JP5855212B1 - 充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】充電方式などが異なる種々の充電設備を利用して充電することができる充電システムを提供する。【解決手段】充電システムの車載変換部１２は、通信データ・信号変換部４５によって、予め定める充電方式と異なる充電方式の充電設備２０から送信される通信データおよび信号を、車載充電部１４で使用可能な通信データおよび信号に変換する。変換方式更新部４３は、使用する車外通信部４７および車外信号処理部４９を選択し、選択した車外通信部４７および車外信号処理部４９を介して、異なる充電方式の充電設備２０に関する設備情報を取得し、取得した設備情報に基づいて、通信データ・信号変換部４５における通信データおよび信号の変換の方式を更新する。【選択図】図５

Description

本発明は、電気自動車（ＥＶ）およびプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）などの電動車両のバッテリの充電を行う充電システムに関する。

電動車両のバッテリを充電する充電設備が各地域に普及してきている。各地域に設置される充電設備は、必ずしも同一の構成ではなく、たとえば、電動車両が接続されるコネクタが異なる場合がある。したがって、電動車両側には、各コネクタに対応する車載充電部が必要となる。

各コネクタに対応する車載充電部を利用するために、電動車両には、充電設備との間で送受信される通信データおよび信号を変換する充電コネクタ変換アダプタが装着される。

電動車両の充電コネクタ変換アダプタは、たとえば特許文献１に開示される。特許文献１に開示される充電コネクタ変換アダプタは、コネクタの異なる直流（ＤＣ）充電設備と接続され、充電設備から送信される充電電流値および電圧値を、車載充電部で使用される制御値に変換する。

米国特許出願公開第２０１３／０２２９１４３号明細書

特許文献１に開示される技術では、利用可能な充電設備が限定され、充電方式の異なる種々の充電設備を利用して充電することができないという問題がある。

本発明の目的は、充電方式などが異なる種々の充電設備を利用して充電することができる充電システムを提供することである。

本発明の充電システムは、バッテリに蓄積された電力を動力源として走行可能な電動車両の前記バッテリを充電する充電システムであって、前記電動車両に設けられ、充電設備から供給される電力を用いて前記バッテリを充電する車載充電部と、前記充電設備と前記車載充電部との間で送受信される通信データおよび信号を変換する変換部とを備え、前記変換部は、予め定める充電方式と異なる充電方式の充電設備から送信される通信データおよび信号を、前記車載充電部で使用可能な通信データおよび信号に変換する通信データ・信号変換部と、前記充電設備との間で通信データを送受信可能に構成され、送受信可能な通信データの種類がそれぞれ異なる複数の車外通信部と、前記充電設備との間で信号を送受信可能に構成され、送受信可能な信号の種類がそれぞれ異なる複数の車外信号処理部と、前記複数の車外通信部および前記複数の車外信号処理部の中から、使用する前記車外通信部および前記車外信号処理部を選択し、選択した前記車外通信部および前記車外信号処理部を介して前記異なる充電方式の充電設備に関する設備情報を取得し、取得した前記設備情報に基づいて、前記通信データ・信号変換部における前記通信データおよび前記信号の変換の方式を更新する変換方式更新部とを有することを特徴とする。

本発明の充電システムによれば、充電設備と車載充電部との間で送受信される通信データおよび信号が変換部によって変換される。変換部は、通信データ・信号変換部と、複数の車外通信部と、複数の車外信号処理部と、変換方式更新部とを有する。通信データ・信号変換部によって、予め定める充電方式と異なる充電方式の充電設備から送信される通信データおよび信号が、車載充電部で使用可能な通信データおよび信号に変換される。変換方式更新部によって、使用する車外通信部および車外信号処理部が選択され、選択された車外通信部および車外信号処理部を介して、異なる充電方式の充電設備に関する設備情報が取得され、取得された設備情報に基づいて、通信データ・信号変換部における通信データおよび信号の変換の方式が更新される。これによって、予め定める充電方式と異なる充電方式の充電設備を利用して電動車両のバッテリを充電することが可能となる。したがって、充電方式などが異なる種々の充電設備を利用して充電することができる充電システムを実現することができる。

本発明の実施の一形態である充電システム１の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の一形態である充電システム１の使用形態の一例を示す図である。 本発明の実施の一形態である充電システム１の使用形態の一例を示す図である。 充電システム１における充電処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１の車載変換部１２の構成を示すブロック図である。 図４のステップＳ３の通信データ・信号変換処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。 図６のステップＳ１３の変換方式更新処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。 充電方式の設定の一例を示す図である。 図６のステップＳ１２およびステップＳ１８の異常対応処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。 図６のステップＳ１４の付加機能処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。

＜充電システムの構成＞
図１は、本発明の実施の一形態である充電システム１の構成を示すブロック図である。充電システム１は、電動車両１０、充電設備２０および充電ケーブル３０を備えて構成される。電動車両１０は、車両制御部１１、車載変換部１２、コネクタ１３、車載充電部１４、バッテリ１５、モータ制御部１６およびモータ１７を備えて構成される。充電設備２０は、電動車両１０の外部に設置される。充電システム１は、バッテリ１５を充電するシステムである。

電動車両１０は、たとえば、電気自動車（Electric Vehicle；略称：ＥＶ）またはプラグインハイブリッド自動車（Plug-in Hybrid Electric Vehicle；略称：ＰＨＥＶ）である。電動車両１０は、ＥＶである場合、モータ１７を駆動源として走行する。電動車両１０は、ＰＨＥＶである場合、モータ１７と、不図示のエンジンとの双方を駆動源として走行する。

