予め記憶されている。エリア番号は、駐車スペース８各々を識別する情報であるとともに、各駐車スペース８に対応する給電側リレー１４各々を識別する情報でもある。さらに、エリア番号は、各駐車スペース８に対応する電力出力ポート１３１各々を識別する情報でもある。

登録情報４１に含まれる複数の利用者ＩＤは、複数の駐車スペース８各々について電動車両９を駐車する契約を行っている利用者各々を特定する情報であり、複数の利用者が所有する認証用カード各々に記録されている利用者ＩＤと同じ情報である。

さらに、データ記憶部１９は、給電制御回路１５により、利用者ごとの給電履歴情報４２が記録される。

給電制御回路１５は、給電側リレー１４、タッチパネルユニット１６及び車両通信ユニット１８を制御する回路である。給電制御回路１５は、制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリと、そのメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、各種の演算を行うＭＰＵ（Micro Processor Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサとを備えている。

例えば、給電制御回路１５は、データ記憶部１９に予め記憶された登録情報とタッチパネルユニット１６及びカードリーダ・ライタ１７によって入力される情報とに基づいて、給電側リレー１４各々に対して個別に制御信号を出力する。また、給電制御回路１５は、タッチパネルユニット１６に対して各種の操作案内情報を出力する。さらに、給電制御回路１５は、車両通信ユニット１８を通じて電動車両９における車両制御ユニット２５とデータ通信を行う。

一方、車両内充電装置２０は、図１に示されるように、充電ポート２１、リレー２２、充電回路２３、車両制御ユニット２５、通信ユニット２６及び電圧計２７を備えている。

充電ポート２１は、給電ケーブル３０の二次側プラグ３２が正常に接続されたときとそうでないときとでＯＮ／ＯＦＦが切り替わる不図示のマイクロスイッチを備える。このマイクロスイッチの検出信号は、車両制御ユニット２５に入力される。

リレー２２は、充電ポート２１と充電回路２３との間に電気的に接続されている。このリレー２２は、車両制御ユニット２５から入力される制御信号に従って、充電ポート２１から充電回路２３への電力の伝送経路の接続と遮断とを切り替えるスイッチである。以下、電動車両９におけるリレー２２を車両側リレー２２と称する。車両側リレー２２の初期状態は、遮断状態である。

充電回路２３は、充電ポート２１を通じて外部の車両用給電装置１から伝送される交流電力をバッテリ２４の仕様に合った直流電力へ変換し、その直流電力をバッテリ２４に供給することにより、バッテリ２４の充電を行う回路である。例えば、充電回路２３は、交流電力を整流する整流回路、又は交流電圧をバッテリ２４の仕様に合った直流電圧へ変換するＡＣ／ＤＣコンバータ回路などである。

電動車両９が備えるバッテリ２４は、電動車両９の走行のための動力源である電動機及び電動車両９に搭載された各種電装部品に電力を供給する充電池である。バッテリ２４は、例えば、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池などである。

通信ユニット２６は、充電ポート２１、給電ケーブル３０及び支線１３を通じて、車両用給電装置１における車両通信ユニット１８との間でデータの送信及び受信を行う通信インターフェースである。例えば、通信ユニット２６は、車両用給電装置１側の車両通信ユニット１８との間で高速電力線通信（PLC）を行う。

電圧計２７は、充電ポート２１から車両側リレー２２までの電力線に印加された交流電圧のレベルを検出する計測器である。

車両制御ユニット２５は、電動車両９に設けられた各種センサの検出結果に基づいて各種の情報処理及びデバイスの制御を行う回路である。車両制御ユニット２５は、制御プログラムが記憶されたＲＯＭなどのメモリと、そのメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、各種の演算を行うＭＰＵ又はＤＳＰなどのプロセッサとを備えている。

例えば、車両制御ユニット２５は、電圧計２７及び充電ポート２１のマイクロスイッチの検出結果を入力し、それら検出結果を用いて車両側リレー２２を制御する。また、車両制御ユニット２５は、通信ユニット２６を通じて、車両用給電装置１における給電制御回路１５から各種の指令を受信し、その指令に応じた処理を実行する。さらに、車両制御ユニット２５は、通信ユニット２６を通じて、給電制御回路１５に対して各種の通知を送信する。

