JP2020065396A - 電気自動車を充電可能なホーム・エネルギー・マネジメント・システムにおけるドライビングデータ及びバッテリデータの送信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気自動車に搭載される駆動用バッテリを充電可能であるホーム・エネルギー・マネジメント・システムにおいて、走行用電源スイッチがオフされる電気自動車に搭載される電子制御ユニット用バッテリの消費を抑制する。【解決手段】 ＨＥＭＳ１００は、住宅１に設置される制御装置４０と、電気自動車５に搭載される駆動用バッテリ１４及びＥＣＵ１２と、ナビＥＣＵ１６と、ＥＣＵ用バッテリ１８と、を備える。電気自動車５の走行中、ドライビングデータと、駆動用バッテリ１４に関するバッテリデータと、を定期的に、ナビＥＣＵ１６に集約して、制御装置４０に送信する。電気自動車５の住宅１での駐車中、ナビＥＣＵ１６は、スリープモードに移行する。ナビＥＣＵ１６は、制御装置４０からのウェイクアップ信号に応答して、スリープモードを解除し、ドライビングデータ及びバッテリデータを制御装置４０に送信し、その後に、スリープモードに再び移行する。【選択図】 図１

Description

本発明は、電気自動車に搭載される駆動用バッテリを充電可能なホーム・エネルギー・マネジメント・システム（以下、「ＨＥＭＳ」と称する）におけるドライビングデータ及びバッテリデータの送信方法、特に、電子制御ユニット用バッテリの消費を抑制可能な送信方法に関する。

例えば特許文献１に開示された充電システムによれば、ユーザは、自宅内で、住宅が備える電源から車載バッテリへの充電開始時刻及び充電終了条件（満充電、９０パーセント充電等の充電容量、或いは、充電終了時刻）を設定することができる（特許文献１の段落［０００８］、［００２７］）。

特開２００９−２９６８２４号公報

しかしながら、例えばリチウム電池等で構成される駆動用バッテリは、単に充電するだけでは、駆動用バッテリの容量は、劣化してしまう（ＳＯＨの低下）。言い換えれば、駆動用バッテリは、常に、満充電されることは、必ずしも推奨されておらず、したがって、走行に必要な充電量だけ、充電することで、ＳＯＨの低下を防止することができる。駆動用バッテリをどれだけ充電すればよいかを決定する時に、ドライビングデータを考慮して、必要な充電量を正確に算出することが望まれている。但し、ＨＥＭＳがドライビングデータを考慮するためには、それを管理する電子制御ユニット（例えばナビゲーションＥＣＵ）は、ＨＥＭＳからのウェイクアップ信号に応じて、スリープモードを解除し、ドライビングデータをＨＥＭＳに送信する必要がある。同様に、ＨＥＭＳが充電前の駆動用バッテリの残量を確認するためには、それを管理する電子制御ユニット（例えばバッテリＥＣＵ）も、ＨＥＭＳからのウェイクアップ信号に応じて、スリープモードを解除し、バッテリデータをＨＥＭＳに送信する必要がある。

このように、２つの電子制御ユニットがウェイクアップ信号に応じて動作する場合には、電気自動車に搭載される電子制御ユニット用バッテリの消費は、少なくなることを本発明者は、認識した。

本発明の１つの目的は、電気自動車を充電可能であるＨＥＭＳにおいて、走行用電源スイッチがオフされる電気自動車に搭載される電子制御ユニット用バッテリの消費を抑制可能な、ドライビングデータ及びバッテリデータの送信方法を提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。

