JP7509062B2 - 車両の充電制御方法および充電制御装置 - Google Patents
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Description
<システム構成>
図1は、本実施の形態における車両の外部充電の様子を示す図である。図2は、本実施の形態における車両の外部充電の他の様子を示す図である。車両1は、後述する2以上の充電規格による外部充電が可能に構成されている。車両1は、典型的には電気自動車(EV:Electric Vehicle)であるが、外部充電が可能に構成された車両であれば、その種類は問わない。車両1は、プラグインハイブリッド車(PHV:Plug-in Hybrid Vehicle)またはプラグイン燃料電池車(PFCV:Plug-in Fuel Cell Vehicle)などであってもよい。
充電スタンド8からの供給電力を用いた車両1の外部充電時には、車両1と充電スタンド8(充電器80)との間で様々な信号がやり取されるため、実際の電力供給に先立ち、まずは車両1と充電スタンド8との間の通信を確立することを要する。充電スタンド9を用いる場合も同様に、最初に車両1と充電スタンド9(充電器90)との間の通信を確立することが必要である。しかし、手動式の充電スタンド8が適合している充電規格の通信方式と、自動充電が可能な充電スタンド9が適合している充電規格の通信方式とは異なり得る。また、充電スタンド8が適合する充電規格には、CHAdeMO、CCS、GB/T、ChaoJiなどの様々な規格が存在する。
図3は、本実施の形態における充電規格の優先順位を説明するための図である。本実施の形態における優先順位を高い方から低い方に順に並べると以下のようになる。
(2)有線通信方式+PnC
(3)有線通信方式+全充電方式(PnCなし)
(4)有線通信方式+急速充電(PnCなし)
(5)有線通信方式+普通充電(PnCなし)
≪優先順位1位:無線通信≫
まず、上記5通りの充電規格の優先順位全体に関し、無線通信方式の充電規格の優先順位(1位)は、有線通信方式の充電規格の有線順位(2位~4位)よりも高く設定される。無線通信方式の充電規格によれば、有線通信方式の充電規格と異なり、ユーザ操作によって充電スタンド8,9の充電プラグが車両1のインレット部2に挿入されるのを待たなくても接続トライを行い、充電スタンド8,9と車両1との間の通信を確立できるためである。
有線通信方式の充電規格のなかでは、急速充電/普通充電の別を問わず、「プラグアンドチャージ(PnC:Plug & Charge)」が規定された充電規格の優先順位が最も高く設定される(2位)。プラグアンドチャージとは自動課金が可能な充電機能を意味する。この理由は以下のように説明できる。
充電規格のなかには急速充電および普通充電の両方が規定された「全充電方式」の充電規格が存在する。本実施の形態では、プラグアンドチャージに適合していない全充電方式に適合する充電規格の優先順位が3番目に高く設定され、全充電方式ではないが急速充電に適合する充電規格の優先順位が4番目に高く設定される。
プラグアンドチャージに適合しておらず、かつ、全充電方式でもない急速充電の優先順位が4位に設定される。プラグアンドチャージに適合していない急速充電が規定された充電規格としては、CHAdeMO、GB/T、CCS(CCS1,CCS2)、ChaoJiなどが挙げられる。CHAdeMOはCANを採用する。GB/TはCANを採用する。CCSは、PLCを採用するが、イーサネットも採用し得る。ChaoJiは、CAN、イーサネットまたはIPoverCANを採用し得る。したがって、プラグアンドチャージに非適合の急速充電規格に適合した充電スタンド8との間の通信確立を目指す場合、車両1は、CANプロトコル、PLCプロトコル、イーサネットプロトコルまたはIPoverCANプロトコルに準拠した接続トライを実行する。
プラグアンドチャージに適合しておらず、かつ、普通充電のみが規定された充電規格の優先順位は最も低く設定される(5位)。普通充電は、急速充電と比べて長い充電時間を要する点において、ユーザにとっての利便性が低いと考えられるためである。プラグアンドチャージに適合していない普通充電のみが規定された充電規格としては、SAE J1772(タイプ1)、GB/Tなどが上げられる。これらの充電規格は、コントロールパイロット(CPLT:Control Pilot Line)信号を用いた通信プロトコルを採用する。CPLT信号は、パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)方式の制御信号の一種である。普通充電のみが規定された充電規格に適合する充電スタンド8との間の通信確立を目指す場合、車両1は、CPLT信号による接続トライを実行する。