電動車両１０は、充電ケーブル３０を介して、充電設備２０と接続される。充電ケーブル３０は、電動車両１０のコネクタ１３に接続される。コネクタ１３は、車載変換部１２に接続されている。

充電設備２０は、電動車両１０に接続可能に構成される。充電設備２０は、充電ケーブル３０によって電動車両１０と接続される。充電設備２０は、具体的には、電動車両１０に搭載されるコネクタ１３に接続される。

充電ケーブル３０は、通信線および信号線、ならびに電力線を含む。充電設備２０は、たとえば充電ケーブル３０に含まれる通信線および信号線を介して、電動車両１０と通信可能に接続される。充電設備２０は、たとえば充電ケーブル３０に含まれる電力線を介して、コネクタ１３に接続される。充電設備２０は、電力線を介してバッテリ１５を充電可能に構成される。

充電設備２０は、バッテリ１５を充電する充電計画を予め策定し、策定した充電計画を表す充電計画情報を、充電ケーブル３０を介して電動車両１０に与える。充電計画は、たとえば、電動車両１０の出発時刻および目標充電量に基づいて策定される。

充電計画の策定に必要な電動車両１０の出発時刻および目標充電量などの情報は、たとえば、使用者によって、電動車両１０に搭載される不図示のカーナビゲーション装置などから入力される。カーナビゲーション装置に入力された電動車両１０の出発時刻および目標充電量などの情報は、充電ケーブル３０を介して充電設備２０に与えられる。

車両制御部１１は、中央演算処理装置（Central Processing Unit；略称：ＣＰＵ）と、書き込み可能なＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリとによって構成される。メモリは、制御プログラムを記憶する。車両制御部１１は、メモリに記憶されている制御プログラムをＣＰＵが実行することによって、電動車両１０を構成する車載変換部１２、車載充電部１４およびモータ制御部１６を統括的に制御する。

車載変換部１２は、コネクタ１３および充電ケーブル３０を介して、充電設備２０に接続される。車載変換部１２は、車両制御部１１および車載充電部１４に接続されている。車載変換部１２は、変換部に相当する。車載変換部１２は、充電設備２０と車載充電部１４との間で送受信される通信データおよび信号を変換する。

具体的には、車載変換部１２は、コネクタ１３および充電ケーブル３０を介して、充電設備２０から送信される通信データおよび信号を受信する。車載変換部１２は、通信データおよび信号の変換が必要な場合には、受信した通信データおよび信号を、要求される形式の通信データおよび信号に変換して、車両制御部１１および車載充電部１４に与える。

車載充電部１４は、電動車両１０の充電、および充電に関する制御を行う。具体的には、車載充電部１４は、バッテリ１５の充電、および充電に関する制御を行う。車載充電部１４は、充電設備２０から供給される電力を用いて、バッテリ１５を充電する。

バッテリ１５の充電に関する制御は、コネクタ１３と充電設備２０との間で命令および情報を交換することによって行われる。命令および情報の交換は、充電ケーブル３０に含まれる通信線および信号線を介して行われる。電動車両１０の充電に関する電力の授受は、コネクタ１３と充電設備２０との間で、充電ケーブル３０に含まれる電力線を介して行われる。

バッテリ１５は、電動車両１０の走行に用いられる。バッテリ１５は、モータ１７に電力を供給する電力源である。バッテリ１５は、充電設備２０によって充電可能に構成される。バッテリ１５は、たとえばリチウムイオン２次電池によって実現される。

電動車両１０は、バッテリ１５に蓄積された電力を動力源として走行可能に構成される。具体的には、電動車両１０は、バッテリ１５に蓄積された電力をモータ１７に供給して、モータ１７を駆動することによって、走行する。

モータ制御装置１６は、バッテリ１５からモータ１７に供給される電力の量を制御することによって、モータ１７の動作を制御する。モータ１７は、バッテリ１５から供給される電力によって駆動され、電動車両１０が走行するための駆動源となる。

＜充電システムの使用形態の一例＞
図２および図３は、本発明の実施の一形態である充電システム１の使用形態の一例を示す図である。図２では、充電システム１で標準の充電方式として規定される充電方式（以下「規定充電方式」という場合がある）の充電設備である第１充電設備２０Ａを用いる場合を示す。図３では、第１充電設備２０Ａと異なる充電方式の充電設備である第２充電設備２０Ｂを用いる場合を示す。第１充電設備２０Ａおよび第２充電設備２０Ｂは、いずれも、コネクタ１３によって電動車両１０に接続される。

図２に示すように、規定充電方式の第１充電設備が用いられる場合、通信データおよび信号は、コネクタ１３を介して、第１充電設備２０Ａと電動車両１０の車載充電部１４との間で送受信される。車載充電部１４は、第１充電設備２０Ａから受信した通信データおよび信号に基づいて、第１充電設備２０Ａから電力の供給を受ける。

図３に示すように、規定充電方式と異なる充電方式の第２充電設備２０Ｂが用いられる場合、通信データおよび信号は、コネクタ１３を介して、車載変換部１２によって変換されて、第２充電設備２０Ｂと車載充電部１４との間で送受信される。車載充電部１４は、第２充電設備２０Ｂから受信した通信データおよび信号に基づいて、第２充電設備２０Ｂから電力の供給を受ける。

