JP6551424B2

JP6551424B2 - 充電制御装置及び充電制御方法

Info

Publication number: JP6551424B2
Application number: JP2017001624A
Authority: JP
Inventors: 慶幸土屋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2019-07-31
Anticipated expiration: 2037-01-10
Also published as: JP2018113744A; CN108284759B; CN108284759A; US10486540B2; US20180194238A1

Description

本開示は、車両に搭載された蓄電装置を車両の外部の電源により充電する外部充電の実行を制御する充電制御装置及び充電制御方法に関し、特に、時刻スケジュールに従って外部充電を実行するタイマー充電の技術に関する。

特開２０１４−１０７９３４号公報（特許文献１）は、タイマー充電モードで外部充電を実行可能な車両を開示する。この特許文献１には、外部充電の一時停止時及び再開時に動作するリレーの劣化防止という観点では、外部充電の一時停止回数を最小限に抑えることが望ましいことが開示されている（特許文献１の段落０００６参照）。一方、この特許文献１には、外部充電時の電気料金に基づいて、外部充電を優先的に行なう時間帯（優先時間帯）が電気料金の安い時間帯に設定され得ること、その場合に優先時間帯が複数設定され得ることが開示されている（特許文献１の段落００４０参照）。

特開２０１４−１０７９３４号公報

外部充電時の電気料金に基づいて、外部充電を優先的に行なう時間帯が電気料金の安い時間帯に設定される場合、電気料金の設定によっては、外部充電を行なう時間帯が複数の時間帯に分割して設定され得る。これにより、外部充電の実行及び停止に伴なって作動する機器（たとえば充電経路に設けられる充電リレー）の作動回数が増加し、上記機器が故障するリスクが高まる。

それゆえに、本開示の目的は、外部充電の実行を制御する充電制御装置及び充電制御方法において、安価な外部充電を追求しつつ、外部充電の実行及び停止に伴なって作動する機器の作動回数の増加を抑制することである。

本開示の充電制御装置は、車両に搭載された蓄電装置を車両の外部の電源により充電する外部充電の実行を制御する充電制御装置であって、制御部と、取得部とを備える。車両は、外部充電の実行及び停止に伴なって作動する機器を含む。制御部は、時刻スケジュールに従って外部充電を開始するタイマー充電を実行する。取得部は、電源から供給される電力についての、所定の時間帯毎の電気料金に関する情報を取得する。そして、制御部は、外部充電の開始から終了まで外部充電を停止することなく連続して外部充電を実行し、かつ、外部充電が連続して実行される場合の電気料金が最も安価となる時間に外部充電を実行するように、時刻スケジュールを決定する。

また、本開示の充電制御方法は、車両外部の電源から供給される電力についての、所定の時間帯毎の電気料金に関する情報を取得するステップと、外部充電の開始から終了まで外部充電を停止することなく連続して外部充電を実行し、かつ、外部充電が連続して実行される場合の電気料金が最も安価となる時間に外部充電を実行するように、外部充電の時刻スケジュールを決定するステップと、決定された時刻スケジュールに従って外部充電を開始するタイマー充電を実行するステップとを含む。

上記の充電制御装置及び充電制御方法においては、外部充電の開始から終了まで外部充電を停止することなく連続して外部充電が実行されるので、外部充電の実行及び停止に伴なって作動する機器（充電経路に設けられるリレー等）の作動回数の増加が抑制される。また、外部充電が連続して実行される場合の電気料金が最も安価となる時間に外部充電を実行するように時刻スケジュールが決定されるので、電気料金も抑えられる。したがって、この充電制御装置及び充電制御方法によれば、安価な外部充電を追求しつつ、外部充電の実行及び停止に伴なって作動する機器の作動回数の増加を抑制することができる。

制御部は、ユーザの要求に従って設定された要求時刻スケジュールが、外部充電の開始から終了までの間に外部充電の停止を含むものである場合においても、外部充電の開始から終了まで外部充電を停止することなく連続して外部充電を実行し、かつ、外部充電が連続して実行される場合の電気料金が最も安価となる時間に外部充電を実行するように、時刻スケジュールを決定する。

上記の構成によれば、安価な外部充電を追求しつつ、ユーザの要求が優先されて上記機器の作動回数が増加するのを抑制することができる。

外部充電の実行及び停止に伴なって作動する機器は、電源から蓄電装置への充電経路に設けられるリレーを含む。制御部は、リレーの総作動回数がしきい値を超える場合に、時刻スケジュールを決定する処理を実行する。

上記のしきい値は、たとえばリレーの耐久作動回数に基づいて設定される。そして、上記の構成によれば、リレーの総作動回数がしきい値を超えた場合に限り、リレーの作動回数の増加が抑制される。一方、リレーの総作動回数がしきい値以下であれば、たとえば、リレーの作動回数を考慮することなく、電気料金が相対的に安い複数の時間帯に分割して最安価な外部充電を追求し得る。