電動車両９のバッテリ２４を充電するための利用者の操作手順は、以下の［１］〜［３］に示される通りである。

［１］まず、利用者は、給電ケーブル３０の一次側プラグ３１及び二次側プラグ３２の各々を、予め使用契約を結んでいる自身の駐車スペース８の近傍に配置された電力出力ポート１３１及び自身の電動車両９の充電ポート２１の各々に接続する。なお、利用者は、自身の電動車両９を自身の駐車スペース８に予め停車させておくべきことは言うまでもない。

［２］次に、利用者は、車両用給電装置１のタッチパネルユニット１６を操作することにより、予め定められた自身の駐車スペース８の識別番号であるエリア番号を入力する。

［３］さらに、利用者は、自身が所持する認証用カードをカードリーダ・ライタ１７にセットするとともに、タッチパネルユニット１６を操作することによって予め定められた暗証番号を入力する。なお、認証用カードをカードリーダ・ライタ１７にセットする操作は、例えば、磁気カードである認証用カードをカードリーダ・ライタ１７のカード挿入部に挿入する操作、又はＩＣカードである認証用カードをカードリーダ・ライタ１７に近づける操作などを意味する。

以上に示した操作が利用者によって行われることにより、車両用給電装置１は、入力されたエリア番号、暗証番号及び認証用カードに記録された利用者ＩＤに基づく給電可否の判定を行い、その判定結果が利用許可である場合に、電力出力ポート１３１を通じた電力供給を開始する。

＜第１の充電制御＞
次に、図２及び図３に示されるフローチャートを参照しつつ、車両用給電装置１の給電制御回路１５による第１の給電制御の手順の一例について説明する。図２に示される処理は、利用者によるタッチパネルユニット１６に対する操作を開始イベントとして実行される処理である。また、図３は、第１の給電制御の一部である充電中断処理の詳細手順のフローチャートである。なお、以下の説明において、Ｓ１〜Ｓ３９は、処理の手順の識別符号である。

＜ステップＳ１＞
第１の給電制御において、まず、給電制御回路１５は、タッチパネルユニット１６に対してエリア番号を入力する操作が行われることを監視する（Ｓ１）。エリア番号は、駐車スペース８各々に対して一意に対応し、電力出力ポート１３１も、駐車スペース８各々に対して一意に対応している。従って、このステップＳ１で入力されるエリア番号は、複数の電力出力ポート１３１のうちの１つを選択する選択情報の一例である。

＜ステップＳ２＞
そして、エリア番号の入力が検出されると、給電制御回路１５は、ステップＳ１で選択されたエリア番号に対応する駐車スペース８が充電中のエリアであるか否かを判別する（Ｓ２）。このステップＳ２の処理は、ステップＳ１で選択されたエリア番号に対応する電力出力ポート１３１は給電中であるか否かを判別する処理である。具体的には、給電制御回路１５は、入力されたエリア番号（選択情報）に対応する給電側リレー１４が、接続状態（ＯＮ）である場合に充電中であると判別し、遮断状態（ＯＦＦ）である場合に充電中ではないと判別する。

そして、選択されたエリア番号に対応する駐車スペース８が充電中のエリアであると判別された場合、給電制御回路１５は、図３に示される充電中断処理を実行する（Ｓ１１）。充電中断処理の詳細については後に説明する。

＜ステップＳ３＞
一方、選択されたエリア番号に対応する駐車スペース８が充電中のエリアではないと判別されると、給電制御回路１５は、給電ケーブル３０の接続状態が良好（ＯＫ）であるか否かを判別する（Ｓ３）。

例えば、給電制御回路１５は、車両通信ユニット１８を通じて電動車両９の車両制御ユニット２５に対して応答要求の指令を出力し、それに応じて車両制御ユニット２５から正常な旨の応答が受信された場合に、給電ケーブル３０の接続状態が良好であると判別する。その際、車両制御ユニット２５は、充電ポート２１のマイクロスイッチが、給電ケーブル３０の二次側プラグ３２が充電ポート２１に正常に接続されていることを検出している場合にのみ、給電制御回路１５に対して正常な旨の応答を返信する。或いは、給電制御回路１５は、車両制御ユニット２５との間で給電ケーブル３０を通じた通信が正常に行えたことをもって、給電ケーブル３０の接続状態が良好であると判別する。

