JP2019037139A - 充電制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】1個の電源コンセントから複数の充電保管装置へ充電すると共に、充電保管装置の移動や増設を容易に可能とする。【解決手段】内部に収容された被充電物2を充電する複数の充電保管装置10からなり、複数の充電保管装置10は、電気を伝達する充電線13、15と制御信号を伝達する制御信号線21、22により直列的に接続され、接続順序に従って最前段の充電保管装置10から被充電物2を充電し、所定の充電保管装置10による充電が完了した後に、接続された次段の充電保管装置10による充電を行うことを特徴とする充電制御システム1であって、充電保管装置10は、充電線13、15及び制御信号線21、22の接続状態に基づく他の充電保管装置10に対する位置を示す情報と、収容された被充電物2の充電状態を示す情報と、接続された前段の充電保管装置10での充電完了を示す情報とに基づき、被充電物2を充電する。【選択図】図1

Description

本発明は、二次電池が搭載された電子機器等の複数の被充電物を順番に充電することが可能な充電制御システムに関する。
近年、二次電池を電源として駆動する携帯端末等の電子機器や電気自動車が普及している。そして、それに伴いこれらの電子機器や電気自動車に搭載された二次電池を充電するための充電装置を備えた充電設備が各所に設置されている。
このような充電設備においては、一般に、複数のユーザがいつでも同時に充電を行うことが可能なように、複数の充電装置が備えられる。例えば、特許文献1では、コインパーキングや公営駐車場等に設置された複数台の充電装置を用いて、複数の電気自動車に対して充電が可能な充電制御システムが提案されている。
この充電制御システムは、複数の充電装置と、各充電装置を集中的に管理する集中制御器とを備え、各充電装置と集中制御器とが通信手段によって接続される。そして、複数台の電気自動車を充電する場合には、充電時間や充電容量等の一定の基準を設定し、その充電制限内で順番に充電を行うことにより、接続された全ての電気自動車に対して充電を行うことができる。
特開2011−244630号公報
ところで、従来の電子機器を充電するための充電装置では通常、1台の充電装置に対して1個の電源コンセントが必要になるので、例えば複数の充電装置を室内に設置する場合には、設置する充電装置と同数の電源コンセントが必要となる。そのため、室内等に十分な電源コンセントが確保できない場合には、電源コンセントが不足して必要な台数の充電装置を設置できなかったり、電源コンセントを増設するための電源工事を行う必要があるという問題があった。
また、特許文献1のように電気自動車を充電する充電設備では、複数の充電装置の接続順序を決定して各充電装置を予め固定的に設置すると共に、各充電装置を通信手段によって集中制御器と固定的に接続し、各充電装置による充電を制御する必要がある。
これに対して、携帯端末等の電子機器を学校等の建物内で充電する場合には、充電装置を移動したり増設したりすることが考えられる。そのため、特許文献1のように充電装置を固定設置したり、固定接続した場合には、充電装置を容易に移動したり増設することができないという問題があった。
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、1個の電源コンセントから複数の充電装置への充電を可能とすると共に、充電装置の移動や増設を容易に行うことができ、各充電装置の接続順序を自由に変更することが可能な充電制御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、本発明は、充電制御システムであって、内部に収容された被充電物を充電する複数の充電保管装置からなり、前記複数の充電保管装置は、電気を伝達する充電線と制御信号を伝達する制御信号線により直列的に接続され、接続順序に従って最前段の充電保管装置から前記被充電物を充電し、所定の充電保管装置による充電が完了した後に、接続された次段の充電保管装置による充電を行う充電制御システムであって、前記充電保管装置は、前記充電線及び前記制御信号線の接続状態に基づく他の充電保管装置に対する位置を示す情報と、収容された被充電物の充電状態を示す情報と、接続された前段の充電保管装置での充電完了を示す情報とに基づき、前記被充電物を充電することを特徴とする。
