JP2015109780A

JP2015109780A - 車両用電力供給システム

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Publication number: JP2015109780A
Application number: JP2013252305A
Authority: JP
Inventors: 広之土性; Hiroyuki Dosho
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2015-06-11

Abstract

【課題】ユーザの手間が増えることを抑制しつつ、車載制御装置と対象の充電スタンドとの無線通信を確立させることができる車両用電力供給システムを提供すること。【解決手段】車両用電力供給システムは、複数台の充電スタンド２００と、充電ＥＣＵ１１０や車両側無線通信部１４０などを備えている。各充電スタンド２００は、充電ケーブル２６０が車両１００に取り付けられた場合に制御信号を出力するスタンド側制御部２３０と、その制御信号に応じてＩＤを充電ＥＣＵ１１０に送信するスタンド側有線通信部２２０と、車両１００との無線通信が可能なスタンド側無線通信手段２４０とを備えている。充電ＥＣＵ１１０は、ＩＤを受信する車両側有線通信部１１２と、ＩＤの送信元である充電スタンド２００を特定する車両側制御部１１３とを備えている。車両側無線通信部１４０は、特定された充電スタンド２００に対して充電情報を無線通信によって送信する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に電力を供給する車両用電力供給システムに関する。

従来、車両用電力供給システムの一例として特許文献１がある。この特許文献１には、車載ユーザインターフェースから少なくとも１つのユーザ入力を受け取り、少なくとも１つのユーザ入力に応答して、少なくとも１つの充電情報を充電スタンドに伝達する電動車両が開示されている。

特開２０１３−４２６５０号公報

ところで、従来技術ではないが、車両側の装置である車載制御装置は、無線によって充電情報を充電スタンドに伝達することが考えられる。しかしながら、充電施設に複数の充電スタンドがあった場合、車載制御装置は、どの充電スタンドに充電情報を伝達していいのかわからないという問題がある。そこで、車両のユーザが充電スタンドの番号などを入力するなどによって、車載制御装置と対象の充電スタンドとで無線通信を確立させることは可能である。

しかしながら、ユーザが入力する場合、ユーザの手間が増えると共に、入力ミスも起こりうる。ユーザが入力ミスをした場合、車載制御装置は、対象の充電スタンドとの無線通信を確立させることができない。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、ユーザの手間が増えることを抑制しつつ、車載制御装置と対象の充電スタンドとの無線通信を確立させることができる車両用電力供給システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
信号線と電力供給線とが設けられた充電ケーブル（２６０）を介して車両（１００）に電力供給を行うものであり、充電施設に設けられた複数台の充電スタンド（２００）と、
車両に搭載され、充電スタンドから車両のバッテリ（１３０）への充電を制御する車載制御装置（１１０，１４０）と、を備えた車両用電力供給システムであって、
複数の充電スタンドの夫々は、個別に充電ケーブルを介して車両と接続可能であり、
充電ケーブルが車両に取り付けられたか否かを判定すると共に、充電ケーブルが車両に取り付けられたと判定した場合、信号線を介して、自身に固有の識別情報を車載制御装置に対して送信するスタンド側有線通信手段（２２０，２３０）と、
車載制御装置と無線通信が可能なスタンド側無線通信手段（２４０）と、を有し、
車載制御装置は、
識別情報を受信する車両側有線通信手段（１１２）と、
識別情報を受信した場合、識別情報の送信元である充電スタンドを特定する特定手段（１１３）と、
特定された充電スタンドに対して、車両のユーザによる入力操作に応じた充電情報を無線通信によって送信する車両側無線通信手段（１４０）と、を有し、
スタンド側無線通信手段は、無線通信によって充電情報を受信することを特徴とする。

本発明は、充電施設に設けられた複数の充電スタンドと車両に搭載された車載制御装置とを備えている。充電スタンドは、充電ケーブルが車両に取り付けられたと判定した場合、信号線を介して、自身に固有の識別情報を車載制御装置に対して送信する。一方、車載制御装置は、識別情報を受信することで、識別情報の送信元である充電スタンド、すなわち、自身が設けられている車両と充電ケーブルを介して接続されている充電スタンドを特定することができる。このように、車載制御装置は、識別情報の送信元である充電スタンドを特定できるため、その特定した受電スタンドに対して充電情報を無線通信によって送信することができる。そして、充電スタンドは、無線通信によって充電情報を受信する。

従って、本発明は、ユーザの手間が増えることを抑制しつつ、車載制御装置と対象の充電スタンドとの無線通信を確立させることができる。なお、対象の充電スタンドとは、充電ケーブルを介して車両と接続されており、その車両に対して充電のための電力供給を行う充電スタンドである。

なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態における車両用電力供給システムの概略構成を示すイメージ図である。実施形態における充電ＥＣＵと充電スタンドの概略構成を示すブロック図である。実施形態におけるインターフェイス部の一例を示すイメージ図である。実施形態における充電スタンドの処理動作を示すフローチャートである。実施形態における充電ＥＣＵの処理動作を示すフローチャートである。実施形態におけるＣＰＬＴの状態を示すタイムチャートである。実施形態におけるＣＰＬＴのＩＤ送付区間にけるタイムチャートである。変形例における車両用電力供給システムの概略構成を示すイメージ図である。変形例におけるインターフェイス部の一部としてのナビ画面を示すイメージ図である。変形例におけるインターフェイス部の一部としてのスマートフォン画面を示すイメージ図である。

以下において、図面を参照しながら、発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

まず、図１〜図３を用いて、車両用電力供給システムの構成に関して説明する。図１，図２に示すように、車両用電力供給システムは、充電施設に設けられており車両１００に電力供給を行うための複数台の充電スタンド２００と、車両１００に搭載された車載制御装置とを備えてなるものである。なお、複数の充電スタンド２００は、全て同じ構成である。よって、図１では、図面を簡略化するために複数の充電スタンド２００のうちの１台のみを図示している。