＜ステップＳ１２＞
そして、給電ケーブル３０の接続状態が良好（ＯＫ）ではないと判別された場合、給電制御回路１５は、タッチパネルユニット１６を通じて給電ケーブル３０の接続エラーを通知する（Ｓ１２）。その後、給電制御回路１５は、処理を前述したステップＳ１へ戻す。このように、給電ケーブル３０の接続状態が良好（ＯＫ）ではない場合、給電制御回路１５は給電を開始しない。

＜ステップＳ４，Ｓ５＞
一方、給電ケーブル３０の接続状態が良好（ＯＫ）であると判別された場合、給電制御回路１５は、タッチパネルユニット１６を通じて、カードリーダ・ライタ１７に認証用カードをセットすることを促す案内メッセージを出力する（Ｓ４）。さらに、給電制御回路１５は、認証用カードがセットされたことがカードリーダ・ライタ１７により検知されることを監視する（Ｓ５）。

＜ステップＳ６＞
カードリーダ・ライタ１７に認証用カードがセットされたことが検知されると、給電制御回路１５は、認証用カードからカードリーダ・ライタ１７を通じてカード情報を読み取る（Ｓ６）。さらに、給電制御回路１５は、タッチパネルユニット１６を通じて、暗証番号の入力を促すメッセージを出力するとともに、利用者の操作に応じて暗証番号を入力する（Ｓ６）。なお、カード情報は、認証用カードに予め記録された利用者ＩＤの情報である。

以上に示したように、タッチパネルユニット１６及びカードリーダ・ライタ１７は、利用者の操作に応じて、複数の電力出力ポート１３１のうちの１つを選択する情報であるエリア番号を入力し（Ｓ１）、さらに、利用者を識別する利用者ＩＤ及び暗証番号を入力する（Ｓ６）。ここで、利用者の操作には、タッチパネルユニット１６に対する情報の入力操作、及びカードリーダ・ライタ１７に認証用カードを挿入するもしくは近づける操作が含まれる。なお、ステップＳ１，Ｓ６の処理を実行するタッチパネルユニット１６及びカードリーダ・ライタ１７、並びにそれらを制御する給電制御回路１５は、情報入力部の一例である。

＜ステップＳ７＞
さらに、給電制御回路１５は、データ記憶部１９に記憶された登録情報の中から、ステップＳ１で選択されたエリア番号に対応する登録情報を取得する（Ｓ７）。このステップＳ７で取得される登録情報には、データ記憶部１９に記憶された登録情報において、ステップＳ１で選択されたエリア番号に相当するエリア番号に対応付けられた利用者ＩＤ及び暗号番号が含まれる。なお、ステップＳ７の処理を実行する給電制御回路１５は、登録情報取得部の一例である。

＜ステップＳ８＞
続いて、給電制御回路１５は、選択されたエリア番号に対応する駐車スペース８での利用の可否を判定するユーザ認証処理を実行する（Ｓ８）。このユーザ認証処理は、ステップＳ６で得た利用者ＩＤ及び暗証番号の組合せと、ステップＳ７で得た登録情報における利用者ＩＤ及び暗証番号の組合せとを照合することにより、給電を許可するか否かを判定する処理である。なお、ユーザ認証処理を実行する給電制御回路１５は、利用判定部の一例である。

＜ステップＳ９＞
そして、給電制御回路１５は、ユーザ認証処理による認証が成功したか否かに応じて、次にステップＳ１０の処理を実行するか、又はステップＳ１３の処理を実行するかを選択する（Ｓ９）。なお、ユーザ認証処理（Ｓ８）による認証の成功は、選択されたエリア番号に対応する電力出力ポート１３１からの給電を許可することを意味する。

＜ステップＳ１３＞
ユーザ認証処理（Ｓ８）による認証が不成功であった場合、給電制御回路１５は、タッチパネルユニット１６を通じて認証エラーの旨、即ち、選択されたエリア番号に対応する電力出力ポート１３１からの給電は許可されない旨を通知する（Ｓ１３）。その後、給電制御回路１５は、処理を前述したステップＳ１へ戻す。このように、ユーザ認証処理による認証が不成功であった場合、給電制御回路１５は給電を開始しない。