以上のように、本発明によれば、1個の電源コンセントから複数の充電装置への充電を可能とすると共に、充電装置の移動や増設を容易に行うことができ、各充電装置の接続順序を自由に変更することが可能になる。
本発明に係る充電制御システムの一実施の形態を示すブロック図である。 充電保管装置の状態について説明するための状態遷移図である。 位置検知プログラムによる充電保管装置の位置を検知する処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 充電待機プログラムによる充電待機時の処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 充電実行プログラムによる充電実行時の処理の流れについて説明するためのフローチャートである。
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明に係る充電制御システムの一実施の形態を示す。この充電制御システム1は、複数の充電装置としての充電保管装置10(10A、10B、10C)が直列的に接続されて構成され、各充電保管装置10は、その内部にスマートフォンやタブレット端末等の電子機器を被充電物2(2A、2B、2C)として収容する。この例では、3つの充電保管装置10A、10B及び10Cが接続され、各々の内部に被充電物2A、2B及び2Cが収容された場合を示すが、充電保管装置10の数はこれに限られず、2つ以上であればよい。
充電保管装置10(10A、10B、10C)は、コントローラ11(11A、11B、11C)、充電状態管理部12(12A、12B、12C)、交流入力部13(13A、13B、13C)、交流電源スイッチ14(14A、14B、14C)及び交流出力部15(15A、15B、15C)を備える。尚、充電保管装置10A、10B及び10Cは、同一の構成及び機能を有するため、以下の説明において、充電保管装置10A、10B及び10Cを特に区別する必要がない場合には、単に充電保管装置10と称し、充電保管装置10A、10B及び10Cを構成する各要素についても、同様とする。
コントローラ11は、充電保管装置10内に収容された被充電物2の充電状態や、交流入力部13及び交流出力部15の接続状態に基づき、この充電保管装置10による被充電物2に対する充電を制御する。コントローラ11(11A、11B、11C)は、コマンド入力部としての入力コネクタ21(21A、21B、21C)及びコマンド出力部としての出力コネクタ22(22A、22B、22C)を有すると共に、位置検知プログラム23(23A、23B、23C)、充電待機プログラム24(24A、24B、24C)及び充電実行プログラム25(25A、25B、25C)を含む。
入力コネクタ21は、隣接する他の充電保管装置10における出力コネクタ22と接続され、隣接する他の充電保管装置10から、自装置10による被充電物2に対する充電が開始可能であることを示す充電開始コマンドを受信する。出力コネクタ22は、隣接する他の充電保管装置10における入力コネクタ21と接続され、自装置10内に収容された被充電物2の充電が完了した際に、隣接する他の充電保管装置10に対して充電開始コマンドを送信する。
位置検知プログラム23は、各種接続の状態に基づき、自装置10の他の充電保管装置10に対する位置関係を検知するためのプログラムである。充電待機プログラム24は、自装置10内に収容された被充電物2の充電待機中に動作するプログラムである。充電実行プログラム25は、自装置10内に収容された被充電物2を充電する際に動作するプログラムである。尚、上述した各プログラムによる動作の詳細については、後述する。
また、コントローラ11は、位置検知プログラム23の実行結果に基づき、自装置10の位置を示す位置情報としての位置ステータスを設定する。位置ステータスは、自装置10が複数の充電保管装置10のうちのどの位置に接続されているのかを示し、例えば、最前段に位置することを示す「位置1」と、中間段に位置することを示す「位置2」と、最後段に位置することを示す「位置3」とからなる。