車両１００は、充電スタンド２００によって充電可能なバッテリ１３０を搭載しており、例えばプラグインハイブリッド自動車、電気自動車等である。また、車両１００は、自身に設けられているバッテリ１３０の充電がなされる際には、プラグ取付部１７０に対して、充電ケーブル２６０に先端に設けられた充電プラグ２６１が接続される。つまり、車両１００は、充電スタンド２００と接続可能に構成されている。

充電ケーブル２６０は、複数の充電スタンド２００の夫々に設けられており、車両１００のプラグ取付部１７０とのインターフェイスである充電プラグ２６１と、信号線ＣＰＬＴと、電力供給線Ｌ１，Ｌ２，ＧＮＤとを備えている。また、充電プラグ２６１は、信号線ＣＰＬＴと、電力供給線Ｌ１，Ｌ２，ＧＮＤに対応した端子を含むものである。このように、車両１００と充電スタンド２００とは、充電ケーブル２６０の信号線ＣＰＬＴと、電力供給線Ｌ１，Ｌ２，ＧＮＤとで接続される。ＣＰＬＴは、Control Pilot Lineの略称である。

なお、車両１００（車載制御装置）と充電スタンド２００とは、信号線ＣＰＬＴを介して送受信されるパイロット信号に基づいて、車両１００の状態（例えば充電ステータスなど）などを確認及び管理している。このように、車両用電力供給システムは、車載制御装置と充電スタンド２００との間でパイロット信号の送受信を行うシステムに適用することができる。

このパイロット信号は、車両１００の状態などに応じて電位が変化（言い換えると、変位）する信号である。よって、信号線ＣＰＬＴは、車両１００の状態などに応じて電位が変化する、言い換えることもできる。なお、車両１００の状態としては、車両１００に対する充電ケーブル２６０の取り付け状態、車両１００における充電準備の完了状態、及び車両１００における充電の終了状態などを含む。また、後ほど詳しく説明するが、車両１００（車載制御装置）と充電スタンド２００とは、信号線ＣＰＬＴを介した有線通信の他にも、車両側アンテナ１４１とスタンド側アンテナ２４１とを介した無線通信が可能な構成とされている。

複数の充電スタンド２００の夫々は、個別に充電ケーブル２６０を介して車両１００と接続可能である。よって、複数の充電スタンド２００は、同時に異なる車両１００の夫々と充電ケーブル２６０を介して接続可能である。

図２に示すように、充電スタンド２００は、充電ケーブル２６０の他に、電力供給部２１０、スタンド側有線通信部２２０、スタンド側制御部２３０、スタンド側無線通信部２４０、スタンド側リレー２５０などが設けられている。電力供給部２１０は、電力会社の電力系統など大本である電力供給源からの電力を、スタンド側リレー２５０及び充電ケーブル２６０を介して車両１００に供給するものである。

スタンド側有線通信部２２０は、特許請求の範囲におけるスタンド側有線通信手段に相当する。スタンド側有線通信部２２０は、信号線ＣＰＬＴを介して、車載制御装置の一部である車両側有線通信部１１２と通信を行うものである。つまり、スタンド側有線通信部２２０は、スタンド側制御部２３０からの制御信号に基づいたデューティでパイロット信号を発振させることで、信号線ＣＰＬＴを介して車両側有線通信部１１２と通信を行う。

例えば、スタンド側有線通信部２２０は、スタンド側制御部２３０からの制御信号に基づいて、電流量（すなわち、供給可能な定格電流）や充電スタンド２００に固有な識別情報（以下、ＩＤ）に対応したデューティでパイロット信号を発振させる。このようにして、スタンド側有線通信部２２０は、電流量や自身に固有のＩＤを車載制御装置に対して送信する。なお、ここでの自身とは、スタンド側有線通信部２２０が設けられている充電スタンド２００である。

このように、スタンド側有線通信部２２０と車両側有線通信部１１２とは、車両１００の状態に応じて電位が変化するパイロット信号を、信号線ＣＰＬＴを介して送受信するものである。そして、スタンド側有線通信部２２０は、例えば、充電ケーブル２６０が車両１００に取り付けられたか否かを判定すると共に、その判定結果をスタンド側制御部２３０に通知する。このとき、スタンド側有線通信部２２０は、信号線ＣＰＬＴの電位、又は電位変化によって、充電ケーブル２６０が取り付けられたか否かを判定する。

更に、スタンド側有線通信部２２０は、車両１００側の充電準備が完了したか否か、及び充電が終了したか否かを判定すると共に、その判定結果をスタンド側制御部２３０に通知する。このとき、スタンド側有線通信部２２０は、信号線ＣＰＬＴの電位、又は電位変化によって、充電ケーブル２６０が取り付けられたか否か、及び充電が終了したか否かを判定する。このように、スタンド側有線通信部２２０は、パイロット信号の電位変化によって車両１００の状態の変化を認識することができる。

スタンド側制御部２３０は、特許請求の範囲におけるスタンド側有線通信手段に相当する。このスタンド側制御部２３０は、処理部、記憶部、入出力部などを備えたマイコンなどによって構成されている。スタンド側制御部２３０は、処理部が入出力部を介して取得した情報や記憶部に記憶されたプログラムに基づいて各種処理を行うと共に、処理結果に応じた制御信号を入出力部から出力する。

スタンド側制御部２３０は、例えば、充電ケーブル２６０が車両１００に取り付けられたとの判定結果を取得すると、車載制御装置に対するＩＤの送信を示す制御信号をスタンド側有線通信部２２０に出力する。また、スタンド側制御部２３０は、例えば、自身が設けられている充電スタンド２００の電流量を取得すると共に、車載制御装置に対する電流量の送信を示す制御信号をスタンド側有線通信部２２０に出力する。

また、スタンド側制御部２３０は、車両１００側の充電準備が完了したか否かの判定結果、及び充電が終了したか否かの判定結果に応じて、スタンド側リレー２５０の開閉状態を制御する。つまり、スタンド側制御部２３０は、車両１００側の充電準備が完了したとの判定結果を取得すると、スタンド側リレー２５０が開状態から閉状態へと切り替わるように制御する。そして、スタンド側制御部２３０は、充電が終了したとの判定結果を取得すると、スタンド側リレー２５０が閉状態から開状態へと切り替わるように制御する。