＜ステップＳ１０＞
ユーザ認証処理（Ｓ８）による認証が成功した場合、給電制御回路１５は、選択されたエリア番号に対応する給電側リレー１４に対し、遮断状態（ＯＦＦ）から接続状態（ＯＮ）へ切り替えるための制御信号であるＯＮ信号を出力する（Ｓ１０）。これにより、選択されたエリア番号に対応する電力出力ポート１３１からの給電が可能となる。そして、車両内充電装置２０によるバッテリ２４の充電が開始される。その後、給電制御回路１５は、処理を前述したステップＳ１へ戻す。

車両内充電装置２０によるバッテリ２４の充電は、以下のようにして開始される。即ち、車両制御ユニット２５は、給電ケーブル３０の二次側プラグ３２が充電ポート２１に対して正常に接続されおり、かつ、充電ポート２１に対して予め定められたレベルの電圧が印加されている場合に、車両側リレー２２に対し、車両側リレー２２を遮断状態から接続状態へ切り替えて保持する制御信号を出力する。これにより、充電回路２３によるバッテリ２４の充電が開始される。

充電ポート２１に対する二次側プラグ３２の接続状態の判別は、充電ポート２１に設けられたマイクロスイッチの検出信号に基づいて行われる。また、充電ポート２１に対する印加電圧は、電圧計２７により検出される。なお、給電側リレー１４が接続状態に切り替えられることによって充電ポート２１に一定レベル以上の電圧が印加されない限り、車両側リレー２２は遮断状態に保持され、充電回路２３による充電は開始されない。

次に、図３を参照しつつ、充電中断処理（Ｓ１１）の詳細について説明する。充電中断処理（Ｓ１１）は、ステップＳ１において利用者により選択されたエリア番号に対応する駐車スペース８が充電中のエリアであると判別された場合に実行される。

＜ステップＳ２１〜Ｓ２５＞
充電中断処理において、給電制御回路１５は、前述したステップＳ４〜Ｓ８と同じ処理を実行する（Ｓ２１〜Ｓ２５）。即ち、給電制御回路１５は、まず、カードリーダ・ライタ１７に認証用カードをセットすることを促す案内メッセージを出力し（Ｓ２１）、認証用カードがセットされたことがカードリーダ・ライタ１７により検知されることを監視する（Ｓ２２）。

カードリーダ・ライタ１７に認証用カードがセットされたことが検知されると、給電制御回路１５は、認証用カードからカードリーダ・ライタ１７を通じてカード情報を読み取るとともに、タッチパネルユニット１６を通じて利用者の暗証番号を入力する（Ｓ２３）。さらに、給電制御回路１５は、データ記憶部１９からステップＳ１で選択されたエリア番号に対応する登録情報を取得し（Ｓ２４）、選択されたエリア番号に対応する駐車スペース８についてのユーザ認証処理を実行する（Ｓ２５）。

＜ステップＳ２６＞
そして、給電制御回路１５は、ユーザ認証処理（Ｓ２５）による認証が成功したか否かに応じて、次にステップＳ２７の処理を実行するか、又はステップＳ２８の処理を実行するかを選択する（Ｓ２６）。

＜ステップＳ２８＞
ユーザ認証処理（Ｓ２６）による認証が不成功であった場合、給電制御回路１５は、タッチパネルユニット１６を通じて認証エラーの旨、即ち、選択されたエリア番号に対応する電力出力ポート１３１からの給電は中断されない旨を通知する（Ｓ２８）。その後、給電制御回路１５は、処理を前述したステップＳ１へ戻す。

＜ステップＳ２７＞
ユーザ認証処理（Ｓ２６）による認証が成功した場合、給電制御回路１５は、選択されたエリア番号に対応する給電側リレー１４に対し、接続状態（ＯＮ）から遮断状態（ＯＦＦ）へ切り替えるための制御信号であるＯＦＦ信号を出力する（Ｓ２７）。これにより、選択されたエリア番号に対応する電力出力ポート１３１からの給電が中断する。従って、車両内充電装置２０によるバッテリ２４の充電も中断する。その後、給電制御回路１５は、処理を前述したステップＳ１へ戻す。