以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。

本態様において、電気自動車を充電可能なホーム・エネルギー・マネジメント・システム（ＨＥＭＳ）は、住宅に設置される蓄電池、家電機器及び制御装置と、前記電気自動車に搭載される駆動用バッテリ及びその第１電子制御ユニットと、前記電気自動車が走行する目的地をナビゲートする第２電子制御ユニットと、前記第１電子制御ユニット及び前記第２電子制御ユニットに電力を供給可能である電子制御ユニット用バッテリと、を備え、
ＨＥＭＳにおけるドライビングデータ及びバッテリデータの送信方法は、
前記電気自動車が前記第２電子制御ユニットに記憶された走行経路に基づき運転される時に、前記運転を表すドライビングデータと、前記駆動用バッテリに関するバッテリデータと、を定期的に、前記第１電子制御ユニット又は前記第２電子制御ユニットの何れか一方に集約すること、
前記電気自動車が前記住宅に駐車された後に、前記電気自動車の走行用電源スイッチがオフされること、
前記走行用電源スイッチがオフされる間、前記第１電子制御ユニット又は前記第２電子制御ユニットの前記何れか一方は、スリープモードに移行すること、
前記制御装置は、ウェイクアップ信号として情報要求信号を前記第１電子制御ユニット又は前記第２電子制御ユニットの前記何れか一方に送信すること、及び
前記第１電子制御ユニット又は前記第２電子制御ユニットの前記何れか一方は、前記情報要求信号に応じて、前記スリープモードを解除し、前記ドライビングデータ及び前記バッテリデータを前記制御装置に送信し、その後に、前記スリープモードに再び移行すること、を含む。

本態様によれば、ドライビングデータ及びバッテリデータは、定期的にＨＥＭＳに送信される。従って、ＨＥＭＳは、走行中の電気自動車の使用電力を蓄積することができる。この時に、ドライビングデータ及びバッテリデータは、第１電子制御ユニット又は第２電子制御ユニットの何れか一方に集約して、ＨＥＭＳの制御装置に送信される。これは、走行用電源スイッチがオフされる間、引き続き、継続される。すなわち、走行用電源スイッチがオフされる間、２つの電子制御ユニットが起動し、電子制御ユニット用バッテリの電力を消費するのではなく、本態様によれば、何れか一方の１つの電子制御ユニットのみが、ウェイクアップ信号に応じて、スリープモードを解除し、ドライビングデータ及びバッテリデータを制御装置に送信し、その後に、スリープモードに再び移行することができる。１つの電子制御ユニットだけがデータの送信を実行するので、電子制御ユニット用バッテリの消費は、抑制される。

当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。

図１（Ａ）は、電気自動車を充電可能なＨＥＭＳの構成例を説明するための概略ブロック図である。図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）は、それぞれ、走行中及び駐車中のドライビングデータ及びバッテリデータの送信方法を説明するためのフローチャートである。

以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。

図１（Ａ）に示されるホーム・エネルギー・マネジメント・システム（ＨＥＭＳ）１００は、電気自動車５に搭載される駆動用バッテリ１４を最適に充電することができる。具体的には、ＨＥＭＳ１００は、住宅１に設置される蓄電池２０、家電機器５０及び制御装置４０と、電気自動車５に搭載される駆動用バッテリ１４及び電子制御ユニット１２と、を備える。好ましくは、ＨＥＭＳ１００は、住宅１に設置される発電ユニットとして、太陽光発電ユニット３０を更に備える。

図１（Ａ）の例において、ＨＥＭＳ１００の制御装置４０は、蓄電池２０の充電による使用電力、家電機器５０の使用電力、及び、駆動用バッテリ１４への充電による使用電力を管理することができる。本明細書においてＨＥＭＳ１００の詳細な構成及び説明は既知であるので省略するが、一般的には、蓄電池２０には、家電機器５０及び制御装置４０並びに駆動用バッテリ１４が電気的に接続されている。また、住宅１には、電力会社から電力が提供され、好ましくは、発電時には太陽光発電ユニット３０からも電力が提供される。蓄電池２０、家電機器５０、制御装置４０及び駆動用バッテリ１４の各々は、何れか一方又は両方の電力を使用することができる。場合によっては、停電時等、住宅１には、駆動用バッテリ１４からの電力が提供されてもよい。

図１（Ａ）の電子制御ユニット（第１電子制御ユニット）１２は、好ましくは、駆動用バッテリ１４の充電を管理及び制御可能であるバッテリＥＣＵである。電気自動車５が住宅１に駐車され、電気自動車５の走行用電源（スタートスイッチ又はパワースイッチ）がオフされた後に、或いは、電気自動車５（駆動用バッテリ１４）と住宅１とが充電ケーブルで接続された後に、電子制御ユニット１２又はバッテリＥＣＵは、駆動用バッテリ１４のＳＯＣ、ＳＯＨ、ＳＯＰ（充放電可能電力）、駆動用バッテリ１４の温度等の駆動用バッテリ１４に関するバッテリ情報を制御装置４０に送信することができる。しかしながら、本実施形態において、電気自動車５の走行用電源スイッチがオフされる間、電子制御ユニット１２は、スリープモードに移行し、仮に、制御装置４０がウェイクアップ信号（情報要求信号）を送信しても、それに応答せず、スリープモードのままである。