図１に戻って、充電設備２０およびコネクタ１３は、車載変換部１２における変換方式の更新に対応可能に構成される。本実施の形態では、コネクタ１３の形状は、予め定められており、予め定められた形状と異なる形状には対応していない。したがって、予め備えられる、後述の図５に示す複数の車外通信部４７および複数の車外信号処理部４９を利用可能な範囲において、更新された変換方式による充電が可能となっている。

＜充電処理の手順＞
図４は、充電システム１における充電処理の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートの各処理は、電動車両１０の車載変換部１２によって実行される。図４に示すフローチャートの処理は、車載変換部１２に電力が供給されると開始され、ステップＳ１に移行する。

ステップＳ１において、車載変換部１２は、充電ケーブル３０がコネクタ１３に接続されたか否かを判断する。充電ケーブル３０がコネクタ１３に接続されたと判断された場合は、ステップＳ２に移行し、充電ケーブル３０がコネクタ１３に接続されていないと判断された場合は、充電ケーブル３０がコネクタ１３に接続されるまで待機する。

ステップＳ２において、車載変換部１２は、充電設備２０と車載変換部１２との間で、通信データおよび信号の送受信を開始する。充電設備２０と車載変換部１２との間の通信データおよび信号の送受信が開始されると、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３において、車載変換部１２は、通信データおよび信号を変換する通信データ・信号変換処理を行う。通信データ・信号変換処理については、後述する。通信データ・信号変換処理が終了すると、ステップＳ４に移行する。

ステップＳ４において、車載変換部１２は、予め策定された充電計画に基づいて、充電再開時刻か否かを判断する。充電再開時刻であると判断された場合は、ステップＳ５に移行し、充電再開時刻ではないと判断された場合は、ステップＳ６に移行する。充電再開時刻を登録する処理については、図１０のフローチャートにおいて後述する。

ステップＳ５において、車載変換部１２は、車載充電部１４と車載変換部１２との間で、通信データおよび信号の送受信を開始する。車載充電部１４と車載変換部１２との間の通信データおよび信号の送受信が開始されると、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ６において、車載変換部１２は、予め策定された充電計画に基づいて、充電中断時刻か否かを判断する。充電中断時刻であると判断された場合は、ステップＳ７に移行し、充電中断時刻ではないと判断された場合は、ステップＳ８に移行する。充電中断時刻を登録する処理については、図１０のフローチャートにおいて後述する。

ステップＳ７において、車載変換部１２は、車載充電部１４と車載変換部１２との間の送受信を終了し、充電設備２０と車載変換部１２との間の送受信を継続する。車載充電部１４と車載変換部１２との間の送受信が終了すると、ステップＳ８に移行する。

ステップＳ８において、車載変換部１２は、充電設備２０と車載変換部１２との間の通信データおよび信号の送受信が完了したか否かを判断する。充電設備２０と車載変換部１２との間の通信データおよび信号の送受信が完了していないと判断された場合は、ステップＳ３に戻り、充電設備２０と車載変換部１２との間の通信データおよび信号の送受信が完了したと判断された場合は、図４の充電処理の全ての処理手順を終了する。

図４のフローチャートで示される充電処理は、ステップＳ３の通信データ・信号変換処理において、異常が発生したと判断された場合、直ちに終了する。たとえば、後述する図６のステップＳ１２の異常対応処理において異常が検出された場合、具体的には、後述する図９のステップＳ３１において感電または漏電を検出したと判断された場合、および図９のステップＳ３３においてタイムアウトの発生を検出したと判断された場合、図４に示される充電処理は終了する。

＜車載変換部の構成＞
図５は、図１の車載変換部１２の構成を示すブロック図である。車載変換部１２は、充電計画変換部４１、課金・認証部４２、変換方式更新部４３、車内通信部４４、通信データ・信号変換部４５、暗号化／復号化部４６、車外通信部４７、車内信号処理部４８、車外信号処理部４９、漏電・感電監視部５０およびタイムアウト監視部５１を備えて構成される。

充電計画変換部４１は、電動車両１０の外部（以下「車外」という場合がある）との通信である車外通信によって取得された充電計画情報に基づいて、通信データ・信号変換部４５における通信データおよび信号の変換を制御することによって、車載充電部１４を制御する。

課金・認証部４２は、車載充電部１４の代わりに、充電設備２０と電動車両１０との間で、課金および認証の処理（以下「課金・認証処理」という場合がある）を行う。

変換方式更新部４３は、車外通信を用いて、車載変換部１２の機能を更新する。すなわち、本実施の形態では、車載変換部１２は、車外通信部４７および車外信号処理部４９を介して充電設備２０から新たな機能を追加可能に構成されており、この新たな機能の追加は、変換方式更新部４３によって行われる。新たな機能は、たとえば、規定充電方式とは異なる充電方式に対応する充電を行う機能である。

変換方式更新部４３は、具体的には、以下のようにして車載変換部１２の機能を更新する。変換方式更新部４３は、複数の車外通信部４７および複数の車外信号処理部４９の中から、使用する車外通信部４７および車外信号処理部４９を選択する。変換方式更新部４３は、選択した車外通信部４７および車外信号処理部４９を介して、規定充電方式とは異なる充電方式の充電設備に関する設備情報を取得する。変換方式更新部４３は、取得した設備情報に基づいて、通信データ・信号変換部４５における通信データおよび信号の変換の方式を更新する。