車両内充電装置２０によるバッテリ２４の充電は、以下のようにして中断される。即ち、車両制御ユニット２５は、充電ポート２１に対して予め定められたレベルの電圧が印加されなくなった状況を検知し、車両側リレー２２に対し、車両側リレー２２を接続状態から遮断状態へ切り替えて保持する制御信号を出力する。これにより、充電回路２３によるバッテリ２４の充電が中断する。なお、充電ポート２１に対する印加電圧は、電圧計２７により検出される。

以上に示したように、給電制御回路１５は、接続状態の給電側リレー１４について、その給電側リレー１４が接続状態へ切り替えられる際に入力されたエリア番号、利用者ＩＤ及び暗証番号と同じエリア番号、利用者ＩＤ及び暗証番号が再び入力され、再度のユーザ認証処理によって認証成功の判定結果が得られた場合に、給電の終了条件が成立したと判別する（Ｓ２６）。

換言すると、給電制御回路１５は、接続状態の給電側リレー１４について、その給電側リレー１４が接続状態へ切り替えられる原因となったエリア番号、利用者ＩＤ及び暗証番号の入力（Ｓ１，Ｓ６）と、ユーザ認証処理による認証成功の判定（Ｓ８）とが、ステップＳ１，Ｓ２３及びＳ２５において再び行われた場合に、給電の終了条件が成立したと判別する（Ｓ２６）。以下、ステップＳ１及びステップＳ２１〜Ｓ２６の処理によって判別される給電の終了条件のことを第１の給電終了条件と称する。

そして、第１の給電終了条件が成立した場合に、給電制御回路１５は、選択されたエリア番号に対応する給電側リレー１４に対してＯＦＦ信号を出力することにより、給電を中断する。これにより、正規の利用者の操作に従った充電の中断が可能となる。しかも、開始された充電が、他の利用者の意思によって中断されることが回避される。

＜第２の充電制御＞
次に、図４に示されるフローチャートを参照しつつ、車両用給電装置１の給電制御回路１５による第２の給電制御の手順の一例について説明する。図４に示される第２の給電制御は、図２及び図３に示された第１の給電制御と並行して実行される。この第２の給電制御は、利用者による操作に関係なく自動的に実行される処理である。

＜ステップＳ３１＞
第２の給電制御において、まず、給電制御回路１５は、複数の駐車スペース８の中に充電中のエリアが存在するか否かを判別する（Ｓ３１）。給電制御回路１５は、給電側リレー１４が接続状態（ＯＮ）である場合に、その給電側リレー１４に対応する駐車スペース８が充電中のエリアであると判別する。従って、接続状態である給電側リレー１４と、充電中のエリアに対応する給電側リレー１４とは同じことを意味する。そして、給電制御回路１５は、充電中のエリアが存在する状況となるまでステップＳ３１の処理を繰り返す。

＜ステップＳ３２〜Ｓ３４＞
充電中のエリアが存在する場合、給電制御回路１５は、充電中のエリアに対応する給電側リレー１４、即ち、接続状態である給電側リレー１４各々について、以下に示される第２の給電終了条件から第４の給電終了条件までの各条件の判別処理（Ｓ３２，Ｓ３３，Ｓ３４）を実行する。

第２の給電終了条件の判別処理（Ｓ３２）は、接続状態である給電側リレー１４に繋がる給電ケーブル３０各々について、ステップＳ３の処理と同様に、接続状態が良好（ＯＫ）であるか否かを判別する処理である。

第３の給電終了条件の判別処理（Ｓ３３）は、接続状態である給電側リレー１４各々について、その給電側リレー１４に流れる電流の検出値が、予め定められた正常範囲内であるか否かを判別する処理である。例えば、第３の給電終了条件は、給電側リレー１４に流れる電流の検出値が予め定められた上限値を超えるという条件である。給電側リレー１４に流れる電流は、電流計１３２によって検出される。

第４の給電終了条件の判別処理（Ｓ３４）は、接続状態である給電側リレー１４に繋がる電動車両９に対する充電が完了したか否かを判別する処理である。例えば、給電制御回路１５は、車両通信ユニット１８を通じて、接続状態である給電側リレー１４に繋がる電動車両９の車両制御ユニット２５から充電完了の通知が受信された場合に、その電動車両９に対する充電が完了したと判別する。或いは、給電制御回路１５は、接続状態である給電側リレー１４に流れる電流の検出値が予め定められた下限値よりも小さくなった場合に、その給電側リレー１４に繋がる電動車両９の充電が完了したと判別する。