図4は、本実施の形態における車両1と充電スタンドとの通信接続処理を示すフローチャートである。このフローチャート(および後述する図6のフローチャート等)は、たとえば、予め定められた演算周期毎に繰り返し実行される。各ステップは、ECU10によるソフトウェア処理により実現されるが、ECU10内に作製されたハードウェア(電気回路)により実現されてもよい。以下、ステップをSと略す。
S1において、ECU10は、自動充電が規定された充電規格に車両1が適合しているかどうかを判定する。ECU10は、車両1がどの充電規格に適合しているかを車両1の仕様に基づき予め把握しているため、この判定が可能である。他の充電規格への適合の有無を判定する以降の処理(S4,S7,S10,S13の処理)についても同様である。
S4において、ECU10は、プラグアンドチャージ(PnC)が規定された充電規格に車両1が適合しているかどうかを判定する。プラグアンドチャージが規定された充電規格に車両1が適合している場合(S4においてYES)、ECU10は、PLCプロトコル、イーサネットプロトコルまたはIPoverCANプロトコルに準拠した接続トライ(第2の接続トライ)を実行する(S5)。第2の接続トライにより充電スタンド8との通信接続に成功した場合(S6においてYES)、ECU10は、PLCプロトコル、イーサネットプロトコルまたはIPoverCANプロトコルに準拠した通信を充電スタンド8との間で開始する(S17)。
S7において、ECU10は、プラグアンドチャージが規定されていない全充電方式の充電規格に車両1が適合しているかどうかを判定する。全充電方式の充電規格に車両1が適合している場合(S7においてYES)、ECU10は、CANプロトコル、PLCプロトコル、イーサネットプロトコルまたはIPoverCANプロトコルに準拠した接続トライ(第3の接続トライ)を実行する(S8)。ただし、第3の接続トライには、CANプロトコル、PLCプロトコル、イーサネットプロトコルおよびIPoverCANプロトコルのうち、第2の接続トライに用いられた通信プロトコルとは異なる通信プロトコルが用いられる。第3の接続トライにより充電スタンド8との通信接続に成功した場合(S8においてYES)、ECU10は、CANプロトコル、PLCプロトコル、イーサネットプロトコルまたはIPoverCANプロトコルに準拠する通信を充電スタンド8との間で開始する(S17)。
S7において、ECU10は、急速充電が規定された充電規格に車両1が適合しているかどうかを判定する。急速充電が規定された充電規格に車両1が適合している場合(S7においてYES)、ECU10は、CANプロトコル、PLCプロトコル、イーサネットプロトコルまたはIPoverCANプロトコルに準拠した接続トライ(第4の接続トライ)を実行する(S11)。ただし、第4の接続トライには、CANプロトコル、PLCプロトコル、イーサネットプロトコルおよびIPoverCANプロトコルのうち、第2の接続トライに用いられた通信プロトコルとも第3の接続トライに用いられた通信プロトコルとも異なる通信プロトコルが用いられる。第4の接続トライにより充電スタンド8との通信接続に成功した場合(S11においてYES)、ECU10は、CANプロトコル、PLCプロトコル、イーサネットプロトコルまたはIPoverCANプロトコルに準拠する通信を充電スタンド8との間で開始する(S17)。
S13において、ECU10は、急速充電および普通充電のうち普通充電のみが規定された充電規格に車両1が適合しているかどうかを判定する。普通充電のみが規定された充電規格に車両1が適合している場合(S13においてYES)、ECU10は、CPLT信号による接続トライ(第5の接続トライ)を実行する(S14)。第5の接続トライにより充電スタンド8との通信接続に成功した場合(S13においてYES)、ECU10は、CPLT信号を用いて充電スタンド8との通信を開始する(S17)。
<ChaoJi+CHAdeMO>
多くの場合、車両1が適合している充電規格数は、実施の形態にて説明した充電規格数(全5通り)よりも少ない。以下の実施例1~4では、実施の形態にて説明した充電規格のうちの一部の規格に適合する車両構成について、より具体的に説明する。