充電制御装置は、ユーザによる要求時刻スケジュールから上記の決定された時刻スケジュールへの変更をユーザに報知するための報知部をさらに備える。

この構成によれば、ユーザは、リレーの総作動回数の増加を抑制するために時刻スケジュールが変更されたことを認識することができる。

本開示によれば、外部充電の実行を制御する充電制御装置及び充電制御方法において、安価な外部充電を追求しつつ、外部充電の実行及び停止に伴なって作動する機器の作動回数の増加を抑制することができる。

本開示の実施の形態に従う充電制御装置が適用される車両充電システムを示した図である。図１に示す車両の構成を概略的に示したブロック図である。図２に示すＥＣＵにより実行されるタイマー充電の処理手順を説明するフローチャートである。第１時刻スケジュール及び第２時刻スケジュールの作成例を示した図である。第１時刻スケジュールを作成するための処理手順の一例を示したフローチャートである。第２時刻スケジュールを作成するための処理手順の一例を示したフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本開示の実施の形態に従う充電制御装置が適用される車両充電システムを示した図である。図１を参照して、車両充電システム１は、車両１０と、給電設備２０と、データセンター３０とを備える。

車両１０は、車両外部の給電設備２０から電力の供給を受け、車載の蓄電装置（図示せず）を充電可能に構成される。すなわち、車両１０は、外部充電を実行可能に構成される。一例として、車両１０は、給電設備２０から延びる充電ケーブルの先端に設けられる充電コネクタを車両１０のインレットに接続することによって給電設備２０から受電する。なお、車両１０は、給電設備２０から交流電力が供給される送電コイルから磁界を通じて非接触で受電する受電コイルを車両１０に搭載することによって受電するものとしてもよい。車両１０は、たとえば、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行可能なハイブリッド車両や電気自動車等の電動車両である。

この車両１０は、時刻スケジュールに従って外部充電を開始するタイマー充電を実行可能に構成される。この実施の形態では、たとえば車両１０の出発予定時刻がユーザにより設定され、出発予定時刻に従って、外部充電時の電気料金や外部充電に要する時間等を考慮して、タイマー充電の時刻スケジュールが決定される。そして、この時刻スケジュールに従って、車両１０において給電設備２０により蓄電装置の充電が実行される。なお、時刻スケジュールの決定方法については、後ほど詳しく説明する。

車両１０は、図示されない通信手段によってデータセンター３０と通信可能に構成される。そして、車両１０は、タイマー充電の時刻スケジュールを作成するにあたり、給電設備２０から供給される電力についての、所定の時間帯毎の電気料金に関する情報を、通信手段によってデータセンター３０から取得する。

給電設備２０は、車両１０に搭載された蓄電装置を充電するための電力を車両１０へ供給する電源である。この実施の形態では、給電設備２０は、自宅の駐車場に設けられるものとするが、自宅以外の駐車設備に設けられるものであってもよい。給電設備２０は、車両１０からの給電要求に従って車両１０へ充電電力を供給する。

データセンター３０は、図示しない通信手段によって車両１０と通信可能に構成される。データセンター３０は、たとえば電力会社によって管理されるサーバであり、電気料金プラン（時間帯毎の電気料金単価）を管理するとともに、車両１０の外部充電時に適用される電気料金プランを含む電気料金情報を車両１０へ送信する。車両１０は、データセンター３０から取得される電気料金プランを反映して、タイマー充電の時刻スケジュールを作成することができる。

なお、この実施の形態では、車両１０の外部充電時に適用される電気料金プランは、データセンター３０から車両１０へ送信されるものとしているが、車両１０や車両１０と通信可能な携帯端末等において、ユーザが時間帯毎の電気料金単価を入力することによって電気料金プランを設定するものとしてもよい。

図２は、図１に示した車両１０の構成を概略的に示したブロック図である。図２を参照して、車両１０は、受電部１１０と、充電器１２０と、充電リレー１２５と、蓄電装置１３０と、駆動装置１４０と、ＥＣＵ（Electric Control Unit）１５０と、ＭＩＤ（Multi Information Display）１６０と、ＤＣＭ（Data Communication Module）１７０とを備える。

受電部１１０は、給電設備２０（図１）から供給される電力を受ける電力インターフェースであり、たとえば、給電設備２０から延びる充電ケーブルのコネクタを接続可能なインレットによって構成される。なお、送受電コイルを用いた非接触電力伝送が採用される場合には、受電部１１０は、給電設備２０に電気的に接続される送電コイルから磁界を通じて非接触で受電する受電コイルによって構成される。

充電器１２０は、ＥＣＵ１５０によって制御され、受電部１１０によって受電された電力の電圧を蓄電装置１３０の電圧レベルに変換して蓄電装置１３０へ出力する。充電器１２０は、たとえば整流器やインバータ等を含んで構成される。