充電状態管理部12は、充電保管装置10内に収容された被充電物2の充電状態を検知し、検知結果に応じて被充電物2の充電状態を示す充電完了フラグを設定する。この充電完了フラグは、例えば、値が「0」又は「1」の2値を用いて被充電物2の充電状態を示す。値「0」は、被充電物2の充電が完了していない状態を示し、値「1」は、被充電物2の充電が完了している状態を示す。
また、充電状態管理部12は、被充電物2の充電が完了した際に、充電が完了したことを示す充電完了情報をコントローラ11に送信する。
交流入力部13は、外部の電源コンセント又は隣接する他の充電保管装置10の交流出力部15が接続され、外部又は隣接する他の充電保管装置10から交流電源が供給される。交流入力部13は、供給された交流電源を交流電源スイッチ14に対して出力する。自装置10が最前段に位置する場合、交流入力部13には、外部の電源コンセントが接続される。一方、自装置10が中間段又は最後段に位置する場合、交流入力部13には、隣接する前段の充電保管装置10の交流出力部15が接続される。
交流電源スイッチ14(14A、14B、14C)は、1つの入力端子14a(14Aa、14Ba、14Ca)と、2つの出力端子14b(14Ab、14Bb、14Cb)及び14c(14Ac、14Bc、14Cc)とを有する。交流電源スイッチ14は、2つの出力端子14b及び14cを選択的に切り替えることにより、交流入力部13を介して入力端子14aに供給された交流電源を選択された出力端子14b又は14cに対して出力する。
出力端子14bが選択された場合、交流電源スイッチ14は、入力端子14aに供給された交流電源を出力端子14bから出力し、被充電物2に対して供給する。一方、出力端子14cが選択された場合には、入力端子14aに供給された交流電源を出力端子14cから出力し、交流出力部15に対して供給する。
交流出力部15は、隣接する後段の充電保管装置10の交流入力部13が接続され、接続された充電保管装置10に対して、交流電源スイッチ14を介して入力された交流電源を供給する。尚、自装置10が最後段に位置する場合、交流出力部15には、何も接続されない。
次に、上記構成を有する充電保管装置10の動作について説明する。
まず、充電保管装置10の状態について説明する。図2に示すように、充電保管装置10の電源がOFFとされている場合には、充電保管装置10の状態が電源OFF状態S1となっている。
充電保管装置10の電源がONとされると、充電保管装置10の状態が位置検知状態S2に遷移する。位置検知状態S2において、充電保管装置10は位置検知プログラム23を実行し、自装置10がどの位置に接続されているのかを検知する。
自装置10の位置を検知すると、充電保管装置10の状態が充電待機状態S3に遷移する。充電待機状態S3において、充電保管装置10は充電待機プログラム24を実行し、被充電物2に対する充電の開始を待つ。
次に、充電の開始が可能になると、充電保管装置10の状態が充電実行状態S4に遷移する。充電実行状態S4において、充電保管装置10は充電実行プログラム25を実行し、被充電物2に対する充電を行う。そして、被充電物2の充電が完了すると、充電保管装置10の状態が充電待機状態S3に遷移する。
充電待機状態S3において、被充電物2の充電が完了している場合には、充電保管装置10の状態が待機状態S5に遷移し、その後、充電保管装置10の電源がOFFとされることにより、充電保管装置10の状態が電源OFF状態S1に遷移する。
次に、位置検知プログラム23による充電保管装置10の位置を検知する処理について、図3のフローチャートを参照して説明する。
充電保管装置10の状態が位置検知状態(図2の状態S2)となり、位置検知プログラム23が実行されると、コントローラ11は、入力コネクタ21に他の充電保管装置10における出力コネクタ22が接続されているか否かの接続状態を検知する(ステップS11)。また、同様にして、コントローラ11は、出力コネクタ22に他の充電保管装置10における入力コネクタ21が接続されているか否かの接続状態を検知する(ステップS12)。さらに、コントローラ11は、交流出力部15に他の充電保管装置10における交流入力部13が接続されているか否かの接続状態を検知する(ステップS13)。尚、以下では、「入力コネクタ21における接続」、「出力コネクタ22における接続」及び「交流出力部15における接続」を、各々「I接続」、「O接続」及び「P接続」と記述して説明する。