変換方式更新部４３は、たとえば、使用する通信データおよび信号、通信データおよび信号の対応、ならびに充電の手順を取得し、充電方式の異なる充電設備２０の充電に対応する。変換方式更新部４３は、後述する図８に示すように、車載充電部１４と通信データ・信号変換部４５との間で送受信される通信データおよび信号が処理される複数の車内通信データ・信号処理の間に、車外通信部４７および車外信号処理部４９の選択、ならびに通信データ・信号変換部４５における変換の方式の更新を行う。

車内通信部４４は、電動車両１０の内部（以下「車内」という場合がある）における通信である車内通信を行う。具体的には、車内通信部４４は、車載充電部１４と接続され、車載充電部１４との間で通信データを送受信可能に構成される。

通信データ・信号変換部４５は、車内通信部４４と車外通信部４７との間で送受信される通信データ、および車内信号処理部４８と車外信号処理部４９との間で送受信される信号の変換を行う。通信データ・信号変換部４５は、少なくとも、予め定める規定充電方式と異なる充電方式の充電設備２０から送信される通信データおよび信号を、車載充電部１４で使用可能な通信データおよび信号に変換する。

暗号化／復号化部４６は、少なくとも、充電設備２０との間の車外通信で送受信される通信データを暗号化する暗号化部として機能する。本実施の形態では、暗号化／復号化部４６は、車外通信のために、通信データの暗号化および復号化を行う。

車外通信部４７は、コネクタ１３を介して、充電設備２０との間で通信データを送受信可能に構成される。未知の充電方式に備えて、複数の車外通信部４７が設けられる。複数の車外通信部４７は、充電設備２０との間で送受信可能な通信データの種類がそれぞれ異なる。

車内信号処理部４８は、車載充電部１４との間で信号を送受信可能に構成される。車内信号処理部４８は、車載充電部１４と接続され、車載充電部１４から与えられる信号、および車載充電部１４に与える信号の処理を行う。

車外信号処理部４９は、充電設備２０との間で信号を送受信可能に構成される。車外信号処理部４９は、充電設備２０から与えられる信号、および充電設備２０に与える信号の処理を行う。未知の充電方式に備えて、複数の車外信号処理部４９が設けられる。複数の車外信号処理部４９は、送受信可能な信号の種類がそれぞれ異なる。

漏電・感電監視部５０は、車載充電部１４における漏電および感電を監視する。具体的には、漏電・感電監視部５０は、車内通信部４４、通信データ・信号変換部４５、暗号化／復号化部４６、車外通信部４７、車内信号処理部４８および車外信号処理部４９から受信した通信データおよび信号に基づいて、車載充電部１４における漏電および感電を監視する。

タイムアウト監視部５１は、通信データ・信号変換部４５から通信データおよび信号の情報を取得してタイムアウトを監視し、電動車両１０の内外でタイムアウトの整合をとる。

ここで、タイムアウトとは、車外の充電設備２０と車載充電部１４との間の通信データおよび信号に関する処理（以下「車外通信データ・信号処理」という場合がある）において、予め定める規定時間以上の時間を要した場合をいう。たとえば、車載変換部１２における充電設備２０との通信データおよび信号の送受信の間隔、車載充電部１４との通信データおよび信号の送受信の間隔を監視したときに、充電設備２０および車載充電部１４との送受信、ならびに車載変換部１２の処理に規定時間以上の時間を要した場合、タイムアウトが発生したと判断される。

＜変換処理の手順＞
図６は、図４のステップＳ３の通信データ・信号変換処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートの各処理は、車載変換部１２を構成する充電計画変換部４１、課金・認証部４２、変換方式更新部４３、車内通信部４４、通信データ・信号変換部４５、暗号化／復号化部４６、車外通信部４７、車内信号処理部４８、車外信号処理部４９、漏電・感電監視部５０およびタイムアウト監視部５１によって実行される。

図６に示すフローチャートの処理は、図４のステップＳ２において充電設備２０と車載変換部１２との間で通信データおよび信号の送受信が開始されると開始され、ステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１において、通信データ・信号変換部４５は、充電設備２０との間で送受信される通信データおよび信号の処理（以下「充電設備２０との通信データ・信号処理」という場合がある）を行う。充電設備２０との通信データ・信号処理が行われると、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２において、通信データ・信号変換部４５、漏電・感電監視部５０およびタイムアウト監視部５１は、車載充電部１４から与えられる通信データおよび信号に基づいて、異常対応処理を行う。異常対応処理の具体的な処理手順については、図９のフローチャートにおいて後述する。異常対応処理が終了すると、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３において、変換方式更新部４３、通信データ・信号変換部４５、暗号化／復号化部４６および車外通信部４７は、充電設備２０から与えられる通信データに基づいて、変換方式更新処理を行う。変換方式更新処理の具体的な処理手順については、図７のフローチャートにおいて一例を後述する。また、充電方式の設定については、図８において一例を後述する。変換方式更新処理が終了すると、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４において、充電計画変換部４１、課金・認証部４２および変換方式更新部４３は、付加機能処理を行う。付加機能処理は、充電計画変換処理、および課金・認証処理を含む。付加機能処理の具体的な処理手順については、図１０のフローチャートにおいて後述する。付加機能処理が終了すると、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５において、通信データ・信号変換部４５は、通信データおよび信号の変換（以下「通信データ・信号変換」という場合がある）が必要であることを示す要変換情報を取得したか否かを判断する。要変換情報を取得したと判断された場合は、ステップＳ１６に移行し、要変換情報を取得していないと判断された場合は、図６の通信データ・信号変換処理の全ての処理手順を終了し、図４のステップＳ４に移行する。