充電リレー１２５は、充電器１２０と蓄電装置１３０との間の電路に設けられ、ＥＣＵ１５０によって制御される。充電リレー１２５は、外部充電の開始とともに導通状態（ＯＮ）に制御され、外部充電の停止とともに電力遮断状態（ＯＦＦ）に制御される。

なお、外部充電が複数の充電区間に分割されて実行される場合には、外部充電は一時的に停止される。外部充電の停止中は、安全性の確保や部品保護等の観点から、充電リレー１２５は電力遮断状態に制御される。そして、外部充電の再開に伴なって、充電リレー１２５は再び導通状態に制御される。

蓄電装置１３０は、充電器１２０から出力される電力を蓄えるとともに、蓄えられた電力を駆動装置１４０へ供給することができる。蓄電装置１３０は、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層キャパシタ等を含んで構成される。蓄電装置１３０は、駆動装置１４０において発電される電力も蓄えることができる。

駆動装置１４０は、駆動輪（図示せず）を駆動して車両１０が走行するための駆動力を発生する。特に図示しないが、駆動装置１４０は、蓄電装置１３０から電力の供給を受けるコンバータやインバータ、インバータにより駆動されて駆動輪を駆動するとともに車両１０の制動時等に回生発電を行なうモータ等を含む。なお、駆動装置１４０は、蓄電装置１３０を充電するための電力を発生するジェネレータと、そのジェネレータを駆動可能なエンジンとを含んでもよい。

ＭＩＤ１６０は、車両１０における種々の情報を表示するとともにユーザが操作入力可能な表示装置であり、たとえば、タッチ入力可能な液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等を含んで構成される。この車両１０では、時刻スケジュールに従って外部充電が開始されるタイマー充電を実行可能であり、ユーザは、ＭＩＤ１６０を操作することによってタイマー充電を要求することができる。この実施の形態では、ＭＩＤ１６０は、外部充電が実行された後の車両１０の出発予定時刻をユーザが入力可能に構成される。そして、入力された出発予定時刻に基づき決定される時刻スケジュールに従って、ＥＣＵ１５０によりタイマー充電が実行される。

ＤＣＭ１７０は、車両外部の無線通信可能な設備と無線通信を行なうための通信装置である。この実施の形態では、ＤＣＭ１７０は、データセンター３０（図１）の通信装置と無線通信可能であり、車両１０の外部充電時に適用される電気料金プランを含む電気料金情報をデータセンター３０から受信してＥＣＵ１５０へ送信する。

ＥＣＵ１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、車両１０における各種制御を行なう。代表的なものとして、ＥＣＵ１５０は、スタートスイッチ等がオンされて駆動装置１４０を含む走行システムの起動が要求されると、駆動装置１４０を制御することによって車両１０の走行制御を実行する。

また、ＥＣＵ１５０は、ユーザがＭＩＤ１６０を操作することによってタイマー充電が要求されると、タイマー充電の時刻スケジュールを決定し、その決定された時刻スケジュールに従って外部充電を実行する（タイマー充電）。具体的には、ＥＣＵ１５０は、データセンター３０から電気料金情報を取得し、ＭＩＤ１６０において設定された出発予定時刻に従って、電気料金プランを考慮して時刻スケジュールを決定する（詳細は後述）。そして、時刻スケジュールに従う外部充電開始時刻が到来すると、ＥＣＵ１５０は、充電リレー１２５を導通状態に制御し、充電器１２０を制御して外部充電を開始する。外部充電の実行中、ＥＣＵ１５０は、蓄電装置１３０のＳＯＣを監視し、ＳＯＣが充電目標値（たとえば満充電ＳＯＣ）に達すると、外部充電が完了したものとして充電器１２０を停止するとともに充電リレー１２５を電力遮断状態に制御する。

＜タイマー充電の時刻スケジュールの決定方法＞
電気料金プラン（時間帯毎の電気料金単価）に基づいて単に外部充電による電気料金が最も安価となるようにタイマー充電の時刻スケジュールを決定するものとすると、電気料金プランによっては、外部充電を行なう時間帯が複数の時間帯に分割して設定され得る。これにより、外部充電の実行及び停止（一時停止及び再開含む。）に伴なって作動する充電リレー１２５その他機器の作動回数が増加し、充電リレー１２５等が故障するリスクが高まる。

そこで、この実施の形態に従う充電制御装置においては、外部充電の開始から終了まで（たとえば満充電状態に達するまで）外部充電を停止することなく連続して外部充電が実行され、かつ、外部充電が連続して実行される場合の電気料金が最も安価となる時間に外部充電を実行するように、時刻スケジュールが決定される。これにより、外部充電の開始から終了まで外部充電を停止することなく連続して外部充電が実行されるので、外部充電の実行及び停止に伴なって作動する充電リレー１２５その他機器の作動回数が抑制される。また、外部充電が連続して実行される場合の電気料金が最も安価となる時間に外部充電を実行するように時刻スケジュールが決定されるので、電気料金も抑えられる。したがって、この充電制御装置によれば、安価な外部充電を追求しつつ、外部充電の実行及び停止に伴なって作動する充電リレー１２５等の作動回数の増加を抑制することができる。