<ChaoJi+GB/T>
図7は、実施例2における車両1Bの外部充電に関する構成を概略的に示すブロック図である。車両1Bのインレット部2Bは、インレット21,23を含む。インレット21は、実施例1と同様に、自動充電、プラグアンドチャージおよび全充電方式が規定されたChaoJiに適合している。一方、インレット23は、急速充電が規定されたGB/Tに適合している。
<CCSのみ>
図9は、実施例3における車両1Cの外部充電に関する構成を概略的に示すブロック図である。車両1Cのインレット部2Cはインレット24を含む。インレット24は、自動充電、全充電方式、および、普通充電のみが規定されたCCSに適合している。
<ChaoJiのみ>
図11は、実施例4における車両1Dの外部充電に関する構成を概略的に示すブロック図である。車両1Dのインレット部2Dはインレット25を含む。インレット25は、自動充電、プラグアンドチャージ、全充電方式、および、普通充電のみが規定されたChaoJiに適合している。なお、実施例1(図5参照)と同様に、通信インターフェース12は、Wi-Fiモジュール121に代えてBLEモジュールを含んでもよく、イーサネットモジュール122に代えてIPoverCANモジュールを含んでもよい。
Claims (11)
- 充電設備からの供給電力を用いた車両の充電を制御する、車両の充電制御方法であって、
前記車両は、複数の充電規格に適合するように構成され、
前記複数の充電規格は、単一の無線通信方式の充電規格と、1以上の有線通信方式の充電規格とを含み、
前記充電制御方法は、前記車両と前記充電設備との間の通信を確立するための2以上の接続試行処理を実行するステップを含み、
前記2以上の接続試行処理を実行するステップは、
第1の接続試行処理を、前記単一の無線通信方式の充電規格に採用された通信方式に従って実行するステップと、
前記第1の接続試行処理により前記車両と前記充電設備との間の通信が開始されなかった場合に、第2の接続試行処理を、前記1以上の有線通信方式の充電規格に採用された通信方式に従って実行するステップとを含む、車両の充電制御方法。 - 前記単一の無線通信方式の充電規格は、ユーザ操作によらずに前記充電設備の充電プラグが前記車両のインレットに挿入される自動充電が規定された無線通信方式の規格である、請求項1に記載の車両の充電制御方法。
- 前記1以上の有線通信方式の充電規格は、
前記ユーザ操作により前記充電プラグが前記インレットに挿入される手動充電と、ユーザ認証を省略して前記充電プラグが前記インレットに挿入されると充電を開始するプラグアンドチャージとが規定された有線通信方式の規格、
DC充電およびAC充電の両方が規定された有線通信方式の規格、
前記1以上の有線通信方式の充電規格は、前記DC充電および前記AC充電のうち前記DC充電のみが規定された有線通信方式の規格、および、
前記DC充電および前記AC充電のうち前記AC充電のみが規定された有線通信方式の規格、のうちの少なくとも1つを含む、請求項2に記載の車両の充電制御方法。 - 前記1以上の有線通信方式の充電規格に採用された通信方式に従って実行するステップは、前記第2の接続試行処理を、前記1以上の有線通信方式の充電規格のうち優先順位が1番目に高い規格に採用された通信方式に従って実行するステップを含み、
前記2以上の接続試行処理は、3つの接続試行処理であり、
前記第2の接続試行処理によっても前記車両と前記充電設備との間の通信が確立されなかった場合に、第3の接続試行処理を、前記1以上の有線通信方式の充電規格のうち前記優先順位が2番目に高い規格に採用された通信方式に従って実行するステップをさらに含む、請求項2に記載の車両の充電制御方法。 - 前記1以上の有線通信方式の充電規格に採用された通信方式に従って実行するステップは、前記第2の接続試行処理を、前記1以上の有線通信方式の充電規格のうち優先順位が1番目に高い規格に採用された通信方式に従って実行するステップを含み、
前記2以上の接続試行処理は、4つの接続試行処理であり、
前記第2の接続試行処理によっても前記車両と前記充電設備との間の通信が確立されなかった場合に、第3の接続試行処理を、前記1以上の有線通信方式の充電規格のうち前記優先順位が2番目に高い規格に採用された通信方式に従って実行するステップと、