したがって、本実施の形態では、車外の充電設備２０と車載変換部１２との間の通信データおよび信号の送受信処理が連続する場合には、図４のステップＳ３〜ステップＳ８において充電処理が行われる。また、車内の車載充電部１４と車載変換部１２との間の通信データおよび信号の送受信処理が連続する場合には、図６のステップＳ１７〜ステップＳ１９において通信データ・信号変換処理が行われる。

ステップＳ１６において、通信データ・信号変換部４５は、通信データ・信号変換を行う。通信データ・信号変換とは、車外通信によって取得された通信データ（以下「車外通信データ」という場合がある）および信号（以下「車外信号」という場合がある）を、車内通信で使用される通信データ（以下「車内通信データ」という場合がある）および信号（以下「車内信号」という場合がある）に変換することをいう。通信データ・信号変換が行われると、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７において、車内通信部４４および車内信号処理部４８は、車載充電部１４との通信データ・信号処理を行う。具体的には、車内通信部４４および車内信号処理部４８は、通信データ・信号変換によって得られた通信データおよび信号を車載充電部１４に送信する。また車内通信部４４および車内信号処理部４８は、車載充電部１４から通信データおよび信号を受信する。車載充電部１４との通信データ・信号処理が行われると、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８において、通信データ・信号変換部４５、漏電・感電監視部５０およびタイムアウト監視部５１は、車載充電部１４および充電設備２０から与えられる通信データおよび信号に基づいて、ステップＳ１２と同様にして、異常対応処理を行う。異常対応処理が終了すると、ステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１９において、通信データ・信号変換部４５は、通信データ・信号逆変換が有るか否か、すなわち通信データおよび信号を逆変換する必要があるか否かを判断する。通信データ・信号逆変換が有ると判断された場合は、ステップＳ２０に移行し、通信データ・信号逆変換が無いと判断された場合は、ステップＳ１７に戻る。

ステップＳ２０において、通信データ・信号変換部４５は、通信データ・信号逆変換を行う。通信データ・信号逆変換とは、車内通信データおよび車内信号を、車外通信データおよび車外信号に変換することをいう。通信データ・信号逆変換が行われると、図６の通信データ・信号変換処理の全ての処理手順を終了し、図４のステップＳ４に移行する。

＜変換方式更新処理の手順＞
図７は、図６のステップＳ１３の変換方式更新処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートの各処理は、変換方式更新部４３、通信データ・信号変換部４５、暗号化／復号化部４６および車外通信部４７によって実行される。図７に示すフローチャートの処理は、図６のステップＳ１２の異常対応処理が終了してステップＳ１３に移行すると開始され、ステップＳ２１に移行する。

ステップＳ２１において、通信データ・信号変換部４５は、暗号化／復号化部４６を介して車外通信部４７から、変換方式の更新を要求するデータである変換方式更新要求データを取得したか否かを判断する。変換方式更新要求データを取得したと判断された場合は、ステップＳ２２に移行する。変換方式更新要求データを取得していないと判断された場合は、図７の変換方式更新処理の全ての処理手順を終了し、図６のステップＳ１４に移行する。

ステップＳ２２において、通信データ・信号変換部４５は、暗号化／復号化部４６、車外通信部４７およびコネクタ１３を介して、充電設備２０に接続されるインターネットなどの車外ネットワークと接続する。車外ネットワークと接続されると、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３において、通信データ・信号変換部４５、暗号化／復号化部４６および車外通信部４７は、車外ネットワークを介して、車外ネットワークに接続されているサーバ装置から、車外通信データ・信号処理における通信手段、通信データ、信号線、信号、および各通信処理のタイムアウトに関する情報を取得する。車外通信データ・信号処理における通信手段、通信データ、信号線、信号、および各通信処理のタイムアウトに関する情報を取得すると、ステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４において、変換方式更新部４３は、ステップＳ２３で取得した情報の中に通信データ・信号変換が必要な情報があるか否か、すなわち通信データ・信号変換を行う必要があるか否かを判断する。取得した情報の中に通信データ・信号変換が必要な情報があると判断された場合は、ステップＳ２５に移行し、取得した情報の中に通信データ・信号変換が必要な情報がないと判断された場合は、ステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２５において、変換方式更新部４３は、通信データ・信号変換の対応付けを行う。具体的には、変換方式更新部４３は、ステップＳ２３で取得した情報に含まれる車外通信データおよび車外信号から、車内通信データおよび車内信号への通信データ・信号変換の対応付けを行う。通信データ・信号変換の対応付けが行われると、ステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６において、変換方式更新部４３は、ステップＳ２３で取得した情報の中に通信データ・信号逆変換が必要な情報があるか否か、すなわち通信データ・信号逆変換を行う必要があるか否かを判断する。取得した情報の中に通信データ・信号逆変換が必要な情報があると判断された場合は、ステップＳ２７に移行し、取得した情報の中に通信データ・信号逆変換が必要な情報がないと判断された場合は、ステップＳ２８に移行する。