図３は、図２に示したＥＣＵ１５０により実行されるタイマー充電の処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、たとえば、ＭＩＤ１６０においてユーザによりタイマー充電の操作（出発予定時刻の入力並びにタイマー充電の実行指示）が行なわれると開始される。

図３を参照して、ＥＣＵ１５０は、車両１０による帰宅時刻を取得する（ステップＳ１０）。ユーザによるタイマー充電の操作が帰宅して降車する前に行なわれる場合には、ＥＣＵ１５０は、タイマー充電の操作が行なわれた現在時刻を帰宅時刻として取得する。帰宅前にタイマー充電の設定が行なわれる場合には、ＥＣＵ１５０は、たとえばＭＩＤ１６０においてユーザにより入力された帰宅予定時刻を帰宅時刻として取得する。

また、ＥＣＵ１５０は、ＭＩＤ１６０においてユーザにより入力された出発予定時刻（タイマー設定値）をＭＩＤ１６０から取得する（ステップＳ１５）。さらに、ＥＣＵ１５０は、蓄電装置１３０のＳＯＣや、外部充電の充電レート等のデータを取得する（ステップＳ２０）。外部充電の充電レートは、外部充電時に給電設備２０から充電器１２０を通じて蓄電装置１３０へ供給される電力の大きさであり、たとえば充電器１２０の定格電力である。

次いで、ＥＣＵ１５０は、外部充電による必要充電量Ｗｔを算出する（ステップＳ２５）。必要充電量Ｗｔは、外部充電が完了とされる蓄電装置１３０の満充電状態に対する不足充電量（満充電状態のＳＯＣと現在のＳＯＣとの差分）に従って算出することができる。

さらに、ＥＣＵ１５０は、必要充電量Ｗｔを充電するための正味充電所要時間Ｔｃｈを算出する（ステップＳ３０）。正味充電所要時間Ｔｃｈは、必要充電量Ｗｔを充電するのに実質的に必要な時間であり、ステップＳ２０において取得された充電レートで必要充電量Ｗｔを除算することによって算出することができる。

また、ＥＣＵ１５０は、ＤＣＭ１７０を通じてデータセンター３０から電気料金情報を取得する（ステップＳ３５）。上述のように、電気料金情報は、時間帯毎の電気料金単価を示す情報（電気料金プラン）を含む。

そして、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１５において取得された出発予定時刻（タイマー設定値）に従って、電気料金プランを考慮して、電気料金が最も安価となる時刻スケジュールを作成する（以下、ここで作成される時刻スケジュールを「第１時刻スケジュール」と称する。）。すなわち、この第１時刻スケジュールは、ユーザの要求（タイマー設定値）に従って作成される「要求時刻スケジュール」であり、外部充電の充電区間の分割が許容され、帰宅時刻から出発予定時刻までの電気料金プランに基づいて、電気料金単価の低い時間帯で優先的に外部充電が行なわれるように作成される。第１時刻スケジュールの具体的な作成方法については、後ほど一例が示される。

次いで、ＥＣＵ１５０は、第１時刻スケジュールに従って外部充電が実行される場合の充電リレー１２５の作動回数をこれまでの充電リレー１２５の総作動回数（車両１０が製造されてからの総作動回数）に加算することにより、仮に第１時刻スケジュールに従って外部充電が実行される場合の充電リレー１２５の総作動回数（予定回数）を算出する。充電リレー１２５は、その総作動回数で耐久設計されており、そのために、ＥＣＵ１５０は、充電リレー１２５の総作動回数をカウントしている。そして、ＥＣＵ１５０は、仮に第１時刻スケジュールに従って外部充電が実行される場合の充電リレー１２５の総作動回数がしきい値を超えるか否かを判定する（ステップＳ４５）。このしきい値は、充電リレー１２５の耐久作動回数に基づいて設定される。なお、仮に第１時刻スケジュールに従って外部充電が実行される場合の充電リレー１２５の総作動回数（予定回数）に代えて、この時点での充電リレー１２５の総作動回数（実績値）がしきい値を超えているかを判定するようにしてもよい。

充電リレー１２５の総作動回数がしきい値以下であると判定されると（ステップＳ４５においてＮＯ）、ＥＣＵ１５０は、以下のステップＳ５０〜Ｓ６０の各処理を実行することなくステップＳ６５（後述）へ処理を移行する。