＜ステップＳ３６〜Ｓ３９＞
そして、ステップＳ３２〜Ｓ３４において、接続状態である給電側リレー１４各々について第２から第４までの給電終了条件各々について成立した旨の判別結果が得られた場合、給電制御回路１５は、以下に示される給電中断処理（Ｓ３６〜Ｓ３９）を実行する。

即ち、接続状態である給電側リレー１４に繋がる給電ケーブル３０の接続状態が良好（ＯＫ）ではないと判別された場合（Ｓ３２）、給電制御回路１５は、タッチパネルユニット１６を通じて給電ケーブル３０の接続エラーが発生した旨の通知と、接続エラーの情報の記録とを実行する（Ｓ３６）。

また、接続状態である給電側リレー１４に流れる電流の検出値が、予め定められた正常範囲から逸脱していると判別された場合（Ｓ３３）、給電制御回路１５は、タッチパネルユニット１６を通じて電流エラーが発生した旨の通知と、電流エラーの情報の記録とを実行する（Ｓ３７）。

また、接続状態である給電側リレー１４に繋がる電動車両９に対する充電が完了したと判別された場合（Ｓ３４）、給電制御回路１５は、タッチパネルユニット１６を通じて充電が完了した旨の通知と、充電が完了した旨の情報の記録とを実行する（Ｓ３８）。

ステップＳ３６〜Ｓ３８において、エラー情報及び充電完了情報は、対応する給電側リレー１４を接続状態に切り替える際のユーザ認証処理（Ｓ８）において参照された登録情報４１における利用者ＩＤと対応付けられてデータ記憶部１９に記録される。即ち、給電制御回路１５は、エラー情報及び充電完了情報をデータ記憶部１９に対して出力する。また、エラー情報及び充電完了情報は、対応する給電終了条件が成立した日時情報とともに記録される。

また、給電制御回路１５は、給電終了条件が成立した給電側リレー１４に対し、接続状態（ＯＮ）から遮断状態（ＯＦＦ）へ切り替えるための制御信号であるＯＦＦ信号を出力する（Ｓ３９）。これにより、給電終了条件が成立した給電側リレー１４に対応する電力出力ポート１３１からの給電が自動的に中断する。従って、車両内充電装置２０によるバッテリ２４の充電も中断する。

また、給電制御回路１５は、接続状態である給電側リレー１４が存在する場合、ステップＳ３２〜Ｓ３４，Ｓ３６〜Ｓ３９の処理を実行しつつ、利用者ごとの給電履歴情報４２をデータ記憶部１９へ出力する処理を周期的に実行する（Ｓ３５）。これにより、利用者ごとの給電履歴情報４２がデータ記憶部１９に記録される。なお、ステップＳ３５の処理を行う給電制御回路１５は、給電履歴出力部の一例である。

例えば、給電制御回路１５は、登録情報４１における利用者ＩＤごとに、その利用者ＩＤに基づくユーザ認証処理（Ｓ８）の成功によって給電側リレー１４が接続状態に保持されている間に、その給電側リレー１４を通じて出力された電力量を積算する。その際、給電制御回路１５は、電力単価に応じて区分された時間帯ごとに電力量を積算する処理を周期的に実行する。さらに、給電制御回路１５は、積算した電力量の情報を、登録情報４１における利用者ＩＤに対応付けてデータ記憶部１９へ出力する。その結果、登録情報４１における利用者ＩＤ及び給電側リレー１４の制御結果に対応した給電履歴情報４２がデータ記憶部１９に記録される。

また、給電制御回路１５は、タッチパネルユニット１６に対して予め定められた管理者専用の特殊操作が行われたことを検出した場合に、給電履歴情報４２を再出力する処理を実行する。この処理は、例えば、データ記憶部１９に記録された給電履歴情報４２を読み出し、読み出した給電履歴情報４２を、カードリーダ・ライタ１７にセットされた管理者用のカードに記録する処理である。ここでの管理者は、電力料金の課金を管理する管理者である。