ステップＳ２７において、変換方式更新部４３は、通信データ・信号逆変換の対応付けを行う。具体的には、変換方式更新部４３は、車内通信データおよび車内信号から、先にステップＳ２８において割当てた車外通信データおよび車外信号への通信データ・信号逆変換の対応付けを行う。通信データ・信号逆変換の対応付けが行われると、ステップＳ２８に移行する。

ステップＳ２８において、変換方式更新部４３は、ステップＳ２３からステップＳ２７で取得した充電方式の情報に基づいて、車外通信データ・信号処理の割当てを行う。

ステップＳ２９において、変換方式更新部４３は、車外通信データ・信号処理の割当てが完了したか否かを判断する。割当てが完了していないと判断された場合は、ステップＳ２３に戻り、割当てが完了していると判断された場合は、図７の変換方式更新処理の全ての処理手順を終了し、図６のステップＳ１４に移行する。

＜充電方式の設定の一例＞
ここで、充電方式の設定例を説明する。図８は、充電方式の設定の一例を示す図である。充電方式の設定は、既存の充電方式に従う車載充電部１４と通信データ・信号変換部４５との間の車内通信で送受信される通信データおよび信号を処理する複数の車内通信データ・信号処理の間に、車外通信で送受信される通信データおよび信号を処理する車外通信データ・信号処理を設定することによって行われる。各車外通信データ・信号処理において、使用する車外通信部４７、送受信データ、車外信号処理部４９、信号、車内通信の通信データおよび信号の対応が設定され、処理手順が決定される。

図８では、車外から車内への通信データおよび信号の変換を正の方向とし、車内から車外への通信データおよび信号の変換を逆の方向とし、それぞれ通信データ・信号変換処理、通信データ・信号逆変換処理という。以下の説明では、通信データ・信号変換処理を、単に「変換処理」という場合がある。また、通信データ・信号逆変換処理を、単に「逆変換処理」という場合がある。

本実施の形態では、一つの車外通信データ・信号処理には一つ以上の通信データおよび信号を設定し、通信データ・信号変換処理を行うまでを一まとまりとする。車外通信データ・信号処理で処理される通信データおよび信号の更新は、図７のフローチャートのステップＳ２３およびステップＳ２８の処理の繰り返しによる情報の取得によって行われる。

通信データ・信号変換処理および通信データ・信号逆変換処理では、設定した対応に従って、通信データおよび信号の変換または逆変換を行う。

車外通信データ・信号処理によって充電設備２０に送信される通信データおよび信号は、車内通信データ・信号処理によって車載充電部１４から受信される通信データおよび信号を逆変換して取得される。

車外通信データ・信号処理によって充電設備２０から受信される通信データおよび信号は、変換処理が行われ、車内通信データ・信号処理によって車載充電部１４に送信される通信データおよび信号として使用される。

この変換および逆変換の更新は、図７のフローチャートのステップＳ２５およびステップＳ２７の各処理によって行われる。

通信データおよび信号の対応がない場合、すなわち、車外と車内との間で対応する通信データおよび信号がない場合、逆変換処理および変換処理は設定しなくてもよい。この場合は、車内通信データ・信号処理が連続する。図８では、車内通信データ・信号処理２と車内通信データ・信号処理３とが連続する例を示している。

車外通信データ・信号処理Ｎ（Ｎは自然数）によって受信された通信データおよび信号は、通信データ・信号変換処理Ｎによって、充電処理に必要な通信データおよび信号に変換され、車内通信の通信データおよび信号として送信される。

車内通信データ・信号処理Ｎによって受信された通信データおよび信号は、通信データ・信号逆変換処理Ｎによって車外通信データ・信号処理Ｎ＋１に必要な通信データおよび信号に変換され、車外通信の通信データおよび信号として送信される。

＜異常対応処理の手順＞
図９は、図６のステップＳ１２およびステップＳ１８の異常対応処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートの各処理は、車内通信部４４、通信データ・信号変換部４５、暗号化／復号化部４６、車外通信部４７、車内信号処理部４８、車外信号処理部４９、漏電・感電監視部５０およびタイムアウト監視部５１によって実行される。図９に示すフローチャートの処理は、図６のステップＳ１１の充電設備２０との通信データ・信号処理が終了してステップＳ１２に移行するか、または図６のステップ１７の車載充電部１４との通信データ・信号処理が終了してステップＳ１８に移行すると開始され、ステップＳ３１に移行する。

ステップＳ３１において、漏電・感電監視部５０は、車内通信部４４、通信データ・信号変換部４５、暗号化／復号化部４６、車外通信部４７、車内信号処理部４８および車外信号処理部４９から受信した通信データおよび信号に基づいて、車載充電部１４における感電または漏電を検出したか否かを判断する。感電または漏電を検出したと判断された場合は、ステップＳ３２に移行し、感電または漏電を検出していないと判断された場合は、ステップＳ３３に移行する。

ステップＳ３２において、漏電・感電監視部５０は、緊急充電停止処理を行う。緊急充電停止処理とは、車載充電部１４に緊急充電停止を通知するように、漏電・感電監視部５０が通信データ・信号変換部４５に指示する処理、および充電設備２０に充電停止を通知するように、漏電・感電監視部５０が通信データ・信号変換部４５に指示する処理をいう。緊急充電停止処理が行われると、前述の図４に示す充電処理の全ての処理手順を終了する。