なお、スタンド側リレー２５０は、上述のように、スタンド側制御部２３０によって開閉状態が制御されるものである。そして、スタンド側リレー２５０は、充電プラグ２６１がプラグ取付部１７０に取り付けられている場合であり、且つ、自身が閉状態の場合、電力供給部２１０と電力変換部１１１とを接続することになる。逆に、スタンド側リレー２５０は、充電プラグ２６１がプラグ取付部１７０に取り付けられている場合であり、且つ、自身が開状態の場合、電力供給部２１０と電力変換部１１１とを遮断することになる。つまり、スタンド側リレー２５０は、電力供給部２１０と電力変換部１１１との間における、充電ケーブル２６０の電力供給線Ｌ１，Ｌ２，ＧＮＤの接続と接続の遮断とを行うものである。また、信号線ＣＰＬＴは、充電プラグ２６１がプラグ取付部１７０に取り付けられている場合、スタンド側リレー２５０の開閉状態にかかわらず、スタンド側有線通信部２２０と車両側有線通信部１１２とを接続している。

更に、スタンド側制御部２３０は、サーバ３００と通信可能に接続されていてもよい。このサーバ３００は、クレジットカード会社のサーバである。充電スタンド２００は、このように、クレジットカード会社のサーバ３００と接続されていることによって、スタンド側制御部２３０によって充電料金の決済を行うことができる。

例えば、スタンド側制御部２３０は、車両１００のユーザが所有しているクレジットカード情報（以下、カード情報）、自身が設けられている充電スタンド２００からバッテリ１３０への充電量に応じた課金額を含む課金情報などをサーバ３００に対して送信する。そして、サーバ３００は、スタンド側制御部２３０から取得したカード情報及び課金額に応じて決済処理を行うと共に、決済結果（課金結果）をスタンド側制御部２３０に返信する。また、決済結果を受信したスタンド側制御部２３０は、決済結果に応じた電子レシートの送信を指示する制御信号をスタンド側無線通信部２４０に出力する。

なお、課金額は、スタンド側制御部２３０が算出する。また、複数の充電スタンド２００の夫々と接続され各充電スタンド２００を管理するコンピュータ（図示省略）が充電施設に設けられていた場合、課金額は、このコンピュータが算出することもできる。また、以下においては、車両１００のユーザを単にユーザとも記載する。

ところで、スタンド側有線通信部２２０は、信号線ＣＰＬＴの電位、又は電位変化をスタンド側制御部２３０に通知するものであってもよい。そして、スタンド側制御部２３０は、スタンド側有線通信部２２０からの通知に基づいて、充電ケーブル２６０が車両１００に取り付けられたか否かの判定、車両１００側の充電準備が完了したか否かの判定、及び充電が終了したか否かの判定を行ってもよい。この場合、スタンド側制御部２３０は、自身の判定結果に応じて、スタンド側有線通信部２２０に制御信号を出力したり、スタンド側リレー２５０の開閉状態を制御したりする。

スタンド側無線通信部２４０は、特許請求の範囲におけるスタンド側無線通信手段に相当する。このスタンド側無線通信部２４０は、スタンド側アンテナ２４１を備えており、車載制御装置と無線通信が可能に構成されている。スタンド側無線通信部２４０は、スタンド側アンテナ２４１を介して受信した信号をスタンド側制御部２３０へ出力する。スタンド側無線通信部２４０は、例えば、車両１００に設けられた車両側無線通信部１４０から送信された充電情報を、スタンド側アンテナ２４１を介して受信する。ところで、充電施設には複数の充電スタンド２００が設けられている。よって、車両側無線通信部１４０から送信された電波は、充電施設に設けられた複数の充電スタンド２００に到達することになる。なお、充電情報に関しては、後ほど説明する。

また、スタンド側無線通信部２４０は、車両側無線通信部１４０からカード情報を受信すると共に、そのカード情報をスタンド側制御部２３０に対して出力するようにしてもよい。更に、スタンド側無線通信部２４０は、スタンド側制御部２３０からの制御信号に応じて、電子レシートを送信するようにしてもよい。

一方、車両１００は、充電ＥＣＵ１１０、メインリレー１２０、バッテリ１３０、車両側無線通信部１４０、インターフェイス部１５０、電子料金収受装置１６０、プラグ取付部１７０が設けられている。

充電ＥＣＵ１１０は、特許請求の範囲における車載制御装置に相当する。充電ＥＣＵ１１０は、電力変換部１１１、車両側有線通信部１１２、車両側制御部１１３などを備えて構成されている。なお、ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。電力変換部１１１は、充電ケーブル２６０を介して充電スタンド２００から供給された電力をＡＤ変換して、バッテリ１３０に供給するものである。

車両側有線通信部１１２は、特許請求の範囲における車両側有線通信手段に相当し、信号線ＣＰＬＴを介して、スタンド側有線通信部２２０と通信を行うものである。車両側有線通信部１１２は、例えば、スタンド側有線通信部２２０から送信されたＩＤを受信する。車両側有線通信部１１２は、信号線ＣＰＬＴを介して取得したＩＤなどの信号を車両側制御部１１３に出力する。

また、車両側有線通信部１１２は、車両側制御部１１３からの制御信号に応じて、スタンド側有線通信部２２０に信号を送信する。例えば、車両側有線通信部１１２は、車両側制御部１１３からの制御信号に応じて、信号線ＣＰＬＴの電位を変化させることによって、スタンド側有線通信部２２０に対して信号を送信する。このとき、車両側有線通信部１１２は、プラグ取付部１７０を用いて、信号線ＣＰＬＴの電位を変化させるようにしてもよい。つまり、車両側有線通信部１１２は、信号線ＣＰＬＴの電位を変化させることによって、スタンド側有線通信部２２０に対して車両１００の状態を伝達する、と言い換えることができる。