ここで、入力コネクタ21や出力コネクタ22に対して出力コネクタ22や入力コネクタ21が接続されているか否かを検知する方法としては、従来から用いられている各種の方法を適用することができる。具体的には、例えば、入力コネクタ21や出力コネクタ22に対して物理的なスイッチを設け、スイッチがONとなった場合に、出力コネクタ22や入力コネクタ21が接続されていると判断することができる。また、例えば、入力コネクタ21や出力コネクタ22から所定の信号を送信し、応答があった場合に出力コネクタ22や入力コネクタ21が接続されていると判断してもよい。
さらに、交流出力部15についても同様に、例えば、交流出力部15に対して物理的なスイッチを設けることにより、交流入力部13が接続されているか否かを検知することができる。
次に、コントローラ11は、ステップS11〜ステップS13による検知結果に基づき、上述した入力コネクタ21、出力コネクタ22及び交流出力部15の接続状態を判断する(ステップS14)。
ステップS14において、O接続及びP接続があると判断した場合、コントローラ11は、位置ステータスを「位置1」に設定する(ステップS15)。すなわち、コントローラ11は、自装置10が最前段に位置すると判断する。
ステップS14において、I接続、O接続及びP接続があると判断した場合、コントローラ11は、位置ステータスを「位置2」に設定する(ステップS16)。すなわち、コントローラ11は、自装置10が中間段に位置すると判断する。
ステップS14において、I接続のみがあると判断した場合、コントローラ11は、位置ステータスを「位置3」に設定する(ステップS17)。すなわち、コントローラ11は、自装置10が最後段に位置すると判断する。
そして、ステップS18において、コントローラ11は、充電待機状態(図2の状態S3)に移行し、位置検知プログラム23による一連の処理が終了する。
次に、充電待機プログラム24による充電待機時の処理について、図4のフローチャートを参照して説明する。
充電保管装置10の状態が充電待機状態(図2の状態S3)となり、充電待機プログラム24が実行されると、コントローラ11は、充電状態管理部12に設定された充電フラグを確認し、自装置10内に収容された被充電物2の充電が完了したか否かを判断する(ステップS21)。
充電フラグの値が「0」であり、被充電物2の充電が完了していないと判断した場合(ステップS21;Yes)、コントローラ11は、図3のステップS15、S16又はS17で設定した位置ステータスを確認し、自装置10の位置を判断する(ステップS22)。
位置ステータスが「位置2」又は「位置3」に設定されており、自装置10が中間段又は最後段の位置に接続されていると判断した場合、コントローラ11は、入力コネクタ21を介して隣接する充電保管装置10から出力される充電開始コマンドを受信したか否かを判断する(ステップS23)。
充電開始コマンドを受信したと判断した場合には、処理がステップS24に移行する。また、充電開始コマンドを受信していないと判断した場合には、処理がステップS23に戻り、充電開始コマンドを受信するまでステップS23の処理を繰り返す。
また、ステップS22において、位置ステータスが「位置1」に設定されており、自装置10が最前段の位置に接続されていると判断した場合には、処理がステップS24に移行する。
ステップS24において、コントローラ11は、充電実行状態(図2の状態S4)に移行し、充電待機プログラム24による一連の処理が終了する。
一方、ステップS21において、充電フラグの値が「1」であり、被充電物2の充電が完了したと判断した場合(ステップS21;No)、コントローラ11は、待機状態(図2の状態S5)に移行し(ステップS25)、充電待機プログラム24による一連の処理が終了する。
次に、充電実行プログラム25による充電実行時の処理について、図5のフローチャートを参照して説明する。
充電保管装置10の状態が充電実行状態(図2の状態S4)となり、充電実行プログラム25が実行されると、コントローラ11は、交流電源スイッチ14の出力端子を出力端子14b側に切り替え、被充電物2に対する充電を開始する(ステップS31)。