そして、ステップＳ３２〜Ｓ３９の処理は、接続状態である給電側リレー１４が存在する状況下において順次繰り返される。

以上に示したように、給電制御回路１５は、ユーザ認証処理（Ｓ８）により認証成功の判定結果が得られた場合に、利用者により選択されたエリア番号に対応する給電側リレー１４に対し、ＯＮ信号を出力した後にＯＦＦ信号を出力する。より具体的には、給電制御回路１５は、認証成功の判定結果が得られた場合に、給電側リレー１４に対し、第１の給電終了条件から第４の給電条件までのいずれかが成立するまで接続状態に保持するＯＮ信号を出力し（Ｓ１０）、その後に遮断状態へ戻すＯＦＦ信号を出力する（Ｓ２７，Ｓ３９）。

車両用給電装置１においては、複数の給電側リレー１４が接続状態に切り替えられることにより、１つの交流電源１１から得られる電力は、駐車スペース８ごとに設けられた複数の電力出力ポート１３１各々から複数の電動車両９の充電ポート２１へ並行して供給される。即ち、車両用給電装置１は、複数の駐車スペース８に停車中の複数の電動車両９の充電を並行して行うことができる。

また、車両用給電装置１においては、利用者ＩＤ及び暗証番号を含む登録情報４１と、利用者の操作に応じて入力された利用者ＩＤ及び暗証番号との照合によるユーザ認証処理が成功した場合にのみ、利用者により選択された駐車スペース８の電力出力ポート１３１を通じた電力供給が可能となる。従って、不正な電力利用を回避することができる。

さらに、車両用給電装置１においては、登録情報４１における利用者ＩＤ及び給電側リレー１４の制御結果に対応した利用者ごとの給電履歴情報４２が、予め定められた出力先であるデータ記憶部１９へ出力される。そのため、出力された給電履歴情報４２に基づいて、利用者ごとの充電の履歴として、使用された電力量を把握することができる。従って、各利用者への適切な電力料金の課金が可能となる。

また、車両用給電装置１が採用された場合、主要な構成要素である給電制御回路１５、タッチパネルユニット１６及びカードリーダ・ライタ１７は、複数の駐車スペース８に対して一組設けられるだけでよい。従って、車両用給電装置は、１つの駐車スペース８当たりに要するコストを低く抑えることができる。

また、集合住宅に併設された駐車場などの契約駐車場においては、駐車スペース８ごとの契約者（利用者）は予め決まっている。そのため、契約駐車場においては、駐車スペース８ごとに契約者以外の者が電力出力ポートを占有しないよう管理することも重要となる。

車両用給電装置１においては、選択されたエリア番号に対して予め対応付けられた利用者ＩＤを照合することによってユーザ認証処理が行われることにより、各駐車スペース８において契約者以外の利用者は電力出力ポート１３１を使用できなくなる。従って、車両用給電装置１は、契約駐車場への適用に好適である。

以上に示した車両用給電装置１は、ユーザ認証処理（Ｓ８，Ｓ２５）において、利用者の操作に応じて入力された利用者ＩＤ及び暗証番号と、登録情報４１において選択されたエリア番号と同じエリア番号に対応付けられた利用者ＩＤ及び暗証番号とを照合する。

しかしながら、登録情報４１において、利用者ＩＤがエリア番号に対応付けられないことも考えられる。この場合、給電制御回路１５は、ユーザ認証処理（Ｓ８，Ｓ２５）において、利用者の操作に応じて入力された利用者ＩＤ及び暗証番号の組合せと登録情報４１とを照合する。そして、給電制御回路１５は、入力情報と同じ組合せの情報が登録情報４１に含まれる場合に、認証が成功したと判定する。

上記のようなユーザ認証処理を行う車両用給電装置１は、例えば、一時預かりの駐車場のように、駐車スペース８ごとの利用者が固定されていない駐車場への適用に好適である。

また、車両用給電装置１においては、利用者各々を識別する情報であるユーザＩＤ及び暗証番号が、タッチパネルユニット１６及びカードリーダ・ライタ１７各々により分担して入力される。しかしながら、利用者各々を識別する情報は、タッチパネルユニット１６によって入力される暗証番号のみ、又は、カードリーダ・ライタ１７によって入力されるユーザＩＤのみであることも考えられる。