ステップＳ４５において、充電リレー１２５の総作動回数がしきい値を超えると判定されると（ステップＳ４５においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、外部充電の充電区間の分割を不可とする（すなわち外部充電を途中で停止することなく連続で実行する）条件で、電気料金プランを考慮して、電気料金が最も安価となる時刻スケジュールを作成する（以下、ここで作成される時刻スケジュールを「第２時刻スケジュール」と称する。）。すなわち、この第２時刻スケジュールについては、充電リレー１２５の作動回数の増加を抑制するために、充電リレー１２５の作動回数が多くなる、外部充電の充電区間の分割は、不可とされる。そして、この第２時刻スケジュールは、帰宅時刻から出発予定時刻までの電気料金プランに基づいて、外部充電が連続して実行される場合の電気料金が最も安価となる時間に外部充電を実行するように作成される。第２時刻スケジュールの具体的な作成方法についても、後ほど一例が示される。

そして、ＥＣＵ１５０は、タイマー充電の時刻スケジュールを、ステップＳ４０において作成された第１時刻スケジュールから第２時刻スケジュールに変更する（ステップＳ５５）。さらに、ＥＣＵ１５０は、第１時刻スケジュールから第２時刻スケジュールへスケジュールが変更された旨を表示するようにＭＩＤ１６０を制御し、時刻スケジュールの変更をユーザに報知する（ステップＳ６０）。これにより、ユーザは、充電リレー１２５の総作動回数の増加を抑制するために時刻スケジュールが変更されたことを認識することができる。

ステップＳ６０の処理が実行され、又はステップＳ４５において充電リレー１２５の総作動回数がしきい値以下である判定されると（ステップＳ４５においてＮＯ）、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ４０において決定された第１時刻スケジュール、又はステップＳ５５において第１時刻スケジュールから変更された第２時刻スケジュールに従って、充電開始時刻が到来したか否かを判定する（ステップＳ６５）。なお、充電開始時刻が到来するまでＥＣＵ１５０はスリープ状態に移行していてもよい。

充電開始時刻が到来すると（ステップＳ６５においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、充電リレー１２５を導通状態に制御するとともに充電器１２０を駆動し、時刻スケジュールに従って外部充電を実行する（ステップＳ７０）。そして、ＥＣＵ１５０は、充電リレー１２５の実際の作動に従って、充電リレー１２５の総作動回数を更新する（ステップＳ７５）。

図４は、第１時刻スケジュール及び第２時刻スケジュールの作成例を示した図である。図４を参照して、時刻ｔ１に帰宅し、ユーザにより出発予定時刻が時刻ｔ８に設定されたものとする。外部充電可能な時刻ｔ１〜ｔ８の間では、データセンター３０から取得された電気料金プランに従う時間帯Ｔ１〜Ｔ５が存在する。この例では、時間帯Ｔ１〜Ｔ５の中で、時間帯Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５において電気料金単価が最も低い。また、時間帯Ｔ２の電気料金単価は、時間帯Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５の電気料金単価よりも高く、時間帯Ｔ４の電気料金単価は、時間帯Ｔ２の電気料金単価よりもさらに高い。

また、この例では、正味充電所要時間Ｔｃｈは、外部充電可能な時刻ｔ１〜ｔ８において、電気料金単価が最も安価な時間帯Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５の各々よりも長い。したがって、外部充電の充電区間の分割が許容される第１時刻スケジュールについては、電気料金単価が最も安価な時間帯Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５を優先的に用いて、時間帯Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５において充電時間を適宜分割して外部充電が実行される。たとえば、充電が完了した高ＳＯＣ状態で蓄電装置１３０が放置されるのをできる限り避けるために、最も遅い（出発予定時刻に近い）時間帯Ｔ５から充電時間が割り当てられ、次に、時間帯Ｔ３に割り当てられ、時間帯Ｔ１において時刻ｔ２から時間帯Ｔ１の終了時刻ｔ３に残りの充電時間が割り当てられる。

一方、外部充電の充電区間の分割が不可とされる第２時刻スケジュールについては、外部充電可能な時刻ｔ１〜ｔ８において、外部充電を連続して実行する場合の電気料金単価が最も安価となる時間に外部充電が実行される。この例では、電気料金単価が最も安価な時間帯Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５のうち時間長が最も長い時間帯Ｔ３にまず充電時間が割り当てられ、時間帯Ｔ３の前後の時間帯Ｔ２，Ｔ４のうち電気料金単価がより安価な時間帯Ｔ２において、時刻ｔ４から時間帯Ｔ２の終了時刻ｔ５までの時間帯に残りの充電時間が割り当てられる。

このように、第１時刻スケジュールについては、外部充電の充電区間の分割が許容され、電気料金単価が最も安価な時間帯Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５を優先的に用いて、時間帯Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５に充電時間を分割して外部充電が実行される。時間帯Ｔ１の時刻ｔ１〜ｔ２及び時間帯Ｔ２，Ｔ４においては、外部充電が一時停止され、外部充電の一時停止及び再開に伴なって充電リレー１２５が作動する。