ステップＳ３３において、タイムアウト監視部５１は、タイムアウトの発生を検出したか否かを判断する。タイムアウトの発生を検出したと判断された場合は、ステップＳ３４に移行し、タイムアウトの発生を検出していないと判断された場合は、図９の異常対応処理の全ての処理手順を終了し、図６のステップＳ１３またはステップＳ１９に移行する。

ステップＳ３４において、タイムアウト監視部５１は、タイムアウト充電停止処理を行う。タイムアウト充電停止処理とは、電動車両１０の外部の構成、または電動車両１９の内部の構成のうち、タイムアウトが発生していない方に充電停止の通信データおよび信号を送信するように、タイムアウト監視部５１が通信データ・信号変換部４５に指示し、充電を停止する処理をいう。タイムアウト充電停止処理が行われると、前述の図４に示す充電処理の全ての処理手順を終了する。

＜付加機能処理の手順＞
図１０は、図６のステップＳ１４の付加機能処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートの各処理は、充電計画変換部４１、課金・認証部４２、通信データ・信号変換部４５、暗号化／復号化部４６および車外通信部４７によって実行される。図１０に示すフローチャートの処理は、図６のステップＳ１３の変換方式更新処理が終了してステップＳ１４に移行すると開始され、ステップＳ４１に移行する。

ステップＳ４１において、通信データ・信号変換部４５は、暗号化／復号化部４６、車外通信部４７およびコネクタ１３を介して充電設備２０から充電計画情報を取得したか否かを判断する。充電計画情報を取得したと判断された場合は、ステップＳ４２に移行し、充電計画情報を取得していないと判断された場合は、ステップＳ４３に移行する。

ステップＳ４２において、通信データ・信号変換部４５は、取得した充電計画情報に基づいて、充電再開時刻および充電中断時刻を登録する。充電再開時刻および充電中断時刻を登録すると、ステップＳ４３に移行する。充電再開時刻であるか否かを判断する処理、および充電中断時刻であるか否かを判断する処理は、前述の図４のステップＳ４およびステップＳ６において実行される。

ステップＳ４３において、通信データ・信号変換部４５は、課金・認証データを取得したか否かを判断する。課金・認証データを取得したと判断された場合は、ステップＳ４４に移行し、課金・認証データを取得していないと判断された場合は、図１０の付加機能処理の全ての処理手順を終了し、図６のステップＳ１５に移行する。

ステップＳ４４において、課金・認証部４２は、課金・認証処理を行う。課金・認証処理が行われると、図１０の付加機能処理の全ての処理手順を終了し、図６のステップＳ１５に移行する。

ステップＳ４４の課金・認証処理に必要な使用者の情報は、たとえば、電動車両１０の識別子、または充電設備２０において受け付けるクレジットカードの情報などとする。

＜構成と効果＞
以上のように本実施の形態の充電システム１によれば、充電設備２０と車載充電部１４との間で送受信される通信データおよび信号が、車載変換部１２によって変換される。車載変換部１２は、通信データ・信号変換部４５と、複数の車外通信部４７と、複数の車外信号処理部４９と、変換方式更新部４３とを有する。通信データ・信号変換部４５によって、予め定める充電方式と異なる充電方式の充電設備２０から送信される通信データおよび信号が、車載充電部１４で使用可能な通信データおよび信号に変換される。

変換方式更新部４３によって、使用する車外通信部４７および車外信号処理部４９が選択され、選択された車外通信部４７および車外信号処理部４９を介して、異なる充電方式の充電設備２０に関する設備情報が取得され、取得された設備情報に基づいて、通信データ・信号変換部４５における通信データおよび信号の変換の方式が更新される。

これによって、予め定める充電方式と異なる充電方式の充電設備２０を利用して電動車両１０のバッテリ１５を充電することが可能となる。したがって、充電方式などが異なる種々の充電設備２０を利用して充電することができる充電システム１を実現することができる。

具体的には、本実施の充電システム１では、車載変換部１２が車載充電部１４に装着される。これによって、たとえば充電設備２０の機能が変更された場合に、充電設備２０との間で通信データおよび信号を変換しつつ、充電設備２０に新たに備わった機能を提供することができる。したがって、車載充電部１４の機能に限定されることなく、異なる機能を有する充電設備２０による充電が可能となる。

また、たとえば、使用者が電動車両１０を購入した後であっても、変換方式更新処理を行うことによって、新しい充電方式への対応が可能となる。

また本実施の形態では、車載変換部１２の変換方式更新部４３は、車載充電部１４と通信データ・信号変換部４５との間で送受信される通信データおよび信号が処理される複数の通信データ・信号処理の間に、車外通信部４７および車外信号処理部４９の選択、ならびに通信データ・信号変換部４５における変換の方式の更新を行う。これによって、車載充電部１４と充電設備２０との間の送受信を速やかに行うことができるので、バッテリ１５の充電を円滑に行うことができる。

また本実施の形態では、車載変換部１２は、車外通信部４７および車外信号処理部４９を介して充電設備２０から新たな機能を追加可能に構成される。これによって、新たな機能を備える充電設備に対応可能な充電システム１を実現することができる。

また本実施の形態では、車載変換部１２は、充電設備２０との間で送受信される通信データを暗号化する暗号化部として機能する暗号化／復号化部４６を備える。これによって、車載充電部１４と充電設備２０との間で送受信される通信データが外部に漏洩した場合に、改ざんされたり、悪用されたりすることを防ぐことができる。