より具体的には、車両側有線通信部１１２は、車両１００の状態に応じて、信号線ＣＰＬＴの電位を変化させる。車両側有線通信部１１２は、第二段階目の電位変化を指示する制御信号を取得すると、信号線ＣＰＬＴの電位を９Ｖから６Ｖに変化させる。よって、この９Ｖから６Ｖへの変化を、第二段階目の電位変化と称する。また、車両側有線通信部１１２は、第二段階目の電位変化を指示する制御信号を取得すると、信号線ＣＰＬＴの電位を６Ｖから９Ｖに変化させる。よって、この６Ｖから９Ｖへの変化を、第三段階目の電位変化と称する。

車両側制御部１１３は、処理部、記憶部、入出力部などを備えたマイコンなどによって構成されている。スタンド側制御部２３０は、処理部が入出力部を介して取得した情報や記憶部に記憶されたプログラムに基づいて各種処理を行うと共に、処理結果に基づいた制御信号を入出力部から出力する。例えば、車両側制御部１１３は、車両側有線通信部１１２がＩＤを受信した場合、そのＩＤの送信元である充電スタンド２００を特定する（特定手段）。また、車両側制御部１１３は、バッテリ１３０内に設置された各センサ（図示省略）から電流、電圧、温度のバッテリ情報ＢＡＴの入力を受け、バッテリ１３０の充電状態を示す状態量であるＳＯＣ(State of Charge)の算出を行なう。

また、車両側制御部１１３は、車両１００側の充電準備が完了したか否か、及び充電が終了したか否かを判定し、その判定結果に応じて、車両側有線通信部１１２に制御信号を出力すると共に、メインリレー１２０を制御する。詳述すると、車両側制御部１１３は、車両１００側の充電準備が完了したと判定した場合、車両側有線通信部１１２に対して、第二段階目の電位変化を指示する制御信号を出力すると共に、メインリレー１２０が開状態から閉状態へと切り替わるように制御する。また、車両側制御部１１３は、充電が終了したと判定した場合、車両側有線通信部１１２に対して、第三段階目の電位変化を指示する制御信号を出力すると共に、メインリレー１２０が閉状態から開状態へと切り替わるように制御する。

メインリレー１２０は、バッテリ１３０と電力変換部１１１との間に設けられており、車両側制御部１１３によって開状態と閉状態とが制御されるものである。メインリレー１２０は、自身が閉状態の場合、電力変換部１１１とバッテリ１３０とを接続することになる。逆に、メインリレー１２０は、自身が開状態の場合、電力変換部１１１とバッテリ１３０とを遮断することになる。なお、バッテリ１３０は、車両１００の駆動源であり、車両１００の動力源であるモータ（図示省略）に対して電力供給を行うものである。

車両側無線通信部１４０は、特許請求の範囲における車両側無線通信手段に相当する。この車両側無線通信部１４０は、車両側アンテナ１４１を備えており、充電スタンド２００と無線通信が可能に構成されている。詳述すると、車両側無線通信部１４０は、スタンド側無線通信部２４０との間において無線通信を行うものである。車両側無線通信部１４０は、車両側制御部１１３からの制御信号に応じて、車両側アンテナ１４１を介して充電スタンド２００との無線通信を行うものである。車両側無線通信部１４０は、例えばユーザによる入力操作に応じた充電情報を、車両側アンテナ１４１を介して送信する。このとき、車両側無線通信部１４０は、車両側制御部１１３で特定された充電スタンド２００に対して、充電情報を無線通信によって送信する。また、車両側無線通信部１４０は、車両側制御部１１３で特定された充電スタンド２００に対して、カード情報を無線通信によって送信してもよい。

インターフェイス部１５０は、車両とユーザとのインターフェイスであり、例えばナビゲーション装置などを採用することができる。インターフェイス部１５０は、表示部、ユーザによって操作される操作部、操作部を介して取得した操作情報などに基づいて表示部への表示制御を行う制御部などを備えて構成されている。また、インターフェイス部１５０は、充電情報の入力が可能に構成されている。この充電情報は、ユーザが希望する充電量を示す情報であり、満充電、一定の金額、一定の時間などを示す情報である。例えば、インターフェイス部１５０は、図３に示すように、充電情報を指定するための画像を表示部に表示する。

そして、インターフェイス部１５０は、ユーザが操作部を操作することによって、満充電が指定された場合、満充電することを示す充電情報を車両側制御部１１３に出力する。また、インターフェイス部１５０は、ユーザが操作部を操作することによって、一定金額及びその金額が指定された場合、指定された金額の分だけ充電を行うことを示す充電情報を車両側制御部１１３に出力する。同様に、インターフェイス部１５０は、ユーザが操作部を操作することによって、一定時間及びその時間が指定された場合、指定された時間の分だけ充電を行うことを示す充電情報を車両側制御部１１３に出力する。

なお、車両１００は、インターフェイス部１５０を備えていなくても目的を達成できる。つまり、インターフェイス部１５０は、ユーザが携行可能な携帯端末など、車両１００に搭載されていないものであっても採用できる。更に、車両用電力供給システムは、充電スタンド２００に設けられた操作部（図示省略）から充電情報を入力可能なように構成されていてもよい。

電子料金収受装置１６０は、特許請求の範囲における支払処理手段に相当し、車両１００が有料道路を走行する際の通行料金の支払処理を行うものである。電子料金収受装置１６０は、路側機との通信を行い、路側機に対してカード情報や車両情報などを送信することで、通行料金の支払処理を行うことができる。また、電子料金収受装置１６０は、車両側無線通信部１４０に対して、カード情報を出力する。このとき、電子料金収受装置１６０は、車両側制御部１１３などからの指示に応じて、カード情報を出力する。車両側無線通信部１４０は、このように電子料金収受装置１６０からカード情報を取得することで、車両側制御部１１３で特定された充電スタンド２００に対して、カード情報を送信する。このようにして、電子料金収受装置１６０は、バッテリ１３０への充電量に応じた充電料金の支払処理を行うことができる。

なお、車両１００は、電子料金収受装置１６０を備えていなくても目的を達成できる。つまり、車両用電力供給システムは、ユーザが現金やクレジットカードを用いて、手動で充電料金の支払を行うものであってもよい。