一方、第２時刻スケジュールについては、外部充電の充電区間の分割が不可とされ、外部充電が連続して実行される場合の電気料金単価が最も安価となる時刻ｔ４〜ｔ６に外部充電が実行される。外部充電は、時刻ｔ４〜ｔ６まで連続して実行されるので、第１時刻スケジュールに従って外部充電が実行される場合のような外部充電の一時停止及び再開に伴なう充電リレー１２５の作動はない。したがって、第２時刻スケジュールに従って外部充電が実行される場合は、第１時刻スケジュールに従って外部充電が実行される場合よりも充電リレー１２５の作動回数の増加が抑制される。

図５は、第１時刻スケジュールを作成するための処理手順の一例を示したフローチャートである。すなわち、このフローチャートに示される処理は、図３のステップＳ４０において実行される。

図５を参照して、ＥＣＵ１５０は、データセンター３０から取得された電気料金情報（電気料金プラン）に従って、帰宅時刻から出発予定時刻までの期間を、電気料金単価が非連続の時間帯Ｔ１〜Ｔｎ（ｎは自然数）に分割する（ステップＳ１１０）。なお、このステップＳ１１０では、初期状態として、時間帯Ｔ１〜Ｔｎの全てが「未充電時間帯」とされる。

次いで、ＥＣＵ１５０は、未充電時間帯のうち、電気料金が最も安い時間帯を充電候補時間帯Ｔｉとして抽出する（ステップＳ１１５）。ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１１５において電気料金単価が同一である複数の時間帯が抽出された場合（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、抽出された複数の時間帯のうち最も遅い（出発予定時刻に近い）時間帯のみを充電候補時間帯Ｔｉとする（ステップＳ１２５）。ステップＳ１１５において抽出された時間帯が単一である場合は（ステップＳ１２０においてＮＯ）、当該時間帯がそのまま充電候補時間帯Ｔｉとされる。

次いで、ＥＣＵ１５０は、充電候補時間帯Ｔｉでの充電可能量Ｗ１を算出する（ステップＳ１３０）。充電可能量Ｗ１は、外部充電の充電レート（たとえば充電器１２０の定格電力）に充電候補時間帯Ｔｉの時間長を乗算することによって算出することができる。さらに、ＥＣＵ１５０は、算出された充電可能量Ｗ１が必要充電量Ｗｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３５）。

充電可能量Ｗ１は必要充電量Ｗｔよりも少ないと判定されると（ステップＳ１３５においてＮＯ）、当該充電候補時間帯Ｔｉでの充電によっては外部充電を完了できないので、ＥＣＵ１５０は、必要充電量Ｗｔを充電可能量Ｗ１だけ減算して更新するとともに（ステップＳ１４０）、現在の充電候補時間帯Ｔｉに対応する期間全体を充電予定期間に設定する（ステップＳ１４５）。これにより、充電候補時間帯Ｔｉとされている時間帯は、未充電時間帯から除外される。また、以降では、必要充電量Ｗｔは、外部充電による必要充電量の残りを意味することになる。

そして、ＥＣＵ１５０は、時間帯Ｔ１〜Ｔｎに未充電時間帯が残っているか否かを判定する（ステップＳ１５０）。未充電時間帯が残っていると判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、残っている充電量を確保するために、ステップＳ１１５へ処理を戻す。これにより、充電候補時間帯Ｔｉが更新されるとともに（ステップＳ１１５〜Ｓ１２５）、更新後の充電候補時間帯Ｔｉによって外部充電が完了できるか否か（ステップＳ１３０，Ｓ１３５）を判定することができる。

更新後の充電候補時間帯Ｔｉにより充電可能量Ｗ１が必要充電量Ｗｔ以上となると（ステップＳ１３５においてＹＥＳ）、当該充電候補時間帯Ｔｉでの充電によって外部充電を完了できるので、ＥＣＵ１５０は、ステップＳ１１５〜Ｓ１５０の繰り返しループから抜けて、残りの必要充電量Ｗｔを充電するための残り充電時間ΔＴｃｈを算出する（ステップＳ１５５）。そして、ＥＣＵ１５０は、現在の充電候補時間帯Ｔｉのうちの後半の残り充電時間ΔＴｃｈに対応する期間を充電予定期間に設定する（ステップＳ１６０）。なお、ステップＳ１３５においてＷ１＝Ｗｔのときには、現在の充電候補時間帯Ｔｉの全体が充電予定期間に設定される。