言い換えれば、本実施形態において、電子制御ユニット１２は、バッテリ情報を表すバッテリデータを制御装置４０に送信しない。したがって、電気自動車５に搭載される電子制御ユニット用バッテリ１８の消費は、抑制される。電子制御ユニット１２の代わりに、電気自動車５に搭載される電子制御ユニット（第２電子制御ユニット）１６は、電気自動車５の走行中に、電子制御ユニット（第１電子制御ユニット）１２からバッテリデータを受信し、記憶するとともに、電気自動車５の走行用電源スイッチがオフされる間、電子制御ユニット（第２電子制御ユニット）１６は、スリープモードに移行するが、制御装置４０からのウェイクアップ信号（情報要求信号）に応じて、スリープモードを解除し、記憶するドライビングデータ及びバッテリデータを制御装置４０に送信し、その後に、スリープモードに再び移行する。

このように、電気自動車５の走行用電源スイッチがオフされる間、２つの電子制御ユニット１２，１６が電子制御ユニット用バッテリ１８の電力を消費するのではなく、本実施形態によれば、１つの電子制御ユニット１６のみが、ウェイクアップ信号に応じて、データの送信を実行するので、電子制御ユニット用バッテリ１８の消費は、抑制される。

図１（Ａ）の電子制御ユニット（第２電子制御ユニット）１６は、好ましくは、電気自動車５が走行する目的地をナビゲートするナビゲーション（以下、「ナビ」と称する）ＥＣＵである。電気自動車５が電子制御ユニット１６又はナビＥＣＵに記憶された走行経路に基づき運転される時に、電子制御ユニット１６は、その運転を表すドライビングデータを生成し、記憶することができる。ドライビングデータは、具体的には、例えば、電気自動車５の位置情報、又はそれに基づく実際の走行経路情報である。

走行中、電子制御ユニット１６又はナビＥＣＵは、電子制御ユニット１２又はバッテリＥＣＵからバッテリデータを受信するので、受信時の時刻又は走行中の時刻と関連付けて、ドライビングデータ及びバッテリデータは、電子制御ユニット１６又はナビＥＣＵに記録されることが好ましい。すなわち、これらのデータによって、ある目的地までの走行経路を電気自動車５が走行する時に推定される電子制御ユニット用バッテリ１８の消費（推定又は予測される使用電力）を正確に算出することができる。

電気自動車５の走行用電源スイッチがオフされる間、電子制御ユニット１２（バッテリＥＣＵ）は、基本的には、スリープモードのままであるが、ＨＥＭＳ１００によって駆動用バッテリ１４が充電される時には、電子制御ユニット１２（バッテリＥＣＵ）のスリープモードを解除し、駆動用バッテリ１４の充電を管理することができる。言い換えれば、駆動用バッテリ１４が充電されない間、電子制御ユニット１２（バッテリＥＣＵ）は、基本的には、スリープモードのままである。

図１（Ａ）の制御装置４０は、例えば、電子制御ユニット１６（ナビＥＣＵ）と、太陽光発電ユニット３０のパワーコンディショナと例えばパワーコンディショナ、蓄電池２０、家電機器５０等への電力を分配する家庭用分電盤とに接続されるエネルギ計測ユニットと、蓄電池２０のコントローラと、家電機器５０と、に通信（好ましくは無線通信）可能であるホームゲートウェイを備えることができる。駆動用バッテリ１４が充電される時には、ホームゲートウェイは、スリープモードが解除された電子制御ユニット１２（バッテリＥＣＵ）と通信することができる。加えて、制御装置４０は、ホームゲートウェイと通信し、太陽光発電ユニット３０の発電電力と例えば蓄電池２０、家電機器５０、駆動用バッテリ１４等の使用電力とをモニタするタブレット端末又は住宅１の室内壁に設定される表示端末を、更に備えることができる。制御装置４０のタブレット端末又は住表示端末は、例えばユーザからの要求に応じて、駆動用バッテリ１４のＳＯＣ、ＳＯＨ、ＳＯＰ（充放電可能電力）、駆動用バッテリ１４の温度等の駆動用バッテリ１４に関するバッテリ情報を表示することもできる。