次に、ステップS32において、コントローラ11は、被充電物2の充電が完了したことを示す充電完了情報を充電状態管理部12から受信したか否かを判断する。充電状態管理部12が被充電物2の充電完了を検知し、コントローラ11が充電完了情報を受信したと判断した場合(ステップS32;Yes)、コントローラ11は、交流電源スイッチ14の出力端子を出力端子14c側に切り替える(ステップS33)。また、充電状態管理部12は、充電完了フラグを充電が完了したことを示す値「1」に設定する(ステップS34)。
一方、ステップS32において、コントローラ11が充電完了情報を受信していないと判断した場合(ステップS32;No)には、被充電物2の充電が完了していないため、処理がステップS32に戻り、充電完了情報を受信するまでステップS32の処理を繰り返す。
次に、ステップS35において、コントローラ11は、位置ステータスを確認し、自装置10の位置を判断する。位置ステータスが「位置1」又は「位置2」である場合には、処理がステップS36に移行し、コントローラ11は、出力コネクタ22が接続された隣接する充電保管装置10に対して充電開始コマンドを送信する。一方、ステップS35において、位置ステータスが「位置3」である場合には、処理がステップS37に移行する。
ステップS37において、コントローラ11は、充電待機状態(図2の状態S3)に移行し、充電実行プログラム25による一連の処理が終了する。
このように、各充電保管装置10において図3〜図5に示す処理を行うことにより、本実施の形態では、まず最前段の充電保管装置10Aが被充電物2Aに対する充電を行い、充電完了後に隣接する次の充電保管装置10Bが被充電物2Bに対する充電を行うと共に、充電保管装置10Aが待機状態となる。
次いで、充電保管装置10Bによって被充電物2Bの充電が完了すると、さらに隣接する次の充電保管装置10Cが被充電物2Cに対する充電を行うと共に、充電保管装置10Bが待機状態となる。最後に、充電保管装置10Cによって被充電物2Cの充電が完了すると、充電保管装置10Cが待機状態となる。このようにして、接続された全ての充電保管装置10による被充電物2の充電が完了する。
以上のように、本実施の形態によれば、位置検知プログラムにより検知した自装置の位置を示す位置ステータスと、前段の充電保管装置から受信する充電開始コマンドと、収容された被充電物の充電状態とに基づき被充電物の充電を行うため、接続された複数の充電保管装置が最前段から順番に被充電物の充電を行うことができる。また、接続の順序を変更しても、最前段から順番に充電を行うことができる。
さらに、本実施の形態に係る充電制御システムでは、最前段の充電保管装置のみを外部の電源コンセントに接続すればよいので、1個の電源コンセントのみを用いて各々の充電保管装置による充電を行うことができる。
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上述した本発明の一実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、充電保管装置10内には、1つの被充電物2を収容して充電する場合に限られず、例えば2つ以上の複数の被充電物2を収容して充電するようにしてもよい。この場合には、例えば、充電保管装置10内に収容された複数の被充電物2の全ての充電が完了した場合に、隣接する後段の充電保管装置10内の被充電物2の充電を開始する。
1 充電制御システム
2(2A、2B、2C) 被充電物
10(10A、10B、10C) 充電保管装置
11(11A、11B、11C) コントローラ
12(12A、12B、12C) 充電状態管理部
13(13A、13B、13C) 交流入力部
14(14A、14B、14C) 交流電源スイッチ
14a(14Aa、14Ba、14Ca) 入力端子
14b(14Ab、14Bb、14Cb) 出力端子
14c(14Ac、14Bc、14Cc) 出力端子
15(15A、15B、15C) 交流出力部
21(21A、21B、21C) 入力コネクタ
22(22A、22B、22C) 出力コネクタ
23(23A、23B、23C) 位置検知プログラム
24(24A、24B、24C) 充電待機プログラム
25(25A、25B、25C) 充電実行プログラム