プラグ取付部１７０は、充電プラグ２６１が取り付けられる部位であり、充電スタンド２００の充電ケーブル２６０とのインターフェイスである。プラグ取付部１７０は、充電プラグ２６１における各端子に対応した端子を含むものである。そして、プラグ取付部１７０は、自身に対して充電プラグ２６１が取り付けられると、信号線ＣＰＬＴの電位を変化させる構成となっている。例えば、プラグ取付部１７０は、自身に対して充電プラグ２６１が取り付けられると、信号線ＣＰＬＴの電位を１２Ｖから９Ｖに変化させる。この１２Ｖから９Ｖへの変化を、第一段階目の電位変化と称する。

ここで、図４〜図７を用いて、車両用電力供給システムの処理動作に関して説明する。充電スタンド２００は、第一段階目の電位変化があった場合、図４に示すフローチャートの処理を開始する。一方、車両１００は、プラグ取付部１７０に充電ケーブル２６０が取り付けられると、図５に示すフローチャートの処理を開始する。なお、上述のように、プラグ取付部１７０は、自身に対して充電プラグ２６１が取り付けられると、第一段階目の電位変化を行う。つまり、プラグ取付部１７０は、図６のタイミングｔ１に示すように、充電プラグ２６１が取り付けられると（充電プラグ状態がオン）、信号線ＣＰＬＴの電位を１２Ｖから９Ｖに変化させる。

ステップＳ１０では、充電プラグ２６１が取り付けられたと判定する。つまり、スタンド側有線通信部２２０は、信号線ＣＰＬＴの電位において、第一段階目の電位変化があった場合、充電ケーブル２６０が車両１００に取り付けられたと判定する。このとき、スタンド側有線通信部２２０は、その判定結果をスタンド側制御部２３０に通知する。

ステップＳ１１では、ＩＤを送信する。スタンド側制御部２３０は、充電ケーブル２６０が車両１００に取り付けられたとの判定結果を取得すると、車載制御装置に対するＩＤの送信を示す制御信号をスタンド側有線通信部２２０に出力する。スタンド側有線通信部２２０は、スタンド側制御部２３０からの制御信号に基づいて、ＩＤに対応したデューティでパイロット信号を発振させる。

ここで、一定期間のデューティ比に対する数値の一例を示す。例えば、０％から９％を０、１０％から１９％を１、２０％から２９％を２、３０％から３９％を３、４０％から４９％を４、５０％から５９％を５、６０％から６９％を６、７０％から７０％を７、８０％から８９％を８、９０％から１００％を９とする。例えば、図７の例に示すように、デューティ５０％の時は数値５、デューティ８０％の時は数値８、デューティ２０％の時は数値２、デューティ６０％の時は数値６、デューティ９０％の時は数値９となる。この例では、ＩＤが５８２６９であることを示している。よって、スタンド側有線通信部２２０は、ＩＤとして、数値データである５８２６９を車両１００に送信する事になる。

このようにすることで、車両用電力供給システムは、簡単な方法でＩＤの送受信を行うことができる。言い換えると、充電スタンド２００は、簡単な方法で、車両１００に対してＩＤを送信することができる。

なお、車両１００と充電スタンド２００との間でパイロット信号の送受信を行うシステムでは、充電プラグ２６１がプラグ取付部１７０に取り付けられると、充電スタンド２００が電流量を車両１００に送信することになっている。例えば、図６のタイミングｔ２〜ｔ３に示すように、スタンド側制御部２３０は、充電プラグ２６１がプラグ取付部１７０に取り付けられると、自身が設けられている充電スタンド２００の電流量の送信を示す制御信号をスタンド側有線通信部２２０に出力する。そして、スタンド側有線通信部２２０は、スタンド側制御部２３０からの制御信号に基づいて、電流量に対応したデューティでパイロット信号を発振させる。

更に、このようなシステムでは、通常、充電プラグ２６１がプラグ取付部１７０に取り付けられてから、充電スタンド２００が電流量を送信するまでの間が未発振区間となっている。そこで、車両用電力供給システムは、タイミングｔ１〜ｔ２に示すように、充電ケーブル２６０がプラグ取付部１７０に取り付けられてから、充電スタンド２００が電流量を送信するまでにＩＤを送信する。つまり、スタンド側有線通信部２２０は、充電ケーブル２６０が車両１００に取り付けられたと判定した後、且つ、電流量の送信を示す制御信号をスタンド側有線通信部２２０に出力する前に、ＩＤの送信を示す制御信号をスタンド側有線通信部２２０に出力する。よって、スタンド側有線通信部２２０は、充電ケーブル２６０が車両１００に取り付けられたと判定された後であり、且つ、電流量に対応したデューティでパイロット信号を発振させる前に、ＩＤに対応したデューティでパイロット信号を発振させることができる。このようにすることで、車両用電力供給システムは、既存のシステム構成を変更することなく、充電スタンド２００から車両１００にＩＤを送信することができる。なお、充電スタンド２００は、このタイミングｔ１〜ｔ２において、認証情報等（例えば、パスワード）に対応したデューティでパイロット信号を発振させることで、ＩＤだけでなく認証情報等も車両１００に送信可能となる。

このように、充電スタンド２００からＩＤが送信された場合、充電ＥＣＵ１１０は、ステップＳ２０においてＩＤを受信する。このとき、車両側有線通信部１１２は、信号線ＣＰＬＴを介して、スタンド側有線通信部２２０から送信されたＩＤを受信すると共に、そのＩＤを車両側制御部１１３に出力する。

ステップＳ２１では、充電スタンドを特定する。車両側制御部１１３は、車両側有線通信部１１２から取得したＩＤに基づいて、そのＩＤの送信元である充電スタンド２００を特定する。つまり、車両側制御部１１３は、充電施設に設けられた複数の充電スタンド２００のうち、自身が設けられている車両１００に充電ケーブル２６０を介して接続されている充電スタンド２００を特定する。言い換えると、車両側制御部１１３は、充電施設に設けられた複数の充電スタンド２００のうち、無線通信の接続先の充電スタンド２００を特定する。