前記第3の接続試行処理によっても前記車両と前記充電設備との間の通信が確立されなかった場合に、第4の接続試行処理を、前記1以上の有線通信方式の充電規格のうち前記優先順位が3番目に高い規格に採用された通信方式に従って実行するステップとをさらに含む、請求項2に記載の車両の充電制御方法。 - 前記1以上の有線通信方式の充電規格に採用された通信方式に従って実行するステップは、前記第2の接続試行処理を、前記1以上の有線通信方式の充電規格のうち優先順位が1番目に高い規格に採用された通信方式に従って実行するステップを含み、
前記2以上の接続試行処理は、5つの接続試行処理であり、
前記第2の接続試行処理によっても前記車両と前記充電設備との間の通信が確立されなかった場合に、第3の接続試行処理を、前記1以上の有線通信方式の充電規格のうち前記優先順位が2番目に高い規格に採用された通信方式に従って実行するステップと、
前記第3の接続試行処理によっても前記車両と前記充電設備との間の通信が確立されなかった場合に、第4の接続試行処理を、前記1以上の有線通信方式の充電規格のうち前記優先順位が3番目に高い規格に採用された通信方式に従って実行するステップと、
前記第4の接続試行処理によっても前記車両と前記充電設備との間の通信が確立されなかった場合に、第5の接続試行処理を、前記1以上の有線通信方式の充電規格のうち前記優先順位が4番目に高い規格に採用された通信方式に従って実行するステップとをさらに含む、請求項2に記載の車両の充電制御方法。 - 前記1以上の有線通信方式の充電規格における前記優先順位は、
前記ユーザ操作により前記充電プラグが前記インレットに挿入される手動充電と、ユーザ認証を省略して前記充電プラグが前記インレットに挿入されると充電を開始するプラグアンドチャージとが規定された有線通信方式の規格、
DC充電およびAC充電の両方が規定された有線通信方式の規格、
前記DC充電および前記AC充電のうち前記DC充電のみが規定された有線通信方式の規格、
前記DC充電および前記AC充電のうち前記AC充電のみが規定された有線通信方式の規格、
の順に高い、請求項4~6のいずれか1項に記載の車両の充電制御方法。 - 前記単一の無線通信方式は、Wi-Fi(Wireless Fidelity)プロトコルまたはBLE(Bluetooth Low Energy)プロトコルが採用された通信方式であり、
前記1以上の有線通信方式の各々は、CAN(Controller Area Network)プロトコル、PLC(Power Line Communication)プロトコル、イーサネットプロトコル、IPoverCAN(Internet Protocol over Controller Area Network)プロトコル、または、コントロールパイロット信号を用いた通信プロトコルが採用された通信方式である、請求項1~7のいずれか1項に記載の車両の充電制御方法。 - 充電設備からの供給電力を用いた車両の充電を制御する、車両の充電制御装置であって、
前記車両は、複数の充電規格に適合するように構成され、
前記複数の充電規格は、単一の無線通信方式の充電規格と、1以上の有線通信方式の充電規格とを含み、
前記充電制御装置は、
前記車両と前記充電設備との間の通信を確立するための第1の接続試行処理を、前記単一の無線通信方式の充電規格に採用された通信方式に従って実行し、
前記第1の接続試行処理により前記車両と前記充電設備との間の通信が開始されなかった場合に、第2の接続試行処理を、前記1以上の有線通信方式の充電規格に採用された通信方式に従って実行する、車両の充電制御装置。 - 前記単一の無線通信方式の充電規格は、ユーザ操作によらずに前記充電設備の充電プラグが前記車両のインレットに挿入される自動充電が規定された無線通信方式の規格である、請求項9に記載の車両の充電制御装置。
- 前記1以上の有線通信方式の充電規格は、
前記ユーザ操作により前記充電プラグが前記インレットに挿入される手動充電と、ユーザ認証を省略して前記充電プラグが前記インレットに挿入されると充電を開始するプラグアンドチャージとが規定された有線通信方式の規格、
DC充電およびAC充電の両方が規定された有線通信方式の規格、
前記1以上の有線通信方式の充電規格は、前記DC充電および前記AC充電のうち前記DC充電のみが規定された有線通信方式の規格、および、
前記DC充電および前記AC充電のうち前記AC充電のみが規定された有線通信方式の規格、のうちの少なくとも1つを含む、請求項10に記載の車両の充電制御装置。
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