Claims (7)

  1. 内部に収容された被充電物を充電する複数の充電保管装置からなり、
    前記複数の充電保管装置は、電気を伝達する充電線と制御信号を伝達する制御信号線により直列的に接続され、
    接続順序に従って最前段の充電保管装置から前記被充電物を充電し、
    所定の充電保管装置による充電が完了した後に、接続された次段の充電保管装置による充電を行う充電制御システムであって、
    前記充電保管装置は、前記充電線及び前記制御信号線の接続状態に基づく他の充電保管装置に対する位置を示す情報と、
    収容された被充電物の充電状態を示す情報と、
    接続された前段の充電保管装置での充電完了を示す情報とに基づき、前記被充電物を充電することを特徴とする充電制御システム。
  2. 前記充電保管装置は、
    前記被充電物の充電状態を検知し、充電が完了した際に該被充電物の充電完了を示す充電完了情報を生成する充電状態管理部と、
    外部の電源又は接続された前段の充電保管装置から交流電源が入力される交流入力部と、
    接続された後段の充電保管装置の交流入力部が接続され、交流電源を出力する交流出力部と、
    前記交流入力部から入力された前記交流電源が入力される入力端子と、該入力端子に入力された交流電源を前記被充電物及び前記交流出力部のいずれかに出力する第1及び第2の出力端子を有するスイッチと、
    前記スイッチの出力端子を切り替え、前記被充電物に対する充電を制御するコントローラとを備え、
    前記コントローラは、
    前記前段の充電保管装置から、充電開始が可能であることを示す充電開始コマンドが入力されるコマンド入力部と、
    前記後段の充電保管装置のコマンド入力部が接続され、前記収容された被充電物に対する充電が完了した際に、前記後段の充電保管装置に対して前記充電開始コマンドを出力するコマンド出力部と、
    前記コマンド入力部、前記コマンド出力部及び前記交流出力部の接続状態に基づき、他の充電保管装置に対する自装置の位置を検知し、該位置を示す位置情報を生成する位置検知手段とを有し、
    前記位置情報、前記充電完了情報及び前記充電開始コマンドに基づき、前記スイッチの出力端子を切り替えることを特徴とする請求項1に記載の充電制御システム。
  3. 前記位置検知手段は、
    前記コマンド入力部が接続状態でなく、前記コマンド出力部及び前記交流出力部が接続状態である場合に、前記保管装置が最前段に位置すると判断し、前記位置情報として前記保管装置が最前段に位置することを示す第1の位置情報を設定し、
    前記コマンド入力部、前記コマンド出力部及び前記交流出力部が接続状態である場合に、前記保管装置が中間段に位置すると判断し、前記位置情報として前記保管装置が中間段に位置することを示す第2の位置情報を設定し、
    前記コマンド入力部のみが接続状態である場合に、前記保管装置が最後段に位置すると判断し、前記位置情報として前記保管装置が最後段に位置することを示す第3の位置情報を設定することを特徴とする請求項2に記載の充電制御システム。
  4. 前記コントローラは、前記収容された被充電物が充電完了状態でなく、前記位置情報が前記第1の位置情報に設定された場合に、前記スイッチの出力端子を前記第1の出力端子に切り替えることを特徴とする請求項3に記載の充電制御システム。
  5. 前記コントローラは、前記収容された被充電物が充電完了状態でなく、前記位置情報が前記第2又は第3の位置情報に設定された場合で、前記コマンド入力部に前記充電開始コマンドが入力されたときに、前記スイッチの出力端子を前記第1の出力端子に切り替えることを特徴とする請求項3に記載の充電制御システム。
  6. 前記コントローラは、前記充電状態管理部から前記充電完了情報を受信した場合に、前記スイッチの出力端子を前記第2の出力端子に切り替えることを特徴とする請求項3、4又は5に記載の充電制御システム。
  7. 前記コントローラは、前記位置情報が前記第1又は第2の位置情報に設定された場合に、前記充電開始コマンドを生成して前記コマンド出力部から出力することを特徴とする請求項6に記載の充電制御システム。
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