ステップＳ２２では、無線接続する。車両側無線通信部１４０は、車両側制御部１１３からの制御信号に応じて、車両側制御部１１３で特定された充電スタンド２００と無線接続する。例えば、車両側制御部１１３は、ステップＳ２０で受信したＩＤを含む接続確認情報を送信するように指示する制御信号を車両側無線通信部１４０に出力する。これに応じて、車両側無線通信部１４０は、車両側アンテナ１４１を介して、接続確認情報を無線通信によって送信する。

このように、車両１００から接続確認情報が送信されると、充電スタンド２００は、ステップＳ１２において、無線通信を確認する。スタンド側無線通信部２４０は、スタンド側アンテナ２４１を介して接続確認情報を受信すると、その接続確認情報をスタンド側制御部２３０に出力する。スタンド側制御部２３０は、取得した接続確認情報に含まれるＩＤと、自身のＩＤとを比較することで無線通信の相手を確認する。このようにすることで、車両側無線通信部１４０から送信された電波が、充電施設に設けられた複数の充電スタンド２００に到達したとしても、車両側無線通信部１４０とスタンド側無線通信部２４０は、一対一での無線通信を行うことができる。

ステップＳ２３では、充電情報を送信する。例えば、車両側制御部１１３は、インターフェイス部１５０から取得した充電情報を送信するように指示する制御信号を車両側無線通信部１４０に出力する。これに応じて、車両側無線通信部１４０は、車両側アンテナ１４１を介して、充電情報を無線通信によって送信する。なお、インターフェイス部１５０は、車両側制御部１１３を介することなく、車両側無線通信部１４０に直接充電情報を出力して、車両側無線通信部１４０から充電情報を無線通信によって送信させるものであってもよい。

このように、ユーザは、車両１００に乗った状態で充電情報を入力することができる。言い換えると、ユーザは、遠隔操作によって、充電スタンド２００に対して充電情報を入力することができる。つまり、ユーザは、わざわざ車両１００から降車して、充電スタンド２００の所まで行き、充電スタンド２００に設けられた操作画面（図示省略）を操作する必要がない。これによって、車両用電力供給システムは、充電施設側の人件費を削減する効果も期待できる。

車両１００から充電情報が送信されると、充電スタンド２００は、ステップＳ１３において充電情報を取得する。スタンド側無線通信部２４０は、スタンド側アンテナ２４１を介して充電情報を受信すると、その充電情報をスタンド側制御部２３０に出力する。これによって、ユーザは、自身が希望する充電量を充電スタンド２００に知らせることができる。

また、スタンド側制御部２３０は、充電情報を取得すると、ステップＳ１４において、第二段階目の電位変化を確認すると共に、ステップＳ１５において、電位変化があったか否かを判定する。このため、スタンド側制御部２３０は、車両側有線通信部１１２によって、第二段階目の電位変化が行われるまで、ステップＳ１４，Ｓ１５を繰り返すことになる。

ステップＳ２４では、電流量を確認する。車両側有線通信部１１２は、上述のように、スタンド側有線通信部２２０から送信された充電スタンド２００の電流量を受信すると共に、その電流量を車両側制御部１１３に出力する。そして、車両側制御部１１３は、車両側有線通信部１１２から取得した電流量を確認する。

ステップＳ２５では、充電を開始するか否かを判定する。車両側制御部１１３は、取得した電流量や自身で算出したＳＯＣなどに基づいて、充電を開始するか否かを判定する。また、車両側制御部１１３は、充電を開始する準備が整ったか否かを判定する、と言い換えることもできる。そして、車両側制御部１１３は、充電を開始すると判定した場合はステップＳ２６へ進み、充電を開始しないと判定した場合はステップＳ２４へ戻る。なお、車両側制御部１１３は、充電を開始しないとの判定が所定時間継続した場合、ユーザに対して、充電を開始できない旨の通知を行うようにしてもよい。この通知は、例えば、インターフェイス部１５０などを用いて行うことができる。

ステップＳ２６では、第二段階目の電位変化を行う。車両側有線通信部１１２は、第二段階目の電位変化を指示する制御信号を取得すると、図６のタイミングｔ３に示すように、信号線ＣＰＬＴの電位を９Ｖから６Ｖに変化させる。なお、車両側有線通信部１１２は、充電スタンド２００に対して、充電の開始を知らせるために、第二段階目の電位変化を行う。そして、ステップＳ２７では、メインリレー１２０をオンする。車両側制御部１１３は、タイミングｔ３に示すように、メインリレー１２０が開状態から閉状態へと切り替わるように制御する。なお、ステップＳ２７とステップＳ２６の順番は逆であってもよい。つまり、車両側制御部１１３は、車両側有線通信部１１２に対して第二段階目の電位変化を指示する制御信号を出力する前に、メインリレー１２０が開状態から閉状態へと切り替わるように制御してもよい。

このように、第二段階目の電位変化が行われると、スタンド側制御部２３０は、ステップＳ１５において、変化ありと判定し、ステップＳ１６へ進む。そして、ステップＳ１６では、充電を実行する。このとき、スタンド側制御部２３０は、スタンド側リレー２５０が開状態から閉状態へと切り替わるように制御する。これによって、充電スタンド２００からバッテリ１３０への充電が実行される。

また、スタンド側制御部２３０は、充電を実行すると、ステップＳ１７において、第三段階目の電位変化を確認すると共に、ステップＳ１８において、電位変化があったか否かを判定する。このため、スタンド側制御部２３０は、車両側有線通信部１１２によって、第三段階目の電位変化が行われるまで、ステップＳ１７，Ｓ１８を繰り返すことになる。

ステップＳ２８では、充電終了か否かを判定する。車両側制御部１１３は、バッテリ１３０への充電が行われている間、充電終了であるか否かを判定する。車両側制御部１１３は、充電スタンド２００に通知した充電情報やＳＯＣなどに基づいて、充電終了であるか否かを判定する。そして、車両側制御部１１３は、充電終了と判定した場合はステップＳ２９へ進み、充電終了でないと判定した場合はステップＳ２８での判定を繰り返す。