ＨＥＭＳ１００の制御装置４０は、ユーザからの要求に応じて、ウェイクアップ信号を電子制御ユニット１６（ナビＥＣＵ）に送信し、バッテリデータ及びドライビングデータを制御装置４０に記憶させることができる。

制御装置４０のホームゲートウェイは、好ましくは、住宅１に設置されるブロードバンドルータに接続される。言い換えれば、制御装置４０がタブレット端末又は表示端末を備えない時に、制御装置４０は、ユーザのスマートフォン、パーソナルコンピュータ等の情報端末に、或いは、インターネット上の管理サーバ又はクラウドサーバに、ブロードバンドルータを介して、発電電力、使用電力及びバッテリ情報をモニタ又は表示させることができる。

ユーザは、例えば、制御装置４０のタブレット端末又は表示端末を介して、或いは、ユーザの情報端末を介して、電気自動車５の明日の出発時間及び明日の目的地を制御装置４０に入力することができる。制御装置４０は、住宅１の位置（又は電気自動車５の駐車位置）と、入力された目的地と、に基づき、好ましくは、ユーザの電気自動車５の運転履歴（ドライビングデータ）を考慮しながら、電気自動車５が住宅１を出発し、目的地を経由して、住宅１に戻るまでの走行経路及びそれに基づく使用電力を算出することができる。したがって、制御装置４０は、電気自動車５の使用電力（予定又は推定される使用電力）に基づく駆動用バッテリ１４の充電量を決定し、その充電量だけ駆動用バッテリ１４のＳＯＣ（初期値として、３０％〜５０％の範囲内であることが好ましい）を増加させることができる。また、制御装置４０は、その充電量に応じた充電時間を、好ましくは、充電前の駆動用バッテリ１４のＳＯＣを考慮しながら、算出することができる。

制御装置４０は、直ちに駆動用バッテリ１４の充電を開始することもできるが、住宅１の電力プラン、深夜電気料金、太陽光発電ユニット３０の発電量、売電料金、家電機器５０の使用電力等、駆動用バッテリ１４の充電コストを考慮しながら、最適な時間帯で電気自動車５を充電することができる。したがって、制御装置４０は、例えば時間毎使用電力（電力消費）マップ及び時間毎電気代（充電コスト）マップを蓄積することが好ましく、更に、それらに基づき明日の出発時間までの時間毎使用電力及び時間毎電気代を推定し、算出した充電量及び充電時間に応じた充電計画を決定する。ここで、充電計画は、出発時間前までに、充電コストを考慮して、駆動用バッテリ１４の残量（充電前のＳＯＣ）は、充電量だけ増加するものである（増加後又は充電後のＳＯＣ＝充電前のＳＯＣ＋充電量）。

この充電後、ユーザは直ちに電気自動車５に乗り込み、運転することもできるが、制御装置４０は、例えばユーザによって設定可能である最小予備充電量だけ駆動用バッテリ１４の残量（＝充電前のＳＯＣ＋充電量）を更に増加することができる（最終的な充電後のＳＯＣ＝充電前のＳＯＣ＋充電量＋最小予備充電量）。これにより、ユーザは、最小予備充電量の分だけ余裕を持って電気自動車５を運転することができる。

ユーザは、目的地を経由して住宅１（元の場所である自宅）に戻ると、基本的には、充電量だけが消費されるので、駆動用バッテリ１４の残量又は充電率（ＳＯＣ）は、再び、初期値（３０％〜５０％の範囲）又はその付近に戻る。したがって、駆動用バッテリ１４の容量の劣化（ＳＯＨの低下）を常に回避することができ、駆動用バッテリ１４の状態を最適に維持することができる。