また本実施の形態では、車載変換部１２は、充電設備２０と車載充電部１４との間の通信データおよび信号に関する処理においてタイムアウトを監視するタイムアウト監視部５１を備える。これによって、異常が発生した場合に、即座に充電処理を中止させることができる。したがって、より安全に充電を行うことができる。

また本実施の形態では、車載変換部１２は、車載充電部１４における漏電および感電を監視する漏電・感電監視部５０を有する。これによって、より安全に充電を行うことができる。

また本実施の形態では、車載変換部１２は、充電設備２０によって策定されるバッテリ１５の充電計画を表す充電計画情報に基づいて、通信データ・信号変換部４５における通信データおよび信号の変換を制御することによって、車載充電部１４を制御する充電計画変換部４１を備える。これによって、効率的に充電を行うことができる。

また本実施の形態では、車載変換部１２は、充電設備２０と電動車両１０との間で課金および認証の少なくとも一方の処理を行う課金・認証部４２を有する。これによって、利用者の利便性を向上させることができる。

以上に述べた本実施の形態では、車載変換部１２の通信データ・信号変換部４５における通信データおよび信号の変換方式の更新は、充電設備２０の充電方式の設定を表す設定情報に基づいて行われる。充電設備２０の充電方式の設定情報は、本実施の形態では、暗号化／復号化部４６、車外通信部４７およびコネクタ１３を介して、充電設備２０に接続されるインターネットなどの車外ネットワークから取得される。

充電設備２０の充電方式の設定情報の取得方法は、これに限定されない。たとえば、車載変換部１２を、持ち運び可能な記憶媒体と接続可能に構成しておき、車載変換部１２に記憶媒体を接続して、記憶媒体に記憶された充電方式の設定情報を読み出すことによって取得されてもよい。

また本実施の形態では、変換部である車載変換部１２は、電動車両１０に設けられるが、変換部は、これに限定されず、電動車両１０の外部に設けられてもよい。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素を適宜、変更または省略することが可能である。

１ 充電システム、１０ 電動車両、１１ 車両制御部、１２ 車載変換部、１３ コネクタ、１４ 車載充電部、１５ バッテリ、１６ モータ制御部、１７ モータ、２０ 充電設備、２０Ａ 第１充電設備、２０Ｂ 第２充電設備、３０ 充電ケーブル、４１ 充電計画変換部、４２ 課金・認証部、４３ 変換方式更新部、４４ 車内通信部、４５ 通信データ・信号変換部、４６ 暗号化／復号化部、４７ 車外通信部、４８ 車内信号処理部、４９ 車外信号処理部、５０ 漏電・感電監視部、５１ タイムアウト監視部。

Claims (8)

1. バッテリに蓄積された電力を動力源として走行可能な電動車両の前記バッテリを充電する充電システムであって、
   前記電動車両に設けられ、充電設備から供給される電力を用いて前記バッテリを充電する車載充電部と、
   前記充電設備と前記車載充電部との間で送受信される通信データおよび信号を変換する変換部とを備え、
   前記変換部は、
   予め定める充電方式と異なる充電方式の充電設備から送信される通信データおよび信号を、前記車載充電部で使用可能な通信データおよび信号に変換する通信データ・信号変換部と、
   前記充電設備との間で通信データを送受信可能に構成され、送受信可能な通信データの種類がそれぞれ異なる複数の車外通信部と、
   前記充電設備との間で信号を送受信可能に構成され、送受信可能な信号の種類がそれぞれ異なる複数の車外信号処理部と、
   前記複数の車外通信部および前記複数の車外信号処理部の中から、使用する前記車外通信部および前記車外信号処理部を選択し、選択した前記車外通信部および前記車外信号処理部を介して前記異なる充電方式の充電設備に関する設備情報を取得し、取得した前記設備情報に基づいて、前記通信データ・信号変換部における前記通信データおよび前記信号の変換の方式を更新する変換方式更新部とを有することを特徴とする充電システム。
2. 前記変換方式更新部は、前記車載充電部と前記通信データ・信号変換部との間で送受信される前記通信データおよび前記信号が処理される複数の通信データ・信号処理の間に、前記車外通信部および前記車外信号処理部の選択、ならびに前記通信データ・信号変換部における前記変換の方式の更新を行うことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
3. 前記変換部は、前記車外通信部および前記車外信号処理部を介して前記充電設備から新たな機能を追加可能に構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の充電システム。
4. 前記変換部は、前記充電設備との間で送受信される前記通信データを暗号化する暗号化部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の充電システム。
5. 前記変換部は、前記充電設備と前記車載充電部との間の前記通信データおよび前記信号に関する処理において予め定める規定時間以上の時間を要するタイムアウトを監視するタイムアウト監視部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の充電システム。
6. 前記変換部は、前記車載充電部における漏電および感電を監視する漏電・感電監視部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の充電システム。
7. 前記変換部は、前記充電設備によって策定される前記バッテリの充電計画を表す充電計画情報に基づいて、前記通信データ・信号変換部における前記通信データおよび信号の変換を制御することによって、前記車載充電部を制御する充電計画変換部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の充電システム。
8. 前記変換部は、前記充電設備と前記電動車両との間で課金および認証の少なくとも一方の処理を行う課金・認証部を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の充電システム。

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