ステップＳ２９では、第三段階目の電位変化を行う。車両側有線通信部１１２は、第三段階目の電位変化を指示する制御信号を取得すると、信号線ＣＰＬＴの電位を６Ｖから９Ｖに変化させる。なお、車両側有線通信部１１２は、充電スタンド２００に対して、充電の終了を知らせるために、第三段階目の電位変化を行う。そして、ステップＳ３０では、メインリレー１２０をオフする。車両側制御部１１３は、メインリレー１２０が閉状態から開状態へと切り替わるように制御する。なお、ステップＳ２９とステップＳ３０の順番は逆であってもよい。つまり、車両側制御部１１３は、車両側有線通信部１１２に対して第三段階目の電位変化を指示する制御信号を出力する前に、メインリレー１２０が閉状態から開状態へと切り替わるように制御してもよい。

このように、第三段階目の電位変化が行われると、スタンド側制御部２３０は、ステップＳ１８において、変化ありと判定し、ステップＳ１９へ進む。そして、ステップＳ１９では、充電終了処理を行う。この充電終了処理では、スタンド側制御部２３０は、スタンド側リレー２５０が閉状態から開状態へと切り替わるように制御する。これによって、電力供給部２１０と電力変換部１１１とが遮断されることになる。このようにして、充電スタンド２００からバッテリ１３０への充電が終了する。

なお、バッテリ１３０への充電が終了すると、充電スタンド２００は、充電量に応じた課金処理を行い、車両１００は、充電量に応じた支払処理を行う。

ステップＳ３１では、カード情報を送信する。車両側制御部１１３は、充電終了であると判定した場合、電子料金収受装置１６０に対して、カード情報を出力するように指示する。電子料金収受装置１６０は、車両側制御部１１３からの指示に応じて、車両側無線通信部１４０に対してカード情報を出力する。カード情報を取得した車両側無線通信部１４０は、カード情報を無線通信によって送信する。このようにして、電子料金収受装置１６０は、バッテリ１３０への充電量に応じた充電料金の支払処理を行うことができる。

一方、ステップＳ２６では、車両側無線通信部１４０は、車両側無線通信部１４０から送信されたカード情報を受信し、そのカード情報をスタンド側制御部２３０に出力する。スタンド側制御部２３０は、バッテリ１３０への充電量に応じた課金額を算出すると共に、カード情報と課金額を含む課金情報などをサーバ３００に対して送信する。このようにすることで、サーバ３００によって決済処理が行われる。なお、スタンド側無線通信部２４０は、スタンド側制御部２３０からの制御信号に応じて、電子レシートを送信する。

ステップＳ３２では、車両側無線通信部１４０は、スタンド側無線通信部２４０から送信された電子レシートを受信する。また、車両側無線通信部１４０は、インターフェイス部１５０に対して、受信した電子レシートの表示を指示する。この指示に応じて、インターフェイス部１５０は、表示部に電子レシートを表示する。このようにすることで、ユーザは、車両１００から降車することなく、電子レシートを確認することができる。つまり、ユーザは、車両１００から降車することなく、充電量に応じた課金額の支払ができたことを確認することができる。

ここまで説明したように、車両用電力供給システムは、充電施設に設けられた複数の充電スタンド２００と、車両１００に搭載された充電ＥＣＵ１１０や車両側無線通信部１４０などの車載制御装置とを備えている。充電スタンド２００は、充電ケーブル２６０が車両１００に取り付けられたと判定した場合、信号線ＣＰＬＴを介して、自身に固有のＩＤを充電ＥＣＵ１１０に対して送信する。一方、充電ＥＣＵ１１０は、ＩＤを受信することで、ＩＤの送信元である充電スタンド２００、すなわち、自身が設けられている車両１００と充電ケーブル２６０を介して接続されている充電スタンド２００を特定することができる。つまり、充電ＥＣＵ１１０は、複数の充電スタンド２００のうち、どの充電スタンド２００に無線接続すればいいのかわからないという問題を解決できる。

このように、充電ＥＣＵ１１０は、ＩＤの送信元である充電スタンド２００を特定できるため、その特定した充電スタンド２００に対して充電情報を無線通信によって送信することができる。なお、充電ＥＣＵ１１０は、車両側無線通信部１４０を介して充電情報を無線通によって送信する。そして、充電スタンド２００は、無線通信によって充電情報を受信する。

従って、車両用電力供給システムは、ユーザの手間が増えることを抑制しつつ、充電ＥＣＵ１１０と対象の充電スタンド２００との無線通信を確立させることができる。なお、対象の充電スタンド２００とは、充電ケーブル２６０を介して車両１００と接続されており、その車両１００に対して充電のための電力供給を行う充電スタンド２００である。

（変形例）
ここで、変形例における車両用電力供給システムに関して説明する。また、変形例の車両用電力供給システムは、上述の実施形態の車両用電力供給システムと同様な点が多い。よって、ここでは、変形例の車両用電力供給システムにおいて、上述の実施形態の車両用電力供給システムと異なる点を重点的に説明する。なお、以下においては、変形例における車両用電力供給システムを、単に車両用電力供給システムと記載する。

図８に示すように、車両用電力供給システムは、ユーザが携行可能であり、カード情報を有した携帯端末１５２を含むものであってもよい。この携帯端末１５２は、例えば、スマートフォンなどの携帯電話機やタブレット型端末を採用することができる。車両用電力供給システムは、このような携帯端末１５２を備えていることで、電子料金収受装置１６０ではなく携帯端末１５２で支払処理を行うこともできる。

また、車両用電力供給システムは、電子料金収受装置１６０で支払処理を行うか、携帯端末１５２で支払処理を行うかをユーザに選択させるようにしてもよい。車両側制御部１１３は、充電プラグ２６１がプラグ取付部１７０に取り付けられた場合や、充電スタンド２００からの充電が開始された場合など、充電を行うと判断した場合、インターフェイス部１５１に対して選択画面の表示を指示する。この選択画面とは、電子料金収受装置１６０を利用した支払か、携帯端末１５２を利用した支払かを選択する画像である。選択画面の表示を指示されたインターフェイス部１５１は、例えば図９に示すような選択画面を表示する。このようにすることで、ユーザは、電子料金収受装置１６０で支払処理を行うか、携帯端末１５２で支払処理を行うかを選択することができる。なお、インターフェイス部１５１は、上述のインターフェイス部１５０と同様である。