図１（Ｂ）を参照する。図１（Ｂ）は、走行中のドライビングデータ及びバッテリデータの送信方法を説明するためのフローチャートである。電気自動車５が電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６に記憶された走行経路に基づき運転される時に、電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６は、その運転を表すドライビングデータを定期的に記憶することができる。同様に、電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６は、電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）１２から送信されたバッテリデータを受信し、そのバッテリデータを定期的に記憶することができる。電気自動車５は、好ましくは、走行中にインターネットに接続可能であり、電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６は、ドライビングデータ及びバッテリデータを定期的にＨＥＭＳ１００の制御装置４０に送信することができる。電気自動車５が住宅１（元の場所である自宅）に戻ると、走行用電源スイッチがオフされ、電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６を除き、電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）１２を含む車載機器は、完全にオフされる。電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６のみ、スリープモードに移行する。

図１（Ｃ）を参照する。図１（Ｃ）は、駐車中のドライビングデータ及びバッテリデータの送信方法を説明するためのフローチャートである。電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６は、ＨＥＭＳ１００からのウェイクアップ信号に応じて、スリープモードを解除し、ドライビングデータ及びバッテリデータをＨＥＭＳ１００の制御装置４０に送信する。制御装置４０からの受信完了を確認した後、電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６は、スリープモードに再び移行する。

なお、駆動用バッテリ１４の充電が開始されると、ＨＥＭＳ１００の制御装置４０は、例えば、電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６のスリープモードを解除し、更に、制御装置４０は、電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６によって、電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）１２をオンさせて、駆動用バッテリ１４の充電を管理及び制御可能である。

以上の実施形態において、電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６にドライビングデータ及びバッテリデータが集約されているが、これらのデータは、電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）１２に集約されてもよい。この場合、走行中、ドライビングデータが電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６から電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）１２に送信されて、電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）１２は、定期的に、ＨＥＭＳ１００に送信することができる。加えて、駐車中、電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）１６は、完全にオフされて、電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）１２のみがスリープモードに移行する。言い換えれば、ＨＥＭＳ１００は、ウェイクアップ信号を電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）１２に送信し、電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）１２は、スリープモードを解除し、ドライビングデータ及びバッテリデータを返信し、その後、駆動用バッテリ１４の充電が開始されない限り、スリープモードに再度移行することができる。

本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。

１・・・住宅、５・・・電気自動車、１０・・・駆動バッテリ用車載機器、１２・・・第１電子制御ユニット、１４・・・駆動用バッテリ、１６・・・第２電子制御ユニット（ナビＥＣＵ）、１８・・・電子制御ユニット、２０・・・蓄電池、３０・・・太陽光発電ユニット、４０・・・制御装置、５０・・・家電機器、６０・・・温度センサ、１００・・・ＨＥＭＳ。

Claims (1)

1. 電気自動車を充電可能なホーム・エネルギー・マネジメント・システム（以下、「ＨＥＭＳ」と称する）におけるドライビングデータ及びバッテリデータの送信方法であって、
   前記ＨＥＭＳは、
   住宅に設置される蓄電池、家電機器及び制御装置と、
   前記電気自動車に搭載される駆動用バッテリ及びその第１電子制御ユニットと、前記電気自動車が走行する目的地をナビゲートする第２電子制御ユニットと、前記第１電子制御ユニット及び前記第２電子制御ユニットに電力を供給可能である電子制御ユニット用バッテリと、を備え、
   前記送信方法は、
   前記電気自動車が前記第２電子制御ユニットに記憶された走行経路に基づき運転される時に、前記運転を表すドライビングデータと、前記駆動用バッテリに関するバッテリデータと、を定期的に、前記第１電子制御ユニット又は前記第２電子制御ユニットの何れか一方に集約すること、
   前記電気自動車が前記住宅に駐車された後に、前記電気自動車の走行用電源スイッチがオフされること、
   前記走行用電源スイッチがオフされる間、前記第１電子制御ユニット又は前記第２電子制御ユニットの前記何れか一方は、スリープモードに移行すること、
   前記制御装置は、ウェイクアップ信号として情報要求信号を前記第１電子制御ユニット又は前記第２電子制御ユニットの前記何れか一方に送信すること、及び
   前記第１電子制御ユニット又は前記第２電子制御ユニットの前記何れか一方は、前記情報要求信号に応じて、前記スリープモードを解除し、前記ドライビングデータ及び前記バッテリデータを前記制御装置に送信し、その後に、前記スリープモードに再び移行すること、
   を含むことを特徴とする送信方法。

Images