また、前述した車両用給電装置１は、自装置が備えるデータ記憶部１９へ給電履歴情報４２を出力するが、給電履歴情報４２の出力先が外部装置であることも考えられる。例えば、車両用給電装置１が、外部のサーバ計算機と通信を行う通信インターフェースを備えることが考えられる。通信インターフェースは、専用の通信回線を利用したネットワーク又はインターネットなどの通信媒体を通じてサーバ計算機と通信を行う。

そして、給電制御回路１５は、通信インターフェースを通じて給電履歴情報４２をサーバ計算機へ出力する。これにより、管理者が給電履歴情報４２を収集する手間が省かれる。

また、前述した車両用給電装置１において、給電制御回路１５は、自装置が備えるデータ記憶部１９に記憶された登録情報４１を取得する。しかしながら、給電制御回路１５が、通信インターフェースを通じて外部のサーバ計算機から、そのサーバ計算機の記憶部に記憶された登録情報４１を取得することも考えられる。これにより、管理者が、登録情報４１を車両用給電装置１各々のデータ記憶部１９に格納する手間が省かれる。

１ 車両用給電装置
８ 駐車スペース
９ 電動車両
１０ 車両内充電装置
１１ 交流電源
１２ 幹線
１３ 支線
１４ リレー（給電側リレー）
１５ 給電制御回路
１６ タッチパネルユニット
１７ カードリーダ・ライタ
１８ 車両通信ユニット
１９ データ記憶部
２０ 車両内充電装置
２１ 充電ポート
２２ リレー（車両側リレー）
２３ 充電回路
２４ バッテリ
２５ 車両制御ユニット
２６ 通信ユニット
２７ 電圧計
３０ 給電ケーブル
３１ 一次側プラグ
３２ 二次側プラグ
４１ 登録情報
４２ 給電履歴情報
１３１ 電力出力ポート
１３２ 電流計

Claims (4)

1. 電動車両の充電ポートに接続されることにより、電源から得た電力を前記充電ポートを通じて前記電動車両のバッテリへ供給する車両用給電装置であって、
   駐車スペースごとに設けられた複数の電力出力ポート各々に対応して設けられ、個別に入力される制御信号に従って前記電源と複数の前記電力出力ポート各々との電気的な接続と遮断とを切り替える複数のスイッチと、
   利用者の操作に応じて、複数の前記電力出力ポートのうちの１つを選択する選択情報と利用者を識別する第１の利用者情報とを入力する情報入力部と、
   複数の利用者各々を識別する第２の利用者情報を含む登録情報が予め記憶された記憶部から前記登録情報を取得する登録情報取得部と、
   前記第２の利用者情報と前記第１の利用者情報との照合により利用の可否を判定する利用判定部と、
   前記利用判定部により利用許可の判定結果が得られた場合に、前記選択情報に対応する前記スイッチに対し、予め定められた給電終了条件が成立するまで接続状態にした後に遮断状態へ戻す前記制御信号を出力する制御部と、
   前記第２の利用者情報及び前記スイッチの制御結果に対応した利用者ごとの給電履歴の情報を予め定められた出力先へ出力する給電履歴出力部と、を備えることを特徴とする車両用給電装置。
2. 前記登録情報は、前記電力出力ポートの識別情報と該識別情報に対応付けられた前記第２の利用者情報とを含み、
   前記利用判定部は、前記情報入力部により入力された前記第１の利用者情報と、前記登録情報において前記選択情報に相当する前記電力出力ポートの識別情報に対応付けられた前記第２の利用者情報との照合により利用の可否を判定する、請求項１に記載の車両用給電装置。
3. 前記制御部は、
   接続状態の前記スイッチについて該スイッチが接続状態へ切り替えられる原因となった前記情報入力部による情報の入力と前記利用判定部による利用許可の判定とが再び行われた場合に前記給電終了条件が成立したと判別する、請求項１又は請求項２に記載の車両用給電装置。
4. 前記スイッチ各々を流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え、
   前記制御部は、
   接続状態の前記スイッチに対応する前記電流検出部の検出結果が予め定められた条件を満たす場合に前記給電終了条件が成立したと判別する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両用給電装置。

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