なお、インターフェイス部１５１は、ユーザが操作部によっていずれか一方を選択することで、電子料金収受装置１６０で支払処理を行うことを示す操作情報、又は携帯端末１５２で支払処理を行うことを示す操作情報を車両側制御部１１３に出力する。車両側制御部１１３は、この操作情報に応じて、ステップＳ３１におけるカード情報の送信を行う。

つまり、車両側制御部１１３は、電子料金収受装置１６０で支払処理を行うことを示す操作情報を取得した場合は、上述の実施形態と同様の処理を行う。また、車両側制御部１１３は、携帯端末１５２で支払処理を行うことを示す操作情報を取得した場合は、携帯端末１５２からカード情報を取得して、取得したカード情報を車両側無線通信部１４０を介して無線通信によって送信する。このようにすることによっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、携帯端末１５２は、車両側無線通信部１４０の代わりに、充電情報を無線通信によって、スタンド側無線通信部２４０に送信するものであってもよい。この場合、携帯端末１５２は、車両とユーザとのインターフェイスとして機能する。携帯端末１５２は、充電情報の入力が可能に構成されている。例えば、携帯端末１５２は、図１０に示すように、充電情報を指定するための画像を表示部に表示する。そして、携帯端末１５２は、ユーザが操作部を操作することによって、満充電することを示す充電情報などを車両側制御部１１３に送信する。また、携帯端末１５２は、充電スタンド２００から送信された電子レシートを受信すると共に、その電子レシートを自身の表示部に表示する。このようにすることによっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。更に、携帯端末１５２から充電情報を送信することで、ユーザは、自宅などの充電施設以外の場所から、予め充電情報を充電スタンド２００に送信することもできる。

なお、携帯端末１５２は、車両１００を介することなく、充電スタンド２００に直接充電情報を送信するものであってもよい。この場合、携帯端末１５２は、インターフェイス部１５１と車両側無線通信部１４０の両方の機能を備えていることになる。

また、携帯端末１５２は、充電情報の送信のみを行うものであってもよいし、支払処理のみを行うものであってもよいし、充電情報の送信及び支払処理の両方を行うものであってもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。上述の実施形態及び変形例は、夫々単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

１００車両、１１０充電ＥＣＵ、１１１電力変換部、１１２車両側有線通信部、１１３車両側制御部、１２０メインリレー、１３０バッテリ、１４０車両側無線通信部、１４１車両側アンテナ、１５０インターフェイス部、１６０電子料金収受装置、１７０プラグ取付部、２００充電スタンド、２１０電力供給部、２２０スタンド側有線通信部、２３０スタンド側制御部、２４０スタンド側無線通信部、２４１スタンド側アンテナ、２５０スタンド側リレー、２６０充電ケーブル、２６１充電プラグ

Claims

信号線と電力供給線とが設けられた充電ケーブル（２６０）を介して車両（１００）に電力供給を行うものであり、充電施設に設けられた複数台の充電スタンド（２００）と、
前記車両に搭載され、前記充電スタンドから前記車両のバッテリ（１３０）への充電を制御する車載制御装置（１１０，１４０）と、を備えた車両用電力供給システムであって、
複数の前記充電スタンドの夫々は、個別に前記充電ケーブルを介して前記車両と接続可能であり、
前記充電ケーブルが前記車両に取り付けられたか否かを判定すると共に、前記充電ケーブルが前記車両に取り付けられたと判定した場合、前記信号線を介して、自身に固有の識別情報を前記車載制御装置に対して送信するスタンド側有線通信手段（２２０，２３０）と、
前記車載制御装置と無線通信が可能なスタンド側無線通信手段（２４０）と、を有し、
前記車載制御装置は、
前記識別情報を受信する車両側有線通信手段（１１２）と、
前記識別情報を受信した場合、前記識別情報の送信元である前記充電スタンドを特定する特定手段（１１３）と、
特定された前記充電スタンドに対して、前記車両のユーザによる入力操作に応じた充電情報を無線通信によって送信する車両側無線通信手段（１４０）と、を有し、
前記スタンド側無線通信手段は、無線通信によって前記充電情報を受信することを特徴とする車両用電力供給システム。
前記車両側有線通信手段と前記スタンド側有線通信手段とは、前記車両の状態に応じて電位が変化するパイロット信号を、前記信号線を介して送受信するものであり、
前記車両側有線通信手段は、前記車両の状態に応じて、前記パイロット信号の電位を変位させ、
前記スタンド側有線通信手段は、前記パイロット信号の電位変化によって前記車両の状態の変化を認識することを特徴とする請求項１に記載の車両用電力供給システム。
前記スタンド側有線通信手段は、前記識別情報として、前記パイロット信号を該識別情報に対応したデューティで発振させることを特徴とする請求項２に記載の車両用電力供給システム。
前記スタンド側有線通信手段は、前記充電スタンドの電流量を前記車載制御装置に送信するものであり、前記充電ケーブルが前記車両に取り付けられたと判定された後であり、且つ、前記電流量を送信する前に、前記識別情報を送信することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用電力供給システム。
課金額を含む課金情報を取得して、該課金情報に応じた支払処理を行う支払処理手段（１５２，１６０）と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用電力供給システム。
前記支払処理手段は、前記車両が有料道路を走行する際の通行料金の支払処理を行う電子料金収受装置（１６０）を含むことを特徴とする請求項５に記載の車両用電力供給システム。
前記支払処理手段は、前記車両のユーザが携行可能であり、クレジットカード情報を有した携帯端末（１５２）を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の車両用電力供給システム。
前記携帯端末は、前記車両側無線通信手段の代わりに、前記充電情報を無線通信によって、前記スタンド側無線通信手段に送信可能であることを特徴とする請求項７に記載の車両用電力供給システム。
前記車両のユーザが携行可能であり、前記車両側無線通信手段の代わりに、前記充電情報を無線通信によって、前記スタンド側無線通信手段に送信可能な携帯端末（１５２）を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両用電力供給システム。