未充電時間帯が残っている間は（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、ステップＳ１１５〜Ｓ１４５の処理が繰り返されることによって、必要充電量Ｗｔの初期値（図３のステップＳ２５）の充電が完了するまで、未充電時間帯のうち電力単価が最も低い時間帯が充電候補時間帯Ｔｉとして順次抽出されて充電予定期間に設定される。そして、時間帯Ｔ１〜Ｔｎの全てが充電対象となると、ステップＳ１５０において未充電時間帯の残りは無いと判定され（ステップＳ１５０においてＮＯ）、処理はリターンへと移行される。

図６は、第２時刻スケジュールを作成するための処理手順の一例を示したフローチャートである。すなわち、このフローチャートに示される処理は、図３のステップＳ５０において実行される。

図６を参照して、ＥＣＵ１５０は、必要充電量Ｗｔを充電するための正味必要充電時間Ｔｃｈ連続して外部充電が実行され、かつ、出発予定時刻に外部充電が完了する第１のスケジュールを作成する（ステップＳ２１０）。そして、ＥＣＵ１５０は、その作成された第１スケジュールを第２時刻スケジュールとする（ステップＳ２２０）。さらに、ＥＣＵ１５０は、データセンター３０から取得された電気料金情報（電気料金プラン）に従って、第１スケジュールで外部充電が実行されるとした場合の電気料金Ｒ１を算出する（ステップＳ２２０）。そして、ＥＣＵ１５０は、カウンタｉ（ｉは自然数）を初期値１とする（ステップＳ２２５）。

次いで、ＥＣＵ１５０は、第ｉスケジュールよりも所定時間だけ充電開始時刻を早めた第（ｉ＋１）スケジュールを作成する（ステップＳ２３０）。所定時間は、たとえば数分や１０分程度とすることができる。この第（ｉ＋１）スケジュールも、必要充電量Ｗｔを充電するための正味必要充電時間Ｔｃｈ連続して外部充電が実行されるスケジュールである。なお、第（ｉ＋１）スケジュールの充電開始時刻が帰宅時刻よりも前になる場合には、帰宅時刻から正味必要充電時間Ｔｃｈ連続して外部充電が実行されるものとして第（ｉ＋１）スケジュールが作成される。

そして、ＥＣＵ１５０は、電気料金プランに従って、第（ｉ＋１）スケジュールで外部充電が実行されるとした場合の電気料金Ｒ（ｉ＋１）を算出する（ステップＳ２３５）。さらに、ＥＣＵ１５０は、算出された電気料金Ｒ（ｉ＋１）が電気料金Ｒｉよりも低いか否かを判定する（ステップＳ２４０）。

電気料金Ｒ（ｉ＋１）が電気料金Ｒｉよりも低いと判定されると（ステップＳ２４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、第（ｉ＋１）スケジュールを第２時刻スケジュールとする（ステップＳ２４５）。すなわち、第（ｉ＋１）スケジュールの方が第ｉスケジュールよりも電気料金が安いので、第２時刻スケジュールが第（ｉ＋１）スケジュールに更新される。

電気料金Ｒ（ｉ＋１）が電気料金Ｒｉ以上であるときは（ステップＳ２４０においてＮＯ）、ＥＣＵ１５０は、第２時刻スケジュールを第ｉスケジュールのままとしてステップＳ２５０へ処理を移行する。なお、電気料金Ｒ（ｉ＋１）が電気料金Ｒｉと同額の場合は、充電が完了した高ＳＯＣ状態で蓄電装置１３０が放置されるのをできる限り避けるために、外部充電が遅く完了する第ｉスケジュールが採用される。

次いで、ＥＣＵ１５０は、第（ｉ＋１）スケジュールよりもさらに所定時間だけ充電開始時刻を早めた第（ｉ＋２）スケジュールを作成可能か否かを判定する（ステップＳ２５０）。第（ｉ＋１）スケジュールの充電開始時刻が既に最先の時刻（帰宅時刻）である場合には、ＥＣＵ１５０は、第（ｉ＋２）スケジュールを作成不可であるとして（ステップＳ２５０においてＮＯ）、リターンへと処理を移行する。

一方、ステップＳ２５０において第（ｉ＋２）スケジュールを作成可能であると判定されると（ステップＳ２５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、カウンタｉを１だけカウントアップし（ステップＳ２５５）、さらに安価なスケジュールを探索するために、ステップＳ２３０へ処理を戻す。

このように、帰宅時刻から出発予定時刻までの間において、必要充電量Ｗｔを充電するための正味必要充電時間Ｔｃｈ連続して外部充電が実行される場合の電気料金が最も安くなるスケジュールが探索され、第２時刻スケジュールが設定される。

以上のように、この実施の形態においては、外部充電の開始から終了まで外部充電を停止することなく連続して外部充電が実行される第２時刻スケジュールが設けられるので、外部充電の実行及び停止に伴なって作動する充電リレー１２５の作動回数の増加が抑制される。また、第２時刻スケジュールは、外部充電が連続して実行される場合の電気料金が最も安価となる時間に外部充電を実行するように決定されるので、電気料金も抑えられる。したがって、この実施の形態によれば、安価な外部充電を追求しつつ、外部充電の実行及び停止に伴なって作動する充電リレー１２５の作動回数の増加を抑制することができる。

また、この実施の形態においては、ユーザの要求に従って設定された第１時刻スケジュールが、外部充電の開始から終了までの間に外部充電の停止を含むものである場合に、第１時刻スケジュールから第２時刻スケジュールに変更される。したがって、この実施の形態によれば、安価な外部充電を追求しつつ、ユーザの要求が優先されて充電リレー１２５の作動回数が増加するのを抑制することができる。

また、この実施の形態においては、充電リレー１２５の総作動回数がしきい値を超える場合に、第２時刻スケジュールによるタイマー充電が実行される。したがって、この実施の形態によれば、充電リレー１２５の総作動回数がしきい値を超えた場合に限り、充電リレー１２５の作動回数の増加が抑制される。一方、充電リレー１２５の総作動回数がしきい値以下であれば、充電リレー１２５の作動回数を考慮することなく、第１時刻スケジュールに従って、電気料金が相対的に安い複数の時間帯に分割して最安価な外部充電を追求し得る。

そして、この実施の形態によれば、第１時刻スケジュールから第２時刻スケジュールに変更された場合に、ＭＩＤ１６０においてその旨がユーザに報知されるので、ユーザは、充電リレー１２５の総作動回数の増加を抑制するために時刻スケジュールが変更されたことを認識することができる。

なお、上記の実施の形態においては、外部充電の実行及び停止に伴なって作動する機器は、充電リレー１２５として説明したが、この機器は、充電リレー１２５に限定されるものではない。たとえば、外部充電の実行及び停止に伴なって、蓄電装置１３０と駆動装置１４０との間に設けられるシステムリレー（図示せず）が作動する場合に、このシステムリレーも、外部充電の実行及び停止に伴なって作動する機器に含まれる。

また、上記の実施の形態では、時刻スケジュールの作成（第１及び第２時刻スケジュール）を車両１０のＥＣＵ１５０で実行する構成を例示したが、車両１０のＥＣＵ１５０ではなく、データセンター３０や、車両１０及びデータセンター３０と通信可能な携帯端末において、時刻スケジュールの作成を実行するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１車両充電システム、１０車両、２０給電設備、３０データセンター、１１０受電部、１２０充電器、１２５充電リレー、１３０蓄電装置、１４０蓄電装置、１５０ＥＣＵ、１６０ＭＩＤ、１７０ＤＣＭ。

Claims

車両に搭載された蓄電装置を前記車両の外部の電源により充電する外部充電の実行を制御する充電制御装置であって、前記車両は、前記外部充電の実行及び停止に伴なって作動する機器を含み、
時刻スケジュールに従って前記外部充電を開始するタイマー充電を実行する制御部と、
前記電源から供給される電力についての、所定の時間帯毎の電気料金に関する情報を取得する取得部とを備え、
前記制御部は、前記外部充電の開始から終了まで前記外部充電を停止することなく連続して前記外部充電を実行し、かつ、前記外部充電が連続して実行される場合の電気料金が最も安価となる時間に前記外部充電を実行するように、前記時刻スケジュールを決定する、充電制御装置。
前記制御部は、ユーザの要求に従って設定された要求時刻スケジュールが、前記外部充電の開始から終了までの間に前記外部充電の停止を含むものである場合においても、前記外部充電を連続して実行し、かつ、前記外部充電が連続して実行される場合の電気料金が最も安価となる時間に前記外部充電を実行するように、前記時刻スケジュールを決定する、請求項１に記載の充電制御装置。
前記機器は、前記電源から前記蓄電装置への充電経路に設けられるリレーを含み、
前記制御部は、前記リレーの総作動回数がしきい値を超える場合に、前記時刻スケジュールを決定する処理を実行する、請求項２に記載の充電制御装置。
前記要求時刻スケジュールから前記決定された時刻スケジュールへの変更をユーザに報知するための報知部をさらに備える、請求項２又は請求項３に記載の充電制御装置。
車両に搭載された蓄電装置を車両外部の電源により充電する外部充電の実行を制御する充電制御方法であって、前記車両は、前記外部充電の実行及び停止に伴なって作動する機器を含み、
前記電源から供給される電力についての、所定の時間帯毎の電気料金に関する情報を取得するステップと、
前記外部充電の開始から終了まで前記外部充電を停止することなく連続して前記外部充電を実行し、かつ、前記外部充電が連続して実行される場合の電気料金が最も安価となる時間に前記外部充電を実行するように、前記外部充電の時刻スケジュールを決定するステップと、
前記決定された時刻スケジュールに従って前記外部充電を開始するタイマー充電を実行するステップとを含む、充電制御方法。